空箱堆高机发动机新型散热装置改造

刘成明

广州港南沙港务有限公司（以下简称“南沙港务”）购置的2台某国产品牌空箱堆高机无论机械性能还是操控性能均满足使用要求，且其发动机散热系统采用新型液控散热装置。不过，在夏季高温时节，该品牌空箱堆高机发动机高温报警时有发生，导致发动机磨损加剧和工作性能降低。本文分析空箱堆高机发动机高温报警原因，并通过加装液压泵改善散热环境，从而有效解决发动机高温报警故障。

1 空箱堆高机发动机高温报警现象

南沙港务新购置的2台空箱堆高机自投产以来运行良好;但在夏季作业期间，空箱堆高机发动机高温报警现象时有发生。鉴于发动机高温报警具有偶发性，且维修人员跟车检查未发现故障，起初判断发动机高温报警因司机操作不当引起;但在随后几次检查中发现，司机在操作过程中速度稍快就易引发发动机高温报警。为此，对空箱堆高机发动机散热系统实施全面检查，同时清洁水箱，未发现异常情况;但设备运行一段时间后，发动机高温报警问题再次出现。若不及时排除此类故障，不仅将严重影响空箱堆高机作业安全，而且会缩短发动机零部件使用寿命，导致部分机构提前进入大中修周期，从而增加维保工作量和维修成本，降低港口作业效率。

2 空箱堆高机发动机高温报警原因

2.1 发动机新型散热装置工作原理

空箱堆高机发动机散热系统一般由发动机作为动力输出源，带动风扇转动实现发动机散热器散热。南沙港务新购置的空箱堆高机发动机新型散热装置由液压泵提供动力给液压马达，带动风扇转动实现发动机散热器散热。改造前空箱堆高机发动机新型散热装置工作原理（见图1）如下：液压马达带动发动机散热风扇转动;发动机温度达到设定值后，温度传感器发出信号，转向阀得电切断油路，压力油进入液压马达;马达旋转带动风扇转动形成对流，以冷却发动机散热器;发动机温度一旦低于设定值，转向阀失电，风冷器停止工作。散热装置中溢流阀的作用是使冷却回路压力值维持在一定范圍内，从而为风冷器提供动力;单向阀用于补油。

2.2 发动机高温报警原因

此款空箱堆高机发动机新型散热装置通过液压马达带动风扇转动，液压马达通过排量为25 mL/r的液压泵使液压油经充液阀到冷却转换阀组产生油压，同时通过并联支路为液压油冷却马达提供油压，以冷却多路液压油。当空箱堆高机在高温、高湿环境中作业时，风扇须达到一定转速才能产生散热效果，而1个排量为25 mL/r的液压泵难以为2个液压马达提供足够的工作压力。经测量，当发动机高速运转时，2个液压马达的工作油压不足，很难达到额定工作压力12 MPa。此外，在高频作业过程中，液压系统因油液黏性而不断产生热量，这些热量大部分转化为油液内能而使油温升高，从而给系统带来不利影响。

3 空箱堆高机发动机新型散热装置改造

3.1 发动机新型散热装置控制原理改进

为了向发动机散热器液压马达提供足够的工作油压，加装1个排量为25 mL/r的液压泵，设立2套独立的冷却回路系统。改造后空箱堆高机发动机新型散热装置工作原理（见图2）如下：保持原液压油散热系统的冷却方式不变，将原充液阀到散热器风扇的冷却转换阀组进油胶管（车体右下侧）改为加装的液压泵到散热器冷却控制阀组进油胶管，回油油路不变;发动机散热液压马达直接通过加装的液压泵提供油压，将冷却转换阀和转向阀改成单向阀，关闭溢流阀。

3.2 发动机新型散热装置控制元件改造

3.2.1 液压泵改造

将变速箱左侧由2个排量为40 mL/r的液压泵组成的液压泵组替换为由2个排量为40 mL/r的液压泵和1个排量为25 mL/r的液压泵组成的液压泵组。加装液压泵时注意进油管的走向和安装位置（见图3），以免影响变速箱行走泵压力开关的安装和维修;刹车油进口处增加单向阀保护，以减轻刹车油压力对冷却器的冲击;最后，将散热器液压马达泄油管路接回液压油箱，完成安装。25 mL/r液压泵需要从液压油箱吸油;因此，更换液压油箱吸油盖板（见图4），使得25 mL/r液压泵可以通过软管连接直接从液压油箱吸油。空箱堆高机发动机新型散热装置液压泵组改造前后对比见图5。

3.2.2 油管改造

将原充液阀到中冷风扇的冷却转换阀组进油管路（车体右下侧）改为从液压油散热器冷却控制阀组进油，由加装的25 mL/r液压泵通过吸油管直接从液压油箱吸油（见图6），再供油到散热器冷却控制阀组。供油管路改为三通回油钢管。

3.2.3 冷却转换阀改造

去除原发动机散热器冷却转换阀组的插装电磁阀，安装单向阀，再将散热器冷却转换阀组溢流阀直接锁死（见图7）。踩下加速踏板，使发动机转速达到2 250 r/min左右，此时用压力表测量油压应为12 MPa左右。

3.3加装防尘挡板及工艺要求

在散热装置所在车架厚板上加装防尘挡板（见图8），挡板材料为厚5 mm的Q235钢板，以防灰尘进入散热器;整体做防锈处理，以免防尘挡板锈蚀损坏;四周开螺栓固定孔，并配锁紧垫片固定锁紧，防止防尘挡板松动脱落。

4 空箱堆高机发动机散热装置清洗

空箱堆高机发动机散热装置在长期工作过程中附着较多污垢，有必要对散热装置内部和外部进行整体清洗，以保证散热器的散热效果。空箱堆高机发动机散热装置清洗流程如下。

（1）将空箱堆高机停放在平坦、坚实的地面，待发动机冷却至常温。

（2）将空箱堆高机前部按顺序拆下，拆除上下挡风板。

（3）拆下散热器上连接的中冷管、水管和变速箱油管，并对管口进行封口处理;再拆下散热器的导风罩和液压马达风扇。

（4）从上至下依次拆卸组合散热器的中冷器、水箱散热器和变速箱油散热器，并将散热器放入清洗盘中浸泡30～50 min，清洗盘中的清洗液为水和清洗剂混合液（清洗剂占5%～10%），要求芯体全部浸入清洗液中。水箱散热器需要使用磷酸液与水的混合清洗液来清洗：将清洗液用漏斗小心倒入散热器内，注意尽量不要溅出（若溅到皮肤或衣服上，应立即用清水清洗）;待有气泡冒出，说明磷酸清洗液与水垢发生化学反应，产生二氧化碳气体;待气泡略消，将溶液倒出，然后用清水循环冲洗散热器内部，直到清洗干净。

（5）散热器芯体浸泡结束后，用高压水沿垂直于散热器正面和背面方向冲洗散热器上的污泥和油泥。

（6）将清洗后的散热器芯体晾干后，按照拆下的顺序步骤反向装配。

5 结束语

空箱堆高机发动机新型散热装置改造效果显著：改造后冷却风扇液压马达压力增大，风扇转速加快，散热能力增强;拆除冷却转换器转换开关，风扇转速随着发动机转速变化而变化，从而提高散热系统的散热冷却能力;在使用过程中，发动机未出现高温报警，散热系统工作温度保持在90℃左右，有利于延长设备控制元件使用寿命，确保设备稳定运行。

（编辑：曹莉琼 收稿日期：2022-05-17）