单缸柴油发动机冷却水改装

导读：　单缸柴油发动机冷却水改装(共7篇)吃得少、干得多的单缸柴油机[农广天地]吃得少、干得多的单缸柴油机　 单缸柴油机主要应用在小型拖拉机、三轮农用车等农用机具上。在现有的单缸柴油机上安装供油角度自动提前器，就能使柴油机在各个转速时都能处于最佳供油角度，从而实现节能省油、降低噪声、减少污染物排放等目的。现在为大家介绍吃得少、干得多的单缸柴...

篇一 单缸柴油发动机冷却水改装
吃得少、干得多的单缸柴油机

　　[农广天地]吃得少、干得多的单缸柴油机　

　　单缸柴油机主要应用在小型拖拉机、三轮农用车等农用机具上。在现有的单缸柴油机上安装供油角度自动提前器，就能使柴油机在各个转速时都能处于最佳供油角度，从而实现节能省油、降低噪声、减少污染物排放等目的。现在为大家介绍吃得少、干得多的单缸柴油机。　

　　吃得少、干得多的单缸柴油机

　　一、 单缸风冷柴油机使用注意事项　

　　1、 单缸风冷柴油机与水冷柴油机的构造区别　

　　单缸风冷柴油机与水冷柴油机就其构造、原理而言，配气机构、曲柄连杆机构、燃油供给系统以及进排气系统大同小异，主要是下列两大系统不同：　

　　（1）冷却系统冷却方式不同 水冷柴油机是利用循环水把发动机的热量带走，达到散热的目的，而风冷柴油机是靠风扇吹出的强烈气流顺着散热片急速流动，从而降低机体高温，缸体和缸盖上铸造了许多铝合金散热片。　

　　（2） 润滑系统润滑方式不同 水冷柴油机采用的是综合润滑，即压力润滑和非压力润滑，有机油泵，而单缸风冷柴油机大都无机油泵，采用的是无压力润滑。　

　　2 、单缸风冷柴油机使用注意事项　

　　由于单缸风冷柴油机与水冷柴油机的冷却和润滑方式不同，散热、润滑、冷却效果要差，要严格按照操作程序使用机械，特别要注意以下几点：　

　　严格按照柴油机使用说明书加注润滑油，并定期更换，风冷柴油机对机油的油质、标号、清洁度比水冷柴油机要求要高、要严；风冷柴油机机体温度比水冷柴油机要高，机油耗量要大，检查机油量要勤，过多易喷出，易燃烧，甚至造成飞车，过少易拉缸、拉瓦；随时清除挡风罩、散热片上的杂草、泥土、油污，确保风量充足，散热效果良好；启动后应先低速空转一会儿，待机温上升后再运行，熄火前应中、低速空转一会儿，待机温适当下降后再熄火，严禁高负荷长时间运转。　

　　二、单缸柴油机喷油器喷油压力的调整方法　

　　调整喷油器喷油压力，一般应在喷油压力试验台上进行。在无试验台的条件下，如果确认喷油泵技术状态基本正常，对喷油器开始喷油的压力可采用经验法直接在车上进行调整。　

　　（1）将被调整的喷油器装在与喷油泵相连的高压油管上，油门放在最大位置，减压摇车，按每分钟泵油40～50次控制转速。　

　　（2）用螺丝刀将喷油器调整螺栓松退，调至弹簧不受压力，摇车几转，当喷油器有一股油流出时，再逐渐拧进调整螺栓，边摇车边观察喷油器的喷油情况，当出现“噗噗”的喷油声响时，喷出的油束开始雾化，这时喷油的压力约为5.88～7.84MPa。　

　　（3）再将调整螺栓拧进一圈，相当于使开始喷油压力增加3.92MPa，当听到“哧、哧”的清脆喷油声响时，喷出很细的油雾，并且连续喷射20～30次无滴油现象，则喷油器的喷油压力约为11.77MPa。　

　　（4）将调整螺栓的位置做个记号，拧进1/2～1圈再摇车，若喷雾情况没有发生变化，则可认为标记位置下喷油压力调整已大体正常，将调整螺栓退至原位，用锁紧螺母紧固锁紧即可。　

　　如果有三通管和已校正好的喷油器，也可用三通管将被检查和已校正好的喷油器并联在喷油泵上，排除油路中的空气后，将油门置于最大供油位置，减压摇转曲轴，观察两个喷油器的喷油情况，如果同时喷油，说明压力正常；如果被检查的喷油器提前喷油，则说明喷油压力不足，应进行调整。松开调整螺栓的锁紧螺母，向内拧动调整螺栓，使调压弹簧预紧力增大，提高喷油压力，直至两个喷油器同时喷油为止，最后锁紧螺母。　

　　三、单缸柴油机湿式气缸套的安装　

　　（1）将缸套及其安装孔清洗干净，先不装阻水圈，把缸套放在缸体内，用百分表分别测量缸套凸肩厚度及缸体上的缸套安装孔深度，二者之差即为缸套平面凸出机体平面的高度，一般应在0.04～0.17毫米之间。此高度过大，如超过0.50毫米，易造成缸套断裂；过小，如小于0.02毫米，则气缸垫与气缸套顶面密封不严，使高温高压气体从机体与缸套凸肩接缝处冲入水箱，发出“嘣、嘣”的冲击声，水温很快上升。如果高度过大，可在专用的镗床或镗缸机上镗削到合适的尺寸；如果高度过小，可在气缸套台肩下垫一铜皮垫圈（利用旧气缸垫制成的），使之达到规定高度。　

　　（2）测量好缸套顶面与机体平面的高度差值后，取出缸套，装上阻水圈。应注意不使阻水圈过紧，以免缸套周边受力不均而断裂。　

　　（3）选择湿式气缸垫，并使其内径与缸套上端面密封带相适应。　

　　（4）按规定扭矩和顺序用扭力扳手紧固缸盖螺栓，注意拧紧力矩不得过大，否则会产生缸盖变形、缸体烧损以及缸套会因受力不匀而断裂。　

　　四、单缸柴油机的气门间隙的检查和调整　

　　柴油机工作时，由于进气门受新鲜空气的冷却，温度在300℃～400℃之间，而排气门受高温废气的冲刷，温度在600℃～800℃之间，所以，排气门温度比进气门高，受热膨胀量也比进气门大。因此，一般排气门间隙比进气门间隙大。有的柴油机进、排气门间隙也可相等。气门间隙过小或过大都会造成发动机的功率下降，损坏其他部件等，严重的还可能造成发动机报废，所以为保证柴油机正常工作，必须定期检查和调整气门间隙。检查、调整方法如下：　

