第七章第一节冷却水温度控制系统
冷却液温度控制系统工作原理分析
冷却液温度控制系统工作原理分析冷却液温度控制系统工作原理分析1. 引言冷却液温度控制系统在汽车、工业设备和航空航天等领域中起着至关重要的作用。
该系统通过监测和调节冷却液的温度，确保机器和设备的正常运行和长期稳定性。
本文将对冷却液温度控制系统的工作原理进行深入分析。
2. 冷却液温度控制系统的组成冷却液温度控制系统主要由以下几个部分组成：2.1 水泵：水泵负责将冷却液从冷却器回流到发动机，以保持发动机在正常工作温度下运行。
2.2 散热器：散热器通过增大冷却液与周围环境的热交换面积，以提高冷却效果。
2.3 温度传感器：温度传感器负责测量冷却液的温度，并将数据传输给控制单元。
2.4 控制单元：控制单元接收温度传感器的数据，并根据设定的温度范围，控制水泵和风扇的转速。
2.5 风扇：风扇通过增加空气流动和散热面积，加速冷却液的散热过程。
3. 冷却液温度控制系统的工作原理冷却液温度控制系统的工作原理可以概括为以下几个步骤：3.1 初始状态：当发动机处于工作状态时，冷却液通过水泵进入发动机进行冷却。
此时，温度传感器将监测到冷却液的温度，并将数据传输给控制单元。
3.2 温度传感器数据采集：控制单元收到温度传感器的数据后，会与预设的温度范围进行比较，以确定当前冷却液温度是否在合理范围内。
3.3 控制水泵：如果控制单元发现冷却液温度过高，它将命令水泵提高冷却液的流动速度，以加速冷却液的循环和散热过程。
反之，如果冷却液温度过低，控制单元将减小水泵的流动速度。
3.4 控制风扇：除了控制水泵之外，控制单元还会根据需要，调整风扇的转速。
当温度传感器侦测到冷却液温度过高时，控制单元会加速风扇的转速，以增加冷却液的散热效果。
3.5 循环控制：冷却液将持续循环进出发动机和散热器，直到冷却液温度恢复到预设范围内。
4. 冷却液温度控制系统的优点冷却液温度控制系统具有以下几个优点：4.1 提高发动机效率：通过精确控制冷却液的温度，冷却液温度控制系统能够确保发动机在最佳工作温度下运行，进而提高发动机的燃烧效率和动力输出。
7-1 冷却水温度控制系统
若电机仍不转→故障在执行机构（M烧坏或卡死，过载继
电器动作） 若M只能一个方向运转→增、减输出断电器之一有故障
三 中央冷却水温度自动控制系统 1.ENGARD中央冷却水温度自动控制系统 的组成
第七章
船舶机舱辅助控制系统
§7-1 冷却水温度控制系统 第一节 冷却水温度控制系统
感温元件 感温元件
主 机
调 节 器
主 机
调 节 器
三通调节阀
三通调节阀
M
执行电机 冷却器 冷却器
M
执行电机
汽缸冷却水温度控制原理
MR—Ⅱ型电动冷却水温度控制系统
属需外加电源的间接作用基地式仪表，能实现PD控制规律 组成及工作过程 测量元件 热敏电阻T802（插于进口管中，电阻值随水温作线性变化）。 测量信号→分压器分配后变成电压信号 定位器调定给定值电压信号 →偏差 e，
用来调整脉冲宽度
指示灯L2 相当于手动开关SW1 F2 F 电源主开关，右合左断 发光二极管D2，指示电源是否正常
E F1
手—自动选择开关SW2，右边自动，左边手动
二。管理要点
（1）调节器面板布置 一块温度表+五块插板B、C、D、E、F。 （2）控制系统投入工作的操作。 A．将开关13扳到右边，合上主电源，电源批指示灯 14亮，
2. ENGARD控制器
3.系统工作原理 ⑴低温淡水温度控制 ⑵海水11。
B．按下按钮2，转动1，使A指示水温给定值。 C．拔出按钮2，A指示测量值，开关12扳至左边手动位，手 操开关9，将水温调至给定值 。 D．将开关12扳至自动位，实现无扰动切换，系统投入工作。
船舶机仓自动控制实例第一节主机冷却水温度控制新版系统
考点1由需要外加能源气动或电动仪表组成自动控制系统全部是间接作用式控制系统。
图4-1-1给出了用TQWQ型气动温度三通调整阀组成气动温度自动控制系统原理图，这个系统还采取了按力矩平衡原理工作百分比调整器。
