?? 裝載機(jī)廣泛采用水冷柴油機(jī)作為動(dòng)力,柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性好,熱效率一般可達(dá)30—40%,但仍約有1/3的熱量經(jīng)過(guò)各種傳熱方式傳遞給柴油機(jī)各組件,若不加以冷卻,會(huì)產(chǎn)生各種故障,特別是與燃燒氣體直接接觸的缸蓋、活塞、缸套和氣門(mén)等件。因此,柴油機(jī)沒(méi)有冷卻是不能工作的。
??? 如果冷卻不足會(huì)產(chǎn)生:①氣缸內(nèi)溫度過(guò)高,吸進(jìn)的工作介質(zhì)受熱膨脹,使充氣量下降,導(dǎo)致功率下降;②溫度過(guò)高,各零件有不同程度的膨脹,使相互間隙改變;③機(jī)油黏度也會(huì)下降,并可能發(fā)生質(zhì)變,使摩擦表面間的潤(rùn)滑惡化,導(dǎo)致零件磨損加劇。
??? 但冷卻過(guò)強(qiáng)則會(huì)產(chǎn)生:①氣缸內(nèi)溫度低,燃料霧化差,造成燃燒不好;②冷卻系帶走的熱量增多,散熱損失和冷卻系消耗功率增多;③機(jī)油黏度大,機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)阻力增加,以上都將造成功率下降、燃油耗增加。
??? 實(shí)踐證明,柴油機(jī)經(jīng)常在過(guò)熱、過(guò)冷的狀態(tài)下使用,都會(huì)影響使用壽命、動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。裝載機(jī)工作時(shí),如何使冷卻系把適量的熱量散發(fā)到大氣中,保持柴油機(jī)在80—98℃之間工作,是裝載機(jī)動(dòng)力系熱平衡要解決的主要課題。
??? 考慮到經(jīng)濟(jì)性的因素,裝載機(jī)的冷卻系一般不會(huì)設(shè)計(jì)的過(guò)強(qiáng),如何提升冷卻能力,是本文探討的主要內(nèi)容。
??? 一、柴油機(jī)單機(jī)熱平衡
??? 1.柴油機(jī)燃料燃燒發(fā)出的熱量分布
??? 式中:
??? Q—燃料完全燃燒產(chǎn)生的總熱量(KJ)
??? G—燃料被燃燒的質(zhì)量(kg)
??? Hu—燃料的熱值,柴油通常取低值42.7×10(KJ/kg)
??? 二、裝載機(jī)冷卻系熱平衡臺(tái)架模擬試驗(yàn)
??? 結(jié)合整機(jī)配置情況,利用CFD技術(shù)進(jìn)行模擬計(jì)算分析,根據(jù)分析結(jié)果提出優(yōu)化方案并改進(jìn)方案,再通過(guò)模擬臺(tái)架試驗(yàn)和整車試驗(yàn)驗(yàn)證優(yōu)化方案的有效性。
??? 1.模擬計(jì)算分析
??? 通過(guò)CFD分析計(jì)算,影響整車熱平衡的因素主要為風(fēng)側(cè)因素,有以下幾點(diǎn):
??? 進(jìn)風(fēng)阻力、散熱器總成阻力、出風(fēng)阻力和機(jī)罩內(nèi)回風(fēng)。
??? 機(jī)罩內(nèi)回風(fēng)的影響:是指已流經(jīng)散熱器的“熱風(fēng)”,該熱風(fēng)回流量對(duì)散熱不起作用并會(huì)造成機(jī)罩內(nèi)氣溫偏高。
??? CFD分析計(jì)算表明,風(fēng)側(cè)的影響較大。