　　柴油机在冷车状态下拆下气缸盖罩；转动飞轮，使飞轮上的上止点刻线对准水箱上的指针刻线，使活塞处于压缩冲程的上止点位置；用厚薄规测量气门杆尾端与摇臂之间的间隙，如厚薄规插不进去或插进去后仍有较大的间隙，则需对气门间隙进行调整。S195型柴油机冷车状态时，进气门间隙为0.3～0.4mm，排气门间隙为0.4～0.5mm；松开气门间隙调整螺钉的锁紧螺母，拧动调整螺钉，用厚薄规测量直至所测值与规定值相符，在保持调整螺钉不动的情况下，拧紧锁紧螺母；当进、排气门间隙调整好后，摇转曲轴数圈，再测量其间隙，如有变化，应重新调整。 

　　五、提前器的日常保养和维修

　　 1、日常保养

　　 工作满500小时，将提前器拆下后，把每个零件放到柴油中清洗干净，沥干后再安装。要注意：飞块组件零件太小，容易丢失，一般可不解体。

　　 2、常见故障的排除。

　　 凸轮轴上的半圆键容易滚键。原因是锥面配合不好，安装时锥面、锥孔不干净，没有安装到位。只要清洗干净、更换半圆键，盖上齿轮箱盖就可以了。如果工作一段时间后，飞块张不开，或张开合不拢。无法自动调整提前角。应将提前器解体清洗干净后装回。

　　相关资料：

　　一、单缸柴油机供油时间的判断 

　　各种农业机械大都配以柴油机作为动力，柴油机供油时间（供油提前角）的过早或过晚对柴油机功率的输出、油耗和正常运转影响甚大。要想保证供油时间的正时，首先要掌握对柴油机供油时间早与晚的判断，以正确调整。

　　供油时间过早时，混合气体将提前形成并过早着火燃烧，膨胀的气体对正在上行的活塞产生一个反压缩力，在柴油机熄火瞬间反压力大于活塞上行的惯性压缩力，迫使活塞下行，造成曲轴反转，因此风扇或飞轮也反转。供油时间过晚时，混合气体的形成和燃烧过程推迟到活塞下行时才进行，由于燃烧空间迅速增大，不能产生原来应有的很高的膨胀力，因此，在柴油机熄火的一瞬间，曲轴转动惯性力变小，就会立即停止转动，表现为风扇或飞轮立即停止运动的现象。一般柴油机工作500小时以上或经拆修的喷油泵，都必须给予调整最佳供油提前角（即供油时间）。 

　　二、单缸柴油机输油泵性能的检查 

　　1 检查吸油能力 

　　吸油能力的检查可以采用如下方法：首先将输油泵的进油口用油管连接通到位于进油口下方1米处的柴油桶，柴油桶为专用的，然后将输油泵的出油管拆掉，上述工作做好后，用手油泵开始吸油，如果不能在30次内将柴油从油桶内吸上来并压出，则表明吸油能力不好，需要维修。 

　　2 检查泵油能力 

　　泵油能力的检查可以分两种：一种是在工作现场的随车检查，一种是在试验室试验台检查。随车检查，拆下输油泵出油管，用手油泵泵油，若油柱粗，无气泡、出油急且能窜至50厘米以上为好。试验台检查，输油泵随喷油泵一起固定在喷油泵试验台上，将进油管与试验台油箱连接，将出油口与试验台低压表和流量表连接，转动喷油泵，观察怠速和额定转速时的出油压力及流量，并与标准值进行比较。 

　　3 检查手油泵的性能 

　　拆下输油泵和手油泵，先将手油泵活塞按到底不放，再用食指将手油泵口堵住，然后松开手油泵手柄，看手柄是否会被吸住，若手柄及活塞在其复位弹簧的作用下复位，则手油泵密封性能不良，应更换。 

　　4 进、出油止回阀密封性能试验 

　　将进油口与油桶用塑料管连接，然后用比较慢的速度泵手油泵，观察塑料管内的油柱上升情况。如果油柱一上一下来回升降，则表明进油止回阀不密封，应该进行维修或者更换。然后，继续用较慢的速度泵手油泵，当出油口压出油后，把手柄放置在最低位置锁住，观察油口的油平面是否下降，如果下降较明显，则表明出油止回阀不密封，应该及时进行维修或者更换。

篇二 单缸柴油发动机冷却水改装
水田巧驾小铁牛　　水田耕整机使用

　　[农广天地]水田巧驾小铁牛　  　 

　　水田耕整机是近年来广泛使用的一种小型水田耕作机具，能进行犁、耙、平等作业，具有结构简单、重量轻、功率小、机动灵活、操作方便、维修简单、成本低、功效高等特点，深受广大农民欢迎。现在为大家介绍水田巧驾小铁牛，水田耕整机使用。　 

　　 相关资料：

　　水田巧驾小铁牛　

　　一、小铁牛驾驭前要注意的事项　 

　　1、技术培训　 

　　机手必须通过技术培训，掌握了驾驭小铁牛的技巧后，才能驾驭它作业。　 

　　2、适量加入机油和0号柴油　 

　　在要小铁牛作业前，必须检查柴油机曲轴箱及耕整机变速箱的机油情况；各活动部位应经常加注润滑油。F175单缸柴油机作业时的油耗在10.5千克/公顷左右。要保证小铁牛的正常作业，就要根据作业时间的长短适量加入0号柴油。在加油时,油箱附近,禁止火种。　 

　　3、正确的启动小铁牛和使用柴油机　 

　　小铁牛启动前，还应检查被耕田的水面是否在5—7厘米深。过浅，驱动轮容易沾泥，滑板的滑动阻力增大，影响工效，过深，影响操作者的视线，以致影响翻耕质量。　 

　　柴油发动机启动时，耕整机前和皮带轮两侧禁止站人，以防止意外。　 

　　在柴油机启动前要确保离合手柄在机手左边的分离位置，使三角皮带处于放松的状态 ，这样用手摇动手柄，起动发动机，而齿轮箱的皮带轮不会跟着转动。　 

　　按正常使用单缸柴油机的程序起动柴油机，确认运转正常，机手在小铁牛上坐稳了，才能将离合器手柄缓慢地放入结合位置，小铁牛就能稳稳当当起步行走，开始作业。　 

　　二、小铁牛巧作业　 

　　1、小铁牛犁田　 

　　我们在前面已经安上了犁，想叫小铁牛犁田，也得用巧劲。　 

　　1）巧调犁和平衡撬的的高度　 

　　在犁耕田时，脚放在方向控制杆上，不需用力，脚抬起时，犁头自然向上抬起，这样耕整质量最好。整台小铁牛在水田里的平面应该略倾向平衡撬方向，如果平衡撬这条腿太长，就容易翻车。　 

　　2）巧控行进时的重心　 

　　先距离田垅二米左右，向田的中间逆时针方向耕犁，耕犁时操作者应注意将身体重心略向平衡撬一边，转弯应根据田块大小，尽可能转大弯；减小油门，慢速前进，这样可以防止翻车。到中间的田全部耕犁完后，最后返到田边，顺时针方向耕犁剩余部份，这样才能将田边耕犁到位。　 

