刘盛勇　覃梅英

（1.广西玉柴重工有限公司　2.广西玉林农业学校广西）

电磁离合风扇的应用研究总结

刘盛勇1覃梅英2

（1.广西玉柴重工有限公司2.广西玉林农业学校广西）

通过介绍电磁离合风扇应用研究背景及跟踪过程，分析了电磁离合风扇应用效果，提出了电磁离合风扇应用前景。

电磁离合风扇；应用；前景

1　电磁离合风扇应用研究背景

社会文明的发展和生活水平的提高，对机械设备的节能环保提出了更高的要求。在挖掘机的油耗影响因素中，风扇所占的比例为8%～10%，风扇产生的噪音也是机外辐射噪音的主要噪音源。在我国，除华南地区外，从10月到第二年的5月，大部分东区的平均温度在20 ℃以下，而传统的风扇与发动机连接都是刚性连接，风扇还是以正常的转速工作，这就导致在低温环境下发动机的水温偏低，噪音大，油耗也毫无意义地损耗。而通过电磁离合器的控制，风扇转速可根据温度的高低调节，甚至在低温时停止运转，从而使发动机的水温始终维持在一个较好的范围，而且通过降低风扇转速，能达到降噪、节能的效果。

2　电磁离合风扇应用研究跟踪过程

电磁离合风扇自2015年3月在YC330LC上装机至2016年2月，机器工作时间为2592.4 h，电磁离合风扇工作时间累计为2525 h，无任何故障出现。跟踪工作过程记录如表1、表2所示。

表1　跟踪工作时间记录（过4天出厂时工作时间应长于19日的67 h）

表2　跟踪工作过程记录

为了更好地收集收据，笔者以及厂家人员先后多次到机器工作的工地进行水温、油温、油耗跟踪测试，另外对电磁离合器的工作磨损间隙及电压进行检测，确认电磁离合器的工作是否处于正常状态。在累计超过2500 h的使用时间内，电磁离合器的磨损、工作电压均处于标准值之内，没出现任何故障，机器的水温、油温符合使用要求，质量可靠性得到用户的认可。对噪音的测试，受机器实际的工作环境影响，更多的是和同工地其他机器的主观对比感受，测试数据不够齐全。

3　电磁离合风扇应用效果

装配电磁离合风扇的YC330LC自装机至2016年2月，机器累计工作超过2525 h，无任何故障出现。跟踪工作过程记录数据如表3所示。

表3　跟踪工作过程记录数据

3.1油耗分析

按用户实际使用转速测试，油耗如表4所示。

表4　油耗测试数据

共测试五次数据，除第二次测试数据因空调压缩机故障，结果偏小外，其余五次测试结果平均值为24.84 L/h，对比在厂内无电磁离合风扇时的油耗26.82 L/h，每小时平均节油1.98 L/h，节油率为7.38%，按累计使用时间2525 h计算（参考柴油价格5.2元/L），为机主节约成本25997.4元。购买我们机器的机主买有我们YC230、YC330、YC360共六台挖掘机，其中对这台装配电磁离合风扇的YC330特别满意。而其工地上的另一台CAT320D的油耗超过30 L/h。因出色的节油效果得到了机主认可，在使用半年后，机主还提出其他几台机器加装电磁离合风扇的需求。

3.2噪音分析

在整个测试过程，受机器工作的环境影响，一直无法进行比较规范、完整的噪音测试。但机主及机手对比同一工地工作的其他机型，机外辐射噪音与YC230LC相当，而且和同一工地干活的卡特比勒CAT320D比明显低很多。驾驶室内司机耳边噪音平均值为75.9 dB（左耳74.5 dB，右耳77.3 dB），相比厂内无电磁离合风扇时测试噪音值77.9 dB低了2 dB。机手对机器的噪音方面唯一提出的反映是风扇转速变化时，噪音突然变大有点不适应，但开久了也习惯了（根据现场调查及机器工作时的水温、油温实时监测数据，结合电磁离合器的挡位设定，风扇大部分时间处于低速挡位工作，平均每天有7 ～8次在高速挡位工作，风扇由低速变为高速工作时，噪音明显加大，每次持续时间不超过20 min，当水温、油温下来时，风扇转速也随之下降）。

