船舶发动机冷却系统.pdfVIP

第六章冷却系统

第一节冷却系统的功用、组成和布置

一、冷却系统的功用

柴油机工作时的燃气温度高达1800℃左右，使与燃气直接接触的气缸盖、气缸套、活

塞、气阀、喷油器等部件严重受热。严重的受热会造成：

①材料的机械性能下降，产生较大的热应力与变形，导致上述部件产生疲劳裂纹或

塑性变形；

②破坏运动部件之间的正常间隙，引起过度磨损，甚至发生相互咬死或损坏事故；

③燃烧室周围部件温度过高，使进气温度升高，密度降低，从而减少进气量；增压

后的空气温度也会升高，并影响进气量；④润滑油的温度也逐渐升高，粘度下降，

不利于摩擦表面油膜的形成，甚至失去润

滑作用。

综上所述，为了保证柴油机可靠工作必须对柴油机受热机件，滑油及增压后的空气

等进行冷却。

然而从能量利用观点来看，柴油机的冷却是一种能量损失，过分冷却将导致燃油滞

燃期延长，产生爆燃和燃烧不完全，增加加散热损失；机件内外温度差过大，以致热应

力超过材料本身的强度而产生裂纹，润滑油粘度变大而增加摩擦功的消耗；在燃用含硫

量较高的重油时，将产生低温腐蚀，使缸套严重腐蚀等。

因此，在管理中应既不使柴油机因缺乏冷却而导致机件过热，也不使柴油机因过分

冷却而造成不良后果，应有所兼顾。冷却系统的主要任务应是保证柴油机在最适宜的温

度状态下工作，达到既能避免零件的损坏和减小其磨损，又能充分发出它的有效功率。

近代，从尽量减少冷却损失以充分利用燃烧能量出发，国内、外正在进行绝热发动机的

研究，相应发展了一批耐高温的受热部件材料，如陶瓷材料等。

目前，柴油机的冷却方式分为强制液体冷却和风冷两种，绝大多数柴油机使用前者。

而液体冷却的介质通常有淡水、海水、滑油等三种。

淡水的水质稳定，传热效果好并可采用水处理解决其腐蚀和结垢的缺陷，因而它是

目前使用最广泛的一种理想冷却介质；

海水的水源充裕但水质难以控制且其腐蚀和结垢问题比较突出，为减少腐蚀和结垢

应限制海水的出口温度不应超过55℃；

滑油的比热小，传热效果较差，在高温状态易在冷却腔内产生结焦，但它不存在因

漏泄而污染曲轴箱油的危险，因而适于作为活塞的冷却介质。

二、冷却系统的组成和布置

柴油机冷却系统一般是用海水强制冷却淡水和其它载热流体（如滑油、增压空气等）。

在系统布置上，海水系统属开式循环，淡水及滑油等属于闭式循环，两者组成的冷却系

统称“闭式冷却系统”。

（一）开式循环冷却系统

开式循环冷却系统是直接利用舷外水（海水或河水）冷却各受热部件，然后再排至

舷外。

图6-1所示为135系列柴油机的开式循环冷却系统。淡水泵1将舷外水泵经滑油冷

却器3冷却滑油后，一路由机体进水管4进机，冷却气缸套和气缸盖；另一路去冷却增

压器。冷却过柴油机和增压器的冷却水，经出水管8排至舷外。为了控制冷却水进机温

度，缸盖出水管6末端内装有调温器7用以旁通已升温的淡水，使它从回水管5至淡水

泵进口。

图6-2是6300C型船舶柴油机的开式循环冷却系统线路图。

图6-1135系列柴油机的开式循环冷却系统图6-2开式循环冷却系统线路图

1-淡水泵；2-滑油冷却器进水管；3-滑油冷却器；1-通海阀；2-进水阀；3-海水滤器；4-止回阀；5-冷

4-机体进水管；5-回水管；6-气缸盖出水管；7-却水泵；6-进水总管；7-压力表；8-遥测温度计；9-

调温器；8-出水管；9-增压器出水管；10-增压器出水支管；10-水银温度计；11-调节旋塞；12-出水

进水管观察器；13-单环式推力轴承；14-调压阀；15-轴承