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1、船舶柴油机概述 柴油机在船舶动力装置中的地位 船舶柴油机的发展 船舶柴油机当前的技术水平 柴油机在船舶动力装置中的地位 1912年 世界上第一艘远洋柴油机船Selandia轮投入营运 1939年 柴油机船在世界船队总吨位中的所占的比例上升 到约60% 船舶动力装置开始进入到了柴油机时代 1970s后 向民用船舶动力装置的各个领域扩张 VLCC、大型散装船、集装箱船 LNG船 近年世界2000DWT以上船舶造船统计 年份1990 1992199419961998200120022003 造船数81776377898610809489601033 柴油机船 817763770974 1078941
2、9461017 百分比100% 100%98.97% 98.78% 99.81%99.26%98.54%98.45% 2000-2003年2000DWT以上船舶柴油 机装船情况统计 年份2000200120022003 装机数 装机功率 (kW) 装机数 装机功率 (kW) 装机数 装机功率 (kW) 装机数 装机功率 (kW) 总计112311628784 1155 13504068119013434842117713487107 低速机6259034065699107549066551089623771511113899 百分比55.65%77.69% 60.52% 79.64%55.04
3、%81.10%60.75%82.40% 中速机4982594719456274916153525386054622373208 百分比44.35%22.31% 39.48% 20.36%44.96%18.90%39.25%17.60% 船舶柴油机概述 柴油机在船舶动力装置中的地位 船舶柴油机的发展 船舶柴油机当前的技术水平 船舶柴油机的发展 柴油机的早期发展 1876年 德国人奥托(N.A.Otto)第一次提出 了四冲程循环 1880年 英国的D.Clerk和J.Robson及德国 的K.Benz等成功地开发了二冲程内燃机。 1893年 Rudolf Diesel申请了压缩发火内燃 机专利 1
4、897年 MAN公司研制成功第一台使用液 体燃料的内燃机 船舶柴油机的发展的初期阶段 蒸汽机与柴油机并存，两种发动机相比 较而存在，相竞争而发展； 随着柴油机技术的不断发展及其产品性 能的不断提高，柴油机逐渐取代了蒸汽 机； 20世纪40年代以后，新建商船已经很少 有蒸汽机船了 船舶柴油机的发展的初期阶段 1903年 柴油机用于船舶推进装置； 1910年 最早的沿海柴油机船Romagna轮下水，吨位为678吨 ，两台Sulzer柴油机，功率280kW； 1912年 世界上第一艘远洋柴油机船Selandia轮，吨位为7400 吨，两台B&W公司DM8150X柴油机，额定功率为 920kW(140
5、r/min)； 1912年 第一艘二冲程十字头式柴油机的Monte Penedo轮, 投 入营运，吨位为6500吨，两台Sulzer公司4S47柴油机(缸径 470mm，行程680mm)，额定功率为625kW(160r/min)； 1924年 第一艘由柴油机推进的大型客轮Aoragi轮，投入营 运，吨位为17490吨，4台Sulzer公司6ST70柴油机(缸径 700mm，行程990mm)，总功率为9560kW(127r/min)。 船舶柴油机的发展的初期阶段 关健技术 无气喷射技术 1927年由RBosch发明的喷油泵在柴油机上的正式使 用 增压技术 第一台废气涡轮增压柴油机由MAN公司于1
6、927年生产 未能迅速推广 船舶柴油机的发展的第二阶段 从上个世纪40年代至70年代 向大缸径大功率方向发展 提高增压程度和加大气缸排量 1956年 740760 mm 单缸功率12001400马 力 1960年 840900mm, 单缸功率21002300马 力 1965年 930mm, 单缸功率2750马力 1970年 1060mm。 单缸功率4000马力 1977年 达到单缸功率4600马力 船舶柴油机的发展的第二阶段 关健技术 废气涡轮增压技术的成熟和普及 大缸径 焊接结构 使用劣质燃油 船舶柴油机的发展的第三阶段 上个世纪70年代开始至90年代末 70年代的两次石油危机诱发了世界范围
7、内 的能源危机 苏伊士运河的通航 改进增压技术以提高柴油机的单机功率 并降低比重量以及提高可靠性和提高经 济性等问题 船舶柴油机的发展的第三阶段 主要特征 各船用柴油机厂之间开始进行大规模的淘汰、调整和重新 组合。 从以前的八种船用低速柴油机品牌减少到三种。 丹麦B&W公司兼并瑞典的Gotaverken公司 德国MAN公司兼并英国的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。 柴油机技术不断趋于完善而柴油机的机型在逐渐减少和 系列的完备。 在世界范围内，目前大型低速柴油机只有MAN B&W的 MC系列柴油机和Wartsila公司
