4MZ-5A采棉機(jī)發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)

高愛弟，郭　健

（1.石河子貴航農(nóng)機(jī)裝備有限責(zé)任公司，新疆　石河子　832000；2.新疆石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

4MZ-5A采棉機(jī)發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)

高愛弟1，郭健2

（1.石河子貴航農(nóng)機(jī)裝備有限責(zé)任公司，新疆石河子832000；2.新疆石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

摘要：介紹了國產(chǎn)采棉機(jī)發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)存在的問題，分析了改進(jìn)前結(jié)構(gòu)的不足，重新設(shè)計了發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在實際使用中改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)可靠性得到提升。

關(guān)鍵詞：采棉機(jī)；冷卻系統(tǒng)；發(fā)動機(jī)

目前國產(chǎn)自走式采棉機(jī)已經(jīng)在新疆得到大量推廣應(yīng)用，市場占有率達(dá)30%以上，但經(jīng)常發(fā)現(xiàn)采棉機(jī)發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)中張緊機(jī)構(gòu)損壞。針對出現(xiàn)的問題，通過重新設(shè)計優(yōu)化冷卻系統(tǒng)及其張緊機(jī)構(gòu)，使冷卻系統(tǒng)的可靠性得到大幅提升。

1　發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)

國產(chǎn)自走式采棉機(jī)選用的是東風(fēng)康明發(fā)動機(jī)有限公司的6CTA8.3-C260 V型6缸渦輪增壓式發(fā)動機(jī)（圖1），其作為采棉機(jī)的核心動力源，需要為采棉機(jī)的空調(diào)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、空氣濾清系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)等工作系統(tǒng)提供動力，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)本體出現(xiàn)噪聲超標(biāo)、震動過大、溫度過高等問題。因此發(fā)動機(jī)配有冷卻系統(tǒng)，要求發(fā)動機(jī)水箱頂部溫度范圍為82℃～95℃。冷卻系統(tǒng)采用冷卻液降低發(fā)動機(jī)溫度。冷卻液的循環(huán)流程如下：采棉機(jī)啟動后，發(fā)動機(jī)逐漸升溫，此時冷卻液的溫度還無法打開系統(tǒng)中的節(jié)溫器，冷卻液只是經(jīng)過水泵在發(fā)動機(jī)內(nèi)進(jìn)行“冷車循環(huán)”，目的是使發(fā)動機(jī)盡快地達(dá)到正常工作溫度。隨著冷卻液溫度升到節(jié)溫器的開啟溫度（溫度在80℃后），冷卻循環(huán)系統(tǒng)開始了“正常循環(huán)”。這時候的冷卻液從發(fā)動機(jī)出來，經(jīng)過車前端的水散熱器散熱后，再經(jīng)水泵進(jìn)入發(fā)動機(jī)[1]。而水散熱器、風(fēng)扇及風(fēng)扇皮帶輪、張緊機(jī)構(gòu)、動力輸出皮帶輪是發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的主要組成部件，是由發(fā)動機(jī)動力輸出軸通過傳動皮帶帶動水散熱器風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，冷卻發(fā)動機(jī)水路中回水的溫度，實現(xiàn)對發(fā)動機(jī)的散熱。為了保證皮帶與皮帶輪的較好配合，在傳動皮帶上設(shè)有皮帶張緊機(jī)構(gòu)，用于調(diào)節(jié)皮帶的撓度。

圖1　康明斯發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)1.交流電機(jī)2.皮帶張緊機(jī)構(gòu)3.風(fēng)扇皮帶輪4.驅(qū)動皮帶

2　改進(jìn)前的結(jié)構(gòu)

