船舶柴油发动机技术的研究

船舶柴油发动机技术的研究

赵云岷1

1.青岛港湾职业技术学院，青岛 266404

摘要：从后期船舶柴油发动机的发展方向和趋势来研究，本文提出了目前船舶柴油发动机的现状，并分析了国外相关的现有技术和问题，为中国成为造船大国，船舶动能伟大的目标，必须要实现符合船舶动力的技术独立研发，积极吸收先进技术，先进的概念，先进的经验，坚持自主创新和实践，研发了中国自主知识产权高性能船舶柴油发动机。

关键词：船舶柴油机发动机

中图分类号：U665.1文献标识码：A       文章编号：

Research on Development and Application of Marine Diesel Engine Technology

Zhao Yunmin1

 (1.Qingdao Harbor Vocational And Technical College, Qingdao 266404, China)

Abstract: Based on the research on the development direction and trend of marine diesel engines in the later stage, this paper puts forward the current status of marine diesel engines, and analyzes the relevant  technologies and problems abroad. In order to achieve the goal of becoming a large shipbuilding country, China must achieve independent research and development of technologies in line with ship power, actively absorb advanced technologies, concepts and experience, and adhere to independent innovation, It has developed high-performance marine diesel engines with China's independent intellectual property rights.

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Keywords: Marine Diesel Engine; Engine

0引言

船舶动力装置是为保证船舶正常营运与航行而设置的动力设备，为船舶提供各种能量并使用这些能量来保证船舶正常航行、人员正常生活、以及完成各种作业。船舶动力装置是各种能量的产生、传递、消耗的全部机械、设备，是船舶的重要组成部分。

船舶动力系统由发动机、传动系统和推进系统3个部分组成，传统的船舶动力系统有蒸汽轮机、燃汽轮机、柴油发动机、螺旋桨推进系统等。船舶动力系统关乎船舶的航行速度与平稳性，在科技进步的背景下其重要性日益凸显，其购买成本与维护保养成本也在船舶总成本中占很大一部分，所以做好船舶动力系统是未来行业发展的一大趋势。

1柴油发动机维护的重要性

不论何种型号的船舶，都离不开三大动力装置，即柴油机、燃气轮机和电力推动系统，而柴油发动机对船舶正常运转的影响极大，需当尤为重视。通常来说，船舶在完成高强度的长时间任务的时候，往往首先需要保证柴油发动机的高效运转，这就要求柴油机的工作状态必须时刻维持在较高水平，一旦发现问题，则要迅速解决，否则不仅可能导致船舶任务中断，甚至还会造成柴油发动机报废的严重后果。柴油发动机的制作成本较为高昂，如果出现报废情况，将会导致机械企业的运营成本急剧增加，这极大加重了企业的经营压力。纵观当前船舶柴油机各类故障事件可知，船舶柴油机故障出现频率最高的，便是气缸套穴蚀，即柴油机气缸套发生电化学腐蚀。要想避免这个问题，除了调低冷却水腔的水速，还要尽可能减小气缸套的震动概率，换句话说，就是尽可能规避共振现象，而这就有赖于相关技术人员的及时检测，如果发现活塞同其他零件产生共振，应当立即予以处理，避免问题扩大，这也是柴油发动机日常维护工作的重要一环。气缸套穴蚀会造成柴油机工作性能降低，使得柴油机工作温度升高，这又反过来加剧了穴蚀的速度，如果不重视柴油机日常维护，放任穴蚀问题蔓延，很有可能导致柴油机异常停机甚至受损报废，倘若正值船吊装货期间，还有很大概率引起人员伤亡。除了气缸套穴蚀以外，还有很多原因会引发柴油发动机故障，例如滑动轴承磨损过度甚至出现偏磨、安全阀跳闸、燃烧室容积比例增大等等，由于柴油发动机自身的结构复杂性和工作环境的特殊性，这些问题并不可能完全避免。当然，虽然难以完全规避柴油机故障问题，却可通过相关手段来阻止故障问题的影响扩大，最有效的方法依旧是维护。在维护工作中，人们能够及时发现故障隐患，然后基于维护手段及时解决故障隐患，这样一来，既不会影响柴油发动机的正常工作，还能延长柴油发动机的使用寿命，一举两得。

综上，基于说明书对船舶柴油发动机进行维护是具备重要意义的，这对于延长柴油发动机的使用寿命、完成船舶的任务以及节约企业营运成本都有着不可忽视的作用。从目前情况来看，国内对于船舶柴油发动机的维护已经有了一定重视，且采取了较多新兴的柴油机维护技术来提升维护效果，不过，我国船舶柴油发动机维护中存在的问题也不容忽视，其不仅影响了柴油发动机的维护效果，还对整个船舶设备的维护工作造成了不小的阻碍。

