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热平衡问题一直是柴油机系统中的关键,如果系统的冷却能力过强,机油被燃油稀释(即因缸壁过冷,可燃混合气体在缸壁冷凝并聚集,冲刷缸壁上的润滑油膜,未蒸发的燃油经缸壁流到底壳,稀释机油),同时恶化混合气体形成和燃烧,增加机油粘度和摩擦功率,造成零件间的磨损加剧,摩擦损失增加,柴油机工作粗暴。另外,通过冷却系统带走的热量占燃油燃烧热量的20～30%,这是一种损失。所以,正确设计柴油机系统的冷却系,避免发动机过“冷”或过“热”,都会对发动机的经济性、动力性、工作可靠性有深刻的影响。
冷却系对于工程机械必不可少,其使发动机得到适度的冷却,并保持其在最适宜地温度范围内工作。冷却系工作不良是发动机产生故障,当冷却过度,热量散失过多,增加燃油消耗,冷凝在气缸壁上的燃油流到曲轴箱中稀释润滑油,磨损加剧。当冷却不足,会使发动机过热,充气量减少燃烧不正常,发动功率下降润滑不良,加剧磨损。所以,冷却系统对于工程机械至关重要。
冷却系分水冷和风冷两种,工程机械大多使用水冷却。
一、冷却介质
水冷却系是以水作为冷却介质,把发动机受热零件吸收的热量散发到大气中去。目前挖掘机发动机上采用的水冷系大都是强制循环式水冷系,利用水泵强制水在冷却系中进行循环流动。
工程机械发动机中使用的冷却水应是清洁的软水,如雨水,自来水等;而井水、河水等硬水中含有矿物质,在高温下易生成水垢,不能作为发动机冷却水。
防冻液在我国北方地区必不可少,为防止在冬季寒冷地区,因冷却水结冰而发生散热器、气缸体、气缸盖变形或胀裂的现象,在冷却水中加入一定量的防冻液以达到降低冰点、提高沸点的目的。
二、冷却水的循环
冷却水在冷却系内的循环流动路线有两条,一条为大循环,另一条为小循环。
所谓大循环是水温高时,水经过散热器而进行的循环流动;而小循环就是水温低时,水不经过散热器而进行的循环流动,从而使水温升高。
三、水冷系
水冷系由散热器、水泵、风扇、冷却水道和温度调节装置等组成。
1、散热器又称为水箱,由上水室、散热器芯和下水室等组成。安装在发动机前的车架横梁上。其作用是将冷却水在水套中所吸收的热量散发至外界大气,使水温下降。
2、水泵对冷却水加压,使之在冷却系中循环流动。
3、风扇通常安排在散热器后面并与水泵同轴。用来提高流经散热器的空气流速和风量,增强散热器的散热能力,同时对发动机其他附件也有一定的冷却作用。
4、节温器可以根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线,从而控制通过散热器冷却水的流量。节温器装在冷却水循环的通路中,根据发动机负荷大小和水温的高低自动改变水的循环流动路线,以达到调节冷却系的冷却强度。节温器有蜡式和乙醚皱纹筒式两种,目前多数发动机采用蜡式节温器。
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