一種鑿巖臺(tái)車發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)

吳佼，趙建東，?？桑瑥埛?，譚海，南玖駐，秦志光，王壯

（徐州徐工基礎(chǔ)工程機(jī)械有限公司，江蘇徐州 221001）

1 概述

鑿巖臺(tái)車通常都是在隧道、礦山等通風(fēng)不暢的狹小空間內(nèi)作業(yè)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生大量的熱量，無(wú)法及時(shí)地散去。特別是大噸位的智能鑿巖臺(tái)車，其裝機(jī)功率更大，其進(jìn)風(fēng)道更容易被裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上的液力變矩器、減速機(jī)等遮擋，其出風(fēng)道處的油箱、電機(jī)尺寸也更大，因此鑿巖臺(tái)車更容易出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱不暢而引起的過熱問題。本文提出一種發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)，可以有效地解決發(fā)動(dòng)機(jī)因散熱不暢而產(chǎn)生的過熱問題，并為設(shè)備的檢修留有充足的空間。

2 傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱方法

現(xiàn)有鑿巖臺(tái)車發(fā)動(dòng)機(jī)散熱多采用發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)散熱風(fēng)扇的方式，實(shí)現(xiàn)方案見圖1?，F(xiàn)有技術(shù)方案包括減速機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)，風(fēng)扇，散熱器，油箱，安裝架。減速機(jī)通過法蘭聯(lián)軸器等連接到發(fā)動(dòng)機(jī)上，發(fā)動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器連接風(fēng)扇，并驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)。風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，從進(jìn)風(fēng)道吸風(fēng)經(jīng)散熱器、風(fēng)道、油箱出風(fēng)，至此完成整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱過程。使用發(fā)動(dòng)機(jī)直驅(qū)散熱風(fēng)扇的方式來(lái)散熱發(fā)動(dòng)機(jī)，至少存在下述三個(gè)問題：一是占用空間過大，維修不便。減速機(jī)+發(fā)動(dòng)機(jī)+散熱風(fēng)扇+散熱器，采用直聯(lián)的方式，其長(zhǎng)度一般會(huì)超過2 米。幾乎將底盤后部的維修空間完全擠占，維修保養(yǎng)人員無(wú)法進(jìn)入車架進(jìn)行維修；二是進(jìn)、出風(fēng)道不暢，散熱效果不理想。散熱風(fēng)扇直接安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸上，其進(jìn)風(fēng)通道多被發(fā)動(dòng)機(jī)和變矩器等遮擋。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)通常安裝較低，散熱風(fēng)扇的出風(fēng)口有電機(jī)、筋板結(jié)構(gòu)件、油箱等遮擋，出風(fēng)不暢，如圖1 中箭頭所示。

圖1 散熱系統(tǒng)

3 利用散熱泵單元、散熱馬達(dá)組成的發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)

鑒于傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱方法存在因散熱不暢而產(chǎn)生的過熱問題，本文提出一種鑿巖臺(tái)車發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)，具體方法如圖2、圖3 所示。

圖2 中，鑿巖臺(tái)車發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)1、散熱泵單元2、散熱馬達(dá)3、風(fēng)扇4、散熱器5、油箱6 和安裝架7，發(fā)動(dòng)機(jī)1、散熱泵單元2和油箱6 分別安裝于安裝架7 底面。發(fā)動(dòng)機(jī)1 和油箱6 分別設(shè)置于安裝架7 底面兩端，散熱馬達(dá)3、風(fēng)扇4 和散熱器5 依次設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)1 與油箱6 之間，散熱馬達(dá)3 與風(fēng)扇4 可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，散熱馬達(dá)3 和散熱器5 固定在安裝架7 的側(cè)面上，散熱馬達(dá)3、風(fēng)扇4 和散熱器5 的安裝位置高于發(fā)動(dòng)機(jī)1 和油箱6 的頂面。發(fā)動(dòng)機(jī)1 通過發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液進(jìn)油管8 和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出油管9 與散熱器5 連接。散熱馬達(dá)3 與散熱泵單元2 通過壓力油管10 連接。散熱馬達(dá)3 通過散熱馬達(dá)回油管11 與油箱6 連接。散熱泵單元2 通過泵吸油管12 與油箱6 連接。上述結(jié)構(gòu)中，散熱系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口位于發(fā)動(dòng)機(jī)1 與油箱6 的上部，與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口沒有其它設(shè)備阻擋，風(fēng)流可以順暢通過（如圖中箭頭所示）。在發(fā)動(dòng)機(jī)1 與油箱6 之間保留了比較大的空間，作檢修用。發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液進(jìn)油管8 和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液出油管9 通過散熱器5 散熱。圖3 中，液壓泵1 為定量泵或變量泵，散熱馬達(dá)3 為定量齒輪馬達(dá)。

圖2 散熱系統(tǒng)總裝圖

圖3 中，散熱泵單元包括液壓泵1、溢流閥2和補(bǔ)油單向閥3，溢流閥2 與補(bǔ)油單向閥3 并聯(lián)。其中溢流閥2 用于限定散熱系統(tǒng)的最高壓力，起到安全保護(hù)作用。補(bǔ)油單向閥3 的作用是，當(dāng)風(fēng)扇4 停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，液壓泵1 停止供油，但風(fēng)扇4 因慣性作用，會(huì)繼續(xù)帶動(dòng)散熱馬達(dá)5 轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)油箱6 的液壓油通過補(bǔ)油單向閥3 供油給散熱馬達(dá)5 繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，避免干摩擦損壞液壓元件。

圖3 散熱泵單元

上述系統(tǒng)使發(fā)動(dòng)機(jī)散熱性能更好，且留有充足的檢修空間。

4 結(jié)論

本文提出的鑿巖臺(tái)車發(fā)動(dòng)機(jī)散熱系統(tǒng)，第一點(diǎn)，占用空間小，維修方便。散熱風(fēng)扇、散熱器不再與發(fā)動(dòng)機(jī)直聯(lián)，中間用管路連接，留出較大空間，裝配、調(diào)試及維修非常方便。第二點(diǎn)，風(fēng)道順暢，散熱效果好。散熱風(fēng)扇、散熱器組成的單元在發(fā)動(dòng)機(jī)以上，風(fēng)道從發(fā)動(dòng)機(jī)上方通過，進(jìn)入散熱風(fēng)扇后從電機(jī)上方通過。其進(jìn)風(fēng)道和出風(fēng)道全程無(wú)障礙物阻擋，風(fēng)道順暢，散熱效果大大提升。解決發(fā)動(dòng)機(jī)因散熱不暢而產(chǎn)生過熱的問題，可提升鑿巖臺(tái)車整體工作性能，并大大提升工作效率。