內燃平衡重式叉車冷卻系統(tǒng)過熱故障分析與排除.doc
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內燃平衡重式叉車冷卻系統(tǒng)過熱故障分析與排除 對于現(xiàn)在的內燃平衡重式叉車(簡稱叉車)來說都是以柴油機或汽油機作為動力源的。而柴油機或汽油機普遍采用的是活塞式內燃機,內燃機只應用了熱能的30%左右,其余的熱能大部分被排氣所帶走,剩余的則被內燃機的零部件所吸收。內燃機在工作時,氣缸內的溫度可高達1730~2400℃,因此,那些與高溫燃氣直接接觸的零部件(如氣缸體、氣缸蓋、活塞、氣門等)的溫度將升高。如果這些零部件的溫度過高: (1)則降低了充氣效率,導致內燃機的功率下降;(2)使金屬材料的機械性能降低,造成零件的變形,破壞零件之間的配合間隙,引起零件的急劇磨損,嚴重時還可能發(fā)生零件斷裂事故;(3)高溫也會引起氣缸壁機油變質,使其失去潤滑性能甚至結焦,加劇了零件的摩擦和磨損,甚至卡死活塞。因此,為了保證內燃機正常工作,必須設有冷卻系統(tǒng)。 內燃機的冷卻方式有水冷卻系(或其它液體冷卻液)和空氣冷卻系兩種。由于叉車的行駛速度低、結構特征要求傳動系統(tǒng)必須布置在叉車尾部,同時溫度很高的消聲器也在附近,因此排風不暢,散熱困難,而且熱源集中,這就從結構上決定了叉車必須采用閉式水冷卻系統(tǒng)。 但由于種種原因,仍有可能使內燃機出現(xiàn)溫度過高的情況,因此,本文將就導致冷卻系統(tǒng)溫度過高,即冷卻系統(tǒng)過熱的原因及其應對措施,結合自己的經(jīng)驗進行分析討論。 1冷卻系統(tǒng)過熱的原因 造成冷卻不良的因素很多,主要有以下幾個方面。 1.1內燃機系統(tǒng) 包括水泵、風扇皮帶輪(含主動和被動)、內燃機(氣缸套)、風扇皮帶、節(jié)溫器等。 如果水泵工作不正?;蝻L扇皮帶輪的主動輪和被動輪之間的中心距不正確,造成皮帶松弛打滑,使被動輪的轉速下降,水泵轉速下降,水泵流量下降;或內燃機氣缸套之間的管路堵塞,使水流不暢;或節(jié)溫器失靈,使整個系統(tǒng)水循環(huán)中止等;以上因素都會使內燃機內部水溫急劇上升,導致冷卻系統(tǒng)過熱。此外,內燃機因點火時間不正確等其它故障,也會使冷卻系統(tǒng)過熱。 1.2散熱器系統(tǒng) 散熱器系統(tǒng)包括散熱器和護風罩等。 散熱器又叫水箱,它由進水室、出水室及散熱芯等三部分組成。冷卻液(水)在散熱器芯內流動,空氣在散熱器芯外通過,這樣就可將冷卻水從內燃機內吸收的熱量傳給外界空氣,使冷卻水溫下降,以再次循環(huán)。護風罩的作用是使風扇吸進的空氣全部通過散熱器,以提高風扇效率。 如果散熱器芯中的管道堵塞或管道與散熱片之間出現(xiàn)脫焊或虛焊,都將大大降低散熱性能。與此同時,散熱器在運輸、裝配和使用過程中,散熱器芯上的散熱片極易碰傷,使得過風面積減少,風阻上升,散熱性能降低。護風罩損壞或風扇與散熱器之間的間隙過大,風扇不能全部進入護風罩,使風量損失,也會影響散熱性能。 1.3風扇系統(tǒng) 風扇一般安裝在散熱器前面并與水泵同軸。風扇的作用是提高流經(jīng)散熱器的空氣流速和流量,以增強散熱器的散熱能力。若冷卻風量不足或皮帶輪打滑,都會影響散熱效果。 1.4其它 若叉車配重后出風口太小,熱風不能及時排出而倒流回來,對叉車各部件二次加熱,使冷卻系統(tǒng)過熱。若風扇回轉中心與散熱器中心不同心,則散熱器面積利用率下降,散熱能力也下降。如果冷卻系統(tǒng)漏水,使散熱器中水量不足,就不能充分利用散熱器的全部散熱面積,影響散熱能力的發(fā)揮,當水量減少到一定程度時,冷卻系統(tǒng)就會過熱。2.1內燃機系統(tǒng) 調整皮帶輪的中心距,使皮帶張緊力合適,保證被動輪不打滑、不丟轉。確保內燃機氣缸套之間的管路通暢。