一种凿岩台车发动机散热系统

吴佼，赵建东，牛可，张峰，谭海，南玖驻，秦志光，王壮

（徐州徐工基础工程机械有限公司，江苏徐州 221001）

1 概述

凿岩台车通常都是在隧道、矿山等通风不畅的狭小空间内作业，发动机工作时产生大量的热量，无法及时地散去。特别是大吨位的智能凿岩台车，其装机功率更大，其进风道更容易被装在发动机上的液力变矩器、减速机等遮挡，其出风道处的油箱、电机尺寸也更大，因此凿岩台车更容易出现发动机散热不畅而引起的过热问题。本文提出一种发动机散热系统，可以有效地解决发动机因散热不畅而产生的过热问题，并为设备的检修留有充足的空间。

2 传统发动机散热方法

现有凿岩台车发动机散热多采用发动机直驱散热风扇的方式，实现方案见图1。现有技术方案包括减速机，发动机，风扇，散热器，油箱，安装架。减速机通过法兰联轴器等连接到发动机上，发动机通过联轴器连接风扇，并驱动风扇转动。风扇转动，从进风道吸风经散热器、风道、油箱出风，至此完成整个发动机散热过程。使用发动机直驱散热风扇的方式来散热发动机，至少存在下述三个问题：一是占用空间过大，维修不便。减速机+发动机+散热风扇+散热器，采用直联的方式，其长度一般会超过2 米。几乎将底盘后部的维修空间完全挤占，维修保养人员无法进入车架进行维修；二是进、出风道不畅，散热效果不理想。散热风扇直接安装在发动机输出轴上，其进风通道多被发动机和变矩器等遮挡。因为发动机通常安装较低，散热风扇的出风口有电机、筋板结构件、油箱等遮挡，出风不畅，如图1 中箭头所示。

图1 散热系统

3 利用散热泵单元、散热马达组成的发动机散热系统

鉴于传动发动机散热方法存在因散热不畅而产生的过热问题，本文提出一种凿岩台车发动机散热系统，具体方法如图2、图3 所示。

图2 中，凿岩台车发动机散热系统，包括发动机1、散热泵单元2、散热马达3、风扇4、散热器5、油箱6 和安装架7，发动机1、散热泵单元2和油箱6 分别安装于安装架7 底面。发动机1 和油箱6 分别设置于安装架7 底面两端，散热马达3、风扇4 和散热器5 依次设置于发动机1 与油箱6 之间，散热马达3 与风扇4 可转动连接，散热马达3 和散热器5 固定在安装架7 的侧面上，散热马达3、风扇4 和散热器5 的安装位置高于发动机1 和油箱6 的顶面。发动机1 通过发动机冷却液进油管8 和发动机冷却液出油管9 与散热器5 连接。散热马达3 与散热泵单元2 通过压力油管10 连接。散热马达3 通过散热马达回油管11 与油箱6 连接。散热泵单元2 通过泵吸油管12 与油箱6 连接。上述结构中，散热系统的进风口与出风口位于发动机1 与油箱6 的上部，与现有技术方案相比，进风口与出风口没有其它设备阻挡，风流可以顺畅通过（如图中箭头所示）。在发动机1 与油箱6 之间保留了比较大的空间，作检修用。发动机冷却液进油管8 和发动机冷却液出油管9 通过散热器5 散热。图3 中，液压泵1 为定量泵或变量泵，散热马达3 为定量齿轮马达。

图2 散热系统总装图

图3 中，散热泵单元包括液压泵1、溢流阀2和补油单向阀3，溢流阀2 与补油单向阀3 并联。其中溢流阀2 用于限定散热系统的最高压力，起到安全保护作用。补油单向阀3 的作用是，当风扇4 停止转动时，液压泵1 停止供油，但风扇4 因惯性作用，会继续带动散热马达5 转动。此时油箱6 的液压油通过补油单向阀3 供油给散热马达5 继续转动，避免干摩擦损坏液压元件。

图3 散热泵单元

上述系统使发动机散热性能更好，且留有充足的检修空间。

4 结论

本文提出的凿岩台车发动机散热系统，第一点，占用空间小，维修方便。散热风扇、散热器不再与发动机直联，中间用管路连接，留出较大空间，装配、调试及维修非常方便。第二点，风道顺畅，散热效果好。散热风扇、散热器组成的单元在发动机以上，风道从发动机上方通过，进入散热风扇后从电机上方通过。其进风道和出风道全程无障碍物阻挡，风道顺畅，散热效果大大提升。解决发动机因散热不畅而产生过热的问题，可提升凿岩台车整体工作性能，并大大提升工作效率。