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解決三一挖掘機過熱,高溫的六個法寶

2016-09-26 10:48:08   來源:挖掘機維修
  解決三一挖掘機過熱,高溫的六個法寶
  
  1.三一挖掘機的熱平衡
  
  (1) 發熱源
  
  挖掘機在運行中會產生熱量,其發熱源主要有3種:一是柴油機燃燒係產生的熱源;二是液壓傳動和其他傳動係的運動副在運行中產生摩擦熱;三是液壓油在液壓係統內流動產生的壓力能轉化為熱量,散發到液壓油和機件中.此外,在有太陽輻射的場合作業,還要承受太陽的輻射熱,其作業環境溫度可達37 ~60 ℃.
  
  在挖掘機主要發熱源中,柴油燃燒的廢熱量約占三一挖掘機廢熱量的74%,液壓傳動及其他傳動係統運動的摩擦熱約占24%,太陽輻射熱約占2%.
  
  (2) 散熱源
  
  三一挖掘機散熱源的功能是通過冷卻裝置驅動冷卻介質,吸收和散發三一挖掘機發熱源產生的廢熱.散熱源包括冷卻介質和冷卻裝置.冷卻介質有冷卻水、液壓油、變矩器油、機油和空氣;冷卻裝置有風扇、水泵、風扇液壓馬達(或風扇電動機)、液壓泵、冷卻水散熱器、液壓油散熱器、變矩器油散熱器、機油散熱器、渦輪增壓中冷器、空調冷凝器和油箱等.
  
  (3) 熱平衡
  
  三一挖掘機是集發熱源和散熱源為一體的機械,其熱平衡超過或未達到熱平衡溫度範圍(即過熱或過冷),都會對三一挖掘機運行的可靠性、環保性和效率等產生不利影響.理論和實踐表明,當三一挖掘機的發熱和散熱達到最佳平衡時,可使三一挖掘機處於高效、節能和環保的運行狀態.三一挖掘機的最佳熱平衡參數如下:柴油機水溫75~95 ℃,液壓油溫55~75 ℃,變矩器油溫85~90 ℃,機油油溫55~75 ℃.
  
  2.三一挖掘機過熱,高溫的原因
  
  (1) 發熱源產生過量廢熱
  
  過量廢熱產生有3種渠道:一是柴油機燃燒工況差,如噴油壓力調整不當、配氣相位失調、噴油定時不準、燃油中含水量超標、柴油機進氣量過多等;二是液壓傳動和其他傳動係產生的摩擦熱增多,如潤滑不良使摩擦加劇;三是壓力損失轉化的熱量過多,如液壓管路堵塞或彎度過大使沿途壓力損失增大,閥組動作過於頻繁,節流和溢流造成能量損失過大.
  
  (2) 散熱源冷卻能力不足
  
   散熱源冷卻能力不足表現在冷卻液質量差、散熱能力下降,如冷卻水為硬水,液壓油和機油黏度過大,風扇、水泵、液壓泵和散熱器失修使冷卻能力不足等.此外,環境溫度過高、操作失誤都可使廢熱產生過多.
  
  3.治理挖掘機過熱,高溫的原則
  
  治理三一挖掘機過熱的目標是減少發熱、合理散熱和實現熱平衡,治理時可遵循如下的原則.
  
  (1) 全方位原則
  
  三一挖掘機熱平衡是一項係統工程,若出現過熱和過冷故障,必須從發熱源、散熱源和熱平衡等全方位分析原因並製定維修對策.
  
  (2) 順序原則
  
  在分析過熱原因時,建議采用如下順序原則:環境溫度→操作→發熱源→散熱源→綜合分析和治理.采用順序原則可保證發現問題早、查找問題準、治理效果好.
  
  (3) 防假原則
  
  汽缸體、汽缸蓋有裂紋以及汽缸墊密封失效,都會使汽缸內的氣體進入冷卻水道,引起水散熱器中的冷卻水未到沸點而沸騰;高原地區氣壓低,水散熱器的冷卻水也會出現未到沸點即沸騰現象;另外,溫度傳感器失效會將水溫、油溫誤報.因此,在分析過熱原因時應認真分析,防止誤判.
  
