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(dòng)機和液壓系統發(fā)熱，造成旋挖機駕駛室內溫度更高。為改善機手的作業(yè)條件，目前旋挖機普遍配置了空調系統。小型旋挖鉆機空調系統受發(fā)動(dòng)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(wú)限達小編以某小型旋挖鉆機為例，講述其如何通過(guò)改變冷凝器安裝位置、優(yōu)化蒸發(fā)箱風(fēng)道和隔熱層結構，提高制冷效果。

1.空調系統制冷原理

空調系統主要由壓縮機、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(dòng)機通過(guò)膠帶驅動(dòng)壓縮機旋轉，旋轉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(guò)管道輸入冷凝器內并在其內流動(dòng)。冷凝器設有風(fēng)扇，由風(fēng)扇吹動(dòng)空氣使冷凝器內高溫高壓氣態(tài)氟利昂冷凝后成為中溫高壓液態(tài)氟利昂，經(jīng)過(guò)干燥瓶干燥、過(guò)濾后流入膨脹閥，經(jīng)過(guò)膨脹閥內節流孔節流后迅速膨脹，轉變成低溫、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，蒸發(fā)器設有鼓風(fēng)機，駕駛室內空氣經(jīng)過(guò)鼓風(fēng)機強制通過(guò)蒸發(fā)箱進(jìn)行循環(huán)，駕駛室內的熱量就被吸收，使駕駛室溫度降低。吸熱后氟利昂變成低壓氣態(tài)，通過(guò)管道到達壓縮機并再次被吸入，經(jīng)壓縮機壓縮后進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。如此反復，蒸發(fā)器不斷吸收駕駛室內的熱量，達到制冷效果。

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溫度過(guò)高的問(wèn)題進(jìn)行分析，發(fā)現空調系統內制冷劑壓力偏高、駕駛室內排風(fēng)口風(fēng)速偏慢現象。因此，提出對冷凝器和蒸發(fā)箱結構進(jìn)行改進(jìn)的方案，以此提高空調制冷效果。

(1)冷凝器

存在問(wèn)題一般空調系統的冷凝器安裝在發(fā)動(dòng)機散熱器的前面，由發(fā)動(dòng)機風(fēng)扇吹動(dòng)空氣進(jìn)行冷卻。為了不妨礙發(fā)動(dòng)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的蓋板上。

經(jīng)過(guò)試驗，發(fā)現存在以下3個(gè)問(wèn)題：一是飄落下來(lái)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，導致壓縮機內部壓力偏高；三是由于壓縮機內部壓力偏高，造成壓縮機故障率較高。

改進(jìn)方法根據冷凝器存在的上述問(wèn)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(guò)程中風(fēng)的流動(dòng)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(shí)環(huán)境溫度為37.1-38.6°C，發(fā)動(dòng)機轉速為1823-1839r/min，空調鼓風(fēng)機開(kāi)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(wèn)題改進(jìn)前，該小型旋挖鉆機制冷系統蒸發(fā)器安裝在蒸發(fā)箱內，蒸發(fā)箱內設有串聯(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)現該蒸發(fā)箱存在以下3個(gè)問(wèn)題:一是膨脹閥表面容易結霜；二是駕駛室的前風(fēng)出口和后側左、右風(fēng)口出風(fēng)量小。三是制冷效果差，駕駛室內溫度高。

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(dòng)；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(guò)濾網(wǎng)，以減少灰塵吸入；三是在駕駛室內底板和駕駛室后部增加隔熱棉，以隔絕減小發(fā)動(dòng)機及液壓系統對駕駛室的熱傳遞。

改進(jìn)后我們再次進(jìn)行測試，測試時(shí)的環(huán)境溫度為31.5°C，駕駛室內溫度為19.5°C，環(huán)境與駕駛室溫差達到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。均達到合格水平。從以上測試數據可以看出，空調制冷性能顯著(zhù)提升，各出風(fēng)口的風(fēng)損問(wèn)題不但得到了解決，而且室內的制冷效果也非常好，其他各項指標也都符合改進(jìn)目標值。

從本次改進(jìn)可以看出，提升小型旋挖鉆機的空調制冷性能，從冷凝器的安裝位置以及蒸發(fā)箱的優(yōu)化等方面進(jìn)行設計，在不增加空調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)成果為今后其他設備空調系統的優(yōu)化設計提供了有價(jià)值的參考。