一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了柴油發(fā)電機(jī)領(lǐng)域的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置,包括一個信號采集器、一塊帶有PWM信號驅(qū)動器的單片機(jī)，以及一個硅油風(fēng)扇離合器，散熱風(fēng)扇固定在硅油風(fēng)扇離合器上，通過所述帶有PWM信號驅(qū)動器的單片機(jī)和一個電磁線圈，控制硅油風(fēng)扇離合器上位于儲油腔和工作腔之間的出油孔的開閉，控制從儲油腔進(jìn)入工作腔內(nèi)的硅油的量，實(shí)現(xiàn)對硅油風(fēng)扇離合器散熱水箱端從動體以及柴油機(jī)端從動體，與主動盤之間的相對轉(zhuǎn)速的控制，從而實(shí)現(xiàn)對散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行無級調(diào)節(jié)的柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置。其技術(shù)效果是：其可以在實(shí)現(xiàn)對散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，對散熱水箱進(jìn)行降溫的前提下，降低柴油發(fā)電機(jī)組的油耗、減少柴油發(fā)電機(jī)組的排放、延長柴油發(fā)電機(jī)組的使用壽命。
【專利說明】-種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及柴油發(fā)電機(jī)領(lǐng)域的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 柴油發(fā)電機(jī)組正常的通風(fēng)冷卻是保證柴油發(fā)電機(jī)組輸出額定功率的必要條件。常 規(guī)油發(fā)電機(jī)組的冷卻主要靠采油機(jī)前端的散熱風(fēng)扇對散熱水箱進(jìn)行冷卻，散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速是 保持不變的，散熱風(fēng)扇的通風(fēng)量按柴油機(jī)最大散熱量設(shè)計，其功耗約占柴油機(jī)輸出功率的 5%左右。在北方冬天寒冷，氣溫達(dá)到零下35°C，柴油發(fā)電機(jī)組啟動時散熱風(fēng)扇從機(jī)房外吸 入大量冷空氣，不利于機(jī)房的保溫和柴油機(jī)的暖機(jī)。機(jī)房內(nèi)溫度的驟冷還會對一些設(shè)備造 成的損壞，如對低溫比較敏感的部件，如機(jī)房內(nèi)的水管，油管等。
[0003] -些大功率柴油發(fā)電機(jī)組采用液力耦合器對散熱風(fēng)扇進(jìn)行無級調(diào)節(jié)。液力耦合 器，屬于損耗功率的控制性調(diào)速設(shè)備，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的功率損失會變成熱量，所以并不節(jié) 能。而且其結(jié)構(gòu)體積偏大，布置時對機(jī)組結(jié)構(gòu)改變較大，配置成本也大。根據(jù)國家節(jié)能減排 的政策，液力耦合器已經(jīng)不適合目前市場使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速 裝置，其可以在實(shí)現(xiàn)對散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，對散熱水箱進(jìn)行降溫的前提下，降低柴 油發(fā)電機(jī)組的油耗，減少柴油發(fā)電機(jī)組的排放、延長柴油發(fā)電機(jī)組的使用壽命。
[0005] 實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是：一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置，包括單 片機(jī)、信號采集器和硅油風(fēng)扇離合器，所述單片機(jī)上設(shè)有PWM信號驅(qū)動器，所述信號采集器 連接所述單片機(jī)；
[0006] 所述硅油風(fēng)扇離合器包括散熱水箱端從動體、柴油機(jī)端從動體、主動盤，驅(qū)動軸， 所述散熱風(fēng)扇固定在所述散熱水箱端從動體的外端面上，所述主動盤同軸地位于所述散熱 水箱端從動體和所述柴油機(jī)端從動體之間；
