机械传动式TR50矿用自卸车冷却装置的改造

杨添植

摘 要：文章阐述了机械传动式TR50矿用自卸车冷却装置的技术改造。原TR50矿车采用管芯式冷却装置，在夏季运行频繁出现高温报警，冷却装置的冷却能力不足。通过采用机械联接管片式散热芯体，高效换热翅片以及多流程的冷却技术，最终解决了冷却能力不足的问题，使TR50矿车在夏季正常运行。

关键词：TR50矿用自卸车；冷却装置；机械联接式；改造

前言

内蒙古北方重型汽车有限责任公司（以下简称NHL）的机械传动式TR50矿用自卸车在江西德兴银上矿运用，总保有量为22台。由于当地夏季气候炎热，TR50矿车发动机水温频繁报警，原车装配的管芯式冷却装置冷却能力不足，影响矿车的正常使用。大连通铁热动力设备有限公司根据用户需求，针对TR50矿车冷却装置进行技术改造，完成了冷却能力计算，利用先进的机械联接式制造技术，采用高效的换热翅片以及多流程冷却设计，最终成功解决了TR50矿车冷却装置在夏季冷却能力不足的问题，并通过实地运行考核。

1 矿用自卸车冷却系统原理

矿用自卸车在工作过程中，发动机等许多零部件强烈受热，需要强迫冷却，为此设置了冷却水系统。其主要功能是：冷却与燃气直接接触的零部件、发动机机油及发动机的增压空气，使发动机的各零部件、发动机机油及增压空气均保持在一定温度范围内，保证发动机正常工作。冷却水系统主要由冷却装置、机油热交换器以及相应的管路、阀门等组成。冷却装置冷却能力的强弱，直接决定了矿用自卸车适应极端工作环境的能力。

2 TR50矿车冷却装置的技术改造运行试验

早在2004年，NHL通过引进特雷克斯3307型矿用自卸车，自主研发并试制机械传动式TR50矿用自卸车，该车采用Cummins QSX15发动机，总功率为392kW，载重量为45吨。原矿车所装配的管芯式冷却装置生产厂家，为提高冷却能力也经过多次改进，包括在原有基础上增加管排数等方法，都未能有效解决问题。2013年初，根据技术改造方案，在保持原TR50矿车冷却装置外形尺寸的基础上，采用机械联接管片式散热芯体、高效的换热翅片、多流程的冷却技术，不但散热能力满足要求，而且提高了其经济性。这种机械联接管片式散热芯体，是利用先进的机械联接技术，即在散热管与管板联接处采用机械胀管工艺，增强了联接处的强度和可靠性，能极好地承受柴油机工作时给散热器带来的机械应力和热应力，从而大幅度提高产品质量和使用寿命。同时高效的换热翅片增加了散热器面积，结合多流程的冷却设计，最终有效提升了冷却装置的冷却能力。2013年6月初，Cummins发动机专业人员对首台装用改造后冷却装置的TR50矿车进行运行试验并收集数据。图1是机械胀接式冷却装置与原车管芯式冷却装置，在两台相同配置的TR50矿车上，在同一天、同一时间、行走相同的路径，所采集的发动机水温曲线数据。

图1中的图表显示时间为6月22日上午的11点与11点30分，装配已改造冷却装置的TR50矿车，分别使用2档与4档，行驶相同路径情况下，发动机的水温收集数据。可以看出，在2档行驶过程中，发动机水温的峰值为90.2℃；在4档行驶过程中，发动机水温的峰值为92.3℃。

图2是6月22日上午10点，装配有管芯式冷却装置未改造的TR50矿车，分别使用2档与4档，行驶相同路径情况下，发动机的水温收集数据。可以看出，在2档行驶过程中，发动机水温的峰值为93.1℃；在4档行驶过程中，发动机水温的峰值为94.3℃。根据实地测量，矿区环境温度越近正午，气温越高。即便在22日上午10至11点温度有所提高，在相同档位下，裝有改进后冷却装置的TR50矿车发动机水温峰值仍比原有管芯式冷却装置的发动机水温要低2℃甚至更多（见表1）。

在随后的运行过程中，矿车并未在出现过高温现象，改进后冷却装置冷却效果明显，冷却能力优于原车所装配的管芯式冷却装置，成功解决原TR50矿车冷却装置夏季力冷却能力不足的问题。

鉴于当地气温并未升至往年最高值40℃，而矿区附近的环境温度由于地表辐射等因素，可能提高至42℃甚至更高，为保证气温在峰值附近矿车也能正常运行，随后在此基础上，又进行了二次改造。在原基础上增加1排散热管，将内部更改为3流程，经过核算，此冷却装置较第一次改造的5排管冷却装置，适应的环境温度可以再提高3℃～4℃。（图3）

3 改造运行试验结论

截止2015年3月，22台装用于TR50矿车上的新型冷却装置，在近两年的运用时间里，无任何质量反馈，可靠性良好，解决了原TR50矿车冷却装置冷却能力不足的问题。此次改造的成功，同时也证明了机械联接式冷却装置在矿山环境中能够很好的发挥其抗震性、紧凑性、高效性等特点。

参考文献

[1]杨世铭.传热学（第四版）[M].高等教育出版社，2006.

[2]姚仲鹏.车辆冷却传热（第一版）[M].北京理工大学出版社，2001.

[3]戴繁荣.内燃机车冷却装置（第一版）[M].中国铁道出版社，1993.