2现代船舶柴油发动机技术应用

2.1混合动力船舶动力系统

混合动力就是2种动力系统相互之间的有机结合，比较常见的有柴电动力混合、柴油机燃气轮机混合等推进动力系统，大多用于军工船舶以及大型远洋船舶。目前使用最普遍的则是带有PTH功能的柴电混合动力推进系统，此推进系统可以在柴油发动机运转的同时，进行轴带发电机与桨叶的配置。在柴油发动机主推进系统出现故障停机的紧急情况下，轴带发电机可以充当电动机驱动螺旋桨保持运转，低速巡航，有效提升了船舶远洋航行推进系统的稳定性。许多先进的船用混合动力系统，研发初期都是为了节省能源消耗的同时提升船舶行驶推进系统的稳定性，譬如混合动力远洋工程船，既可使用柴油发动机进行推动，也可以使用柴电动力系统实现推进。

2.2落实具体的维护责任

维护责任的落实是保障维护人员工作效率的重要手段。基于配合船舶设备管理程序的目的，每一台柴油发动机都应当由一个专属队伍负责，而队伍内部则要对柴油发动机的各个器件、故障问题等进行责任细分，使得人人有任务，个个有目标，再辅以有效的奖惩制度，确保维护工作有序展开。维护人员要明确自身维护责任，并制定相关维护工作表，便于核验工作进度及工作成效，达成有责要担、有问可究的局面。柴油机维护记录应当由专人保存、整理，以便查询和调用，尤其是对于大型机械柴油发动机而言，有效的行政管控是促进维护水平的一大利器。维护记录除了作为查阅资料，还可以作为绩效考核内容，企业要构建行之有效的责任机制，以先进的维护理念为指导，强调绩效考核评测的重要意义，调动员工的工作积极性，结合员工实际工作情况，综合看待员工的绩效问题，促使员工主动学习新兴维护技术，间接降低柴油发动机故障发生率，提升维护效果。

2.3船用柴油机性能可靠性，燃料使用，节能环保技术

首先，从可靠性的角度看，船舶用柴油发动机的系统组件（或模块），特别是燃烧室内组件的可靠性和系统传动性对机械性能得到高度评价。我们研究了船舶用柴油发动机各种性能指标的可靠性分析技术、摩擦磨耗试验技术、故障诊断分析和总结技术。

其次，在燃料使用方面，船舶用柴油燃料的使用向着多样化和循环利用的方向发展。例如，船舶用柴油发动机，不仅使用各种清洁的原材料生产的残留油、重油、废油，而且运输方便，研发设计简单。使用可再生燃料的船舶用柴油发动机。从船舶用柴油发动机燃烧的节能环保的观点出发，重点放在高压高效燃烧技术的研究开发上。

4  结束语

高性能船舶动力单元正在向多样化、高效率、长寿命高速发展。推进动力，安装空间，单体高速船的传动系统，水翼，安装空间的选择和布置，传动系统，发动机特定功率，独立的完整性和功率输出，促进了船舶的多分集发展方向。各国都非常重视船用燃气轮机的应用，提高船舶运行的研成果，开发高性能海洋燃气轮机电力。为了满足船舶的高性能要求，柴油发动机的性能正在不断增加。目前，柴油发动机更适合中小型高性能船舶要求。把船舶柴油机技术发展现状和趋势作为研究目标，第一，以实践需求中产生的问题，制订研究方案，通过对船舶柴油机技术发展的叙述，了解到相应的变化数据和有实际意义的参考数据，把发展成为海洋大国为目标出发，应该把自主创新吸取他国先进思想与技术为主，自学和引进技术为辅，为我国柴油机技术的发展实现自主生产、创新奠定昌盛之路。

参考文献：

[1]张南林.舰船柴油机技术现状及发展趋势[J].舰船科学技术，2010,32(1):17-21.

[2]敖晨阳，徐飞，霍柏琦.国外舰船柴油机发展现状及趋势[J].舰船科学技术，2013,35(12)：1-3．

[3]杨金超，吴文锋，万伟.油船晃荡液货舱溢出油气处理装置的设计[J].机械工程师，2016(10):76-78．

[4]赵斌.船舶柴油机常见故障及管理对策[J].中国航务周刊，2021(25)44-45.

基金项目：2018年青岛港湾职业技术学院委托课题(编号：QDGW2020Z01)

作者简介：赵云岷(1971-)，男，副教授。研究方向：船舶柴油机。

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