浅谈液压系统的冷却器和加热器

在液压系统中，油液的工作温度一般在20~60℃为宜，最高不高于60℃最低不低干15℃，温度过高将使油液迅速裂化变质，同时使液压泵的容积效率下降；温度过低则液压泵吸油困难。为控制油液温度，油箱常配有冷却器和加热器，统称为热交换器。

1.冷却器
冷却器除了可以通过管道散热面积直接吸收油液中的热量外，还可以使油液流动出现紊流时通过破坏边界层来增加油液的传热系数。对冷却器的基本要求是：在保证散热面积足够大、散热效率高和压力损失小的前提下，应结构紧凑、坚固、体积小、重量轻，最好有自动控制油温装置，以保证油温控制的准确性。冷却器根据冷却介质的不同，分为水冷式和风冷式。

(1)水冷式冷却器。水冷式冷却器的主要形式为多管式、板式和翅片式。多管式冷却器的典型结构如图1所示。工作时，冷却水从管内通过,高温油液从壳体内管间流过实现热交换。为提高散热效果，用隔板将铜管分成两部分，冷却水流经一部分铜管后再流经另一部分铜管。冷却器内还安装有挡板，挡板与铜管垂直放置。因采用强制对流(油液与冷却水同时反向流动)方式，所以这种冷却器传热效率高，冷却效果好。
图1所示为翅片式冷却器。为增强油液的传热效果和散热面积，油管的外面加装有横向或纵向的散热翅片(厚度为0.2~0.3mm的铝片或铜片)。由于带有翅片式的冷却器散热面积是光油管散热面积的8~10倍，因此翅片式冷却器不仅冷却效果好，而且体积小、重量轻。
(2)风冷式冷却器。风冷式冷却器多采用自然通风冷却，常用有翅管式和翅片式。翅管式风冷式冷却器的油管外壁绕焊有铝或铜的翅片，其传热系数比光油管提高2倍以上。翅片式风冷式冷却器的结构原理与翅片式水冷式冷却器(见图2)相似。若采用强制通风冷却，冷却效果会更好。

2.加热器

油箱的温度过低时(<10℃)，因油液黏度较高，不利于液压泵吸油和启动，因此需要加热将油液温度提高到15℃以上。液压系统油液预加热的方法主要以下几种：

(1)利用流体阻力损失加热。一般先启动一台泵，让其全部油液在高压下经溢流阀流回油箱，泵的驱动功率完全转化为热能，使油温升高。

(2)采用蛇形管蒸汽加热。设置一独立的循环回路，油液流经蛇形管经蒸汽加热。此时应注意的是：高温介质的温度不得超过120℃，被加热油液应有足够的流速，以免油液被烧焦。

(3)利用电加热器加热。电加热器有定型产品可供选用，一般水平安装在油箱内(见图3)，其加热部分全部浸入油中，严防因油液的蒸发导致油面降低使加热部分露出油面。安装位置应使油箱中的油液形成良好的自然对流。
采用电加热器加热时，可根据计算所需功率选用电加热器的型号。单个加热器的功率不能太大，以免其周围油液过度受热而变质，建议尽可能用多个电加热器的组合形式以便于分级加热。同时要注意电加热器长度的选取，以保证水平安装在油箱内。

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