1.冷却水系统的作用

柴油发动机动力中的一些机械设备在正常操作中产生热量。热量必须及时分配; 否则加热元件温度将继续上升，超过允许极限并将损害机械设备的可靠性。为了以有效的方式立即分配这些卡路里，通常让一定量的液体连续地流过散热器并将热量带出设备。冷却系统通常使用淡水，海水或河水作为冷却介质。

冷却系统带走的大量热量是由燃料进行的余热烧伤，一般约为20％至30％。由于柴油发动机是热力发动机之一，是依靠燃料热量的燃烧来工作，所以它是松散的带走热量。显然，冷却强度越大，该部件的损失越大，柴油经济性的降低越明显。另一方面，由于受热构件的温度高，因此圆筒内壁的平均温度可以达到200℃至300℃，与冷却水接触的表面温度低，在这样的温度差下容易发生热应力。温差太大而不能破坏零件。

可以看出，柴油机对冷却过程有严格的要求。冷却系统的作用是冷却柴油机强制，将每个加热部件的温度控制在允许的范围内，同时保持适当的冷却水温度，并使用适当的冷却介质，以确保其正常可靠的运行。

在确定冷却水的温度时，必须充分考虑冷却不足或过度冷却。如缺乏冷却会使零件过热，导致材料的机械性能下降，从而产生热应力和变形，损坏表面正常间隙，还会造成磨损过度甚至损坏。冷却也会带来油温过高;缩短油的使用寿命导致油品变质和结焦，破坏油膜失去润滑。相反，过度冷却会使冷却剂吸收过多热量，降低柴油经济性。使用高硫油时，过度冷却会使气缸形成硫酸并腐蚀气缸壁和活塞。因此，在船上使用柴油发电厂时，对冷却机器和设备的需求是：

①  主副柴油机。包括气缸，活塞，喷油器和增压器。

②  主，副柴油机油冷却器，淡水冷却器等热交换器。

③  轴承等。

④  空压机，冷凝器等设备。

⑤  其他机械设备或热交换器。如空调，制冷机组，甲板机械，液压系统等。

在这些机械和设备中，主机需要更多的散热。因此船舶冷却系统构成以主冷却管为中心的冷却系统，其他机械设备冷却管，以及各种冷却辅助设备。

2.冷却水系统的基本形式

2.1开放式冷却水系统

开放式冷却水系统是指柴油发动机直接由外侧水或河水冷却。

开放系统的优点是该单元易于管理和维护。缺点是舷外水的质量差，河水中含有杂质，海水中含有各种氯化盐，这会堵塞冷却空间或造成部件腐蚀，产生水垢，降低热效率。对于盐的沉淀，海水温度应低于50~55℃，高温部位不能使用。由于柴油机冷却水温度一般在60℃以上，高速机应达到80  ℃  ~90  ℃ 。所以现在除了河船，开放系统不适用。

2.2闭式冷却水系统

对应于开放系统，封闭式冷却水系统是柴油发动机本身用淡水冷却，并且淡水由热交换器通过外侧水冷却。也就是说，系统中的淡水进行闭合循环，关闭冷水的冷却由另一个开放式冷却系统完成，而不是柴油机本身冷却。所以它有很多优点

⑴  在机器中循环清洁淡水，不易堵塞。

⑵  清水不易结垢，确保良好的传热效果，延长部件的使用寿命。

⑶  不受海水沉淀的盐温限制，可以使用较高的冷却水温度来提高热效率。

⑷  缩短暖缸时间，提高机动性。当水箱温暖时，淡水不会通过冷却器或关闭海水。

2.3。中央冷却水系统

为了使除主机之外的机械设备也使用淡水，并用系统冷却以形成中央冷却水系统。如果某些设备仅用海水冷却，则称为混合冷却系统。

在柴油淡水冷却系统中，有高温水回路和低温水回路。例如，使用高低温水系统参数，它是混流式中央冷却系统;如果高低温电路分开，它是独立的中央冷却系统。在独立的中央冷却系统中，如果高温水换热器用低温水冷却冷却，则是独立的Ⅰ 型  ，如果采用海水冷却高温水，则称为独立式Ⅱ 型  。

在集装箱船，轮船等高速船上，其中央冷却器低温淡水冷却器，也称为桶式冷却器，也可以设计用于冷却船舶航行速度所获得的海水，称为自流式中央冷却系统，是独立式I的特殊形式。

3.冷却水系统原理

冷却水系统可分为海水冷却系统，淡水冷却系统。而淡水冷却系统可分为低温水冷却系统和高温水冷却水系统（又称汽缸水冷却系统）。大型船舶大多使用中央冷却水系统，因此该系统也可以组合在一起称为冷却水系统。这里我们介绍传统的海水冷却系统和独立的中央冷却水系统。

