性能特點(diǎn)和作用說(shuō)明

管殼和板翅式機油冷卻器的內部結構分解圖

 

摘要：柴油發(fā)電機組在轉運過(guò)程中，機油流經(jīng)運動(dòng)件的摩擦表面時(shí)吸收了一定的熱量。隨著(zhù)機油的往復循環(huán)，機油溫度會(huì )逐漸升高，若油溫超過(guò)規定值，機油的黏度將嚴重下降并喪失潤滑效果，同時(shí)機油還會(huì )發(fā)生氧化變質(zhì)，所以，柴油機潤滑油路中必須裝配機油冷卻裝置。

 

機油冷卻器的作用是用來(lái)冷卻潤滑油，使機油溫度保持在最有利的溫度范圍內(80~105℃)，以保證潤滑油具有正常的潤滑作用。潤滑油在柴油機高溫區工作時(shí)，吸收了大量的熱量，同時(shí)潤滑油又作為冷卻介質(zhì)用來(lái)冷卻活塞，因此使潤滑油溫度升高，潤滑油粘度下降，還容易氧化變質(zhì)，因此必須及時(shí)降低潤滑油的溫度，以保證柴油機的正常工作。

 

一、管殼式機油冷卻器

 

1、水冷式機油冷卻器

 

水冷式機油冷卻器為圓筒形，內部有黃鋼管、散熱片和隔片組成的芯子。水在芯子的管內流動(dòng)；油在芯子與外殼的夾層流動(dòng)，其基本結構如圖1所示。根據機型和功率的不同，配用不同規格的水冷式機油冷卻器，用戶(hù)在購買(mǎi)配件時(shí)應注意與使用機型相配。

機油冷卻器應定期清洗，在重裝時(shí)，應使封油圈保持平整和位置正確。老化或發(fā)粘了的封油圈應換新，否則會(huì )造成油水混合，導致柴油發(fā)電機組故障。保養時(shí)還要檢查冷卻器芯子是否脫焊、爛穿，必要時(shí)可進(jìn)行焊補或把個(gè)別管子兩端孔口悶死再繼續使用。如冷卻銅管損壞較多，則應更換整個(gè)芯子。在寒冷地區或冬季使用柴油發(fā)電機組時(shí)，應注意停車(chē)后及時(shí)放掉其中的冷卻水或采用防凍冷卻液，以防止冷卻器凍裂。

 

水冷式機油冷卻器結構圖

水冷式機油冷卻器模型圖

 

 

 

2、風(fēng)冷式機油散熱器

 

風(fēng)冷式機油散熱器采用銅制的管片式結構，它限于帶風(fēng)扇冷卻的柴油發(fā)電機組上，安裝在冷卻水的水散熱器后面。柴油發(fā)電機組工作時(shí)，機油流經(jīng)銅管將熱量傳給管壁和散熱片，最后借風(fēng)扇鼓風(fēng)將熱量帶走。用于4、6缸直列型柴油發(fā)電機組的風(fēng)冷式機油散熱器，有兩種規格。

 

 

柴油機型號	4B系列	6B/6C系列
型式	管片式	管片式
總散熱面積（㎡）	5.51	7.78
機油容量（L）	1.41	1.82

 

風(fēng)冷式機油冷卻器模型正視圖

風(fēng)冷式機油冷卻器模型俯視圖

 

二、板翅式機油冷卻器

 

1、板翅式機油冷卻器的結構

 

板翅式機油冷卻器他是由上下板片及中間翅片的單元,并根據發(fā)動(dòng)機功率大小,由若干層單元體釬焊而成的板翅式機油冷卻器總成部件,以滿(mǎn)足所需散熱量的需求。根據翅片在單元體內放置位置和方向，又把翅片分為直流（Z式）和橫流(H式)兩種結構型式。板翅式機油冷卻器單元體內的翅片是該種機油冷卻器的主要結構特征，也是決定這種機油冷卻器熱性能的關(guān)鍵，翅片是沖有類(lèi)似百葉窗口的凸凹形結構，這不僅增加了油側傳熱面積，也增強了機油流動(dòng)時(shí)擾動(dòng)，從而提高了散熱效果。

（1）機冷器“Z”式和“H”式結構的選擇

翅片在單元體內有兩種基本放置位置。一是按直流方向放置的“Z”式，一是按橫流方向放置的“H”式。通過(guò)試驗表明，同一型號的機冷器在相同工況下，“H”式的傳熱效率要比“Z”式高25％一30％，但油側壓差也較“Z”式大30％一40％。因此，究竟選哪種結構為好，要根據柴油機的匹配需要而定。一般原則是：尺寸較長(cháng)的機冷器采用直流型(Z)為宜，這樣一方面可保證其傳熱效果，又不至于使阻力很大。尺寸短的機冷器一般選用橫流結構(H)為好，這樣雖然阻力大一些，但由于機冷器尺寸較短，阻力增加的也不太大，散熱效果卻明顯地提高。尺寸長(cháng)的機冷器由于芯片較長(cháng)，易產(chǎn)生彎曲變形，使芯片間距離不勻，影響水的流動(dòng)，故在長(cháng)尺寸機冷器設計中，上、下板片表面上常沖有若干個(gè)小凸起，這樣就可保證芯片同等距，又增加了板片剛度，保證了水的擾流程度，和冷卻器芯子的工作可靠。

