1.冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理
　　叉車中冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)由空—空中冷器、水散熱器、液力變矩油冷器、風(fēng)扇和各種管路等組成，分別以空氣、冷卻液和變矩器油作熱交換介質(zhì)，通過(guò)應(yīng)用較強(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，都能始終在良好溫度條件下正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)工況和環(huán)境條件變化時(shí)，冷卻系統(tǒng)也能保持最佳的冷卻溫度，保證發(fā)動(dòng)機(jī)可靠地工作。
　　2.冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
　　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)、散熱面積、風(fēng)扇類型和轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)圈的位置、護(hù)風(fēng)圈的結(jié)構(gòu)、叉車車架和配重塊的結(jié)構(gòu)以及散熱器的進(jìn)、排通道等因素息息相關(guān)。
　　(1)環(huán)境溫度
　　設(shè)計(jì)內(nèi)燃叉車中冷發(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℃。我公司叉車的環(huán)境溫度定為45～50℃。
　　(2)散熱器的最高允許溫度
　　由于水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的適宜工作溫度為85～95℃，推薦水散熱器的最高溫度≤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)扇的選型及安裝
　　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)扇的冷卻效果和噪聲要明顯好于高速、小直徑風(fēng)扇。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、流量和扇葉角度的情況下，環(huán)形風(fēng)扇的噪聲要低于普通塑料風(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%。風(fēng)扇葉尖與導(dǎo)風(fēng)罩的間隙越小，經(jīng)過(guò)散熱器芯子的空氣流量和排風(fēng)壓力越大，冷卻效果就越好，所以在條件允許下應(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)(見(jiàn)圖1)，吸風(fēng)扇的2/3葉片應(yīng)在導(dǎo)風(fēng)罩內(nèi)(見(jiàn)圖2)?？紤]到實(shí)際操作的可能性，我公司優(yōu)先選用環(huán)形風(fēng)扇，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。
　　(4)散熱器的結(jié)構(gòu)形式
　　中冷發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)選擇除氣式散熱器。該種散熱器的除氣系統(tǒng)能夠保證水冷卻系統(tǒng)中沒(méi)有空氣，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，有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。
　　中冷發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器有管片式、管帶式和板翅式3種型式，板翅式散熱器相對(duì)于管片式、管帶式散熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧和適應(yīng)性廣等特點(diǎn)。我公司匹配中冷發(fā)動(dòng)機(jī)的叉車，除個(gè)別小噸位的選用管帶串聯(lián)式散熱器外，其余全部匹配板翅并聯(lián)式散熱器。
　　板翅式散熱器(見(jiàn)圖3)由隔板、封條、翅片等組成，隔板主要起隔離介質(zhì)、支撐和連接元件的作用，是一次換熱面。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。翅片是最主要的換熱元件，它擴(kuò)大了傳熱面積，提高了傳熱效率、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保證風(fēng)扇掃氣面積最大，同時(shí)正面面積大的散熱器可匹配直徑大、轉(zhuǎn)速低的風(fēng)扇，從而使風(fēng)扇消耗功率和噪聲降低。散熱器芯子越薄，阻力越小，更不容易被灰塵、碎片、毛絮和昆蟲等異物堵塞。
　　(5)散熱器的布置形式
　　中冷發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器有串聯(lián)(見(jiàn)圖4)和并聯(lián)(見(jiàn)圖5)2種。散熱器并聯(lián)連接就是中冷器、水散熱器和油冷器并聯(lián)在同一平面上。采用此方式，進(jìn)入散熱器的冷氣未被加熱，氣流的阻力小，容易保養(yǎng)和維修。
　　并聯(lián)式散熱器具有風(fēng)阻小、散熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，布置時(shí)應(yīng)優(yōu)先采用并聯(lián)式結(jié)構(gòu)。
　　散熱器串聯(lián)連接時(shí)，中冷器位于風(fēng)扇與水散熱器和油冷器之間，由于流經(jīng)水散熱器和油冷器的空氣被中冷器加熱過(guò)，因此散熱器進(jìn)風(fēng)溫度較高。散熱器串聯(lián)連接時(shí)，若中冷器和水散熱器散熱片的峰高和峰距不同，將使整個(gè)散熱器的風(fēng)阻大大增加。此外，中冷器與水散熱器間的間隙還容易被一些碎片堵住，不拆掉水散熱器很難清洗，從而造成散熱器散熱效率降低，影響發(fā)動(dòng)機(jī)和液力變矩器的正常工作。串聯(lián)管帶式與并聯(lián)板翅式散熱器進(jìn)口水溫與變矩器出口油溫如附表所示。因此要對(duì)中冷器和水散熱器間的間隙進(jìn)行密封，使中冷器和水散熱器的散熱片密度接近。
　　散熱器通常通過(guò)橡膠減振塊與車架柔性連接，以避免散熱器變形時(shí)芯子受力過(guò)大，產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，導(dǎo)致散熱器過(guò)早損壞。經(jīng)過(guò)不斷探索和試驗(yàn)，我們給5～25t叉車的中冷發(fā)動(dòng)機(jī)配置了并聯(lián)板翅式散熱器，取得了很好的冷卻效果。
　　(6)導(dǎo)風(fēng)罩的形式
　　導(dǎo)風(fēng)罩通常用來(lái)提高風(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)在使用的主要有3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)式由于容易加工且有較好的冷卻效果，被廣泛使用，我公司生產(chǎn)的導(dǎo)風(fēng)罩全部采用箱式。
　　(7)冷卻系統(tǒng)的管路
　　發(fā)動(dòng)機(jī)與散熱器間的進(jìn)、出管路應(yīng)盡可能減少拐彎(避免小半徑彎曲)，并有足夠的柔性。對(duì)于較長(zhǎng)的管路，應(yīng)采用膠管與硬管相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，膠管應(yīng)至少具有517kPa的抗爆裂能力。與中冷器連接的管路在所有彎曲的地方都要使用硬管，并盡量減少?gòu)濐^。這是由于中冷系統(tǒng)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)，使用成型軟彎管容易損壞。
　　(8)防止暖風(fēng)回流
　　散熱器排出的暖風(fēng)回流會(huì)使散熱器的進(jìn)風(fēng)溫度提高，散熱器的冷卻效率降低。為防止風(fēng)扇排出的熱空氣被再次引入冷卻用空氣回路，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮密封散熱器的四周，同時(shí)要優(yōu)化設(shè)計(jì)車架和配重塊，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)應(yīng)使用50%乙烯乙二醇與50%純凈水的混合液作為冷卻液。