機(jī)械傳動(dòng)式TR50礦用自卸車?yán)鋮s裝置的改造

楊添植

摘 要：文章闡述了機(jī)械傳動(dòng)式TR50礦用自卸車?yán)鋮s裝置的技術(shù)改造。原TR50礦車采用管芯式冷卻裝置，在夏季運(yùn)行頻繁出現(xiàn)高溫報(bào)警，冷卻裝置的冷卻能力不足。通過采用機(jī)械聯(lián)接管片式散熱芯體，高效換熱翅片以及多流程的冷卻技術(shù)，最終解決了冷卻能力不足的問題，使TR50礦車在夏季正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：TR50礦用自卸車；冷卻裝置；機(jī)械聯(lián)接式；改造

前言

內(nèi)蒙古北方重型汽車有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱NHL）的機(jī)械傳動(dòng)式TR50礦用自卸車在江西德興銀上礦運(yùn)用，總保有量為22臺(tái)。由于當(dāng)?shù)叵募練夂蜓谉幔琓R50礦車發(fā)動(dòng)機(jī)水溫頻繁報(bào)警，原車裝配的管芯式冷卻裝置冷卻能力不足，影響礦車的正常使用。大連通鐵熱動(dòng)力設(shè)備有限公司根據(jù)用戶需求，針對(duì)TR50礦車?yán)鋮s裝置進(jìn)行技術(shù)改造，完成了冷卻能力計(jì)算，利用先進(jìn)的機(jī)械聯(lián)接式制造技術(shù)，采用高效的換熱翅片以及多流程冷卻設(shè)計(jì)，最終成功解決了TR50礦車?yán)鋮s裝置在夏季冷卻能力不足的問題，并通過實(shí)地運(yùn)行考核。

1 礦用自卸車?yán)鋮s系統(tǒng)原理

礦用自卸車在工作過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)等許多零部件強(qiáng)烈受熱，需要強(qiáng)迫冷卻，為此設(shè)置了冷卻水系統(tǒng)。其主要功能是：冷卻與燃?xì)庵苯咏佑|的零部件、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油及發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓空氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)的各零部件、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油及增壓空氣均保持在一定溫度范圍內(nèi)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。冷卻水系統(tǒng)主要由冷卻裝置、機(jī)油熱交換器以及相應(yīng)的管路、閥門等組成。冷卻裝置冷卻能力的強(qiáng)弱，直接決定了礦用自卸車適應(yīng)極端工作環(huán)境的能力。

2 TR50礦車?yán)鋮s裝置的技術(shù)改造運(yùn)行試驗(yàn)

早在2004年，NHL通過引進(jìn)特雷克斯3307型礦用自卸車，自主研發(fā)并試制機(jī)械傳動(dòng)式TR50礦用自卸車，該車采用Cummins QSX15發(fā)動(dòng)機(jī)，總功率為392kW，載重量為45噸。原礦車所裝配的管芯式冷卻裝置生產(chǎn)廠家，為提高冷卻能力也經(jīng)過多次改進(jìn)，包括在原有基礎(chǔ)上增加管排數(shù)等方法，都未能有效解決問題。2013年初，根據(jù)技術(shù)改造方案，在保持原TR50礦車?yán)鋮s裝置外形尺寸的基礎(chǔ)上，采用機(jī)械聯(lián)接管片式散熱芯體、高效的換熱翅片、多流程的冷卻技術(shù)，不但散熱能力滿足要求，而且提高了其經(jīng)濟(jì)性。這種機(jī)械聯(lián)接管片式散熱芯體，是利用先進(jìn)的機(jī)械聯(lián)接技術(shù)，即在散熱管與管板聯(lián)接處采用機(jī)械脹管工藝，增強(qiáng)了聯(lián)接處的強(qiáng)度和可靠性，能極好地承受柴油機(jī)工作時(shí)給散熱器帶來的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力，從而大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量和使用壽命。同時(shí)高效的換熱翅片增加了散熱器面積，結(jié)合多流程的冷卻設(shè)計(jì)，最終有效提升了冷卻裝置的冷卻能力。2013年6月初，Cummins發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)人員對(duì)首臺(tái)裝用改造后冷卻裝置的TR50礦車進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)。圖1是機(jī)械脹接式冷卻裝置與原車管芯式冷卻裝置，在兩臺(tái)相同配置的TR50礦車上，在同一天、同一時(shí)間、行走相同的路徑，所采集的發(fā)動(dòng)機(jī)水溫曲線數(shù)據(jù)。

圖1中的圖表顯示時(shí)間為6月22日上午的11點(diǎn)與11點(diǎn)30分，裝配已改造冷卻裝置的TR50礦車，分別使用2檔與4檔，行駛相同路徑情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫收集數(shù)據(jù)。可以看出，在2檔行駛過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫的峰值為90.2℃；在4檔行駛過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫的峰值為92.3℃。

圖2是6月22日上午10點(diǎn)，裝配有管芯式冷卻裝置未改造的TR50礦車，分別使用2檔與4檔，行駛相同路徑情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫收集數(shù)據(jù)。可以看出，在2檔行駛過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫的峰值為93.1℃；在4檔行駛過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫的峰值為94.3℃。根據(jù)實(shí)地測(cè)量，礦區(qū)環(huán)境溫度越近正午，氣溫越高。即便在22日上午10至11點(diǎn)溫度有所提高，在相同檔位下，裝有改進(jìn)后冷卻裝置的TR50礦車發(fā)動(dòng)機(jī)水溫峰值仍比原有管芯式冷卻裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)水溫要低2℃甚至更多（見表1）。

在隨后的運(yùn)行過程中，礦車并未在出現(xiàn)過高溫現(xiàn)象，改進(jìn)后冷卻裝置冷卻效果明顯，冷卻能力優(yōu)于原車所裝配的管芯式冷卻裝置，成功解決原TR50礦車?yán)鋮s裝置夏季力冷卻能力不足的問題。

鑒于當(dāng)?shù)貧鉁夭⑽瓷镣曜罡咧?0℃，而礦區(qū)附近的環(huán)境溫度由于地表輻射等因素，可能提高至42℃甚至更高，為保證氣溫在峰值附近礦車也能正常運(yùn)行，隨后在此基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了二次改造。在原基礎(chǔ)上增加1排散熱管，將內(nèi)部更改為3流程，經(jīng)過核算，此冷卻裝置較第一次改造的5排管冷卻裝置，適應(yīng)的環(huán)境溫度可以再提高3℃～4℃。（圖3）

3 改造運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)論

截止2015年3月，22臺(tái)裝用于TR50礦車上的新型冷卻裝置，在近兩年的運(yùn)用時(shí)間里，無任何質(zhì)量反饋，可靠性良好，解決了原TR50礦車?yán)鋮s裝置冷卻能力不足的問題。此次改造的成功，同時(shí)也證明了機(jī)械聯(lián)接式冷卻裝置在礦山環(huán)境中能夠很好的發(fā)揮其抗震性、緊湊性、高效性等特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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