　　小巧门：如果在右平衡杆的下面挂一个自已做的平衡盘，里面装些泥土，也能防止翻车。　 

　　3）巧控行进速度　 

　　小铁牛的耕作速度要考虑到耕作土层泥底硬度、土壤粘度等因素来进行调整和控制。如砂性田，可适当提高耕作速度；反之像粘性重的田，应降低耕速。如发现在软深泥区行驶速度明显减慢，可让左脚减少踩踏的力量，犁头自然向上抬，使驱动轮冲过软深泥区。禁止在前头拉、抬，更不要负荷起动。　 

　　4）犁田时如有清除杂草缠绕住轮子或犁，要及时停机，清理干净后再重新作业。　 

　　你看这一道道刚翻起来漂亮的泥土波，说明它正干得欢着呢。　 

　　2、小铁牛蒲滚　 

　　犁完了田，现在要小铁牛把犁起来的那些大块大块的泥土滾碎。我们就把犁缷下来，装上蒲滾。　 

　　把左平衡杆的方管套在牵引杆后横梁左边的方孔上，插入销子固定好。把左平衡撬上的竖杆穿过左平衡杆左边的圆管。再用一根销子将左平衡撬上的竖杆和左平衡杆左边的圆管固定在一起。要注意，这个左平衡撬的方向是不能随便转动的。　 

　　将扁铁的一端插入蒲滚中间的连接孔。　 

　　抬起蒲滚的罩子，这里有二个孔与牵引杆后横梁相连接。将扁铁另一端上的小孔套在牵引杆后横梁下面的小车轴上，用销子固定好。 这样就可以作业了。　 

　　大块大块的泥土被来来回回转着的小铁牛打碎了。　 

　　3、小铁牛耙田　 

　　大块的泥土现在已经没有了，接下去要小铁牛把田耙平。 将蒲滚缷下。　 

　　将右平衡杆向机手的左边推，使平衡杆的最右边的孔与牵引架前横梁右边的这个孔对正，并用插销插好。　 

　　将耙右侧连杆孔穿在耕整机牵引架后横梁右边下平面的销子上，把支座联从牵引架后横梁左边套入，将它的销子套入耙左侧连杆的孔中，固定好支座联。　 

　　将调节板的一端连接在耙中间的连接座上。　 

　　将脚踏中间的孔安装在牵引杆中间的小车轴上。将调节板的另一端的第三个孔连接在脚踏的后端。　 

　　 农机手的熟能生巧的操作非常重要。　 

　　当遇到水田中局部的泥土堆高于周围时，用右脚使劲踩下耙与牵引架后横梁之间的的连杆，这样耙就会把高起来的泥土带着向前行进，到水田中局部的凹陷处，右脚移到脚踏上，使劲踩下脚踏，耙往上抬，带着的泥土就会自然落下。多次反复后，田就被耙平了。 经过小铁牛的犁、滚、耙，水田平整了。农民们可以进行播种、插秧作业了。这样的田深浅一致、同样干湿，秧苗才能长得均匀，便于日后水稻生长期的管理。　 

　　三、小铁牛日常维修和保养　 

　　柴油机是小铁牛的动力的来源。但这种单缸柴油机的维修，我们有专门的片子进行介绍，这里就不作介绍了。　

　　1、缷皮带轮 

　　要卸下变速箱上的皮带轮则要依靠这个拉轮器。 

　　先将拉轮器中间的螺帽下降到下面的位置，将它的三个勾子分别插入皮带轮的三个圆孔，调整好平衡，用扳手拧紧中间的螺杆，螺帽上升，三个勾子就会拉着皮带轮向上移动。接着用右手的扳手扶着中间的螺杆不动，左手逆时针方向旋转皮带轮，拉轮器就拉着皮带轮脱开变速箱的输入轴了。这样缷皮带轮比较安全有效，

　　2、变速箱的维修 

　　变速箱的作用是将柴油机旋转着的动力转变成小铁牛前进时的牵引力。变速箱主要是由箱体、齿轮、轴、轴承和油封等组成。将变速箱平放在专用的工作台面上。这里面是一轴、这里面是二轴、这里面是三轴、这里面是四轴。变速箱箱体里齿轮在四根轴上的分布情况是这样的。一轴上安装着输入动力的皮带轮，四轴上裝着输出动力的驱动轮。柴油机上高速运旋转的皮带轮通过三角皮带带动变速箱一轴上皮带轮也高速旋转，但通过四根轴、六个齿轮的变速，到四轴即输出轴时,旋转就变得很慢，但扭力却变得非常大，所有这些力，都要靠轴承和齿轮来支撑。从实际使用过程中，我们发现变速箱中主要故障是轴承的破损、齿轮的磨损。 

　　3、犁头的更换　

　　在配套使用的农具中，犁头是比较容易磨损的。如果不及时更换，犁的地就会太浅，影响以后的种植。　

　　更换时只要把这几个螺丝拧下，换上新的犁头，拧紧螺丝就可以了。　

　　4、作业后和季节作业后保养　

　　在小铁牛每天作业完成后，都应该将各部件中杂草、泥土等清洗干净、晾干、给它的各运动部位加加油。　

　　一个季节耕作作业结束后，应及时地对小铁牛进行常规保养。在油漆脱落处涂上防锈油。　

　　变速箱内要使用优质机油，如果发现机油变得粘稠、发黑了，就要及时更换。

　　相关知识：

　　 小铁牛使用技术要求： 

　　①耕深一致。犁耕作业控制在15cm以内，无漏耕，无暗埂，无暗沟。 

　　②上细下粗。田块通过耕整后土壤细而不糊，上烂下实，插秧机工作时不下陷，不拥泥。 

　　③地面平整。地块通过耕整后高低差不超过3cm田面整洁，无残渣，无凸起。 

　　④泥水分清。水田耕整后，田块必须适度沉实，达到泥水分清，沉淀不板结，水清不浑浊。 

篇三 单缸柴油发动机冷却水改装
单缸柴油机采用可变冷却方案的性能研究_郑伟

　

第３３卷第４期２０１２年８月内　燃　机　工　程

ＣｈｉｎｅｓｅＩｎｔｅｒｎａｌＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＥｎｉｎｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎ　　　　ｇｇｇ

Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．４

　

Ａｕｕｓｔ．２０１２ｇ

（）文章编号：１０００－０９２５２０１２０４－００６４－０７

３３００５９

单缸柴油机采用可变冷却方案的性能研究

２

，郑　伟１，张振东１，周美丽２，王苏苏２

（上海理工大学能源与动力工程学院，上海２１．０００９３；

）温州大学机电工程学院，温州３２．２５０３５

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＳｉｎｌｅＣｌｉｎｄｅｒＤｉｅｓｅｌＥｎｉｎｅｗｉｔｈ　　　　　　　　ｇｙｇ

