船舶柴油機(jī)概述實用教案

1、近年世界(shji)2000DWT以上船舶造船統(tǒng)計 年份1990 1992199419961998200120022003造船數(shù)81776377898610809489601033柴油機(jī)船 81776377097410789419461017百分比100% 100%98.97% 98.78% 99.81%99.26%98.54%98.45%第1頁/共26頁第一頁，共27頁。2000-2003年2000DWT以上(yshng)船舶柴油機(jī)裝船情況統(tǒng)計 年份2000200120022003裝機(jī)數(shù)裝機(jī)功率(kW)裝機(jī)數(shù)裝機(jī)功率(kW)裝機(jī)數(shù)裝機(jī)功率(kW)裝機(jī)數(shù)裝機(jī)功率(kW)總計1123116287

2、84115513504068119013434842117713487107低速機(jī)6259034065699107549066551089623771511113899百分比55.65%77.69% 60.52% 79.64%55.04%81.10%60.75%82.40%中速機(jī)4982594719456274916153525386054622373208百分比44.35%22.31% 39.48% 20.36%44.96%18.90%39.25%17.60%第2頁/共26頁第二頁，共27頁。船舶(chunb)柴油機(jī)概述 柴油機(jī)在船舶動力裝置中的地位 船舶柴油機(jī)的發(fā)展(fzhn) 船舶柴油機(jī)

3、當(dāng)前的技術(shù)水平 第3頁/共26頁第三頁，共27頁。船舶(chunb)柴油機(jī)的發(fā)展 柴油機(jī)的早期發(fā)展 1876年德國人奧托(N.A.Otto)第一次提出了四沖程循環(huán) 1880年英國的D.Clerk和J.Robson及德國的K.Benz等成功地開發(fā)了二沖程內(nèi)燃機(jī)。 1893年Rudolf Diesel申請了壓縮發(fā)火內(nèi)燃機(jī)專利 1897年MAN公司研制成功第一臺使用(shyng)液體燃料的內(nèi)燃機(jī) 第4頁/共26頁第四頁，共27頁。船舶柴油機(jī)的發(fā)展的初期(chq)階段 蒸汽機(jī)與柴油機(jī)并存，兩種發(fā)動機(jī)相比較而存在，相競爭而發(fā)展； 隨著柴油機(jī)技術(shù)的不斷(bdun)發(fā)展及其產(chǎn)品性能的不斷(bdun)提高，柴

4、油機(jī)逐漸取代了蒸汽機(jī)； 20世紀(jì)40年代以后，新建商船已經(jīng)很少有蒸汽機(jī)船了 第5頁/共26頁第五頁，共27頁。船舶柴油機(jī)的發(fā)展的初期(chq)階段 1903年柴油機(jī)用于船舶(chunb)推進(jìn)裝置；1910年最早的沿海柴油機(jī)船Romagna輪下水，噸位為678噸，兩臺Sulzer柴油機(jī)，功率280kW；1912年世界上第一艘遠(yuǎn)洋柴油機(jī)船Selandia輪，噸位為7400噸，兩臺B&W公司DM8150X柴油機(jī)，額定功率為920kW(140r/min)；1912年第一艘二沖程十字頭式柴油機(jī)的Monte Penedo輪, 投入營運，噸位為6500噸，兩臺Sulzer公司4S47柴油機(jī)(缸徑47

5、0mm，行程680mm)，額定功率為625kW(160r/min)；1924年第一艘由柴油機(jī)推進(jìn)的大型客輪Aoragi輪，投入營運，噸位為17490噸，4臺Sulzer公司6ST70柴油機(jī)(缸徑700mm，行程990mm)，總功率為9560kW(127r/min)。第6頁/共26頁第六頁，共27頁。船舶柴油機(jī)的發(fā)展(fzhn)的初期階段關(guān)健技術(shù)無氣噴射技術(shù) 1927年由RBosch發(fā)明的噴油泵在柴油機(jī)上的正式使用增壓(zn y)技術(shù)第一臺廢氣渦輪增壓(zn y)柴油機(jī)由MAN公司于1927年生產(chǎn)未能迅速推廣 第7頁/共26頁第七頁，共27頁。船舶(chunb)柴油機(jī)的發(fā)展的第二階段 從上個世紀(jì)

