船舶柴油機(jī)發(fā)展趨勢_第1頁
船舶柴油機(jī)發(fā)展趨勢_第2頁
船舶柴油機(jī)發(fā)展趨勢_第3頁
船舶柴油機(jī)發(fā)展趨勢_第4頁
船舶柴油機(jī)發(fā)展趨勢_第5頁
已閱讀5頁,還剩3頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

歡迎閱讀本文檔,希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔,希望本文檔能對您有所幫助!感謝閱讀本文檔,希望本文檔能對您有所幫助!感謝閱讀本文檔,希望本文檔能對您有所幫助!歡迎閱讀本文檔,希望本文檔能對您有所幫助!感謝閱讀本文檔,希望本文檔能對您有所幫助!【摘要】從船用柴油機(jī)的市場、產(chǎn)品、技術(shù)等方面介紹了柴油機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展動向。論述當(dāng)前國外氣缸直徑160mm以上,單機(jī)功率大于1000kW的大功率低速、中速、高速柴油機(jī)的總體技術(shù)水平、技術(shù)發(fā)展概況,特別是在提高可靠性、改善其低工況特性、降低其排放和智能柴油機(jī)等方面進(jìn)行闡述,并預(yù)測今后的發(fā)展趨勢。0引言柴油機(jī)因其功率范圍大、效率高、能耗低、使用維修方便而優(yōu)于蒸汽機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等,在民用船舶和中小型艦艇推進(jìn)裝置中確立了主導(dǎo)地位。船用柴油機(jī)的整體結(jié)構(gòu)及其零部件結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn),特別是電子技術(shù)、自動控制技術(shù)在柴油機(jī)上的應(yīng)用,使其各項技術(shù)指標(biāo)不斷創(chuàng)新,市場上已有一批性能好、油耗低、功率范圍大、廢氣排放符合法定標(biāo)準(zhǔn)、可靠性高的產(chǎn)品。柴油機(jī)相對汽油機(jī)的最大優(yōu)點在于高壓縮比。這使最大功率、熱效率提高,油耗降低;發(fā)動機(jī)堅固、耐用,壽命變長。但柴油機(jī)缺點在于比功率低于汽油機(jī),對空氣利用率低,摩擦損失大。1低速柴油機(jī)低速柴油機(jī)由于性能優(yōu)良、可靠性好、使用維護(hù)方便、能燃用劣質(zhì)燃油等優(yōu)點,已成為大型油船、大型干散貨船、大型集裝箱船的主要動力。最新型低速柴油機(jī)在許多方面趨于一致。即結(jié)構(gòu)方面,采用非冷卻式噴油器、可變噴油定時油泵、長尺寸連桿、液壓驅(qū)動式排氣門、單氣門直流掃氣、定壓增壓、高效渦輪增壓器;性能方面,平均有效壓力不斷提高,增加活塞平均速度,改進(jìn)零部件結(jié)構(gòu),增加強(qiáng)度,保持原有的低燃油消耗水平,使單缸功率不斷增大,使用壽命延長。電子液壓控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的機(jī)械式的凸輪驅(qū)動機(jī)構(gòu),簡化柴油機(jī)設(shè)計,降低成本,優(yōu)化運(yùn)行控制。近年來,其爆發(fā)壓力從8MPa上升到16MPa,燃油消耗率從208g/(kw·h)降至155g/(kw·h)左右。目前世界船用低速柴油機(jī)市場仍被MANB&W、Wartsila-NewSulzer和日本三菱重工三大公司壟斷,以生產(chǎn)總功率來說,分別約占57%、33%和10%。MANB&W公司通過提高氣缸平均有效壓力和活塞平均速度來提高單缸功率。為使MC系列柴油機(jī)的NOx排放量降低,采用提高壓縮比和可導(dǎo)致平穩(wěn)燃燒的噴射系統(tǒng)等措施。為了在減少NOx排放時不影響燃油消耗率,在設(shè)計時應(yīng)考慮采用增加噴射壓力、壓縮比、燃燒壓力、增壓器效率等措施。MANB&W6L60MC型柴油機(jī)是世界上第一臺正式投入使用的“智能化”主機(jī),其燃油噴射和排氣閥控制均通過電子計算機(jī)完成,達(dá)到了低油耗、NOx低排放的目標(biāo)。Wartsila-NewSulzer公司通過重組后,在開發(fā)、設(shè)計和制造能力方面驟然大增。RTA系列低速柴油機(jī)為該公司20世紀(jì)80年代開發(fā),至今近20年來該公司通過提高平均有效壓力、增加活塞平均速度,探索達(dá)到更大功率的可能性。