淺談挖掘機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,挖掘機(jī)制造業(yè)水平不斷提高,產(chǎn)品不僅要做到質(zhì)量可靠,結(jié)構(gòu)合理,外形美觀(guān),而且對(duì)操作舒適性的要求也越來(lái)越高。
挖掘機(jī)空調(diào)作為空調(diào)技術(shù)在挖掘機(jī)上的應(yīng)用,它能創(chuàng)造駕駛室內(nèi)環(huán)境的舒適性,保持車(chē)室內(nèi)空氣溫度、濕度、流速、潔凈度、噪聲和余壓等在舒適的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),不僅有利于保護(hù)駕駛員的身心健康,提高工作效率和生活質(zhì)量,而且還對(duì)增加挖掘機(jī)工作時(shí)的安全性具有積極作用。因而合理的設(shè)計(jì),布局空調(diào)系統(tǒng)對(duì)于改善操作的舒適性有著十分重要的意義。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r來(lái)看,液壓挖掘機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn):
1)適合工程機(jī)械工作環(huán)境的結(jié)構(gòu)形式通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)國(guó)外先進(jìn)的挖掘機(jī)空調(diào),在很多結(jié)構(gòu)形式上更適合于工程機(jī)械產(chǎn)品使用:
。1)連接管路接頭形式多采用壓板式管接頭,其特點(diǎn)是除了具有0形圈的徑向密封外,還有無(wú)焊接模塊和獨(dú)特的連接座通過(guò)螺栓進(jìn)行連接。這樣可以保證管端連接部分的密封性能經(jīng)受機(jī)器的顛簸和振動(dòng)。同時(shí)使用這種結(jié)構(gòu)形式安裝快速可靠,目前已被普遍采用。
。2)主要部件的設(shè)計(jì)均考慮到抗振性。前文所述關(guān)于蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)多采用層疊式結(jié)構(gòu),可大大縮減體積,在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)通常是將蒸發(fā)芯體,暖風(fēng)水箱,鼓風(fēng)機(jī)控制電機(jī),膨脹閥等部件封裝在一個(gè)注塑件殼體中的,構(gòu)成我們通常所說(shuō)的蒸發(fā)器總成,在蒸發(fā)器總成與駕駛室底板相接觸的地方均增加了減震機(jī)構(gòu),以適應(yīng)工程機(jī)械產(chǎn)品工作時(shí)的劇烈振動(dòng)。同時(shí)在設(shè)計(jì)挖掘機(jī)空調(diào)時(shí)又考慮到工作環(huán)境較差,故在吸風(fēng)口,新鮮空氣注入口等部位設(shè)計(jì)了抽拉式過(guò)濾網(wǎng),以便經(jīng)常清洗更換。另外部分空調(diào)廠(chǎng)家在設(shè)計(jì)壓縮機(jī)時(shí),在內(nèi)部增設(shè)了工程機(jī)械專(zhuān)用的防護(hù)罩,連桿等裝置。
。3)一些廠(chǎng)家在電子空調(diào)控制面板的電路設(shè)計(jì)時(shí),充分考慮到干擾及瞬時(shí)高電壓沖擊問(wèn)題增加了保護(hù)電路。
2)必要的保護(hù)措施在挖掘機(jī)空調(diào)系統(tǒng)中,通常都設(shè)有一些保護(hù)措施,很多廠(chǎng)家在系統(tǒng)中均設(shè)有常開(kāi)式高低壓保護(hù)開(kāi)關(guān)和易熔塞,當(dāng)系統(tǒng)壓力過(guò)高或過(guò)低時(shí)壓力開(kāi)關(guān)發(fā)生動(dòng)作,強(qiáng)行切斷壓縮機(jī)電磁離合器電源回路保護(hù)空調(diào)系統(tǒng)不受損壞,當(dāng)系統(tǒng)溫度過(guò)高時(shí),安裝在貯液干燥罐上的易熔塞自動(dòng)熔化,同時(shí)切斷空調(diào)壓縮機(jī)回路,以保護(hù)空調(diào)系統(tǒng)不受損壞,另外在某些滑片式結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)的殼體上,還裝有測(cè)量排氣溫度的傳感器,當(dāng)壓縮機(jī)排氣溫度大于150℃時(shí),電磁離合器脫開(kāi),以保證壓縮機(jī)完好,當(dāng)溫度低于130℃時(shí),傳感器簧片恢復(fù),離合器又可正常工作。
