船舶中央冷却水系统设计改进及发动机高温水温控方案探讨
船用柴油机中央冷却系统水温的智能控制(初稿)
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。
船舶柴油机冷却水温度控制技术参考资料
目前，船舶主机缸套冷却水温度的自动控制大多使用的是模拟式调节仪表，由电子器件的逻辑运算输出控制信号来驱动继电器，从而对电动机进行转向控制，实现对温度的控制。
从整体上看主要存在以下两个明显的缺点：一是采用的元器件比较落后，导致电路较为复杂，使用的逻辑元器件也较多，增加了备件管理和维护工作的难度；二是由于系统整体比较复杂和模拟仪表的实现功能的限制，这些温度控制器都采用了较简单的控制规律，不能提供很好的控制性能。
综合这些不利因素，此类控制系统已经无法满足日益提高的控制性能需求，必须采用新的控制方式。
1.1 直接作用式控制方式在20世纪50年代末期，船舶柴油机冷却水温度控制是采用直接作用方式。
这是一种早期的反馈式控制方式。
其特点是，不需要外加能源，而是根据在冷却水管路中的测量元件内充注的工作介质的压力随温度成比例变化而产生的力来驱动三通调节阀，进而改变流经淡水冷却器的淡水流量和旁通淡水流量，从而实现温度调节。
这种控制方式的缺点是显而易见的，测量元件内充注的工作介质对密封性要求很高，如果测量元件内充注的工作介质泄漏，那么其本身的压力就不能随温度成比例进行变化，因而使得温度控制失去作用。
同时，其控制精度不高，冷却水温度变化较大，对船舶柴油机的稳定运行也会不利。
整个船舶主机冷却水温度控制系统主要是由单片机测控平台、温度传感器组、执行机构，以及控制软件等部分组成的。
其中，温度采集模块是由分布在柴油机冷却水系统各部分的温度传感器组成的，采用了具有良好性能的感温元件，用来测量冷却水的温度；单片机测控平台内置单片微处理器，由温度采集接口电路、键盘与显示电路、以及执行机构接口电路所组成，可以对柴油机冷却水的温度进行监控，对执行机构发出控制指令，实现温度的检测与控制[3]。
2.2 系统各组成部分功能说明下面分别对单片机测控平台、温度传感器组、执行机构和控制软件等部分进行详细的说明:1)单片机测控平台单片机测控平台是整个温度控制系统的重要组成部分，它要获取温度传感器组的测量数据，并且与温度设定值进行比较，同时输出控制信号到执行机构，实现温度的检测与控制。
船舶冷却系统常见问题探讨
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。
船舶柴油机冷却水温度控制系统
船舶柴油机冷却水温度控制系统IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】摘要船舶柴油机冷却水的温度是影响柴油机工作的重要热工参数。
精确控制冷却水的温度，对于提高柴油机的动力性、减少废气的产生、减少燃料消耗量等方面都有着重要的意义。
本设计的单片机系统采用了AT89C51作为微处理器，采用铂电阻(pt100)作为温度传感器，与运算放大器(op27)相结合构成精密测温电路，采用了ADC0809芯片作为精密测温电路与单片机的转换通道。
键盘矩阵采用2行3列非编码方式，显示部分为3位LED数码管显示，看门狗电路采用了较为常见的X25045芯片。
系统输出环节通过单片机输出口传递输出控制信号，经光电藕合4N25和模拟开关CD4052后去控制继电器的通断，进而控制三相伺服交流步进电机电机的旋转，当实际温度偏高时，单片机输出控制信号使正转继电器通电，伺服电机正转，改变三通调节阀的开度，增加流过淡水冷却器的淡水量，使淡水温度降低;当实际温度偏低时，单片机输出控制信号使反转继电器通电，伺服电机反转，改变三通调节阀的开度，增加旁通冷却水流量，使淡水温度升高，最终起到温度控制的作用。
本设计引入了功率模糊控制信号的智能温度控制系统，有效地克服了水温的时滞特性，大大地降低了冷却水温度的超调量，并提高了系统的响应速度；采用屏蔽与隔离技术，提高了控制系统在恶劣环境中的抗干扰能力；采用指令冗余及数字滤波技术，提高了系统的软件抗干扰能力。
关键词：船舶柴油机；冷却水温度；单片机；数码管显示AbstractThe temperature of cooling water of marine diesel engine is an important reference. It is very significant to control the temperature of cooling water accurately. For improving the power performance of diesel engine, decreasing the exhausting and saving fiiel.The design of the SCM system uses AT89C51 as the microprocessor, using platinum resistance (pt100) as a temperature sensor, and operational amplifiers (op27) combined constitute precise temperature measurement circuit, using ADC0809 chip as precision temperature measurement circuit and microcontroller conversion channels. Keyboard matrix using two rows three non-coding mode, the display part of the three LED digital tube display, the watchdog