通過增大行程/缸徑比,探索提高推進(jìn)效率的方法;通過提高最大燃燒壓力和可變?nèi)加驼龝r、排氣正時,挖掘柴油機(jī)熱效率潛力;采用新材料,改進(jìn)零部件的設(shè)計,隨負(fù)荷控制氣缸冷卻水和氣缸潤滑油,以求提高零部件的工作可靠性,增加柴油機(jī)的使用壽命;通過電子控制技術(shù),達(dá)到柴油機(jī)運(yùn)行的智能化。該公司研制的12RTA96C柴油機(jī)是目前世界上實際輸出功率最大的柴油機(jī)。隨著世界造船重心轉(zhuǎn)向日本和韓國,近年來日、韓兩國的低速柴油機(jī)產(chǎn)量已超過世界產(chǎn)量的2/3,其中韓國低速柴油機(jī)年產(chǎn)量為735萬kW,并呈進(jìn)一步上升的趨勢。從產(chǎn)品市場占有率來看,在以低速柴油機(jī)為推進(jìn)動力的2000t以上的船舶上,MANB&W公司和Wartsila-NewSulzer公司的低速柴油機(jī)產(chǎn)品占世界份額的90%以上,缸徑260~960mm,功率1600~75800kW。日本三菱重工(UEC)的份額近10%,但主要裝備在本國船舶上。近年來,MANB&W公司通過向日本、韓國、中國的柴油機(jī)生產(chǎn)廠轉(zhuǎn)讓生產(chǎn)許可證,得到迅速發(fā)展。2001年至2004年,該公司已生產(chǎn)的或已訂貨的低速柴油機(jī)已達(dá)到1080臺,其中日本制造的占44%,韓國占43%,中國占13%。2中速柴油機(jī)中速柴油機(jī)大多為四沖程,其體積小,重量輕,制動快,比低速機(jī)更適合船舶使用。大功率中速機(jī)主要用于客運(yùn)班輪、作業(yè)船、滾裝船等。近年來,中速機(jī)在開發(fā)大缸徑、提高整機(jī)功率方面做了大量工作,并在燃用劣質(zhì)燃油、降低油耗、提高零部件的可靠性、提高使用壽命及高增壓等方面取得顯著成效。世界上生產(chǎn)中速機(jī)的知名大公司有MANB&W、Wartsila-NewSulzer、Mark、Pielstick以及日本大發(fā)等。最新資料表明,其發(fā)展趨勢為:不斷開發(fā)新機(jī)型,拓寬功率范圍,提高市場競爭力;調(diào)整燃油噴射、霧化過程,采用高壓噴射的燃油系統(tǒng);改進(jìn)增壓系統(tǒng);改進(jìn)排氣閥的驅(qū)動方式,調(diào)節(jié)排氣正時;增裝空氣中間冷卻器,加強(qiáng)水冷卻系統(tǒng)的冷卻能力,降低零部件的熱負(fù)荷,提高柴油機(jī)的性能,提高工作可靠性,增加零部件的使用壽命;使用電子技術(shù),控制排氣和燃油噴射、燃燒過程;采用新概念設(shè)計,減少整機(jī)的零部件等。在各類內(nèi)河航運(yùn)船舶、近海航運(yùn)船舶、工程船舶及艦船上,基本采用中速柴油機(jī)及中高速柴油機(jī)作為主動力。國外中速柴油機(jī)生產(chǎn)廠家有Wartsila-NewSulzer、Mark、MANB&W、SEMT、Deutz、MWM、MTU、洋馬、大發(fā)等公司。3高速柴油機(jī)船用高速柴油機(jī)一直被MTU、Deutz、MWM、SACM、Pielstick、Ruston和Paxman等幾大公司占有,其產(chǎn)品均為v型、四沖程,缸數(shù)12~20、轉(zhuǎn)速1200~1800r/min、平均有效壓力2.0~3.2MPa、活塞速度10.5~13rn/s、最大爆發(fā)壓力15~18MPa、燃油消耗率198~210g/(kW·h)。目前,各制造商在材料選擇、設(shè)計結(jié)構(gòu)、優(yōu)化系統(tǒng)、試驗研究和加工制造等方面做了許多工作,并取得了顯著進(jìn)步,其發(fā)展趨勢大致為:采用系列化設(shè)計,并通過變型滿足多用途需要;不斷開發(fā)新型的大功率高速柴油機(jī),適應(yīng)船舶市場的供需變化;嚴(yán)格整機(jī)的耐久試驗,提高工作的可靠性;提高強(qiáng)化系數(shù),提高柴油機(jī)使用的經(jīng)濟(jì)性;采用各種不同的噴射裝置或噴射方式,完善燃燒過程,降低NOx的排放量,適應(yīng)日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。特別是德國MTU公司開發(fā)的595系列、2000系列、4000系列以及最新的8000系列,代表著高速柴油機(jī)的發(fā)展方向。4船用柴油機(jī)發(fā)展趨勢國際造船業(yè)受整個世界政治、經(jīng)濟(jì)形勢的左右,常常并不按人們的意志轉(zhuǎn)移。船用柴油機(jī)在市場運(yùn)作、生產(chǎn)、技術(shù)等多方面的發(fā)展具有以下趨勢。