分析系统高压现象对液压挖掘机的危害及液压挖掘机散热系统热平衡设计要点

杨宝仲

北京迈弛科技发展有限公司

分析系统高压现象对液压挖掘机的危害及液压挖掘机散热系统热平衡设计要点

杨宝仲

北京迈弛科技发展有限公司

液压挖掘机在工作过程中，其系统都会出现不同程度的高温现象，严重影响了其工作效率。文章主要针对液压挖掘机系统出现高温现象的危害进行分析，明确了设备出现高温的原因；并且对液压挖掘机散热系统热平衡设计要点进行研究分析，希望设备能够满足实际的工作需求，从而提高其工作效率。

挖掘机；发动机；热平衡；高温

在挖掘机工作过程中，液压系统是其重要的构成部分，是设备运行的根本保证，在使用过程中，由于体积小、重量轻、易安装、功率密度大、响应快、可控制性强、工作平稳并且还能够实现无极调速，目前已经被广泛应用。液压系统虽然是挖掘机系统构成中的一个子系统，但是其作用很大，对于挖掘机的工作效率以及工作质量具有直接影响。其在工作过程中，容易出现高温现象，严重影响了相关工作的开展，因此，积极对液压系统高温显现进行研究分析势在必行。

一、系统出现发热的现象分析

1.发动机发热现象以及其危害分析

系统在运行过程，工作人员打开水箱盖以后，里面的水已经被烧开，并且偶尔向外喷溅，此种现行是发动机水泵在循环工作出现的现象。

发动机按在运行过程中，会受到强烈加热的汽 缸 、 缸盖、活塞、喷油器等一些零件，如果不能及时对其进行冷却，就会导致可燃混合气出现早燃的现象，从而使得整个发动机出现过热的现象，并且还会使得整个发动的机的工作一直处于高温的循环状态，严重影响了发动机的安全运行。并且，由于发动机一直都处在高温状态下，就会导致其功率下降，不能保证其作用最大化，同时，还会导致充气系数降低，混合气体变浓，使得发动机排放的气体有害物质浓度增加，对环境造成一定的污染。

2.液压系统发热现象及其危害

一般来说，在正常状态下，液压系统在运行过程中达到平衡热以后，液压油的温度应该在50℃-80℃的范围以内，如果超出此范围，就属于液压系统发热。其故障主要表现为：挖掘机在冷车工作过程中，各项性能都可以正常使用，随着工作时间的逐渐增加，机器的温度也会逐渐升高，液压油发生油温在出现变化以后，液压执行动作就会十分缓慢，使得整个系统不能有力运行。

二、升温过快的原因探究

1.发动机系统发热故障原因分析

通常来说，液压挖掘机在出厂时就对发动机的热平衡性能进行了实验，保证其能够满足实际的工作需求。在实际的使用过程中，由于节温器开启操作方式不完善，散热器表面被杂物堵塞，风扇皮带松动致风力不足、水泵叶轮过度磨损使翻水能力降低、冷却液液面过低等原因造成散热器效果不良，冷却效果低；发动机喷油正时滞后、汽缸垫或汽缸体损坏串水；高温气流急剧冷却，容易造成高温状况。

在设备运行过程中，如果工作时间较长，并且负荷较大，散热系统工作效率低下，导致热量聚集过多，使得温度一定程度上逐渐升高，就会对整个系统造成一定的影响，因此，严禁设备在高负荷状态下进行超长时间工作。

2.液压系统发热故障原因分析

在实际的工作过程中，工作人员所选择液压油的性不能满足相应的要求，使得液压油粘度过高或者过低，从而导致易乳化变质和发生气蚀、析出气泡等，液压油散热翅片出现变形、堵塞，风扇的冷却效果差；液压油散热器内部管道出现阻塞。

三、热平衡设计及解决措施

1.发动机冷却系统

在发动机运行过程中，必须按照相应的要求安装节温器，同时，还应该满足相关的规定，使其在40℃的环境也能够正常工作。厂家在对相关零件生产过程中应该将机油的温度控制在85℃±5℃。冷却液出口处的温度应该稳定在80℃±5℃。

如果采用的是康明斯B3.3系列的发动机，其冷却液应该采用蜡式、底通型节温器，发动机只能通过节温器才能将其控制在正常的工作温度，如果将节温器拆除，就会严重影响发动机的正常工作。同时，工作人员还要采用防冻液并增加副水箱储备冷却液，才能满足实际的工作需求。通常来说，一般的防冻液冰点是零下40℃，优质防冻液的冰点为零下60℃，其沸点为109℃～110℃，在冷却过程中，不可避免的会出现消耗。因此，及时的增加一个副水箱，能够为发动机的冷却系统储备一定的冷却液，在自然状态下，能够实现对消耗的防冻液进行自我补充。另一方面， 工作人员还应该保证进气阻力和进气温度在规定的范围内。通常来说，康明斯B系列的发动机其进气温度如果到38℃以上，平均增加6℃，发动机的功率下降1%。散热量增加1.5%，如果由于各种因素的影响，使得进气阻力加大，此时发动机的功率下降5%，并且消耗也会增加。工作人员应该对相关零件进行更换，保证其工作质量。

2.发动机散热系统设计

在实际的设计过程中，工作人员应该对不同区域进行综合设计，出现这种状况主要是由我国南北温差较大，单一的冷却系统不能满足实际的工作需求，因此，应该对其积极进行改进。

（1）对散热器的改动

散热器是发动机最重要的构成部分，对于散热效果具有直接影响，通常来说，发动机生产热量可以通过以下公式进行计算：

在上述公式中，A表示传给冷却系统的热量占据染料的比重，对于柴油机来说，A取值为0.18～0.25；ge表示内燃的消耗状况，kg/ kW.h；Ne表示内燃机的功率，KW；hn——燃料低热值，kJ/kg。工作人员通过对计算结构进行分析，在挖掘机允许的状况下，可以通过增加散热面积来提高散热效率。

3.安装导风罩

通常来说，工作人员应该在散热器上安装导风罩，能够保证气流均匀的通过散热器的中心，避免出现紊乱的现象，从而能够提高冷却效率。在安装过程中，工作人员应该保证风扇和和护风罩之间存在一定的缝隙，才能保证设备的正常运行。

4.液压油温散热系统

工作人员应该选择正确的液压油，工作人员在选择过程中，应该严格按照说明书中的要求，保证液压油能够满足实际需求。通常来说，柱塞泵液压油的工作粘度8mm2/s＜1000mm2/s。齿轮泵液压油工作粘度＜20mm2/s＜2000mm2/s。其次，还要对散热系统进行改装，工作人员将管片式冷却器改为铝制板翅式风冷冷却器，能够有效的提高散热效率。

四、总结

综上所述，积极对系统高压现象对液压挖掘机的危害及液压挖掘机散热系统热平衡设计要点进行研究分析具有重要意义，能够提高散热效果，从而提高挖掘机的工作效率。

［1］钟玉柱.挖掘机液压系统热平衡研究［J］.建设机械技术与管理，2014 （4）：121-124.