2.冷却系统原理
发动机的冷却系统对发动机平稳工作非常重要,冷却系统可以保证缸头和
机体的温度维持在一定范围内,一旦温度过高,可能会导致拉缸,同理,如果
温度过低,会使润滑油粘度增加,发动机运动构件的摩擦阻力增加,发动机有
效功降低。只有温度在一个比较合适的范围内时,发动机才能平稳地、高效地
运转。
不同的发动机,冷却系统的构成可能会有所不同,但基本原理是相同的,
冷却系统的基本工作原理为:冷却水泵将循环冷却水压入发动机内,冷却水经
过发动机冷却水套,吸收热量,温度上升,然后冷却水流出机体,进入换热器,
与另一路流体在此进行热交换,温度降低,流回冷却水泵,再次被压入发动机
水套。冷却水就是这样不断地循环,不断地进行吸热、放热的过程,使发动机
维持恒定温度的。要使发动机工作在合适的温度下,必须对冷却水在机体外部
的散热量进行控制,因此,在发动机出口设置温度控制调节阀。它的入口只有
一个通道,而出口有两个通道,出口的一个通道通往换热器,称为大循环;另
一路通道则不经过换热器,而是直接通往冷却水泵入口,称为小循环。温度控
制调节阀通过调节流过两条支路的流量,来保证水泵入口的温度,从而使发动
机维持在工作温度。
由于船舶一直行驶在水中,因此对于船舶发动机冷却系统来说,利用外部
水源非常方便。但是,外部水源的水质不满足发动机冷却水水质的要求,所以,
船舶发动机的冷却系统设置成多级冷却。如图 2-1 所示,为某六缸发动机的冷
却系统原理图。整个冷却系统分为高温回路、低温回路与海水支路三个系统。
其中高温淡水与低温淡水系统为闭式循环,而海水系统为开式系统。
图 2-1 冷却系统原理图
注:图中粗实线为柴油机内部管道系统测量装置;细实线为动力装置管系;
点划线为海水管系。表 2-1 为冷却系统原理图中相应部件的名称。
直接与发动机换热的冷却水称为高温系统。高温系统中,气缸两侧分别有
进、出水总管,总管连接,冷却水能够通了各气缸水套过总管分别进入各缸进
行换热。冷却水流出发动机后经温控阀 FR1 后,一部分经小循环流回循环水泵
入口,一部分经过高温淡水换热器 FH1,再流至循环水泵入口,两部分水进入
循环水泵前混合,经循环水泵后,被压入增压空气中间冷却器高温级换热器
CH1,吸收增压空气的热量后,进入发动机冷却水套中。
不直接与发动机水套进行换热的淡水系统称为低温系统。低温系统中的冷
却水经由水泵压出,进入增压空气中间冷却器低温级换热器 CH2,吸热后温度
上升,再流入润滑油冷却器 LH1,温度再次升高,而后流入低温淡水换热器
FH2 进行换热,释放热量,温度降低,又回到低温淡水泵 FP2,再次被加压压
入增压空气中间冷却器低温级 CH2。
对于海水系统,为一开式系统。海水经由海水阀 ST1 后,被吸入系统,经
过滤器 SF1 后,被海水泵 SP1 加压,依次压入低温淡水换热器 FH2 与高温淡水
换热器 FH1,然后再流回大海。
表 2-1 冷却系统设备名称
编号 设备名称 编号 设备名称
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