论文摘要
当前国产ZL50装载机冷却系统大都有如下不足:1、采用曲轴定传动比驱动风扇完成对发动机和液压油的散热,冷却风扇随发动机的转动而转动,其转速与发动机转速成正比;2、液压油散热器和发动机散热器并排放置,两者共用一个风扇,增大了冷却空气流动阻力,减小了冷却空气与散热器的温差,降低了冷却空气与散热器中的冷却液的热交换速度。这种冷却方式使风扇的转速不是由热负荷或冷却液与液压油的温度决定,而是由发动机转速决定,不合理的冷却方式增加了发动机的预热时间(尤其是在冬季),加大了燃油消耗、噪音污染和废气排放。这种由发动机定传动比驱动、散热器并排放置的冷却系统不能满足散热强度要求,造成发动机和液压传动系统经常出现过热现象,尤其在环境温度高、长时间大负荷工作的时候。本论文设计的系统对发动机和液压油进行分别的合理冷却。将两个散热要求不同的散热器分开放置。其中,发动机冷却系统采用了液压驱动方式,由温度控制器、继电器根据测到的冷却液实际温度和目标温度来实现对风扇和水泵的同轴启停控制;液压油冷却系统采用了电机驱动,然后根据液压油的实际温度和目标温度控制风扇的启动和停止。这样既充分保证了对发动机和液压油提供足够的冷却能力,解决了发动机过热和液压油冷却不足的问题;又缩短了预热时间,冷却合理可靠;并减少风扇不必要的功率消耗,从而节能降耗。还有安装位置灵活,运行较可靠,成本低,易维修,减少装载机噪音等优点。可推广运用到其它工程机械、重型汽车、农业收获机械等大功率发动机车辆上,是一套实用的车载冷却系统。课题的研究内容主要包括:冷却系统的总体设计,发动机和液压油冷却风扇启动和停止的控制实现,发动机冷却系统主要元件的计算选型。设计主要考虑经济、实用。选型由发动机散入冷却系统中的热量计算出所需冷却水的循环量及冷却空气量,水泵和风扇消耗功率及驱动转矩,从而得到各元件选型所需要的参数。
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摘要ABSTRACT1 前言1.1 发动机冷却系统1.2 课题背景1.2.1 当前国产ZL50 装载机冷却系统存在的问题1.2.2 发动机冷却风扇驱动方式的发展及现状1.3 本课题研究的意义1.4 研究内容及技术要求1.4.1 研究内容1.4.2 ZL50 装载机冷却系统的要求2 系统的总体设计方案2.1 系统总体方案2.2 系统技术路线及实现的功能2.2.1 发动机冷却系统2.2.2 液压油冷却系统3. 发动机冷却系统冷却风扇、水泵消耗功率及转矩的确定3.1 发动机冷却系统相关参数计算3.1.1 冷却系统散热量及冷却水、冷却空气量的计算3.1.2 冷却系统风扇及水泵消耗功率的计算3.1.2.1 冷却系统水泵消耗功率的计算3.1.2.2 冷却系统风扇消耗功率的计算3.1.3 冷却系统驱动水泵及风扇转矩的计算3.1.4 冷却系统风扇转矩的最终取值4 液压马达、液压油泵的选型4.1 液压马达的参数计算、选型及实际流量的计算4.1.1 液压马达的参数计算、选型4.1.2 液压马达实际流量的计算4.2 液压油泵的选型4.2.1 确定液压油泵的类型4.2.2 确定液压油泵的工作压力4.2.3 液压油泵的输出流量要求4.2.4 液压油泵的选型与相关参数计算4.2.4.1 选择液压油泵的注意事项4.2.4.2 液压油泵的选型4.2.4.3 确定液压油泵的实际输出流量Qp’和输入功率Pp5 方向控制阀与安全阀的选型5.1 选择方向控制阀型号5.2 DSHG-04-2B3-D24-50 型电液换向阀的使用设置5.3 安全阀的确定6 液压辅助元件及温度控制器的选择6.1 液压辅助元件的选择、设计6.1.1 油箱的设计6.1.2 过滤器的选择6.1.2.1 对过滤器的要求6.1.2.2 过滤器的类型6.1.2.3 过滤器的选型6.1.3 冷却器的计算、选型6.1.3.1 确定冷却器的类型6.1.3.2 确定冷却器的型号6.1.4 管路的选择6.2 温度控制器的选择7 试验与结果分析7.1 发动机怠速状态下预热时间、油耗对比试验7.1.1 试验目的7.1.2 试验设备、仪器7.1.3 试验方法及步骤7.1.4 试验数据7.1.5 试验数据分析与结论7.2 夏季高温环境散热性能对比试验7.2.1 试验目的7.2.2 试验设备、仪器7.2.3 试验方法及步骤7.2.4 试验数据7.2.5 试验数据分析与结论8 课题总结与展望8.1 课题总结8.2 展望参考文献致谢
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