工程機械過熱的原因探究及治理的六項措施

工程機械    時間:2014-03-13 14:04:04
工程機械過熱的原因探究及治理的六項措施簡介
  1.工程機械的熱平衡  (1) 發熱源  工程機械在運行中會產生熱量,其發熱源主要有3種:一是柴油機燃燒系產生的熱源;二是液壓傳動和……
工程機械過熱的原因探究及治理的六項措施正文


1.工程機械的熱平衡


(1) 發熱源


工程機械在運行中會產生熱量,其發熱源主要有3種:一是柴油機燃燒系產生的熱源;二是液壓傳動和其他傳動系的運動副在運行中產生摩擦熱;三是液壓油在液壓系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 ℃。


在工程機械主要發熱源中,柴油燃燒的廢熱量約佔工程機械廢熱量的74%,液壓傳動及其他傳動系統運動的摩擦熱約佔24%,太陽輻射熱約佔2%。


(2) 散熱源


工程機械散熱源的功能是通過冷卻裝置驅動冷卻介質,吸收和散發工程機械發熱源產生的廢熱。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


工程機械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),都會對工程機械運行的可靠性、環保性和效率等產生不利影響。理論和實踐表明,當工程機械的發熱和散熱達到最佳平衡時,可使工程機械處於高效、節能和環保的運行狀態。工程機械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.工程機械過熱的原因


(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系產生的摩擦熱增多,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.治理過熱的原則


治理工程機械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


工程機械熱平衡是一項系統工程,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制定維修對策。


(2) 順序原則


在分析過熱原因時,建議採用如下順序原則:環境溫度→操作→發熱源→散熱源→綜合分析和治理。採用順序原則可保證發現問題早、查找問題准、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,溫度感測器失效會將水溫、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,國外新型工程機械普遍採用高效、低耗柴油機,同時採用按需調速的獨立式液壓驅動風扇和新材質散熱器,所以對老舊工程機械發熱源和散熱源系統進行維修時,建議採用新技術對老舊工程機械進行技術改進,以實現最佳熱平衡。



4.治理過熱的叉車,採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) 採用可逆轉風扇


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復,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


治理工程機械過熱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;回收制動、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,採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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