circuit uses more common X25045 chip. System output link passing through the microcontroller output port output control signal, the optical coupling and analog switches CD4052 4N25 go after control relay off, and then control three-phase AC servo motor stepper motor rotation, when the actual temperature is high, the microcontroller output control signal forward relay is energized, the servo motor is transferred, changed way regulating valve opening, increasing freshwater flowing fresh water cooler, so that fresh water temperature decreases; when the actual temperature is low, the microcontroller output control signal reverse relay is energized, reversing the servo motor, three-way valve to change the opening degree of the bypass cooling water flow increases, the fresh water temperature, the temperature control end play a role.This design introduces a fuzzy control signal power intelligent temperature control system, effectively overcome the delay characteristics of the water temperature, which greatly reduces the cooling water temperature overshoot, and improves system response speed; using shielding and isolation technology, improve the control system in the harsh environment of the anti-jamming capability; using instruction redundancy and digital filtering technology to improve the system's software anti-jamming capability.Key Words：SMarine Engine； Temperature of Center Cooling Water System; SCM; Digital display目录第1章绪论1.1课题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。
船舶柴油机汽缸冷却器水温度自动控制系统的研究与实现
摘要:为了实现机舱自动化控制,设计了以DSP为控制核心的船舶柴油机缸套冷却水自动控制系统,并根据系统需求选用了其他相适应的硬件。
船舶柴油机缸套冷却水温度是监控主机是否正常运行的一个重要热工参数,但其变化具有滞后特性,在该系统引入史密斯补偿的数字PID控制方法后,解决了水温缓慢变化滞后特性引起系统超调量大和振荡的问题,实现了对象的在线控制。
关键词:DSP柴油机冷却水系统温度控制史密斯预估器PID控制滞后特性文章来自：吴云凯Abstract:In order to mi plementautomatic controlofmarine engine compartmen,t an automatic coolingwatercontrolsystemwithDSP as the con-trolkernel for jacketofmarine dieselengine hasbeen designed, and other correspondinghardware is selected in accordancewith the requirementsof the system. The temperature of the coolingwater for jacket is an mi portant thermal parameter formonitoring normal operation of the engine,while it features tmi e-lag characteristic. Having been introduced digitalPID controlwith Smith compensation, the big overshoot and oscillationcaused by tmi e-lag because of the slow change of temperature are elmi inated; thus on-line control of the object can be mi plemented.Keywords:DSP Diesel engineCoolingwater system Temperature control Smith predictor PID control Tmi e-lag characteristic0引言目前,船舶主柴油机大都采用中央冷却水系统[1],汽缸套和汽缸盖几乎都是采用淡水冷却。
