第三节　船用柴油机的现状和发展趋势

　　一.国外柴油机的发展概况
　　近十多年来，船用柴油机朝着提高功率、降低油耗、提高可靠性、降低磨损、延长寿命、减少噪音及振动、降低重量和尺寸、易于维修保养、实行自动监控等方向发展。自1973年世界石油价格飞涨以后，降低油耗已成为目前各柴油机制造厂家相互竞争的焦点。 
　　1.进提高功率方面 
　　由于增压技术的进步和工作过程的改善，单缸和单机功率不断提高．最大单缸功率已由二十多年前的1100kw堤南至3680kw。目前，最大单机功率已达36899kW。功率的提高主要是通过不断提高平均有效压力Pe来实现的，四冲程柴油机的Pe已达2.6MPa，二冲程柴油机的Pe可达1.575MPa。 
　　2.在提高经济性方面 
　　自石油危机以后，燃油价格暴涨，燃料费用大增。燃油费用占总营运费用的百分比已从20～40％上升到40～60％，因而，降低燃油消耗，燃用劣质燃料，寻找代用燃料已成为国外各柴油机制造公司竞争的主要手段。各公司为此进行了大量试验研究工作，并获得了很大进展。称霸世界低速柴油机市场的B＆W和SULZER公司，从1977年至l982年间，使低速二冲程柴油机燃油消耗率下降了27g/kW·h，最低油耗串达到160g/kw·h的水平。船用中速柴油机的油耗率也已大幅度降低。法国的PC2-6EF和PC4-2EF机型的油耗率已达170g／kw·h。他们的有效热效率he＝0.5～0.53，达到了相当高的水平。
　　此外，近年来，劣质燃料一一重油(又称渣油)已被船舶主机或辅机作为主要燃料加以采用。低速二冲程柴油机燃用重油的粘度已达3500一6000秒(雷氏一号(100°F))。四冲程中速柴油机可燃用雷氏一号粕度为1500一3500秒的重油。高速柴油机可燃用雷氏一号粘度为200一250秒的重油。造船厂希望主机和辅机采用同一种燃油。 
　　3.提高可靠性，延长寿命，发展监控系统 
　　随着平均有效压力Pe的提高，最高爆发压力已高达15MPa。零部件机械负荷及热负荷增加，为了提高可靠性和使用寿命，降低热应力和机械应力，在加强高温表面的冷却，改进材料、改进结构提高刚度等方面进行了大量工作，并取得了进展。 
　　大力发展电子监控系统。对柴油机性能参数和工况变化的趋向进行瞬时分析，以便选择最佳运转参数并及时发现和排除故障或不可靠因素，了解零部件运行情况，通过测量和故障预兆的分析，确定更换零部件的期限。
　　此外，目前国内外普遍采用电子计算机进行辅助设计和结构强度试验研究工作。无疑这对柴油机结构方案的优化以及按寿命要求进行最经济的设计那是有效的手段。 
　　现代柴油机的大修期(寿命)大大提高，高速大功率柴油机为5000～6000h(小时)，中速大功率柴油机一般为30000h，个别的机型如TM410中速机可以和低速机相比，寿命为72000～100000h，相当于10～20年。 在过去的二十多年中，各类柴油机都获得了很大的发展，单缸功率获得了成倍的增长。在这方面废气涡轮增压起了决定性的作用。目前还在为进一步提高平均有效压力而进行大量的研究工作。

　　二.我国内燃机的发展概况
　　解放前，我国由于长期受帝国主义的侵略和封建立义的压迫，科学技术和各种工业都没有得到应有的发展，外燃机制造工业也不例外。自1901年至19494年新中国成立时将近五十年间，先后生产过的汽油机和柴油机的累计功率数还不到目前一个较大工厂的年产量。而且一些重要零部件还不能制造，有赖国外进口。由此可见，旧中国遗留下来的内燃机工业基础是非常落后，十分薄弱的。 
　　解放后，我国社会主义经济建设取得了伟大成就。柴油机工业也得到了迅速发展。1958年，我国第一台自行设计的135型柴油机试制成功，开辟了我国自行设计柴油机的广阔道路。三十多年来，我国已能自行设计的新机型从小到大，从低速到高速约达70多种。现在，我国巳能设计制造各种类型和各种用途的柴油机。缸径从D＝65mm到D＝760mm。单机功率最小为Ne=0.35kW，最大为Ne＝45000kW。转速范围为n＝115～3000r/min，性能更高的系列产品正在发展中。1987年汽油机和柴油机的年产已达6437万干瓦。 　　在五十年代，我国多数柴油机是仿制产品，性能指标比较落后，从六十年代初至现在，大批量生产的第一代、第二代自行设计的柴油机其性能指标有了很大提高。就中、小功率高速柴油机来说，新老产品对比，功率提高了20～50％，平均有效压力增高增高了30～40％，燃油消耗率下降了10～20％，其中有些产品的性能指标达到了较高的水平。例如6135ZLCa型机和Z12V190B型等柴油机，已达到国外同类型产品的水平。我国生产的高速机还有12V150系列，轻12v180机，重12V180机，轻42-160机等。它们应用在快艇、船舶和军用车辆上。
　　在中速大功率柴油机方面，我国自行设计成功的12V240机、300系列机、12V390等机型是具有代表性的产品。它们的性能指标已达到或接近国外同类型产品的先进水平。此外，我国还生产了其它类型的中速机。 
　　我国自行设计生产的大型低速机有6ESDZ43/82B型、6ESDZ75/160B型、6ESDZ76/160型、9ESDZ50/100型等柴油机。它们分别由上海沪东造船厂和大连造船厂制造，均是大型直列式、二冲程、十字头式、废气涡轮增压的船用低速柴油机，并具有结构简单、适应性强、使用可靠、性能指标较高等优点。现在，广泛用于沿海和远洋的客货轮和油轮上作为主机。 
　　综上所述，自解放以后，我国柴油机工业获得了很大的发展。柴油机已广泛应于汽车、拖拉机、铁路机车、远洋轮船、内河传播、排灌机械、工程机械、矿山机械、军用车辆、军用舰艇以及部分电站等，在我国农业、工业、交通运输和国防建设中，起着愈来愈大的作用。但也必须看到我国柴油机工业的现状，还远不能满足实现四个现代化的需要，而且目前我国生产的柴油机性能指标与国外发达国家生产的柴油机技术水平相比还有较大的差距。为了缩小差距，我国自1978年以来，先后从瑞士、法国、西德、丹麦和日本等公司引进了17个系列67种柴油机的生产专利。无疑这对提高我国科学技术和工业制造水平，加速造机工业的发展，缩小与国外的差距，有着重要的意义。为了尽快的赶上国外先进水平，我们必须积极推进企业的技术改革，紧紧依靠科学技术的进步及合理的技术政策，组织有关的科技力量，开展重大课题的开发、研究，特别要重视基础理论和应用研究工作，努力做好产品系列化、通用化和标准化工作，不断提高严品的质量，还应该认真作好国外引进产品的先进技术的消化、吸收、移植和创新的科技研究工作。