测量单元、调整器和显示仪表全部装在-个壳体内，是属于基地式仪表。
图4-1-1 用TQWQ型气动三通调整阀组成冷却水温度控制系统1-温包；2-毛细管；3-测量波纹管；4-主杠杆；5-反馈波纹管；6-定值弹簧；7-放大器；8-喷嘴；9-挡板；l0-气缸；11-活塞；12-弹簧；13-转阀；14-三通阀；系统测量单元是温包1，它是由不锈钢材料制成，里面充注膨胀系数较大。
沸点较低易挥发性液体。
利用温包内介质压力随温度而改变性质，来反应冷却水温度实际值。
温包内压力改变经紫铜管接入测量波纹管3。
百分比调整器是由主杠杆4，及作用于主杠杆4上测量波纹管3、反馈波纹管5、定值弹簧6、喷嘴8、挡板9及气动功率放大器7等部分组成。
由小气缸10、活塞11、三通阀14组成实施机构。
当系统处于平衡状态时，作用于主杠杆4上测量力（温包输出压力信号和测量波纹管有效面积乘积)对支点18产生测量力矩，和作用主杠杆4上反馈波纹管5反馈力对支点18产生反馈力矩及定值弹簧6张力对支点18所产生力矩相平衡，主杠杆4稳定不动，挡板和喷嘴之间开度不变，气动功率放大器7输出一个不变稳定气压信号，三通调整阀中转阀13位置固定不变。
这么通冷却器管口和旁通管口开度不变，冷却水温度稳定在给定值上。
当系统受到扰动（如柴油机负荷忽然增大)，冷却水出口管路水温会升高（温包是插在冷却水出口管路中)，温包l内介质汽化加强，经过毛细软管2使测量波纹管3内压力升高，主杠杆4将绕支点18逆时针方向转动。
固定在杠杆左端喷嘴8将离开挡板9，其背压降低，于是气动功率放大器输出压力信号减小（测量信号增大，输出信号减小调整器叫反作用式调整器)。
小气缸10中活塞11在弹簧作用下向上移动，拉动转阀13逆时针方向转动，开大通冷却器管口，关小旁通管口，即经冷却器冷却水流量增大，旁通水量降低，使冷却水温度降低，并逐步向给定值方向恢复。
冷却液温度控制系统原理
冷却液温度控制系统原理
冷却液温度控制系统是一种用于控制发动机冷却液温度的系统，其原
理是通过控制冷却液的流量和温度来保持发动机的正常工作温度范围内。
该系统通常由水泵、散热器、恒温阀、温度传感器和控制器等组成。
水泵是冷却液循环的动力源，它将冷却液从发动机中抽出并通过散热
器散热后再回到发动机中循环。
散热器是冷却液散热的主要设备，它
通过散热片和风扇将热量散发到空气中。
恒温阀是控制冷却液流量的
关键部件，它根据温度传感器的信号控制冷却液的流量，以保持发动
机的温度在正常范围内。
温度传感器是检测发动机温度的装置，它将
温度信号传输给控制器，控制器根据信号控制恒温阀的开度，从而控
制冷却液的流量和温度。
冷却液温度控制系统的工作原理是通过控制冷却液的流量和温度来保
持发动机的正常工作温度范围内。
当发动机温度升高时，温度传感器
会检测到信号并将其传输给控制器，控制器根据信号控制恒温阀的开度，从而控制冷却液的流量和温度。
当发动机温度降低时，控制器会
减小恒温阀的开度，从而减小冷却液的流量和温度。
冷却液温度控制系统的优点是可以保持发动机的正常工作温度范围内，
从而提高发动机的效率和寿命。
此外，该系统还可以减少发动机的磨损和故障，提高发动机的可靠性和安全性。
总之，冷却液温度控制系统是一种重要的发动机控制系统，它通过控制冷却液的流量和温度来保持发动机的正常工作温度范围内，从而提高发动机的效率和寿命。
该系统的优点是可以减少发动机的磨损和故障，提高发动机的可靠性和安全性。
冷却液温度控制系统原理
冷却液温度控制系统原理随着科技的不断进步，冷却液温度控制系统在工业生产中扮演着重要的角色。
这一系统的原理是通过控制冷却液的温度，有效地维持设备的工作温度，确保设备的正常运行。
本文将从系统原理、工作流程、优势和应用领域等方面详细介绍冷却液温度控制系统。
冷却液温度控制系统的原理主要基于热交换原理。
通过冷却液对设备进行散热，将设备产生的热量传递给冷却液，然后通过控制冷却液的温度来达到对设备温度的控制。
这一系统通常由传感器、控制器和执行器组成。
