文|砚钧秋
编辑|砚钧秋
前言履带式推土机作为重型工程机械，在运行过程中需要大量使用润滑油来保证各个部件的顺畅运转，油冷器作为推土机中重要的散热装置，能够有效地控制油温，延长机械设备的使用寿命。
设计原理
履带式推土机油冷器的设计原理是确保油液在工作过程中保持适当温度，以提高机械设备的性能和寿命，综合考虑油液的冷却效果和油流的平稳运动，油冷器通过一系列设计和工作原理来实现这一目标。
通常采用铝制散热器作为换热器，铝具有优异的导热性能和较低的密度，可以高效地将油液的热量传递给周围的空气，通过散热器的设计，尽可能增大散热面积以提高散热效率。
油冷器一般与液压系统紧密结合，通过连接管路将液压系统中的热油引入油冷器进行冷却。
当热油经过散热器时，通过与空气的热量交换，油液的温度会逐渐降低，降温后的油液将重新回流到液压系统供其再次使用，确保系统运行稳定。
油冷器的设计中还考虑了油液的流动平稳性，通常，冷却器内部采用复杂的管路和叶片结构，以确保油液在经过冷却器时能够均匀流动，从而充分接触散热器的表面，提高散热效果。
此外，油冷器上还常常安装有油液过滤器，用于过滤油液中的杂质，保持系统的清洁。
除了基本的设计原理外，油冷器的适用性还需要考虑推土机的型号和工作环境等因素，不同型号的推土机可能有不同的液压系统，因此油冷器的型号和尺寸需要与之匹配。
在恶劣的工作环境下，如高温或低温地区，油冷器也需要具备相应的耐温性能，以确保其正常工作和有效冷却油液。
履带式推土机液压油应用介绍
液压油是履带式推土机的重要工作介质，是实现动力传递、工作装置运动等的关键因素，同时其还具有一定的冷却润滑作用。
行业内一般根据其所在系统的功能不同，将应用于履带式推土机的液压油粗略地划分为传动油和工作油，传动油和工作油采用不同类型的液压油，其最佳工作温度范围也有区别。
液压油对各类履带式推土机的功能实现具有不可替代的作用，以液力机械推土机为例，后桥箱内的液压油冷却润滑各个传动齿轮，同时还可以实现推土机的变速及转向功能。
变扭器中的液压油实现动力柔性传递，提高了推土机适应外界负荷突变的能力。
工作系统中的液压油作为动力传递介质，可以使各工作装置实现目标动作，比如铲刀提升、倾斜，松土器提升下落，甚至是绞车卷扬。
在最新的温控液驱风扇系统中，风扇泵及马达通过液压油实现了风扇驱动，在静压传动推土机系统中，液压油有着更为直接的关键作用，整车通过液压泵与液压马达实现行走、转向、工作装置动作以及风扇驱动。
履带式推土机传动油一般为CF-4及其以上级别的柴油机油，工作油则为46#抗磨液压油，两种油的分布有所不同。
在液力机械推土机中，传动油分布在后桥箱、变扭器等传动部件中，而工作油则分布在诸如铲刀提升系统等工作液压系统中，并且有单独的油箱。
在静压传动推土机中，整车用到的都是工作油，为保证液压油保持适当的粘度，除了根据季节变化添加适合牌号的液压油外，还需采取必要的冷却手段将其控制在适当的工作温度范围内。
一般传动油工作温度应控制在90～110℃的范围内，工作油温度应控制在55～70℃的范围内。
由于工作油温需控制在55～70℃的范围内，因此行业内普遍采用风冷的冷却方式，如果采用水冷方式，工作油冷器就需要借助发动机冷却液作为冷却介质。
而发动机冷却液温度一般在75～95℃的范围内，水冷不但不能达到冷却工作油的目的，反而有比较明显的加热作用，风冷的工作油冷器一般为铝质板翅式结构，芯体厚度一般在89mm以下。
由于传动油工作温度应控制在90～110℃的范围内，行业内采用水冷及风冷两种冷却方式进行冷却，水冷式油冷器的应用比例更高。
①水冷式传动油冷器，设计合理的水冷式油冷器，能使油水（发动机冷却液）温差控制在15～20℃范围内，由于发动机有节温器等原件，可以使发动机冷却液温度控制在适当的温度范围内，且不受环境温度影响。
因此水冷式传动油冷器也可以不受环境温度的影响，将传动油温始终控制在合适的温度范围内，水冷式传动油冷器芯体为钎焊板式散热器，其结构如下。
水冷式传动油冷器有的集成在发动机上，有的集成于水散热器的下水室内。
