马晓鹏船用柴油机毕业设计
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题目:X2110C-15型船用柴油机活塞设计学科部:理工学科部专业:车辆工程班级:102学号:7012910085学生姓名:刘聖瑞起讫日期:2013年11月25日~2014年5月18日指导教师:程文明职称:副教授学科部主任:王德友审核日期:2013年11月一、设计(或研究)的依据与意义活塞是内燃机上最关键的运动件,它在高温高压下承受反复交变载荷,被称为内燃机的心脏。
它的工作情况直接关系到高速内燃机的工作可靠性和使用耐久性,同时直接影响到内燃机的排放性能。
活塞的结构和所处的工作环境十分复杂,在工作状态下受到高压燃气压力高速往复运动生产的惯性力、侧向压力和摩擦力等周期性载荷作用产生机械应力和机械变形。
高压气体燃烧产生的高温使活塞顶部乃至整个活塞温度很高,且温度分布不均匀,导致活塞产生热应力和热变形。
热负荷和机械负荷耦合将导致活塞产生裂纹、活塞环胶结以及拉缸等。
因此,活塞设计在内燃机设计中十分关键。
发动机连杆则是承受强烈冲击力和状态应力再高的动力学负荷部件,其在工作中主要承受着气体压力和活塞组往复惯性力所产生的交流载荷,此外,由于连杆在运动过程中的变速摆动而产生惯性力矩,还使连杆承受数值较小的弯矩。
如果连杆在交变载荷作用下发生断裂,则将导致恶性破坏事故,甚至整台内燃机报废;如果连杆刚度不足则会对曲柄连杆机构的工作带来不好的影响。
例如:连杆大头变形使连杆螺栓承受附加弯矩,大头孔失圆是轴瓦的工作条件和润滑恶化;可见,连杆工作的可靠性直接影响着内燃机工作的可靠性。
而连杆制造技术的好坏直接影响着连杆的使用性能和经济性能以及一个企业的和发展,传统的制造技术渐渐不能适应现在生产的需求。
而胀断技术与传统连杆加工技术相比,胀断工艺是与整体加工代替分体加工,不但省去和简化了传统工艺之中的很多加工工序,而且提高了连杆的性能、降低成本。
胀断工艺可减少机加工工序60%,节省设备投资25%,减少刀具费用35%,节省能源40%,生产成本可减低15~20%。
第一章绪论O引言现代船舶工业是典型的综合加工装配工业,是综合工业之首。
船舶工业对国民经济97个产业有直接的消耗,还直接为我国能源运输、国际航运、海洋开发等产业提供必要的装备,形成了国民经济中一条重要的产业链(如图1所示)。
图1船舶工业殛船舶配套产业链据统计资料表明,船舶产品的价值平均构造比例为:造船30%,原材料20%,配套设备50%。
由此舶配套设备对船舶工业发展的重要性。
船舶柴油机是船舶最主要的配套设备,它应用于船舶推进动力装置和船舶电站,在船舶总成本中分别占lO%一15%和3%一5%,因此,建设能提供性能优良、质量可靠、品种齐全、数量充足产品的船舶柴油机制造业,对我国船舶工业快速、持续、健康发展是不可或缺的。
目前我国造船业的国内配套率不到40%,船舶配套落后于造船,作为船舶配套核心产品之一的船舶柴油机,配套率更低,主要是直接从国外购买原装机或采用国外引进许可证生产的产品,没有自主知识产权、关键技术受制于人,已成为影响我国船舶发展的重要瓶颈。
1国内外船舶柴油机的发展状况1.1船舶低速柴油机的发展从全球低速机产品市场占有率来看,在以低速机为主机的2 000吨以上船舶上,MAN—B&W公司和W AR600—80080mm,功率1 kW。
TSILA—SULZER公司的低速机产品占世界份额的90%以上,缸径260—980近年来,MAN—B&W公司通过向日本、韩国、中国的柴油机生产厂转让生产许可证,得到了迅速发展。
2001年至2004年,该公司已生产的或已汀货的低速柴油机已达到1080台,其中日本制造的占44%,韩国占43%.中国占13%。
国内有三家低速机制造企业,分别为沪东重机股份公司、大连船用柴油机厂、宜昌船舶柴油机厂,2005年三家的产量分别达到70台/114万马力、39台/60万马力和18台/20万马力。
其主导产品是船舶低速大功率柴油机,生产所用专利技术是从丹麦B&W公司和芬兰WARTSILA—SULZER公司引进,按产品产量定期支付专利使用费,主要为国内几大船厂生产的干散货船、特大油船、集装箱运输船等配套。
密级:NANCHANG UNIVERSITY学士学位论文THESIS OF BACHELOR(2008—2012年)题目JX493ZLQ3A柴油机概念设计及其仿真分析学院:机电工程学院系动力系专业:热能与动力工程班级: 082班学号:学生姓名:指导教师:起讫日期:2012年2月13日至2012年5月15日南昌大学学士学位论文原创性申明本人郑重申明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。
本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□,在年解密后适用本授权书。
