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性能特点和作用说明 |
管壳和板翅式机油冷却器的内部结构分解图 |
摘要：柴油发电机组在转运过程中，机油流经运动件的摩擦表面时吸收了一定的热量。随着机油的往复循环，机油温度会逐渐升高，若油温超过规定值，机油的黏度将严重下降并丧失润滑效果，同时机油还会发生氧化变质，所以，柴油机润滑油路中必须装配机油冷却装置。
机油冷却器的作用是用来冷却润滑油，使机油温度保持在最有利的温度范围内(80~105℃)，以保证润滑油具有正常的润滑作用。润滑油在柴油机高温区工作时，吸收了大量的热量，同时润滑油又作为冷却介质用来冷却活塞，因此使润滑油温度升高，润滑油粘度下降，还容易氧化变质，因此必须及时降低润滑油的温度，以保证柴油机的正常工作。
一、管壳式机油冷却器
1、水冷式机油冷却器
水冷式机油冷却器为圆筒形，内部有黄钢管、散热片和隔片组成的芯子。水在芯子的管内流动；油在芯子与外壳的夹层流动，其基本结构如图1所示。根据机型和功率的不同，配用不同规格的水冷式机油冷却器，用户在购买配件时应注意与使用机型相配。
机油冷却器应定期清洗，在重装时，应使封油圈保持平整和位置正确。老化或发粘了的封油圈应换新，否则会造成油水混合，导致柴油发电机组故障。保养时还要检查冷却器芯子是否脱焊、烂穿，必要时可进行焊补或把个别管子两端孔口闷死再继续使用。如冷却铜管损坏较多，则应更换整个芯子。在寒冷地区或冬季使用柴油发电机组时，应注意停车后及时放掉其中的冷却水或采用防冻冷却液，以防止冷却器冻裂。
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水冷式机油冷却器结构图 |
水冷式机油冷却器模型图 |
2、风冷式机油散热器
风冷式机油散热器采用铜制的管片式结构，它限于带风扇冷却的柴油发电机组上，安装在冷却水的水散热器后面。柴油发电机组工作时，机油流经铜管将热量传给管壁和散热片，最后借风扇鼓风将热量带走。用于4、6缸直列型柴油发电机组的风冷式机油散热器，有两种规格。
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柴油机型号
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4B系列
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6B/6C系列
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型式
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管片式
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管片式
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总散热面积（㎡）
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5.51
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7.78
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机油容量（L）
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1.41
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1.82
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风冷式机油冷却器模型正视图 |
风冷式机油冷却器模型俯视图 |
二、板翅式机油冷却器
1、板翅式机油冷却器的结构