[0007] 所述散熱水箱端從動體與所述主動盤之間，以及所述柴油機(jī)端從動體與所述主動 盤之間形成環(huán)形的迷宮槽；所述柴油機(jī)端從動體與所述主動盤之間還形成了位于所述迷宮 槽徑向內(nèi)側(cè)并與所述迷宮槽連通的工作腔，所述柴油機(jī)端從動體內(nèi)還設(shè)有儲油腔，所述儲 油腔與所述工作腔之間通過出油孔連通，所述出油孔通過一塊閥片開啟或閉合，所述柴油 機(jī)端從動體上還設(shè)有連通所述迷宮槽和所述儲油腔的回油通道；
[0008] 所述柴油機(jī)端從動體的外端面上設(shè)有電磁線圈，所述電磁線圈與所述單片機(jī)上的 PWM信號驅(qū)動器連接。
[0009] 進(jìn)一步的，所述信號采集器與所述單片機(jī)之間，所述單片機(jī)的PWM信號驅(qū)動器與 所述電磁線圈之間均通過集成控制電纜連接。
[0010] 進(jìn)一步的，所述閥片位于所述出油孔與所述工作腔相連的一側(cè)，所述閥片上設(shè)有 一根伸入所述儲油腔的閥桿。
[0011] 進(jìn)一步的，所述單片機(jī)為AT89C51型單片機(jī)。
[0012] 進(jìn)一步的，所述單片機(jī)內(nèi)還設(shè)有驅(qū)動保護(hù)電路。
[0013] 采用了本發(fā)明的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置的技術(shù)方案，即將散熱風(fēng)扇 固定在硅油風(fēng)扇離合器上，通過所述個帶有PWM信號驅(qū)動器的單片機(jī)和一個電磁線圈，控 制硅油風(fēng)扇離合器上位于儲油腔和工作腔之間的出油孔的開閉，控制從儲油腔進(jìn)入工作腔 內(nèi)的硅油的量，實(shí)現(xiàn)對硅油風(fēng)扇離合器散熱水箱端從動體以及柴油機(jī)端從動體，與主動盤 之間的相對轉(zhuǎn)速的控制，從而實(shí)現(xiàn)對散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行無級調(diào)節(jié)的柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇 調(diào)速裝置的技術(shù)方案。其技術(shù)效果是：其可以在實(shí)現(xiàn)對散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速進(jìn)行無級調(diào)節(jié)，對散熱 水箱進(jìn)行降溫的前提下，降低柴油發(fā)電機(jī)組的油耗、減少柴油發(fā)電機(jī)組的排放、延長柴油發(fā) 電機(jī)組的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為采用本發(fā)明的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置的柴油發(fā)電機(jī)組的結(jié) 構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2為本發(fā)明的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置的組成框圖。
[0016] 圖3為本發(fā)明的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置中硅油風(fēng)扇離合器的側(cè)視 圖。
[0017] 圖4為本發(fā)明的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置的技術(shù)效果圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 請參閱圖1，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通 過具體地實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明：
[0019] 請參閱圖1，采用本發(fā)明的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置的柴油發(fā)電機(jī)組 包括：底座1，柴油機(jī)驅(qū)動輪2、硅油風(fēng)扇離合器3、散熱水箱4、散熱風(fēng)扇5、柴油機(jī)從動輪6、 傳動皮帶7、單片機(jī)8、柴油機(jī)9、集成控制電纜10、信號采集器11、發(fā)電機(jī)12和發(fā)電機(jī)組控 制器13。散熱水箱4、柴油機(jī)9和發(fā)電機(jī)12沿底座1的軸向依次固定在底座1的頂面上。 柴油機(jī)驅(qū)動輪2通過傳動皮帶7帶動柴油機(jī)從動輪6旋轉(zhuǎn)，從而帶動柴油機(jī)9和發(fā)電機(jī)12 的工作。發(fā)電機(jī)組控制器13用于控制發(fā)電機(jī)12的輸出功率。散熱風(fēng)扇5、娃油風(fēng)扇離合器 3和柴油機(jī)從動輪6在散熱水箱4和柴油機(jī)9之間依次同軸相接。硅油風(fēng)扇離合器3面向 柴油機(jī)從動輪6的一端稱為柴油機(jī)端，與散熱風(fēng)扇5相接一端稱為散熱水箱端。
