东莞发电机维保_柴油发电机冷却装置结构、机理和大小循环路线图

摘要：柴油发电机冷却装置的主要作用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证柴油发电机在较适宜的温度状态下工作。冷却装置按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷，如果把柴油发电机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷装置，而把这些热量先传给防冻液，然后再散入大气而进行冷却的装备称为水冷装置。由于水冷装置冷却均匀，效果好，而且柴油发电机运行噪声小，目前柴油发电机上广泛采用的是水冷装置。

      柴油发电机工作期间，汽缸内燃烧温度高达1800～2000℃，瞬时温度高达3000℃。燃烧所发生的热量只有一部分转化为机械功，使柴油发电机运行并对外输出做功；另一部分热量被排出的废气带走；还有一部分热量（约占燃烧热量的三分之一）经各种传热方法传给康明斯发电机组件，其水箱宝循环路径如图2所示。此外，特别是直接与燃烧气体接触的汽缸盖、活塞、气缸套和气门等零件，使之强烈受热，若不及时加以冷却或冷却不足，危害如下：

但如果装置的冷却能力过强，亦会影响柴油发电机的工作性能。润滑油有可能被燃油稀释（因缸壁过冷，可燃混合气体在缸壁冷凝并聚集，冲刷汽缸壁上的润滑油膜，未蒸发的燃油经汽缸壁流到机油盘，稀释润滑油），恶化混合气体形成和燃烧，增加润滑油粘度和摩擦容量，造成零件间的损伤加剧、摩擦损失增加、柴油发电机工作粗暴。另外。通过冷却系统带走的热量是燃油燃烧发生的热量，一般约占燃烧热量的20%～30%，这是一种损失。冷却强度过量，散热损失增加，会减轻柴油发电机的经济性。

      因此，柴油发电机过冷或过热（即柴油发电机冷却系统冷却能力过强或过弱）都会对柴油发电机的经济性、动力性、工作可靠性带来不利的危害。冷却装置的作用是用来保证柴油发电机在较适宜的温度状态下作业（一般以气缸盖中防锈水的温度保持在80～90℃为宜）。启动时，应能使柴油发电机尽快加热到正常作业温度，并能在随后的工作中保持这一温度。

      柴油发电机冷却系统为强制循环水冷系统，即利用水泵提高冷却水的压力，强制防锈水在柴油发电机中循环流动。这种装置包括水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水箱、柴油发电机缸体水套和气缸盖中的水套以及其他附加装置等，是冷却液在冷却装置中的循环路径。防冻液在水泵中增压后，进入柴油发电机的缸体水套。防冻液从水套壁周围流过并从水套壁吸热而升温。然后向上流入汽缸盖水套，从汽缸盖水套壁吸热之后流经节温器。

在发电机组运行或冷却风扇工作时，空气从散热器周围高速流过以增强对防冻液的冷却，使柴油发电机温度保持在作业范围内。冷却装置改良了燃烧室的冷却而允许柴油发电机有过高的压缩比，从而可以提升柴油发电机的热效率和功率。

      散热器也称之为冷却液箱，详细由进水室、出水室及散热器芯等三部分构造，外观模拟图如图3、图4所示。水箱宝在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过。热的防冻液由于向空气散热而变冷，冷空气则由于吸收冷却水散出的热星而升温，所以散热器是相当于一个热交换器。

节温器是控制冷却水流动路径的阀门。它根据防锈水温度的高低，打开或者关闭防冻液通向散热器的通道。

如图6所示，当冷却液温度达到92℃时，节温器打开，即通向散热器的管路被打开，通向机体水泵入口的旁通管路被关闭，防锈水经过散热器进水软管流入散热器。在散热器中水箱宝向流过散热器周围的空气散热而降温，最后防冻液经散热器出水软管返回水泵，如此循环不止，称为大循环。 

      冷却水是纯净水、防冻液和冷却系统添加剂DCA4的混合物，主要比例为50%的纯净水，50%的水箱宝和0.5单位/升DCA4。冷却液必须使用纯净水，否则将在柴油发电机水套中发生水垢，使传热受阻，易造成柴油发电机偏热。纯净水在0℃时结冰。如果柴油发电机冷却装置中的水结冰，将使防锈水终止循环致使柴油发电机太热。尤其严重的是水结冰时体积膨胀，可能将机体、缸盖和散热器胀裂。为了适应冬天运转的需要，在纯净水中加入防冻剂制成冷却液以防范循环冷却水的冻结。