更換已經(jīng)失靈的節(jié)溫器。調整內燃機的點火時間,使內燃機燃燒正常。加大水泵排量,水泵排量增加,則單位時間內流過散熱器的水量將增加,散熱性增加,而水泵排量則取決于水泵轉速,水泵轉速取決于被動輪的轉速,被動輪的轉速取決于主動輪或被動輪的直徑,因此我們總是希望增加水泵的轉速,但是,如果水泵轉速過快則會縮短水泵使用壽命;水泵吸空,水泵效率降低,散熱能力反而下降,所以在保證水泵進水管中的水流速不超過3m/s的條件下,可以適當加大皮帶輪的直徑,這樣可以增加水泵排量。 2.2散熱器系統(tǒng) 提高焊接質量,防止脫焊或虛焊的發(fā)生。散熱器在運輸、裝配和使用時注意不要碰傷散熱片。也可選用管帶式散熱器芯。實踐證明,這種散熱器芯的散熱能力強,制造簡單,重量輕,成本低,但結構剛性差。加大散熱器的散熱表面積,散熱能力必然加大。增加散熱器正面面積,沿著散熱器的正面和厚度方向,減小散熱片和管子的節(jié)距以及使散熱器加厚,都可以增加散熱表面積。然而,后一種措施效果不大。例如,如果散熱器的厚度增加50%,其散熱能力增加15%,而當散熱器厚度增加100%時,其散熱能力僅增加20%。根據(jù)公式L=A0/Aψ(式中:L——散熱器厚度;A0——散熱器的總散熱面積;A——散熱器正面面積;ψ——散熱器緊湊性容積系數(shù))可知,在散熱器總散熱面積不變的情況下,增加散熱器正面面積,就可減少散熱器厚度,而散熱器厚度減少則通風阻力就會下降,通過散熱器的風量就會增加,散熱能力大大提高。調整風扇與散熱器之間的距離。對于不同叉車的冷卻系統(tǒng),風扇與散熱器之間的最佳距離是不同的,只有通過試驗找到最佳距離,才能充分發(fā)揮冷卻系統(tǒng)的潛能和作用,達到最佳效果。 2.3風扇系統(tǒng) 加大風扇直徑、增加葉片數(shù)目、增加葉片安裝角、增大葉片弦的寬度、提高葉片最大圓周速度,使用凸面葉片等措施,都可增大通風量,提高散熱性能。但葉片安裝角不能太大,當其超過某一臨界值時,排風的風向將隨著葉片安裝角的增加,軸向排風將逐漸減少,而徑向排風將逐漸增大,徑向排風不但不能冷卻散熱器,而是對叉車各部件進行了二次加熱。同時,風扇轉速也不能太快,因為驅動風扇的功率與風扇轉速的三次方成正比。若轉速太快,則內燃機功率損失太大。 2.4其它 可把配重后出風口開大,讓熱風盡快排出,以免倒流回來。調整風扇回轉中心與散熱器中心同軸,使散熱器面積利用率最大。堵住漏水部位,保證水位不下降。 3結束語 導致叉車冷卻系統(tǒng)過熱的因素很多,采取的措施也要有針對性。在實際工作中,叉車冷卻系統(tǒng)過熱及散熱問題是叉車設計中一個需要特別注意的問題。 只有對冷卻系統(tǒng)的綜合治理,才能從根本上解決冷卻系統(tǒng)過熱問題,提高冷卻系統(tǒng)的冷卻能力和冷卻系統(tǒng)的可靠性,保證叉車正常工作。例如針對老式CPQ2型叉車在夏天容易過熱的問題,天津叉車總廠采取了如下的措施加以解決:由于老式492汽油發(fā)動機不帶液壓泵,液壓泵的動力只有通過曲軸皮帶輪經(jīng)過聯(lián)軸節(jié)獲得,這樣就使散熱器中心與風扇回轉中心不同軸,護風罩只能是多半圓的,不能完全護住風,使風量損失很大,同時風扇葉直徑也受到限制,因此發(fā)動機容易過熱。在采用新型可帶液壓泵的492汽油發(fā)動機后,風扇回轉中心與散熱器中心同軸了,護風罩可以作成整圓的了,風量損失減少很多,并且對發(fā)動機曲軸皮帶輪的直徑適當增加了幾個毫米,同時加大了風扇葉片的直徑,并把6葉風扇改為10葉風扇;另外,風扇葉安裝角也適當?shù)募哟罅?;其次,在配重重量不減少的情況下,把出風口的尺寸加大。經(jīng)過采取以上這些措施以后,CPQ2型叉車在夏天容易過熱的問題基本得到解決。 第 5 頁 共 5 頁- 配套講稿:
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