船舶冷却水系统设计与分析
自动调节阀 。混流式冷却 系统 的特 点是主机 没有缸套 水冷 却
器， 有 一 部分 低 温 水 经 高 温 淡 水 冷 却 泵 后 直 接 至 主 机 气 缸 套 、
和安 装 高 度 均 有 具 体 规 定 ， 设 计 时 应查 阅并 在 图 上 注 明 。
（ ４ ）在独立式中央冷 却系统 中， 若高温水 热交换器 由低 温
水冷却 ， 而低 温 淡 水 冷 却器 （ 中央 冷 却 器 ） 可 设 计 为 用 自流 海 水
（ 将冷却器直 接与海水 接触 ， 利用船舶 航行 的速度） 来冷却 ， 称 为 自流式 中央冷却系统。这种系统可省去 主海水泵 ， 但 对航速
动 切 换 。系 统 一 般 还 设 １台 排 量 较 小 的港 口停 泊 低 温 淡 水 冷 却 泵 。也 可设 ３台相 同排 量 的 低 温淡 水 泵 ， 航 行 时用 ２台 ， １台 备用 ， 停 泊时 用 １台 。
（ ７ ）淡水冷却系统均应设置膨胀水箱 ， 安装在一定高度 ， 以 保持淡水泵吸入 Ｅ ｌ 的正压头 ， 各型柴油机所需膨 胀水箱 的容量
１ 冷 却 水 系统 设 计 的基 本 要 求
（ １ ）系 统 应 满 足 设 计 任 务 书 或 技 术 规格 书 的要 求 。
循环系统。系统应设 淡水高 温报警及 超高温 自动停 车保护 装 置， 主机 淡水 冷 却泵 一般 有 ２台 （ 小 船除 外） 互 为备 用 ， 自动
切换 。
（ ２ ）系统应满足相关规范 、 公约 、 规则等 的要求 。 （ ３ ）系统应完全正确表达并满足各种冷却设 备的冷却原理
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
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。
船舶柴油机冷却水温度控制系统
摘要船舶柴油机冷却水的温度是影响柴油机工作的重要热工参数。
精确控制冷却水的温度，对于提高柴油机的动力性、减少废气的产生、减少燃料消耗量等方面都有着重要的意义。
本设计的单片机系统采用了AT89C51作为微处理器，采用铂电阻(pt100)作为温度传感器，与运算放大器(op27)相结合构成精密测温电路，采用了ADC0809芯片作为精密测温电路与单片机的转换通道。
键盘矩阵采用2行3列非编码方式，显示部分为3位LED数码管显示，看门狗电路采用了较为常见的X25045芯片。
系统输出环节通过单片机输出口传递输出控制信号，经光电藕合4N25和模拟开关CD4052后去控制继电器的通断，进而控制三相伺服交流步进电机电机的旋转，当实际温度偏高时，单片机输出控制信号使正转继电器通电，伺服电机正转，改变三通调节阀的开度，增加流过淡水冷却器的淡水量，使淡水温度降低;当实际温度偏低时，单片机输出控制信号使反转继电器通电，伺服电机反转，改变三通调节阀的开度，增加旁通冷却水流量，使淡水温度升高，最终起到温度控制的作用。
本设计引入了功率模糊控制信号的智能温度控制系统，有效地克服了水温的时滞特性，大大地降低了冷却水温度的超调量，并提高了系统的响应速度；采用屏蔽与隔离技术，提高了控制系统在恶劣环境中的抗干扰能力；采用指令冗余及数字滤波技术，提高了系统的软件抗干扰能力。
关键词：船舶柴油机；冷却水温度；单片机；数码管显示AbstractThe temperature of cooling water of marine diesel engine is an important reference. It is very significant to control the temperature of cooling water accurately. For improving the power performance of diesel engine, decreasing the exhausting and saving fiiel.The design of the SCM system uses AT89C51 as the microprocessor, using platinum resistance (pt100) as a temperature sensor, and operational amplifiers (op27) combined constitute precise temperature measurement circuit, using ADC0809 chip as precision temperature measurement circuit and microcontroller conversion channels. Keyboard matrix using two rows three non-coding mode, the display part of the three LED digital tube display, the watchdog circuit uses more common X25045 chip. System output link passing through the microcontroller output port output control signal, the optical coupling and analog switches CD4052 4N25 go after control relay off, and then control three-phase