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船用柴油机排气高温原因分析及解决方法摘要：船用柴油机是大型船舶上主要的动力装置，排气高温问题的解决需要给予高度的关注。
因此，对于该问题的解决在这个领域中显得十分重要。
解决船用柴油机排气高温问题，可以提高柴油机的运行效率和使用寿命，降低船舶的运行成本，减少环境污染。
因此，对船用柴油机排气高温问题的研究是极其必要的。
关键词：船用柴油机，排气高温，原因分析，解决措施1绪论船用柴油机排气高温是指柴油机运行过程中，排气管内的温度超过了设计温度，导致传统的散热方式无法进行降温，严重影响柴油机的运行效率和寿命。
排气高温的产生主要是由于以下几个原因：（1）燃烧不完全：燃烧室内气体的温度过高，导致排气温度也随之升高。
（2）进气温度过高：当外部环境温度过高或者进气道设计不合理，会使得柴油机采取的空气温度升高，进而导致排气温度升高。
（3）排气管道结构不合理：船用柴油机长时间运行过程中，由于排气管道结构设计不合理，非常容易造成排汽管道内部压力过大，导致排气管道加热，甚至出现结焦现象。
（4）润滑不良：若机油油质过差或者不及时更换，可能会导致摩擦、阻力增加，进而增加排气温度。
（5）零部件老化：随着柴油机使用寿命的逐渐增长，机体内部零部件磨损、老化，可能影响柴油机的散热效能，导致排气温度过高。
2船用柴油机排气高温原因分析2.1 柴油机运行原理和排气过程概述柴油机是一种内燃机，其工作原理即是将空气压缩后，将柴油喷入到气缸内部，通过自燃，将化学能转化为热能，驱动活塞运动，从而输出动力。
具体运行原理如下：（1）进气过程：活塞向下运动，吸入空气。
在进气过程中，空气通过进气门进入气缸，并在排气门关闭的情况下被压缩。
（2）压缩过程：活塞向上运动，将气缸内的空气压缩。
柴油在高温和高压下被喷入气缸，并由于高温高压条件下的自燃而燃烧。
在压缩过程中，柴油被喷入气缸，并与压缩的空气混合。
（3）燃烧过程：柴油燃烧后，就会放热，使气缸内部的压力急剧升高，从而推动活塞向下运动。
摘要随着计算机技术、测量仪器和控制技术的高速发展，在现代自动控制领域中，应用了越来越多的先进测量控制技术、设备和方法。
在这些众多的先进测量控制技术中，由于单片微处理器的性能日益提高、价格又不断降低，使其性能价格比的优势非常明显。
因此，如何将单片微处理器应用到船舶自动控制领域，成为目前轮机自动化的焦点课题之一，为越来越多的科研机构所重视。
PID水温控制调节方法出现时间较早，已被大部分现代船舶所淘汰。
因此本文针对传统的柴油机中央冷却系统水温PID控制系统算法较为复杂，不能准确、快速、灵敏、稳定的调节柴油机冷却水的温度，提出了基于89C51单片机的智能冷却水调节系统的控制方案和具体方法。
在建立柴油机中央冷却系统高温淡水（缸套冷却水）冷却回路的动态热力模型基础上，将柴油机功率模糊信号引入到了高温冷却水温度控制系统中。
通过调节三通阀的开度，从而可以达到降低冷却水温度的动态偏差，快速而准确的调节冷却水温度的目的。
比较得出基于功率信号模糊预调节与水温Smith+PID调节的智能控制方法，明显优于常规PID控制方法。
在实际应用中实现了对船舶柴油机冷却水的智能精确控制，减少了油耗，延长了发动机的使用寿命。
关键词：智能控制；89C51单片机；精度高；速度快1AbstractWith the rapid development of computer technology, measuring instruments and control technology, the application of advanced measurement and control technology, equipment and methods were applied in the modern field of automatic control. Due to the improving performance and decreasing price of single-chip microprocessor, its cost performance became outstanding beyond the numerous advanced measurements and control technologies. Therefore, one of the focuses of the current turbine automation topics is to apply the single-chip microprocessor into ship automatic control, which has been paid attention to by more and more research institutions.PID temperature control adjustment method, which has the problems of complexity and can