ＶａｒｉａｂｌｅＣｏｏｌｉｎＳｃｈｅｍｅ　ｇ　

１，２１２２

，，ＷＡＺＨＥＮＧ　ＷｅｉＺＨＡＮＧＺｈｅｎｏｎＺＨＯＵ　ＭｅｉｌｉＮＧＳｕｓｕ　　－ｄ－　　－ｇ，

（，，１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｉｎｅｅｒｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｈａｎｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏ　　　　　　　　　ｇｙｇｇｙｇｇｙ　　

；Ｓｈａｎｈａｉ２０００９３，Ｃｈｉｎａ　ｇ，，）２．ＣｏｌｌｅｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎＷｅｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔＷｅｎｚｈｏｕ３２５０３５，Ｃｈｉｎａ　　　　　　　ｇｇｇｙ

：ＡＡｂｓｔｒａｃｔｒｏｏｓｅｄｖａｒｉａｂｌｅｃｏｏｌｉｎｓｃｈｅｍｅｗｉｔｈｂｅｔｔｅｒａｄａｔａｂｉｌｉｔｗａｓａｎｄｅｘｌｏｒｅｄｉｔｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　　　　　　　　　　ｇｐｙｐｐｐ　　

ｏｎｅｎｉｎｅｅｃｏｎｏｍａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｓｔｈｒｏｕｈａｃｔｕａｌｅｎｉｎｅｔｅｓｔ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｂｕｓｉｎｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｃｏｏｌｉｎ　　　　　　　　　　　　ｇｙｇｇｙｇｇ　　　

，，ｕａｒａｎｔｅｅｄｓｃｈｅｍｅｔｈｅｅｎｉｎｅｃｏｏｌｉｎｓｓｔｅｍｃａａｃｉｔｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｏｎｌｏｎｅｒｌｉｍｉｔｅｄｔｏｃｈａｎｅｏｆｏｅｒａｔｉｏｎ　　　　　　　　　　ｇｇｇｙｐｙｙｇｇｐ　　　，，ｏｓｓｉｂｉｌｉｔ．Ｉｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｎｏｍａｔｔｅｒｗｈｉｌｅｓｅｅｄｏｒｔｏｒｕｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｉｔｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｏｒｅｄｕｃｅｅｎｉｎｅｏｖｅｒｈｅａｔｉｓ　　　　　　　　　　　　　　ｐｙｐｑｇｇｒｅｈｅａｔｉｎｔｈａｔｔｈｅｖａｒｉａｂｌｅｃｏｏｌｉｎｓｃｈｅｍｅｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｓｈｏｒｔｅｎｅｎｉｎｅｔｉｍｅａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｅｃｉｆｉｃｆｕｅｌｆｏｕｎｄ　　　　　　　　　　　　ｐｇｇｙｇｐ　　　

，ｃｏｎｓｕｍｔｉｏｎｂ１６％ｍｏｓｔｌｉｎｒｅｈｅａｔｉｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎＮＯＨＣ，ＣＯｅｍｉｓｓｉｏｎｓａｎｄｓｍｏｋｅｉｎｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌ　　　　　　　ｐｙｙｐｐｇｘ，　　　ｃａｎａｌｓｏｂｅｒｅｄｕｃｅｄｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｒｅｅｓ．ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　　　　　　　ｇ

摘要：从柴油机冷却特点出发，提出一种适应性更好的可变冷却方案，并通过试验研究对比了可变冷却方案对柴油机经济性和排放性的影响。试验结果表明：采用可变冷却方案后，柴油机冷却系统的散热能力得到有效保证，使得柴油机无论在增速或增扭过程中均能有效防并在预热工况下油耗止柴油机冷却液温度过高。可变冷却方案能有效缩短柴油机预热时间，

率降低的最大幅度为１试验工况下采用可变冷却方案还可以不同程度地降低ＮＯ６％，ＨＣ、ｘ、

ＣＯ和碳烟排放。

关键词：内燃机；柴油机；可变冷却；试验对比；预热；性能研究

：；；；ＫｅｗｏｒｄｓＩＣｅｎｉｎｅｄｉｅｓｅｌｅｎｉｎｅｖａｒｉａｂｌｅｃｏｏｌｉｎｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｍａｒｉｓｏｎ；　　　　ｇｇｇｐｐｙ　

；ｓｔｕｄｒｅｈｅａｔｉｎｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｐｇｐｙ

中图分类号：ＴＫ４２４．２

文献标识码：Ａ

０　概述

柴油机运转时，与高温燃气相接触的零件受热幅度强，如不加以冷却会导致零件过热，缸内燃烧不

１］

。同时，正常，影响柴油机正常运行［柴油机冷却液

］２４－

。由此可见，柴油机冷却系统必须时恶化等问题［

４，５］

。但传统冷刻保证柴油机在最适宜温度下工作［

却系统中的水泵和风扇均由曲轴定速比驱动，其散热要求和散热能力之间并不协调，特别是柴油机运行在低速大扭矩时，散热需求大，但由于转速低，泵

６，７］

。同水量和扇风量均很小，使得柴油机容易过热［

过冷时，也会造成混合气混合不良，工作粗暴，排放

收稿日期：２０１２０３０８－－

）；）基金项目：浙江省教育厅科研资助项目（浙江省新苗计划资助项目（Ｙ２００８０３２４４２０１１Ｒ４２４０２７

，：作者简介：郑　伟（男，博士生，主要研究方向为汽车关键零部件的开发及发动机可变传热性能理论，１９７９—）Ｅ－ｍａｉｌａｎｄｚｅｅｎ６３．ｃｏｍ。＠１ｙ

０１２年第４期　２内　燃　机　工　程

·６５·

时，柴油机冷机起动时，由于低温冷却液的流动带走了部分燃烧热量，延长了柴油机预热时间，同样不利

８］

。于柴油机的正常工作［

本文提出一种可变冷却方案，将传统冷却系统如用电子节中的部分关键部件用电子化设备代替，

温器代替传统蜡式节温器，以提高响应性；用电子水泵代替传统机械水泵，使冷却液循环流量不受柴油机转速限制；采用双级散热器，扩大冷却液散热面采用单片机控制各部分电子设备，并对柴油机内积；