AC servo motor stepper motor rotation, when the actual temperature is high, the microcontroller output control signal forward relay is energized, the servo motor is transferred, changed way regulating valve opening, increasing freshwater flowing fresh water cooler, so that fresh water temperature decreases; when the actual temperature is low, the microcontroller output control signal reverse relay is energized, reversing the servo motor, three-way valve to change the opening degree of the bypass cooling water flow increases, the fresh water temperature, the temperature control end play a role.This design introduces a fuzzy control signal power intelligent temperature control system, effectively overcome the delay characteristics of the water temperature, which greatly reduces the cooling water temperature overshoot, and improves system response speed; using shielding and isolation technology, improve the control system in the harsh environment of the anti-jamming capability; using instruction redundancy and digital filtering technology to improve the system's software anti-jamming capability.Key Words：SMarine Engine；Temperature of Center Cooling Water System; SCM; Digital display目录第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2船舶柴油机冷却水温度控制技术发展历程 (2)1.3主要研究内容 (3)1.3.1 硬件电路设计 (4)1.3.2 软件设计 (4)第2章系统基本构成与性能指标 (5)2.1系统构成框图 (5)2.1.1 温度传感器电路 (5)2.1.2 单片机控制电路 (6)2.1.3 键盘与显示电路 (6)2.1.4 看门狗电路 (6)2.1.5 驱动电路 (7)2.1.6报警电路 (7)2.2系统主要技术指标 (7)2.3系统主要功能 (7)2.3.1 报警功能 (8)2.3.2 按键输入功能 (8)2.4小结 (8)第3章系统硬件电路设计 (9)3.1单片机控制电路设计 (9)3.1.1 AT89C51微处理器 (9)3.1.2 看门狗电路设计 (12)3.1.3 单片机最小系统的设计 (14)3.2温度采集电路设计 (15)3.2.1 温度传感器的选择 (15)3.2.2 温度采集电路连接 (16)3.2.3 A/D转换电路的设计 (17)3.3键盘与显示电路设计 (19)3.4报警电路设计 (20)3.5抗干扰措施 (23)3.6小结 (25)第4章系统软件设计 (26)4.1温度控制算法的确定 (26)4.1.1 系统传递函数和温度控制算法: (26)4.1.2 算法介绍: (28)4.2单片机软件设计: (31)4.3小结 (32)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)附录Ⅰ英文资料 (36)附录Ⅱ部分程序代码 (48)附录Ⅲ电路原理图 (56)附录Ⅳ元器件清单 (57)本科生毕业设计（论文）第1章绪论1.1课题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。
船舶柴油机冷却水系统的智能控制
船舶柴油机冷却水系统的智能控制本科生毕业论文（设计）题目：船舶柴油机冷却水系统的智能控制学习中心：层次：专业：电气工程及其自动化年级： 2009 年春季学号：学生：指导教师：完成日期： 2011 年 3 月 15 日I / 18船舶柴油机冷却水系统的智能控制内容摘要本文针对传统的船舶柴油机冷却水PID控制系统不能快速、准确、稳定地调节冷却水温度的问题,提出了智能冷却水温度控制系统总体控制方案和具体方法。
在建立船舶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学模型的基础上，又将柴油机功率模糊控制信号引入到高温冷却水温度控制系统中。
通过预先调节三通阀的开度，达到降低冷却水温度动态偏差，快速调节冷却水温度的目的。