[0020] 請參閱圖2和圖3,其中本發(fā)明的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置包括一個 娃油風(fēng)扇離合器3,并通過娃油風(fēng)扇離合器3來實(shí)現(xiàn)對柴油發(fā)電機(jī)組中散熱風(fēng)扇5轉(zhuǎn)速的無 級調(diào)節(jié)。其中，硅油風(fēng)扇離合器3,包括散熱水箱端從動體31、柴油機(jī)端從動體32、主動盤 33和驅(qū)動軸34。散熱水箱端從動體31的開口端和柴油機(jī)端從動體32的開口端面對面相互 套接并固定。主動盤33同軸地位于散熱水箱端從動體31和柴油機(jī)端從動體32之間。驅(qū) 動軸34垂直地依次貫穿散熱水箱端從動體31、主動盤33和柴油機(jī)端從動體32徑向中心， 并與主動盤33的徑向中心固定，驅(qū)動軸34與柴油機(jī)從動輪6連接，在柴油機(jī)從動輪6的帶 動下驅(qū)動主動盤33的旋轉(zhuǎn)。散熱風(fēng)扇5與散熱水箱從動體31的外端面固定。主動盤33 與散熱水箱端從動體31之間，以及主動盤33與柴油機(jī)端從動體32之間形成環(huán)形的迷宮槽 301。 主動盤33與散熱水箱端從動體31之間還形成了位于迷宮槽301徑向內(nèi)側(cè)的工作腔 302。 柴油機(jī)端從動體32內(nèi)還設(shè)有用于存儲硅油的儲油腔303。工作腔302與儲油腔303 之間通過出油孔321連通。出油孔321與工作腔302連接的一端設(shè)有一個可將出油孔321 封閉的閥片35,閥片35上設(shè)有一根伸入儲油腔303的閥桿351。柴油機(jī)端從動體32的外 端面上裝有一個電磁線圈36,電磁線圈36在PWM(脈寬調(diào)制）信號的驅(qū)動下，驅(qū)動閥桿351 的伸縮，進(jìn)而帶動閥片35,控制出油孔321的開閉，從而控制儲油腔303向工作腔302的供 油量，進(jìn)而控制迷宮槽301內(nèi)硅油的量，迷宮槽301內(nèi)的硅油越多，散熱水箱端從動體31、柴 油機(jī)端從動體32相對于主動盤33的轉(zhuǎn)速越快，實(shí)現(xiàn)對硅油風(fēng)扇離合器3的散熱水箱端從 動體31以及柴油機(jī)端從動體32相對于主動盤33的轉(zhuǎn)速的控制，從而實(shí)現(xiàn)對散熱風(fēng)扇5轉(zhuǎn) 速的控制。在柴油機(jī)端從動體32內(nèi)還設(shè)有一根連通迷宮槽301和儲油腔303的回油通道 322,回油通道322的與迷宮槽301相接的一端在迷宮槽301的外圓周上?；赜屯ǖ?22,使 迷宮槽301內(nèi)的硅油回流到儲油腔303內(nèi)，形成硅油的循環(huán)。
[0021] 本發(fā)明的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置還包括單片機(jī)8和信號采集器11， 單片機(jī)8和信號采集器11通過集成控制電纜10連接，單片機(jī)8上設(shè)有一個PWM信號驅(qū)動 器81，PWM信號驅(qū)動器81與娃油風(fēng)扇離合器3上的電磁線圈36通過集成控制電纜10連 接。本發(fā)明中所采用的單片機(jī)8為AT89C51型單片機(jī)，該單片機(jī)8是一種集成了 PWM信號 驅(qū)動器81的單片機(jī)，通過對PWM信號驅(qū)動器81輸出的脈寬調(diào)制信號的脈寬進(jìn)行調(diào)制，驅(qū)動 閥桿351，通過閥桿351驅(qū)動閥片35,實(shí)現(xiàn)對出油孔321開啟和閉合時間的控制，最終實(shí)現(xiàn) 對硅油風(fēng)扇離合器3的散熱水箱端從動體31以及柴油機(jī)端從動體32,與主動盤33之間相 對轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，以及散熱風(fēng)扇5轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。