部循环的冷却液温度进行实时检测。系统在稳态工况和瞬态工况的试验结果表明：采用可变冷却方案提升柴油机的预能有效地控制柴油机冷却液温度，热速率。

图１　可变冷却方案示意图

１　试验设备及流程说明

１．１　试验及检测设备

试验采用直喷式、强制循环水冷、单缸柴油机，缸径１行程１压缩比为１标定功率００ｍｍ，２０ｍｍ，７，／，最大扭矩６１２．７ｋＷ（２２００ｒｍｉｎ）１．７Ｎ·ｍ　（／）。其原机冷却系统为强制循环冷却系１７６０ｒｍｉｎ　包含机械水泵、蜡式节温器、单个散热风扇和普统，

通散热片。试验过程中将原机的喷油系统改装成电子油泵，以确保精确控制每个工况下的供油量；在冷却液缸盖出口处安装温度传感器测试冷却液温度。柴油机冷却液采用普通的乙二醇和水的混合液。测试设备如表１所示。

表１　测试设备

设备名称

湖南湘仪测功机

内燃机综合测试系统润滑油恒温装置冷却液恒温装置燃油恒温装置数据采集卡

数字温度传感器

设备型号ＤＷＣＣＥ２１１４ＥＴ２９００ＪＹ－ＥＴ２９００ＱＹ－ＬＥＴ２９００ＹＲＰＣＩ８３３５ＬＴＭ９９０１

却方案对柴油机的影响。首先是稳态工况，分别调整柴油机运转在相同转速不同扭矩下、相同扭矩不同转速下、转速和扭矩都不同的情况下，对比２种冷却方案下柴油机冷却液出口温度。为了充分说明稳每个试验流程都进态工况下２种冷却方案的差异，

行了４种不同转速或扭矩工况的测试。其次是瞬态工况，本文中所进行的瞬态工况研究集中在柴油机冷机起动工况和柴油机急减速工况。柴油机冷起动工况依靠润滑油恒温装置、冷却液恒温装置和燃油冷却液、燃油温度均调整至恒温装置将润滑油、

然后依靠柴油机自行将冷却液温度调整至１０℃，

判断２种冷却方案的预热时间。柴油机急减９０℃，

并速工况调整柴油机运行在大转速下至稳定状态，设置冷却液温度为９然后突然将油门降至怠速０℃，实时观测冷却液温度的变化。工况，

２　散热能力试验及分析２．１　稳态工况

／、选取以下４种稳态工况进行试验：转速１４５０ｒｍｉｎ

／、扭矩２转速１扭矩３０５０Ｎ·ｍ，７６０ｒｍｉｎ５６０Ｎ·ｍ，～　～／、／、转速１扭矩转速２扭９４０ｒｍｉｎ２５５５Ｎ·ｍ，２００ｒｍｉｎ　～　

矩２２５２Ｎ·ｍ。～２．１．１　冷却液出口温度随扭矩的变化

图２为４种转速下，采用可变冷却方案前后柴采用油机冷却液出口温度的变化趋势。研究发现，可变冷却方案前后，柴油机冷却液出口温度基本上大扭矩时原机冷却系均会随着扭矩的增加而增加，

统冷却液温度处于９而采用可变冷却４～９７℃之间，方案时冷却液温度为９后者波动范围明显２～９４℃，其原因是冷却液驱动元件转速不同。采集二较小，【单缸柴油发动机冷却水改装】

者转速随温度的变化如图３所示。

水泵和散热器分别　　可变冷却方案将原节温器、

更换为电子节温器、电子泵、双级散热器，可变冷却方案示意图如图１所示。电子节温器可根据冷却液温度自动调整冷却系统

的大小循环，电子泵可根据控制单元的信号增大或减少转速而不受柴油机转速的限制。双级散热器实质为在原散热器旁并联一个小型散热器，通过电磁阀的开闭控制大、小散热器。各个电子部件通过数据采集卡与控制单片机相连，单片机根据自带内部计算程序，通过数据采集卡控制各个电子部件的动作。１．２　试验流程

本文研究了２种工况下原机冷却系统与可变冷

·６６·

内　燃

　机　工　程２０１２年第４期　

图２　不同转速下柴油机冷却液出口温度随扭矩的变化

图３　相同转速不同负荷下原机水泵和电子泵转速的差异

由图３可以清晰地看出，试验过程中保持柴油机转速不变时，机械水泵的转速也基本保持不变；柴油机转速提高时，机械水泵的转速也随之提高。而电子泵的转速却随着冷却液温度的升高而升高，

与转速的关系不大。

２．１．２　冷却液出口温度随转速的变化

柴油机转速的变化也会带来冷却系统散热效果的差异。为了体现２种冷却系统在不同转速下散热

能力的差异，调整柴油机试验负荷分别为２５Ｎ·ｍ、观察柴油机冷却液出３０Ｎ·ｍ、３５Ｎ·ｍ、４０Ｎ·ｍ，

口温度随转速的变化趋势，如图４所示，转速范围为／１０００～２２００ｒｍｉｎ。　　

由图４可以看出，柴油机冷却液温度随着转速的增加而升高。而采用可变冷却方案后，冷却液温度始终保持在９此外，可变冷却方案中，５℃之下。虽然电子泵的最高转速略低于传统的机械泵，但可

０１２年第４期　２

内　燃　机　工　程

·６７·

变冷却方案采用了双级散热系统，因此散热面积增大，散热能力提高，冷却液温度比采用传统水泵时低。

２．１．３　冷却液出口温度随转速和负荷的变化

为了验证柴油机转速与负荷同时变化时，２种冷却方案散热能力的差异，在不同转速与负荷工况下进行了大量的对比试验，探索不同试验工况下２种冷却系统对冷

却液出口温度的影响规律，如图５所示。

图５　柴油机不同工况下２种冷却系统对

冷却液出口温度的影响

（）、对比图５图５（可知，采用可变冷却方案ａｂ）后，柴油机冷却液出口温度得到了有效控制，最高值约为９３．４℃，且有效地将冷却液温度控制在而原机冷却系统最高值达到了８５～９５℃之间；冷却液温度则在８９８．５℃，５～９８．５℃范围内。２．２　瞬态工况

对于瞬态工况的研究，本文研究了暖机工况和急变速工况。暖机工况指在机体温度、冷却液温度、燃油温度、润滑油温度均为１依靠柴油机自０℃时，将冷却液温度逐步提升到９观测柴油身做功，０℃，机采用２种冷却系统所消耗的时间。急变速工况指

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内　燃　机　工　程２０１２年第４期　

试验用柴油机在标定工况运行２突然去掉０ｍｉｎ后，油门，并运行至怠速工况，通过高精度温度传感器和高速数据采集卡观测柴油机冷却液出口温度的变化。

２．２．１　暖机工况下２种冷却系统预热时间对比图６为柴油机在不同转速与负荷的暖机工况时，冷却液温

度随时间的变化规律。从４种工况点

的暖机工况可以看出，采用可变冷却方案后柴油机／预热时间有效缩短，特别是在９００ｒｍｉｎ、３２Ｎ·ｍ工况下最为明显。这种缩短的趋势随着工况点的提升／而减弱。在１预热时间仍可２００ｒｍｉｎ、５３Ｎ·ｍ时，　，这一点也说明柴油机采用可变冷却方案缩短１９７ｓ能较快提升功率。２．２．２　急变速工况

