液壓挖掘機散熱器管片式油散的設計及應用
一、油散的選型配置：
目前，散(san)(san)熱器(qi)(qi)(qi)型式(shi)比(bi)(bi)(bi)較(jiao)多，國外由于散(san)(san)熱材料比(bi)(bi)(bi)較(jiao)過關，工(gong)藝比(bi)(bi)(bi)較(jiao)先進(jin)，工(gong)程機(ji)械多采用管片(pian)(pian)(pian)(pian)式(shi)油散(san)(san)或(huo)其延(yan)伸產(chan)(chan)品(pin)，如日(ri)本，韓國，美國等。其優點是(shi)結構(gou)簡(jian)單(dan)，制造(zao)方(fang)便，容(rong)(rong)易實現流水(shui)線生產(chan)(chan)，且(qie)風(feng)阻較(jiao)小(xiao)(xiao)，容(rong)(rong)易清洗(xi)(xi)，方(fang)便布置(zhi)等，但材料性(xing)能要(yao)求較(jiao)高。我國受基礎產(chan)(chan)業限制，工(gong)程機(ji)械用油散(san)(san)多采用鋁(lv)制板(ban)(ban)翅式(shi)風(feng)冷(leng)冷(leng)卻(que)(que)器(qi)(qi)(qi)。我公司(si)的挖(wa)掘機(ji)也(ye)選(xuan)用鋁(lv)制板(ban)(ban)翅式(shi)風(feng)冷(leng)冷(leng)卻(que)(que)器(qi)(qi)(qi)，該冷(leng)卻(que)(que)器(qi)(qi)(qi)每兩層油板(ban)(ban)間裝設橫向或(huo)縱(zong)向的波(bo)浪形散(san)(san)熱翅片(pian)(pian)(pian)(pian)板(ban)(ban)(厚度(du)為(wei)0.2~0.3mm的鋁(lv)片(pian)(pian)(pian)(pian))結構(gou)，以增加(jia)局部散(san)(san)熱系數和散(san)(san)熱面積(ji)(散(san)(san)熱面積(ji)可達光(guang)管的8~10倍)，為(wei)防塵，外部裝濾網。翅片(pian)(pian)(pian)(pian)式(shi)冷(leng)卻(que)(que)器(qi)(qi)(qi)的冷(leng)卻(que)(que)效果比(bi)(bi)(bi)其他冷(leng)卻(que)(que)器(qi)(qi)(qi)提高數倍，體(ti)積(ji)和重量相對減小(xiao)(xiao)許多，其冷(leng)卻(que)(que)效果好、結構(gou)緊湊、體(ti)積(ji)小(xiao)(xiao)強度(du)高。翅片(pian)(pian)(pian)(pian)式(shi)冷(leng)卻(que)(que)器(qi)(qi)(qi)采用鋁(lv)片(pian)(pian)(pian)(pian)，不僅造(zao)價低，而且(qie)不易生銹，但風(feng)阻大、易堵塞、難清洗(xi)(xi)。
二、油散的選型計算：
油散(san)(san)的(de)(de)計(ji)算主(zhu)要是根據熱(re)(re)交換量確定(ding)所需(xu)的(de)(de)散(san)(san)熱(re)(re)面積，油散(san)(san)的(de)(de)散(san)(san)熱(re)(re)功率P2應等(deng)于系(xi)統的(de)(de)發熱(re)(re)功P與油箱、管路等(deng)元件的(de)(de)散(san)(san)熱(re)(re)功率之差，本計(ji)算不考慮油箱、管路等(deng)的(de)(de)散(san)(san)熱(re)(re)，同時忽(hu)系(xi)統溢流損(sun)失，并假設(she)冷卻進出風量足夠(gou)。
為平衡油溫(wen)，冷卻(que)器的熱(re)交(jiao)換量(liang)等于(yu)液壓油放(fang)出的熱(re)量(liang)
液壓油放出的熱(re)量計(ji)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(shi)中：c=1675～2093J/(kg.K)取(qu)c=2000J/(kg.K)
Q=2×230L/min
p=900kg/m3
t2-t1=2℃取(qu)進出(chu)油的溫差為2℃
計算得p2=26.9Kw
油散(san)的(de)散(san)熱面積計(ji)算：A=
K——油散的傳熱系數(shu)，K=30～350W/(m2.K)取(qu)K=50W/(m2.K)
△tm——油和風之(zhi)間的(de)平均溫差
△tm= -
式(shi)中：t1——液壓(ya)油進口溫度，根據(ju)系統發熱情(qing)況確定
t2——液壓(ya)油出口溫度，根(gen)據系(xi)統對油溫的控制要求確定
t1——冷卻風進口(kou)溫(wen)度(du)，一般為環境(jing)溫(wen)度(du)