本学位论文属于不保密□。
(请在以上相应方框内打“√”)作者签名:日期:导师签名:日期:JX493ZLQ3A柴油机概念设计及其仿真分析专业:热能与动力工程学号:XXXX学生姓名:XXX 指导教师:XXX摘要众所周知,相比汽油机,柴油机具有燃油消耗率低(平均比汽油机低30%),而且柴油价格较低,所以燃油经济性较好;同时柴油机的转速一般比汽油机的低,扭矩要比汽油机大,但其质量大、工作时噪音大,制造和维护费用高,同时排放也比汽油机差。
但随着现代技术的发展,柴油机的这些缺点正逐渐的被克服,现在的部分高级轿车已经开始使用柴油发动机了。
本课题的研究内容主要是对JX493系列柴油机进行改进设计,以便延续其生命力以及更好的为人们服务。
在满足一系列性能指标的前提下进行JX493ZLQ3A 柴油机的概念设计。
大型船用柴油机气缸盖的工艺设计与铸造生产
贾泽春
【期刊名称】《铸造技术》
【年(卷),期】2008(29)11
【总页数】3页(P1617-1619)
【关键词】船用柴油机;气缸盖;铸造生产;工艺设计;ZG35CrMo;冷却循环;最小壁厚;关键零部件
【作者】贾泽春
【作者单位】秦皇岛冶金机械有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG248;U664.121
【相关文献】
1.390船用柴油机缸盖的铸造工艺设计 [J], 马红涛;高翔;胡发林
2.大型柴油机气缸盖铸造工艺设计 [J], 杨双华
3.N490(DI)柴油机气缸盖消失模铸造生产工艺 [J], 王新节
4.船用大功率中速柴油机气缸盖的生产工艺 [J], 柏林;陈勇;余全;陶卫生;高永建
5.船用柴油机缸盖的铸造工艺设计及生产 [J], 陈富华
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摘要直列式双缸,气缸总排量2.078升。
105系列柴油机以它卓越的燃油经济性及良好的操纵性,使它成为农业机械以及食品加工机械非常理想的动力选择。
通过对2105型柴油机的实际循环热力计算以及动力计算,使我们更加了解其各项性能指标上的优点。
本文是关于2105型柴油机的设计,其中包括进排气方式的设计、曲柄连杆机构的设计、气门机构设计、燃料供给系统设计、燃油喷射系统设计、冷却系统设计以及润滑系统设计。
此外,还涉及到有关2105型柴油机合理的改进。
关键词:2105型柴油机,设计,改进AbstractThe in-line block two cylinders and displacement 2.078 L. 105-type diesel engine is known for their splendid fuel economy and easy operation make is a well choice for the machine of agriculture and food production machine. Through the thermodynamics calculation and principle calculation make us know about its so many features. This article is about the design of the 2105 type diesel engine. It includes the design of valve arrangement, valve mechanisms, camshaft location, the fuel delivery system, fuel injection system, ignition type, and cooling system, lubrication system. The additional part is about the reasonable ways to improvement of the 2105 diesel engine.Key words: 2105 diesel engine, design, improvement第一章前言1.1 研究目的和意义发动机研发人员始终在探索一条道路,即在设计领域里以折中路线为主导的思维方式来满足市场或用户对发动机近于苛刻、完美的要求。
综述一、序言随着我国社会的进步,经济的不断发展,汽车已成为我国重要的交通运输工具,汽车工业的发展带动很多行业的快速发展。
农用运输车是一种以柴油机为动力、中低速度、中小吨位、中小功率、中短途运输、中低价位,适合农村乡镇及城近郊区道路条件和运输要求,适合农村购买力水平,适合农民使用及维护条件,具有中国农村特色的机动运输车辆,是我国广大农民发家致富的好帮手。
