新聞主題	柴油發(fā)電機自然和強制循環(huán)冷卻系統的區別

柴油發(fā)電機運轉時(shí)氣缸內的燃燒溫度達到1800℃到2000℃，瞬時(shí)溫度高達3000℃，與高溫燃氣相互接觸的零件（如缸蓋，活塞，氣缸，氣閥，噴油器等）受到強烈的加熱，如不加以適當的冷卻，發(fā)動(dòng)機會(huì )過(guò)熱，充氣系數下降，燃燒不正常，發(fā)生早燃和爆燃現象，與高溫接觸零件過(guò)熱，導致材料機械性能降低，和產(chǎn)生嚴重的熱應力，導致變形和裂紋。另外溫度過(guò)高會(huì )使得機油變質(zhì)，燒損和結焦失去潤滑性能，破壞潤滑油膜，零件的摩擦和磨損加劇，從而導致發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性，可靠性，經(jīng)濟性，耐久性，全面惡化。

一、設置冷卻系統的意義

 

發(fā)動(dòng)機是發(fā)電機組的動(dòng)力源，它將燃料燃燒所釋放出的熱能裝化成為驅動(dòng)發(fā)電機而產(chǎn)生電能，其工作可靠性在很大程度上決定著(zhù)發(fā)電機組有效而可靠的工作，而影響柴油發(fā)電機工作可靠性和耐久性的重要因素之一就是熱負荷，如果柴油發(fā)電機零部件受溫度過(guò)高超出材料的受熱極限，將直接導致柴油發(fā)電機零件受到損壞。因此，柴油發(fā)電機受熱部件的適度冷卻是極其重要的。

 

 

良好的冷卻系統不僅能保證發(fā)動(dòng)機正常工作，而且能夠提高發(fā)動(dòng)機的使用壽命，減少受熱零部件的熱損耗，這也減少了維修和更換受熱部件的費用，間接的降低了發(fā)電機組的維修成本，而良好的冷卻系統也提高了發(fā)電機組的發(fā)電質(zhì)量。

 

如果系統的冷卻能力過(guò)強，機油被燃油稀釋?zhuān)匆蚋妆谶^(guò)冷，可燃混合氣體在缸壁冷凝并聚集，沖刷缸筒上的潤滑油膜，未蒸發(fā)的燃油經(jīng)缸壁流到油底殼，稀釋機油），同時(shí)惡化混合氣體形成及燃燒，增加機油粘度和摩擦效率，造成零件間的磨損加劇，摩擦損失增加，柴油發(fā)電機工作粗暴，另外通過(guò)冷卻系統帶走的熱量是燃油燃燒的熱量，一般約占燃燒熱量的20%-30%，這是一種損失，如果冷卻過(guò)強，散熱損失增加，會(huì )降低發(fā)動(dòng)機的經(jīng)濟性。

 

因此發(fā)動(dòng)機過(guò)冷或者過(guò)熱（即發(fā)動(dòng)機冷卻能力過(guò)強或者過(guò)弱）都會(huì )對發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性，經(jīng)濟性，工作可靠性帶來(lái)不利的影響。因此設計良好的冷卻系統，能夠保證發(fā)動(dòng)機始終處于最適宜的溫度下工作，已獲得較高的發(fā)動(dòng)機經(jīng)濟性能，動(dòng)力性能，工作可靠性指標等。

 

冷卻系統的功用就是使發(fā)動(dòng)機在各種工況下都保持在適當的溫度范圍內，冷卻系統既要防止發(fā)動(dòng)機過(guò)熱，又要防止冬季發(fā)動(dòng)機過(guò)冷，在冷態(tài)下的發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)之后，冷卻系統還要保證發(fā)動(dòng)機迅速升溫，盡快達到正常的工作溫度。

二、冷卻方式

柴油發(fā)電機水冷卻方式是用水作為冷卻介質(zhì)，將柴油發(fā)電機受熱零件的熱量傳遞出去。這種冷卻方式具有冷卻比較均勻、可使柴油發(fā)電機穩定在最有利的水溫下工作、運轉時(shí)噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，所以目前絕大多數柴油發(fā)電機采用的是水冷式冷卻系統。根據冷卻水在柴油發(fā)電機中進(jìn)行循環(huán)的方法不同，可分為自然循環(huán)冷卻和強制循環(huán)冷卻兩類(lèi)。

1、自然循環(huán)冷卻

自然循環(huán)冷卻是利用水的密度隨溫度變化的特性，以產(chǎn)生自然對流，使冷卻水在冷卻系統中循環(huán)流動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單，維護方便；缺點(diǎn)是水循環(huán)緩慢，冷卻不均勻，柴油發(fā)電機下部水溫低，上部水溫高，局部地方由于冷卻水循環(huán)強度不夠而可能產(chǎn)生過(guò)熱現象。并且自然循環(huán)冷卻系統要求水箱容量較大，故只在小型柴油發(fā)電機上采用。自然循環(huán)冷卻可分為蒸發(fā)式、冷凝器式和熱流式三種。

