一种避免串腔的板翅式换热器在轨道车辆冷却系统上的应用

一种避免串腔的板翅式换热器在轨道车辆冷却系统上的应用
张秀文

关键词: 板翅式换热器 油水串腔 板翅式换热器芯体、热边流道、冷边流道
1.引言
随着高铁技术的迅猛发展，高铁动车组列车已经成为祖国大地上的一道亮丽风景线，不但提高了旅客出行的快捷和舒适性，也整体带动了我国经济的发展，同时高铁动车技术也成为我们外交上的一张响亮名片。随着高铁项目建设的发展，轨道维护和线路建设工作也日益繁重，具备特殊功能的专业轨道工程车辆（轨道起重车、捣固车、清筛车、架线车等）应运而生。
轨道工程车辆大多采用大功率柴油发动机做动力源，在使用过程中需要对增压空气、液压油、发动机循环水、变矩器油进行冷却，将设备工作时产生的热量通过组合散热系统散失到大气中去，维持设备正常的工作温度范围，使设备在一个最佳的工况下进行工作。
我们设计的这款组合散热系统可同时实现对增压空气、液压油、发动机循环水、变矩器油进行冷却。
根据该设备在使用过程中存在的问题，我们对该组合散热系统进行了两次大的结构的优化，使得该系统不仅提高了整体散热性能，还解决了油水串腔对设备造成危害的技术难题。
2．组合散热系统的基本原理及结构简介
这款组合散热系统主要包括中冷器、液压油散热器、变矩器油散热器、水散热器及与之配套的导风罩、冷却风扇、驱动冷却风扇的液压马达等零部件组成（如图1）。

4第一次产品结构优化后存在的问题及进行的第二次结构优化
通过第一次的结构改进，散热性能满足了系统要求，各介质的出口温度均控制在技术协议要求的范围内。但是，在批量产品投放后，个别用户反映，在水散热器中上方的膨胀水箱中，发现有油迹。经现场分析，认为是板翅式结构的变矩器油和循环水出现了串腔现象（变矩器油进入到了循环水中，系统中因变矩器油压高于循环水的压力，所以循环水不会进入到变矩器油内）。之所以会出现这样的油水串腔现象，我们可以从变矩器油和循环水换热器的结构予以说明。为了使问题描述更简洁，表达更清楚，将该板翅式结构的变矩器油和循环水换热器结构予以简化成（图3）。

图6
从图6 可以看出，当水侧封条和隔板之间钎焊缝出现缺陷时，变矩器油通过水侧封条和隔板之间缺陷处进入到两封条之间的间隙内排出产品外面，避免了变矩器油进入到循环水内，避免了油水串腔现象的发生。
同理，将图5所示出的油侧封条内侧再增加一道封条，两封条之间间隔少量间隙（1mm即可）如图7所示

图7
从图7 可以看出，当油侧封条和隔板之间钎焊缝出现缺陷时，变矩器油可能通过油侧通道，经油侧封条和隔板之间钎焊缺陷处进入两封条之间的间隙内排出产品外面，避免了变矩器油进入到循环水内，避免了油水串腔现象的发生。
文章为了清楚，将封条及封头绘制的比例较大，实际产品上封头及封条所所占的比例很小，所以增加一层封条对产品换热面积的影响几乎可以忽略。