分析系統(tǒng)高壓現(xiàn)象對(duì)液壓挖掘機(jī)的危害及液壓挖掘機(jī)散熱系統(tǒng)熱平衡設(shè)計(jì)要點(diǎn)

楊寶仲

北京邁弛科技發(fā)展有限公司

分析系統(tǒng)高壓現(xiàn)象對(duì)液壓挖掘機(jī)的危害及液壓挖掘機(jī)散熱系統(tǒng)熱平衡設(shè)計(jì)要點(diǎn)

楊寶仲

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液壓挖掘機(jī)在工作過(guò)程中，其系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)不同程度的高溫現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了其工作效率。文章主要針對(duì)液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)高溫現(xiàn)象的危害進(jìn)行分析，明確了設(shè)備出現(xiàn)高溫的原因；并且對(duì)液壓挖掘機(jī)散熱系統(tǒng)熱平衡設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行研究分析，希望設(shè)備能夠滿足實(shí)際的工作需求，從而提高其工作效率。

挖掘機(jī)；發(fā)動(dòng)機(jī)；熱平衡；高溫

在挖掘機(jī)工作過(guò)程中，液壓系統(tǒng)是其重要的構(gòu)成部分，是設(shè)備運(yùn)行的根本保證，在使用過(guò)程中，由于體積小、重量輕、易安裝、功率密度大、響應(yīng)快、可控制性強(qiáng)、工作平穩(wěn)并且還能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)極調(diào)速，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。液壓系統(tǒng)雖然是挖掘機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成中的一個(gè)子系統(tǒng)，但是其作用很大，對(duì)于挖掘機(jī)的工作效率以及工作質(zhì)量具有直接影響。其在工作過(guò)程中，容易出現(xiàn)高溫現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了相關(guān)工作的開展，因此，積極對(duì)液壓系統(tǒng)高溫顯現(xiàn)進(jìn)行研究分析勢(shì)在必行。

一、系統(tǒng)出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象分析

1.發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)熱現(xiàn)象以及其危害分析

系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程，工作人員打開水箱蓋以后，里面的水已經(jīng)被燒開，并且偶爾向外噴濺，此種現(xiàn)行是發(fā)動(dòng)機(jī)水泵在循環(huán)工作出現(xiàn)的現(xiàn)象。

發(fā)動(dòng)機(jī)按在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)受到強(qiáng)烈加熱的汽 缸 、 缸蓋、活塞、噴油器等一些零件，如果不能及時(shí)對(duì)其進(jìn)行冷卻，就會(huì)導(dǎo)致可燃混合氣出現(xiàn)早燃的現(xiàn)象，從而使得整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)熱的現(xiàn)象，并且還會(huì)使得整個(gè)發(fā)動(dòng)的機(jī)的工作一直處于高溫的循環(huán)狀態(tài)，嚴(yán)重影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行。并且，由于發(fā)動(dòng)機(jī)一直都處在高溫狀態(tài)下，就會(huì)導(dǎo)致其功率下降，不能保證其作用最大化，同時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致充氣系數(shù)降低，混合氣體變濃，使得發(fā)動(dòng)機(jī)排放的氣體有害物質(zhì)濃度增加，對(duì)環(huán)境造成一定的污染。

2.液壓系統(tǒng)發(fā)熱現(xiàn)象及其危害

一般來(lái)說(shuō)，在正常狀態(tài)下，液壓系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中達(dá)到平衡熱以后，液壓油的溫度應(yīng)該在50℃-80℃的范圍以內(nèi)，如果超出此范圍，就屬于液壓系統(tǒng)發(fā)熱。其故障主要表現(xiàn)為：挖掘機(jī)在冷車工作過(guò)程中，各項(xiàng)性能都可以正常使用，隨著工作時(shí)間的逐漸增加，機(jī)器的溫度也會(huì)逐漸升高，液壓油發(fā)生油溫在出現(xiàn)變化以后，液壓執(zhí)行動(dòng)作就會(huì)十分緩慢，使得整個(gè)系統(tǒng)不能有力運(yùn)行。

二、升溫過(guò)快的原因探究

1.發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)發(fā)熱故障原因分析

通常來(lái)說(shuō)，液壓挖掘機(jī)在出廠時(shí)就對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，保證其能夠滿足實(shí)際的工作需求。在實(shí)際的使用過(guò)程中，由于節(jié)溫器開啟操作方式不完善，散熱器表面被雜物堵塞，風(fēng)扇皮帶松動(dòng)致風(fēng)力不足、水泵葉輪過(guò)度磨損使翻水能力降低、冷卻液液面過(guò)低等原因造成散熱器效果不良，冷卻效果低；發(fā)動(dòng)機(jī)噴油正時(shí)滯后、汽缸墊或汽缸體損壞串水；高溫氣流急劇冷卻，容易造成高溫狀況。

在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，如果工作時(shí)間較長(zhǎng)，并且負(fù)荷較大，散熱系統(tǒng)工作效率低下，導(dǎo)致熱量聚集過(guò)多，使得溫度一定程度上逐漸升高，就會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成一定的影響，因此，嚴(yán)禁設(shè)備在高負(fù)荷狀態(tài)下進(jìn)行超長(zhǎng)時(shí)間工作。

