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使用說明書 |
柴油發電機組的冷卻系統組成和作用 |
柴油機冷卻系統的主要工作是將熱量散發到空氣體中，防止發動機過熱。但是如果發動機變冷，會加速零部件的磨損，從而降低發動機的效率，排放更多的污染物。因此，冷卻系統的另一個重要功能是盡快加熱發動機并使其保持恒溫。閉式水循環冷卻系統的主要部件有水泵、散熱水箱、風扇、水溫調節裝置和水溫表等。
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柴油機水箱散熱器位置圖 |
一、水泵
水泵是強制循環水冷卻系統所需動力的來源，其作用是使冷卻水產生一定的壓力，壓入柴油發電機各冷卻部位，保證柴油發電機運行時冷卻水不斷循環。在柴油發電機上廣泛采用離心式水泵，其分為封閉式、半封閉式、開放式結構。
圖1 離心水泵的分類
離心式水泵由泵殼、葉輪、水泵軸和防漏裝置等組成。泵殼上有進、出水管，中間裝有葉輪。
當葉輪在泵殼內旋轉時，產生離心力，泵殼內的水在離心力的作用下，被甩向泵殼的內壁，流到出水管，然后進人缸體水套，同時葉輪中心部分形成低壓，冷卻水從進水管吸人補充。離心式水泵具有結構簡單、排水量大、體積小，而且工作時發生故障或損壞時仍不妨礙水的自然循環等特點，因而得到廣泛應用。
下面圖2所示為柴油發電機離心力水泵的結構。它裝在柴油發電機右列前端，由齒輪傳動。
圖2 離心水泵結構圖
二、散熱水箱
散熱水箱又稱散熱器，是閉式水冷卻系統不可缺少的主要部件之一。它的作用是將冷卻水從受熱零件吸收的熱量傳給空氣，然后散到大氣中去，以降低冷卻水的溫度。
1、工作原理
散熱水箱由上水槽（室）、散熱芯部、下水槽（室）水箱蓋及兩邊支撐架等組成。柴油發電機工作時，上下水槽分別用來貯存熱、冷水，起散熱作用的是芯部。從汽缸蓋流出的冷卻水進入上水槽，再通過芯部銅管下流過程中，將熱量傳給空氣，冷卻后的水進入下水槽，然后流入水泵進行循環。
2、散熱芯部的型式與結構
散熱芯部通常有管片式和管帶式兩種，對它們的要求是應有足夠的散熱面積和良好的導熱性能。
（1）散熱水箱管片式芯部結構
它由扁銅管和散熱片組成，扁銅管平行均勻地排列，散熱片緊密地套裝在銅管上，以擴大其散熱面積。冷卻水在扁銅管內流過，將熱量傳給鋼管和散熱片。同時，風扇旋轉使空氣從管和做熱片的間隙中吹過，將熱量帶走，水溫下降。
（2）散熱水箱管帶式芯部結構
它由扁銅管和波紋狀散熱帶組成。扁銅管平行均勻地排列，波紋狀散熱帶焊接在扁銅管之間。其散熱機理與管片式類同，不再贅述。
管片式與管帶式兩者比較，前者散熱面積大，對氣流阻力小，結構剛度好，耐高壓不易破裂，但制造工藝較復雜；后者結構剛度較前者差，空氣阻力也較大，但制造工藝較簡單，散熱性能優于前者。
3、散熱水箱蓋的結構
為了防止水溫升高時產生水蒸汽，使散熱水箱內壓力升高，或因水溫降低水蒸汽凝固及水量減少時散熱水箱內壓力過低而影響冷卻系統正常工作，因此，在散熱水箱加水口上常裝有空氣——蒸汽閥的水箱。它由蒸汽閥、空氣閥和蓋子組成。蒸汽閥的作用是減少冷卻水的消耗。
當柴油發電機工作時，隨著冷卻水溫逐漸升高，系統內的壓力逐慚增大，水箱內的蒸汽壓力超過（25～36）kPa時，水箱蓋內的大彈簧被壓縮，蒸拽閥開啟，水蒸汽從泄汽管排出，避免箱內壓力過高。當系統內壓力降到一定值時，蒸汽閥新關閉。當柴油發電機停機時，由于冷卻水的消耗和蒸汽冷卻凝結的緣故，便系統內的壓力降低到低于外界大氣壓力（10～12）kPa時，空氣壓開空氣閥進入水箱，因此，使水箱內外壓力保持平衡，避免水箱脹壞或水管吸癟。
圖3 水箱蓋結構圖
三、冷卻風扇
風扇的作用是增加通過熱水箱的風速和風量，以提高熱水箱的散熱能力。柴油發電機上通常采用單級軸流式風扇。它具有結構緊湊、風量較大、效率較高等特點，因而得到廣泛應用。這種風扇軸流風速和風量直接與葉片數的多少、傾斜角的大小及轉速的高低有關。常見的風量葉片數為四片或六片。
為柴油發電機風扇結構，它由風扇葉片、皮帶輪、風扇軸和風扇架等組成。風扇葉片用螺釘固定在皮帶輪上。皮帶輪由兩個滾珠軸承支承在風扇軸上，在皮帶輪的側面裝有黃油嘴，以便用油槍壓人黃油，潤滑軸承。在軸承外面裝有油封，以防止黃油從后軸承內流出。
四、節溫器
節溫器安裝在水管與散熱器之間。柴油發動機大多采用蠟式節溫器或乙醚折疊式節溫器，使用最廣泛的是蠟式節溫器。在發動機（冷卻液）的溫度較低時將閥關閉，停止冷卻液的循環，使發動機快速熱機，在發動機（冷卻液）的溫度較高時就將閥打開，冷卻液又開始循環。
節溫器工作原理圖
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