急变速工况主要研究了柴油机在４种大转速范让柴油机处于怠速工况并围下突然将油门降为零，

运行平稳，观察柴油机冷却液出口温度的变化趋势。／、／试验前柴油机分别运行在１９００ｒｍｉｎ２０００ｒｍｉｎ、　　／／调整冷却液温度为９２１００ｒｍｉｎ和２２００ｒｍｉｎ，０℃。　　

图７为急减速工况下，柴油机冷却液出口温度的变化趋势。图７显示，在柴油机运行从高转速突然降至怠速时，２种冷却系统都会出现冷却液温度升高现象，原机冷却系统上升幅度为６～７℃，可变冷却方案上升３～４℃。原机冷却系统出现温度上升的原因在于柴油机转速下降至怠速工况，机械水泵导致循环冷却液流量和流速都出转速也突然降低，

现了大幅度下降，严重影响了柴油机的散热能力，因此冷却液温度有较大幅度的升高。而可变冷却方案冷却液温度基本上控制在９说明可变冷却３℃左右，方案的散热能力在急减速工况下得到了充分发挥。其原因在于可变冷却方案中冷却水泵、电子节温器、双级散热器等关键零部件的控制均基于冷却液温与柴油机转速无关。因此，虽然柴油机转速降度，

低，但柴油机还有着较强的散热要求，可变冷却方案还保持着较好的散热能力。３　柴油机节能和排放试验研究

３．１　可变冷却对柴油机经济性的影响

图８为柴油机在预热工况下，采用２种冷却系统时燃油经济性的比较。采用可变冷却系统后，预热时间大幅度缩短，柴油机迅速进入到正常燃烧阶段，大量减少了缸内未燃烧的燃油量，从而起到了节最大节油度接近１油作用，６％。

３．２　不同工况对柴油机ＮＯｘ排放和烟度的影响

／图９和图１０为１４００ｒｍｉｎ不同负荷下，ＮＯ　ｘ排放和烟度的对比情况。在中、高负荷下，ＮＯｘ排放和烟度都有一定程度的下降，其原因可以理解为可变冷却方案下，冷却液温度得到有效控制，给降低缸内高温环境带来了便利，从而降低了ＮＯｘ排放和

烟度。

为了进一步研究对于柴油机排放的影响，还进

图６　暖机状态下预热时间的对比

行了瞬态工况下（无负荷状态下由怠速急加速到标

篇四 单缸柴油发动机冷却水改装
柴油机冷却水系统处理

柴油机冷却水系统处理

【摘 要】 柴油机是柴油车的心脏，在车辆行驶过程中有相当重要的作用，为使柴油机在合适的温度下能够安全有效的工作，对于冷却水系统就显得格外重要。本文对柴油机冷却水在检修、清洗及防腐步骤进行论述。

【关键词】 柴油机 冷却水系统 清洗 防腐

柴油机冷却系统的主要功能是用来控制发动机的工作、能（含润滑系统的散热）因此，日常检查和清洗及防腐就显得尤为重要。

1 冷却水系统的防腐保护

冷却水必须仔细处理、效率降低。因此要进行对冷却水处理。

1.1 处理步骤

（1）清理冷却水系统。却水系统和状况进行定期检查。

1.2 冷却水系统的清洁处理

（1）在防腐处理前，必须除去系统中的石灰沉淀层、铁锈和油泥，以改善热传导和确保防腐剂对表面进行保护的均匀性。锈和清洗水垢。（3不得使用含有易燃物的预混合清洁剂，通常采用氨基酸、柠檬酸、酒石酸为主，这些易溶于水，不会散发有害蒸汽，中。（5）清洗时不必拆卸发动机零件，水在发动机循环才能达到最佳效果。清洁可使不良配合的结合处或有缺陷的垫片部位渗漏更明显，应进行检查，在清洁后的

2 未净化的水

（1）建议使用无离子水或蒸馏水作为冷却水，由于硬度较低，这种冷却水还具有相当的腐蚀性（1）加满清洁的自来水，原有的水可以放掉，将水加热到连续循环，按规定剂量加入除油化学剂在规定周期循环清洁化学制剂。水系统必须在无压力状态下检查并排除任何泄露，自来水，将水循环两小时后放掉。

4.2 酸洗除锈

，系统的好坏对发动机的工作和使用寿命有直接关系，保存和检测，（24p

以避免腐蚀或形成沉淀，

2）注满带防腐剂的无离子水或蒸馏水。遵守以上规定， 清洁剂不直接使用，

2）清洁处理应包括油泥酸洗除放掉系统中的水再加满清洁的从而使热传导（3）对冷。

60℃在发动机中（2

4）6）温度和驱散多余的热会使冷却水引起的故障降至最低。（）水乳清洁剂和弱碱性清洁剂一样可以用于除油污过程。（要溶于水后再加入系统（因此在净化过程中小时要检查润滑系统的含酸量（机油） ）冷却

篇五 单缸柴油发动机冷却水改装
黄河船舶柴油机冷却系统的改造

船海工程 2001年第4期(总第140期) 文章编号:1001 1684(2001)04 21 04

黄河船舶柴油机冷却系统的改造

毛奇志

(长江船舶设计院,武汉430062)

摘 要:通过理论计算,结合实船经验,探讨黄河船舶柴油机冷却系统的改造和有关参数的选取。关键词:主机冷却系统;舷侧冷却器;冷却面积中图分类号:U664.81+4 文献标识码:A

Abstract:Combiningtheorycalculationwithfactualshipexperiencetheauthor,discussthechangeofmarinedieselen ginecoolingsysteminYellowRiverandthechoosingofrespectparameter.

