4MZ-5A采棉機發動機冷卻系統的改進

高愛弟，郭　健

（1.石河子貴航農機裝備有限責任公司，新疆　石河子　832000；2.新疆石河子職業技術學院）

4MZ-5A采棉機發動機冷卻系統的改進

高愛弟1，郭健2

（1.石河子貴航農機裝備有限責任公司，新疆石河子832000；2.新疆石河子職業技術學院）

摘要：介紹了國產采棉機發動機冷卻系統存在的問題，分析了改進前結構的不足，重新設計了發動機冷卻系統結構，在實際使用中改進后的結構可靠性得到提升。

關鍵詞：采棉機；冷卻系統；發動機

目前國產自走式采棉機已經在新疆得到大量推廣應用，市場占有率達30%以上，但經常發現采棉機發動機冷卻系統出現故障，導致冷卻系統中張緊機構損壞。針對出現的問題，通過重新設計優化冷卻系統及其張緊機構，使冷卻系統的可靠性得到大幅提升。

1　發動機冷卻系統

國產自走式采棉機選用的是東風康明發動機有限公司的6CTA8.3-C260 V型6缸渦輪增壓式發動機（圖1），其作為采棉機的核心動力源，需要為采棉機的空調系統、冷卻系統、空氣濾清系統、潤滑系統、風機等工作系統提供動力，導致發動機本體出現噪聲超標、震動過大、溫度過高等問題。因此發動機配有冷卻系統，要求發動機水箱頂部溫度范圍為82℃～95℃。冷卻系統采用冷卻液降低發動機溫度。冷卻液的循環流程如下：采棉機啟動后，發動機逐漸升溫，此時冷卻液的溫度還無法打開系統中的節溫器，冷卻液只是經過水泵在發動機內進行“冷車循環”，目的是使發動機盡快地達到正常工作溫度。隨著冷卻液溫度升到節溫器的開啟溫度（溫度在80℃后），冷卻循環系統開始了“正常循環”。這時候的冷卻液從發動機出來，經過車前端的水散熱器散熱后，再經水泵進入發動機[1]。而水散熱器、風扇及風扇皮帶輪、張緊機構、動力輸出皮帶輪是發動機冷卻系統的主要組成部件，是由發動機動力輸出軸通過傳動皮帶帶動水散熱器風扇轉動，冷卻發動機水路中回水的溫度，實現對發動機的散熱。為了保證皮帶與皮帶輪的較好配合，在傳動皮帶上設有皮帶張緊機構，用于調節皮帶的撓度。

圖1　康明斯發動機結構1.交流電機2.皮帶張緊機構3.風扇皮帶輪4.驅動皮帶

2　改進前的結構

圖2　采棉機冷卻系統改進前結構1.電機皮帶2.風扇座安裝板3.風扇皮帶4.張緊輪支板5.張緊輪拉桿6.張緊輪支架7.風扇皮帶輪8.張緊機構2 9.發動機輸出皮帶輪10.皮帶輪11.發動機自帶風扇皮帶輪12.張緊機構1 13.電機皮帶輪

由于原發動機自帶的風扇皮帶輪低于風扇的實際需要安裝高度，重新設計了風扇座安裝板2用來安裝風扇皮帶輪，同時設計了一套張緊輪機構8用來調節皮帶的擾度。結構改進前，發動機動力輸出軸上并列安裝有兩個皮帶輪，其中皮帶輪10驅動水散熱器風扇，另一個輸出皮帶輪9驅動發電機，如圖2所示，皮帶輪10通過風扇皮帶3帶動水散熱器風扇轉動，其中張緊機構8用來調整風扇皮帶3的撓度；另一輸出皮帶輪9通過電機皮帶1帶動發動機工作，利用張緊機構12調整電機皮帶1的撓度；此結構在采棉機實際工作過程中出現以下幾個問題：（1）在安裝空間有限的情況下，張緊機構8的位置不利于潤滑油的補充；（2）張緊機構8的傳動軸，由于軸心設有供油通道，使其強度受到一定的影響；（3）張緊機構8的張緊輪支板4上設有調節腰孔，發動機工作時震動很大，使調節螺栓易松動，松動后會導致皮帶打滑。

3　改進后的結構

經分析原發動機冷卻系統存在的問題，將發動機冷卻系統、驅動系統和發電機驅動系統合并，使驅動結構簡化，降低故障率，同時節約成本（圖3）。改進后發動機的動力輸出軸上只需要一個發動機輸出皮帶輪4，該皮帶輪同時驅動水散熱器風扇和發電機，將原來易發生故障的張緊機構2去除，皮帶張緊功能由張緊機構6執行，冷卻系統軸向尺寸的縮小，使其操作空間大大增加。徹底解決了原冷卻系統結構中存在的問題；該方案確定后，同時根據實際尺寸重新設計了冷卻系統的安裝結構，使節約的空間得到最大限度的利用。

圖3　采棉機冷卻系統改進后結構1.風扇座安裝板2.風扇皮帶輪3.風扇皮帶4.發動機輸出皮帶輪5.皮帶輪6.張緊機構7.電機皮帶輪

此項改進，解決了冷卻系統張緊機構因潤滑和零件本身問題造成的零部件損壞；為發動機正常持續的工作提供了保障，減少了采棉機工作時的故障率，同時節約了成本，提高了采棉機整機的可靠性。

收稿日期：2015-4-7

文章編號：1007-7782（2015）02-0008-02

中圖分類號：S225.911

文獻標識碼：A

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.02.003