3.3热平衡效果

对机器的油温和水温，除现场测试外，还不间断地通过GPS传递的数据进行监控。无论现场测试数据还是GPS监控数据，水温和油温都符合要求。但进入11月后，水温、油温偏低，这也反映出风扇能力还是过剩。

3.4电磁离合风扇的工作原理及实际使用质量可靠性分析

电磁离合风扇根据发动机水温和液压系统油温的高低自动启动和停止，电磁离合器靠线圈的通断电来控制离合器的接合与分离。当温度开关闭合时，线圈通电产生磁力吸合“衔铁”片，离合器处于接合状态，风扇开始工作。当冷却水低于设定值时，温控开关的电路不通，线圈中没有电流流过，电磁壳体对衔铁环不产生吸力。衔铁环在弹簧的张力作用下贴在风扇壳上，与摩擦片分离，此时离合器处于分离状态，风扇不转动；当冷却水温超过设定值时，温控开关电路自动接通，线圈通电后电磁壳体产生吸力将衔铁环压紧在摩擦片上，此时离合处于结合状态，风扇随风扇壳一起被电磁壳体带动旋转。无电供应和线圈失控的情况下，应急措施是在风扇壳上备有两个M6的螺孔，在此两孔中旋入两个M6×25或30的螺钉，使衔铁环压紧摩擦片，使其机械结合。

在接近一年、累计时间超过2500 h的使用过程中，风扇没有出现任何故障。除此外，我们和林尼克公司的技术人员对电磁离合器吸合电压、摩擦片间隙进行了测量，以判断电磁离合器的工作磨损情况。测量数据如表5所示。

表5　吸合电压、摩擦片间隙测量数据

实际的使用反馈及检测数据表明，在YC330LC上装的电磁离合器风扇样件质量及可靠性完全满足使用要求。

3.5YC330LC样机电磁离合风扇存在问题

通过测试、监控数据以及现场机手的反馈，在YC330LC样机上加装的电磁离合风扇存在以下问题；

（1）风扇挡位偏少，特是别进入11月以来，水温、油温偏低。后续在优化时增加风扇挡位，从而在低温环境下降低风扇转速，进一步优化油耗。

（2）风扇转速挡位变化时，产生的噪音突变会让机器操作者有不适感。在这一点上和厂家沟通过，暂时没有好的解决办法，需要机手在使用过程中适应。

4　电磁离合风扇应用前景

根据接近一年（2525 h）的跟踪测试数据，电磁离合风扇可节油约7%，在常用工况下，噪音低2 dB。在现有技术条件下，想进一步优化油耗和噪音，电磁离合风扇是不错的选择。和传统的风扇相比，电磁离合器及控制ECU的成本在2000元左右。除成本外，安装空间（轴向需要150～250 mm）也是制约电磁离合风扇应用的一个重要因素，特别是在小型液压挖掘机的紧凑空间里面。综合考虑，如要推行电磁离合风扇，在13 t以上机型应用是比较理想的选择，如表6所示。

表6　装电磁离合风扇节油成本预测

电磁离合风扇在节能降噪的同时减少了废气排放，有效延长了发动机寿命。其优势如下：

（1）冷车启动时发动机升温更快，减少废气排放，降低风扇噪音。

（2）有效节省发动机的消耗功率约8%～10%。

（3）使发动机保持在最佳工作温度。

（4）冬季保证暖机温度，充分发挥暖风机效率，提高舒适性。（5）降低发动机冷态磨损，延长发动机寿命。

目前在汽车行业，如上海申沃、桂林大宇、郑州宇通、重庆恒通以及金龙客车等，在其高配置特别是出口车型上已经装配有电磁离合风扇，潍柴、玉柴以及装配其发动机的高端商用车也在使用。在工程机械市场，电磁离合风扇在一些大吨位的矿用自卸车、装载机上也有使用。

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刘盛勇（1966—），男，广西容县人，助理工程师，研究方向：机械类。