8、的Sulzer RTA系列柴油机。 船舶柴油机的发展的第三阶段 技术特征： 节能技术研究和发展 提高柴油机的有效热效率 劣质燃油使用技术有了新的发展 降低柴油机转速，提高推进效率 柴油机可靠性的提高 TBO 5 0006,0008,00012,000 20,000 小缸径系列低速柴油机的开发 船舶柴油机的发展的第四阶段 2000年 以后 2000年 Wrtsil公司推出了的SULZER RT-flex 全电子控制的智能型柴油机 2002年 MAN B&W推出了ME系列柴油机 日本三菱公司与Wrtsil公司合作开发了LSE系 列柴油机 船舶柴油机的发展的第四阶段 技术特征 电子控制技术在船舶柴油
9、机上的应用。 柴油机的所有主要功能如燃油喷射、排气阀驱动 、柴油机的起动和气缸润滑是全电子控制的。 实现了柴油机控制和管理的电子化，信息化和智 能化。发动机的管理采用DENIS模块和MAPEX监 控与维护专家系统， 实现利用专家知识在船评估和通过卫星通迅全面 支持数据储存和传输 大功率四冲程中速柴油机 的发展 自50年代开始也得到了稳步发展，至今已经 历了五代机型。 它的最大优点是重量轻，尺寸小，可选用最 佳的螺旋桨转速。 在工作可靠性、使用寿命、经济性及对劣质 燃油的适应性方面均有明显改进，基本上达 到与低速机相近的水平。 在近年建造的2 000总吨以上船舶中 中速机做主机船舶数量达到了35
10、-40%， 装机功率也达到了装机总功率的20%左右。 船舶柴油机概述 柴油机在船舶动力装置中的地位 船舶柴油机的发展 船舶柴油机当前的技术水平 船用低速柴油机当前使用情况和技术水平 MAN B&W MC系列 72% Wrtsil公司 Sulzer RTA系列 23% 日本三菱公司 UEC系列 5% 船用低速油机的主要参数 机型RTA48T RT-flex 50C RTA96CUEC50LSES46MC-C S40ME-B K108ME-C 缸径(mm)4805009605004604001080 行程(mm)2000205025002050193217702660 缸径行程（S/D)4.174
11、.12.64.14.24.432.5 转速(r/min)12712410212412914694 活塞平均速度 (m/s) 8.58.58.58.58.38.68.3 平均有效压力MPa1.92.01.862.02.02.11.82 单缸功率kW1455166057201660134011356950 燃油消耗率g/kWh171171171171174171171 船用中速柴油机当前使用情况和技术水平 船用中速柴油机目前虽然生产厂家较多， 但主要集中于Wrtsil 、Mak、MAN等几 家公司。 近年船舶中速柴油机生产情况 生产厂20022003 数量功率(kW)市场份额数量功率(kW)市场份
12、额 Wrtsil 1661,062,05141.8%120914,80338.5% MAK 110490,16619.3%114502,43221.2% MAN 35277,28810.9%54421,93117.8% SULZER 19190,4287.5%15146,4346.2% NORMO 68168,6556.6%39140,6865.9% CATERPILLAR 5189,6853.5%53119,9105.1% Hanshin 1331,6451.2%1638,0671.6% ALPHA 1022,7640.9%1935,1301.5% PIELSTICK(SE MT) 9123
13、,6914.9%113,2390.6% 其它5483,2323.2%2340,5771.7% 船用中速油机的主要参数 机型 MAN L27/38MAN 32/44CR WARTSILA 32WARTSILA 64 缸径（mm）270320320640 行程（mm）380440400900 S/D1.4:11.375:11.25:11.4:1 压缩比16.5:116.0:1 活塞平均速度（m/s）10.111.010.010.0 平均有效压力(bar)23.526.924.927.2 最大燃烧压力(bar)200190200 燃油消耗率(g/kWh)185.3175182171 燃油喷射压力(b
14、ar)16002000 使用燃油质量 (cSt/50C) 700700730730 单缸功率（kW）204030605605002150 我国的船舶柴油机发展状况 低速二冲程船舶柴油机 在上个世纪50-70年代研制自主研发了 ESDZ43/82、ESDZ58/100、ESDZ76/160等 机型， 改革开放以来，引进Sulzer, MAN B&W公 司的专利进行生产。 1978年 年产13 台、3.3 万千瓦 2003 年 年产64 台、72.4万千瓦， 船用柴油机的生产企业 沪东重机 主导产品集中在5000 kW与20000kW， 年产能约为750,000kW 大连船用柴油机厂 主导产品集中在2000kW与150000kW， 年产能约为300,000kW 宜昌船用柴油机厂 主导产品集中在2000kW 年产能约为70,000kW 其他船用柴油机厂的单机功率更低。 船用柴油机行业的主要问题 产能较弱 产量规模和单机功率低 无法满足造船工业的要求。
