低速柴油机由于性能优良、可靠性好、使用维护方便、能燃用劣质燃油等优,已成为大型油轮、大型干散货船、大型集装箱轮的主要动力。新型低速柴油机在许多方面趋于一致,即结构方面,采用非冷却式喷油器、可变喷油定时油泵、长尺寸连杆、液压驱动式排气门、单气门直流扫气、定压增压、高效涡轮增压器;性能方面,平均有效压力不断提高,增加活塞平均速度,改进零部件结构,增加强度,保持原有的低燃油消耗水平,使单缸功率不断增大,使用寿命延长。电子液压控制系统取代传统的机械式的凸轮驱动机构,简化柴油机设计、降低成本、优化运行控制。近年来,其爆发压力从8 MPa 上升到16 MPa ,燃油消耗率从208 g/ (kW·h) 下降到155 g/ (kW·h) 左右。
目前世界船用低速柴油机市场仍被MANB&W、Wartsila - New Sulzer 和日本三菱重工3 大公司垄断,以生产总功率来说,分别约占57 %、33 %和10 %。MAN B&W公司通过提高气缸平均有效压力和活塞平均速度来提高单缸功率。为使MC 系列柴油机的NOx 排放量降低,采用提高压缩比和可导致平稳燃烧的喷射系统等措施。为了在减少NOx 排放时不影响燃油消耗率,在设计时应考虑采用增加喷射压力、压缩比、燃烧压力、船用增压器效率等措施。MAN B&W 6L60MC 型柴油机是世界上第1 台正式投入使用的“智能化”主机,其燃油喷射和排气阀控制均通过电子计算机完成,达到了低油耗、NOx 低排放的目标。
Wartsila - New Sulzer 公司通过重组后,公司在开发、设计和制造能力方面骤然大增。RTA系列低速柴油机为该公司20 世纪80 年代开发,至今近20 年来该公司通过提高平均有效压力、增加活塞平均速度,探索达到取得更大功率的可能性。
通过增大行程/ 缸径比,探索提高推进效率的方法;通过提高最大燃烧压力和可变燃油正时、排气正时,挖掘柴油机热效率潜力;采用新材料,改进零部件的设计,随负荷控制气缸冷却水和气缸润滑油,以求提高零部件的工作可靠性,增加柴油机的使用寿命;通过电子控制技术,达到柴油机运行的智能化。
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