3)新型環(huán)保型制冷劑R134a得到廣泛應(yīng)用。
制冷劑的性質(zhì)直接影響制冷循環(huán)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),而且對(duì)制冷裝置的特性及運(yùn)行管理也有著密切的關(guān)系。R134a是一種新型制冷劑,其標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為一26.5℃。R134a安全性好、無(wú)色、無(wú)味、不燃燒、不爆炸、基本無(wú)毒性、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。它的主要熱力性質(zhì)與R12相似,R134a氣化潛熱大、比定壓熱容大、具有較好制冷能力;飽和氣體比體積大,相同排氣量壓縮機(jī)的制冷劑的質(zhì)量流量;熱導(dǎo)率較高、熱傳導(dǎo)性能好、粘度低、流動(dòng)性好;國(guó)際上研究結(jié)果認(rèn)為R134a是比較理想的一種R12替代制冷劑。其環(huán)境特性與R12相比對(duì)臭氧層沒(méi)有破壞作用,溫室效應(yīng)是R12的十分之一。R134a對(duì)金屬的腐蝕作用比較小,不溶于水,屬HFC類(lèi)制冷劑,按當(dāng)前的國(guó)際協(xié)議可長(zhǎng)期使用。因此R134a的制冷劑是目前汽車(chē)、工程車(chē)行業(yè)首選的制冷劑。
4)合理的風(fēng)道布局與先進(jìn)的控制系統(tǒng)相結(jié)合。
在國(guó)外及合資企業(yè)生產(chǎn)的眾多挖掘機(jī)中,均采用多風(fēng)道空調(diào)立體送風(fēng),并可通過(guò)控制開(kāi)關(guān)或液晶控制面板選定出風(fēng)口的位置及大小,且具有注入新風(fēng)的功能,以提高通風(fēng)效果。此外在一些高檔機(jī)型,如卡特的部分機(jī)型還附加有一個(gè)儲(chǔ)物箱,利用空調(diào)的冷暖出風(fēng),在夏季可作為冷藏箱使用,在冬季可作為保溫箱使用。同時(shí),為實(shí)現(xiàn)駕駛室的整體美觀(guān),采用豪華型的出風(fēng)口,不僅可靠實(shí)用,而且美觀(guān)大方。以徐州徐挖XCG220LC挖掘機(jī)空調(diào)為例,該機(jī)采用立體遠(yuǎn)程送風(fēng)結(jié)構(gòu),風(fēng)道布置分成前,中,后三部分;后部?jī)蓚?cè)風(fēng)口具有吹背功能,中部吹腳風(fēng)口用于增強(qiáng)冬季駕駛員的腳部舒適性,前側(cè)面風(fēng)口具有前吹風(fēng)、除霜功能。駕駛室后部具有新鮮空氣注入口。各出風(fēng)口的風(fēng)量及工作狀態(tài)可通過(guò)電子控制面板控制相應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。送風(fēng)管采用保溫波紋管,風(fēng)道阻力小,且可減少空氣在風(fēng)道內(nèi)的沿途換熱。該機(jī)蒸發(fā)器上配有電子暖風(fēng)水閥,可通過(guò)操作控制面板方便的實(shí)現(xiàn)冷暖風(fēng)的切換。
