哪些因素导致了玉米收割机内柴油机发热量过大?

添加时间:2011年07月28日   【字体大小: 】 关注:4226
    最近几年,在国家补贴政策的推动下,越来越多的农民朋友购买了玉米收割机,促使玉米收割机在广大农村得到了广泛的应用。在玉米收获季节,玉米收割机作业条件恶劣,不仅环境温度高,灰尘大,而且满负荷作业时间长,因此与之配套的柴油机常常因散热不良而出现散热器水箱开锅、气缸拉缸等热故障。笔者根据在实际工作中的经验,就收割机内的柴油机过热原因分析如下:

    一、燃烧室
    小型玉米收割机作业时,燃烧室是柴油机的起始热源,燃烧室内工作气体温度很高,最高达1500℃~2000℃。为了保证燃烧室相关零件的正常工作,燃烧室的外围必须有一定数量的冷却介质水。对于具有分隔式燃烧室如预燃室、涡流室的柴油机,其冷却面积与工作容积之比值较直喷式柴油机大。而且由于预燃室中涡流室所增加的冷却面积参与热交换最强烈,再加上这种分隔式燃烧室的主燃室内的强烈涡流更进一步促进燃烧和膨胀期间热量的传出。因此,这种柴油机在相同条件下比较容易过热。考虑到联合收割机的作业环境温度高、灰尘大,柴油机的冷却条件恶劣,建议联合收割机厂选用动力时,优先采用直喷式柴油机,从源头减少冷却系的负荷。

    二、进气状况
    不同的进气状况(压力与温度)直接影响到柴油机的燃烧性能,所以在玉米联合收割机总体设计时,凡是恶化柴油机进气压力和进气温度状况的布置应尽量避免。例如,柴油机的进气口不应过分接近散热器后的风道及收割机上的其他零部件,以免进入燃烧室的新鲜空气因流动阻力太大或温度太高而增加整机热负荷。

    三、冷却水流量
    在柴油机燃烧室结构和工作状况确定的前提下,为了提高冷却水的流量,一方面降低了燃烧室外冷却水的平均温度,另一方面增强了水流扰动,可以提高换热系数,降低热阻,更有效地保证热量的正常传递。水流量的大小取决于水泵特性及系统阻力,而提高水泵的转速又是提高水流量行之有效的办法。但是,转速提高有一个限制,就是冷却水在柴油机水腔及散热器内克服系统阻力流动时,水泵内各处的压力要高于水泵的汽化压力。否则,柴油机刚开始工作,冷却水就立即汽化(水蒸气的导热系数不到水的1/25)。因此,柴油机冷却系统在设计、制造、安装和维护时,凡能影响水流量的因素(比如柴油机机体上冷却水道进水口的铸造精度,柴油机进、出水软管的扭曲及散热器热管的堵塞等),都应引起注意。

    四、冷却水质
    水质的好坏直接影响冷却水的导热性能和水垢的形成。由于水垢的导热系数仅为水的1/3000左右,因此薄薄的水垢将严重增加热阻,而且水垢的增加还影响冷却水的流动阻力及流量。因此,实际使用玉米收获机时,柴油机的冷却水千万不能使用河水、井水等硬水。

    五、风扇转速
    风扇转速越高,冷却空气流量值越大。由于风扇与水泵同轴,提高风扇转速时水泵流量同时加大,进一步减小了散热器的总体热阻。因此采用较小直径的水泵带轮对散热效果的大幅提高是有利的。当然,风扇转速的提高必然带来柴油机额外功率消耗的增加,对风扇和水泵的强度也提出了更高的要求。

    六、冷却系统内外的积垢
   玉米收割机投入使用后,如果使用者不注意散热器外灰垢清理和添加的冷却水的软化,散热器内外的污垢将越积越厚,这将极大地增加散热器的总体热阻,加上流经散热管内外的流体流量与速度同时受到影响,从而严重降低散热器的散热效率。

    七、散热器的散热总面积
    增加散热量的另外一条途径,就是增加散热器的散热总面积,但必须考虑散热器的散热片对空气流量的影响。在一定空间条件下,过多地增加散热片数量或散热片的长度势必增加冷却空气的流动阻力,从而对风扇前端(也就是散热器的内侧)的静压产生影响,减少空气的有效流量。因此,设计或选择散热器时,不宜盲目增加其散热总面积和散热器厚度,而应尽量采用符合国家标准的散热器结构与形式,以免工作时空气流通阻力太大而减少冷却空气的流量,反而阻碍了散热效率的提高。

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