機械傳動式TR50 礦用自卸車冷卻裝置的改造論文

　　前言

內蒙古北方重型汽車有限責任公司(以下簡稱NHL)的機械傳動式TR50 礦用自卸車在江西德興銀上礦運用，總保有量為22 臺。由於當地夏季氣候炎熱，TR50 礦車發動機水溫頻繁報警，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。大連通鐵熱動力裝置有限公司根據使用者需求，針對TR50 礦車冷卻裝置進行技術改造，完成了冷卻能力計算，利用先進的機械聯接式製造技術，採用高效的換熱翅片以及多流程冷卻設計，最終成功解決了TR50礦車冷卻裝置在夏季冷卻能力不足的問題，並通過實地執行考核。

　　1 礦用自卸車冷卻系統原理

礦用自卸車在工作過程中，發動機等許多零部件強烈受熱，需要強迫冷卻，為此設定了冷卻水系統。其主要功能是：冷卻與燃氣直接接觸的零部件、發動機機油及發動機的增壓空氣，使發動機的各零部件、發動機機油及增壓空氣均保持在一定溫度範圍內，保證發動機正常工作。冷卻水系統主要由冷卻裝置、機油熱交換器以及相應的管路、閥門等組成。冷卻裝置冷卻能力的強弱，直接決定了礦用自卸車適應極端工作環境的'能力。

　　2 TR50 礦車冷卻裝置的技術改造執行試驗

早在2004 年，NHL 通過引進特雷克斯3307 型礦用自卸車，自主研發並試製機械傳動式TR50 礦用自卸車，該車採用CumminsQSX15 發動機，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廠家，為提高冷卻能力也經過多次改進，包括在原有基礎上增加管排數等方法，都未能有效解決問題。2013 年初，根據技術改造方案，在保持原TR50 礦車冷卻裝置外形尺寸的基礎上，採用機械聯接管片式散熱芯體、高效的換熱翅片、多流程的冷卻技術，不但散熱能力滿足要求，而且提高了其經濟性。這種機械聯接管片式散熱芯體，是利用先進的機械聯接技術，即在散熱管與管板聯接處採用機械脹管工藝，增強了聯接處的強度和可靠性，能極好地承受柴油機工作時給散熱器帶來的機械應力和熱應力，從而大幅度提高產品質量和使用壽命。同時高效的換熱翅片增加了散熱器面積，結合多流程的冷卻設計，最終有效提升了冷卻裝置的冷卻能力。2013 年6 月初，Cummins 發動機專業人員對首臺裝用改造後冷卻裝置的TR50 礦車進行執行試驗並收集資料。機械脹接式冷卻裝置與原車管芯式冷卻裝置，在兩臺相同配置的TR50 礦車上，在同一天、同一時間、行走相同的路徑，所採集的發動機水溫曲線資料。

圖表顯示時間為6 月22 日上午的11 點與11 點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，發動機的水溫收集資料。可以看出，在2 檔行駛過程中，發動機水溫的峰值為90.2℃;在4 檔行駛過程中，發動機水溫的峰值為92.3℃。

6 月22 日上午10 點，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，發動機的水溫收集資料。可以看出，在2 檔行駛過程中，發動機水溫的峰值為93.1℃;在4 檔行駛過程中，發動機水溫的峰值為94.3℃。根據實地測量，礦區環境溫度越近正午，氣溫越高。即便在22 日上午10 至11點溫度有所提高，在相同檔位下，裝有改進後冷卻裝置的TR50 礦車發動機水溫峰值仍比原有管芯式冷卻裝置的發動機水溫要低2℃甚至更多。

在隨後的執行過程中，礦車並未在出現過高溫現象，改進後冷卻裝置冷卻效果明顯，冷卻能力優於原車所裝配的管芯式冷卻裝置，成功解決原TR50 礦車冷卻裝置夏季力冷卻能力不足的問題。

鑑於當地氣溫並未升至往年最高值40℃，而礦區附近的環境溫度由於地表輻射等因素，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執行，隨後在此基礎上，又進行了二次改造。在原基礎上增加1 排散熱管，將內部更改為3 流程，經過核算，此冷卻裝置較第一次改造的5 排管冷卻裝置，適應的環境溫度可以再提高3℃～4℃。

　　3 改造執行試驗結論

截止2015 年3 月， 22 臺裝用於TR50 礦車上的新型冷卻裝置，在近兩年的運用時間裡，無任何質量反饋，可靠性良好，解決了原TR50 礦車冷卻裝置冷卻能力不足的問題。此次改造的成功，同時也證明了機械聯接式冷卻裝置在礦山環境中能夠很好的發揮其抗震性、緊湊性、高效性等特點。