6、40年代至70年代 向大缸徑大功率方向發(fā)展 提高增壓程度和加大氣缸(q n)排量 1956年740760 mm 單缸功率12001400馬力 1960年840900mm,單缸功率21002300馬力 1965年930mm,單缸功率2750馬力 1970年1060mm。單缸功率4000馬力 1977年達(dá)到單缸功率4600馬力第8頁/共26頁第八頁，共27頁。船舶(chunb)柴油機(jī)的發(fā)展的第二階段關(guān)健技術(shù)廢氣渦輪增壓技術(shù)的成熟和普及(pj) 大缸徑焊接結(jié)構(gòu)使用劣質(zhì)燃油 第9頁/共26頁第九頁，共27頁。船舶(chunb)柴油機(jī)的發(fā)展的第三階段 上個世紀(jì)70年代開始至90年代末 70年代的兩次石油

7、危機(jī)誘發(fā)了世界范圍內(nèi)的能源危機(jī) 蘇伊士運河的通航 改進(jìn)增壓技術(shù)以提高(t go)柴油機(jī)的單機(jī)功率并降低比重量以及提高(t go)可靠性和提高(t go)經(jīng)濟(jì)性等問題 第10頁/共26頁第十頁，共27頁。船舶(chunb)柴油機(jī)的發(fā)展的第三階段主要特征各船用柴油機(jī)廠之間開始進(jìn)行大規(guī)模的淘汰、調(diào)整和重新組合。從以前(yqin)的八種船用低速柴油機(jī)品牌減少到三種。丹麥B&W公司兼并瑞典的Gotaverken公司德國MAN公司兼并英國的Doxford公司80年代初MAN公司和B&W公司的合并90年代Wartsila公司和Sulzer的合并。柴油機(jī)技術(shù)不斷趨于完善而柴油機(jī)的機(jī)型在逐漸減少

8、和系列的完備。在世界范圍內(nèi)，目前大型低速柴油機(jī)只有MAN B&W的MC系列柴油機(jī)和Wartsila公司的Sulzer RTA系列柴油機(jī)。第11頁/共26頁第十一頁，共27頁。船舶(chunb)柴油機(jī)的發(fā)展的第三階段技術(shù)( jsh)特征：節(jié)能技術(shù)( jsh)研究和發(fā)展提高柴油機(jī)的有效熱效率 劣質(zhì)燃油使用技術(shù)( jsh)有了新的發(fā)展 降低柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，提高推進(jìn)效率 柴油機(jī)可靠性的提高TBO5 0006,0008,00012,000 20,000小缸徑系列低速柴油機(jī)的開發(fā)第12頁/共26頁第十二頁，共27頁。船舶(chunb)柴油機(jī)的發(fā)展的第四階段 2000年 以后 2000年 Wrtsil公

9、司(n s)推出了的SULZER RT-flex全電子控制的智能型柴油機(jī) 2002年MAN B&W推出了ME系列柴油機(jī) 日本三菱公司(n s)與Wrtsil公司(n s)合作開發(fā)了LSE系列柴油機(jī) 第13頁/共26頁第十三頁，共27頁。船舶(chunb)柴油機(jī)的發(fā)展的第四階段 技術(shù)特征電子控制技術(shù)在船舶柴油機(jī)上的應(yīng)用。柴油機(jī)的所有主要功能如燃油噴射、排氣閥驅(qū)動、柴油機(jī)的起動和氣缸潤滑(rnhu)是全電子控制的。 實現(xiàn)了柴油機(jī)控制和管理的電子化，信息化和智能化。發(fā)動機(jī)的管理采用DENIS模塊和MAPEX監(jiān)控與維護(hù)專家系統(tǒng)，實現(xiàn)利用專家知識在船評估和通過衛(wèi)星通迅全面支持?jǐn)?shù)據(jù)儲存和傳輸?shù)?4

10、頁/共26頁第十四頁，共27頁。大功率四沖程中速柴油機(jī) 的發(fā)展(fzhn) 自50年代(nindi)開始也得到了穩(wěn)步發(fā)展，至今已經(jīng)歷了五代機(jī)型。 它的最大優(yōu)點是重量輕，尺寸小，可選用最佳的螺旋槳轉(zhuǎn)速。 在工作可靠性、使用壽命、經(jīng)濟(jì)性及對劣質(zhì)燃油的適應(yīng)性方面均有明顯改進(jìn)，基本上達(dá)到與低速機(jī)相近的水平。 在近年建造的2 000總噸以上船舶中 中速機(jī)做主機(jī)船舶數(shù)量達(dá)到了35-40%， 裝機(jī)功率也達(dá)到了裝機(jī)總功率的20%左右。 第15頁/共26頁第十五頁，共27頁。船舶(chunb)柴油機(jī)概述 柴油機(jī)在船舶(chunb)動力裝置中的地位 船舶(chunb)柴油機(jī)的發(fā)展 船舶(chunb)柴油機(jī)當(dāng)前的技