应用Matlab软件对系统的仿真结果表明，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：智能温度控制；功率信号；精度高；响应快船舶柴油机冷却水系统的智能控制目录内容摘要 (I)引言 (1)1 船舶柴油机中央冷却水系统 (1)1.1 高温冷却水系统热力学模型 (3)1.2 高温淡水冷却器热力学模型 (4)1.3 冷却水系统三通阀分配比例模型 (4)2 系统结构组成及其工作原理 (4)2.1 控制系统结构 (4)2.2 控制系统Matlab仿真结果 (5)2.3 系统硬件组成 (6)2.3.1 测温电路 (7)2.3.2 A/D转换电路 (8)2.3.3 功率信号测量 (9)2.3.4 膨胀水箱液位信号的测量 (9)2.3.5 压力信号的测量 (10)2.3.6 报警电路 (8)2.3.7 AT89S51 (10)2.3.8 三通阀门控制电路 (10)2.3.9 海水泵控制电路 (11)2.4 系统软件程序 (11)2.4.1 主程序模块 (12)2.4.2 中断程序模块 (12)2.4.3 中值滤波程序模块 (13)3 系统控制工作过程 (13)4 结论 (14)参考文献 (15)II / 18船舶柴油机冷却水系统的智能控制引言船舶柴油机冷却水的温度是影响柴油机工作的重要热工参数。
【开题报告】船舶中央冷却系统节能研究
开题报告轮机工程船舶中央冷却系统节能研究一、选题的背景与意义;近年来随着船舶营运成本的升高与人们对船舶排气污染关注程度的逐渐加强(减少燃油的消耗能减少排气污染总量)，这就要求减少船舶燃油的消耗。
首先，本论文介绍了目前船舶上应用广泛的几种中央冷却系统，并对它们进行分析。
指出了日前中央冷却系统在换热网络布置和设备选型方面的优缺点。
在此基础上，根据中央冷却系统的基本要求、设计的一般原则及过程，进行了换热网络优化;其次，以节能为目标，运用数学方法对海水泵的选型配置和换热器的海水出口温度进行了优化，并编制了应明程序;第三，中央冷却器的选型及对其压力、阻力降进行校核计算并程序化:第四，充分利用海水的冷却能力，即随着主机负荷和外界环境温度的变化实时地改变海水流量，减少海水泵的功耗本文以节能为目标，从设计最优化和控制最优化两方面入手来提高船舶动力装置的效率。
设计最优化，充分回收余热，减少燃油消耗;控制最优化，充分利用海水的冷却能力，在满足冷却要求的情况下，尽量减少海水的流量。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：1.中央冷却系统型式多样，根据高、低温淡水回路联接的方式可分为两种基本型式:由柴油机缸套水冷却器联接的中央冷却系统和由三通温控阀联接的中央冷却系统。
2.现行中央冷却系统存在的缺点是:①设计方面(1)系统管网布置不尽合理，对能量的回收问题考虑不够;(2)出于安全考虑，各部件所选容量过大，造成运行能耗及初投资增加;(3)一般设置2 X 100%海水泵，没有考虑运行节能问题;(4)冷却水参数选择不尽合理，如流速、温度等。
②运行方面(1)系统不能根据工况变化及时、有效地调整冷却水流量;(2)系统对温度的控制不够及时、准确。
3.对存在的问题进行改进，具体包括:①设计方面(1)利用换热网络优化方法对中央冷却系统进行优化，尽量回收能量;(2)对中央冷却器海水出口温度进行优化;(3)对换热器和海水泵的配置、选型进行优化;(4)选择最佳流速。
船舶柴油机冷却水温度
• 2.由于系统整体比较复杂，及
模拟仪表的实现功能的限制， 这些温度控制器都采用了最简 单的控制规律，不能提供很好 的控制性能。鉴于此，提出了 基于单片机控制的船舶柴油机 冷却水温度控制方法。
4
单片机温度控制器的优点
• 我们知道，单片微处理器具有高精确度、高灵 • 敏度、高响应速度，以及耗能少、自动控制、安全可 • 靠等优点，同时，其逻辑控制运算是由软件来进行 • 的，容易实现各种控制规则，甚至是比较复杂的控 • 制算法的实现，而且不受外界工作环境的影响，因 • 此，基于单片机的温度控制器可以安全可靠地运 • 行，智能控制冷却水的温度稳定在某一给定值，或 • 者给定值附近，使得船舶柴油机冷却水温度测控 • 满足现代远洋船舶的要求。
3
基于单片机控制的船舶柴油机冷却 水温度控制方法
• 目前，船舶柴油机冷
却水温度的自动控制 系统大多采用的是电 子式控制方式，使用 的是模拟式调节表， 主要以电子器件的逻 辑运算输出控制信号， 来驱动继电器对电动 机进行转向控制，从 而达到对温度的控制
• 从整体上看主要存在以下两个
明显的缺点：
• 1.采用的元器件比较落后，导
5Leabharlann 船舶柴油机冷却水温度 控制系统的设计
1
船舶上的主机
2
1.船舶柴油机动力装置运转时，有 许多机械、设备会散发出大量的热 量，为了保证部件正常工作，必须 及时将这些多余的热量散发出去。 因此，冷却水系统的功用，就是对 需要及时散热的机械和设备提供足 够的冷却水进行冷却，以保证其在 一定合适的温度范围内安全、可靠 地工作。
船用柴油机冷却系统研究与优化
船用柴油机冷却系统研究与优化一、船用柴油机冷却系统简介船用柴油机是船舶中最为常见的动力装置之一，而冷却系统则是保证发动机正常运行的关键。
冷却系统的主要作用是将产生的热量带走，避免发动机过热而造成损坏。
船用柴油机的冷却系统主要由冷却水箱、水泵、散热器、水管以及水箱处的冷却水管等组成。
二、船用柴油机冷却系统的问题对于船用柴油机而言，冷却系统存在以下几个问题。
1. 冷却剂泄漏冷却系统中的冷却剂泄漏是一个常见的问题，可能会导致温度过高、损坏部件等问题，甚至会使整个系统失效。
2. 冷却塞塞住冷却塞是冷却系统中的一个重要部件，但是它会因为冷却液中的杂质或沉积物堵塞，导致冷却液无法正常流动，从而影响发动机正常运行。
3. 温度过高温度过高会对发动机造成损坏，比如增加磨损、生产噪音、造成漏油等。
而冷却系统存在问题，就可能会导致温度过高。
三、船用柴油机冷却系统的优化为了解决上述问题，可以对冷却系统进行优化。
1、改进冷却塞为了避免冷却塞堵塞，使用高质量的冷却液和保持干净的冷却塞是非常重要的。