[0022] 柴油發(fā)電機(jī)組開機(jī)時，柴油機(jī)9溫度較低時，單片機(jī)8通過PWM信號驅(qū)動器81控 制電磁線圈36斷開，控制閥片35處于關(guān)閉狀態(tài)，即閥片35封閉出油孔321，儲油腔303內(nèi) 的硅油無法進(jìn)入工作腔302。主動盤33與散熱水箱端從動體31以及柴油機(jī)端從動體32無 法通過硅油有效的嚙合，此時硅油風(fēng)扇離合器3處于分離狀態(tài)。當(dāng)柴油機(jī)9運(yùn)行變熱以后， 單片機(jī)8通過PWM信號驅(qū)動器81，控制電磁線圈36吸合，控制閥片35打開出油孔321，儲 油腔303內(nèi)的硅油進(jìn)入工作腔302以及迷宮槽301。由于硅油具有很大的粘度，故主動盤 33能通過硅油與散熱水箱端從動體31以及柴油機(jī)端從動體32嚙合，驅(qū)動散熱風(fēng)扇5高速 旋轉(zhuǎn)，散熱水箱4的溫度越高，閥片35開啟的時間越長，關(guān)閉的時間越短，進(jìn)入工作腔302 和迷宮槽301的硅油就越多，散熱水箱端從動體31以及柴油機(jī)端從動體32相對主動盤33 的轉(zhuǎn)速就越快，散熱風(fēng)扇5轉(zhuǎn)速就越快，從而有效冷卻柴油發(fā)電機(jī)組，并使散熱水箱4內(nèi)冷 卻液的溫度有效降低。信號采集器11通過散熱風(fēng)扇5和散熱水箱4內(nèi)的傳感器，采集散熱 風(fēng)扇5轉(zhuǎn)速和散熱水箱4內(nèi)冷卻液溫度，持續(xù)向單片機(jī)8傳遞冷卻液溫度和散熱風(fēng)扇5轉(zhuǎn) 速信息，單片機(jī)8通過PWM信號驅(qū)動器81控制閥片35的開關(guān)，精確調(diào)節(jié)進(jìn)入工作腔302的 硅油的量，達(dá)到對散熱風(fēng)扇5智能調(diào)速的目的。硅油風(fēng)扇離合器3就是這樣實(shí)現(xiàn)散熱風(fēng)扇 5轉(zhuǎn)速與柴油機(jī)9的相關(guān)變化。
[0023] 本發(fā)明的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置，通過單片機(jī)8和硅油風(fēng)扇離合器 3,控制散熱風(fēng)扇5的轉(zhuǎn)速。信號米集器11同時也是柴油發(fā)電機(jī)組的柴油機(jī)電子控制器，在 采集柴油機(jī)9運(yùn)行的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的同時，對柴油機(jī)9的噴油和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。硅油風(fēng)扇離合 器3通過單片機(jī)8以及單片機(jī)8上的PWM信號驅(qū)動器81，驅(qū)動電磁線圈36和閥片35,控制 出油孔321的開啟或閉合，調(diào)節(jié)進(jìn)入工作腔302和迷宮槽301的硅油的量。單片機(jī)8通過 與信號采集器11的通信，讀取散熱水箱4內(nèi)冷卻劑的溫度和以及散熱風(fēng)扇5轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)， 并將其轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的PWM(脈寬調(diào)制）信號，由PWM信號驅(qū)動器81輸出，控制硅油風(fēng)扇離 合器3的電磁線圈36的吸合，從而調(diào)節(jié)閥片35的開啟時間和關(guān)閉時間，控制硅油進(jìn)入工作 腔302的量，對硅油風(fēng)扇離合器3的散熱水箱端從動體31和柴油機(jī)端從動體32的轉(zhuǎn)速進(jìn) 行無級調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)對散熱風(fēng)扇5轉(zhuǎn)速的無級調(diào)節(jié)以及對柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)熱的控制，從 而達(dá)到自控和節(jié)能的目的。其中，散熱水箱4內(nèi)冷卻液溫度越高，閥片35的開啟時間越長。 關(guān)閉時間越短，進(jìn)入工作腔302和迷宮槽301的硅油越多，散熱風(fēng)扇5轉(zhuǎn)速越快。
[0024] 此外，單片機(jī)8中還設(shè)有驅(qū)動保護(hù)電路82, 一旦整個系統(tǒng)電路出現(xiàn)故障，系統(tǒng)會自 動切斷硅油風(fēng)扇離合器3與信號采集器11之間的聯(lián)系，從而使硅油風(fēng)扇離合器3的出油孔 321常開，散熱風(fēng)扇5以固定轉(zhuǎn)速全速運(yùn)轉(zhuǎn)，保證機(jī)組的正常工作。
[0025] 柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置的技術(shù)效果見附圖4和表1。