11、術(shù)水平 第16頁/共26頁第十六頁，共27頁。船用低速(d s)柴油機(jī)當(dāng)前使用情況和技術(shù)水平 MAN B&W MC系列72% Wrtsil公司(n s)Sulzer RTA系列23% 日本三菱公司(n s)UEC系列5% 第17頁/共26頁第十七頁，共27頁。船用低速(d s)油機(jī)的主要參數(shù) 機(jī)型RTA48TRT-flex50CRTA96CUEC50LSES46MC-C S40ME-B K108ME-C缸徑(mm)4805009605004604001080行程(mm)2000205025002050193217702660缸徑行程（S/D)4.174.12.64.14.24.432.

12、5轉(zhuǎn)速(r/min)12712410212412914694活塞平均速度(m/s)8.58.58.58.58.38.68.3平均有效壓力MPa1.92.01.862.02.02.11.82單缸功率kW1455166057201660134011356950燃油消耗率g/kWh171171171171174171171第18頁/共26頁第十八頁，共27頁。船用中速柴油機(jī)當(dāng)前(dngqin)使用情況和技術(shù)水平 船用中速柴油機(jī)目前(mqin)雖然生產(chǎn)廠家較多，但主要集中于Wrtsil 、Mak、MAN等幾家公司。 第19頁/共26頁第十九頁，共27頁。近年船舶(chunb)中速柴油機(jī)生產(chǎn)情況 生產(chǎn)廠

13、20022003數(shù)量功率(kW)市場份額數(shù)量功率(kW)市場份額Wrtsil1661,062,05141.8%120914,80338.5%MAK110490,16619.3%114502,43221.2%MAN35277,28810.9%54421,93117.8%SULZER19190,4287.5%15146,4346.2%NORMO68168,6556.6%39140,6865.9%CATERPILLAR5189,6853.5%53119,9105.1%Hanshin1331,6451.2%1638,0671.6%ALPHA1022,7640.9%1935,1301.5%PIELSTI

14、CK(SEMT)9123,6914.9%113,2390.6%其它5483,2323.2%2340,5771.7%第20頁/共26頁第二十頁，共27頁。船用中速油機(jī)的主要參數(shù)機(jī)型MAN L27/38MAN 32/44CRWARTSILA 32WARTSILA 64缸徑（mm）270320320640行程（mm）380440400900S/D1.4:11.375:11.25:11.4:1壓縮比16.5:116.0:1活塞平均速度（m/s）10.111.010.010.0平均有效壓力(bar)23.526.924.927.2最大燃燒壓力(bar)200190200燃油消耗率(g/kWh)185.3

15、175182171燃油噴射壓力(bar)16002000使用燃油質(zhì)量(cSt/50C)700700730730單缸功率（kW）204030605605002150第21頁/共26頁第二十一頁，共27頁。我國的船舶(chunb)柴油機(jī)發(fā)展?fàn)顩r 低速二沖程船舶柴油機(jī) 在上個世紀(jì)50-70年代研制自主研發(fā)了ESDZ43/82、ESDZ58/100、ESDZ76/160等機(jī)型， 改革開放以來(yli)，引進(jìn)Sulzer, MAN B&W公司的專利進(jìn)行生產(chǎn)。 1978年年產(chǎn)13 臺、3.3 萬千瓦 2003 年年產(chǎn)64 臺、72.4萬千瓦，第22頁/共26頁第二十二頁，共27頁。第23頁/共26

16、頁第二十三頁，共27頁。船用柴油機(jī)的生產(chǎn)(shngchn)企業(yè) 滬東重機(jī) 主導(dǎo)產(chǎn)品集中在5000 kW與20000kW， 年產(chǎn)能約為750,000kW 大連船用柴油機(jī)廠 主導(dǎo)產(chǎn)品集中在2000kW與150000kW， 年產(chǎn)能約為300,000kW 宜昌船用柴油機(jī)廠 主導(dǎo)產(chǎn)品集中在2000kW 年產(chǎn)能約為70,000kW 其他(qt)船用柴油機(jī)廠的單機(jī)功率更低。第24頁/共26頁第二十四頁，共27頁。船用柴油機(jī)行業(yè)的主要(zhyo)問題 產(chǎn)能較弱 產(chǎn)量規(guī)模和單機(jī)功率(gngl)低 無法滿足造船工業(yè)的要求。 第25頁/共26頁第二十五頁，共27頁。感謝您的觀看(gunkn)！第26頁/共26頁第二十六頁，