此外，使用专业的清洗液或手动清洁冷却塞并更换有质量保障的冷却塞也是可以考虑的。
2、更换散热器散热器是冷却系统中最为重要的部件之一，散热器的散热效果直接决定了发动机的运行温度。
因此，应选择散热效果好的散热器，并及时更换老化散热器。
3、进行定期维护冷却系统是一个必须要定期维护的部分。
每年检查冷却系统并冲洗冷却液，会有助于保持冷却系统的正常运行。
4、使用防锈液在海上环境中，发动机易受到潮气、海水的腐蚀。
为了保护发动机，船用柴油机的冷却系统应使用防锈液，以延长冷却系统的使用寿命。
四、结论船用柴油机的冷却系统是保证船舶正常运行的重要部分，其正常运行对船舶的安全运行至关重要。
在实际运用中，船用柴油机冷却系统也存在一些问题，可以通过更换散热器、改进冷却塞、定期维护等措施进行优化。
通过这些措施的优化，可以有效解决船用柴油机冷却系统中的问题，有助于保障船舶的正常运行。
关于船舶柴油机冷却水温度控制系统的研究与设计
关于船舶柴油机冷却水温度控制系统的研究与设计摘要：船舶柴油机作为主推进动力装置，它具有多变量、多输出、大惯性和运行工况复杂等特点，它的工作状况的好坏会直接影响船舶自身以及人身的安全，并且直接关乎到船舶的经营利润。
船舶柴油机冷却水的温度是影响柴油机工作的重要的热工参数，能够精确地控制冷却水的温度，在提高柴油机的动力性、减少燃料消耗。
减少废气的产生等多个方面具有重要的意义。
如果柴油机冷却水的温度过高，将会加速零件的磨损，润滑油老化的速度也会加快。
而如果柴油机冷却水的温度过低时（大约低于三十摄氏度），燃气中的酸根和水结合成酸类物质，会使气缸的磨损程度增加。
冷却水温控制的好坏会直接影响到柴油机的工作状态但是由于冷却水自身的热传递过程以及系统管路延迟使冷却水的温度变化有了长时滞、大惯性的特点，加上船舶柴油机工作状况较为复杂，这给船舶柴油机温度的调节增加了难度，冷却水温经常性的超调。
本文针对船舶柴油机冷却水温度长时滞、大惯性、易超调的特点，在进一步对船舶柴油机冷却水系统热力学模型与温度控制系统模型的基础上，基于前馈控制理论利用了Matlab仿真软件设计了两种前馈模糊控制器，且对控制效果进行了仿真对比试验。
结果表明在引入了前馈模糊控制环节后系统的控制速度与抗扰动力得到了明显的提高。
关键词：船舶柴油机；冷却水温度；模糊控制1.船舶柴油机冷却水系统研究背景在船舶柴油机燃烧时放出的热量为百分之三十到百分之三十三之间，这部分热量主要是通过气缸、气缸盖以及活塞等部件散发到外部。
船舶柴油机冷却水主要是将这些热量带走以便能够保障受热部件能处于正常的温度。
冷却水温度的高低变化密切影响着船舶柴油机的工作性能和使用寿命。
精确地控制冷却水的温度对于提高柴油机的动力性、减少废弃的产生以及降低燃料消耗量等方面具有十分重要的意义。
但是由于冷却水自身的热传递过程，也因为系统的管路延迟是冷却水的温度变化就长时滞、大惯性的特点，加上船舶柴油机自身工作状况的复杂性，这给船舶柴油机温度的调节带来了很大的难度。
船舶冷却水系统的研究与设计(初稿12)
船舶冷却水系统的研究与设计(初稿12)分类号密级U D C 单位代码船舶冷却水系统的研究与设计X X指导教师职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位级别硕士学科与专业轮机工程论文完成日期2017年4月5日论文答辩日期2017年4月20日保密□，在年解密后适用本授权书。
本学位论文属于：保密□不保密□(请在以上方框内打“√” )论文作者签名：导师签名：日期：年月日摘要众所周知，船舶中央冷却系统作为保障船舶主机稳定运行重要辅助系统之一，对于船舶的整体性能起着不可替代的作用。
船舶中央冷却系统主要是通过低温冷却水的温度循环，从而在此基础之上带走一部分主机散发出来的的热量，从而避免了因大量热量的积累而造成的金属疲劳脆化和润滑油的失效。
所以可以说主机冷却系统性能将会直接影响到船舶主机的工作性能，当然想要充分发挥船舶主机冷却水系统的性能，就需要了解它在工作时的热力水力动态过程，并且根据其冷却的机制来设计新的更加高效的中央冷却系统。
在本文中正是基于此，从理论层面上，研究出了一种新的冷却系统，这款新的中央冷却系统与以往的冷却系统不同的是，这种冷却系统不仅可以提供其冷却效率，还可以实现船舶能源的利用的最大化，在此基础之上从而进一步实现尽可能大的能源的最大利用效益，从而在能源的可持续发展理论指导下，使得船舶的能源消耗降到最低。
并且本文最后利用计算机仿真系统对该款中央冷却系统进行了系统仿真测试，测试结果进一步显示，本设计可以有效达到一般中央冷却系统设计基本要求，并且可以在经过进一步研究之后正式投入实际生产运用。
本文的研究主要是以实习船的主机中央冷却水系统作为研究的模型参照基础，通过对各换热器和柴油机主机换热的热力分析，在此基础之上再得到主机冷却水系统的热力数学模型，以此实现对于中央冷却系统的综合的了解。
在此基础之上，本文开发出新的中央冷却系统，使得船舶能源可以实现循环使用，将传统的中央冷却系统与船舶的发动系统进行一定程度的挂钩，实现多能源协调发动，进一步在提高中央冷却系统性能同时也进一步提高船舶的能源利用效益。
舰艇舱室降温系统的设计与研究
舰艇舱室降温系统的设计与研究舰艇的战斗能力至关重要，而舰艇的机载系统有时候需要在极端的温度情况下运作，因此保护机载电子设备的降温系统显得格外重要。
设计舰艇舱室降温系统需要考虑多种因素，包括舱室大小、船舶的速度和质量、环境条件以及降温系统的耗能等。
在大多数情况下，舰艇需要对电子设备进行降温，因此降温系统的性能和设计方案都必须优化。
以下将对舰艇舱室降温系统的设计和研究进行探讨。
一、舱室降温系统的类型舰艇的降温系统可以分为两种类型：主动式和被动式。
主动式降温系统需要消耗能量，提供冷却效果，可以主动调节船舶的环境温度。
