[發明專利]一種船用柴油機單循環混合冷卻系統及冷卻方法

有效

• 申請號: 201310467694.5
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN103485874A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 張小勇;云炎;王增法;劉仁武
• 申請（專利權）人: 河南柴油機重工有限責任公司
• 主分類號: F01P7/16
• 分類號: F01P7/16
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所 41118
• 代理人: 李路平

技術領域

本發明屬于柴油機技術領域，涉及一種船用柴油機單循環混合冷卻系統及冷卻方法。

背景技術

柴油機在工作時，氣缸內的燃氣溫度可高達2500℃，燃燒所產生的熱量一部分轉化為機械能，使柴油機對外輸出做功；一部分熱量被排出的廢氣帶走；還有一部分熱量傳給氣缸蓋、氣缸套、活塞和氣門等零件。柴油機冷卻系統的作用是對柴油機進行強制冷卻，將受熱零件的熱量散發到大氣中去，使柴油機的溫度保持在較低的范圍內，同時又要適當提高冷卻水溫，得到較好的發動機經濟性指標。

目前大多數船用柴油機多采用雙循環冷卻系統，一個淡水循環、一個海水循環。淡水循環是依靠淡水泵驅動完成，冷卻水由淡水泵泵入柴油機，吸收柴油機各受熱零部件的熱量后流向冷卻水節溫器，若水溫低于節溫器設定值，經旁通管路直接流回淡水泵，若溫度高于節溫器設定值，則流向熱交換器，在熱交換器中與海水進行熱交換后，再流回淡水泵；海水循環由海水泵驅動完成，海水由海水泵泵入空氣冷卻器，冷卻增壓空氣，然后進入熱交換器與冷卻水進行熱交換，海水完成熱交換后排出熱交換器，再流回大海。

盡管雙循環冷卻系統在船用柴油機滿負荷狀態時能夠滿足柴油機對增壓空氣及柴油機本身冷卻需求，但存在以下不足：1、增壓空氣靠海水進行冷卻，柴油機在冷機狀態時，由于進入空氣冷卻器的海水溫度低，導致進入氣缸內增壓空氣溫度較低，不利于燃燒，燃油消耗率過高，經濟性能不好，在嚴寒地區尤為嚴重；2、柴油機部分負荷狀態時，由于只存在一種淡水節溫器，只能根據冷卻水溫度簡單的進行分流，進行簡單的冷卻循環，會造成過度冷卻，消耗過多的柴油機功率，降低柴油機有效效率。

發明內容

為解決上述技術問題,本發明的目的是提出一種船用柴油機單循環混合冷卻系統及冷卻方法。

本發明為完成其發明任務所采取的技術方案是:

一種船用柴油機單循環混合冷卻系統,所述的冷卻系統包括淡水泵、海水泵、溫度調節裝置、熱交換器、空氣冷卻器及各連接管路；所述的淡水泵安裝在柴油機傳動端的一側，提供冷卻水循環所需的驅動力；所述的海水泵安裝在柴油機傳動端的另一側，與熱交換器連通，提供海水循環所需的驅動力；所述的空氣冷卻器安裝在柴油機輸出端，是增壓空氣與冷卻水進行熱交換的裝置；所述的熱交換器安裝在柴油機傳動端，是冷卻水與海水進行熱交換的裝置；所述淡水泵通過連接管路與柴油機連通，為柴油機提供循環冷卻水；對柴油機進行冷卻后的循環冷卻水與溫度調節裝置連通，進入溫度調節裝置；所述溫度調節裝置的出水分別通過連接管路與熱交換器、空氣冷卻器、淡水泵相連；即經過溫度調節裝置自動調節后的冷卻水，根據冷卻水的溫度通過連接管路進入淡水泵；或通過連接管路進入空氣冷卻器，對增壓空氣進行加熱或冷卻；或通過連接管路進入熱交換器，與進入熱交換器的海水進行熱交換；所述熱交換器通過連接管路與空氣冷卻器連通，使冷卻后的冷卻水進入空氣冷卻器，對增壓空氣進行冷卻；所述空氣冷卻器通過連接管路與淡水泵相連，使空氣冷卻器的出水進入淡水泵。

所述的溫度調節裝置包括有高溫節溫器、低溫節溫器及五個冷卻水道；五個所述冷卻水道分別為：冷卻水道Ⅰ，冷卻水道Ⅱ，冷卻水道Ⅲ，冷卻水道Ⅳ，冷卻水道Ⅴ；所述高溫節溫器、低溫節溫器自帶感溫部件，根據流入節溫器的冷卻水溫度控制節溫器的開啟或關閉，選擇不同的冷卻水流道，實現不同的冷卻水循環；根據進入溫度調節裝置的冷卻水溫，高溫節溫器、低溫節溫器開啟程度的不同，進而控制進入不同冷卻水循環的冷卻水循環量，調控進入空氣冷卻器及柴油機的冷卻水溫度，使柴油機在高/低工況時均有良好性能，柴油機有效效率高。

所述柴油機的循環冷卻水出水口通過連接管路Ⅰ、冷卻水道Ⅰ與溫度調節裝置的高溫節溫器連通，當冷卻水溫度高于高溫節溫器的全開溫度，所述高溫節溫器位于全部開啟狀態時，冷卻水通過冷卻水道Ⅲ、連接管路Ⅸ與熱交換器相連，冷卻水進入熱交換器；當冷卻水溫度低于高溫節溫器的開啟溫度，所述高溫節溫器位于全部關閉狀態時，冷卻水通過冷卻水道Ⅱ與溫度調節裝置的低溫節溫器連通，冷卻水通過冷卻水道Ⅱ進入低溫節溫器；當冷卻水溫度高于低溫節溫器的全開溫度，所述低溫節溫器位于全部開啟狀態時，冷卻水通過冷卻水道Ⅴ、連接管路Ⅷ、連接管路Ⅶ與淡水泵相連，使冷卻水流入淡水泵；當冷卻水溫度低于低溫節溫器的開啟溫度，所述低溫節溫器位于全部關閉狀態時，冷卻水通過冷卻水道Ⅳ、連接管路Ⅳ、連接管路Ⅲ與空氣冷卻器連通，冷卻水流入空氣冷卻器。

上述船用柴油機單循環混合冷卻系統的冷卻方法為：