مورد لمعدات البناء وحلول آلات البناء منذ 30 عامًا.
لغة
مورد لمعدات البناء وحلول آلات البناء منذ 30 عامًا.
لماذا ترتفع درجة حرارة الحفارة الصغيرة أثناء التشغيل المتواصل؟ عادةً ما يُطرح هذا السؤال بعد عدة ساعات من أعمال الحفر أو التسوية أو التكسير، عندما ترتفع درجة حرارة سائل التبريد عن نطاق التشغيل الطبيعي ويبدأ أداء النظام الهيدروليكي بالتدهور. في معظم الحفارات الصغيرة التي يتراوح وزنها بين 1 و2 طن، لا يكون سبب ارتفاع درجة الحرارة عطلاً في أحد المكونات، بل هو عادةً نتيجة لتجاوز الحمل الحراري قدرة نظام التبريد في الآلة خلال دورات التشغيل المستمرة.
يُؤدي التشغيل المستمر إلى إجهاد مُركّب على محرك الديزل، والمضخة الهيدروليكية، ونظام التبريد، ونظام معالجة غازات العادم. ولتشخيص ارتفاع درجة الحرارة بدقة، يجب على المهندسين تقييم كفاءة تدفق الهواء، ودوران سائل التبريد، وتوليد الحرارة الهيدروليكية، والمساهمة الحرارية لنظام الانبعاثات كنظام متكامل بدلاً من تقييمها كأجزاء منفصلة.
تعمل معظم محركات الديزل الصغيرة ضمن نطاق درجة حرارة سائل التبريد من 80 إلى 95 درجة مئوية. وتستقر درجة حرارة الزيت الهيدروليكي عادةً بين 45 و65 درجة مئوية، وذلك تبعًا للظروف المحيطة. ومن المتوقع حدوث ارتفاعات مؤقتة في درجة الحرارة أثناء عمليات الحفر الثقيلة أو تشغيل الكسارات. ويحدث ارتفاع درجة الحرارة عندما:
تتجاوز درجة حرارة سائل التبريد الحد الأعلى المسموح به من قبل الشركة المصنعة (غالباً ما تتجاوز 100 درجة مئوية).
يتجاوز الزيت الهيدروليكي حدود اللزوجة الآمنة
يتم تفعيل إنذارات خفض قدرة المحرك أو الإنذارات التحذيرية
لوحظ فقدان سائل التبريد أو غليانه
تشير درجات الحرارة المستمرة التي تتجاوز هذه الحدود إلى عدم كفاية تبديد الحرارة بالنسبة للحمل.
تحت حمل حفر ثابت، يزداد حقن الوقود للحفاظ على عزم الدوران. ويؤدي ارتفاع ضغط الاحتراق إلى توليد حرارة إضافية يجب تبديدها عبر المبرد ومبرد الزيت. وفي حال تقييد تدفق الهواء أو تعطل تدفق سائل التبريد، ترتفع درجة الحرارة تدريجيًا.
تحوّل المضخات الهيدروليكية الطاقة الميكانيكية إلى تدفق هيدروليكي. وتظهر خسائر الكفاءة على شكل حرارة. أثناء التشغيل المستمر:
يؤدي ارتفاع ضغط النظام إلى زيادة درجة حرارة الزيت
يؤدي تجاوز صمام التنفيس إلى توليد حرارة زائدة
يؤدي عدم التوافق الصحيح بين المضخة والمحرك إلى زيادة حمل المحرك
إذا كانت قدرة تبريد الزيت الهيدروليكي غير كافية، فإن ارتفاع درجة حرارة الزيت يزيد من الحمل الحراري للمحرك لأن أنابيب التبريد غالباً ما تكون مشتركة.
نعم، في ظروف العمل الميداني. يتراكم الغبار والعشب وجزيئات التربة ومخلفات البناء بين زعانف المبرد ووحدات التبريد. تستخدم الحفارات الصغيرة عادةً وحدات تبريد مكدسة (مبرد، مبرد زيت، مبرد داخلي). يؤدي انخفاض تدفق الهواء عبر طبقة واحدة إلى تقليل كفاءة التبريد الكلية.
تشمل الأعراض ما يلي:
ارتفاع تدريجي في درجة الحرارة على مدى عدة ساعات
المروحة تعمل باستمرار بأقصى سرعة
لا يوجد تسرب مرئي لسائل التبريد
ينبغي أن يشمل الفحص فصل وتنظيف قلب التبريد، وليس فقط نفخ الهواء السطحي.
نعم. يجب أن تحافظ المراوح الميكانيكية أو الكهربائية على تدفق هواء كافٍ عند سرعات السفر المنخفضة. تشمل المشكلات الشائعة ما يلي:
أحزمة المراوح البالية (في الأنظمة التي تعمل بالأحزمة)
شفرات مروحة تالفة
أعطال كهربائية في المراوح التي يتم التحكم في درجة حرارتها
محاذاة غير صحيحة لغطاء المروحة
يؤدي انخفاض تدفق الهواء تحت الحمل المستمر إلى منع التبادل الحراري المستقر، خاصة في البيئات الحضرية المغلقة ذات التهوية الطبيعية المحدودة.
