一、工程機械的熱平衡
1、 發熱源
工程機械在運行中所產生的大量熱量，在工程機械主要發熱源中，柴油燃燒的廢熱量約佔工程機械廢熱量的74%，液壓傳動及其他傳動系統運動的摩擦熱約佔24%，太陽輻射熱約佔2%。其主要發熱源有三種，一是柴油機燃燒產生的熱源;二是液壓傳動和其他傳動系的運動副在運行中產生摩擦熱;三是液壓油在液壓系統內流動產生的壓力能轉化為熱量，散發到液壓油和機件中。此外，在有太陽輻射的場合作業，還要承受太陽的輻射熱，其作業環境溫度可達37～60℃。
2、 散熱源
工程機械散熱源的功能是通過冷卻裝置驅動冷卻介質，吸收和散發工程機械發熱源產生的廢熱。散熱源包括冷卻介質和冷卻裝置。冷卻介質有冷卻水、液壓油、變矩器油、機油和空氣;冷卻裝置有風扇、水泵、風扇液壓馬達(或風扇電動機)、液壓泵、冷卻水散熱器、液壓油散熱器、變矩器油散熱器、機油散熱器、渦輪增壓中冷器、空調冷凝器和油箱等。
3、熱平衡
工程機械是集發熱源和散熱源為一體的機械，其熱平衡超過或未達到熱平衡溫度範圍(即過熱或過冷)，都會對工程機械運行的可靠性、環保性和效率等產生不利影響。理論和實踐表明，當工程機械的發熱和散熱達到最佳平衡時，可使工程機械處於高效、節能和環保的運行狀態。工程機械的最佳熱平衡參數如下：柴油機水溫75～95℃，液壓油溫55～75℃，變矩器油溫85～90℃，機油油溫55～75℃。
二、工程機械過熱的原因
1、發熱源產生過量廢熱
工程機械過量廢熱產生有三種渠道：一是由於噴油壓力調整不當、配氣相位失調、噴油定時不準、燃油中含水量超標等原因，導致柴油機燃燒效益差;二是液壓傳動和其他傳動系產生的摩擦使其出現發熱現象；三是壓力損失轉化的熱量過多，如液壓管路堵塞或彎度過大使沿途壓力損失增大，閥組動作過於頻繁，節流和溢流造成能量損失過大。
2、散熱源冷卻能力不足
散熱源冷卻能力不足表現在冷卻液質量差、散熱能力下降，如冷卻水為硬水，液壓油和機油黏度過大，風扇、水泵、液壓泵和散熱器失修使冷卻能力不足等。此外，環境溫度過高、操作失誤都可使廢熱產生過多。
三、治理過熱的原則
治理工程機械過熱的目標是減少發熱、合理散熱和實現熱平衡，治理時可遵循如下的原則。
1、全方位原則
工程機械熱平衡是一項系統工程，若出現過熱和過冷故障，必須從發熱源、散熱源和熱平衡等全方位分析原因並制定維修對策。
2、 順序原則
在分析過熱原因時，建議採用如下順序原則：環境溫度→操作→發熱源→散熱源→綜合分析和治理。採用順序原則可保證發現問題早、查找問題準、治理效果好。
3、 防假原則
汽缸體、汽缸蓋有裂紋以及汽缸墊密封失效，都會使汽缸內的氣體進入冷卻水道，引起水散熱器中的冷卻水未到沸點而沸騰;高原地區氣壓低，水散熱器的冷卻水也會出現未到沸點即沸騰現象;另外，溫度傳感器失效會將水溫、油溫誤報。因此，在分析過熱原因時應認真分析，防止誤判。
4、 改進原則
近年來，國外新型工程機械普遍採用高效、低耗柴油機，同時採用按需調速的獨立式液壓驅動風扇和新材質散熱器，所以對老舊工程機械發熱源和散熱源系統進行維修時，建議採用新技術對老舊工程機械進行技術改進，以實現最佳熱平衡。
四、治理過熱的技術措施
1、獨立式風扇
傳統機型的風扇多為非獨立的機械連接式，即風扇由柴油機曲軸通過膠帶輪和膠帶驅動，風扇轉速與曲軸轉速同步。當遇到低速大負荷工況時，由於風扇冷卻風量不足，極易產生過熱現象;當遇到高速小負荷工況時，風扇高速運轉，冷卻風量過大，易導致小負荷時工程機械過冷。
如今，已有許多新型研發的機型已採用獨立式可按需調速的液壓、電子風扇，並且國內一部分維修企業對原有的非獨立風扇逐步改裝成為按需調速的獨立式風扇。根據不同的實際作業需求，制定相對應的驅動風扇的動力源，另外其液壓主迴路、支迴路也可獨立設置，並可安裝液壓泵。
2、 分置式散熱器
傳統的散熱器安裝在風扇前端，組由水散熱器、液壓油散熱器、變矩器油散熱器、機油散熱器等依次串聯成一組。很顯然，這種安裝模式存在一些始終無法避免的問題。例如，由於多個散熱器共用1颱風扇冷卻，導致各散熱器不能按照各自設定溫度進行針對性冷卻;其次，由於多個散熱器串聯在一起，使其散熱器空氣流動阻力增大，併產生大量熱量堆積，久而久之便縮小了冷空氣與散熱器之間溫差，從而降低了散熱效果。
3、改進散熱器材質和排列方式
近年來，散熱器已研發出新材料，有石墨泡沫、鋁泡沫及鋁合金等幾種材料類型。小編在這裡要著重介紹一款由美國研發的石墨型泡沫材料，其材料採用球形網狀結構石墨，具有大面積觸面和極高的熱擴散率，散熱係數比傳統銅質散熱器高。鋁合金散熱器質量輕，抗腐蝕性好，散熱效果為銅質散熱器的106%。
鋁質冷卻水散熱器、中冷散熱器和機油散熱器具有體積小、質量輕、結構緊湊等優點，可將其從傳統的串聯式佈置改為單層並列式佈置，使多個散熱器可以同時接觸到風扇的冷卻風，避免各散熱器熱交換的相互影響，有效提高散熱效果。
4、 改善冷卻介質的散熱效率
若使用硬水作冷卻介質，會使水散熱器結垢，降低散熱效果，因此應使用合格的軟水作冷卻水。若在軟水中加入1%體積濃度的CuO納米微粒。則可提高40%導熱率。在改善機油的摩擦性能的基礎上，對磨損部位進行動態修復，以降低運動中所產生的摩擦熱能，延長機械的使用壽命。
以上僅就本人所知與大家一起分享、探討的關於作業中機械發熱現象的處理辦法，如果你有更專業的知識，歡迎留言探討，也可以點擊右上角藍色關注我們，每天都會給你分享更多工程機械行業的相關維護保養知識噢！
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