柴油機(ji)因其(qi)功率(lv)范圍大、效率(lv)高、能耗低(di)、使用(yong)維(wei)修方便而優(you)于蒸汽(qi)機(ji)、燃氣機(ji)等(deng),在民用(yong)船舶和中小(xiao)型艦艇(ting)推進裝(zhuang)置中確(que)立了主導地位。的(de)整體結(jie)(jie)構(gou)及(ji)其(qi)零部件結(jie)(jie)構(gou)不斷改進,特別(bie)是電子技(ji)術、自動控(kong)制技(ji)術在柴油機(ji)上的(de)應用(yong)。

　　使其各項(xiang)技術指標不斷創新,市場上已有一批(pi)性能(neng)好、油耗低、功率范圍、廢(fei)氣(qi)排(pai)放(fang)符合法定標準、可靠性高(gao)的產品。下面(mian)略述的現狀(zhuang)及(ji)發展動態。

　　低速(su)柴油機

　　低速(su)柴油(you)(you)機(ji)(ji)由于(yu)性(xing)能優良、可(ke)靠(kao)性(xing)好、使用維護方便、能燃(ran)用劣質燃(ran)油(you)(you)等優,已成為大(da)(da)型(xing)(xing)油(you)(you)輪、大(da)(da)型(xing)(xing)干散貨(huo)船、大(da)(da)型(xing)(xing)集裝箱(xiang)輪的主要動力。最(zui)新型(xing)(xing)低速(su)柴油(you)(you)機(ji)(ji)在許多方面(mian)趨于(yu)一(yi)致,即(ji)結(jie)構方面(mian),采用非(fei)冷卻(que)式噴油(you)(you)器、可(ke)變噴油(you)(you)定時油(you)(you)泵、長

　　尺寸(cun)連桿、液壓(ya)(ya)驅動(dong)式(shi)排(pai)氣(qi)門(men)、單氣(qi)門(men)直流掃氣(qi)、定(ding)壓(ya)(ya)增壓(ya)(ya)、高效渦(wo)輪(lun)增壓(ya)(ya)器;性能(neng)方(fang)面,平(ping)均有(you)效壓(ya)(ya)力(li)不斷提高,增加活(huo)塞平(ping)均速度,改進零部件(jian)結構,增加強(qiang)度,保持原(yuan)有(you)的低燃油(you)消耗水平(ping),使單缸功率不斷增大,使用壽命延長(chang)。電子液壓(ya)(ya)控制(zhi)系統取代傳統的機械式(shi)的凸輪(lun)驅動(dong)機構,簡化柴油(you)機設計、降低成本、優化運(yun)行(xing)控制(zhi)。近(jin)年(nian)來,其爆發壓(ya)(ya)力(li)從(cong)8 MPa 上升到16 MPa ,燃油(you)消耗率從(cong)208 g/ (kW·h) 下降到155 g/ (kW·h) 左右。

　　目前(qian)世(shi)界船用(yong)低(di)速柴油機市(shi)場(chang)仍被MANB&W、Wartsila - New Sulzer 和(he)日(ri)本三菱重工3 大公司壟斷,以(yi)生產總功率來說,分別(bie)約占57 %、33 %和(he)10 %。

　　MAN B&W公司(si)通過提高氣缸(gang)平均有效壓力和活塞平均速度來提高單缸(gang)功(gong)率。為使(shi)MC 系列柴油機的(de)NOx 排放量降低,采用(yong)提高壓縮(suo)比和可(ke)導致(zhi)平穩燃(ran)燒的(de)噴射系統等措(cuo)施。

　　為(wei)了(le)在減少(shao)NOx 排(pai)放(fang)(fang)時不影響(xiang)燃(ran)油(you)消耗率,在設(she)計時應(ying)考慮采用增(zeng)加噴(pen)射(she)壓(ya)力(li)、壓(ya)縮比、燃(ran)燒壓(ya)力(li)、增(zeng)壓(ya)器效率等措(cuo)施(shi)。MAN B&W 6L60MC 型柴油(you)機是世界上第1 臺正式投(tou)入使用的“智能化”主機,其燃(ran)油(you)噴(pen)射(she)和排(pai)氣閥控制均(jun)通(tong)過電子計算機完成,達到了(le)低油(you)耗、NOx 低排(pai)放(fang)(fang)的目標。

