一般小型液壓挖掘機多將風扇安裝在發(fā)動機上,水散熱器、油冷卻器前后布置(即串聯(lián)結構),如圖1所示。這種結構制造方便,但容易堵塞和過熱,不好布置,采用吸風風扇時發(fā)動機對風扇氣流的阻力比較大。改進的思路是,串聯(lián)改并聯(lián)。把水散熱器和油冷卻器做成一個整體,如圖2所示。整個散熱器總成外形尺寸比原來的稍大,散熱器與風扇的匹配更合理。
就油冷卻器而言,由于更接近風扇,其氣流經過油冷卻器散熱芯子冷卻更充分、更均勻,從熱傳導上看,液壓系統(tǒng)產生的熱量經散熱芯子輻射到空氣中,再由發(fā)動機高速旋轉的風扇產生的冷風將其帶走。在系統(tǒng)散熱量不變的情況下,更充分、更均勻的冷風必將帶走更多的熱量,從而提高散熱器的散熱能力。
為了降低成本,并聯(lián)式整體散熱器的制造材料選擇鋁。從產品的整體散熱效果來說,匹配同一機型、同樣大小的正面面積,鋁散熱器的散熱效率比銅散熱器的高。
由于挖掘機工作環(huán)境的特殊性,大量的灰塵、碎片、毛絮、昆蟲被吸進散熱器芯部,在維護清洗散熱器時,由于這種散熱帶結構只能把灰塵沖洗干凈,而碎片、毛絮、昆蟲全部卡死在散熱帶上面密密麻麻的小孔里,清洗非常困難甚至清洗不凈。時間久了,會堵塞散熱器芯部,散熱能力下降。為了解決水散熱器芯部散熱帶容易堵塞的問題,并且要便于維護、清洗,提出了在保證散熱能力的前提下,改變散熱帶結構、取消散熱帶上的百葉窗的改進方案。
具體改進方案如下:取消散熱帶上的百葉窗(見圖3),把散熱帶沖壓成波浪型(褶皺帶),如圖4所示。氣流通過散熱器芯部時,散熱帶上的波紋和凸起使氣流產生紊流,使散熱器不容易堵塞,更不會出現(xiàn)碎片、毛絮、昆蟲全部卡死在散熱帶上的情況。散熱帶沒有了百葉窗,散熱面積更大。同時,相對于百葉窗結構的散熱帶,波浪型散熱帶更容易加工,制造成本也相應下降。
經過裝機測試對比,在同等工況下,測試數據表明,改進后的冷卻系統(tǒng)冷卻能力有了明顯的提高。除此之外,由于整個冷卻系統(tǒng)的風阻變小,原風扇產生的噪聲也相對下降了1.5dB。采用改進后的散熱器,每臺機器可節(jié)約成本350元。