旋挖機作業(yè)環(huán)境惡劣，尤其在夏天高溫環(huán)境作業(yè)，加上發(fā)動機和液壓系統(tǒng)發(fā)熱，造成旋挖機駕駛室內(nèi)溫度更高。為改善機手的作業(yè)條件，目前旋挖機普遍配置了空調(diào)系統(tǒng)。小型旋挖鉆機空調(diào)系統(tǒng)受發(fā)動機功率限制，其功率配置較小，制冷效果受到影響。下面南京無限達(dá)小編以某小型旋挖鉆機為例，講述其如何通過改變冷凝器安裝位置、優(yōu)化蒸發(fā)箱風(fēng)道和隔熱層結(jié)構(gòu)，提高制冷效果。

1.空調(diào)系統(tǒng)制冷原理

空調(diào)系統(tǒng)主要由壓縮機、冷凝器、膨脹閥、干燥瓶和蒸發(fā)器等組成，如下圖所示。

發(fā)動機通過膠帶驅(qū)動壓縮機旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的壓縮機從低壓端吸入氟利昂氣體，壓縮成高溫高壓氣態(tài)氟利昂后，通過管道輸入冷凝器內(nèi)并在其內(nèi)流動。冷凝器設(shè)有風(fēng)扇，由風(fēng)扇吹動空氣使冷凝器內(nèi)高溫高壓氣態(tài)氟利昂冷凝后成為中溫高壓液態(tài)氟利昂，經(jīng)過干燥瓶干燥、過濾后流入膨脹閥，經(jīng)過膨脹閥內(nèi)節(jié)流孔節(jié)流后迅速膨脹，轉(zhuǎn)變成低溫、低壓的霧狀氟利昂進(jìn)入蒸發(fā)器。

蒸發(fā)器安裝在蒸發(fā)箱內(nèi)，蒸發(fā)器設(shè)有鼓風(fēng)機，駕駛室內(nèi)空氣經(jīng)過鼓風(fēng)機強制通過蒸發(fā)箱進(jìn)行循環(huán)，駕駛室內(nèi)的熱量就被吸收，使駕駛室溫度降低。吸熱后氟利昂變成低壓氣態(tài)，通過管道到達(dá)壓縮機并再次被吸入，經(jīng)壓縮機壓縮后進(jìn)入下一個工作循環(huán)。如此反復(fù)，蒸發(fā)器不斷吸收駕駛室內(nèi)的熱量，達(dá)到制冷效果。

2.改進(jìn)方法

我們針對該小型旋挖鉆機投入使用后存在駕駛室內(nèi)溫度過高的問題進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)制冷劑壓力偏高、駕駛室內(nèi)排風(fēng)口風(fēng)速偏慢現(xiàn)象。因此，提出對冷凝器和蒸發(fā)箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)的方案，以此提高空調(diào)制冷效果。

(1)冷凝器

存在問題一般空調(diào)系統(tǒng)的冷凝器安裝在發(fā)動機散熱器的前面，由發(fā)動機風(fēng)扇吹動空氣進(jìn)行冷卻。為了不妨礙發(fā)動機散熱，該小型旋挖鉆機將冷凝器水平安裝在駕駛室右外側(cè)的蓋板上。

經(jīng)過試驗，發(fā)現(xiàn)存在以下3個問題：一是飄落下來的柳棉或其他雜物，容易吸附在冷凝器散熱片上，造成散熱不良；二是冷凝器的熱氣不能順暢排出，排出的熱氣易被風(fēng)扇回吸，造成散熱不良，導(dǎo)致壓縮機內(nèi)部壓力偏高；三是由于壓縮機內(nèi)部壓力偏高，造成壓縮機故障率較高。

改進(jìn)方法根據(jù)冷凝器存在的上述問題，我們采取了以下改進(jìn)措施，即將冷凝器改為立式安裝，冷凝器的迎風(fēng)面與旋挖機行駛面同向，不僅使散熱過程中風(fēng)的流動非常順暢，而且冷凝器散熱片之間也不易被雜物堵塞。

