內(nèi)燃叉車空空中冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)由空空中冷器、發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器、液力變矩油冷器、風(fēng)扇和各種管路等組成，以空氣作為熱交換介質(zhì)，通過(guò)較強(qiáng)散熱能力的散熱器，保證發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器在各種苛刻使用工況下，都能始終在良好的溫度條件下正常工作。當(dāng)工況和環(huán)境條件發(fā)生變化時(shí)，冷卻系統(tǒng)也能保證發(fā)動(dòng)機(jī)可靠地工作，并維持最佳的冷卻溫度。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　　空空中冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的散熱性能與散熱器的結(jié)構(gòu)和散熱面積、風(fēng)扇的類型和直徑、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)圈的位置、護(hù)風(fēng)圈的結(jié)構(gòu)、叉車車架和重塊的結(jié)構(gòu)以及散熱器的進(jìn)排氣通道等因素密切相關(guān)。

　　1．環(huán)境溫度

設(shè)計(jì)內(nèi)燃叉車空空中冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)，首先要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)能夠承受的最高環(huán)境溫度。它是衡量冷卻系統(tǒng)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，一般溫帶地區(qū)不能低于40℃，熱帶和沙漠地區(qū)約為50℃。根據(jù)杭叉公司叉車實(shí)際使用狀況，設(shè)計(jì)時(shí)考慮環(huán)境溫度為45℃~50℃。

　　2．散熱器的最高允許溫度

　　柴油發(fā)動(dòng)機(jī)要求的工作水溫≤99℃，水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的適宜工作溫度為85℃~95℃，因此推薦散熱器的最高溫度≤100℃。試驗(yàn)熱平衡溫度的換算公式：熱平衡溫度=實(shí)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫-實(shí)測(cè)環(huán)境溫度+40℃。

　　3．風(fēng)扇的選型及其安裝

　　內(nèi)燃叉車的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在后端，一般選擇排風(fēng)扇。在消耗功率相同的情況下，低速、大直徑風(fēng)扇的冷卻效果和噪音要明顯好于高速、小直徑的風(fēng)扇。因此，選擇風(fēng)扇時(shí)要注意風(fēng)扇的葉尖線速度不要超過(guò)4200~5000m/min，在相同直徑、相同流量和相同扇葉角度時(shí)，環(huán)形風(fēng)扇（圖1）的噪音要小于普通的塑料風(fēng)扇和鐵風(fēng)扇。排風(fēng)扇至散熱器芯子的距離應(yīng)大于80mm，風(fēng)扇葉尖和導(dǎo)風(fēng)罩之間的間隙一般為風(fēng)扇直徑的1.5%~2.5％。由于風(fēng)扇尖與導(dǎo)風(fēng)罩的間隙越小經(jīng)過(guò)水箱芯子的空氣流量和排風(fēng)壓力越大，冷卻效果越好，因此，在條件允許的情況下，應(yīng)盡可能減小扇尖間隙。排風(fēng)扇的1/3葉片應(yīng)在導(dǎo)風(fēng)罩內(nèi)（圖2），吸風(fēng)扇的2/3葉片在導(dǎo)風(fēng)罩內(nèi)（圖3）。由于要考慮實(shí)際操作的可能性，杭叉公司設(shè)計(jì)風(fēng)扇與導(dǎo)風(fēng)罩之間的間隙為15mm，風(fēng)扇端面距散熱器端面的距離在80~120mm之間，風(fēng)扇選擇時(shí)優(yōu)先選用環(huán)形風(fēng)扇。

　　4．散熱器的結(jié)構(gòu)型式

　　內(nèi)燃叉車空空中冷發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器應(yīng)選擇除氣式散熱器。由于除氣系統(tǒng)能夠保證冷卻系統(tǒng)中沒(méi)有空氣，能夠提高冷卻液的熱交換能力，從而提高冷卻系統(tǒng)的散熱能力，并且有效減少缸套的穴蝕，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。

　　空空中冷發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器有管片式、管帶式和板翅式三種型式。相對(duì)于管片式、管帶式散熱器，板翅式散熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用板翅式。板翅式散熱器（圖4）由隔板、封條、翅片等組成，隔板主要起隔離介質(zhì)、支撐、聯(lián)接元件的作用，是一次換熱面，也是釬料的主要來(lái)源；封條是組成封閉通道的側(cè)封，是有壓通道的主要承壓件和板束的框架支撐；翅片是最主要換熱元件，它擴(kuò)大了傳熱面積，提高傳熱效率，提高散熱器的強(qiáng)度和承壓能力。

　　在空間允許的情況下，應(yīng)優(yōu)先選擇正面面積大、厚度薄、正方形的散熱器芯子，正方形的散熱器芯子可以保證風(fēng)扇掃氣面積最大。同時(shí)，散熱器正面面積大可以匹配直徑大、轉(zhuǎn)速低的風(fēng)扇，從而降低風(fēng)扇消耗功率和噪音。此外，散熱器芯子越厚阻力越大，越容易被灰塵、碎片、毛絮、昆蟲(chóng)堵塞。