　　Wartsila - New Sulzer 公(gong)司通(tong)過(guo)(guo)重組后,公(gong)司在開發、設計和制造(zao)能(neng)力方面驟然大(da)增(zeng)。RTA 系列低(di)速柴(chai)油機為(wei)該公(gong)司20 世紀(ji)80 年代開發,至今近(jin)20 年來該公(gong)司通(tong)過(guo)(guo)提(ti)高平(ping)均有效(xiao)壓(ya)力、增(zeng)加活(huo)塞平(ping)均速度(du),探索(suo)達到取(qu)得更大(da)功(gong)率(lv)的可能(neng)性。

　　通過增(zeng)大(da)(da)行(xing)程(cheng)/ 缸徑比(bi),探索提(ti)高推進(jin)效率的(de)(de)(de)方法;通過提(ti)高最大(da)(da)燃燒壓(ya)力和(he)可(ke)變燃油(you)正(zheng)時、排(pai)氣正(zheng)時,挖掘(jue)柴油(you)機(ji)熱效率潛(qian)力;采用(yong)新材料,改進(jin)零部(bu)件的(de)(de)(de)設計,隨負荷控制氣缸冷卻水和(he)氣缸潤滑油(you),以求(qiu)提(ti)高零部(bu)件的(de)(de)(de)工作可(ke)靠性,增(zeng)加柴油(you)機(ji)的(de)(de)(de)使用(yong)壽命;通過電子控制技術,達到柴油(you)機(ji)運行(xing)的(de)(de)(de)智能(neng)化(hua)。

　　該公(gong)司研制的12RTA96C 柴(chai)油機是目前世界(jie)上實際輸出(chu)功(gong)率(lv)最大的柴(chai)油機。

　　中速柴油機(ji)

　　中(zhong)速(su)柴油機(ji)(ji)大(da)多為(wei)四(si)沖程,其體(ti)積(ji)小、重量輕、制動快,比低(di)速(su)機(ji)(ji)更適合船舶使用(yong)。大(da)功(gong)率(lv)中(zhong)速(su)機(ji)(ji)主要用(yong)于(yu)客運班船、作業船、滾裝船等(deng)。近年來,中(zhong)速(su)機(ji)(ji)在開發(fa)大(da)缸徑、提高(gao)整機(ji)(ji)功(gong)率(lv)方面(mian)做了大(da)量工作,并在燃用(yong)劣(lie)質(zhi)燃油、降低(di)油耗、提高(gao)零部件的可靠性(xing)、提高(gao)使用(yong)壽(shou)命及(ji)高(gao)增壓等(deng)方面(mian)取得了顯著成效。世界(jie)上生產中(zhong)速(su)機(ji)(ji)的知名(ming)大(da)公司(si)有(you)MAN B&W、Wartsila - New Sulzer、Mak、Pielstick

　　以(yi)及日本(ben)大發(fa)(fa)等。最新資料表明,其發(fa)(fa)展趨勢為:不斷開發(fa)(fa)新機型、拓寬功率范圍(wei),提高市場競爭力;調整燃油噴射、霧(wu)化過程采用高壓(ya)噴射的燃油系(xi)統;改進增(zeng)壓(ya)系(xi)統;改進排氣(qi)(qi)閥的驅動方(fang)式,調節排氣(qi)(qi)正時;增(zeng)裝空氣(qi)(qi)中間冷(leng)卻器(qi),加強水冷(leng)卻系(xi)

　　統的(de)冷卻能力,降低零(ling)部件(jian)的(de)熱(re)負荷,提高柴油機(ji)的(de)性(xing)能,提高工作可靠性(xing)和增加零(ling)部件(jian)的(de)使用壽命;使用電子(zi)技術,控制排(pai)氣和燃(ran)油噴射、燃(ran)燒(shao)過程;采用新概念(nian)設計,減少整機(ji)的(de)零(ling)部件(jian)等。