not accurately, rapidly, sensitively and stably control the diesel’s cooling system, had been eliminated by most modern ships. Therefore, this essay will focus on the the problems of the PID control system algorithm of the central cooling system water temperature in conventional diesel engines, and propose a control scheme and approach which is based on the 89C51 micro-controller smart cooling water conditioning system. The solution is to introduce the engine power fuzzy signal into a high-temperature cooling water temperature control system by establishing a dynamic model of the central engine cooling system temperature fresh water ( jacket cooling water ) cooling circuit on the basis of thermodynamic model. By adjusting the opening degree of the three-way valve to achieve the aim of reducing the dynamic deviation of water temperature and quickly and accurately adjusting the cooling water temperature. It can be significantly better than the conventional PID control methods system simulation studies which gains fuzzy intelligent control power signal pre-conditioning and water -based Smith + PID regulator. In practical applications, not only precise control of intelligent engine cooling water vessel is achieved, but also the fuel consumption is reduced and the life of the engine is extended.KEY WORDS:intelligent controls,89C51 microcomputer, high precision, high speed2目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第1章绪论 (5)第2章船用柴油机中央冷却系统 (10)2.1船用柴油机中央冷却系统工作过程 (10)2.2系统的构成 (10)2.2.1 系统结构图 (11)2.2.2 系统各组成部分功能说明 (11)2.3 系统的性能指标 (13)2.3.1 系统的主要技术功能 (13)2.3.2 系统的性能特点 (14)第3章系统硬件组成 (15)3.1 系统硬件组成结构图 (15)3.2 系统各部分结构 (16)3.2.1 测温电路 (16)3.2.2 A/D转换电路 (17)3.2.3 键盘与显示电路: (18)3.2.4 串行通讯模块: (19)3.2.5 声光报警电路: (19)3.2.6 主控单元(MCC): (20)第4章系统软件介绍 (22)4.1 温度控制系统算法 (22)4.1.1 系统的整体控制 (22)4.1.2 算法介绍 (23)4.2 计算机软件及功能 (28)4.3 单片机的软件设计 (30)34.3.1 主程序: (31)4.3.2 T.0中断服务子程序 (32)4.3.3 串行口中断服务程序 (33)第5章系统可靠性研究 (34)5.1 系统硬件的可靠性设计 (34)5.2 系统软件的可靠性设计 (36)第6章结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)4第1章绪论1.1课题提出背景船舶柴油机冷却水温度控制技术是轮机自动化技术的重要组成部分。
柴油机冷却水套的优化设计方法摘要：对于大功率柴油机的冷却与热平衡问题，冷却系统的工作性能直接影响到汽车的整个动力系统。
因此，开发高效可靠的冷却系统是进一步提高柴油机工作效率、燃油经济性和减少排放必须克服的关键技术问题之一。