      较常用的防冻剂是乙二醇。冷却液中水与乙二醇的比例不一样，其冰点也不同。50%的水与50%的乙二醇混合而成的防冻液，其冰点约为-35.5℃。在水中加入防冻剂还同时提高了冷却水的沸点。例如，含50%乙二醇的冷却液在大气压力下的沸点是107℃。因此，防冻剂有避免水箱宝过早沸腾的作用。防冻剂中一般含有防锈剂和泡沫抑制剂。防锈剂可延缓或阻止柴油发电机水套壁及散热器的锈蚀或腐蚀。防冻液中的空气在水泵叶轮的搅动下会产生很多泡沫，这些泡沫将妨碍水套壁的散热。泡沫抑制剂能有效地抑制泡沫的发生。

      冷却液由水、防冻剂和各种添加剂构成。（1）水

      水是冷却水的重要构造成分，这不仅是因为水具有良好的导热性和较大的比热容，而且一些防冻剂如乙二醇只有在配成一定比例的水溶液时才能充分发挥其防冻功用。

      防冻液含有大量的水，水的冰点是0℃。在严冬，温度低于0℃时，水箱宝结冰将故障冷却装置，因此，需要加入防冻剂以减少防冻液的冰点。

      为了使防冻液性能指标达到使用方式，确保柴油发电机冷却系统正常作业，常在冷却水中加入缓蚀剂、缓冲剂、防垢剂、消泡剂、着色剂等添加剂。

      添加剂中，缓蚀剂的作用是防范或延缓柴油发电机冷却系统金属零部件的腐蚀；缓冲剂的功能是使冷却液维持一定的PH值，避免水箱宝过度酸化而具有较强的腐蚀性，以保证冷却系统各金属零部件更好的工作；防垢剂的用途是防止水垢形成而危害冷却系统的散热效果；消泡剂的作用是降低泡沫的发生，以免因泡沫影响传热效率；着色剂的功用是使水箱宝具有醒目的颜色，在冷却系统发生故障时容易辨识渗漏位置。

      水箱宝的分类途径很多，一般按基础液型号、缓蚀剂结构、运用柴油发电机的负荷三种策略进行类型。（1）按基础液规格类别

      这种冷却水的基本液是氯化钙、氯化钠、三氯化铁等无机盐。由于冷却液中的氯离子对铸铁、黄铜等金属具有严重的腐蚀性，目前已经很少操作。

      这种防锈水的基本液是甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇等醇类。因乙二醇不仅具有优良的减少冰点的效果，同时具有沸点高、黏度适中、性能稳定、毒性低等特征而广泛操作，目前在用的绝大部分冷却液是乙二醇型水箱宝。丙二醇也具有优良的减小冰点的效果，并且毒性更小，对环境污染小，但由于价格高，以前很少操作，近年来，随着人们环境保护意识的提升，丙二醇型防锈水在一些发达国家的操作量在逐渐增加。

      这种防冻液的缓蚀剂具体是无机盐。无机盐缓蚀剂的消耗速度较快，防冻液在柴油发电机运行300小时后，需要添加新的缓蚀剂。

      这种防冻液的缓蚀剂主要是有机酸。有机酸缓蚀剂的消耗转速很慢，防冻液的使用时限长。

      柴油发电机通常布置时考虑到了许多要素，如柴油发电机内部摩擦的降低康明斯控制器、柴油发电机冷却效果的提高、排放标准的严格要求。但是若是部件出现异样，导致柴油发电机会处在发烫、高压和高速的运动状态，可能会给柴油发电机本身和其他柴油发电机部件等带来极大的压力和故障。因此，在日常操作中，柴油发电机需要按照准确的方式使用和保养。柴油发电机润滑剂的品质、刻蚀剂的操作量和柴油发电机的维保状况，都会直接影响到柴油发电机的寿命和性能。为了预防柴油发电机损坏，操作和保养正常的柴油发电机是必要的。