推土机冷却系统的设计

杜玉炜 何金伟

摘要：推土机作为是土方工程中的主要机械，在路桥及建筑等类别的工程项目中的使用十分广泛。如何提升推土机的作业能力，保证其施工作业的稳定性，成为研究的主要内容。本文对推土机冷却系统主要构成及基本要求进行了阐述，对其设计进行了具体的分析。

关键词：推土机； 冷却系统；设计

冷却系统作为推土机正常作业的重要系统，系统包括柴油机冷却系统及液压传动冷却系统两大类型，柴油机冷却系统是保证其推土机能够在适宜的温度下完成作业内容。依提升柴油机循环效率而言，希望能够尽可能使热量减少散热，如此就将受到零件的限制。若强制冷却的效果不理想，就容易导致故障，例如活塞或活塞环及缸套的咬伤、缸盖出现热疲劳的裂纹、充气数下降、机油变质，进而使柴油机的可靠性、动能性及耐久性有所下降。但是，若冷却过强，将会出现柴油机作业粗暴、零件磨损严重及功率损失上升等问题。推土机液压系统液压油适合工作的温度为60-80°，无论是温度过高或是过低都会造成液压系统的功率偏低，进而是液压的元件出现过度磨损。同时液压变矩器没有得到有效的冷却，因为油温过高将导致推土机无法正常运转。

1.推土机冷却系统构成

推土机的冷却系统之中，热传递的部件由水散热器、油散热器、空-空中冷器、导风罩、风扇等构成。

通常情况下，推土机柴油机冷却系统为封闭式强制循环冷却系统，这样能够提升发动机冷却系统的最高工作温度。推土机的主要用途决定闭式系统的压力，一般推土机的排气阀开启的压力为45.5-58千帕，进气阀在真空1-2千帕时方能开启；在海拔超过4000米以上的高原使用推土机排气阀，其开启的压力则是70千帕，进气阀在真空度为1-2千帕时开启。

良好的推土机冷却系统需要达到以下三个方面的要求：

1.1柴油机冷却系统散热的能力可以达到柴油机在特定作业情况之下的要求，当工作状况及环境条件出现变化时，依旧能够保证柴油机作业的可靠性及冷却水保持为最佳的温度；

1.2冷却系统对功率的要求偏低，启动之后可以在短时间之内升至正常的工作温度，而且利于维修及部件的更换，提升其使用的可靠性、延长其使用的寿命，进而使成本下降；

1.3液压油散热器能够达到液压系统对于不同作业情况的要求，在极为恶劣的情况之下保持油温能够控制在正常的范围之内。

2.冷却系统的设计

2.1冷却系统计算

夏日的高温算是推土机冷却系统最为恶劣的作业情况，所以冷却系统的计算需要达到推土机在恶劣情之下正常作业的要求。进行冷却系统计算的步骤可以分为：发动机及液压系统（变矩器）散热量的确定；冷却液或是液压油流量进行确定；风扇风量、转速、直径大小的确定；水散热器、油散热器，中冷器散热面积及芯部尺寸的确定等等。

2.1.1散热功率的确定

对柴油机冷却系统散走多少热量可以通过以下的公式进行计算：

2.1.2冷却介质流量计算

依据散入冷却系统之中的热量，能够对冷却空气、冷却油及冷却水的循环量V进行计算：

2.2风扇的设计

通常情况下，铲运机械基本会使用风吹式风扇，此种方式能够有效的减少噪音及对环境的污染。

2.2.1风扇外形尺寸及速度的确定。对于功率消耗来说，冷却效果较好的风扇为大直径低转速的风扇，故此，风扇的设置需要尽可能的接近散热器的芯部，但是切不可超过散热器芯部的尺寸，若超过芯部边缘冷却的效果将会不理想。

2.2.2风扇消耗功率同风扇转速的三次方比例成为正比，风扇噪音同风扇叶尖速度的平方成为正比，故此在达到冷却风量的前提之下，需要尽量是风扇的转速降低。通常情况下，风扇叶尖最大线速需要控制在每秒75-80米的范围内，当超过每秒86米时，不仅噪声会变大还会是功率消耗上升。

3.散热器设计

散热器是由散热器芯及柴油机除气系统两部分構成。理想的散热器芯部最好为正方形，风扇的中心与散热器的芯部位于同一垂直直线之上。因为推土机属于紧凑型的结构，内部的空间相对有限，为此要充分的利用内部空间。推土机散热器的热片片距最好设置为0.3-.41cm，此种结构的散热片有利于灰尘的排散，即便有灰尘也便于清洗。

4.热空气回流挡板设计

推土机散热罩挡在散热器前面，会阻挡散热器的散热，进而使冷却空气空气的温度有所上升，热空气将有可能重流到风扇的吸气侧，进而导致冷却温度上身，散热的效率降低。为此，需要将散热器与前机罩内侧间的缝隙添堵，使散热器之前的范围同发动机室内进行完全的隔离，尽可能的避免热空气再循环。在设计阶段需要充分的考虑到这一问题，使散热器与挡风板间有一定的位置移动能力，避免推土机在进行作业时，因为变形的原因而对散热器总成造成损害。

5.结语

推土机在土方工程之中的应用范围决定了其稳定性的重要性，保证工程按时、按质完成的基础就是机械的运作正常，同时也是提升工程质量的重要因素，其对工程的造价都有所影响。为此，在推土机冷却系统的设计时，一定要与实际的需求充分结合，对系统的稳定性进行提升，使推土机能够更好在工程项目之中发挥作用。

参考文献：

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作者简介：杜玉炜（1982.2-），男，汉族，本科，工程师，从事机械设计工作。