　　高速柴油機

　　船(chuan)(chuan)用(yong)高速(su)(su)柴油(you)(you)機(ji)一直被MTU、Deutz MWM、SACM、Pielstic 、Ruston 和(he)Paxman 等(deng)幾大公司(si)占有,其產品均為(wei)V 型(xing)、四沖程,缸數12～20 、轉速(su)(su)1 200～1 800 r/ min、平(ping)均有效壓(ya)力(li)2. 0～3. 2 MPa 、活塞速(su)(su)度10. 5～13 m/ s、最(zui)大爆發(fa)壓(ya)力(li)15～18 MPa 、燃油(you)(you)消(xiao)耗率198～210 g/ (kW·h) 。目(mu)前,各(ge)制造商在材料選擇、設(she)計結構、優化(hua)系(xi)統、試驗研(yan)究和(he)加工(gong)制造等(deng)方面做了(le)許多工(gong)作,并取得了(le)顯著(zhu)進步,其發(fa)展趨(qu)勢大致為(wei):采(cai)用(yong)系(xi)列(lie)(lie)化(hua)設(she)計,并通過變型(xing)滿足多用(yong)途需要(yao);不斷開發(fa)新型(xing)的(de)(de)(de)大功率高速(su)(su)柴油(you)(you)機(ji),適(shi)應船(chuan)(chuan)舶市場(chang)的(de)(de)(de)供需變化(hua);嚴格整機(ji)的(de)(de)(de)耐久試驗,提(ti)高工(gong)作的(de)(de)(de)可靠(kao)性;提(ti)高強化(hua)系(xi)數,提(ti)高柴油(you)(you)機(ji)使用(yong)的(de)(de)(de)經濟性;采(cai)用(yong)各(ge)種不同(tong)的(de)(de)(de)噴(pen)射(she)裝置或噴(pen)射(she)方式,完善燃燒過程,降低NOx 的(de)(de)(de)排(pai)放量,適(shi)應日益嚴格的(de)(de)(de)環保要(yao)求。特別是(shi)德國MTU 公司(si)開發(fa)的(de)(de)(de)595 系(xi)列(lie)(lie)、2000 系(xi)列(lie)(lie)、4000 系(xi)列(lie)(lie)以及最(zui)新的(de)(de)(de)8000 系(xi)列(lie)(lie),代(dai)表(biao)著(zhu)高速(su)(su)柴油(you)(you)機(ji)的(de)(de)(de)發(fa)展方向(xiang)。

　　發展趨勢

　　國際(ji)造船業受(shou)著整個世界政治、經濟形勢的左右,常(chang)(chang)常(chang)(chang)并不按(an)人們的意志轉(zhuan)移。船用柴(chai)油機在市場運(yun)作、生產(chan)、技術等多方面的發展具有以(yi)下趨勢。

　　船用柴(chai)油機的市場發(fa)展(zhan)

