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船用柴油机发展趋势分析

2021-10-29闫大海钱治强

舰船科学技术 2021年9期

张 晗,闫大海,钱治强

(中国舰船研究院,北京 100101)

0 引 言

在各类动力机械中,柴油机以其热效率高、扭矩大、经济性好、功率范围广、起动迅速、维修简单、运行安全、使用寿命长等优点而得到广泛应用,主要用于重型汽车、大型客车、工程机械、坦克、船舶、发电机组等,在国民经济和国防建设中处于重要地位[1]。我国船用柴油机的研制经历了引进、消化吸收、自行研制、全面国产化等过程。借鉴世界先进柴油机研制规律与经验,梳理柴油机关键技术,对研制具有自主知识产权的世界先进水平船用柴油机意义重大。

1 柴油机装备简述

柴油机通过在密闭汽缸内燃烧柴油,使气体膨胀并推动活塞做功。德国发明家鲁道夫·狄塞尔在1892年发明了柴油机。柴油机每个工作循环经历进气、压缩、做功、排气4个行程。进气行程空气进入气缸,气缸中的空气压缩到终点时,温度可达500 ℃~700 ℃,压力可达40~50个大气压。活塞接近上止点时,发动机高压泵以高压向气缸喷射柴油,形成细微油粒,与高压高温的空气混合后,自行燃烧膨胀,推动活塞下行做功,此时的温度可达1 900 ℃~2 000 ℃,压力可达60~100个大气压,产生很大的扭矩。

通过100多年的持续改进与提高,不断应用先进技术,柴油机发展得越来越完善,应用范围十分广泛。但仍然存在机体比较笨重、振动噪声和排放较高等缺点。柴油机的主要发展趋势是节能减排、降低振动噪声,提高经济性和可靠性。

柴油机按工作循环分为四冲程和二冲程,按冷却方式分为水冷和风冷,按进气方式分增压和非增压(自然吸气),按转速分高速、中速和低速,按气缸数分单缸和多缸。……

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