غالباً ما تتضمن الحفارات الصغيرة الحديثة التي تتوافق مع لوائح المرحلة الخامسة التي حددتها المفوضية الأوروبية ومعايير وكالة حماية البيئة من المستوى الرابع النهائي التي تنظمها وكالة حماية البيئة مرشحات جسيمات الديزل (DPF)، وفي بعض الطرازات، إعادة تدوير غاز العادم (EGR).
تُضيف هذه الأنظمة اعتبارات حرارية إضافية:
تؤدي عملية تجديد مرشح جسيمات الديزل (DPF) إلى زيادة درجة حرارة العادم.
يزيد نظام إعادة تدوير غاز العادم (EGR) من الحمل الحراري لنظام التبريد
قد يؤدي ضغط العادم الخلفي إلى ارتفاع درجة حرارة الاحتراق
أثناء التجديد النشط المقترن بالحفر المكثف، يزداد الطلب الإجمالي على طرد الحرارة بشكل كبير.
تُوضع مُبرّدات الزيت الهيدروليكي عادةً في نفس مسار تدفق الهواء الخاص بمبرد المحرك. في حال ارتفاع درجة حرارة الزيت الهيدروليكي بشكل مفرط نتيجةً لارتفاع الضغط أو الاستخدام المستمر للملحقات الإضافية:
يقوم مبرد الزيت بنقل حرارة إضافية إلى تيار هواء التبريد
تنخفض كفاءة المبرد
ثم ترتفع درجة حرارة سائل التبريد
يُعد تشغيل الكسارة سيناريو شائعًا حيث يتجاوز توليد الحرارة الهيدروليكية هوامش تصميم التبريد.
نعم. حتى لو كان تدفق الهواء كافيًا، فإن تقييد دوران سائل التبريد يقلل من كفاءة نقل الحرارة. تشمل الأسباب المحتملة ما يلي:
قلب المبرد مسدود جزئياً
مروحة مضخة المياه البالية أو التالفة
عطل في منظم الحرارة (عالق في وضع الإغلاق الجزئي)
الهواء المحبوس داخل نظام التبريد
يؤدي التشغيل المستمر إلى تفاقم هذه المشكلات لأن ارتفاع درجة الحرارة يتراكم بمرور الوقت.
تؤدي درجات الحرارة المحيطة المرتفعة إلى تقليل فرق درجة الحرارة بين سائل التبريد والهواء المحيط. تنخفض كفاءة تبديد الحرارة مع ارتفاع درجة الحرارة الخارجية. في المناخات الحارة:
هامش قدرة التبريد يضيق
تنخفض لزوجة الزيت الهيدروليكي بسرعة أكبر
يزداد خطر الهروب الحراري أثناء عمليات الحفر المستمرة.
الآلات التي تعمل في مواقع الهدم المغلقة أو تحت أشعة الشمس المباشرة معرضة للخطر بشكل خاص.
نعم. إذا تجاوزت متطلبات إزاحة المضخة الهيدروليكية عزم الدوران المتاح، فسيعمل المحرك بحمل مرتفع باستمرار. وهذا يزيد من معدل حقن الوقود ودرجة حرارة الاحتراق. ومع مرور الوقت، قد لا تكون قدرة التبريد كافية لتحقيق استقرار النظام.
تشمل الأعراض ما يلي:
محرك يعمل تحت حمل حفر مستمر
انخفاض ملحوظ في عدد دورات المحرك في الدقيقة قبل إنذار ارتفاع درجة الحرارة
يعمل النظام الهيدروليكي بالقرب من حدود ضغط التنفيس
يعد معايرة المضخة بشكل صحيح بالنسبة لمنحنى عزم دوران المحرك أمرًا ضروريًا لتحقيق الاستقرار الحراري.
ينبغي أن يشمل التقييم الهندسي المنظم ما يلي:
قياس ارتفاع درجة حرارة سائل التبريد بمرور الوقت تحت حمل مُتحكم به.
افحص نظافة نظام التبريد وسلامة تدفق الهواء.
قم بفحص درجة حرارة الزيت الهيدروليكي أثناء ذروة الطلب.
تحقق من درجة حرارة فتح منظم الحرارة.
افحص وظيفة مضخة الماء ودوران سائل التبريد.
راجع بيانات وحدة التحكم الإلكترونية (ECU) لمعرفة دورات التجديد أو تاريخ خفض القدرة.
غالباً ما يفشل استبدال المكونات المعزولة دون تحليل على مستوى النظام في حل مشكلة ارتفاع درجة الحرارة المتكررة.
نظف وحدات التبريد بانتظام في البيئات المتربة.
تجنب ترك المحرك يعمل لفترات طويلة دون تشغيل ثم تحميله بحمولة ثقيلة مفاجئة.
اسمح بإتمام عملية تجديد مرشح جسيمات الديزل (DPF) بشكل صحيح.
قم بمراقبة الضغط الهيدروليكي لمنع التشغيل المستمر لصمام التنفيس.
حافظ على تركيز سائل التبريد الصحيح وتخلص من الهواء المحتبس.
يُعرّض التشغيل المستمر الحفارات الصغيرة لحدودها الحرارية. وعادةً ما يكون ارتفاع درجة الحرارة نتيجةً لتراكم أوجه القصور في تدفق الهواء، ودوران سائل التبريد، وتوليد الحرارة الهيدروليكية، والحمل الحراري الناتج عن الانبعاثات. ويتطلب التشخيص الفعال تحليل النظام الحراري بأكمله بدلاً من التركيز فقط على المبرد أو منظم الحرارة.
