水冷和风冷柴油发电机的优缺点

摘要：风冷发电机特征就是结构简易，不需要额外的辅助配件，缸体和缸头上的散热片就可以满足柴油发电机基本的散热需求，但如果持续运行由于散热方式太过单一，所以发电机就存在着热衰状况。水冷发电机这类发电机由于有了新的液体介入散热，所以散热效果比较明显，即便发电机组长时间运转，柴油发电机温度也不会出现较高状况，因此它是散热效果比较出色的一种冷却方式。

图1为柴油发电机强制循环水冷装置示意圈，柴油发电机汽缸盖和汽缸体中都铸有防冻液套。防冻液经水泵5加压以后，经分水管进入汽缸水套内，防锈水在流动的同时吸收汽缸壁的热量，温度升高，然后流入汽缸盖水套，经节温器及散热器进水管进入散热器。与此同时因为风扇的旋转抽吸，空气从散热器芯吹过，使流经散热器芯的防冻液的热量不新散到大气中去，温度降低。最后又经水泵加压后再一次流入机体水套，如此不断循环，柴油发电机得到不断冷却。柴油发电机速度升高，水泵和风扇的速度也随之升高，冷却水的循环加快，风扇流量加大，散热能力加强。为了使多缸柴油发电机前后各缸冷却均匀，通常柴油发电机在缸体水套中设置有分水管或铸出配水室。分水管是一根金属管，沿纵向开有若干出水孔，离水泵越远康明斯发电机型号参数，出水孔越大，这样就可以使前后各缸的冷却强度相近，整机冷却均匀。

如果去掉图1中的水泵5则结构自然循环水冷系统。详细由水套、散热器、节温器、风和连接水管结构，作业时水箱宝在机体水套中受热后，密度降低而上浮，经节温器6流入散热器中，在散热器中冷却后，冷却液密度增大而下降，经进水管回到水套。在柴油发电机工作时，防冻液在冷却系统中靠自然温差来循环。冷却能力偏低，只实用于小型柴油发电机康明斯发电机组公司。

大多数柴油发电机均采用强制循环水冷装置。即利用水泵提升冷却介质的压力。这种冷却装置的体积比自然循环的小得多，而且气缸上下的冷却较均匀。

水冷系统还设置有水温感应器和水温表，水温传感器装配在汽缸盖出水管处，将出水管的水温传给水温表。操作人员可借助水温表随时领会冷却系统的作业情况，正常工作水温一般在80～90℃之间。

柴油发电机使用的冷却水该当是清洁的软水。如果操作硬水，其中的矿物质在发热时沉析出来，附着在管道、水套和散热器芯中生成水垢，减小了散热能力，易使柴油发电机偏热，还会使散热器芯堵死和加载水泵叶轮和泵壳的损伤。

对含矿物质较多的硬水，则需经过软化解决后，方可加入冷却装置操作。硬水软化常载的程序是：在一升水中加入碳酸钠0.5～1.5g，或加入氢氧化钠0.5～0.8g，待生成的杂质沉淀后，取上面的清洗水注入冷却系统中。

在寒冷地区，柴油发电机熄火后若长时间搁置，冷却系统内的水会冻结，致使散热器、汽缸体和气缸盖胀裂。因此，应放掉冷却水。为了避免零件胀裂，减少放水和加水的工作，增加柴油发电机的机动性，可采用冰点低的防冻液作为冷却介质。一般在防冻液中加入适量的乙二醇或酒精，配成防冻液。

用工业乙二醇配成的冷却水与冰点的关系见表2.3，可以看出，随着乙二醇含量的增加，防冻液的冰点减轻，因此可根据不同地区的天气条件来选用乙二醇与水的比例。此外，还因为乙二醇本身的沸点较高（194.7℃），于是它又可以提高冷却水的沸点。例如在密闭的冷却系统内，以防锈水作为水箱宝，其沸点可高于110℃。这对于负荷变化大，水箱宝容易沸腾的工程机械柴油发电机是有利的。

在使用乙二醇配制的水箱宝时，应注意：①乙二醇有毒，切勿用口吸；②乙二醇对橡胶有腐蚀功用；③乙二醇吸水性强，且表面张力小，易渗透，故要求冷却装置密封性好；④操作中切勿混入石油产品，否则会在防锈水中发生大量的泡沫。

图2为风冷柴油发电机冷却系统示意图。冷却风扇位于两排气缸中间，由缸盖、气缸体、机油冷却器、前后挡板和顶盖板等结构风压室。在汽缸盖和汽缸体的背风面设有挡风板，用来调整风量的分配。冷空气经冷却风扇增压后进入风压室，再由风压室流过各个需要冷却的零部件表面。由于各个零部件的通道阻力不同，因此流过的风量有多有少，以保证其适度而可靠的冷却。

 冷却风扇有轴流式和径流式两种。多缸风冷柴油发电机采用轴流式。图3所示为前置静叶轮轴流压风式风扇的结构图康明斯发电机中国官网。风冷风扇具体由静叶轮和动叶轮两部分构成。静叶轮为铝合金精密压铸件，静叶轮毂内装液力耦合器。动叶轮与风扇外壳之间的间隙很小，以提升风扇效率。动叶片与静叶片的端面均为翼形。风扇的传动如图4所示，由柴油发电机容量输出端主轴齿轮经凸轮轴传动齿轮、燃油泵传动齿轮、增速齿轮和、连接轴、一对变速齿轮和、胶辊联轴器，最后传到液力耦合器的泵轮，再由泵轮耦合到涡轮和风扇动叶轮。

为了保持柴油发电机在不同工况下都能在较适宜的温度下正常工作，需对其冷却强度随时进行调节。一种能随负荷变化自动调节柴油发电机冷却强度的装置如图5所示。

 机油泵将机油盘内的机油泵入主油道，通过外接油管引入温控阀，再经温控阀出口引入液力耦合器。温控阀装在排气管上，直接感知排气温度的变化。

当负载增加时，排气温度升高，温控阀开度增大，进入液力耦合器的油量增多，风扇速度增高，风量增加，冷却强度增强；反之，当负载减轻时，冷却强度随之减弱。自动调节系统能够根据柴油发电机负荷的变化，自动调节冷却风量，使柴油发电机始终保持在较佳状态。

iii.因其作业温度偏高，缸套的平均温度通常为150～180℃，柴油发电机与空气之间传热温差较大，风冷系统的散热能力对大气温度变化不敏感。因此，风冷柴油发电机在严寒、酷热和缺水地区使用具有很大的优越性。

V.因为没有水套吸音，再加上高速风扇的噪声以及散热片和导风系统震动的噪音，运行时风冷柴油发电机噪声较大。

vi.因为金属与空气的传热系数大大低于金属与水的传热系数，风冷柴油发电机热负荷偏高，不如水冷柴油发电机作业可靠。