?? 裝載機廣泛采用水冷柴油機作為動力,柴油機經濟性好,熱效率一般可達30—40%,但仍約有1/3的熱量經過各種傳熱方式傳遞給柴油機各組件,若不加以冷卻,會產生各種故障,特別是與燃燒氣體直接接觸的缸蓋、活塞、缸套和氣門等件。因此,柴油機沒有冷卻是不能工作的。
??? 如果冷卻不足會產生:①氣缸內溫度過高,吸進的工作介質受熱膨脹,使充氣量下降,導致功率下降;②溫度過高,各零件有不同程度的膨脹,使相互間隙改變;③機油黏度也會下降,并可能發(fā)生質變,使摩擦表面間的潤滑惡化,導致零件磨損加劇。
??? 但冷卻過強則會產生:①氣缸內溫度低,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機油黏度大,機械運轉阻力增加,以上都將造成功率下降、燃油耗增加。
??? 實踐證明,柴油機經常在過熱、過冷的狀態(tài)下使用,都會影響使用壽命、動力性和經濟性。裝載機工作時,如何使冷卻系把適量的熱量散發(fā)到大氣中,保持柴油機在80—98℃之間工作,是裝載機動力系熱平衡要解決的主要課題。
??? 考慮到經濟性的因素,裝載機的冷卻系一般不會設計的過強,如何提升冷卻能力,是本文探討的主要內容。
??? 一、柴油機單機熱平衡
??? 1.柴油機燃料燃燒發(fā)出的熱量分布
??? 式中:
??? Q—燃料完全燃燒產生的總熱量(KJ)
??? G—燃料被燃燒的質量(kg)
??? Hu—燃料的熱值,柴油通常取低值42.7×10(KJ/kg)
??? 二、裝載機冷卻系熱平衡臺架模擬試驗
??? 結合整機配置情況,利用CFD技術進行模擬計算分析,根據(jù)分析結果提出優(yōu)化方案并改進方案,再通過模擬臺架試驗和整車試驗驗證優(yōu)化方案的有效性。
??? 1.模擬計算分析
??? 通過CFD分析計算,影響整車熱平衡的因素主要為風側因素,有以下幾點:
??? 進風阻力、散熱器總成阻力、出風阻力和機罩內回風。
??? 機罩內回風的影響:是指已流經散熱器的“熱風”,該熱風回流量對散熱不起作用并會造成機罩內氣溫偏高。
??? CFD分析計算表明,風側的影響較大。