由于农用车符合农村需求,又与农民购买力相符合,因此得到迅速发展。
我国有3亿多农户,而农业生产、农村经济发展、农民生活中发生的劳动量50%是靠运输完成的。
如果农村运输和城乡之间的农产品流通要实现机械化,初步测算应达到每5个农户一辆农用车的水平。
因此,在未来10年农用车社会保有量将有可能整倍增加,即达到6000万辆的规模,市场潜力巨大。
二、行业概况有关专家认为,我国目前农用车发展具有以下特点:首先是行业竞争日趋激烈。
农用车市场竞争的白热化,迫使企业竞相降价,使农用车成了微利产品。
主导厂家采取增加和改善配置来稳定市场价格,即增质不增价,增加美观度不加价等促销方式,使产品售价接近成本价。
因此企业只能依靠其品牌的知名度、质量的稳定性及完善的售后服务来占领市场,让购机者真正得到实惠。
从近几年销售前10名的企业看,购买集中度逐年提高(四轮车集中度高达63.95%,三轮车高达95.76%),集团优势逐步显现。
经过几年的大盘整理和震荡中重新洗牌,最终将形成4-6个大型企业集团,完成行业新的整合与重组。
其次是市场热点正在转移。
农用车的消费主体是农民,其消费市场与个地区经济发展水平紧密关联。
随着中西部地区农村经济的不断发展,农民驾着农用车奔小康将是主要选择之一。
加之我国西部大开发战略的实施和我国加入WTO后,国家增加对中西部地区农业的财政投入,西部地区将成为农用车增长市场亮点,因而农用车发展空间将非常广阔,并且中心将转向西部。
最后是要求产品技术性能高。
随着用户对产品要求的日益提高,农用车的可靠性、耐久性等指标亟待提高。
学生团队案例3渔船主动力装置的开发项目负责人:王同盟团队:王兵、叶林、乔不防、方玉树、胡小锋、王海、陈强等项目功能在原6135Cz船用柴油机基础上,进行扩缸、加大行程的设计,从而突破原有135系列柴油机的功率极限和行程范围,将缸径加大到140mm,行程加大到170mm,使持续功率达到150kW/1500r/min,从而使135系列柴油机的输出功率达到一个新的高度。
项目参数项目基本原理6135柴油机作为渔船主动力装置,功率偏小,故对135柴油机进行了扩缸、加大行程的变型设计。
缸径扩大5mm,行程由原来的150mm增加为170mm,缸数不变。
衡量柴油机的性能主要是动力性、经济性、工作柔和性、排气烟度和起动性五个方面的指标。
这些指标又由额定转速、冲程数、工作容积、压缩比等项具体参数所决定。
影响工作容积的因素一是活塞行程,二是活塞直径。
在目前技术条件下,采用薄壁缸套,适当扩大活塞直径,是可以增容的。
将6135型柴油机活塞直径扩至14Omm,而且原机主要基础部件的强度和结构情况也较易满足扩缸增容要求。
项目创新特色1.结构上的改进改装零件的选配是该项目成败的关键,为改善燃烧过程,气缸盖在设计上要予以改进。
进气门适当加大,加以改进从而提高充气系数。
为满足提高功率的需要,在增大选程的同时又要提高曲轴的结构强度,并保持原机体的基本结构不变,因此将行程增大到170mm,仅对机体作局部改动,齿轮室壁隔板加厚,主轴承外径加大,以提高刚性,为提高冷却效果,加大水道。
为提高主轴承的承载能力,将宽度由31mm增大到33mm。
活塞采用线膨胀系数小,强度较高,耐磨性能好的ZL109材料制造。
活塞第一环槽采用奥氏体铸铁镶圈以提高耐磨性。
用缩口形燃烧室,高位布置第一道气环,改善燃烧过程,以降低燃油消耗和排气污染。
为降低活塞热负荷,从连杆小头喷油冷却。
活塞采用斜面销座结构,以提高销座的承载能力。
采用三环结构,提高机械效率。
第一道为双面梯形桶面环,第二道为锥面环,第三道为带有螺旋弹簧涨圈的油环。
图3-2 3105柴油机缸盖螺栓的布置
§3.2.5冷却水道的布置
气缸盖的温度分布很不均匀,因此,对高热区应采取适当的方法,优先集中冷却。
对于中小型高速柴油机气缸盖,多采用钻孔、导流板或铸管等对鼻梁区、喷油器或燃烧室进行喷水冷却。
以钻孔方法进行冷却较好。
应该合理选择冷却水孔的布置、水流动方式和进出水孔尺寸。
一般进水孔位置,宜靠近高热区。
排气道处应有进水孔。
对局部高热区
气门座、喷油器或燃烧室三角地带)以喷水管或隔板引水冷却;对于整体式气缸盖水孔的布置可以设置倒流挡板,已保证冷却水的分布和集中冷却,力求避免短路流出;设置挡板时,为避免形成蒸汽阻滞而产生局部过热现象,在挡板死角处一般应设有排蒸汽小孔;水孔布置时,要配合冷却系统型式和布置方案,气缸盖。
船用V型柴油机大小增压器相继增压系统设计研究的开题报告一、研究背景与意义V型柴油机作为船舶重要的动力源,在建造和维护过程中一直得到广泛应用。
其中,大小增压器系统是提高V型柴油机功率和效率的重要手段之一。
通过将大小增压器系统与V型柴油机相结合,可以提高机组效率和经济性,降低能源消耗,在海洋环境下提供更加可靠的动力保障。
