履帶式液壓挖掘機(jī)屬效率型機(jī)械，工況惡劣、負(fù)載變化大、工作時(shí)間長(zhǎng)，液壓系統(tǒng)在工作時(shí)，各種能量損失全部轉(zhuǎn)化為熱量。系統(tǒng)熱量主要來(lái)源于液壓主泵，另外各主閥、管路和液壓油缸要產(chǎn)生一部分磨擦熱。所有這些熱量少部分通過(guò)液壓元件和輔件如管道、油箱等傳遞到周圍空間，大部分用來(lái)使系統(tǒng)油液溫度升高。適當(dāng)?shù)挠鸵簻厣�是正常的，�?duì)液壓系統(tǒng)的工作也有好處，但是油液溫升不能過(guò)大，否則液壓油性能將急劇變化，各液壓元件的密封性能也會(huì)下降，對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)工作極為不利。因此，必須控制液壓系統(tǒng)的最高溫度不能過(guò)高，一般來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)達(dá)到熱平衡后，油散進(jìn)口溫度（即液壓系統(tǒng)最高溫度）不應(yīng)超過(guò)８０℃。尤其是在夏季作業(yè)時(shí)，有些地區(qū)的環(huán)境溫度過(guò)高，油液溫升更快，過(guò)熱現(xiàn)象普遍，使得機(jī)器效率下降、工作不可靠，嚴(yán)重時(shí)造成停機(jī)故障。挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)，由于受結(jié)構(gòu)限制，油箱容積較小，不能充分散熱。為有效控制油液溫度，必須采取強(qiáng)制冷卻的方式，通過(guò)散熱器來(lái)限制油液溫升。

一、油散的選型配置：

目前，散熱器型式比較多，國(guó)外由于散熱材料比較過(guò)關(guān)，工藝比較先進(jìn)，工程機(jī)械多采用管片式油散或其延伸產(chǎn)品，如日本，韓國(guó)，美國(guó)等。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，容易實(shí)現(xiàn)流水線生產(chǎn)，且風(fēng)阻較小，容易清洗，方便布置等，但材料性能要求較高。我國(guó)受基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)限制，工程機(jī)械用油散多采用鋁制板翅式風(fēng)冷冷卻器。我公司的挖掘機(jī)也選用鋁制板翅式風(fēng)冷冷卻器，該冷卻器每?jī)蓪佑桶彘g裝設(shè)橫向或縱向的波浪形散熱翅片板（厚度為０．２～０．３ｍｍ的鋁片）結(jié)構(gòu)，以增加局部散熱系數(shù)和散熱面積（散熱面積可達(dá)光管的８～１０倍），為防塵，外部裝濾網(wǎng)。翅片式冷卻器的冷卻效果比其他冷卻器提高數(shù)倍，體積和重量相對(duì)減小許多，其冷卻效果好、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小強(qiáng)度高。翅片式冷卻器采用鋁片，不僅造價(jià)低，而且不易生銹，但風(fēng)阻大、易堵塞、難清洗。

二、油散的選型計(jì)算：

油散的計(jì)算主要是根據(jù)熱交換量確定所需的散熱面積，油散的散熱功率Ｐ２應(yīng)等于系統(tǒng)的發(fā)熱功率Ｐ與油箱、管路等元件的散熱功率之差，本計(jì)算不考慮油箱、管路等的散熱，同時(shí)忽系統(tǒng)溢流損失，并假設(shè)冷卻進(jìn)出風(fēng)量足夠。