（2）板翅式機油冷卻器材料的選用

目前制造機冷器所使用的材料一般為兩種。一種是板片及翅片均用B19鎳白銅，一種是板片和翅片使用不銹鋼。此外，尚有使用H68黃銅來(lái)做板片和翅片材料的，雖然此種材料傳熱性能均比上二種材料為高，但由于采用價(jià)格昴貴的銀焊料焊接，其強度和耐腐蝕程度又低，所以用的較少。目前用鋁材做板片和翅片材料的設想正在形成，并著(zhù)手研制。這樣，價(jià)格會(huì )大幅度減少。只是耐腐蝕的壽命問(wèn)題有待解決。從經(jīng)濟、焊接及實(shí)用上綜合考慮以采用BI9鎳白銅(銅鎳合金)為最多，次之為不銹鋼。采用鎳白銅的理由是該種材料導熱性能較好，釬焊比較容易，可省去價(jià)格昂貴的銀焊料而采用銅基合金焊料(T2紫銅)焊接。而不銹鋼的傳熱性能不及鎳白銅，且釬焊較困難，但由于其強度高、耐脯蝕，這正是板翅式機冷器所要求的，所以目前采用這種材料的也不少。

（3）板翅式機油冷卻器的缺點(diǎn)

由于是不可拆卸的整體結構，內部又有縱橫交錯的網(wǎng)狀翅片，所以使用時(shí)很容易堵塞。且不易清洗，因此對發(fā)動(dòng)機所用機油及潤滑系統的維護和保養要求較高。

 

板翅式機油冷卻器模型圖

 

 

2、康明斯板翅式機油冷卻器的特點(diǎn)

 

B、C系列柴油機的機油冷卻器蓋和機油濾清器座是連在一起的一個(gè)鑄件。潤滑油壓力調節閥和濾清器旁通閥都安裝在鑄件里面，機油冷卻器為板翹式，各芯片之間、芯片與底板之間的墊片焊在一起。機油冷卻器為內藏式，安裝在缸體水套內，散熱片浸泡在氣缸體水腔中，高溫潤滑油從進(jìn)油孔流入機油冷卻器，各散熱片將熱量傳遞給冷卻液，從而降低潤滑油溫度，以防止由于潤滑油溫度過(guò)高、潤滑不良造成柴油機各部件的損壞。

 

實(shí)際工作中，柴油機的潤滑油壓力隨著(zhù)工作環(huán)境、條件等情況不斷發(fā)生變化，機油壓力調節閥在柴油機冷起動(dòng)時(shí)，可以減小潤滑系統的潤滑油壓力，而當潤滑油溫度升高后，可以調節系統的潤滑油壓力。潤滑油壓力調節閥(調壓閥、回油閥)由彈簧、柱塞(鋼珠)及閥座等組成。當機油壓力小于壓力調節閥的開(kāi)啟壓力時(shí)，調壓閥處于關(guān)閉狀態(tài)。而當潤滑油壓力大于壓力調壓閥的開(kāi)啟壓力時(shí)，調壓閥打開(kāi)，部分潤滑油直接回到油底殼，壓力越大，閥門(mén)開(kāi)度越大，從而保持潤滑油壓力在正常范圍內。

 

康明斯C系列柴油機在機油冷卻器蓋的頂部裝有一個(gè)機油節溫器，當潤滑油溫度在100～115℃時(shí)，該節溫器調節通過(guò)機油冷卻器的潤滑油流量；如果潤滑油溫度低，節溫器打開(kāi)，允許一部分潤滑油直接流向濾清器。當潤滑油溫度升高至115℃時(shí)，節溫器讓潤滑油全部通過(guò)機油冷卻器。該節溫器也裝有一個(gè)壓力調節裝置，當機油冷卻器發(fā)生堵塞時(shí)，該裝置起到旁通閥的作用，可以使潤滑油繞過(guò)冷卻器?？得魉笴系列柴油機的機油冷卻器調壓閥和節溫器的安裝位置。康明斯K系列柴油機機油冷卻器也采用板翅式結構，內置于缸體側面水腔中，結構緊湊，不易破損。但N系列柴油機機油冷卻器采用管束式，置于柴油機排氣管側，由冷卻器芯、殼體、前蓋、后蓋、O形密封圈等構成。

 

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