4.1船用柴油機(jī)的市場發(fā)展從市場需求來看,大型船舶發(fā)展得快,主機(jī)的單機(jī)功率都在逐年提高,自20世紀(jì)90年代以來,低速機(jī)的單機(jī)功率平均增加了20%,而中速機(jī)單機(jī)功率平均增加了40%?,F(xiàn)在的低速機(jī)單機(jī)功率可達(dá)75000kW,中速機(jī)達(dá)26500kW,而高速機(jī)達(dá)6500kW。從各主要柴油機(jī)公司的市場占有率看,對于低速機(jī)而言,這幾年大的格局一直沒有改變,總功率的前3位依次是MANB&W、Wartsila—NewSulzer和日本三菱重工。幾年來它們的產(chǎn)量之和平均都在總功率的85%以上。中速機(jī)的情況每年都有些波動,但MANB&W、Wartsila-NewSulzer、Mark、Pielstick以及日本大發(fā)一直是前五強(qiáng),產(chǎn)量平均占中速機(jī)產(chǎn)量的80%,并有上升的趨勢。(1)低速柴油機(jī)。大功率低速柴油機(jī)廣泛應(yīng)用于散貨船、油船、集裝箱船等大型遠(yuǎn)洋船舶上。由于船舶日趨大型化、巨型化與自動化以及對船舶主機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性的要求日益提高,大功率二沖程低速柴油機(jī)的技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出整體優(yōu)化的趨勢,具體表現(xiàn)在以下幾個方面:①單機(jī)、單缸功率越來越大,如K98MC的單缸功率最大可達(dá)5719kW。②進(jìn)一步降低燃油消耗率,二沖程低速柴油機(jī)的燃油消耗率已降低到164.6g/(kw·h)。③平均有效壓力已達(dá)1.90~1.95MPa,爆發(fā)壓力在15.0~15.5MPa之間。④采用高壓比、高效的新型增壓器,如ABB公司研制的4P型增壓器,壓比高達(dá)5:1。⑤采用電子調(diào)速器系統(tǒng)、電控燃油噴射系統(tǒng)、高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)、智能化電子控制系統(tǒng),進(jìn)一步提高低速柴油機(jī)的可靠性,改善低負(fù)荷性能,降低油耗,控制NOx排放,以及安全保護(hù)控制等。(2)中速柴油機(jī)。由于船舶的快速性要求的提高,以及日益提高的環(huán)保要求,國外大功率中速柴油機(jī)的發(fā)展很快,高性能標(biāo)準(zhǔn)、高可靠性、低油耗、低排放是其發(fā)展的主要趨勢。目前,國外大功率中速機(jī)的平均有效壓力已達(dá)2.4~3.0MPa,爆發(fā)壓力達(dá)16~23MPa,噴油壓力高達(dá)180MPa,燃油消耗率則降至171~180g/(kW·h)。中速柴油機(jī)的最新發(fā)展特點是模塊化、人性化、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保,其科技創(chuàng)新的發(fā)展趨勢是智能化。這方面的發(fā)展,歐洲MANB&W和Wartsila-NewSulzer公司走在全球的最前沿,尤其是MANB&W公司更以第二代模塊化產(chǎn)品在中速柴油機(jī)發(fā)展中領(lǐng)先一籌。這兩家公司目前正致力于智能化技術(shù)的開發(fā)。同時,由于MANB&W和Wartsila-NewSulzer公司在柴油機(jī)設(shè)計方面的領(lǐng)先地位,國際海事組織專門撥出資金資助其從事環(huán)保技術(shù)的先期研究。這一舉措,無疑更加大其在世界上的領(lǐng)先地位。4.2產(chǎn)品發(fā)展動向船用柴油機(jī)在機(jī)型發(fā)展方面總體看相對穩(wěn)定,前幾年,主要集中在提高機(jī)型可靠性方面。這是因為增壓技術(shù)的發(fā)展,柴油機(jī)強(qiáng)化度提高很快,尤其是石油危機(jī)后,反映在降低燃油消耗率和燃用劣質(zhì)燃料油為目標(biāo)的經(jīng)濟(jì)性的強(qiáng)烈追求上。然而近年來,各國環(huán)境政策對柴油機(jī)的排放限制日趨嚴(yán)酷,而NOx、SOx等有害排放物的增加正是高強(qiáng)度與燃用劣質(zhì)燃料油的副產(chǎn)品,而且這幾種有害排放氣體成分的含量,船用柴油機(jī)比汽車柴油機(jī)更甚。各柴油機(jī)廠商正在致力于下列共同追求的新型柴油機(jī):(1)連續(xù)服役中的可靠性。(2)高度強(qiáng)化,即大幅度提高其

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論