分析系統高壓現象對液壓挖掘機的危害及液壓挖掘機散熱系統熱平衡設計要點

楊寶仲

北京邁弛科技發展有限公司

分析系統高壓現象對液壓挖掘機的危害及液壓挖掘機散熱系統熱平衡設計要點

楊寶仲

北京邁弛科技發展有限公司

液壓挖掘機在工作過程中，其系統都會出現不同程度的高溫現象，嚴重影響了其工作效率。文章主要針對液壓挖掘機系統出現高溫現象的危害進行分析，明確了設備出現高溫的原因；并且對液壓挖掘機散熱系統熱平衡設計要點進行研究分析，希望設備能夠滿足實際的工作需求，從而提高其工作效率。

挖掘機；發動機；熱平衡；高溫

在挖掘機工作過程中，液壓系統是其重要的構成部分，是設備運行的根本保證，在使用過程中，由于體積小、重量輕、易安裝、功率密度大、響應快、可控制性強、工作平穩并且還能夠實現無極調速，目前已經被廣泛應用。液壓系統雖然是挖掘機系統構成中的一個子系統，但是其作用很大，對于挖掘機的工作效率以及工作質量具有直接影響。其在工作過程中，容易出現高溫現象，嚴重影響了相關工作的開展，因此，積極對液壓系統高溫顯現進行研究分析勢在必行。

一、系統出現發熱的現象分析

1.發動機發熱現象以及其危害分析

系統在運行過程，工作人員打開水箱蓋以后，里面的水已經被燒開，并且偶爾向外噴濺，此種現行是發動機水泵在循環工作出現的現象。

發動機按在運行過程中，會受到強烈加熱的汽 缸 、 缸蓋、活塞、噴油器等一些零件，如果不能及時對其進行冷卻，就會導致可燃混合氣出現早燃的現象，從而使得整個發動機出現過熱的現象，并且還會使得整個發動的機的工作一直處于高溫的循環狀態，嚴重影響了發動機的安全運行。并且，由于發動機一直都處在高溫狀態下，就會導致其功率下降，不能保證其作用最大化，同時，還會導致充氣系數降低，混合氣體變濃，使得發動機排放的氣體有害物質濃度增加，對環境造成一定的污染。

2.液壓系統發熱現象及其危害

一般來說，在正常狀態下，液壓系統在運行過程中達到平衡熱以后，液壓油的溫度應該在50℃-80℃的范圍以內，如果超出此范圍，就屬于液壓系統發熱。其故障主要表現為：挖掘機在冷車工作過程中，各項性能都可以正常使用，隨著工作時間的逐漸增加，機器的溫度也會逐漸升高，液壓油發生油溫在出現變化以后，液壓執行動作就會十分緩慢，使得整個系統不能有力運行。

二、升溫過快的原因探究

1.發動機系統發熱故障原因分析

通常來說，液壓挖掘機在出廠時就對發動機的熱平衡性能進行了實驗，保證其能夠滿足實際的工作需求。在實際的使用過程中，由于節溫器開啟操作方式不完善，散熱器表面被雜物堵塞，風扇皮帶松動致風力不足、水泵葉輪過度磨損使翻水能力降低、冷卻液液面過低等原因造成散熱器效果不良，冷卻效果低；發動機噴油正時滯后、汽缸墊或汽缸體損壞串水；高溫氣流急劇冷卻，容易造成高溫狀況。

在設備運行過程中，如果工作時間較長，并且負荷較大，散熱系統工作效率低下，導致熱量聚集過多，使得溫度一定程度上逐漸升高，就會對整個系統造成一定的影響，因此，嚴禁設備在高負荷狀態下進行超長時間工作。

2.液壓系統發熱故障原因分析

在實際的工作過程中，工作人員所選擇液壓油的性不能滿足相應的要求，使得液壓油粘度過高或者過低，從而導致易乳化變質和發生氣蝕、析出氣泡等，液壓油散熱翅片出現變形、堵塞，風扇的冷卻效果差；液壓油散熱器內部管道出現阻塞。

三、熱平衡設計及解決措施

1.發動機冷卻系統

在發動機運行過程中，必須按照相應的要求安裝節溫器，同時，還應該滿足相關的規定，使其在40℃的環境也能夠正常工作。廠家在對相關零件生產過程中應該將機油的溫度控制在85℃±5℃。冷卻液出口處的溫度應該穩定在80℃±5℃。

如果采用的是康明斯B3.3系列的發動機，其冷卻液應該采用蠟式、底通型節溫器，發動機只能通過節溫器才能將其控制在正常的工作溫度，如果將節溫器拆除，就會嚴重影響發動機的正常工作。同時，工作人員還要采用防凍液并增加副水箱儲備冷卻液，才能滿足實際的工作需求。通常來說，一般的防凍液冰點是零下40℃，優質防凍液的冰點為零下60℃，其沸點為109℃～110℃，在冷卻過程中，不可避免的會出現消耗。因此，及時的增加一個副水箱，能夠為發動機的冷卻系統儲備一定的冷卻液，在自然狀態下，能夠實現對消耗的防凍液進行自我補充。另一方面， 工作人員還應該保證進氣阻力和進氣溫度在規定的范圍內。通常來說，康明斯B系列的發動機其進氣溫度如果到38℃以上，平均增加6℃，發動機的功率下降1%。散熱量增加1.5%，如果由于各種因素的影響，使得進氣阻力加大，此時發動機的功率下降5%，并且消耗也會增加。工作人員應該對相關零件進行更換，保證其工作質量。

2.發動機散熱系統設計

在實際的設計過程中，工作人員應該對不同區域進行綜合設計，出現這種狀況主要是由我國南北溫差較大，單一的冷卻系統不能滿足實際的工作需求，因此，應該對其積極進行改進。

（1）對散熱器的改動

散熱器是發動機最重要的構成部分，對于散熱效果具有直接影響，通常來說，發動機生產熱量可以通過以下公式進行計算：

在上述公式中，A表示傳給冷卻系統的熱量占據染料的比重，對于柴油機來說，A取值為0.18～0.25；ge表示內燃的消耗狀況，kg/ kW.h；Ne表示內燃機的功率，KW；hn——燃料低熱值，kJ/kg。工作人員通過對計算結構進行分析，在挖掘機允許的狀況下，可以通過增加散熱面積來提高散熱效率。

3.安裝導風罩

通常來說，工作人員應該在散熱器上安裝導風罩，能夠保證氣流均勻的通過散熱器的中心，避免出現紊亂的現象，從而能夠提高冷卻效率。在安裝過程中，工作人員應該保證風扇和和護風罩之間存在一定的縫隙，才能保證設備的正常運行。

4.液壓油溫散熱系統

工作人員應該選擇正確的液壓油，工作人員在選擇過程中，應該嚴格按照說明書中的要求，保證液壓油能夠滿足實際需求。通常來說，柱塞泵液壓油的工作粘度8mm2/s＜1000mm2/s。齒輪泵液壓油工作粘度＜20mm2/s＜2000mm2/s。其次，還要對散熱系統進行改裝，工作人員將管片式冷卻器改為鋁制板翅式風冷冷卻器，能夠有效的提高散熱效率。

四、總結

綜上所述，積極對系統高壓現象對液壓挖掘機的危害及液壓挖掘機散熱系統熱平衡設計要點進行研究分析具有重要意義，能夠提高散熱效果，從而提高挖掘機的工作效率。

［1］鐘玉柱.挖掘機液壓系統熱平衡研究［J］.建設機械技術與管理，2014 （4）：121-124.