液壓挖掘機散熱器管片式油散的設計及應用
一、油散的選型配(pei)置(zhi)：
目前，散(san)熱(re)(re)器(qi)(qi)型式(shi)(shi)(shi)比較(jiao)(jiao)多，國外由于散(san)熱(re)(re)材料(liao)比較(jiao)(jiao)過(guo)關，工藝比較(jiao)(jiao)先進，工程機械(xie)多采用(yong)(yong)(yong)管片(pian)式(shi)(shi)(shi)油散(san)或其(qi)(qi)延(yan)伸(shen)產(chan)品，如日本，韓國，美(mei)國等。其(qi)(qi)優點是(shi)結(jie)構(gou)簡(jian)單，制(zhi)(zhi)造(zao)方便(bian)，容(rong)(rong)易實現流水線生產(chan)，且(qie)風(feng)阻(zu)較(jiao)(jiao)小，容(rong)(rong)易清(qing)洗(xi)(xi)，方便(bian)布置等，但(dan)材料(liao)性能要求較(jiao)(jiao)高。我國受基礎(chu)產(chan)業限制(zhi)(zhi)，工程機械(xie)用(yong)(yong)(yong)油散(san)多采用(yong)(yong)(yong)鋁(lv)制(zhi)(zhi)板翅(chi)(chi)式(shi)(shi)(shi)風(feng)冷(leng)(leng)(leng)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)器(qi)(qi)。我公司的(de)挖掘(jue)機也(ye)選用(yong)(yong)(yong)鋁(lv)制(zhi)(zhi)板翅(chi)(chi)式(shi)(shi)(shi)風(feng)冷(leng)(leng)(leng)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)器(qi)(qi)，該(gai)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)器(qi)(qi)每兩層油板間裝設橫(heng)向或縱向的(de)波浪形散(san)熱(re)(re)翅(chi)(chi)片(pian)板(厚度為0.2~0.3mm的(de)鋁(lv)片(pian))結(jie)構(gou)，以增加局部散(san)熱(re)(re)系(xi)數(shu)和散(san)熱(re)(re)面(mian)積(ji)(散(san)熱(re)(re)面(mian)積(ji)可達光管的(de)8~10倍(bei)(bei))，為防塵，外部裝濾(lv)網。翅(chi)(chi)片(pian)式(shi)(shi)(shi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)器(qi)(qi)的(de)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)效果(guo)比其(qi)(qi)他冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)器(qi)(qi)提高數(shu)倍(bei)(bei)，體(ti)積(ji)和重量相對(dui)減小許多，其(qi)(qi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)效果(guo)好、結(jie)構(gou)緊湊、體(ti)積(ji)小強度高。翅(chi)(chi)片(pian)式(shi)(shi)(shi)冷(leng)(leng)(leng)卻(que)(que)器(qi)(qi)采用(yong)(yong)(yong)鋁(lv)片(pian)，不僅造(zao)價低，而且(qie)不易生銹，但(dan)風(feng)阻(zu)大、易堵(du)塞、難清(qing)洗(xi)(xi)。
二、油散的選(xuan)型計算：
油散(san)(san)(san)的(de)計(ji)算(suan)主要是根據熱交(jiao)換量確(que)定所(suo)需(xu)的(de)散(san)(san)(san)熱面積(ji)，油散(san)(san)(san)的(de)散(san)(san)(san)熱功(gong)率P2應等于系統(tong)的(de)發熱功(gong)P與油箱、管路(lu)等元(yuan)件的(de)散(san)(san)(san)熱功(gong)率之差，本計(ji)算(suan)不考慮油箱、管路(lu)等的(de)散(san)(san)(san)熱，同(tong)時忽系統(tong)溢流損失，并(bing)假設冷卻進(jin)出(chu)風量足(zu)夠(gou)。
為(wei)平衡油溫，冷卻器的熱交換量等(deng)于液壓油放出的熱量
液壓油(you)放出的熱量計算：
P2=CQP (t2-t1)
油液的出口溫度
油液的進口溫度
油的密度
油的流量
油的比熱容
式中：c=1675～2093J/(kg.K)取c=2000J/(kg.K)
Q=2×230L/min
p=900kg/m3
t2-t1=2℃取進(jin)出油的溫差為2℃
計算得p2=26.9Kw
油散(san)的散(san)熱面積計算：A=