[0026] 某型號柴油發(fā)電機(jī)組，額定輸出功率2000kW,固定風(fēng)扇轉(zhuǎn)速1500rpm,散熱風(fēng)扇5 消耗柴油機(jī)功率75kW。采用了兩組本發(fā)明的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置，配置的 兩組散熱風(fēng)扇5和硅油風(fēng)扇離合器3功耗的總功耗為68kW，每組34kW，在全速運(yùn)行時已經(jīng) 比原來節(jié)能10%。當(dāng)處于冷機(jī)狀態(tài)的柴油發(fā)電機(jī)組初始啟動，硅油風(fēng)扇離合器3處于分離 狀態(tài)，散熱風(fēng)扇5的轉(zhuǎn)速只有350rpm，兩臺散熱風(fēng)扇5的總功耗只有4kW，節(jié)能效果非常明 顯，同時也使柴油機(jī)快速熱機(jī)，減少機(jī)械磨損。在北方冬天的環(huán)境下可保持機(jī)房的溫度。當(dāng) 柴油發(fā)電機(jī)組4運(yùn)行在非滿負(fù)載狀態(tài)時，柴油機(jī)9的溫度也會下降，這時散熱風(fēng)扇5轉(zhuǎn)速同 步下降，散熱風(fēng)扇5消耗功率下降。柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行在75%負(fù)載時，散熱風(fēng)扇5轉(zhuǎn)速下 降為1270rpm，每臺散熱風(fēng)扇5的消耗功率26kW ;柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行在50%負(fù)載時，散熱風(fēng) 扇5轉(zhuǎn)速下降為910rpm，每臺散熱風(fēng)扇5的消耗功率為13. 3kW。隨著散熱風(fēng)扇5轉(zhuǎn)速的下 降，柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的噪聲也相應(yīng)下降，一米外的噪聲下降3-5dB。
[0027] 表1柴油發(fā)電機(jī)組散熱水箱溫度、散熱風(fēng)扇及硅油風(fēng)扇離合器功耗，與散熱風(fēng)扇 轉(zhuǎn)速曲線圖
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置，包括單片機(jī)和信號采集器，所述單片機(jī)上設(shè) 有PWM信號驅(qū)動器，所述信號采集器連接所述單片機(jī)，其特征在于 ： 該散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置還包括硅油風(fēng)扇離合器，所述硅油風(fēng)扇離合器包括散熱水箱端從 動體、柴油機(jī)端從動體、主動盤，驅(qū)動軸，所述散熱風(fēng)扇固定在所述散熱水箱端從動體的外 端面上,所述主動盤同軸地位于所述散熱水箱端從動體和所述柴油機(jī)端從動體之間； 所述散熱水箱端從動體與所述主動盤之間，以及所述柴油機(jī)端從動體與所述主動盤之 間形成環(huán)形的迷宮槽；所述柴油機(jī)端從動體與所述主動盤之間還形成了位于所述迷宮槽徑 向內(nèi)側(cè)并與所述迷宮槽連通的工作腔，所述柴油機(jī)端從動體內(nèi)還設(shè)有儲油腔，所述儲油腔 與所述工作腔之間通過出油孔連通，所述出油孔通過一塊閥片開啟或閉合，所述柴油機(jī)端 從動體上還設(shè)有連通所述迷宮槽和所述儲油腔的回油通道； 所述柴油機(jī)端從動體的外端面上設(shè)有電磁線圈，所述電磁線圈與所述單片機(jī)上的PWM 信號驅(qū)動器連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置，其特征在于：所述信 號采集器與所述單片機(jī)之間，所述單片機(jī)的PWM信號驅(qū)動器與所述電磁線圈之間均通過集 成控制電纜連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置，其特征在于：所述閥 片位于所述出油孔與所述工作腔相連的一側(cè)，所述閥片上設(shè)有一根伸入所述儲油腔的閥 桿。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置，其特征在于：所述單 片機(jī)為AT89C51型單片機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種柴油發(fā)電機(jī)組散熱風(fēng)扇調(diào)速裝置，其特征在于：所述單 片機(jī)上還設(shè)有驅(qū)動保護(hù)電路。
【文檔編號】F01P7/04GK104314661SQ201410608572
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】蔡行榮, 莊衍平, 楊少慰, 謝松峰, 許乃強(qiáng) 申請人:上?？铺╇娫垂煞萦邢薰?br>