传感器负责监测设备的温度变化，并将数据传输给控制器。
控制器根据传感器的数据来判断设备的工作状态，然后通过控制执行器调整冷却液的温度，以达到设定的温度范围。
冷却液温度控制系统的工作流程如下：首先，传感器监测设备的温度变化，并将数据传输给控制器。
控制器根据设定的温度范围和传感器的数据来判断设备的工作状态。
如果设备的温度超过设定的范围，控制器将发出信号给执行器，执行器会相应地调整冷却液的温度。
当设备的温度恢复到设定的范围内时，控制器停止发出信号，执行器也停止调整冷却液的温度。
冷却液温度控制系统具有一系列的优势。
首先，它可以对设备的温度进行精确的控制，确保设备在最佳的工作状态下运行。
其次，该系统能够快速地响应温度变化，提高设备的响应速度。
此外，冷却液温度控制系统还能够减少设备的能耗，延长设备的使用寿命。
最重要的是，这一系统可以保护设备免受过热损坏的风险，提高设备的安全性和可靠性。
冷却液温度控制系统广泛应用于各个领域。
在工业生产中，该系统常用于冷却炉、冷却塔、冷却机等设备的控制。
在汽车工业中，冷却液温度控制系统被用于发动机的冷却。
此外，该系统还可以用于医疗设备、电子设备等其他领域的温度控制。
冷却液温度控制系统通过控制冷却液的温度，有效地维持设备的工作温度，确保设备的正常运行。
该系统基于热交换原理，通过传感器、控制器和执行器的配合工作，实现对设备温度的精确控制。
冷却液温度控制系统具有精确控制、快速响应、节能延寿、安全可靠等优势，并广泛应用于工业生产、汽车工业、医疗设备等领域。
一 冷却水温度控制系统.
项目十机舱辅助控制系统【项目描述】Item Description冷却水（Cooling Water）温度控制系统、燃油供油单元（Fuel Oil Feed Unit）自动控制系统、燃油净油单元（Fuel Oil Purification Unit）自动控制系统是船舶机舱（Engine Room）主要的辅助控制系统，控制辅助设备的正常运行，为船舶动力系统（Shipping Dynamical System）设备提供保障。
对机舱辅助控制系统的掌握，正确使用调节是轮管人员（Marine Engineer）必备的基本技能。
通过本项目的学习，学生具体应达到以下要求：一、知识要求（knowledge demand）1.能表述冷却水温度控制系统的组成及工作原理，了解中央冷却水温度控制系统的基本概念；2.能表述燃油供油单元自动控制系统、测黏计（Viscosity Meter）、燃油黏度控制系统的工作原理；3.能表述燃油净油单元自动控制系统的组成及工作原理，熟悉EPC-50控制系统的面板（Panel）操作及I/O信号二、能力要求（ability demand）1.具备冷却水温度自动控制系统的操作与管理能力；2.熟悉燃油供油单元的综合控制，具备燃油供油单元自动控制系统的操作与管理能力；3.具备燃油净油单元自动控制系统的操作与管理能力；三、素质要求（quality demand）1.养成善于动脑、勤于思考、及时发现问题的学习习惯；2.培养理论联系实际、善于分析和解决工程实际问题的能力；3.培养理性思维能力和科学求实的精神；4.培养学习新技术的能力，增强创新意识。
【项目实施】Item implementation任务一冷却水温度控制系统一、学习目标（learning target）1. 掌握此种冷却水温度控制系统的基本组成和特点：2. 掌握冷却水温度控制系统的参数设置及调整；3. 熟悉此冷却水温度控制系统的故障诊断及在轮机自动控制中的应用管理。
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。
冷却系的作用：保持发动机在最适宜的温度范围内工作
第七章冷却系第一节概述一、冷却系的作用：保持发动机在最适宜的温度范围内工作。
发动机工作时，由于燃料的燃烧，气缸内气体温度高达2200K~2800K(1927℃~2527℃)，使发动机零部件温度升高，特别是直接与高温气体接触的零件，若不及时冷却，则难以保证发动机正常工作。
