礦用自卸車制動油冷器改造

何照建，張發貴，潘文琨

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南馬關 663701）

0 引言

云南華聯鋅銦股份有限公司2012年以來相繼啟用6臺三一礦用自卸車，其中2臺型號為SRT95，4臺型號為SRT55C。三一礦用自卸車在公司礦山道路實際運用中，其制動系統配置的管殼式盤制動油冷器在長距離上下坡道的運行條件下，使用壽命縮短，故障率高，通過分析論證將其改造為板式換熱器（也稱板式制動油冷器），使用效果良好。

1 改造前運行情況

車輛投入使用2 a左右，公司4臺SRT55C和2臺SRT95總計損壞9個制動油冷器，平均運行時間為3700 h，出現過最低使用壽命為2194 h。其中，油冷器故障嚴重的出現制動油冷器竄油，造成后制動器損壞，并使冷卻液、液壓油及濾芯嚴重污染，根據公司統計數據，某次故障導致后制動器損壞報廢，維修成本高達22.5萬元人民幣。公司4臺SRT55C運行2 a，損壞6個制動油冷器，如果設備在質保期外，將造成經濟損失90萬元人民幣。

2 板式油冷器與管殼式油冷器對比

2.1 板式油冷器散熱效率好

板式油冷器是一種由波紋形金屬片制成的新型高效散熱裝置，換熱系數通常在（3000～4500）kcal/（m2·h·℃）。換熱板片通過矩形通道聯通，從而實現換熱板片的熱能釋放。這種板片熱交換結構與現在普遍運用的管殼式油冷器相比，散熱面積較大、熱流傳導及釋放更快速，這種新型結構達到在同等熱流阻力和液壓泵功率消耗的條件下，傳熱系數更大的目的。

2.2 對數平均溫差ΔTm增大，末端溫差減小

冷卻水和高溫液壓油在管殼式油冷器中是分別在管程和殼程中形成垂直交叉的錯流流動，對數平均溫差的修正系數較小，相比之下，板式油冷器內的冷卻水和高溫液壓油則是并流或逆流，且平行于換熱面不產生旁流，使得板式油冷器末端溫差小，換熱可＜1℃，修正系數0.95。

2.3 制造、使用成本低

板式油冷器單位體積內的換熱面積為管殼式的2～5倍，容量是管殼式油冷器的10%～20%，實現同樣的散熱效果，板式油冷器制造體積和重量比管殼式油冷器大大縮小，板式只有管殼式重量的1/5，結構更為合理緊湊，利于其制造成本降低，使用成本也較低。

2.4 散熱面積或流程組合的可調節性

板式油冷器的散熱片由螺栓緊固夾板夾緊，便于增減、更換散熱器板片，即可增減散熱面積達到調節散熱效果的目的，也根據設備不同的使用工況或氣候變化情況改變散熱片排列方式來調整流程組合。這種靈活性是管殼式油冷器難以實現的。

2.5 油冷器使用周期延長

管殼式油冷器的殼體、傳熱管束和折流板等部件通常采用一體焊接式，某一部件腐蝕損壞則整個油冷器更換，影響使用周期，而板式油冷器換件容易，可定期清洗更換散熱片，且散熱板經標準化的沖壓加工而成，廠家大批量生產,質量相對穩定，所以使用壽命比管殼式油冷器更長。

3 管殼式制動油冷器改造為板式制動器油冷器的步驟

（1）拆下發動機護板。

（2）排放防凍液和液壓油。

（3）拆下管殼式制動油冷器以及相連管路。

（4）根據將要換裝的板式制動油冷器的尺寸，將發動機前支架切割形狀如圖1所示。

圖1 切割后的發動機前支架

（5）使用原裝油冷器的安裝孔安裝板式制動油冷器（圖2）。

（6）用膠管連接制動油冷器和緩行油冷器，并用抱箍固定（圖3）。

（7）用膠管連接制動油冷器和散熱器出水管總成，并用抱箍固定。

（8）連接旁通管與散熱器出水管，并用抱箍固定。

（9）連接油路的對開法蘭到板式制動油冷器油口，如圖4所示，安裝發動機護板并加注防凍液、液壓油至指定液位。

圖2 油冷器安裝

4 管殼式制動器故障案例及改造效果

公司1臺三一礦用卡車出現制動油冷器竄油故障，即管殼式制動油冷器內部腐蝕通漏導致冷卻液與液壓油混合，進入制動器和液壓系統。經過拆檢發現該次油冷器故障的許多次生危害：制動器的摩擦片被水侵蝕失效，液壓油混入水后變質，盤制動濾芯和液壓油濾芯報廢。初步核算，損失15.8萬元人民幣，見表1。將原裝管殼式制動油冷器改為板式制動油冷器后，使用1 a多，5600 h未出現故障，預計可用7000 h以上。改裝后的效果如圖5所示。

圖3 油冷器管路安裝

圖4 油冷器管路安裝

5 結束語

板式換熱器（板式制動油冷器）相對于管殼式制動油冷器，具有換熱效率高、對數平均溫差大，末端溫差小，體積小重量輕，容易改變換熱面積或流程組合等優點。板式換熱器的傳熱板是采用沖壓加工而成的，標準化程度高，使用壽命比管殼式換熱器更長，可有效解決礦用車輛制動油冷器易損壞及修復成本高的問題。

圖5 改裝后的制動油冷器

表1 油冷器竄油故障損失統計