浅谈液压系统风冷却器的选用与计算方法Word文档格式.docx
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常是小于2.0Mpa,国外同行设计压力多为1.6Mpa,均远小于油
路的最大工作压力。
显然，压力过高会导致换热芯爆裂损坏。
市面上流通的风冷却器产品，设计压力一般分为三级：
1，
1.0Mpa（女口AF系列）；
2，2.0Mpa（女口AH系列）；
3,3.5Mpa。
设计压力1.0Mpa的仅适用于变量叶片泵的泄油冷却。
考虑到液压系统回路压力不稳定以及回油瞬间可能产生的高压脉冲，为确保风冷却器的使用寿命，生产产商强烈推荐----
优先采用独立循环的冷却方式。
独立循环就是风冷却器不再接
到工作液压系统的回路中，而是设置一个单独的冷却回路，即加装一个冷却泵，直接从油箱吸取高温的液压油，经风冷却器冷却后直接送回油箱，这样就可避免回油压力过高而损坏风冷却器了。
独立循环冷却泵的流量通常选取小于液压油容积的三分之一
当需要接于定量泵的回油冷却时，设计人员应考虑到液压
系统中回油压力的不稳性，将风冷却器联接于溢流阀的回油口，
并于风冷却器的进、出油口之间并联一个开启压力0.5Mpa的背
压阀，这是正确使用的方法（见下图示）。
当用于变量泵的泄
油冷却时，由于其压力通常小于1Mpa,只要流量合适，那么直
接接于变量泵泄油口便可以了。
笔者遇到这样一个案例：
一个
客户将一台型号为AH0608TL（适用压力2.0M0pa，流量50L/min）
接于一台快进--工进--快退的工作机上，结果在机械调试的过
程中就发现换热芯漏油，一看油通道爆开了。
该客户原来使用
水冷却器，应用户要求改用风冷却器，由于风冷却器是直接接
于回油路中，并没有加装背压阀，而且系统回油速度很快，回
油产生的脉冲压力过高瞬间就将风冷却器击爆了。
AF1025
H0BDAR风冷式油冷却器安装示意图
独立循环冷却安装方法：
:
」
安装示意图
二适用流量
风冷却器生产商提供的性能参数表中，就有适用流量这一项，常
指静压状态下低粘度液体每分钟的通过量。
在液体流速0.2-0.4m/s
的范围内，风冷却器油通道是不容易爆裂的，故风冷却器适用流量
值是理论的计算结合实际的经验测试综合得出。
对于选用产品的工程师而言，准确的回油流量计算往往较为复杂。
所以，结合油路实际工况，用经验的方法，就简便得多了。
经验计算如下：
风冷却器的工作流量二油泵流量冷由缸有效面积比枝全系数其中：
油缸有效面积比二无杆腔受压面积十有杆腔受压面积（>
1）
安全系数：
1.2〜1.8，常取1.5
如果是多支油缸同时回油，视具体的情况要考虑在内，流量相
应要加大，乘以相应的倍数。
案例一：
已知系统油泵GPY-10（10.06ml/rev）,电机转速
1390rpm,—支工作油缸（液压缸内径50mm活塞杆直径20mm）,求风冷却器的工作流量？
油泵流量=10.06X1390=1398.34ml〜14L/min
无杆腔受压面积=（50/2）Xn=625nmm
有杆腔受压面积=（50/2）2Xn—（20/2）2Xn=525n
2
mm
油缸有效面积比=625nmm2/525nmm2=1.19
安全系数取1.5,则有:
风冷却器的工作流量=14X1.19X1.5注
25L/min
故选用风冷却器的适用流量值大于或等于25L即可，再结合系统的发热功率的大小，选定型号。
需要注意的是，静压（压力基本恒定）状态下，液压油会通过
换热芯所有的油通道，但在有脉冲的情况下，液压油只会通过部分的油通道，形成瞬间压力过高是导致换热芯爆裂的常发原因，这也是
调机时应多加注意的事项。
因此，不能按照风冷却器的工作流量等于油泵的排量来选型。
三换热效率
通俗地说，就是风冷却器的散热效率。
许多用户在选型时，往往选好适用的流量就OK了，然后根据流量值对应的型号，选用一款风
冷却器，这是不全面的。
因为流量满足你的使用要求，并不代表该风冷却器的散热效率也同时满足你的要求。
前面讲到：
一、适用压
力；
三、换热效率。
选用风冷却器时，这三个方
面必须同时满足，才算基本达到你的使用要求。
常有客户打电话问，说我的主油泵才30L/min,而我选了某牌子
的60L/min的风冷却器，怎么油温还降不下来啊
我第一句话
就说那可能是冷却器的散热效率不够，举个例字：
同样是30L/min
主油泵系统，有的电机功率是3kw,有的配5.5kw甚至更大，系统热
损耗当然不同。
另外，就算是电机功率也一样，你的系统工况不一样，有的保压时间长，有的保压时间短，系统的热损耗也不一样，你就要考虑使用的风冷却器的换热效率了。