2.液壓系統(tǒng)發(fā)熱故障原因分析

在實(shí)際的工作過(guò)程中，工作人員所選擇液壓油的性不能滿足相應(yīng)的要求，使得液壓油粘度過(guò)高或者過(guò)低，從而導(dǎo)致易乳化變質(zhì)和發(fā)生氣蝕、析出氣泡等，液壓油散熱翅片出現(xiàn)變形、堵塞，風(fēng)扇的冷卻效果差；液壓油散熱器內(nèi)部管道出現(xiàn)阻塞。

三、熱平衡設(shè)計(jì)及解決措施

1.發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)

在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，必須按照相應(yīng)的要求安裝節(jié)溫器，同時(shí)，還應(yīng)該滿足相關(guān)的規(guī)定，使其在40℃的環(huán)境也能夠正常工作。廠家在對(duì)相關(guān)零件生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)該將機(jī)油的溫度控制在85℃±5℃。冷卻液出口處的溫度應(yīng)該穩(wěn)定在80℃±5℃。

如果采用的是康明斯B3.3系列的發(fā)動(dòng)機(jī)，其冷卻液應(yīng)該采用蠟式、底通型節(jié)溫器，發(fā)動(dòng)機(jī)只能通過(guò)節(jié)溫器才能將其控制在正常的工作溫度，如果將節(jié)溫器拆除，就會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。同時(shí)，工作人員還要采用防凍液并增加副水箱儲(chǔ)備冷卻液，才能滿足實(shí)際的工作需求。通常來(lái)說(shuō)，一般的防凍液冰點(diǎn)是零下40℃，優(yōu)質(zhì)防凍液的冰點(diǎn)為零下60℃，其沸點(diǎn)為109℃～110℃，在冷卻過(guò)程中，不可避免的會(huì)出現(xiàn)消耗。因此，及時(shí)的增加一個(gè)副水箱，能夠?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)儲(chǔ)備一定的冷卻液，在自然狀態(tài)下，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)消耗的防凍液進(jìn)行自我補(bǔ)充。另一方面， 工作人員還應(yīng)該保證進(jìn)氣阻力和進(jìn)氣溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)。通常來(lái)說(shuō)，康明斯B系列的發(fā)動(dòng)機(jī)其進(jìn)氣溫度如果到38℃以上，平均增加6℃，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率下降1%。散熱量增加1.5%，如果由于各種因素的影響，使得進(jìn)氣阻力加大，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率下降5%，并且消耗也會(huì)增加。工作人員應(yīng)該對(duì)相關(guān)零件進(jìn)行更換，保證其工作質(zhì)量。

2.發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，工作人員應(yīng)該對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，出現(xiàn)這種狀況主要是由我國(guó)南北溫差較大，單一的冷卻系統(tǒng)不能滿足實(shí)際的工作需求，因此，應(yīng)該對(duì)其積極進(jìn)行改進(jìn)。

（1）對(duì)散熱器的改動(dòng)

散熱器是發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的構(gòu)成部分，對(duì)于散熱效果具有直接影響，通常來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)熱量可以通過(guò)以下公式進(jìn)行計(jì)算：

在上述公式中，A表示傳給冷卻系統(tǒng)的熱量占據(jù)染料的比重，對(duì)于柴油機(jī)來(lái)說(shuō)，A取值為0.18～0.25；ge表示內(nèi)燃的消耗狀況，kg/ kW.h；Ne表示內(nèi)燃機(jī)的功率，KW；hn——燃料低熱值，kJ/kg。工作人員通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，在挖掘機(jī)允許的狀況下，可以通過(guò)增加散熱面積來(lái)提高散熱效率。

3.安裝導(dǎo)風(fēng)罩

通常來(lái)說(shuō)，工作人員應(yīng)該在散熱器上安裝導(dǎo)風(fēng)罩，能夠保證氣流均勻的通過(guò)散熱器的中心，避免出現(xiàn)紊亂的現(xiàn)象，從而能夠提高冷卻效率。在安裝過(guò)程中，工作人員應(yīng)該保證風(fēng)扇和和護(hù)風(fēng)罩之間存在一定的縫隙，才能保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

4.液壓油溫散熱系統(tǒng)

工作人員應(yīng)該選擇正確的液壓油，工作人員在選擇過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照說(shuō)明書中的要求，保證液壓油能夠滿足實(shí)際需求。通常來(lái)說(shuō)，柱塞泵液壓油的工作粘度8mm2/s＜1000mm2/s。齒輪泵液壓油工作粘度＜20mm2/s＜2000mm2/s。其次，還要對(duì)散熱系統(tǒng)進(jìn)行改裝，工作人員將管片式冷卻器改為鋁制板翅式風(fēng)冷冷卻器，能夠有效的提高散熱效率。

四、總結(jié)

綜上所述，積極對(duì)系統(tǒng)高壓現(xiàn)象對(duì)液壓挖掘機(jī)的危害及液壓挖掘機(jī)散熱系統(tǒng)熱平衡設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行研究分析具有重要意義，能夠提高散熱效果，從而提高挖掘機(jī)的工作效率。

［1］鐘玉柱.挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)熱平衡研究［J］.建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2014 （4）：121-124.