Keywords:mainenginecoolingsystem;broadsidecooler;coolingarea

1 前言

1998年11月我们接手 潼关河段2号清淤射流船 的设计任务,1999年1月完成施工设计。1999年7月船厂完成施工交付使用。

本船用于黄河潼关河段,利用船上设置的射流系统冲刷河床,使淤积泥沙与河水混合成沙浆状,借助水自然流速和螺旋桨尾流携带泥沙迁移,达到疏浚河床的目的。

本船主尺度为:船长 29.8m;船宽 6.6m;型深 1.47m;吃水 0.6m。

本船主机组选用河南柴油机厂生产的TBD234V6型增压中冷柴油机配杭齿HC200齿轮箱,驱动冲砂泵原动机为河南柴油机厂生产的TBD604BL6-1型增压中冷柴油机。

壳板两舷侧吃水处做出夹层,内部用型钢隔成来回的流道。冷却水在夹层内流动,与船外河水进行热交换。优点:做在船体上,占用较少空间,可与河水有较大的接触面积,热交换效果好。缺点:施工难度大,增加船体重量。

3 主机冷却系统的确定

3.1 原柴油机冷却系统

原柴油机TBD234V6的冷却系统为闭式循环系统。分为淡水系统和海水系统。

淡水系统循环路径

:

海水系统循环路径

:【单缸柴油发动机冷却水改装】

2 主机冷却方式的确定

黄河水泥沙浓度较大,现有柴油机冷却系统不能适应黄河水,必须对冷却方式进行必要的改造。目前船舶使用的冷却方式有舷侧冷却、舷外冷却、海水箱冷却3种。这几种冷却方式,河水均不在管内流动,处于开放式环境中,相对于结构紧凑的管壳式冷却器而言,比较容易清理淤积泥沙。特别是舷侧冷却方式,河水的自然冲刷就能清洁舷侧冷却器,基本上不需要人工作业。

经过综合比较,选择舷侧冷却方式。即在船

冷却水从机体和柴油机滑油冷却器带走的热流量为94.4kW,冷却水从中冷器带走的热量为16.83kW,前者将近是后者的6倍。

淡水系统中,淡水的进机温度约为70!,淡水的出机温度为80!,最高允许淡水出机体温度为85!。

海水系统中冷器的进水温度必须小于32!。海水经过中冷器后的温升约为3~4!,最大不超过5!;海水经过热交换器后的温升约为10!。3.2 原柴油机冷却系统的改装

由于黄河水有泥砂浓度较大的特点,决定了不能用舷外水作为海水系统的冷却水,只能用淡水作冷却水。有两种改进方案。3.2.1 取消热交换器

收稿日期:2001 04 11

作者简介:毛奇志(1966-),女,学士,工程师

黄河船舶柴油机冷却系统的改造###毛奇志

取消热交换器,淡水系统的淡水出机体后,由恒温器调节,当温度高于70!时,直接进入机体舷侧冷却器被河水冷却,再被机体冷却水泵抽吸送入柴油机机体和滑油冷却器(大循环);当温度低于70!时,不经过机体舷侧冷却器,机体冷却水泵直接从恒温器中抽吸冷却水送入柴油机机体和滑油冷却器(小循环)。该系统称为机体冷却系统。

海水系统改用淡水,出中冷器后进入中冷器舷侧冷却器被河水冷却,再被中冷器冷却水泵抽吸送入中冷器冷却空气,如此循环,称为中冷器冷却系统。具体冷却路径如下。

机体冷却系统

:

A=

K∀ Tm

式中:A###传热面积;

Q###传热量;K###传热系数; Tm###对数平均温差。

A与Q成正比,与K和 Tm成反比。Q由柴油机给定, Tm和K由计算决定。1)对数平均温差 Tm

冷热流体的流向设计成逆向。【单缸柴油发动机冷却水改装】

Tm=

(t1-t2∃)-(t2-t1∃)

t1-t2∃lnt-t∃21

式中:t1、t2###热流体初温、终温;

t1∃、t2∃###冷流体初温、终温。2)传热系数K

中冷器冷却系统

:

因为选用的是一种特殊的换热器,难以凭经验估计。采用近似法计算。 K= K∃

d0+di%ai+a0

式中:K∃、K###分别为计算和实际采用的传热

系数,W/(m2%K);

###考虑表面污化的系数(清洁系数);di、d0###分别为传热管内、外径,m;∀i、∀0###分别为管内、外的界膜传热系

数,W/(m2%K);

!###管壁的导热系数,W/(m%K); ###管壁厚度,m。

需要说明的是:

1)我们设计的舷侧冷却器内部流道为大尺寸

在结构上,此方案对柴油机的改造较小,要求增加一个舷侧冷却器,改选一台冷却水泵,保留原有的淡水系统,只改造原有的海水系统管路。

从表面上看,第2方案较第1方案改造量小,结构简单。似乎为一种可取方案。

下面我们就 潼关河段2号清淤射流船 定量地计算一下舷侧冷却器的冷却面积,以决定方案的取舍。

3.3 计算舷侧冷却器的冷却面积3.3.1 传热学公式:矩形流道,故可近似的取d0=di;

2)考虑船壳板外面有泥沙、青苔的附着, 取0.60;

3) 、!均为实船已知参数;

4)∀流体的速度i和∀0取决于传热面的形状、和导热系数、液体的比热容和密度、流体的粘度和温度以及管壁的温度等等,用理论分析难以得到切实的数据,一般都利用相似准则通过实验取得。可根据水流速度、平均水温和流道尺寸查&轮机工程手册∋(中)图5.3.3-3。

(5)式中分母各项都是热阻值,分别为管内

K∃=

在结构上,此方案对柴油机的改造较大,要求取消热交换器,增加两个舷侧冷却器,可能还要改选两台冷却水泵,改造原有的淡水系统和海水系统管路。

3.2.2 保留热交换器

原柴油机淡水冷却系统保留不变。海水系统冷却水改用淡水,冷却水从中冷器、热交换器出来后进入舷侧冷却器,经河水冷却后返回冷却水泵。

具体冷却路径如下

:

船海工程 2001年第4期(总第140期)

侧、管壁、管外侧的热阻。从式中可知,数值大的起主导作用,因而在估算时应注意其中热阻最大的一项。降低该项热阻,可较显著地提高传热系数。3.3.2 计算第1方案机体舷侧冷却器和中冷器

舷侧冷却器冷却面积

模拟原柴油机冷却水的温度。取河水初始温度31.5!。

设定冷却水进机体舷侧冷却器温度为80!,出机体舷侧冷却器的温度为70!;

设定机体舷侧冷却器附近河水温度由31.5!加热到35!;

设定冷却水进中冷器舷侧冷却器的温度为37!,出中冷器舷侧冷却器的温度为32!;

设定中冷器舷侧冷却器附近河水的温度由31.5!加热到32!。

计算得出,机体舷侧冷却器的对数平均温差为41.7!,中冷器舷侧冷却器的对数平均温差为1.95!。

已知河水需要从机体舷侧冷却器带走的热流量为94.4kW,河水需要从中冷器舷侧冷却器带走的热流量为16.83kW。

查&轮机工程手册∋(中)图5.3.3-3并进行相关计算,得到机体舷侧冷却器的传热系数K为1504W/(m2%K);中冷器舷侧冷却器的传热系数K为1170W/(m2%K);