K——油散(san)的傳熱系數，K=30～350W/(m2.K)取K=50W/(m2.K)
△tm——油和風(feng)之間的平均溫(wen)差
△tm= -
式中(zhong)：t1——液(ye)壓油進口溫(wen)度，根據系統發熱(re)情況確定
t2——液壓油出口溫度，根(gen)據系統對油溫的(de)控(kong)制要求確定(ding)
t1——冷卻風進口溫度，一般為環(huan)境溫度
t2——冷卻(que)風出(chu)口(kou)溫度
△tm= ℃-℃ =19℃
計算得出：A=28-3m2
在計算(suan)所需的散熱(re)面積后，根據JB/t7261-94《鋁制(zhi)板翅式(shi)換熱(re)器技術條件(jian)》制(zhi)造(zao)和驗收標準選用油散規格型(xing)號，再結合油散的外部尺寸等(deng)要求確定平板的片數等(deng)。
油散(san)的主要性能參數如下：
①油液流量Q=2×230L/min;
②風側冷卻面(mian)積S=50m2;
③油側(ce)工作壓力p=1.2Mpa;
④油側(ce)壓力損失≤0.15Mpa
主要(yao)技術要(yao)求如下(xia)：
①各焊縫須(xu)焊透，不得有氣孔和(he)裂紋，成型(xing)美觀(guan)，外(wai)表無(wu)嚴重磕碰(peng)劃(hua)傷;
②強度(du)試驗水壓(ya)2.4Mpa，歷(li)時30min不泄露;
③氣密(mi)性試(shi)驗氣壓(ya)1.6Mpa，歷時5mn不泄露;
④空氣濾網(wang)網(wang)孔2mm，鋼絲直徑0.4mm;
⑤包裝前徹(che)底清除(chu)污垢(gou)和碎片，吹干(gan)內部，管口封口。
三、油散的安裝：
油(you)散采(cai)用強制風冷方式(shi)，借助發(fa)(fa)動機(ji)(ji)(ji)風扇冷卻。將(jiang)油(you)散和發(fa)(fa)動機(ji)(ji)(ji)散熱水箱(xiang)組合在一(yi)起，便于固定安裝，有效(xiao)節省挖(wa)掘機(ji)(ji)(ji)轉臺上部空間，可(ke)以達(da)到預計冷卻效(xiao)果。對于一(yi)些大功率工程機(ji)(ji)(ji)械(xie)，如(ru)30t以上級挖(wa)掘機(ji)(ji)(ji)，也可(ke)以用液(ye)壓馬達(da)驅動風扇，對油(you)散單獨冷卻。
四、油散的使(shi)用及改進：
2002年(nian)，投放市(shi)場的(de)WY系(xi)列(lie)產(chan)品。夏季施工時，由于環境溫(wen)(wen)度過(guo)(guo)高，導致油(you)(you)(you)(you)溫(wen)(wen)上(shang)升，有(you)些(xie)用(yong)(yong)戶(hu)反饋油(you)(you)(you)(you)液(ye)溫(wen)(wen)度過(guo)(guo)高，也(ye)發生過(guo)(guo)系(xi)統回油(you)(you)(you)(you)單向閥堵塞或(huo)回油(you)(you)(you)(you)壓力(li)過(guo)(guo)高、油(you)(you)(you)(you)散(san)(san)本身質量差等原因(yin)造(zao)成油(you)(you)(you)(you)散(san)(san)開裂，我們針對這(zhe)一問題(ti)進(jin)行了(le)(le)原因(yin)分析和質量改進(jin)，在設計中(zhong)通(tong)過(guo)(guo)優化管路等系(xi)統設計降低油(you)(you)(you)(you)液(ye)發熱(re)、利用(yong)(yong)油(you)(you)(you)(you)箱充分散(san)(san)熱(re)、優選配套廠家等措施以控制油(you)(you)(you)(you)溫(wen)(wen)，另外，因(yin)油(you)(you)(you)(you)散(san)(san)、水(shui)扇相連，有(you)部(bu)分用(yong)(yong)戶(hu)反饋發動機水(shui)箱的(de)散(san)(san)熱(re)效果不(bu)好，有(you)些(xie)水(shui)箱溫(wen)(wen)度很高、經常(chang)“開鍋(guo)”，今年(nian)上(shang)半年(nian)我們結合(he)水(shui)箱問題(ti)綜合(he)考慮又(you)對油(you)(you)(you)(you)散(san)(san)熱(re)器本身結構(gou)作了(le)(le)改進(jin)和試用(yong)(yong)，采(cai)用(yong)(yong)薄型油(you)(you)(you)(you)散(san)(san)熱(re)器，以減小風扇吸風阻力(li)、增強空氣(qi)流通(tong)和循環，經市(shi)場使用(yong)(yong)反饋良好，我們下(xia)一步擬對發動機水(shui)箱和油(you)(you)(you)(you)散(san)(san)的(de)匹配進(jin)行設計改進(jin)和試驗，目的(de)是(shi)為(wei)了(le)(le)更進(jin)一步的(de)提高水(shui)散(san)(san)、油(you)(you)(you)(you)散(san)(san)的(de)散(san)(san)熱(re)效果。
