摘要：暖風(fēng)系統(tǒng)一般采用發(fā)動機(jī)冷卻水的余熱作為熱源，針對挖掘機(jī)空調(diào)暖風(fēng)散熱器漏水的問題，從暖風(fēng)散熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料、腐蝕機(jī)理等方面分析漏水的原因，并通過元素分析等技術(shù)手段對典型問題進(jìn)行分析確認(rèn)，提出空調(diào)暖風(fēng)散熱器漏水的控制方法。

關(guān)鍵詞：暖風(fēng)散熱器;腐蝕;漏水;發(fā)動機(jī);控制

0 ?引言

空調(diào)或暖風(fēng)系統(tǒng)已成為大多數(shù)工程機(jī)械產(chǎn)品（裝載機(jī)、挖掘機(jī)、堆土機(jī)等）的標(biāo)準(zhǔn)配置。由于工程機(jī)械產(chǎn)品的使用工況惡劣，環(huán)境復(fù)雜，對空調(diào)或暖風(fēng)系統(tǒng)的可靠性要求越來越高，針對暖風(fēng)散熱器早期漏水或多次漏水的問題及解決方案一直困擾著主機(jī)廠及客戶。本文從暖風(fēng)散熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及漏水原因等方面進(jìn)行分析，并通過技術(shù)分析手段對典型故障進(jìn)行分析確認(rèn)，為暖風(fēng)散熱器漏水問題的控制、改善提供方案依據(jù)。

1 ?暖風(fēng)系統(tǒng)的組成

工程機(jī)械空調(diào)暖風(fēng)散熱系統(tǒng)采用余熱水暖式采暖系統(tǒng)，是利用發(fā)動機(jī)冷卻循環(huán)水的余熱作為熱源，其工作的介質(zhì)是發(fā)動機(jī)冷卻液。如圖1所示，當(dāng)需要采暖時，啟動發(fā)動機(jī)，打開發(fā)動機(jī)上的暖水閥開關(guān)，發(fā)動機(jī)冷卻循環(huán)水流經(jīng)空調(diào)單元內(nèi)的暖風(fēng)散熱器。此時，打開空調(diào)開關(guān)并將溫度設(shè)定到所需溫度，混合風(fēng)門打開，冷空氣流經(jīng)暖風(fēng)散熱器加熱后，經(jīng)出風(fēng)口送出熱風(fēng)，以達(dá)到給駕駛室供熱采暖的目的。

2 ?暖風(fēng)散熱器的結(jié)構(gòu)特點及要求

工程機(jī)械暖風(fēng)散熱器一般采用汽車行業(yè)成熟的散熱器工藝及技術(shù)方案，其特點是輕量化、散熱器效率高、通用性較好、成本低。散熱器主材一般采用3003防銹鋁，內(nèi)壁進(jìn)行耐蝕處理?？紤]通用化及成本因素，暖風(fēng)散熱器設(shè)計的結(jié)構(gòu)比較緊湊，為提高散熱器效率，通常連接兩側(cè)水箱的扁管通道厚度只有2mm或低至1.2mm?？紤]到工況惡劣，一般對耐壓性能、振動性能及耐腐蝕性要求較高（見表1）。

3 ?暖風(fēng)散熱器漏水一般故障現(xiàn)象及產(chǎn)生原因

①焊縫開裂漏水，此故障主要是由于散熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計的耐振能力不足或者焊接不良導(dǎo)致。

②管壁破裂漏水，此故障主要為散熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計的耐壓強(qiáng)度不滿足要求導(dǎo)致脹管破裂漏水。

③腐蝕性漏水，分為外表面腐蝕性泄漏和內(nèi)表面腐蝕性泄漏。外表面腐蝕性泄露主要是因為環(huán)境惡劣，空氣中具有腐蝕性的化學(xué)成分或者具有腐蝕性的粉塵長期聚集在散熱器表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)從而造成散熱器外表面腐蝕，多表現(xiàn)為不局限于暖風(fēng)散熱器表面腐蝕，其他部件也存在腐蝕現(xiàn)象;內(nèi)表面腐蝕性泄露主要與暖風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)及工作介質(zhì)有關(guān)，如使用不符合要求的防凍液或者系統(tǒng)內(nèi)部有不明顆粒物污染，引起化學(xué)腐蝕等等。

4 ?典型漏水案例的原因分析

4.1 案例一

一臺已工作約109小時的挖掘機(jī)出現(xiàn)空調(diào)暖風(fēng)散熱器漏水問題，服務(wù)人員此前曾因同樣問題更換過一個新的暖風(fēng)散熱器，本次為再次漏水。為開展調(diào)查分析，技術(shù)服務(wù)人員立即趕赴現(xiàn)場對故障情況進(jìn)行了解，并對防凍液進(jìn)行采樣后同故障件返回分析。