由传热学公式,A=Q/K∀ Tm)计算得到,机体舷侧冷却器冷却面积为1.5m2,中冷器舷侧冷却器冷却面积为7.4m2。

3.3.3 计算第2方案舷侧冷却器冷却面积模拟原柴油机海水系统冷却水的温度,取河水初始温度为31.5!。

设定冷却水在舷侧冷却器的进口温度为45!,出口温度为32!。

设定舷侧冷却器附近河水的温度均由31.5!加热到32.5!。

计算得到舷侧冷却器的对数平均温差为3.7!。

冷却水流经中冷器和热交换器,冷却水带走热量将为从机体、滑油冷却器和中冷器带走的热流量之和,即为111.2kW。也就是说,河水需要从舷侧冷却器带走的热流量为111.2kW。

查&轮机工程手册∋(中)图5.3.3-3并计算得到舷侧冷却器的传热系数K为1212W/(m%

2

K)

由传热学公式,A=Q/(K∀ Tm)计算得舷侧冷却器冷却面积为24.8m2。3.4 结论分析

第1方案中,机体舷侧冷却器的对数平均温差大(41.7!),传热系数也稍高(1504W/m2%K)),换热条件较好,尽管大部分热流量(94.4kW)由此排出,冷却面积的计算值并不大(1.5m2)。而且,当传热系数K值在1200~1800W/(m2%K)之间变化,对数平均温差在39~44!之间变化时,冷却面积的变化仅为1~2m2,变化很小。因此,似乎可以说高速柴油机的机体舷侧冷却器的冷却面积主要由传热量决定。这里,每单位冷却面积的传热流量约为63kW/m2。

在第1方案中,中冷器舷侧冷却器的对数平均温差小(1.95!),它的传热系数也不高(1170W/(m2%K)),换热条件不好,但是由此排出的热流量也较少(16.83kW),故冷却面积的计算值也不很大(7.4m2)。冷却面积的计算值对对数平均温差的变化很敏感,我们选取的河水温度为一种极限温度。当河水温度取值不同时,冷却面积的计算值就会有显著的变化。比如,当选取河水初温为30!,被加热升至31!时,冷却面积的计算值仅为3.2m2。

在第1方案中,机体舷侧冷却器和中冷器舷侧冷却器的冷却面积的计算值之和为9m。

在第2方案中,舷侧冷却器的对数平均温差为3.7!,传热系数为1212W/(m2%K),换热条件界于前两种之间,但是全部热流量由此排出(111.23kW),故冷却面积的计算值很大(24.8m2)。同样,当河水温度取值不同时,冷却面积的计算值也会有显著的变化。

由上述数值可看出,第2方案舷侧冷却器的冷却面积远大于第1方案两个舷侧冷却器的冷却面积之和。

减少舷侧冷却器的冷却面积意味着减少施工工作量,减少材料,减少冷却水重量;意味着减少冷却路径,降低管路阻力损失,从而可降低冷却水泵压头。

我们决定采用第1方案。

2

4 冷却面积的选择

上述冷却面积的计算过程采用了近似法,有

黄河船舶柴油机冷却系统的改造###毛奇志

些数据(界膜换热系数)是利用相似准则通过实验取得。而我们所选用的舷侧冷却器与常见的管壳式换热器和板式换热器有很大的差异。介于上述计算的局限性和黄河本身具有的特殊性,不能以上述计算作为唯一的设计依据,还须参考现有的实船经验。

我院1997年设计的小浪底水文水库泥沙测验机船,主机选用上海柴油机厂生产的6135ACa非增压柴油机。额定功率为110kW,额定转速为1500r/min。原柴油机冷却系统为闭式循环水冷却,冷却水从机体和滑油冷却器中带走的热流量估算约为50kW。采用上述第1方案进行改造,选用的舷侧冷却器冷却面积为3m2。实船使用效果良好,完全能够满足柴油机工作要求。这里,实际取用的单位冷却面积的传热量为16.67kW/m2。如果用到我们设计的潼关河段2号清淤射流船上,冷却水从机体和滑油冷却器中带走的热流量为94.4kW,那么机体舷侧冷却器冷却面积则约为5.7m2。为保险起见,我们选取机体舷侧冷却器的冷却面积为7.0m2。

由于设计周期短,时间仓促,尚未收集到中冷器舷侧冷却器的实船数据。以计算为依据,选取中冷器舷侧冷却器的冷却面积为8.3m2。

实船试航时,主机冷却效果比较好,完全能够满足柴油机工作要求。由于当时船上条件有限,未测温,凭手感,机体冷却水温度略为偏低。分析其原因,撇开其它因素(柴油机还未长期持续运行和环境温度还未达到计算所选的极限值)的影响,机体舷侧冷却器的冷却面积可能略为偏大,这也说明我们的计算值还是有一定参考价值的。但从实船情况看,上述计算值可能有些偏小,选取4~5m比较合适,也许还能更小。

试航时,我们也发现中冷器冷却水温度略为偏低,这可能与当时河水温度(测量为27!)与计算温度不同有关。

2

为宜,太大则流速降低,不利于传热;太小则流道路径太长,弯头太多,阻力损失太大。125mm为肋距500mm的1/4倍,有利于借用船体结构形成流道。流道高度以30~50mm为宜,太高则流速降低,不利于传热,也没有必要;太小则增加施工难度。实船中,流道宽度为125mm;由于重量的限制,流道高度为32mm。5.2 冷却水流速的选择

冷却水流速对舷侧冷却器的工作性能有很大影响。为得到较好的传热效果,应选取能达到临界雷诺数以上的流速,即大于临界速度,但也不能太大,否则流动所需的能耗增加,甚至会加速换热器的侵蚀。

实船上,我们选取冷却水流量为1.04m/h,实际使用中,能达到良好的传热效果,能耗适中,未出现舷侧冷却器损坏的记录。

前面舷侧冷却器冷却面积的计算就是以上述参数为基础的。

3

6 主机冷却水泵的确定

6.1 主机冷却水泵设计压力的确定

在确定冷却水泵设计压力之前,我们须先计算冷却水循环系统的阻力损失。阻力损失分为3个部分:

1)在柴油机机体及其附件内的阻力损失;2)在冷却水管路及其阀件附件内的阻力损失;

3)在舷侧冷却器内的阻力损失。

将上述3个部分相加再预留适当的余量,就可确定主机冷却水泵的设计压力。6.2 主机冷却水泵设计流量的确定

由流道尺寸及流速可计算流量。同时也要满足柴油机对冷却水流量的要求。

7 后记

潼关河段2号清淤射流船建造完工的当年就用于洪水季节潼关河段的清淤工作。使用中,主机的冷却水系统能够满足工作要求。这种舷侧冷却方式受到用户好评并被大力推广。

5 其他主要参数的选择

5.1 舷侧冷却器流道尺寸的选择

我们在设计中发现,流道宽度以125mm左右

篇六 单缸柴油发动机冷却水改装
冷却水温度对单缸柴油机的影响

篇七 单缸柴油发动机冷却水改装
某轮冬季柴油机冷却水内循环系统改造

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