t2——冷卻風出口溫度
△tm= ℃-℃ =19℃
計(ji)算得出：A=28-3m2
在計算(suan)所需的(de)散(san)(san)熱面積后，根據(ju)JB/t7261-94《鋁制板翅式換熱器技(ji)術(shu)條件》制造和(he)驗收標準選用(yong)油散(san)(san)規(gui)格型號，再結合(he)油散(san)(san)的(de)外部尺寸等要求確定平板的(de)片數等。
油散的主(zhu)要性能參數如(ru)下：
①油液流量(liang)Q=2×230L/min;
②風側冷(leng)卻面積S=50m2;
③油側工作(zuo)壓力p=1.2Mpa;
④油側壓(ya)力損失≤0.15Mpa
主要技術要求如(ru)下：
①各焊縫(feng)須焊透，不得有氣孔和裂(lie)紋，成型美觀(guan)，外(wai)表無嚴重磕碰劃(hua)傷(shang);
②強度試驗水壓(ya)2.4Mpa，歷時(shi)30min不泄露;
③氣密性試驗(yan)氣壓1.6Mpa，歷(li)時5mn不泄露;
④空氣濾網網孔2mm，鋼絲直徑0.4mm;
⑤包裝(zhuang)前徹底清除污(wu)垢和碎片，吹干內(nei)部，管口(kou)封(feng)口(kou)。
三、油(you)散的安裝(zhuang)：
油(you)散(san)(san)(san)采(cai)用強制風冷(leng)方式，借助發動機風扇冷(leng)卻。將油(you)散(san)(san)(san)和發動機散(san)(san)(san)熱(re)水箱組合在一(yi)起(qi)，便于固定安裝(zhuang)，有(you)效(xiao)節省挖掘機轉臺上部空間，可以(yi)達(da)到預計(ji)冷(leng)卻效(xiao)果(guo)。對(dui)于一(yi)些(xie)大功(gong)率工程機械，如30t以(yi)上級挖掘機，也(ye)可以(yi)用液壓馬達(da)驅動風扇，對(dui)油(you)散(san)(san)(san)單獨冷(leng)卻。
四、油散的使用及改進：
2002年(nian)，投放(fang)市場的WY系列產品。夏季施(shi)工(gong)時，由于(yu)環(huan)境溫度過(guo)(guo)高，導致(zhi)油(you)(you)(you)溫上升，有些用(yong)戶(hu)反(fan)饋(kui)油(you)(you)(you)液溫度過(guo)(guo)高，也發(fa)生過(guo)(guo)系統回油(you)(you)(you)單向閥堵塞或(huo)回油(you)(you)(you)壓力過(guo)(guo)高、油(you)(you)(you)散(san)(san)(san)本身質量(liang)(liang)差等原因造成油(you)(you)(you)散(san)(san)(san)開裂(lie)，我(wo)們(men)(men)針對這一(yi)(yi)問題進行(xing)了(le)原因分析和(he)質量(liang)(liang)改進，在設(she)(she)計(ji)(ji)中通過(guo)(guo)優(you)化管路等系統設(she)(she)計(ji)(ji)降低油(you)(you)(you)液發(fa)熱(re)(re)、利用(yong)油(you)(you)(you)箱(xiang)充分散(san)(san)(san)熱(re)(re)、優(you)選(xuan)配(pei)套廠家等措施(shi)以(yi)控制油(you)(you)(you)溫，另外，因油(you)(you)(you)散(san)(san)(san)、水扇相連(lian)，有部(bu)分用(yong)戶(hu)反(fan)饋(kui)發(fa)動機水箱(xiang)的散(san)(san)(san)熱(re)(re)效果不好，有些水箱(xiang)溫度很高、經常(chang)“開鍋”，今(jin)年(nian)上半年(nian)我(wo)們(men)(men)結合水箱(xiang)問題綜合考慮又對油(you)(you)(you)散(san)(san)(san)熱(re)(re)器本身結構作了(le)改進和(he)試用(yong)，采用(yong)薄型(xing)油(you)(you)(you)散(san)(san)(san)熱(re)(re)器，以(yi)減小風扇吸風阻力、增(zeng)強空(kong)氣流通和(he)循環(huan)，經市場使用(yong)反(fan)饋(kui)良好，我(wo)們(men)(men)下一(yi)(yi)步擬對發(fa)動機水箱(xiang)和(he)油(you)(you)(you)散(san)(san)(san)的匹配(pei)進行(xing)設(she)(she)計(ji)(ji)改進和(he)試驗，目的是為了(le)更進一(yi)(yi)步的提(ti)高水散(san)(san)(san)、油(you)(you)(you)散(san)(san)(san)的散(san)(san)(san)熱(re)(re)效果。