  (4) 改進原則
  
  近年來,國外新型挖掘機普遍采用高效、低耗柴油機,同時采用按需調速的獨立式液壓驅動風扇和新材質散熱器,所以對老舊挖掘機發熱源和散熱源係統進行維修時,建議采用新技術對老舊挖掘機進行技術改進,以實現最佳熱平衡.
  
  4.治理挖掘機過熱,高溫的技術措施
  
  (1) 將風扇改為獨立式
  
  傳統機型的風扇多為非獨立的機械連接式,即風扇由柴油機曲軸通過膠帶輪和膠帶驅動,風扇轉速與曲軸轉速同步.該方式在低速大負荷工況時,風扇冷卻風量不足,易導致大負荷時挖掘機過熱;該方式在高速小負荷工況時,風扇高速運轉,冷卻風量過大,易導致小負荷時挖掘機過冷.
  
  近年來很多公司新開發的機型均采用獨立式可按需調速的液壓、電子風扇,國內一些維修企業也參照上述機型,將原機的非獨立風扇改裝為按需調速的獨立式風扇.驅動風扇的動力源可按機型的具體情況而定,液壓主回路、支回路可分別設置,也可獨立安裝液壓泵.
  
  (2) 將散熱器改為分置式
  
  傳統的散熱器組(模塊)由水散熱器、液壓油散熱器、變矩器油散熱器、機油散熱器等依次串聯成一組,安裝在風扇前端.這種安裝型式有如下缺點:多個散熱器共用1台風扇冷卻,不能按各自的目標冷卻溫度進行針對性冷卻;多個散熱器串聯在一起,使冷卻空氣通過各個散熱器的流動阻力增大,並有熱量累積效應,縮小了冷空氣與散熱器中冷卻液的溫差,降低了散熱效果.
  
  (3) 改進散熱器材質和排列方式
  
  近年來,國內外開發的散熱器新材料有鋁泡沫材料、石墨泡沫材料和鋁合金等幾種,其中美國開發的石墨泡沫材料中的石墨為球形網狀結構,接觸麵很大,具有極高的熱擴散率,散熱係數比傳統銅質散熱器高.鋁合金散熱器質量輕,抗腐蝕性好,散熱效果為銅質散熱器的106%.
  
  鋁質冷卻水散熱器、中冷散熱器和機油散熱器具有體積小、質量輕、結構緊湊等優點,可將其從傳統的串聯式布置改為單層並列式布置,使多個散熱器可以同時接觸到風扇的冷卻風,避免各散熱器熱交換的相互影響,有效提高散熱效果.合肥某公司生產的叉車,采用鋁質板翅式散熱器代替傳統銅質散熱器,體積減小了50%.
  
  (4) 采用可逆轉風扇
  
  沃爾沃公司新開發的EC210C挖掘機安裝了液壓驅動的可逆轉風扇,在駕駛室內即可操縱風扇正、反轉(吹風或吸風).通常工況下,風扇正轉(吸風);當散熱器上黏有灰塵等顆粒物時,則可控製風扇反轉(吹風),將塵土等顆粒物吹掉.
  
  (5) 改善冷卻介質的散熱效率
  
  若使用硬水作冷卻介質,會使水散熱器結垢,降低散熱效果,因此應使用合格的軟水作冷卻水.若在軟水中加入1%體積濃度的CuO納米微粒.則可提高40%導熱率.俄羅斯開發的APBK潤滑油,可改善潤滑油(機油)的摩擦性能,對磨損部位進行動態修複,降低運動副產生的摩擦熱,延長運動副的使用壽命.
  
  (6) 其他措施
  
  治理三一挖掘機過熱,高溫的其他技術措施還包括:改進柴油機的燃燒工況,提高熱效率;改善液壓動力元件和執行元件結構和質量;回收製動、減速的慣性能量以及作業裝置下降的重力勢能,提高液壓能利用效率;優化風扇參數(葉片角度、風道等)提高冷卻能力,采用雙水流散熱器提高散熱效率;優化液壓管路布置和閥類元件動作工況,減小壓力損失;提高操作水平,防止超載作業;加強地下室內和深基礎作業場所的通風,並避免在太陽輻射最強的時段作業.

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