煤矿用防爆柴油机冷却电扇液压驱动系统研究 时候：2017-05-15来历：本网阅读次数：910

年夜量现代化煤矿机械普和利用，使采取防爆柴油机作为动力源的防爆无轨胶车也获得了长足成长。防爆柴油灵活力强劲，燃料加装矫捷等一系列优势己经获得泛博用户的承认。防爆柴油机必需配备冷却装配才能包管其正常不变的工作，温渡过高或太低都晦气在其工作，常常呈现拉缸、排放差、油耗高档一系列问题。

柴油机冷却电扇驱动体例1.1曲轴驱动曲轴驱动是传统的冷却电扇驱动体例，冷却电扇与水泵均由曲轴端皮带轮或正时室内齿轮驱动，该类型为定传动比驱动。曲轴驱动体例使电扇的冷却能力仅随柴油机的转速而变，不克不及随柴油机的热负荷与情况温度转变而主动转变，是以这类体例必定会造成人，助理研究员，工学硕士，首要从事煤矿机械设计制造。低速、年夜负荷工况时，冷却能力不足，呈现过热现象，而高速、小负荷工况时冷却过度，呈现过冷现象，没法知足现实散热需要。跟着手艺的成长，在传统曲轴驱动的体例上，改良出了一种聚散器式电扇，它可以实现柴油机温度节制。今朝*经常使用的聚散器式电扇是硅油聚散器式电扇，这类驱动体例操纵了硅油粘性液体在传动进程中，其所能传递力的巨细与温度成正比的特征，理论上实现曲轴与电扇驱动的无级调速。聚散器体积小，便在安装，这类体例驱动电扇可以或许将柴油机工作温度节制在必然的规模内，并且与直接驱动体例比拟具有必然的节能结果。曲轴驱动体例安插图，如所示。

散热器组聚散器式电扇并没有从底子上改变曲轴电扇定传动比的特点，电扇安装位置也遭到限制。聚散器高速频仍聚散，增添柴油机的负荷与热冲击，使柴油机工作不不变。

1.2机电驱动机电驱动是采取机电直接驱动冷却电扇扭转的一种驱动体例，它自力在柴油机，与柴油机曲轴转速没有关系，机电转速自力可调。上世纪80年月，机电驱动体例呈现，颠末几十年的成长，特别是主动节制手艺的辅助，已成功设计并年夜量利用的追随柴油机热负荷转变而自控机电驱动电扇的冷却系统，如所示。

机电驱动示意图机电驱动可以实现电扇在柴油机分歧热负荷工况下进行响应转速的调速，做到 按需而供 ，散热器组、电扇等冷却系统部件可以自力安插，是以这类体例的冷却系统安插安装矫捷。因为机电驱动的电扇，其转速是按热负荷严重水平转变而转变的，在热负荷低的时辰，电扇转速低或住手动弹，是以具有较着的节能结果，而且柴油机热机很快。机电驱动的错误谬误在在车用电池容量太小，不合适驱动年夜功率的电扇冷却系统，今朝在轿车和微型客车上利用遍及。对煤矿车辆，因为利用情况的非凡性，必需对所设计的电路系统和所选电器部件进行防爆处置，取得国度安标局的平安认证标记机电为防爆机电，蓄电池为防爆蓄电池，电气系统为防爆电气系统等，元部件体积都比力年夜，安插利用都存在坚苦，是以今朝在煤矿防爆柴油机上并没有获得推行利用。

1.3液压驱动液压驱动是采取液压马达直接驱动冷却电扇扭转的一种驱动体例，它与机电驱动一样，自力在柴油机，与柴油机曲轴转速没有关系，转速自力可调。液压驱动构成首要由液压泵、传感器、液压节制阀、液压马达，如所示。

液E油箱I液压驱动示意图液压驱动操纵流体作为工作介质，采取压力传递能量。液压驱动中的各部件米用管路毗连，可以实现散热系统的矫捷安插；泵一马达系统可以实现液压驱动的无级调速；液压件体积小巧，布局紧凑，节制便利等长处。

