鄞州发电机出租公司 数据中心柴油发电机组的热管理系统 

引言柴油发电机组正常的通风冷却是保证机组输出额定容量的必要条件。常规机组的冷却主要靠柴油发电机前端的风扇对散热水箱进行冷却，它的风扇速度是保持不变的，风扇的通气量按柴油发电机大散热量设计，其功耗约占柴油发电机输出容量的5%左右。在北方寒冬寒冷的环境中气温达到零下 35 ℃，机组起动时散热风扇从机房外吸入大量冷空气，不利于机房的保温和柴油发电机的暖机 。机房内温度的骤冷还会对一些装备造成的损坏，如对低温比较敏感的部件，机房内的水管，油管等 。

　　 对一些大容量康明斯发电机组有采用液力耦合器对散热风扇进行无级调速的运用实例。液力耦合器属于损耗功率的控制性调速装备，在运转流程中的功率损失会变成热量，所以它并不节能。而且其组成体积偏大，部署时对机组结构改变较大，配置成本也大。根据国家节能减排的政策，液力耦合器已经不适用目前市场使用。

　　针对柴油发电机组热管理的需求和以上的不足，设计了一种应用电喷硅油风扇离合器自动控制柴油发电机风扇速度从而调整柴油发电机作业温度的风扇变速管理装置 。其具体优势有：**控制水温，使水温在合理范围内；调节风扇的速度，减轻风扇的功率消耗，减轻油耗；减少传动装置的负载，降低柴油发电机的机械损伤，可以提高风扇轴承、传动皮带等附件的使用年限；减轻机组噪音。

　　 1内容推荐1.1柴油发电机组热风管理系统技术实施手段见图1。该机构包括柴油发电机的控制界面ECU、电控硅油风扇离合器和柴油发电机组散热风扇。所述柴油发电机监控系统ECM是柴油发电机电子操作系统，它能采集柴油发电机运转的各项技术要求，控制柴油发电机的喷油和速度调整。所述电控硅油风扇离合器包括智能操作系统CPU、PWM信号驱动装备、驱动保护电路、电磁线圈和阀片。硅油离合器的智能控制面板CPU与柴油发电机的ECU通过集成控制电缆进行联结通信 ，CPU读取柴油发电机ECM的温度和速度等参数，进行优化计算，输出控制信号，由PWM驱动器控制硅油离合器电磁线圈的吸合，从而驱动阀片的开闭角度，控制硅油进入工作腔油量，硅油离合器进行无级变速，终实现风扇的转速调节和康明斯发电机组热管理，从而达到自控和节能的目的。

　　康明斯发电机组的热管理装置布置如图2所示。柴油发电机组由柴油发电机9，发电机12，散热水箱4，机座1及发电机组控制屏13构造。柴油发电机驱动皮带轮2的通过皮带7带动从动轮6的转动；从而实现安装有电控硅油离合器风扇的转动；电喷硅油风扇离合器3安装在风扇5的中间连接盘处。离合器智能控制控制系统CPU8通过集成控制电缆10与柴油发电机的ECM11进行连接； ECU传递的柴油发电机温度和转速变化信号经硅油离合器监控系统 CPU 运算后，由PWM驱动器对硅油离合器内部的电磁线圈吸合，并对阀片的开闭角度进行控制，从而控制硅油进入作业腔油量，终实现风扇的转速变化和康明斯发电机组热管理。

　　 1.2电控硅油离合器作业原理电控硅油离合器作业机理。开机初始状态，柴油发电机温度较低时，离合器智能控制模块CPU通过PWM信号驱动器控制电磁线圈断开，控制销驱动阀片处于关闭状态，即阀片封闭储油腔的出油孔使硅油无法进入作业腔。主动盘壳体与离合器的从动体前盖不能通过硅油有效的啮合，此时离合器处于分离状态。当柴油发电机运行变热以后，离合器智能监控系统CPU通过PWM信号驱动器控制电磁线圈吸合，控制销驱动阀片打开储油腔出油孔，储油腔内的硅油进入作业腔并充满主动板和从动体之间的迷宫槽。因为硅油具有很大的粘度，故主动板能通过硅油与从动体啮合，驱动风扇高速旋转，空气温度越高，出油孔开度越大，风扇转速就越快。冷却装置有效冷却机组并使温度降低。当温度降至控制点时，离合器智能监控系统CPU再次通过PWM信号驱动器控制电磁线圈断开，控制销驱动阀片处于关闭状态，工作腔内的硅油在离心力的功用下通过回油孔返回储油腔，离合器又处于分离状态。硅油风扇离合器就是这样实现风扇速度与柴油发电机速度的相联变化。光之明电力设备有限公司

　　 某型号柴油发电机组，额定输出功率2 000 kW，固定风扇速度1 500 转/分，风扇消耗柴油发电机功率75 kW。改装康明斯发电机组热管理装置，采用两组电控硅油风扇离合器+风扇+冷却水箱的热管理机构，配置的风扇+硅油离合器功耗34 kW×2，为68 kW，在全速运转时已经比原来节能10%。当冷机状态机组初始启动，离合器处于分离状态，风扇的速度只有350 转/分，消耗功率2 kW×2，节能效果非常明显，同时也使柴油发电机快速热机，减少机械磨耗。在北方冬季的环境下可保持机房的温度。当发电机组不是运转在满负荷状态时，柴油发电机的温度也会下降，这时风扇转速同步下降，风扇消耗动力下降。机组75%负荷。