二、发动机过热或过冷的危害发动机冷却必须适度，过热或过冷都会给发动机带来危害。
1.发动机过热的危害1)降低充气效率，使发动机功率下降；2)早燃和爆燃的倾向加大，使零件因承受额外冲击性负荷而造成早期损坏；3)运动件的正常间隙被破坏，运动阻滞，磨损加剧，甚至损坏；4)润滑情况恶化，加剧了零件的摩擦磨损；5)零件的机械性能降低，导致变形或损坏。
2.发动机过冷的危害1)进入气缸的混合气(或空气)温度太低，可燃混合气品质差，使点火困难或燃烧迟缓，导致发动机功率下降，燃料消耗量增加。
2)燃烧生成物中的水蒸汽易凝结成水而与酸性气体形成酸类，加重了对机体和零件的侵蚀作用；3)未汽化的燃料冲刷和稀释零件表面(气缸壁、活塞、活塞环等)上的油膜，使零件磨损加剧。
可见，发动机正常的工作温度是保证发动机良好的工作性能及其使用寿命的一个重要条件。
三、发动机的冷却方式根据所用冷却介质不同，可分为风冷式和水冷式。
1.水冷式——以水为冷却介质，热量先由机件传给水，靠水的流动把热量带走而后散入大气中。
散热后的水再重新流回到受热机件处。
适当调节水路和冷却强度，就能保持发动机的正常工作温度。
同时，还可用热水预热发动机，便于冬季起动。
2.风冷式——高温零件的热量直接散入大气。
四、发动机的正常温度水冷式发动机保持正常工作，其冷却水的温度应在353K~363K(80℃~90℃)之间。
此时，气缸壁温度不超过473K~573K(200℃~300℃)；气缸盖、活塞顶部的温度不超过573K~673K(300℃~400℃)；润滑油的温度在343K~363K(70℃~90℃)，保证发动机具有较好的动力性、经济性和净化性，使零件的运动和磨损正常。
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2.故障分析
• 在自动控制系统工作的过程中。如果温度指示的测量值与 给定值之间有较大的偏差值，而指示灯7和8都不亮，说明 电机M没有转动。这时，必须把开关12立即扳到左面的手 动位置，然后手操开关9，如果此时电机M可按逆时针和 顺时针方向转动，说明控制系统出故障，可分别抽出RMB 板、MRV板和MRD板，人为地输入一个信号，观察其输 出端U15、U5、U9和U10是否变化。哪块板输出不变化， 故障就出在那块板上。换一块备件板，控制系统就能恢复 正常工作，若手操开关9时，电机M仍不转动，说明自动 控制系统没有故障，故障是出在执行机构中，如电机M烧 毁或卡死；过载保护继电器动作，切断电机M的电源等。 如果手操开关9电机M能在一个方向转动，而不能在另一 个方向转动，可能的原因是“减少输出接触器”或“增加 输出接触器”的线圈断路，或者它们的触头磨损、烧蚀而 不能闭合，要及时检查修复。
2．ENGARD控制单元
具有比例积分控制作用的全自动温度控制。微处理器8位， 有PROM、EEP-ROM、RAM存储器。 海水泵手动操作 时，调节阀仍可工作在自动状态；反之亦然 。
3．工作原理 海水泵的控制不仅取决于中央冷却器热负荷，而且还与 淡水泵流量、海水泵流量、海水温度及中央冷却器的脏污 程度有关。淡水温度在一定的范围内变化时，低温淡水调 节阀控制流经中央冷却器的淡水量。当某一工况下海水流 量已经达到预先设定值，且淡水温度无法回到设定值时， 控制单元将产生一控制信号，切换海水泵工况，改变海水 通过冷却器的流量，从而达到控制低温淡水回路中低温淡 水温度的目的 。
• 水量Q与转速n的一次 方成正比，
• 水压H与n的二次方成 正比，
• 轴功率P与n的三次方 成正比
• 见当100%流量时， 功率50kW;
• 75%~85%流量时， 功率22 kW;
• 40%—60%流量时， 功率4 kW。
1.5ENGARD控制系统特点：
(1)通过优化进入中央冷却器的海水流量，节能效果 明显。
V控制方式：根据热负荷变化旁通阀开度开大或关小到设 定值（2%/98%），则增/减海水泵流量或启/停备用泵。