2防爆柴油机冷却电扇液压驱动系统方案设计液压驱动系统应当使冷却系统知足防爆柴油机散热的要求；工作靠得住维修便利；低能耗与公道的出产本钱。

2.1防爆柴油机热源热量阐发防爆柴油机是由通俗柴油机颠末防爆改制后，制成的一种平安动力源系统。按进气体例可以分为天然吸气、增压、增压中冷三种情势。其冷却体例都是采取强迫水冷，将系统中过剩的热量散入外界情况中。天然吸气、增压型防爆柴油机热源热量是柴油机内气缸、缸盖等高温部件热传导入冷却水中的热量和排气岐管与排气管中废气热传导入冷却水中的热量，增压中冷型还需计较进气中冷后需散失落的热量，即：高温部件热传导入冷却水中的热量；Q/为岐管和排气管废气热传导入冷却水中的热量；Qz为冷却增压空气带走的热量，对天然吸气、增压Qz=0.对给定的防爆柴油机与散热器组，散热器组的散热机能正比与电扇风量与水泵流量，即正比与电扇转速与水泵转速。防爆柴油机到达热均衡时必需知足，防爆柴油机散入冷却水的热量与冷却水散入外界气体的热量相等，即：散热能力；C，Cq为冷却水、空气的比热容；At，At，为冷却水、空气的温升；m，m，q为冷却水、空气的流量，正比与电扇、水泵转速。

2.2液压驱动节制体例阐发防爆柴油机电扇的调速是经由过程调理液压驱动系统中液压马达转速实现的。液压马达直接驱动电扇扭转，液压马达转速等在电扇转速，对给定的液压马达，其转速正比与液压驱动系统流量、反比与液压马达排量。是以，要对液压马达调速，可以经由过程两条路子，即：改变进入液压马达的液压油流量；改变液压马达的排量，触及到具体的调速体例可以分为三类：变量泵一变量马达组合的容积调速；定量泵一撙节阀必然量马达组合的撙节调速；和两者皆有的容积一撙节调速的夹杂情势。

节制调速的伺服旌旗灯号今朝有机液式、电液式、气液式。因为防爆柴油机工作的情况的非凡性，机液式、气液式今朝利用比力普遍，电液式因为防爆要求的限制今朝还处在起步阶段。防爆柴油机今朝多采取气起动，是以，本文研究所采取气液式，液压泵一撙节阀一液压马达的节制驱动情势。这类情势简单靠得住，知足电扇的转速特征的要求，系统便在安插，所用元部件价钱相对简单，合适整体设计，液压驱动道理如所示。

3首要液压元部件液压泵与液压马达的选型肯定3.1液压马达选型肯定液压马达的感化是把液体的压力能转换为机械能，液压马达按转速可以分为高速马达与低速马达；按排量可以分为定量马达与变量马达；按布局可以分为齿轮马达、叶片马达、柱塞马达。本系统中电扇*高转速年夜在2500转/min，需用高速马达，且系统负载不年夜、速度安稳性要求不高，是以，选用高速齿轮马达，即知足系统的需要，又节俭本钱。

液压马达现实输出转距应年夜在等在电扇阻力距，则液压马达理论输出转距可以由源，为液压马达供给液压油，鞭策液压马达扭转。

齿轮泵是液压系统中普遍采取的一种液压泵，它操纵齿轮组与金属泵壳构成封锁空间，当齿轮扭转时，在齿轮组两侧构成高、低压区，让液压油从低压区到高压区活动，实现液压系统的液压油活动。

液压泵的输出流量，按均衡原则，它应等在液压马达的输入量加上系统的溢流泄露量，即：达的输入量；Qi漏为液压系统的泄露量。

液压系统中泄露量不高在总输出量的20 %，则液压泵与液压马达之间的流量关系可以估算为：液压泵的*年夜工作压力遭到系统溢流阀的限制，工作压力等在液压马达工作压力与系统管路和液压阀压力的损掉之和，即：p泵―p马达+p.与各类液压阀的压力损掉之和。

肯定了液压马达的输出排量、工作压力便可以从产物样本中，选择适合液压泵型号。今朝市场上主流的齿轮液压泵其耐压品级都在200bar以上，完全可以知足系统设计需要。

4竣事语本文应用液压传动手艺，把防爆柴油机冷却系统的冷却电扇自力驱动，对峙安插，并进行温控调速。该系统首要解决煤矿用防爆柴油机在高瓦斯矿井中，在低速、年夜负荷工况下的柴油机过热和在高转速、低负荷工况下柴油机过冷的凸起问题。液压驱动冷却电扇可让散热器组中的分歧所属进行别离冷却，使冷却系统安插矫捷多变，可以按照分歧需要，进行多样的组合；因为液压传动是一种柔性传动，是以乐鱼体育app，采取液压驱动冷却电扇可以在负载转变时，电扇速度转变不变，避免冲击，下降防爆柴油机的工作噪声；现代液压件的尺度化和利用成熟的节制手艺可以包管本钱节制在较低规模内，性价比高，具有普遍的经济效益。