板翅式机油冷却器他是由上下板片及中间翅片的单元,并根据发动机功率大小,由若干层单元体钎焊而成的板翅式机油冷却器总成部件,以满足所需散热量的需求。根据翅片在单元体内放置位置和方向，又把翅片分为直流（Z式）和横流(H式)两种结构型式。板翅式机油冷却器单元体内的翅片是该种机油冷却器的主要结构特征，也是决定这种机油冷却器热性能的关键，翅片是冲有类似百叶窗口的凸凹形结构，这不仅增加了油侧传热面积，也增强了机油流动时扰动，从而提高了散热效果。
（1）机冷器“Z”式和“H”式结构的选择
翅片在单元体内有两种基本放置位置。一是按直流方向放置的“Z”式，一是按横流方向放置的“H”式。通过试验表明，同一型号的机冷器在相同工况下，“H”式的传热效率要比“Z”式高25％一30％，但油侧压差也较“Z”式大30％一40％。因此，究竟选哪种结构为好，要根据柴油机的匹配需要而定。一般原则是：尺寸较长的机冷器采用直流型(Z)为宜，这样一方面可保证其传热效果，又不至于使阻力很大。尺寸短的机冷器一般选用横流结构(H)为好，这样虽然阻力大一些，但由于机冷器尺寸较短，阻力增加的也不太大，散热效果却明显地提高。尺寸长的机冷器由于芯片较长，易产生弯曲变形，使芯片间距离不匀，影响水的流动，故在长尺寸机冷器设计中，上、下板片表面上常冲有若干个小凸起，这样就可保证芯片同等距，又增加了板片刚度，保证了水的扰流程度，和冷却器芯子的工作可靠。
（2）板翅式机油冷却器材料的选用
目前制造机冷器所使用的材料一般为两种。一种是板片及翅片均用B19镍白铜，一种是板片和翅片使用不锈钢。此外，尚有使用H68黄铜来做板片和翅片材料的，虽然此种材料传热性能均比上二种材料为高，但由于采用价格昴贵的银焊料焊接，其强度和耐腐蚀程度又低，所以用的较少。目前用铝材做板片和翅片材料的设想正在形成，并着手研制。这样，价格会大幅度减少。只是耐腐蚀的寿命问题有待解决。从经济、焊接及实用上综合考虑以采用BI9镍白铜(铜镍合金)为最多，次之为不锈钢。采用镍白铜的理由是该种材料导热性能较好，钎焊比较容易，可省去价格昂贵的银焊料而采用铜基合金焊料(T2紫铜)焊接。而不锈钢的传热性能不及镍白铜，且钎焊较困难，但由于其强度高、耐脯蚀，这正是板翅式机冷器所要求的，所以目前采用这种材料的也不少。
（3）板翅式机油冷却器的缺点
由于是不可拆卸的整体结构，内部又有纵横交错的网状翅片，所以使用时很容易堵塞。且不易清洗，因此对发动机所用机油及润滑系统的维护和保养要求较高。
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板翅式机油冷却器模型图 |
2、康明斯板翅式机油冷却器的特点
B、C系列柴油机的机油冷却器盖和机油滤清器座是连在一起的一个铸件。润滑油压力调节阀和滤清器旁通阀都安装在铸件里面，机油冷却器为板翘式，各芯片之间、芯片与底板之间的垫片焊在一起。机油冷却器为内藏式，安装在缸体水套内，散热片浸泡在气缸体水腔中，高温润滑油从进油孔流入机油冷却器，各散热片将热量传递给冷却液，从而降低润滑油温度，以防止由于润滑油温度过高、润滑不良造成柴油机各部件的损坏。
实际工作中，柴油机的润滑油压力随着工作环境、条件等情况不断发生变化，机油压力调节阀在柴油机冷起动时，可以减小润滑系统的润滑油压力，而当润滑油温度升高后，可以调节系统的润滑油压力。润滑油压力调节阀(调压阀、回油阀)由弹簧、柱塞(钢珠)及阀座等组成。当机油压力小于压力调节阀的开启压力时，调压阀处于关闭状态。而当润滑油压力大于压力调压阀的开启压力时，调压阀打开，部分润滑油直接回到油底壳，压力越大，阀门开度越大，从而保持润滑油压力在正常范围内。
康明斯C系列柴油机在机油冷却器盖的顶部装有一个机油节温器，当润滑油温度在100～115℃时，该节温器调节通过机油冷却器的润滑油流量；如果润滑油温度低，节温器打开，允许一部分润滑油直接流向滤清器。当润滑油温度升高至115℃时，节温器让润滑油全部通过机油冷却器。该节温器也装有一个压力调节装置，当机油冷却器发生堵塞时，该装置起到旁通阀的作用，可以使润滑油绕过冷却器。康明斯C系列柴油机的机油冷却器调压阀和节温器的安装位置。康明斯K系列柴油机机油冷却器也采用板翅式结构，内置于缸体侧面水腔中，结构紧凑，不易破损。但N系列柴油机机油冷却器采用管束式，置于柴油机排气管侧，由冷却器芯、壳体、前盖、后盖、O形密封圈等构成。
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