风冷却器的精确选型方法
方法一：
功率损耗计算法（最精确的方法）测算现有设备的功率损失，
利用测量一定时间内油的温升，从而根据油的温升来计算功率损失。
通常用如下方法求得：
PV=N*C油*p油*V/t/60[KW]PV功率
损
耗[KW]△系统的温升「C]C油当量热容量[KJ/L]，对于矿物油：
1.88KJ/KGKp油油的密度[KG/L]，对于矿物油：
0.915KG/LV油
箱容
量[L]t工作时间[min]
例：
测量某一液压系统在20分钟内油温从20C上升到45C,油箱
容量
为100L。
产生的热功率为：
PV=25*1.88*0.915*100/20/60=
3.58[KW]
然后按系统正常工作的最佳期望油温来计算当量冷却功率：
P01=PV
/
（T1-T2）*nKW/C]P01当量冷却功率T1期望温度T2环境温度
n
安全系数，一般取1.1假如该系统的最佳期望油温为55C,当时的
环境
温度为35CP01=3.58*1.1/（55-35）=1.97[KW/C]最后按当量
冷却功
率来选择所匹配的冷却器。
方法二：
发热功率估算法（最简单的方法）一般取系统总功率的1/3作
为冷却器的冷却器功率。
方法三：
流量计算法（最实用的方法）A.用于回油管路冷却Q=L*S*
S二A1/A2B.用于泻油管路或独立冷却回路冷却Q=L*n式中
Q
冷却器的通过量[L/min]L油泵的吐出量[L/min]S有效面积比A1油缸
无杆腔有效面积A2油缸有杆腔有效面积n安全系数（1.5〜2）,
般取1.8，液压油黏度越大则安全系数越大。
对于需要配置或改装液压冷却系统的机动车辆，计算出液压系统单位
时
间内的热损耗，即系统的发热功率Pv,然后结合你需要的油温期望值
T1，对照风冷却器的当量冷却功率
P1曲线图，选择与之匹与的型号。
这是普遍使用的计算方法。
必须注意，在测定系统单位时间内油的温升时，要区分是否有冷却器
在
工作，该文所指的工况是系统没有冷却器时油的温升。
计算公式：
Pv=P油XVXC油XAT/H,式中：
Pv:
发热功率（W）
P油：
油的密度（常取0.85Kg/L）
V:
油的容积（L）
C油：
液压油的比热容，常取2.15Kj/KgC
AT:
—定时间内油的温升
H:
温升时间（s）
某一液压系统（无冷却器的工况下）在10分钟内油温从30C上升
至45C,液压油的容积为80L。
发热功率计算如下：
Pv=0.85X80X2.15X（45-30）/（10X60）=3.655Kw
已知环境温度T2=30C，最佳油温期望值55C，则当量冷却功率计
算如
下：
P1=PvXn（T1-T2），式中：
P1:
当量冷却功率（w/C）
n：
安全系数，一般取1.1
T1：
油温期望值「C）
T2:
环境温度「C）
故：
P1=3.655X1.1/（55-30）=0.161Kw/C=161w/C
对应主泵流量，依据161w/C的当量冷却功率查曲线图，选取匹配的
风
冷却器。
最方便的另一种散热计算法，是发热功率估算法：
一般取系统总功率
的
1/3〜1/2作为冷却器的散热功率，若工况为长时间保压状态（如夹紧
作
业），则系数最大值推荐2/3。
怎样选择及判断什么样的风冷却器是好的冷却器呢？
怎样使用才能延
长机器的寿命呢？
今天就谈下风冷却器应该怎样选购。
一般来说，选择一款好的风冷却器有以下几种方法：
1.流量计算法2.
发热功率估算法3.功率损耗计算法。
每种方法都有其各自的特点，今
天
就给大家详细介绍一下
方法1:
最实用的方法-流量计算法
A.用于回油管路冷却
Q=L*S*n
S二A1/A2
B.用于泻油管路或独立冷却回路冷却
Q=L*n
式中
Q风冷却器的通过量[L/min]
L油泵的吐出量[L/min]
S有效面积比
A1油缸无杆腔有效面积
A2油缸有杆腔有效面积
n安全系数（1.5〜2），一般取1.8，液压油黏度越大则安全系数越大
方法2:
最简单的方法-发热功率估算法
一般取系统总功率的1/3作为风冷却器的风冷却器功率。
方法3:
最精确的方法-功率损耗计算法
测算现有设备的功率损失，利用测量一定时间内油的温升，从而根据油
的温升来计算功率损失。
PV=AT*C油*p油*V/t/60[KW]
PV功率损耗[KW]
△T系统的温升「C]
C油当量热容量[KJ/L]，对于矿物油：
1.88KJ/KGK
p油油的密度[KG/L]，对于矿物油：
0.915KG/L
V油箱容量[L]
t工作时间[min]
为100L。
产生的热功率为：
PV=25*1.88*
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