（1）蒸發(fā)式水冷系統利用水的蒸發(fā)帶走柴 油機的熱量，雖然結構簡(jiǎn)單，但耗水量大。

（2）冷凝式是指冷卻水蒸發(fā)后收集到冷凝器里面重新凝結成水，回注入水箱，循環(huán)利用冷卻水。

（3）對流式散熱器的室內溫度更均勻、人體感覺(jué)舒適而且對流散熱器表面溫度接近人體體溫，避免了可能發(fā)生的接觸性燙傷。

2、強制循環(huán)冷卻

強制循環(huán)冷卻是利用水泵使水在柴油發(fā)電機中循環(huán)流動(dòng)。強制循環(huán)冷卻系統可分為開(kāi)式和閉式兩種。在開(kāi)式強制循環(huán)冷卻系統中，冷卻介質(zhì)直接與大氣相通，冷卻系統內的蒸汽壓力總保持為外界大氣壓，其消耗水量比較多。而在閉式強制循環(huán)冷卻系統中，水箱蓋上安裝了一個(gè)空氣一蒸汽閥，冷卻介質(zhì)與外界大氣不直接相通，水在密閉系統內循環(huán)，冷卻系統的蒸汽壓力稍高于大氣壓力，水的沸點(diǎn)可以提高到100℃以上。其優(yōu)點(diǎn)是可提高柴油發(fā)電機的進(jìn)、出水口水溫，使冷卻水溫差小，能穩定柴油發(fā)電機工作溫度和提高其經(jīng)濟性；與此同時(shí)，還能提高散熱器的平均溫度，從而縮小散熱面積，減少水的消耗量，并可縮短機油預熱時(shí)間。其缺點(diǎn)是冷卻系統零部件的耐壓要求較高。這種冷卻方式目前應用最為廣泛。

柴油發(fā)電機的汽缸體和汽缸蓋中都鑄造有水套。冷卻液經(jīng)水泵加壓后，經(jīng)分水管進(jìn)入機體水套內，冷卻液在流動(dòng)的同時(shí)吸收汽缸壁的熱量并使自身的溫度升高，然后流入汽缸蓋水套，在此吸熱升溫后經(jīng)節溫器及散熱器進(jìn)水管進(jìn)人散熱器中。與此同時(shí)，由于風(fēng)扇的旋轉抽吸，氣從散熱器芯吹過(guò)，流經(jīng)散熱器芯的冷卻液熱量不斷地散發(fā)到大氣中去，使水溫降低。冷卻的水流到散熱器底部后，又經(jīng)水泵加壓后再一次流入缸體水套中，如此不斷地循環(huán)，柴油發(fā)電機就不斷地得到冷卻。當水溫高于節溫器的開(kāi)啟溫度時(shí)，回水進(jìn)人散熱水箱進(jìn)行冷卻，完成水循環(huán)，這種循環(huán)通常稱(chēng)為大循環(huán)；當水溫低于節溫器開(kāi)啟溫度時(shí)，回水便直接流入水泵進(jìn)行循環(huán)，這種循環(huán)通常稱(chēng)為小循環(huán)。

柴油發(fā)電機轉速升高，水泵和風(fēng)扇的轉速也隨之升高，則冷卻液的循環(huán)加快，扇風(fēng)量加大，散熱能力就增強。為了使多缸機前后各缸冷卻均勻，一般柴油發(fā)電機在缸體水套中設置有分水管或鑄出配水室。分水管是一根金屬管，沿縱向開(kāi)有若干個(gè)出水孔，離水泵愈遠處，出水孔愈大，這樣就可以使前后各缸的冷卻強度相近，整機冷卻均勻。

 

強制自循環(huán)冷卻系統結構圖

 

3、其他配置

（1）水冷系統還設置有水溫傳感器和水溫表。水溫傳感器一般安裝在汽缸蓋出水管處，將出水管處的水溫傳給水溫表。操作人員可借助水溫表隨時(shí)了解冷卻系統的工作情況。

（2）為了防止和減輕冷卻水中的雜質(zhì)對發(fā)動(dòng)機的腐蝕作用，如康明斯N855型柴油發(fā)電機在冷卻系統中還設有防腐裝置。在防腐裝置的外殼中裝有用鎂板夾緊著(zhù)包有離子交換樹(shù)脂的零件。其作用是由金屬鎂作為化學(xué)反應的金屬離子的來(lái)源，當冷卻水流經(jīng)防腐裝置的內腔時(shí)，水中的碳酸根離子便和金屬離子形成碳酸鎂而沉淀，在該裝置中被濾去，從而減小了冷卻水對發(fā)動(dòng)機水套及冷卻系統各部件的腐蝕。

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