T控制方式：根据热负荷大小，先全关或全开旁通阀， T1 到设定值时控制海水泵向大流量切换（并上备用泵） 或 控制海水泵向小流量切换（解列1台泵）
1.2、系统优点：(1)海水管系及热交换器少， 减少海水腐蚀、机舱舱底水量和维修工作量。 (2)高温、低温两路淡水分别冷却不同受热部 件，便于控制温度，便于保持柴油机气缸冷 却水温度稳定，使柒油机保持最佳冷却状态 运转。(3)淡水系统管路清洁、腐蚀小，维修 工作量小，工作可靠。
1.3核心部件ENGARD控制器主要任务： 1）通过低温淡水调节阀实现低温淡水的温度
• (1)低温淡水回路温度的自动控制
• 偏差EL=T1-TL
• 在PI作用下：EL<0时，VLT旁通口开大； EL>0时，VLT旁通口开小；
• 温差控制淡水的旁通阀；高温或低温报警
• 旁通阀开度在ENGARD控制单元面板上可显 示旁通阀的开度百分数
• (2)海水泵工况的自动切换
• V1/T1共同控制方式：最大排量海水泵是由 低温淡水回路中低温淡水的温度T1控制；而 较小排量的海水泵是由三通调节阀的开度V1 所决定的
(2)使用有级调速电机后，水泵电机运行温度明显下降， 同时减少了机械磨损和维修工作量。
(3)保护功能可靠，大大减少了因过载或单相运行而 烧坏电机的现象。
(4) ENGARD控制系统采用了8032单片机，具有完善 的自检、控制、显示、多种故障报警，系统可靠性提 高 系统可通过RS232与上位机进行通信，便于全船动力 装置的集中控制与监视。
第七章 船舶机舱辅助控制系统
第一节 冷却水温度控制系统
一、冷却水会温度控制系统的组成及基本工作原理
图7-1
组成
调节器 开关组 限位开关 过载保护
三相伺服马 达
三通阀
二、冷却水温度控制系统的操作与管理
控制盒的组成： MRB板，输入与指示电路 （A板-指示；B板—测量，1—给定 值；2—切换开关） MRV板，比例微分控制电路 （C板—PD调节；3—Td调整；4— PB调整） MRD板，脉冲宽度调制电路 （D板—脉冲宽度调节；5—不灵敏 区调整；6—脉冲宽度调节） MRK板，继电器和开并装置 （E板—继电器、开关电路；9— 手操开关；7、8—指示灯） MRP板，主电源电路（F板） MRS板，稳压电源电路（F板）
定制控制 2）控制海水泵的运转台数和运转转速实现冷却海水流ຫໍສະໝຸດ 控制（海水流量的有级调节和PI 作用）
1.4系统工作介绍
海水泵组A/B/C中2台是单速的，1台 是双速的（或1台是单速的，2台是双 速的）。任意2台在50%负荷并联工作 可达到系统100%海水流量。 ENGARD控制器根据负荷变化大小控 制3台泵实现并联、解列、调速，是海 水流量满足负荷大小的合理需要
三、中央冷却水温度控制系统（单片机式冷却水 温度自动控制系统）
1、中央冷却系统 ENGARD中央冷却水温度控制系 统概述 是ALFA-LAVAL的产品，它采用8032单片机取代 常规的变送器和调节器，是新一代船舶中央冷却水自动控 制系统
系统的基本特点是：由高温淡水、低温淡水、海水三个 分系统组成：闭式的高温淡水(80 cC~85 0C)用于冷却主柴 油机、气缸盖、废气涡轮增压器；低温淡水(30 cC～45 0C)用于冷却高温淡水；
1.操作管理要点
• 1）控制系统投入工作操作 开关13扳至右位，电源指示灯14亮，10、11保险系；
按下按钮2，转动钮1看温度表A设定给定值，拔出 按钮2，显示测量值；把开关12扳至左位，手操开 关9将温度调至给定值，再把手操开关9扳至右位自 动位，实现无扰动切换
• 2）参数调整 PB、Td、脉冲宽带、不灵敏区
1.1、系统组件：ENGARD控制器（8032单片机）、中央 冷却器（板式）、LT淡水温度调节阀、主海水泵组、主 淡水泵、PT100传感器
1-ENGARD控制单元；2-LT回路温度传感器(TTl)；3-LT回路调节阀(V1)；4-SW 回路温度传感器(1Tr2)；、 5-冷却海水泵；（B D双速）6-低温淡水泵；M-执 行机构伺服电机