內燃叉車空空中冷發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)由空空中冷器、發(fā)動機散熱器、液力變矩油冷器、風扇和各種管路等組成，以空氣作為熱交換介質，通過較強散熱能力的散熱器，保證發(fā)動機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。當工況和環(huán)境條件發(fā)生變化時，冷卻系統(tǒng)也能保證發(fā)動機可靠地工作，并維持最佳的冷卻溫度。
系統(tǒng)設計特點

　　空空中冷發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的散熱性能與散熱器的結構和散熱面積、風扇的類型和直徑、風扇轉速、風扇與護風圈的位置、護風圈的結構、叉車車架和重塊的結構以及散熱器的進排氣通道等因素密切相關。

　　1．環(huán)境溫度

設計內燃叉車空空中冷發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)，首先要考慮發(fā)動機正常工作時能夠承受的最高環(huán)境溫度。它是衡量冷卻系統(tǒng)性能的一個重要指標，一般溫帶地區(qū)不能低于40℃，熱帶和沙漠地區(qū)約為50℃。根據杭叉公司叉車實際使用狀況，設計時考慮環(huán)境溫度為45℃~50℃。

　　2．散熱器的最高允許溫度

　　柴油發(fā)動機要求的工作水溫≤99℃，水冷發(fā)動機的適宜工作溫度為85℃~95℃，因此推薦散熱器的最高溫度≤100℃。試驗熱平衡溫度的換算公式：熱平衡溫度=實測發(fā)動機水溫-實測環(huán)境溫度+40℃。

　　3．風扇的選型及其安裝

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

　　4．散熱器的結構型式

　　內燃叉車空空中冷發(fā)動機的散熱器應選擇除氣式散熱器。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)動機的壽命。

　　空空中冷發(fā)動機的散熱器有管片式、管帶式和板翅式三種型式。相對于管片式、管帶式散熱器，板翅式散熱器具有傳熱效率高、結構緊湊、輕巧、適應性廣等特點，設計時應優(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、支撐、聯(lián)接元件的作用，是一次換熱面，也是釬料的主要來源；封條是組成封閉通道的側封，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，它擴大了傳熱面積，提高傳熱效率，提高散熱器的強度和承壓能力。

　　在空間允許的情況下，應優(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扇掃氣面積最大。同時，散熱器正面面積大可以匹配直徑大、轉速低的風扇，從而降低風扇消耗功率和噪音。此外，散熱器芯子越厚阻力越大，越容易被灰塵、碎片、毛絮、昆蟲堵塞。

　　由于板翅式散熱器具有傳熱效率高、結構緊湊、輕巧、適應性廣等優(yōu)點，杭叉公司匹配空空中冷發(fā)動機的叉車除個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)動機的散熱器有串聯(lián)（圖5）和并聯(lián)（圖6）兩種布置型式。

　　散熱器串聯(lián)連接時，空空中冷器應位于風扇與水箱和油散的中間，流經水箱和油散的空氣是被中冷器加熱過的空氣，散熱器進風溫度較高，中冷器和水箱散熱片的峰高和峰距不同，使散熱器的風阻大大增加。同時，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高，影響發(fā)動機液力變矩器的正常工作。設計時要對中冷器和水箱間的間隙進行密封，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。在空間允許時，并聯(lián)布置效果最好，應優(yōu)先采用。
散熱器應通過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芯子受力過大，防止散熱器芯子受到劇烈振動，導致散熱器過早損壞。

　　6．導風罩的型式

　　導風罩通常用來改善風扇的效率，使空氣在芯子上獲得更均勻的分布，并且阻止發(fā)動機機艙內的空氣回流?，F(xiàn)在使用的導風罩主要有三種形式：文杜里式、環(huán)式和箱式。文杜里式導風罩提供了最高的風扇效率，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)動機與散熱器間的進、出水管應盡可能減少拐彎，尤其要特別避免小半徑的彎曲。所有管路應有足夠的柔性，以允許它們之間的相對運動。對于較長的管路，應考慮采用膠管與硬管相結合的結構。長的硬管應單獨支撐。膠管應具有至少517kPa的爆裂壓力。與空空中冷器連接的管路要盡量減少彎頭，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，加上各個系統(tǒng)間的相對運動，成型軟彎管容易被損壞。

　　8．防止暖風的回流

　　散熱器排出的暖風的回流提高了散熱器的進風溫度，從而降低散熱器的冷卻效率。因此，冷卻系統(tǒng)設計時必須密封散熱器的四周，防止風扇排出的熱空氣被再次引入冷卻用空氣回路。同時，也要優(yōu)化車架和配重塊的設計，保證進、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，同時還具有防腐蝕等功能。發(fā)動機的冷卻液應使用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68％，否則其性能會惡化。

　　系統(tǒng)應用價值

　　根據上述內燃叉車空空中冷發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的設計程序，杭叉公司開發(fā)設計了5~25t等系列內燃叉車空空中冷發(fā)動機冷卻系統(tǒng)，經試驗表明，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比，試驗結果表明，使用并聯(lián)的板翅式散熱器發(fā)動機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)動機水溫和液力變矩器油溫過高的難題。