被动式降温系统则是通过船上冷却水和外部空气流动来进行降温，不需要外部能源输入，因此相对更加经济和有效。
1. 主动式舱室降温系统主动式降温系统采用制冷机等主动调节冷却介质的设备，以改变室内的环境温度。
该系统需要高度集成、有源维护和完善的控制系统，才能保证系统的安全可靠性、操作简便性和耐久性。
2. 被动式舱室降温系统被动式降温系统是将舰员住宿舱与机房隔离，以达到良好的散热效果。
通过在船舶上安装管道和循环水泵，将外部海水引入内部的冷却设备中，冷却导热介质，然后再通过散热器将热量排出船舶，以达到减少船舶温度、保护设备安全、提高设备寿命等目的。
二、舱室降温系统的设计要点舱室降温系统的设计要点实际上就是主动式和被动式两种降温系统的设计要点。
不过，每一种系统都有一些关键要素需要进一步优化和改进。
1. 主动式降温系统的设计主动式降温系统设计要点包括以下要素：（1）热模拟和仿真分析。
采用热模拟和仿真分析工具，对输出和传输散热器的热量进行分析和评估。
（2）冷却循环流量。
根据系统设计要求，在考虑系统成本和能耗的前提下确定循环流量。
（3）制冷系统功率。
根据系统热量负荷和环境条件确定制冷系统的功率。
（4）系统负载和系统温度控制。
在保证稳定型能的前提下，采用PID控制策略，调节系统温度。
（5）计算机辅助设计和制造。
采用计算机绘图软件和分析工具，将设计结果传递给制造人员，以达到精度更高、节约时间和材料的效果。
船用柴油机冷却系统的分析与改进研究
船用柴油机冷却系统的分析与改进研究随着人们对海洋运输业的需求不断增长，船用柴油机的使用也不断增加。
而船用柴油机冷却系统是确保发动机正常运行的重要组成部分。
本文将分析现有的船用柴油机冷却系统的问题，并提出改进方案，以提高柴油机的效率和稳定性。
一、现有冷却系统存在的问题1. 散热效率低。
现有的船用柴油机冷却系统通常采用水冷方式，将水流经散热片进行散热，但是散热效率低，导致柴油机的温度无法及时稳定下来，影响发动机的稳定性和寿命。
2. 水垢和腐蚀问题。
随着长期使用，冷却系统中的水垢和腐蚀会逐渐堵塞和破坏散热片，降低柴油机的散热效率，进而降低柴油机的使用寿命。
3. 温度控制不够精确。
现有的船用柴油机冷却系统通常采用机械控制方式，控制温度的精度不够高，无法满足某些应用场景的需要。
二、改进方案1. 采用新型材料。
目前新型材料的研究发展迅速，例如铜镍合金、高强度钢材等材料可以极大地提高散热效率，并且耐腐蚀、耐高温、寿命长。
2. 采用新型冷却方式。
除了现有的水冷方式，还可以采用液态氮、二氧化碳、油冷方式等新型冷却方式，精确控制发动机温度，提高柴油机的效率和稳定性。
3. 采用智能化温度控制系统。
智能化温度控制系统可以根据柴油机的不同工作状态实时控制发动机的温度，并提供报警、故障诊断等功能，提高了柴油机的安全性和可靠性。
三、案例分析船用柴油机生产厂商A公司采用了新型材料和新型冷却方式，并且引进智能化温度控制系统，取得了以下显著的效果：1. 散热效率提高30%以上。
采用新型材料和新型冷却方式后，柴油机在高负荷工作状态下的散热效率提高了30%以上，大大提高了柴油机的效率和稳定性。
2. 水垢和腐蚀问题得到有效控制。
新型材料的应用和冷却方式的改变可以降低水垢和腐蚀的发生，有效延长了柴油机的使用寿命。
3. 温度控制精度提高到0.1℃以内。
智能化温度控制系统的引入可以实时控制柴油机温度，并且将温度控制精度提高了到0.1℃以内，满足了某些特殊应用场景的需要。
浅析船舶冷却水管路系统设计
浅析船舶冷却水管路系统设计摘要：船舶中的许多设备在运行时都会产生大量的热量，如果不能及时排出的话，就会导致设备的温度过高，设备会产生变形或者超负荷，从而缩短了设备的使用寿命。
如果设备长时间处于过热的状态，不仅会对设备造成不良的影响，还会给整个船舶带来一定的安全隐患。
因此，船舶冷却水管路系统能够及时将设备与环境交换的热量排出，以保证设备正常工作，保持船舶的正常航行。
关键词：船舶，冷却水管路，系统设计，探讨0引言船舶是海上运输的主要工具，船舶的排放和废水直接影响到海洋生态的平衡。
冷却水管路系统是船舶中能源消耗最大的系统之一，设计合理的船舶冷却水管路系统，能够有效地减少船舶的能源消耗，从而有效保护环境。
此外，船舶的冷却水管路系统设计不仅考虑到其效率，还要考虑到生产成本和技术先进性。
设计一种更经济和更高效的船舶冷却水管路系统，不仅能够提高船舶的性能，还能够提高我国航运业的盈利水平。
1船舶冷却水管路系统的基本知识1.1 冷却水管路系统的概述船舶冷却水管路系统是船舶最为重要的系统之一，该系统的主要作用是将发动机、润滑油、空调、厨房和淡水等需要冷却的设备中散发出的热量，通过流经冷却水管路的循环水来带走散发出的热量，保证系统的正常运转和维持恒温。
1.2 冷却水管路系统的构成和原理船舶冷却水管路系统的基本构成包括水箱、水泵、冷却器、管道和相关附件等。
其中，水箱作为冷却水的储存容器，水泵是将冷却水送入冷却器内部的动力源，冷却器则是将热量从冷却水传递给周围环境的主要部件，管道将冷却水从水箱输送至冷却器和散热器之中，相关附件如水流调节阀、温度计和压力表等主要用于监测和调节系统中的工作参数。
冷却水管路系统的基本工作原理如下：水泵将水从水箱中抽出，通过管道输送至冷却器，冷却器将热量从水中抽出放入周围环境，并将冷却后水再次输送回水箱中，由水泵继续进行下一步的循环。
1.3 冷却水处理和水质要求冷却水处理是冷却水管路系统管理中的一个重要环节。
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96.0°C
高温水出机流量
Qo
21.3m3/h
温控旁通流量
Qi
53.7m3/h
温控阀的开度
λ
28.3%
85% 96.0°C 18.1m3/h 56.9m3/h 24.1%
75% 96.0°C 15.9m3/h 59.1m3/h 21.3%