5)先進(jìn)的換熱芯體挖掘機(jī)用換熱器(蒸發(fā)器和冷凝器)的結(jié)構(gòu)形式,材料性能和制造工藝不僅直接影響系統(tǒng)的有效利用空間,而且直接影響系統(tǒng)的制冷性能、散熱和吸熱效果。因此國(guó)外挖機(jī)空調(diào)換熱器主要朝著如何強(qiáng)化傳熱、降低熱阻、提高換熱效果以及減輕質(zhì)量、縮小體積、提高單位體積的傳熱面積的方向發(fā)展。在國(guó)外較先進(jìn)的機(jī)型中蒸發(fā)器主要朝層疊式(板翅式)結(jié)構(gòu)方向發(fā)展,冷凝器主要采用平流式結(jié)構(gòu),并在此結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上改進(jìn)其與貯液干燥罐、過(guò)冷氣等部件的匹配。如卡特320C,小松PC2000-7,徐挖XCG220LC機(jī)型均采用上述結(jié)構(gòu),比起以前的管片式、管帶式結(jié)構(gòu)可提高換熱交換率10-30%左右。在制造材料選取上,蒸發(fā)器與冷凝器均已實(shí)現(xiàn)全鋁化,主要原因是追求重量輕,另外價(jià)格也比較便宜,還可避免銅管鋁片結(jié)構(gòu)形式,可能產(chǎn)生的銅與鋁兩種極性不同材料之間的電化學(xué)腐蝕。淺談挖掘機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路6)先進(jìn)的節(jié)流膨脹結(jié)構(gòu)目前較先進(jìn)的挖掘機(jī)空調(diào)節(jié)流膨脹機(jī)構(gòu),主要朝著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、控制靈敏、提高效率的方向發(fā)展,因此在F型熱力膨脹閥的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了H型熱力膨脹閥。該閥基本上克服了F型膨脹閥靈敏度不夠理想、不易實(shí)現(xiàn)溫度迅速控制、連接感溫包的毛細(xì)管較長(zhǎng)、抗振可靠性受到影響,和外平衡膨脹閥平衡管安裝麻煩、容易碰壞的不足。此外貯液干燥器和汽液分離器,一般都用鋁合金筒體結(jié)構(gòu)代替原來(lái)的銅結(jié)構(gòu),目的就是盡量減輕輔助設(shè)備的質(zhì)量。淺談挖掘機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路7)細(xì)微之處考慮更加周到。
現(xiàn)代挖掘機(jī)空調(diào)不僅在質(zhì)量功能上優(yōu)于其它工程機(jī)械空調(diào),而且在外觀(guān)布置及一些細(xì)節(jié)處理上都考慮的十分周到,以韓國(guó)現(xiàn)代215LC-7挖掘機(jī)空調(diào)為例,其蒸發(fā)器總成采用注塑材料一次成形,上面預(yù)留了繼電器、風(fēng)門(mén)電機(jī),線(xiàn)束等電器元件安裝支架,讓人感覺(jué)既非常緊湊,又不顯凌亂,整機(jī)線(xiàn)束沿著走線(xiàn)支架布置合理美觀(guān),各類(lèi)電器接插件均用隔熱材料保護(hù),固定在安裝支架上,顯得非?煽。與主線(xiàn)束連接的接插件采用帶屏蔽的防水型結(jié)構(gòu),即便在非常惡劣的工況環(huán)境下,也能保證正常工作。鼓風(fēng)機(jī)上專(zhuān)門(mén)安裝了一個(gè)排氣扁管,可以帶走工作時(shí)產(chǎn)生的熱量。與貯液罐、壓縮機(jī)相連的電器元件接插件均固定在各部件主體上,有效的避免了由于機(jī)器振動(dòng)造成電器元件接觸不良的危害。內(nèi)外氣進(jìn)風(fēng)過(guò)濾網(wǎng),均采用抽拉式結(jié)構(gòu),操作起來(lái)十分方便。所有這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)讓人感覺(jué)非常精致,比起國(guó)內(nèi)其它品牌的空調(diào)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
通過(guò)上述介紹可以看出,挖掘機(jī)空調(diào)正朝著布局合理、外形美觀(guān),結(jié)構(gòu)緊湊,環(huán)保實(shí)用以及自動(dòng)化控制的方向發(fā)展,相信隨著工業(yè)發(fā)展步伐的快速推進(jìn),未來(lái)挖掘機(jī)空調(diào)的設(shè)計(jì)將更上一層樓。