4.1.1 防凍液進(jìn)行目測、嗅覺檢查判斷，結(jié)果如表2。

從氣味及顏色觀察結(jié)果推測該客戶機(jī)未使用主機(jī)廠的原廠防凍液或者添加過其他品牌的防凍液。

4.1.2 防凍液元素對比分析

按ASTMD659測試方法對故障機(jī)防凍液及原廠防凍液進(jìn)行成分元素，結(jié)果如表3。

分析結(jié)果看，故障機(jī)防凍液鋁元素含量明顯增高，說明暖風(fēng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)存在較嚴(yán)重的腐蝕情況。推測防凍液對鋁制散熱器的腐蝕作用較大。

4.1.3 防凍液腐蝕性試驗

為找到造成鋁制散熱器腐蝕的原因，我們對采樣的防凍液按玻璃器皿法進(jìn)行腐蝕性試驗分析，從試驗結(jié)果看，故障機(jī)防凍液對鋁的腐蝕量達(dá)到84.5mg，遠(yuǎn)高與標(biāo)準(zhǔn)值30mg范圍，說明該故障機(jī)冷卻系統(tǒng)的防凍液受到嚴(yán)重污染且對冷卻系統(tǒng)部件具有較高的腐蝕性。

4.1.4 故障件解剖情況

通過對故障件兩側(cè)集液管進(jìn)行解剖（見圖2），發(fā)現(xiàn)暖風(fēng)散熱器集液管內(nèi)壁面存在大面積的腐蝕痕跡，漏水部位已經(jīng)腐蝕穿孔。

綜合以上試驗分析結(jié)果及解剖現(xiàn)象，我們認(rèn)為該故障機(jī)暖風(fēng)散熱器漏水的原因是該機(jī)在冷卻系統(tǒng)日常維護(hù)保養(yǎng)中添加了其他類型的防凍液，造成冷卻系統(tǒng)的防凍液具有較強(qiáng)的腐蝕性，最終導(dǎo)致暖風(fēng)散熱器腐蝕、泄漏。

4.2 案例二

一臺挖掘機(jī)出現(xiàn)空調(diào)暖風(fēng)散熱器漏水的早期故障反饋，服務(wù)人員更換一個暖風(fēng)散熱器后問題解決，為查找原因要求經(jīng)銷商按要求采樣并返回故障件進(jìn)行分析。

針對防凍液的分析，未發(fā)現(xiàn)防凍液具有明顯的腐蝕性。對暖風(fēng)散熱器進(jìn)行解剖（見圖3），發(fā)現(xiàn)暖風(fēng)散熱器材進(jìn)水側(cè)扁管通道上被較多鐵屑或樹葉等異物堵塞，集液管內(nèi)壁存在劃痕和腐蝕面，扁管管壁穿孔漏水。

對腐蝕面進(jìn)行電鏡掃描發(fā)現(xiàn)壁面有明顯劃痕，表面生成物能譜分析結(jié)果提示含有較高的Fe元素（見圖4）。

綜合以上分析，暖風(fēng)散熱器被鐵屑等硬質(zhì)顆粒堵塞、沖刷，造成芯體內(nèi)壁刮傷，內(nèi)壁保護(hù)層破壞，使其耐用能力降低，堵塞同時加速了暖風(fēng)散熱器管道內(nèi)壁的腐蝕。

5 ?故障解決措施

根據(jù)以上原因分析，造成暖風(fēng)散熱器漏水的原因一種是冷卻液具有腐蝕性，一種是冷卻系統(tǒng)有異物導(dǎo)致暖風(fēng)散熱器壁面被異物沖刷、堵塞，進(jìn)而腐蝕穿孔。針對此類故障，現(xiàn)場解決的辦法是將原發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)及暖風(fēng)系統(tǒng)中具有腐蝕性的防凍液釋放，同時清理冷卻系統(tǒng)中異物，然后添加符合主機(jī)廠要求的防凍液。

6 ?總結(jié)

基于暖風(fēng)散熱器漏水問題的原因分析，造成冷卻系統(tǒng)污染的污染物主要來源于制造端或客戶端，因此暖風(fēng)散熱器漏水問題的控制需要從以下兩個方面進(jìn)行控制：

①主機(jī)廠內(nèi)部應(yīng)嚴(yán)格控制防凍液的品質(zhì)及冷卻系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的清潔度。特別是防凍液和發(fā)動機(jī)等冷卻系統(tǒng)相關(guān)部件的倉儲管理，避免防凍液變質(zhì)或發(fā)動機(jī)部件銹蝕。

②服務(wù)端應(yīng)完善冷卻系統(tǒng)日常維護(hù)保養(yǎng)的操作規(guī)范并加強(qiáng)培訓(xùn)，讓服務(wù)人員和用戶意識到混用防凍液、劣質(zhì)防凍液或不符合要求的冷卻液（如污染的河水、自來水等）對暖風(fēng)散熱器系統(tǒng)的危害，降低暖風(fēng)散熱器腐蝕漏水的發(fā)生率。

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作者簡介：陸海濤（1979-），男，壯族，廣西武鳴人，工程師，本科，廣西柳工機(jī)械股份有限公司，研究方向為工程機(jī)械。