采用先进的冷却系统设计和有效的研究方法是非常重要的。
利用CFD软件对多缸柴油机冷却系统进行三维数值模拟具有重要的工程应用价值。
与实验分析相比，更加直观，在改进过程中不需要制作实物，提高了整体工作效率，节省了大量的人力物力。
另外，近年来随着计算模型的改进和计算能力的不断提高，计算结果的准确性也得到了提高，完全可以满足工程的实际需要。
关键词：柴油机；冷却水套；计算流体动力学；有限元分析；为了快速设计柴油机冷却水套，采用建模与仿真相结合的方法，建立了柴油机样机冷却水套模型。
进行CFD仿真计算，通过对计算结果的分析，评估整个冷却系统的冷却效果，发现原机冷却水套存在的问题。
针对存在的问题，提出了改进方案，并对改进后的模型进行了计算分析。
一、试验样机冷却水套模型建立1.模型的建立。
利用某型号柴油机进行试验分析，该样机采用增压中冷进气方式，直列式六缸，尺寸为936 mm×777 mm×985 mm.运用三维绘图软件CATIA进行冷却水套的参数化建模，大致分为缸体水套和气缸盖水套，由于整体柴油机水套模型结构错综复杂，建立模型除重点区域（如气缸盖底部鼻梁区，进排气道周围关键区）细化外，其余非重点区做简化处理。
2.网格划分。
对柴油机冷却水套模型进行网格划分，采用非结构网格，其对模型整体适应性好.将已经建立好的CATIA模型以model格式导入ICEM进行网格划分，将气缸盖和缸体水套分开，作为两个整体分别划分，以减小计算的负荷加快整体进程，为使整体网格质量提高，局部区域需要网格细化.边界层划分有棱柱网格，保证流场试验结果的准确性；缸套中靠近气缸壁部分网格影响换热系数的准确性，需要细化，另外缸盖与缸体之间连接的上水孔也需要细化网格。
船舶冷却系统常见问题探讨徐景峰（吴淞海事局； 上海 200940）摘 要：汇总长江上海段2020年船舶冷却系统故障案例，分析该系统常见问题，梳理船舶冷却系统工作原理、主要特点、常见缺陷、检查要点和保养要求，挖掘船舶冷却系统故障的季节性规律，提出针对性整改建议。
关键词：船舶冷却系统；膨胀水箱；季节性规律0 引 言冷却系统是保证船舶动力装置安全可靠运行的重要系统，同时也是船舶故障频发的领域之一，经统计，2018-2020年期间，长江上海段船舶机电故障类型中，涉及主、辅机冷却系统故障的比例长期排在前三位，其中多起故障直接导致了船舶的搁浅事故，有关主机冷却系统的管理与维护亟须重视，本文结合日常检查中发现的常见缺陷，进一步梳理船舶冷却系统的主要问题和维保要点。
1 典型案例2020年10月，笔者对某船实施安检期间，发现该船主机膨胀水箱私接软管至疑似红色消防管路，见图1，这引起了检查员的质疑,经调查了解到，该船运行期间，主机冷却水温度始终偏高，膨胀水箱持续冒热气，船员担心主机冷却效果不好，遂自行在膨胀水箱与船舶压载管系之间安装了联通管，一边通过补水阀向水箱内补水，一边将箱内热水通过压载管系排出舷外。
在压载管系上私接管路的安全隐患暂且不说，如此改装在实际效果上并不能有效为主机降温，经安检员详细检查发现，该船冷却水高温的根本原因，是主机淡水冷却器堵塞，导致用以冷却淡水的海水循环管路不通畅，无法进行有效的热交换，不能带走循环淡水的大部分热量，直观表现就是膨胀水箱持续高温。
船员在膨胀水箱处建立了冷热循环，相当于仅置换了膨胀水箱内的热水，冷水很难进入整个淡水冷却水循环管路，是治标不治本。
2 工作原理介绍在上述案例中，导致冷却系统故障的根本原因，是船员对冷却系统的工作原理不熟悉，这里作简要介绍：（1）常规的冷却水系统是由海水和淡水冷却系统组成，即海水回路和淡水回路，在中小型船、内河船等采用较多，其工作原理：①海水回路：海水泵从海底门及海水总管中吸入海水，然后分几路，一路将海水送到主机空冷器中，另一路将海图1 主机膨胀水箱私接软管至疑似红色消防管路NAVIGATION航海51NAVIGATION航海52Marine Technology 航海技术水送人滑油冷却器，再经过淡水冷却器后与主机空冷器排出水汇集排至舷外，有些船舶还会分一路至齿轮箱滑油冷却器、中间轴承或主机排烟管。
内河巡标船主机冷却系统温度过高的问题研究及解决措施作者：***来源：《西部交通科技》2020年第12期摘要：文章介绍了巡标船柴油机冷却系统作用及其工作原理，并以“广西港航4104”巡标船柴油机为例，分析了柴油机冷却水系统与机油润滑系统高温故障及解决方案。
关键词：巡标船;柴油机;主机冷却系统;高温故障;解决方案0 引言随着航道等级的提升，特别是打造西江亿吨“黄金水道”以来，对航道管理养护工作提出了“更快速、更高效、更优质”的要求，需要提升航道养护船舶设备技术性能。
为提升航道养护船舶设备技术性能，增加船舶航行速度及动力，“广西港航4104”巡标船安装有型号为YC6A220C船舶用柴油机，直列6缸、增压水冷、双循环冷却、其额定功率为162 kW，额定转速为2 230 r/min，制造日期为2016-01-05。
在使用期间主机经常出现油温或水温过高提示报警或温度过高系统自动停机等情况。
