1.工程機(jī)械的熱平衡
(1)?發(fā)熱源
工程機(jī)械在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生熱量,其發(fā)熱源主要有3種:一是柴油機(jī)燃燒系產(chǎn)生的熱源;二是液壓傳動(dòng)和其他傳動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)副在運(yùn)行中產(chǎn)生摩擦熱;三是液壓油在液壓系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)產(chǎn)生的壓力能轉(zhuǎn)化為熱量,散發(fā)到液壓油和機(jī)件中。此外,在有太陽(yáng)輻射的場(chǎng)合作業(yè),還要承受太陽(yáng)的輻射熱,其作業(yè)環(huán)境溫度可達(dá)37 ~60 ℃。
在工程機(jī)械主要發(fā)熱源中,柴油燃燒的廢熱量約占工程機(jī)械廢熱量的74%,液壓傳動(dòng)及其他傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的摩擦熱約占24%,太陽(yáng)輻射熱約占2%。
(2)?散熱源
工程機(jī)械散熱源的功能是通過(guò)冷卻裝置驅(qū)動(dòng)冷卻介質(zhì),吸收和散發(fā)工程機(jī)械發(fā)熱源產(chǎn)生的廢熱。散熱源包括冷卻介質(zhì)和冷卻裝置。冷卻介質(zhì)有冷卻水、液壓油、變矩器油、機(jī)油和空氣;冷卻裝置有風(fēng)扇、水泵、風(fēng)扇液壓馬達(dá)(或風(fēng)扇電動(dòng)機(jī))、液壓泵、冷卻水散熱器、液壓油散熱器、變矩器油散熱器、機(jī)油散熱器、渦輪增壓中冷器、空調(diào)冷凝器和油箱等。
(3)?熱平衡
工程機(jī)械是集發(fā)熱源和散熱源為一體的機(jī)械,其熱平衡超過(guò)或未達(dá)到熱平衡溫度范圍(即過(guò)熱或過(guò)冷),都會(huì)對(duì)工程機(jī)械運(yùn)行的可靠性、環(huán)保性和效率等產(chǎn)生不利影響。理論和實(shí)踐表明,當(dāng)工程機(jī)械的發(fā)熱和散熱達(dá)到最佳平衡時(shí),可使工程機(jī)械處于高效、節(jié)能和環(huán)保的運(yùn)行狀態(tài)。工程機(jī)械的最佳熱平衡參數(shù)如下:柴油機(jī)水溫75~95 ℃,液壓油溫55~75 ℃,變矩器油溫85~90 ℃,機(jī)油油溫55~75 ℃。
2.工程機(jī)械過(guò)熱的原因
(1)?發(fā)熱源產(chǎn)生過(guò)量廢熱
過(guò)量廢熱產(chǎn)生有3種渠道:一是柴油機(jī)燃燒工況差,如噴油壓力調(diào)整不當(dāng)、配氣相位失調(diào)、噴油定時(shí)不準(zhǔn)、燃油中含水量超標(biāo)、柴油機(jī)進(jìn)氣量過(guò)多等;二是液壓傳動(dòng)和其他傳動(dòng)系產(chǎn)生的摩擦熱增多,如潤(rùn)滑不良使摩擦加劇;三是壓力損失轉(zhuǎn)化的熱量過(guò)多,如液壓管路堵塞或彎度過(guò)大使沿途壓力損失增大,閥組動(dòng)作過(guò)于頻繁,節(jié)流和溢流造成能量損失過(guò)大。
(2)?散熱源冷卻能力不足
?散熱源冷卻能力不足表現(xiàn)在冷卻液質(zhì)量差、散熱能力下降,如冷卻水為硬水,液壓油和機(jī)油黏度過(guò)大,風(fēng)扇、水泵、液壓泵和散熱器失修使冷卻能力不足等。此外,環(huán)境溫度過(guò)高、操作失誤都可使廢熱產(chǎn)生過(guò)多。
3.治理過(guò)熱的原則
治理工程機(jī)械過(guò)熱的目標(biāo)是減少發(fā)熱、合理散熱和實(shí)現(xiàn)熱平衡,治理時(shí)可遵循如下的原則。
(1)?全方位原則
工程機(jī)械熱平衡是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,若出現(xiàn)過(guò)熱和過(guò)冷故障,必須從發(fā)熱源、散熱源和熱平衡等全方位分析原因并制定維修對(duì)策。
(2)?順序原則
在分析過(guò)熱原因時(shí),建議采用如下順序原則:環(huán)境溫度→操作→發(fā)熱源→散熱源→綜合分析和治理。采用順序原則可保證發(fā)現(xiàn)問(wèn)題早、查找問(wèn)題準(zhǔn)、治理效果好。
(3)?防假原則
汽缸體、汽缸蓋有裂紋以及汽缸墊密封失效,都會(huì)使汽缸內(nèi)的氣體進(jìn)入冷卻水道,引起水散熱器中的冷卻水未到沸點(diǎn)而沸騰;高原地區(qū)氣壓低,水散熱器的冷卻水也會(huì)出現(xiàn)未到沸點(diǎn)即沸騰現(xiàn)象;另外,溫度傳感器失效會(huì)將水溫、油溫誤報(bào)。因此,在分析過(guò)熱原因時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析,防止誤判。
(4)?改進(jìn)原則
近年來(lái),國(guó)外新型工程機(jī)械普遍采用高效、低耗柴油機(jī),同時(shí)采用按需調(diào)速的獨(dú)立式液壓驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和新材質(zhì)散熱器,所以對(duì)老舊工程機(jī)械發(fā)熱源和散熱源系統(tǒng)進(jìn)行維修時(shí),建議采用新技術(shù)對(duì)老舊工程機(jī)械進(jìn)行技術(shù)改進(jìn),以實(shí)現(xiàn)最佳熱平衡。
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