銑刨機散熱系統(tǒng)的分析

    發(fā)動機在工作時,汽缸內(nèi)的溫度可高達2200K ~ 2800K,循環(huán)的平均溫度也有970 K~ 1300 K。為保證銑刨機發(fā)動機的正常工作,必須將與高溫氣體接觸的機件加以冷卻(散熱)，將這些機件的熱量或者直接、或者利用介質(zhì)(例如水)散入大氣中。 在發(fā)動機中，燃料燃燒所放出的熱量,只有20% ~ 40%轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功其余的熱量則隨同廢氣流去、隨同冷卻水(或空氣)流去、以及被消耗在摩擦阻力上等等。發(fā)動機的散熱對熱能是一種無益的消耗,但要使發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)，不散熱是不可能的。熱能在其他方面的損失(廢氣、摩擦等)也是不可避免的。發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展也就是盡量設(shè)法提高轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏脵C械功的熱量所占的比例。如前所敘,發(fā)動機冷卻不足(溫度過高)是有害的。同樣,冷卻過強(溫度過低)也不利于發(fā)動機的工作。

    發(fā)動機溫度過低時,使汽油(柴油)汽化的熱量不足,燃油中的重質(zhì)成分不能汽化,這就需要用較多的燃油柴才能產(chǎn)生所需的動力。而且，發(fā)動機中涼的表面會使燃燒部分地熄滅,些未完全燃燒的燃油就會產(chǎn)生煙垢。發(fā)動機溫度過低還會使燃燒生成的水分冷卻而凝結(jié)。這些末燃燒的燃油、煙垢和水穿過活塞環(huán)漏入曲軸箱，沖去氣缸壁上的機油，是曲軸箱中的機油稀釋,結(jié)果導(dǎo)致氣缸壁和活塞環(huán)的擦傷和過度磨損。

    在冷卻水溫度低于650 ~ 700°C時，氣缸的磨損將大大加劇。因此,為保證發(fā)動機的正常運轉(zhuǎn)和使用壽命,發(fā)動機溫度狀態(tài)必須適當(dāng)。冷卻系的功用就是保證發(fā)動機在最適宜的溫度狀態(tài)下工作,通常以氣缸蓋中冷卻水的溫度保持在800 ~ 900°C為宜,液壓油溫度450 ~ 600°C為宜。啟動時,應(yīng)能使發(fā)動機水溫與液壓油溫盡快熱起到正常工作溫度,并能在隨后的工作中保持這一溫度。

    國內(nèi)外大多數(shù)銑刨機的發(fā)動機采用的是“強制循環(huán)式水冷系”。散熱扇是有定量泵和定量馬達來驅(qū)動,來控制發(fā)動機水溫及液壓油溫的。定泵的轉(zhuǎn)速隨發(fā)動機的轉(zhuǎn)速而變化,相應(yīng)散熱扇轉(zhuǎn)速也隨發(fā)動機的轉(zhuǎn)速而變化,這樣造成發(fā)動機在"涼車情況下溫度提升慢,燃油汽化不充分，導(dǎo)致氣缸壁的過度磨損。且，這種散熱形式使冷卻強度不易控制。冷卻系應(yīng)該在困難的工作條件下(轉(zhuǎn)速低負荷大)能得到可靠的冷卻。在工作條件變化時(轉(zhuǎn)速高負荷小) , 就需要減小冷卻強度,以保持冷卻水的最有利溫度不至于過冷。

    國內(nèi)有些銑刨機油水溫控制采用了汽油機的溫控方式，利用溫控開關(guān)來控制散熱扇，散熱扇由直流電機來驅(qū)動,直流電機兩檔調(diào)速,當(dāng)水溫在850°C左右時低速運轉(zhuǎn),當(dāng)水溫在950°C左右時高速運轉(zhuǎn)。由于銑刨機把油散和水散作在一起, 散熱面積比較大,這就要求大功率的直流電機,大功率直流電機浪費空間且價格昂貴，相應(yīng)環(huán)節(jié)過多,可靠性不高?？磥磉@種方式并不是最佳選擇。

    冷卻風(fēng)扇智能化控制系統(tǒng)是一項新的銑刨機溫控技術(shù), 該系統(tǒng)由3個溫度傳感器(分別檢測液壓油溫、發(fā)動機空氣汲冷卻液溫度)、散熱扇 、風(fēng)扇驅(qū)動馬達、控制器、電磁比例壓力變泵等組成。根據(jù)溫度傳感器的反饋信號，控制器通過改變泵的排量實現(xiàn)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的自動調(diào)節(jié)。當(dāng)發(fā)動機水溫800°C以下、液壓油溫在450°C 下時，散熱扇以極低的速度運轉(zhuǎn)，使液壓油、水溫迅速上升。隨著溫度升高,散熱扇隨之升高，不受發(fā)動機轉(zhuǎn)速的影響,且發(fā)動機始終工作在最佳溫度范圍。當(dāng)電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，變量泵滿排量輸出，預(yù)防因電路故障造成風(fēng)扇停機。這種溫控方式可靠性高,對發(fā)動機的保護較為及時，應(yīng)用逐漸廣泛。

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