　　由于板翅式散熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn)，杭叉公司匹配空空中冷發(fā)動(dòng)機(jī)的叉車除個(gè)別小噸位叉車選用管帶串聯(lián)式散熱器，其余全部匹配板翅并聯(lián)式散熱器。

　　5．散熱器的布置型式

　　空空中冷發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器有串聯(lián)（圖5）和并聯(lián)（圖6）兩種布置型式。

　　散熱器串聯(lián)連接時(shí)，空空中冷器應(yīng)位于風(fēng)扇與水箱和油散的中間，流經(jīng)水箱和油散的空氣是被中冷器加熱過(guò)的空氣，散熱器進(jìn)風(fēng)溫度較高，中冷器和水箱散熱片的峰高和峰距不同，使散熱器的風(fēng)阻大大增加。同時(shí)，中冷器與水散熱器容易被一些碎片堵住，不拆掉水箱很難清洗，造成散熱器散熱效率降低，以及水箱和油散的溫度過(guò)高，影響發(fā)動(dòng)機(jī)液力變矩器的正常工作。設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)中冷器和水箱間的間隙進(jìn)行密封，使中冷器和水箱的散熱片密度接近。

　　散熱器并聯(lián)連接就是空空中冷器、水散熱器和油冷器并聯(lián)在同一平面上，由于進(jìn)入散熱器的是未被加熱的冷氣，氣流的阻力小，容易保養(yǎng)和維修，并且具有散熱效率高等優(yōu)點(diǎn)。在空間允許時(shí)，并聯(lián)布置效果最好，應(yīng)優(yōu)先采用。
散熱器應(yīng)通過(guò)橡膠減振塊與車架柔性連接，以避免散熱器在使用中變形時(shí)芯子受力過(guò)大，防止散熱器芯子受到劇烈振動(dòng)，導(dǎo)致散熱器過(guò)早損壞。

　　6．導(dǎo)風(fēng)罩的型式

　　導(dǎo)風(fēng)罩通常用來(lái)改善風(fēng)扇的效率，使空氣在芯子上獲得更均勻的分布，并且阻止發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)的空氣回流?，F(xiàn)在使用的導(dǎo)風(fēng)罩主要有三種形式：文杜里式、環(huán)式和箱式。文杜里式導(dǎo)風(fēng)罩提供了最高的風(fēng)扇效率，但比較難加工，未被廣泛使用。箱式和環(huán)式易于加工，且有較好的冷卻效果，使用較為廣泛。

　　7．冷卻系統(tǒng)的管路

　　發(fā)動(dòng)機(jī)與散熱器間的進(jìn)、出水管應(yīng)盡可能減少拐彎，尤其要特別避免小半徑的彎曲。所有管路應(yīng)有足夠的柔性，以允許它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。對(duì)于較長(zhǎng)的管路，應(yīng)考慮采用膠管與硬管相結(jié)合的結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)的硬管應(yīng)單獨(dú)支撐。膠管應(yīng)具有至少517kPa的爆裂壓力。與空空中冷器連接的管路要盡量減少?gòu)濐^，在所有彎曲的地方要使用硬管，不能使用軟管。由于空空中冷系統(tǒng)的管路中都有較高的溫度和壓力，加上各個(gè)系統(tǒng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，成型軟彎管容易被損壞。

　　8．防止暖風(fēng)的回流

　　散熱器排出的暖風(fēng)的回流提高了散熱器的進(jìn)風(fēng)溫度，從而降低散熱器的冷卻效率。因此，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須密封散熱器的四周，防止風(fēng)扇排出的熱空氣被再次引入冷卻用空氣回路。同時(shí)，也要優(yōu)化車架和配重塊的設(shè)計(jì)，保證進(jìn)、出散熱器的氣流順暢。

　　9．冷卻液

　　冷卻液具有防凍和防沸的雙重作用，同時(shí)還具有防腐蝕等功能。發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液應(yīng)使用50％的乙烯乙二醇與50％的純凈水的混合液。需注意的是，乙烯乙二醇的濃度不能超過(guò)68％，否則其性能會(huì)惡化。

　　系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值

　　根據(jù)上述內(nèi)燃叉車空空中冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序，杭叉公司開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了5~25t等系列內(nèi)燃叉車空空中冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)，經(jīng)試驗(yàn)表明，冷卻效果好，性能可靠。表1是在同一輛7t叉車上配串聯(lián)式管帶式散熱器和并聯(lián)式板翅式散熱器熱平衡水溫和油溫的對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果表明，使用并聯(lián)的板翅式散熱器發(fā)動(dòng)機(jī)的熱平衡水溫降低了13℃，液力變矩器油溫降低了23.4℃，解決了困擾多年的空空中冷發(fā)動(dòng)機(jī)水溫和液力變矩器油溫過(guò)高的難題。