柴油发电机冷却系统构造、原理和大小循环路线图

　　摘要：柴油发电机冷却系统的具体用途是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证柴油发电机在最适宜的温度状态下作业。冷却系统按照冷却介质不一样可以分为风冷和水冷，如果把柴油发电机中发烫零件的热量直接散入大气而进行冷却的机构称为风冷系统，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置称为水冷机构。由于水冷装置冷却均匀，效果好，而且柴油发电机运转噪音小，目前柴油发电机上广泛采用的是水冷机构。

　　      柴油发电机作业期间，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）经各种传热程序传给康明斯发电机组件，其防冻液循环路径如图2所示。此外，特别是直接与燃烧气体接触的气缸盖、活塞、汽缸套和气门等零件，使之强烈受热，若不及时加以冷却或冷却不足，影响如下：

　　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，冲刷气缸壁上的润滑油膜，未蒸发的燃油经气缸壁流到机油盘，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。通过冷却装置带走的热量是燃油燃烧发生的热量，通常约占燃烧热量的20%～30%，这是一种损失。冷却强度过量，散热损失增加，会减少柴油发电机的经济性。

　　      因此，柴油发电机过冷或太热（即柴油发电机冷却装置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影响。冷却装置的作用是用来保证柴油发电机在最适宜的温度状态下作业（一般以汽缸盖中防冻液的温度保持在80～90℃为宜）。启动时，应能使柴油发电机尽快加热到正常工作温度，并能在随后的工作中保持这一温度。

　　      柴油发电机冷却机构为强制循环水冷系统，即利用水泵提升防锈水的压力，强制防锈水在柴油发电机中循环流动。这种系统包括水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水箱、柴油发电机机体水套和气缸盖中的水套以及其他附加装置等，是冷却液在冷却系统中的循环路径。防冻液在水泵中增压后，进入柴油发电机的机体水套。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作业时，空气从散热器周围高速流过以提高对水箱宝的冷却，使柴油发电机温度保持在作业范围内。冷却系统改善了燃烧室的冷却而允许柴油发电机有偏高的压缩比柴油发电机组型号及参数，从而可以增强柴油发电机的热效率和容量。

　　      散热器也称之为防冻液箱，主要由进水室、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。防锈水在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过。热的冷却水由于向空气散热而变冷，冷空气则由于吸收防冻液散出的热星而升温，所以散热器是相当于一个热交换器。

　　节温器是控制防锈水流动路径的阀门。它根据防冻液温度的高低，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。在散热器中冷却液向流过散热器周围的空气散热而降温，最后冷却水经散热器出水软管返回水泵，如此循环不止，称为大循环。 

　　      防锈水是纯净水、冷却水和冷却装置添加剂DCA4的混合物，主要比例为50%的纯净水，50%的防冻液和0.5单位/升DCA4。防锈水必须使用纯净水，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系统中的水结冰，将使冷却水终止循环导致柴油发电机偏热。尤其严重的是水结冰时体积膨胀，可能将缸体、缸盖和散热器胀裂。为了适应冷天运行的需要，在纯净水中加入防冻剂制成水箱宝以避免循环冷却水的冻结。

　　      最常载的防冻剂是乙二醇。防锈水中水与乙二醇的比例不同，其冰点也不同500kw柴油发电机参数。50%的水与50%的乙二醇混合而成的冷却液，其冰点约为-35.5℃。在水中加入防冻剂还同时增强了防冻液的沸点。例如，含50%乙二醇的冷却水在大气压力下的沸点是107℃。因此，防冻剂有防范冷却水过早沸腾的功用。防冻剂中通常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。冷却水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产生。

　　      防冻液由水、防冻剂和各种添加剂构成。（1）水

　　      水是冷却水的重要构成成分，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。

　　      冷却液含有大量的水，水的冰点是0℃。在寒冬，温度低于0℃时，水箱宝结冰将损坏冷却装置，因此，需要加入防冻剂以减小水箱宝的冰点。

　　      为了使水箱宝性能指标达到操作要点柴油发电机排名前十，确保柴油发电机冷却系统正常作业，常在防冻液中加入缓蚀剂、缓冲剂、防垢剂、消泡剂、着色剂等添加剂。

　　      添加剂中，缓蚀剂的功能是预防或延缓柴油发电机冷却机构金属零部件的腐蚀；缓冲剂的用途是使防锈水维持一定的PH值，防范防锈水过大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作业；防垢剂的功用是防范水垢形成而危害冷却机构的散热效果；消泡剂的用途是减小泡沫的产生，以免因泡沫危害传热效率；着色剂的功用是使冷却液具有醒目的颜色，在冷却系统发生损坏时容易辨认渗漏位置。

　　      冷却液的类别办法很多，通常按基础液规格、缓蚀剂构成、应用柴油发电机的负载三种步骤进行分类。（1）按基础液型号分类

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

　　      这种冷却液的基础液是甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇等醇类。因乙二醇不仅具有优良的降低冰点的效果，同时具有沸点高、黏度适中、性能稳定、毒性低等特点而广泛使用，目前在用的绝大部分冷却水是乙二醇型防锈水。丙二醇也具有优良的减轻冰点的效果，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高，丙二醇型防锈水在一些发达国家的使用量在逐渐增加。

　　      这种防锈水的缓蚀剂具体是无机盐。无机盐缓蚀剂的消耗转速较快，冷却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详细是有机酸。有机酸缓蚀剂的消耗速度很慢，防锈水的使用年限长。

　　      柴油发电机一般布置时考虑到了许多要素，如柴油发电机内部摩擦的减少、柴油发电机冷却效果的增强、排放要点的严格要点。但是若是部件出现不正常，致使柴油发电机会处在过热、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，在平日操作中，柴油发电机需要按照正确的方式使用和维保。柴油发电机润滑剂的质量、刻蚀剂的使用量和柴油发电机的保养状况，都会直接影响到柴油发电机的寿命和性能。为了防范柴油发电机故障，操作和维护正常的柴油发电机是必要的。