淺談液壓系統(tǒng)的冷卻器和加熱器

在液壓系統(tǒng)中，油液的工作溫度一般在20~60℃為宜，最高不高于60℃最低不低干15℃，溫度過高將使油液迅速裂化變質(zhì)，同時使液壓泵的容積效率下降；溫度過低則液壓泵吸油困難。為控制油液溫度，油箱常配有冷卻器和加熱器，統(tǒng)稱為熱交換器。

1.冷卻器
冷卻器除了可以通過管道散熱面積直接吸收油液中的熱量外，還可以使油液流動出現(xiàn)紊流時通過破壞邊界層來增加油液的傳熱系數(shù)。對冷卻器的基本要求是：在保證散熱面積足夠大、散熱效率高和壓力損失小的前提下，應結構緊湊、堅固、體積小、重量輕，最好有自動控制油溫裝置，以保證油溫控制的準確性。冷卻器根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同，分為水冷式和風冷式。

(1)水冷式冷卻器。水冷式冷卻器的主要形式為多管式、板式和翅片式。多管式冷卻器的典型結構如圖1所示。工作時，冷卻水從管內(nèi)通過,高溫油液從殼體內(nèi)管間流過實現(xiàn)熱交換。為提高散熱效果，用隔板將銅管分成兩部分，冷卻水流經(jīng)一部分銅管后再流經(jīng)另一部分銅管。冷卻器內(nèi)還安裝有擋板，擋板與銅管垂直放置。因采用強制對流(油液與冷卻水同時反向流動)方式，所以這種冷卻器傳熱效率高，冷卻效果好。
圖1所示為翅片式冷卻器。為增強油液的傳熱效果和散熱面積，油管的外面加裝有橫向或縱向的散熱翅片(厚度為0.2~0.3mm的鋁片或銅片)。由于帶有翅片式的冷卻器散熱面積是光油管散熱面積的8~10倍，因此翅片式冷卻器不僅冷卻效果好，而且體積小、重量輕。
(2)風冷式冷卻器。風冷式冷卻器多采用自然通風冷卻，常用有翅管式和翅片式。翅管式風冷式冷卻器的油管外壁繞焊有鋁或銅的翅片，其傳熱系數(shù)比光油管提高2倍以上。翅片式風冷式冷卻器的結構原理與翅片式水冷式冷卻器(見圖2)相似。若采用強制通風冷卻，冷卻效果會更好。

2.加熱器

油箱的溫度過低時(<10℃)，因油液黏度較高，不利于液壓泵吸油和啟動，因此需要加熱將油液溫度提高到15℃以上。液壓系統(tǒng)油液預加熱的方法主要以下幾種：

(1)利用流體阻力損失加熱。一般先啟動一臺泵，讓其全部油液在高壓下經(jīng)溢流閥流回油箱，泵的驅(qū)動功率完全轉(zhuǎn)化為熱能，使油溫升高。

(2)采用蛇形管蒸汽加熱。設置一獨立的循環(huán)回路，油液流經(jīng)蛇形管經(jīng)蒸汽加熱。此時應注意的是：高溫介質(zhì)的溫度不得超過120℃，被加熱油液應有足夠的流速，以免油液被燒焦。

(3)利用電加熱器加熱。電加熱器有定型產(chǎn)品可供選用，一般水平安裝在油箱內(nèi)(見圖3)，其加熱部分全部浸入油中，嚴防因油液的蒸發(fā)導致油面降低使加熱部分露出油面。安裝位置應使油箱中的油液形成良好的自然對流。
采用電加熱器加熱時，可根據(jù)計算所需功率選用電加熱器的型號。單個加熱器的功率不能太大，以免其周圍油液過度受熱而變質(zhì)，建議盡可能用多個電加熱器的組合形式以便于分級加熱。同時要注意電加熱器長度的選取，以保證水平安裝在油箱內(nèi)。

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