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