50% 96.0°C 10.6m3/h 64.4m3/h 14.2%
中央冷却水系统设计改进及发动机高温水温控方案探讨 中央冷却水系统简介
典型的船舶中央冷却水系统如下图 1 所示，船舶发动机和船用设备均并联布置，即发动机的高、低 温水泵以及辅助冷却水泵从中央冷却器的出口抽取低温淡水然后输送至发动机以及各种船用设备进 行冷却，最后回水汇集在一起流入中央冷却器和海水系统发生热交换，冷却后再次进入冷却水泵的 吸口。淡水系统为闭式循环系统，而海水为开式循环系统。
SW
SW
SW 循环泵
Ma x. 3 8 ⁰C
船用设备 （如空调， 空压机等）
辅助淡水 FW 循环泵
海水 滤器
海水箱
图 3 中央冷却器水系统（带外部高温温控阀） 图 3 温控阀外部高温温控阀为分流式（mixing）方式，将两路不同温度的水进行混合从而控制水 温，管路接法见下图 4。
图 4 温控阀混流式（mixing）管路接法示意
燃油 冷却器
2#柴油机 发动机
高温 温控阀
滑油 冷却器
Nom. 91⁰C
高温 中冷器
燃油 温控阀
滑油 冷却器
Nom. 91⁰C
高温 中冷器
低温水 高温水
低温 中冷器
缸套
LT
HT
低温 中冷器
缸套
LT
HT
海水
SW
SW
SW 循环泵
中央 冷却器
Max. 38⁰C
船用设备 （如空调， 空压机等）
燃油 冷却器
2 #柴 油机 发动机
滑油 冷却器
高温 温控阀
No m. 9 1 ⁰C
高温 中冷器
燃油 冷却器
低温水 高温水
1#柴油机 发动机
高温 温控阀
滑油 冷却器
No m. 9 1 ⁰C
高温 中冷器
外部高温 Nom. 温控阀 75⁰C
低温 中冷器
缸套
LT
HT
低温 中冷器
缸套
LT
HT
中央 冷却器
海水
辅助淡水 FW 循环泵
海水 滤器
海水箱
图 1 中央冷却器水系统（无外部高温温控阀）
冷却水流量和热平衡计算
为了确定系统的设计参数，需要对系统各个回路的冷却水流量分布、温度进行计算。对于发动机来 讲，特定的发动机在一定的负荷下换热量要去可以从主机资料获取，但由于系统设计千差万别，以 及系统温控阀的调节作用，这也会对系统的流量分布产生很大影响。我们需要考虑温控阀对系统流 量和温度的影响。发动机内置的高温温控阀采用分流式（diverting）方式，将高温水出机温度控制在 91°C-96°C，温控阀在管路接法见下图 2。
中央冷却水系统的改进
为了克服图 1 中央冷却水系统的缺点，可以通过在外部系统设置温控阀来提高进机的高温水温度 至，原理见图 3。该外部高温温控阀对来自发动机的低温淡水（~55°C）和高温淡水（~96°C）进行 混合（mixing）后再接入发动机高温水入口，从而可将机水温度提升到（75~85°C）。通常采用直 接作用式温控阀，管路接法示意见图 4。也可采用电动温控阀，可以更加灵活的设定高温水进机温 度。最佳温度设定点需要考虑热回收设备的要求，同时也可考虑发动机自身特点进行选择。
25% 96.0°C 5.3m3/h 69.7m3/h 7.1%
可以看出发动机负荷越大，高温水出机流量越大，在低负荷时温控阀开度和高温水出机流量很小， 不利于热回收设备的优化选型，同时开度较小意味着阀芯长期处于不利位置，对阀的寿命也有影 响，甚至会因为外部因素的扰动导致温控阀频繁动作，导致高温水温度大幅波动。
发动机高温水最佳进机温度的选择
图 5 为直接作用式温控阀的内部机械结构，红色箭头为温控阀是冷却水在阀内部的分配和流向。为 了保持良好的温控效果，希望温控阀在正常工作时滑阀阀芯位置中间位置，此时对外界各种扰动更 容易及时反应，同时从长期运行的效果来说也可以保证温控阀的长期寿命。
图 5 分流式温控阀工作原理示意 实际上从图 5 温控元件的机械特性考虑，其工作温度范围约 10°C，在最小温度时温控阀是关闭的 （阀芯和阀座是闭合的），在最大温度时阀芯全开，阀芯的最大行程 10mm，工作行程 8mm。表 1 在计算高温水流量和阀的开度时假设温控阀的控制温度是固定值，只是一种近似计算，更精确的计 算应该建立更细致的温控阀和管路的阻力数学模型，这个将在另外的文章详细分析。
图 2 温控阀分流式（diverting）管路接法示意
这里介绍下发动机设置的分流式温控阀的流量计算原理，采用图 1 中央冷却水系统的布置型式可知 进入发动机的高、低温水入口处水温约 35-38°C，若已知高温水换热量可以很容易计算从发动机出 来的高温水流量ܳ。
ܳ
ൌ
3.6ߔு 4.15ሺܶ െ
解答这个问题我们需要做一些假设，假设温控阀总是可精确的控制出水温度，而且发动机高温水散
热量和发动机的负荷呈线性关系，则可估算出在发动机不同负荷时的温控阀旁通流量ܳ，温控阀的 开度 λ 和发动机出口的流量成正比关系，据此可制作出下表：
表1 高温温控阀工作状态估算
发动机负荷
ߟ
100%
高温水出机温度
To
ܶ ሻ
ሺ1ሻ
这里
ߔு 缸套和高温中冷器散热量，kW ܶ 高温水出机温度，°C ܶ 来自中央冷却器的低温水温度，°C 进一步可计算出温控阀旁通流量，即温控阀回流到高温水泵流量为
ܳ ൌ ܳு െ ܳ
ሺ2ሻ
根据以上分析，我们可对发动机的温控阀状态以及高温水出机流量做出一定估算。如某发动机机带 高温水泵额定流量为 75m3/h，高温水额定功率（100%MCR）时的散热量为 1421kW，机带高温温 控阀设定点 96°C，低温水温度 38°C，请计算高温出机流量和温控阀开度状态。
图 6 温控元件的机械特性
当温控阀阀芯处于中间位置式，温控阀 C 口回流至机带泵的流量 和从阀 B 口流的出流量 相 等。根据热平衡和守恒原理，可以列出如下方程：
3.6
4.15
3
1
2
这里Φ 为高温侧散热量，Q 为高温水泵流量，T 为高温水出水温度，T 为 4V02 的温度设定点。根 据上面的方程组（3）可以解出外部高温温控阀的设定点T