圖2　采棉機(jī)冷卻系統(tǒng)改進(jìn)前結(jié)構(gòu)1.電機(jī)皮帶2.風(fēng)扇座安裝板3.風(fēng)扇皮帶4.張緊輪支板5.張緊輪拉桿6.張緊輪支架7.風(fēng)扇皮帶輪8.張緊機(jī)構(gòu)2 9.發(fā)動機(jī)輸出皮帶輪10.皮帶輪11.發(fā)動機(jī)自帶風(fēng)扇皮帶輪12.張緊機(jī)構(gòu)1 13.電機(jī)皮帶輪

由于原發(fā)動機(jī)自帶的風(fēng)扇皮帶輪低于風(fēng)扇的實際需要安裝高度，重新設(shè)計了風(fēng)扇座安裝板2用來安裝風(fēng)扇皮帶輪，同時設(shè)計了一套張緊輪機(jī)構(gòu)8用來調(diào)節(jié)皮帶的擾度。結(jié)構(gòu)改進(jìn)前，發(fā)動機(jī)動力輸出軸上并列安裝有兩個皮帶輪，其中皮帶輪10驅(qū)動水散熱器風(fēng)扇，另一個輸出皮帶輪9驅(qū)動發(fā)電機(jī)，如圖2所示，皮帶輪10通過風(fēng)扇皮帶3帶動水散熱器風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，其中張緊機(jī)構(gòu)8用來調(diào)整風(fēng)扇皮帶3的撓度；另一輸出皮帶輪9通過電機(jī)皮帶1帶動發(fā)動機(jī)工作，利用張緊機(jī)構(gòu)12調(diào)整電機(jī)皮帶1的撓度；此結(jié)構(gòu)在采棉機(jī)實際工作過程中出現(xiàn)以下幾個問題：（1）在安裝空間有限的情況下，張緊機(jī)構(gòu)8的位置不利于潤滑油的補(bǔ)充；（2）張緊機(jī)構(gòu)8的傳動軸，由于軸心設(shè)有供油通道，使其強(qiáng)度受到一定的影響；（3）張緊機(jī)構(gòu)8的張緊輪支板4上設(shè)有調(diào)節(jié)腰孔，發(fā)動機(jī)工作時震動很大，使調(diào)節(jié)螺栓易松動，松動后會導(dǎo)致皮帶打滑。

3　改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)

經(jīng)分析原發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)存在的問題，將發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)合并，使驅(qū)動結(jié)構(gòu)簡化，降低故障率，同時節(jié)約成本（圖3）。改進(jìn)后發(fā)動機(jī)的動力輸出軸上只需要一個發(fā)動機(jī)輸出皮帶輪4，該皮帶輪同時驅(qū)動水散熱器風(fēng)扇和發(fā)電機(jī)，將原來易發(fā)生故障的張緊機(jī)構(gòu)2去除，皮帶張緊功能由張緊機(jī)構(gòu)6執(zhí)行，冷卻系統(tǒng)軸向尺寸的縮小，使其操作空間大大增加。徹底解決了原冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中存在的問題；該方案確定后，同時根據(jù)實際尺寸重新設(shè)計了冷卻系統(tǒng)的安裝結(jié)構(gòu)，使節(jié)約的空間得到最大限度的利用。

圖3　采棉機(jī)冷卻系統(tǒng)改進(jìn)后結(jié)構(gòu)1.風(fēng)扇座安裝板2.風(fēng)扇皮帶輪3.風(fēng)扇皮帶4.發(fā)動機(jī)輸出皮帶輪5.皮帶輪6.張緊機(jī)構(gòu)7.電機(jī)皮帶輪

此項改進(jìn)，解決了冷卻系統(tǒng)張緊機(jī)構(gòu)因潤滑和零件本身問題造成的零部件損壞；為發(fā)動機(jī)正常持續(xù)的工作提供了保障，減少了采棉機(jī)工作時的故障率，同時節(jié)約了成本，提高了采棉機(jī)整機(jī)的可靠性。

收稿日期：2015-4-7

文章編號：1007-7782（2015）02-0008-02

中圖分類號：S225.911

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.02.003