主机缸套冷却水系统对主柴油机缸套的合理冷却将减轻主机缸套的磨损，精确的温度控制会有效地控制柴油机缸套的低温腐蚀和高温腐蚀以及减小热应力。因此，船舶主机缸套冷却水系统的性能优劣直接影响到船舶主机的工作性能。本论文提出了“基于船舶主柴油机输出功率的缸套冷却水系统”的概念，在此基础上，对缸套冷却水温度的优化控制方法以及船舶主柴油机实现变流量冷却的方法进行了研究，该研究是涉及工程流体力学、工程热力学和传热学、船舶动力装置管理以及自动控制等多学科领域的一项应用基础研究，是一个跨学科的研究课题。本文的主要研究内容和成果如下:　　1、利用传热学的有关理论，对船舶主柴油机缸套冷却水系统的传热机理进行分析，结合工程实际情况进行了合理的简化，给出了具有一般性的船舶主柴油机缸套冷却水系统的动态热力数学模型。并通过实验对该模型进行了修改和验证。　　2、针对目前船舶主柴油机缸套冷却水系统惯性较大，缸套冷却水出口温度经常超调的特点，提出了在现有的PID反馈控制的基础上，引入以船舶主柴油机“输出功率”作为反映缸套冷却水热负荷扰动信号的前馈控制，以减小缸套冷却水出口温度的动态偏差。并利用MATLAB仿真进行了验证，仿真结果表明:在目前船舶所使用的PID反馈控制的基础上，引入以“功率”作为热负荷信号的前馈控制，可以减小缸套冷却水出口温度的动态偏差，优化控制性能。　　3、将基于神经网络的模糊PID控制引入到缸套冷却水出口温度控制系统中，用来实现对缸套冷却水出口温度的在线控制。从仿真结果来看，基于神经网络的模糊PID自适应控制比传统的PID控制的控制性能更好，而且前者具备适应控制环境变化的能力和自学习能力，当主机运行工况发生变化时，仍具有很好的控制性能。　　4、指出了变频调速技术是实现主柴油机变流量冷却的比较有前途的方法，该技术实际应用时，应当解决可靠性、初投资以及在非常状态下执行机构的安全性等问题。　　5、研究了含有三通阀的水力管路的水力计算方法，并编制了相关的计算程序，得出了三通阀阀位变化过程中，冷却水管路中冷却水流量的变化情况。通过实验验证了本章所采用的水力计算方法具有一定的正确性。　　6、通过实验验证了利用改变管路水力特性的方法来改变缸套冷却水泵排量的可行性，该方法简单可靠，几乎不需要增加任何设备，只要采用合适的泵和节流装置，主柴油机的变流量冷却就可以实现。通过实验和理论计算指出了:目前绝大多数船舶的主柴油机缸套冷却水系统的设计违背了变流量设计的宗旨。对含有等百分比特性三通阀的管路的水力特性进行了计算，通过计算指出:相对线性三通阀而言，采用等百分比特性的三通阀和合适的节流装置是实现“变流量”冷却的更好方法。　　7、用ANSYS软件对柴油机气缸套的瞬态温度场进行了热分析，对实现变流量冷却的船舶主柴油机缸套冷却水出口温度的控制，提出了采用开环和闭环相互配合的复合控制系统。当主柴油机运行工况（柴油机热负荷）发生变化时，根据柴油机的热负荷以及冷却水的进、出口温差计算出所需的冷却水流量。系统按开环控制对冷却水流量进行粗调，使得实际的冷却水流量大致等于计算所需的冷却水流量。利用热分析预估一下从柴油机热负荷突然变化到气缸外壁的温度变化相对比较稳定时所需要的时间，在这段时间内只采用开环控制。当缸套冷却水出口温度的变化较小，缸套冷却水出口温度还存在一些偏差时，则停用开环控制，启用闭环控制，通过反馈回路对被控对象施加按偏差信号进行的控制作用。　　最后对全文作了总结，并对有待进一步研究的问题进行了讨论。