為平衡油溫，冷卻器的熱交換量等于液壓油放出的熱量。 液壓油放出的熱量計(jì)算：

ｐ２＝Ｃ Ｑ ｐ （ｔ２一ｔ１） ｔ１油液的出口溫度 ｔ２油液的進(jìn)口溫度 p油的密度 Q油的流量 C油的比熱容

式中：ｃ＝１６７５～２０９３Ｊ／（Ｋｇ．Ｋ） �。悖剑玻埃埃埃剩�（Ｋｇ．Ｋ） Ｑ＝２×２３０Ｌ／ｍｉｎ

ｐ＝９００Ｋｇ／ｍ３

ｔ２－ｔ１＝２℃取進(jìn)出油的溫差為２℃ 計(jì)算得ｐ２＝２６．９Ｋｗ 油散的散熱面積計(jì)算： Ａ＝

ｋ——油散的傳熱系數(shù)，

ｋ＝３０～３５０Ｗ／（ｍ２．Ｋ）取ｋ＝５０Ｗ／（ｍ２．Ｋ） △ｔｍ——油和風(fēng)之間的平均溫差 △ｔｍ＝ － 式中：

ｔ１——液壓油進(jìn)口溫度，根據(jù)系統(tǒng)發(fā)熱情況確定

ｔ２——液壓油出口溫度，根據(jù)系統(tǒng)對(duì)油溫的控制要求確定 ｔ１′——冷卻風(fēng)進(jìn)口溫度，一般為環(huán)境溫度 ｔ２′——冷卻風(fēng)出口溫度 △ｔｍ＝ ℃－℃ ＝１９℃ 計(jì)算得出：Ａ＝２８′－３ｍ２ 在計(jì)算所需的散熱面積后，根據(jù)ＪＢ／Ｔ７２６１－９４《鋁制板翅式換熱器技術(shù)條件》制造和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)選用油散規(guī)格型號(hào)，再結(jié)合油散的外部尺寸等要求確定平板的片數(shù)等。

油散的主要性能參數(shù)如下：

①油液流量Ｑ＝２×２３０Ｌ／ｍｉｎ； ②風(fēng)側(cè)冷卻面積Ｓ＝５０ｍ２； ③油側(cè)工作壓力ｐ＝１．２Ｍｐａ； ④油側(cè)壓力損失≤０．１５Ｍｐａ 主要技術(shù)要求如下：

①各焊縫須焊透，不得有氣孔和裂紋，成型美觀，外表無(wú)嚴(yán)重磕碰劃傷； ②強(qiáng)度試驗(yàn)水壓２．４Ｍｐａ，歷時(shí)３０ｍｉｎ不泄露； ③氣密性試驗(yàn)氣壓１．６Ｍｐａ，歷時(shí)５ｍｎ不泄露； ④空氣濾網(wǎng)網(wǎng)孔２ｍｍ，鋼絲直徑０．４ｍｍ；

⑤包裝前徹底清除污垢和碎片，吹干內(nèi)部，管口封口。

三、油散的安裝：

油散采用強(qiáng)制風(fēng)冷方式，借助發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇冷卻。將油散和發(fā)動(dòng)機(jī)散熱水箱組合在一起，便于固定安裝，有效節(jié)省挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)上部空間，可以達(dá)到預(yù)計(jì)冷卻效果。對(duì)于一些大功率工程機(jī)械，如３０Ｔ以上級(jí)挖掘機(jī)，也可以用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，對(duì)油散單獨(dú)冷卻。

四、油散的使用及改進(jìn)：

２００２年，投放市場(chǎng)的ＷＹ系列產(chǎn)品。夏季施工時(shí)，由于環(huán)境溫度過(guò)高，導(dǎo)致油溫上升，有些用戶反饋油液溫度過(guò)高，也發(fā)生過(guò)系統(tǒng)回油單向閥堵塞或回油壓力過(guò)高、油散本身質(zhì)量差等原因造成油散開(kāi)裂，我們針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了原因分析和質(zhì)量改進(jìn)，在設(shè)計(jì)中通過(guò)優(yōu)化管路等系統(tǒng)設(shè)計(jì)降低油液發(fā)熱、利用油箱充分散熱、優(yōu)選配套廠家等措施以控制油溫，另外，因油散、水扇相連，有部分用戶反饋發(fā)動(dòng)機(jī)水箱的散熱效果不好，有些水箱溫度很高、經(jīng)常“開(kāi)鍋”，今年上半年我們結(jié)合水箱問(wèn)題綜合考慮又對(duì)油散熱器本身結(jié)構(gòu)作了改進(jìn)和試用，采用薄型油散熱器，以減小風(fēng)扇吸風(fēng)阻力、增強(qiáng)空氣流通和循環(huán)，經(jīng)市場(chǎng)使用反饋良好，我們下一步擬對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)水箱和油散的匹配進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)和試驗(yàn)，目的是為了更進(jìn)一步的提高水散、油散的散熱效果。