　　從市(shi)場需(xu)求來看,大型(xing)船舶(bo)發(fa)展(zhan)得(de)快(kuai),主(zhu)機(ji)(ji)(ji)的(de)單機(ji)(ji)(ji)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)都(dou)在(zai)逐年(nian)提高(gao),自20 世紀90 年(nian)代以來,低(di)速(su)(su)(su)機(ji)(ji)(ji)的(de)單機(ji)(ji)(ji)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)平(ping)均增(zeng)加(jia)了20 % ,而(er)中(zhong)速(su)(su)(su)機(ji)(ji)(ji)單機(ji)(ji)(ji)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)平(ping)均增(zeng)加(jia)了40 %。現(xian)在(zai)的(de)低(di)速(su)(su)(su)機(ji)(ji)(ji)單機(ji)(ji)(ji)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)可(ke)達70 000 kW;中(zhong)速(su)(su)(su)機(ji)(ji)(ji)達26 500 kW;而(er)高(gao)速(su)(su)(su)機(ji)(ji)(ji)達6 500 kW。從各主(zhu)要柴油(you)機(ji)(ji)(ji)公(gong)司的(de)市(shi)場占有(you)(you)率(lv)(lv)(lv)看,對(dui)于低(di)速(su)(su)(su)機(ji)(ji)(ji)而(er)言(yan),這(zhe)幾年(nian)大的(de)格局一直(zhi)沒有(you)(you)改變,總功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)的(de)前3 位依次(ci)是(shi)MAN B&W、Wartsila -New Sulzer 和日本三菱重工(gong)。幾年(nian)來它(ta)們(men)的(de)產量(liang)(liang)之和平(ping)均都(dou)在(zai)總功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)的(de)85 %以上。中(zhong)速(su)(su)(su)機(ji)(ji)(ji)的(de)情(qing)況每年(nian)都(dou)有(you)(you)些波動,但MAN B&W、Wartsila - NewSulzer、Mak、Pielstick 以及日本大發(fa)一直(zhi)是(shi)前5 強,產量(liang)(liang)平(ping)均共占有(you)(you)中(zhong)速(su)(su)(su)機(ji)(ji)(ji)產量(liang)(liang)的(de)80 % ,并(bing)有(you)(you)上升(sheng)的(de)趨勢。

　　產品發(fa)展動向(xiang)

　　在機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)型發(fa)展方面總體(ti)看相對穩(wen)定(ding),前幾(ji)年(nian),主要(yao)集中(zhong)在提(ti)高(gao)(gao)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)型可靠性方面,這(zhe)是(shi)因為增(zeng)壓技術的(de)發(fa)展,柴(chai)(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)強化度(du)提(ti)高(gao)(gao)很快,尤其是(shi)石油(you)危(wei)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)后(hou),反映在降低燃(ran)油(you)消耗率和燃(ran)用劣質(zhi)燃(ran)料油(you)為目標的(de)經(jing)濟性的(de)強烈追求(qiu)(qiu)上。然而(er)近年(nian)來,各(ge)國(guo)環境政(zheng)策對柴(chai)(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)排放(fang)(fang)限制日(ri)趨(qu)嚴(yan)酷,而(er)NOx、SO2 等有害排放(fang)(fang)物的(de)增(zeng)加正(zheng)是(shi)高(gao)(gao)強度(du)與(yu)燃(ran)用劣質(zhi)燃(ran)料油(you)的(de)副(fu)產(chan)品,而(er)且這(zhe)幾(ji)種(zhong)有害排放(fang)(fang)氣體(ti)成分的(de)含量,船用柴(chai)(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)比汽車柴(chai)(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)更甚。各(ge)柴(chai)(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)廠(chang)商正(zheng)在致力于(yu)下列共同追求(qiu)(qiu)的(de)新型柴(chai)(chai)油(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。

　　連續服(fu)役(yi)中的可靠(kao)性。

　　高度(du)強化。即大幅度(du)提高其最高燃燒壓力和燃油(you)噴射壓力。

 　　廢氣排(pai)放符合(he)日趨(qu)嚴厲的排(pai)放法規要求。1997 年船(chuan)舶開始執行國際(ji)海事組織( IMO) 制(zhi)定的排(pai)放限值,各(ge)柴油(you)機廠商(shang)采取(qu)工況控制(zhi)或采取(qu)廢氣后處理(li),甚至重(zhong)新設計以符合(he)法規要求。

　　綜合經濟(ji)性好(hao)。不僅僅追(zhui)求的(de)燃(ran)油消耗(hao)率與劣質(zhi)燃(ran)料的(de)使用(yong),而是包(bao)括價格、運行成本、省力、少(shao)維修、推進效率等。

　　總體(ti)結構趨于相同。氣缸(gang)排列以直(zhi)列和V 形兩種為主,既是技術目標,也是經濟(ji)目標的要求。

　　規范化的接口。盡量(liang)滿足用戶的要(yao)求,適合不同配套輔助(zhu)裝置以及監控系統的應用。更多最新行(xing)業(ye)調研，調查報告數(shu)據分(fen)(fen)析(xi)，世界(jie)市場行(xing)情分(fen)(fen)析(xi)報告請訪問。