1 巡标船柴油机冷却系统作用及其工作原理1.1 巡标船柴油机冷却系统作用柴油机通过柴油在内部燃烧产生动力，在燃烧时会产生热能，温度可达2 027 ℃，导致相关零部件的温度升高。
温度较高时柴油机内零件的精度、性能会受到影响，导致润滑度差，从而缩短它的使用寿命，降低工作效率，增大能耗[1]。
所以，冷却系统对于柴油来说是非常重要的，冷却系统正常工作应确保其温度合适。
1.2 柴油机冷却系统的型式柴油机冷却系统的型式一般分为风冷和水冷。
（1）风冷。
用空气作为冷却媒介质，将部分热量散发到空气中，并使温度保持在正常运转范围内，这种冷卻型式结构简单，使用维护方便，适用于缺水地区和小功率柴油机上。
（2）水冷。
用水作直接冷却媒介质将热量带出机体散发冷却水中。
其冷却效果好，控制冷却能力较方便，但结构较复杂，需使用大量冷却液进行冷却[2]。
YC6A220C型号船舶用柴油机的冷却系统采用水冷型式。
1.3 柴油机冷却系统工作原理YC6A220C型号船舶用柴油机的冷却系统是采用海、淡水双路循环冷却，如图1所示：淡水泵将淡水泵入滑油冷却器冷却滑油后，再进入冷却缸体及汽缸盖;从机体出来的高温淡水，经过节温器作用，一部分直接回到淡水泵入口，另一部分经海淡水热交换器后回到淡水泵入口。
cfd在现代柴油机进气道开发中的应用CFD（Computational Fluid Dynamics，计算流体力学）在现代柴油机进气道开发中的应用引言：现代柴油机的进气道设计对于其性能和燃烧效率至关重要。
传统的进气道设计方法往往需要大量的试验和经验，耗费时间和资源。
然而，随着计算流体力学（CFD）技术的发展，它已经成为柴油机进气道开发中不可或缺的工具。
本文将探讨CFD在现代柴油机进气道开发中的应用，并分析其优势和挑战。
一、CFD在柴油机进气道流场分析中的应用柴油机进气道的设计需要考虑气流的流动特性以及与燃油的混合效果。
CFD技术可以模拟和预测气流在进气道中的流动情况，通过数值计算和数值模拟，可以得到流场的速度、压力和温度等重要参数。
在柴油机进气道的设计中，CFD可以帮助工程师们优化进气道的形状和尺寸，以达到最佳的气流分布和燃油混合效果。
二、CFD在喷油器设计中的应用喷油器是柴油机中关键的部件之一，直接影响到燃油的喷射效果和燃烧效率。
CFD技术可以模拟和分析喷油器内部的流动情况，通过优化喷油器的结构和喷孔的位置和尺寸，可以改善燃油的喷射效果和分布均匀性。
同时，CFD还可以预测喷油器附近的湍流和压力波动情况，以进一步优化喷油器的设计。
三、CFD在进气道噪音分析中的应用柴油机的进气道噪音是一种常见的问题，不仅会影响驾驶者的舒适性，还会对环境和周围居民产生噪音污染。
CFD技术可以模拟和分析进气道中的气流和声波的传播情况，通过优化进气道的结构和减震材料的使用，可以降低噪音的传播和产生。
CFD还可以预测不同驾驶工况下的进气道噪音水平，并提供改善措施的指导。
四、CFD在柴油机进气道热管理中的应用柴油机进气道的热管理对于提高燃油的燃烧效率和减少排放物的产生至关重要。
CFD技术可以模拟和分析进气道中的温度分布和热传导情况，通过优化进气道的散热结构和冷却系统的设计，可以有效地控制进气道的温度，降低热损失并提高燃烧效率。
某动力舱温度场CFD仿真分析摘要：本文分析了动力舱结构，采用CFD技术模拟整个舱内空间的温度场和速度场分布，为机舱内环境温度冷却系统设计及仪器设备布置提供依据。
关键词：动力舱；模型处理；CFD技术；仿真分析0引言动力舱是水下航行器的动力、电力中心，布置有柴油主机和发电机。
柴油机在正常工作时需要大量新鲜的空气，同时也向动力舱内辐射处大量的热量，发电机在工作时也向动力舱辐射处一定热量，这些热量会使舱内环境温度升高，而且由于放热部位分布不均匀导致机舱内的温度梯度很大：靠近放热设备的区域温度很高，远离放热设备的区域几乎没有温升。
相反由于航行器壳体整体位于水线以下，由于海水的吸热作用局部温度反而低于外界环境温度。
由此可见，船舶机舱的热环境是非常复杂的。
由于动力集成自动化程度的不断提高，机舱内各种用于监测、控制的精密仪表以及电子设备越来越多，这对机舱环境的温度、湿度等方面的要求更加严格，对舱内温度场的分布提出了更高的要求。
采用CFD技术模拟整个舱内空间的温度场和速度场分布，为机舱内环境温度冷却系统设计及仪器设备布置提供依据。
1动力舱结构动力舱内结构布置如下图2.1所示，柴油机布置在动力舱中，在柴油机两侧布置两台发电机，动力舱由隔热板分为两个空腔。
整个动力舱工作在水线以下。
图1动力舱组成（含冷却水路）动力舱工作时，柴油机和发电机是整个设备的主要热源。
由于动力舱处于严格密封状态，舱内的热量主要通过辐射和热传导的方式传递到隔热板和动力舱表面，最后由舱外海水带走热量。
2仿真过程详述2．1模型处理模型处理时，主要考虑以下2个问题：1）隔热板和动力舱壳体属于薄壁结构，按照实际结构建模和网格划分会非常困难，此次仿真时计算采用Shell Conduction的方法对其壁厚进行等效，因此在模型处理时会将其处理成0厚度面，以便后续计算时设定；2）需要将模型处理成2个计算空间——动力舱外海水空间，动力舱内气体空间，其中舱内气体空间又被隔板分为两个气体空间。