3.1常规海水冷却系统

传统的海水冷却系统由两个海水冷却泵，油冷却器，气缸水冷却器，温度控制阀和回流管路等组成。

其工作原理是海水泵从海水闸门和海水管道吸入海水，然后分为两种方式：一种方式是空气冷却器的主机，另一种方式是将海水送入油冷却器，然后在淡水冷却器与来自主机空气冷却器的排出水一起流动后，通过三通恒温器直接进入海水泵入口或返回海水泵入口。

由于季节或航行区域的影响，海水的温度总是在变化。因此，在海水排放管道上安装了三通温控阀。当海水温度低于设定温度时，海水返回到海水入口，以改善海水温度。三通温控阀的打开和关闭由安装在海水泵出口管上的温度传感器控制。

该船通常至少有两个海水门，两侧布置，并尽可能低。其中三个也可以是高海水门;一个可以是一个低海水门。在浅水航行中航行可以使用高海水门，以防止吸入沉积物。但出于安全考虑，大型船舶设有三个海水门，一个高海水门，两个低水门。

海水应首先冷却润滑油，然后用淡水冷却器冷却淡水。这是因为油温低于淡水，粘度高，其热交换性能比淡水差。

3.2  独立中央冷却水系统Ⅰ

独立式Ⅰ 型 中央冷却水系统的工作原理  是该系统由三个独立的回路组成，即海水回路，高温淡水回路和低温淡水回路。

⑴海水回路

海水回路相当简单，两个海水泵从海水管道吸入海水送入中央冷却器，冷却的低温淡水直接排放到船外。

⑵高温淡水回路

高温淡水回路（主缸水冷却系统），是一个闭环系统。两个高温淡水泵将高温淡水送入气缸主机，活塞和喷油器冷却，然后从主机的最高点排出，经过三通温控阀，高温淡水冷却器或旁通管，气柜回高温淡水泵吸入口。

在主机淡水排放管道中，安装平行的水机或轻型系统，利用高温淡水余热制作淡水，作为船上添加的淡水使用。它是一种节能设备。

安装在高温淡水冷却器入口和出口旁通管路上的三通温控阀用于控制主机淡水出口温度，一般要求主机淡水出口温度控制在80  ℃  左右。可以通过三种不同方式实现主机淡水温度的调节。 ①  调整进入冷却器的淡水量。②  调节进入主机的淡水量。 ③ 调节进入高温淡水冷却器的低温淡水或海水量。虽然这三种方法可以调节淡水的温度，但实际上后两种方法会导致主机进出水温过大或过慢反应，这在船上很少使用。此外，三通温控阀可安装在冷却器进水管中，也可安装在出水管内。该系统还配有高温水膨胀水箱，可以：

1）当温度变化导致体积变化时，允许淡水在封闭的循环管路中流动引起膨胀 

2）由于系统的局部热量，排出管道中的汽化气体。因此在淡水出口的最高点通常连接一个通风管道，并与膨胀水箱连接。 

3）可以在水箱膨胀时使用静压头，使吸水管始终保持在高水压，避免管内低压汽化，保持压力稳定 

4）可以使用膨胀水箱增加淡水损失 

5）在给药部位处理水质 

⑶低温淡水回路

低温淡水回路也是闭环系统。整个回路与传统的海水冷却系统相同，但它也必须用海水冷却。在实际船舶中，低温水也分为几种方式：柴油发电机空气冷却器，空气压缩机，空调，制冷，大气冷凝器等冷却。该系统要复杂得多。

该回路中的三通温控阀安装在中央冷却器出口中。低温淡水冷却器的出口温度通常控制在36℃。它还安装了一个特殊的低温水膨胀箱。

如果系统位于两个泵中，其中一个泵是备用的，需要自动启动并进行转换。

独立Ⅱ 型 中央冷却水系统与  Ⅰ 型的区别  被称为低温淡水冷却器的中央冷却器与高温淡水冷却器一样被海水冷却，其工作原理和系统基本相同。另外，冷却泵和闭式循环系统中的冷却器的位置可以以两种不同的方式变化。两种布置的主要区别在于淡水泵是直接连接到淡水入口管线还是出口管线。来自冷却泵的淡水首先进入主发动机进气口，这可以保持主机内的冷却水保持高压，因此气缸冷却室内的冷却水不易蒸发，这可以保证良好的冷却效果。柴油机的效果。这种布置的缺点在于，来自进入冷却器的主体的冷却水的压力已经降低，并且海水可能泄漏到冷却器管板中发生的淡水中。淡水通过冷却泵出来，先进入淡水冷却器，然后将主机的组件冷却，最后返回冷却泵吸入口。这种安排的优点和缺点正好相反。