性能特點和作用說明

管殼和板翅式機油冷卻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分解圖

 

摘要：柴油發(fā)電機組在轉(zhuǎn)運過程中，機油流經(jīng)運動件的摩擦表面時吸收了一定的熱量。隨著機油的往復(fù)循環(huán)，機油溫度會逐漸升高，若油溫超過規(guī)定值，機油的黏度將嚴(yán)重下降并喪失潤滑效果，同時機油還會發(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冷卻潤滑油，使機油溫度保持在最有利的溫度范圍內(nèi)(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(qū)工作時，吸收了大量的熱量，同時潤滑油又作為冷卻介質(zhì)用來冷卻活塞，因此使?jié)櫥蜏囟壬?，潤滑油粘度下降，還容易氧化變質(zhì)，因此必須及時降低潤滑油的溫度，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(nèi)部有黃鋼管、散熱片和隔片組成的芯子。水在芯子的管內(nèi)流動；油在芯子與外殼的夾層流動，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。根據(jù)機型和功率的不同，配用不同規(guī)格的水冷式機油冷卻器，用戶在購買配件時應(yīng)注意與使用機型相配。

機油冷卻器應(yīng)定期清洗，在重裝時，應(yīng)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(yīng)換新，否則會造成油水混合，導(dǎo)致柴油發(fā)電機組故障。保養(yǎng)時還要檢查冷卻器芯子是否脫焊、爛穿，必要時可進行焊補或把個別管子兩端孔口悶死再繼續(xù)使用。如冷卻銅管損壞較多，則應(yīng)更換整個芯子。在寒冷地區(qū)或冬季使用柴油發(fā)電機組時，應(yīng)注意停車后及時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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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，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(guī)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(jié)構(gòu)

 

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(jù)發(fā)動機功率大小,由若干層單元體釬焊而成的板翅式機油冷卻器總成部件,以滿足所需散熱量的需求。根據(jù)翅片在單元體內(nèi)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(jié)構(gòu)型式。板翅式機油冷卻器單元體內(nèi)的翅片是該種機油冷卻器的主要結(jié)構(gòu)特征，也是決定這種機油冷卻器熱性能的關(guān)鍵，翅片是沖有類似百葉窗口的凸凹形結(jié)構(gòu)，這不僅增加了油側(cè)傳熱面積，也增強了機油流動時擾動，從而提高了散熱效果。

（1）機冷器“Z”式和“H”式結(jié)構(gòu)的選擇

翅片在單元體內(nèi)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(cè)壓差也較“Z”式大30％一40％。因此，究竟選哪種結(jié)構(gòu)為好，要根據(jù)柴油機的匹配需要而定。一般原則是：尺寸較長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(jié)構(gòu)(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。尺寸長的機冷器由于芯片較長，易產(chǎn)生彎曲變形，使芯片間距離不勻，影響水的流動，故在長尺寸機冷器設(shè)計中，上、下板片表面上常沖有若干個小凸起，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(shè)想正在形成，并著手研制。這樣，價格會大幅度減少。只是耐腐蝕的壽命問題有待解決。從經(jīng)濟、焊接及實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(dǎo)熱性能較好，釬焊比較容易，可省去價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

由于是不可拆卸的整體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部又有縱橫交錯的網(wǎng)狀翅片，所以使用時很容易堵塞。且不易清洗，因此對發(fā)動機所用機油及潤滑系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)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

 

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鑄件。潤滑油壓力調(diào)節(jié)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(nèi)藏式，安裝在缸體水套內(nèi)，散熱片浸泡在氣缸體水腔中，高溫潤滑油從進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高、潤滑不良造成柴油機各部件的損壞。

 

實際工作中，柴油機的潤滑油壓力隨著工作環(huán)境、條件等情況不斷發(fā)生變化，機油壓力調(diào)節(jié)閥在柴油機冷起動時，可以減小潤滑系統(tǒng)的潤滑油壓力，而當(dāng)潤滑油溫度升高后，可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)的潤滑油壓力。潤滑油壓力調(diào)節(jié)閥(調(diào)壓閥、回油閥)由彈簧、柱塞(鋼珠)及閥座等組成。當(dāng)機油壓力小于壓力調(diào)節(jié)閥的開啟壓力時，調(diào)壓閥處于關(guān)閉狀態(tài)。而當(dāng)潤滑油壓力大于壓力調(diào)壓閥的開啟壓力時，調(diào)壓閥打開，部分潤滑油直接回到油底殼，壓力越大，閥門開度越大，從而保持潤滑油壓力在正常范圍內(nèi)。

 

康明斯C系列柴油機在機油冷卻器蓋的頂部裝有一個機油節(jié)溫器，當(dāng)潤滑油溫度在100～115℃時，該節(jié)溫器調(diào)節(jié)通過機油冷卻器的潤滑油流量；如果潤滑油溫度低，節(jié)溫器打開，允許一部分潤滑油直接流向濾清器。當(dāng)潤滑油溫度升高至115℃時，節(jié)溫器讓潤滑油全部通過機油冷卻器。該節(jié)溫器也裝有一個壓力調(diào)節(jié)裝置，當(dāng)機油冷卻器發(fā)生堵塞時，該裝置起到旁通閥的作用，可以使?jié)櫥屠@過冷卻器?？得魉笴系列柴油機的機油冷卻器調(diào)壓閥和節(jié)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(jié)構(gòu)，內(nèi)置于缸體側(cè)面水腔中，結(jié)構(gòu)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(cè)，由冷卻器芯、殼體、前蓋、后蓋、O形密封圈等構(gòu)成。

 

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