杨国林 舒阳 程康

长江航道测量中心 湖北武汉 430011

柴油机是以柴油机为动力的船舶的心脏，为其可靠、持续地提供动力。随着技术的发展和经济全球化的浪潮，船舶吨位越来越大、船舶主机功率越来越大、船舶自动化越来越先进，对船舶柴油机冷却系统的可靠性要求也越来越高。

1 柴油机的热平衡

柴油机是典型的内燃机。内燃机是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其燃烧产生的热量直接转换为动力的热力发动机。燃烧所产生的热量来自于燃料所蕴含的化学能，在氧化反应中化学能以光和热的形式得到释放。

2 船舶柴油机冷却系统

船舶柴油机的冷却系统按照冷却方式分主要分为：直接冷却（也叫做开式冷却）、间接冷却（也叫做闭式冷却）、中央冷却。直接冷却系统最简单，造价也最低；中央冷却系统冷却效果最好，当然系统也最为复杂；简介冷却则兼顾二者的优点，所以间接冷却为大部分船舶所采用。

3 海水泵与海水滤器

船舶柴油机冷却系统海水泵常常加装在柴油机机体上，多采用离心泵。离心泵有着以下优点：（1）流量连续均匀，工作平稳。离心泵流量调节有节流调节、旁路回流调节、变速调节、切割叶轮外径调节，节流调节最为简单方便。所使用的流量调节范围很大，常用范围5-2000m3/h。（2）转速高，可与电动机或者内燃机直接相连。结构简单紧凑，尺寸和重量比同样流量的往复泵小得多，造价也低。（3）对杂质不敏感，可用于泵送含油含杂的液体。易损件少，管理和维修较为方便。但是离心泵的缺点也很明显，最显著的缺点就是离心泵本身没有自吸能力。一般为扩大使用范围在结构上采取特殊措施制造各种自吸式离心泵，在离心泵上附设抽气引水装置[1]。

离心泵的叶轮是把原动机的能量通过离心力的作用传递给泵内的液体，使液体速度和压力增加，促使泵内液体排出和进口管路的液体吸入源源不断的进行。叶轮常见的材料有铸铁、铸钢、铸铜、不锈钢以及橡胶。随着材料技术的提高，橡胶叶轮在柴油机上的运用越来越广泛。橡胶叶轮相比较于其他材料的叶轮更耐油、耐碱、耐酸、耐水、耐磨。

4 海水滤器与海水泵的相对位置

海水滤器安装在海水进机管路上，位于海水泵之前。海水滤器的作用是过滤掉水中的杂质，优化进入海水泵的海水水质，减少海水泵叶轮的磨损，保证柴油机安全平稳地运行。

型深较大的船舶其柴油机可以全部安装在水线以下，这样柴油机上的海水泵就位于水线以下。滤器的安装位置根据冷却管路排布有水线以上、水线上、水线以下三种可能。情况一：当海水滤器在水线以下时，那么从海底阀箱到海水滤器再到海水泵都位于水线以下，海水泵吸口位于水线以下，整个冷却系统进机管路中都充满着海水。这种情况优点是能很好的避开离心泵没有自吸能力的问题，缺点是对整个冷却系统进机管路密封性能要求高，可能存在阀件或者管路泄漏造成舱底水位上涨的问题。情况二：当海水滤器在水线时，海水滤器位置高于海水泵。海水在重力压差的作用下也容易充满整个冷却系统进机管路，这种情况优点也是能避开离心泵没有自吸能力的问题，缺点也是对整个冷却系统进机管路密封性能要求高，可能存在阀件或者管路泄漏造成舱底水位上涨的问题。情况三：当海水滤器在水线以上时，海水滤器位置高于海水泵和海底阀。这种情况下从海水滤器加注引水，管路不泄漏的状态下可使得海水滤器到海水泵之间充满着海水，解决离心泵没有自吸能力的问题。但是要求整个冷却系统进机管路密封性能良好，特别是相关阀件和海水滤器处，避免吸入空气造成断水，损坏海水泵叶轮，导致柴油机过热停车[2]。

型深较小的船舶其柴油机可以全部安装在水线，这样柴油机上的海水泵就位于水线。滤器的安装位置根据冷却管路排布也有水线以上、水线、水线以下三种可能。情况一：当海水滤器在水线以下时或者在水线时，海水泵位置高于海水滤器或者与海水滤器相平齐。这两种位置关系都无法保证海水滤器到海水泵之间充满着海水，也就无法解决离心泵没有自吸能力的问题。特别是在冷却系统进机管路密封性能差和海水泵叶轮磨损的情况下，容易造成离心泵无法吸排海水，加剧海水泵叶轮磨损，柴油机冷却系统失效，导致柴油机过热停车。情况二：当海水滤器在水线以上时，海水滤器位置高于海水泵。这种情况下从海水滤器加注引水，管路不泄漏的状态下可使海水滤器到海水泵之间充满着海水，解决离心泵没有自吸能力的问题。但是要求整个冷却系统进机管路密封性能良好，特别是相关阀件和海水滤器处，避免吸入空气造成断水，损坏海水泵叶轮，导致柴油机过热停车。

长江航道测量中心主力测量艇航迅1001和航迅1002为18.7米钢质快艇。发电机组为奥兰柴油发电机组，设计建造时海水泵与水线平齐，海水滤器位于水线以下。出厂时发电柴油机冷却系统正常，运行状况良好。运行一段时间后，随着海水泵叶轮及端盖的磨损，加上海水管路泄漏，柴油机在启动时常常会发生海水泵不能建立足够的真空度而无法排液，导致冷却系统不能正常运行，柴油机自动保护停机。使得船舶处于安全隐患状态下运行，给生产带来了困扰[3]。

5 结语

冷却系统是柴油机的重要组成部分，是柴油机安全运行的保证。在设计生产时要充分考虑船舶的实际情况，根据不同的动力装置类型和船舶型深合理排布海水泵、海水滤器及冷却管路。使得船舶运行更加安全可靠，保障人命和财产安全。