②风冷式传动油冷器，风冷式传动油冷器结构及冷却原理与工作油冷器一致，区别在于传动油冷器的芯体厚度一般大于89mm，风冷式传动油冷器较水冷式更为高效，但是受环境温度影响较大，尤其是采用不可变速冷却风扇的情况下，
下表是某款推土机风冷式传动油冷器在不同境温度下的散热参数计算模拟值（风扇转速不可变条件下）。
当环境温度低于-5℃时，油冷器的出口油温已经低于75℃，处于过冷的状态。
因此，采用风冷式传动油冷器时必须配套使用电子风扇、温控液压驱风扇等可变速冷却风扇，以避免环境温度低时出现传动油温过低的情况。
油冷器设计的兼容性研究
在明确履带式推土机油冷器的设计规则后，还需要着重讨论各种油冷器与整机冷却系统的兼容性。
此处兼容性主要指油冷器的布置位置，确保油冷器有适合的布置位置，使油冷器发挥最佳效果。
实验表明，冷却气流经过水散热器之后，温升为20℃左右，而经过中冷器之后温升则高达40℃左右。
以环境温度为46℃为例，不考虑发动机舱的温升，冷风经过水散之后温度会达到66℃左右，经过中冷器之后温度可达到86℃以上，因此热风端气流的温度一般会达到80℃以上。
而工作油适宜的温度范围是55～70℃，因此工作油冷器必须布置于整个冷却系统的冷风端。
有两种推荐的布置形式：与其它散热器处于同一排，并联布置；与其它散热器分两排布置，但是必须置于冷风端。
履带式推土机推荐采用水冷式传动油冷器，根据传动油冷器在冷却液循环通路中与发动机的位置关系，可以将传动油冷器分为串联式油冷器及并联式油冷器。
串联布置时，发动机小循环时传动油冷器无水流经，在低温环境下，如果发动机一直处于小循环状态，则传动油会有过热的隐患。
并联布置时，传动油冷器中始终都有冷却液流过，传动油冷器冷却效果可以保证，从冷却机理上来分析，必须得采用并联式油冷器。
但汇总分析各功率段履带式推土机的运行数据可知，净功率180HP以下履带式推土机传动系统发热量较小，采用串联布置形式也可以满足要求。
对履带式推土机油冷器设计及兼容性进行了研究分析，并给出以下建议：
①工作油冷器必须风冷，必须置于整机冷却系统的冷风端。
②传动油冷器优先采用水冷，且应与发动机并联布置，净功率小于180HP时可以采用串联布置。
③采用速度可变冷却风扇时，可以采用风冷式传动油冷器。
在极端环境下的影响
在极端环境下，如高温或低温地区，油冷器的性能确实会受到一定影响，这是因为环境温度的变化会直接影响到油液的工作温度和液压系统的性能，进而影响到油冷器的工作效果。
对于高温地区来说，气候条件会导致环境温度升高，从而使液压系统的工作温度上升，这可能会造成油液过热，影响系统的正常运行。
在这种情况下，油冷器的性能至关重要，它能够通过散热器将过热的油液冷却至适宜的工作温度。
然而，如果油冷器的换热效果不足或散热器的表面积不够大，可能无法有效地降低油液的温度，导致液压系统无法正常工作，甚至可能引起设备故障。
另一方面，低温地区的情况稍有不同，在极寒环境下，液压系统和油液会变得更加粘稠，影响系统的灵活性和响应速度，在这种情况下，油冷器的设计和工作原理也需要进行相应的调整。
例如，可以增加油冷器的面积或采用附加的加热装置，以确保油液能够在低温环境下保持适宜的工作温度，否则，过冷的油液可能会引起系统堵塞、泵的损坏或其他液压元件的故障。
针对这些极端环境，一些厂家已经开始研发适应性更强的油冷器，这些油冷器可以根据环境温度变化自动调整散热器的工作效果，以确保油液的温度在合理范围内。
此外，还可以使用绝缘材料或冷却液来保护油冷器，防止冻结或过热。
结论
履带式推土机油冷器的设计和兼容性研究是提高推土机工作效率和可靠性的重要环节，合理设计油冷器的散热面积、选择适当的材料和风扇系统，以及与其他系统的协调性和润滑油的适配性研究，能够提高推土机的整体性能，
随着科技的不断发展，推土机油冷器的设计也在不断演进，未来还将有更多创新的技术应用于油冷器领域，为推土机的工作效率和可靠性提供更好的保障。
参考文献
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