钢结构框架上部有2 个风扇导流筒导流筒内安装静液压马达,冷却风扇安装在马达上。左右各28个散热器组以50度夹角斜置于钢结构框架上。上下集流管与散热器上下端的连接箱紧固,并在接触面之间用橡胶圈密封。为保证由风扇抽吸的气流集中流过各散热器组,冷却装置的底面及两端面采用封闭结构在钢结构框架前、后端面设有玻璃窥视孔可观察风扇及静液压马达的运转情况,在冷却装置底部设有2 扇小门,必要时可进入内部作业。 (二)冷却风扇
冷却风扇为加强散热器通风冷却而设,可提高流经散热器的空气流速增大散热器的传热系数,减少散热面积,并在一定的环境温度下,用改变风扇转速的方法控制机油温度和冷却水温度。
冷却风扇为轴流式风扇,由轮毂和叶片两部分组成(图1-10-7),8 个空间扭曲空心叶片用薄钢板冲压成型,焊在轮毂上,同一风扇上的叶片重量差不大于 0.025kg相互对置的两叶片重量差不大0.15kg轮毂由上下辐板、外圈、轮心及支撑柱等组焊而成。静液压马达的主轴与轮心相配装,其配合锥面由螺母紧固并用平键传动。风扇的外径为1600mm,最大转速为1150r/min,风量为36/s,消耗功率约 45kW。由于风扇直径大、转速高,所以转动惯量较大,如质量分布不均匀,在快速启动和停机过程中受力和振动较大。因此,在装车前风扇需进行静平衡试验,并在下辐板处增设平衡块,使风扇的不平衡度不大于0.0196N.m。
(三)散热器组
热器冷却单节采用长为1360mm,深为204m,宽为154m的管片式结构,重量为32.3kg。散热器组由上下铸钢连接箱、紫铜管板,散热片及扁铜散热器等组成(图1—10-8)。散热管呈棋盘形布置,沿空气流动方向布置扁铜管8排,扁管有效冷却长度为1 150mm,壁厚为0.3mm,外形为18.5mmX2.51mm。在每半组散热器的四角有支撑管各1根,支撑管的规格与散热管相同,每个散热器组共有68根散热管,它们伸出管板外并用LCuP-3焊料焊接。支撑管焊在上下补强板之间,用以增强散热器的刚度。散热片由厚度0.08mm的紫铜片制成,每片包容34根散热管,经冲压后穿在散热管和支撑管上。为增加空气流动的紊流程度,提高传热系数,在强化散热片上交错冲出许多菱形小孔。散热片与散热管采用铅锡热熔焊接,每组散热管焊有980片散热片。为增加管板的刚度散热器采用铜铆钉将补强板与管板紧固在一起。侧护板布置于散热器起。侧护板布置于散热器的两侧,并插入散热片的缺口内,使散热片不易撞坏及折角。上下连接箱用锌铜焊料与管板相互焊接,连接箱与管板之间形成散热器的上下水腔。 在连接箱安装法兰上有2个安装孔由双头螺栓将集流管和连接箱紧固。
散热器组在组装后必须进行水压试验和流量试验乙流量试验要求将0.11m3的水从2.3—2.4m高处流经单节的时间不大于50s。
(四)机车散热装置的工作原理
在柴油机工作时,高低温冷却水分别进入各自的散热器组。水流在散热器水管内自上而下或自下而上地流动,当两系统达到一定的温度时,在水、油管路上的温度控制阀动作,冷却风扇开始转动,同时侧百叶窗也随之打开。由于风扇的抽吸作用,外界空气从车体侧百叶窗吸入,并以一定的流速横向通过散热器单节,使水流与空气流呈垂直交叉流动,气流经冷却风扇从顶百叶窗排人大气。在这个过程中,冷
却水流将热量传给散热器,再由散热器把热量传给空气,因此冷却水的温度下降,空气的温度上升,从而将冷却水的一部分热量散人大气。空气流从散热装置中所带走的热量与散热器结构、水温及空气温度有如下关系: Q=KFΔt
式中 Q——散热器组的散热量; K——传热系数; F——总散热面积;
At——换热介质的对数平均温差,可按下式计算: 图1—10-8散热器
传热系数K是评价散热效能的重要参数,它表示在换热介质之间的对数平均温差每1℃每1m2面积在1h内所散逸的热量。K值与散热器的 结构、水的流速、空气重量流速、气流扰动、散热管及散热片的材质,焊接质量及散热片间距等许多因素有关。在相同的水温及水流速度下,随着空气重量流速(空气流速与密度的乘积)的增加,K值直线上升。在水流速及空气重量流速相同的条件下,随着水温的增高K值也增大。
采用闭式、 高温循环冷却方式,可使换热介质的对数平均温差Δt大幅度地提高。在F和Δt一定时,可采用各种措施增大K值,如:提高风扇转速,加大空气流量;在散热片上冲压出各种形状的冲孔或凸球,增加气流扰动程度;定时清洗散热器,以免散热片被尘埃沾污而降低传热效果。
第四节 东风B型机车预热系统
为了使16V240ZJB型柴油机良好而持久地工作,东风4B型机车保养细则规定:当油、水温度低于20℃时,柴油机不准启动;当油、水温度低于40℃ 时,柴油机不准上负载;冬季柴油机停机保温时,油、水温度不得低于20℃。 为此在机车上设有预热装置,以便在外界气温较低时对机车进行停机保温和柴油机启动前对机油及水预热。在冬季对燃油进行预热能提高喷油的雾化质量,改善气缸内的燃烧过程,因而有利于柴油机经济性的提高。
预热系统由预热锅炉、燃油预热器、管系及保护设施等部分组成。预热锅炉自备风机、水泵、燃油泵及喷油点火装置,利用机车96V蓄电池电源,也可用220V外接电源独立工作。
一、预热水循环通路
由预热锅炉循环水泵从柴油机高,低温水系统中抽水,通过预热锅炉将水温提高后分别压入两个水系统,对相应的部件进行预热,最后又回至预热锅炉,如此不断循环加热流动。机油系统的循环加热由柴油机低温水系统通过机油热交换器进行,机油的流动由辅助机油泵强制进行。预热水循环流程如图1-10-9所示。
图1-10-9预热水循环通路
燃油预热由柴油机高温水通过燃油预热器实现。水加热燃油后回到柴油机高温水泵进口。燃油预热水流程为柴油机出水总管一截止阀一燃油预热器一高温水泵进水管。 二、预热锅炉
预热锅炉为燃烧柴油、电火花点火的四排螺旋水管立式锅炉。由炉体、管组、风机组、循环水泵组、燃油泵组和喷油点火装置等组成(图1—10-10)。