改進(jìn)后我們對壓縮機進(jìn)、出口壓力進(jìn)行了測試，測試時環(huán)境溫度為37.1-38.6°C，發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1823-1839r/min，空調(diào)鼓風(fēng)機開至較高擋。改進(jìn)前冷凝器水平安裝，壓縮機進(jìn)口壓力為0.20-0.30MPa、出口壓力為1.30-1.50MPa；改進(jìn)后采用立式安裝，壓縮機進(jìn)口壓力降低為0.16-0.18MPa，壓縮機出口壓力降低為1.05-1.20MPa?？梢钥闯?，采用立式安裝冷凝器后冷卻效果明顯改善，壓縮機進(jìn)、出口壓力均有所降低，提升了制冷性能。

(2)蒸發(fā)箱

存在問題改進(jìn)前，該小型旋挖鉆機制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器安裝在蒸發(fā)箱內(nèi)，蒸發(fā)箱內(nèi)設(shè)有串聯(lián)的雙鼓風(fēng)機、膨脹閥和感溫探頭等元件。受旋挖機駕駛室空間限制，蒸發(fā)箱安裝在駕駛員座椅底下，鼓風(fēng)機從座椅前下部吸入駕駛室內(nèi)熱空氣。熱空氣經(jīng)蒸發(fā)器換熱之后，冷空氣從安裝在蒸發(fā)箱后部右側(cè)面的上、下2支出風(fēng)管排出。下出風(fēng)口送往駕駛室主出風(fēng)口和前出風(fēng)口，上出風(fēng)口送往駕駛室右后左、左后出風(fēng)口。

經(jīng)試驗，我們發(fā)現(xiàn)該蒸發(fā)箱存在以下3個問題:一是膨脹閥表面容易結(jié)霜；二是駕駛室的前風(fēng)出口和后側(cè)左、右風(fēng)口出風(fēng)量小。三是制冷效果差，駕駛室內(nèi)溫度高。

主要采取以下3項改進(jìn)措施：一是在鼓風(fēng)機支架上增加防振墊，以減小鼓風(fēng)機振動；二是將蒸發(fā)箱安裝位置抬高，在蒸發(fā)箱吸風(fēng)口增配過濾網(wǎng)，以減少灰塵吸入；三是在駕駛室內(nèi)底板和駕駛室后部增加隔熱棉，以隔絕減小發(fā)動機及液壓系統(tǒng)對駕駛室的熱傳遞。

改進(jìn)后我們再次進(jìn)行測試，測試時的環(huán)境溫度為31.5°C，駕駛室內(nèi)溫度為19.5°C，環(huán)境與駕駛室溫差達(dá)到12°C。測試主出風(fēng)口風(fēng)速為16.2m/s，臉部出風(fēng)口風(fēng)速為14.3m/s，后部左、右出風(fēng)口風(fēng)速分別為12.6m/s和12.3m/s，腳步風(fēng)速為4.5m/s，除霜出風(fēng)口風(fēng)速為9.1m/s。均達(dá)到合格水平。從以上測試數(shù)據(jù)可以看出，空調(diào)制冷性能顯著提升，各出風(fēng)口的風(fēng)損問題不但得到了解決，而且室內(nèi)的制冷效果也非常好，其他各項指標(biāo)也都符合改進(jìn)目標(biāo)值。

從本次改進(jìn)可以看出，提升小型旋挖鉆機的空調(diào)制冷性能，從冷凝器的安裝位置以及蒸發(fā)箱的優(yōu)化等方面進(jìn)行設(shè)計，在不增加空調(diào)制冷功率和不增大占用空間的前提下，可以提升制冷效果，該改進(jìn)成果為今后其他設(shè)備空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供了有價值的參考。