当前,国内外对于船用V型柴油机大小增压器相继增压系统设计的研究较为薄弱,因此,开展相关研究对于提升V型柴油机技术水平、推动国内船舶技术的发展等方面都具有十分重要的意义。
因此,本文将对船用V型柴油机大小增压器相继增压系统的设计进行研究。
二、研究内容本文将从以下几个方面展开研究:1. V型柴油机大小增压器相继增压系统原理的分析。
首先,对大小增压器的原理进行介绍,然后分析其在V型柴油机中的应用原理。
同时,结合实际情况,研究不同工况下大小增压器相继增压系统的工作原理。
2. 大小增压器系统的设计方法研究。
根据V型柴油机的实际情况,结合大小增压器的原理,研究大小增压器系统设计方法。
重点研究设计参数、系统组成、控制方式等技术问题。
3. 实验研究。
根据设计结果,进行实验研究。
通过实验数据的比较和分析,进一步掌握大小增压器系统的工作特点,验证设计结果的可行性和可靠性。
三、研究方法本文的研究方法主要包括理论研究、实验研究和仿真模拟研究。
1. 理论研究通过文献资料,对V型柴油机大小增压器相继增压系统原理进行深入的研究和分析,为系统设计提供理论基础。
2. 实验研究采用专有的试验台架进行实验研究,对大小增压器系统的性能进行评估,通过实验数据分析验证设计结果。
3. 仿真模拟研究通过仿真软件,对设计结果进行模拟和分析,进一步优化设计方案。
四、研究计划第一年:1. 对V型柴油机大小增压器相继增压系统进行理论研究,分析其工作原理。
2. 基于理论研究结果,进行大小增压器系统设计,确定系统设计方案。
3. 开展大小增压器系统的仿真模拟研究,优化设计方案。
柴油机设计与制造Design and Manufacture of Diesel Engine2020 年第 4 期第 26 卷(总第 173 期)doi: 10. 3969/j. issn. 1671 0614. 2020. 04. 00412V 280船用柴油机空气起动系统设计王飞、罗天园2(1.四川中车玉柴发动机股份有限公司,四川资阳641301; 2.中车资阳机车有限公司,四川资阳641301)摘要目前船用柴油机起动方式主要有2种:电起动和空气起动,其各有优缺点。
以 12V 280船用柴油机为例,详细介绍了船用柴油机空气起动系统的工作原理、系统组成、气动马 达计算选型及储气罐容量的计算,并通过柴油机起动试验来验证气动马达耗气量理论计算的准 确性这为其他发动机空气起动系统设计提供参考关键词:起动系统空气起动系统气动马达起动持续时间最低起动压力储气罐 耗气量Design of Air Starting System for 12V280 Marine Diesel EngineWANG Fei 1, LUO Tianyuan 2(1. Sichuan YCRRC Engine Co ., Ltd ., Zivang 641301, Cliina ; 2. CKRC Z 1YANG Co ., I .tc l ., Ziyang M 1301, China )Abstract : There are tw o m ain engine starting methods : electric starting and air starting . Both have advantages and disadvantages . Based on 12V 280 marine diesel tM igine , the working principle , structure , air m otor type selection and air storage tank volume calculation of (he air starting system of marine diesel engines are introduced in detail . The accuracy of the theoretical calculation of the air consumption by air m otor was verified l )\ engine start testing . This provides reference for the design of air starting systems for other engines .Keyw ords : starting system , air starting system , air motor , starting duration , minimum starting pressure , air tank , air consumption 0引言要使柴油机由静止状态转人工作状态,必须先 用外力驱动柴油机曲轴旋转,使活塞作往复运动,将可燃混合气压缩到一定程度后,使之着火燃烧,燃烧后的高温高压气体推动活塞使曲轴旋转,柴油 机才能自行运转。
第一章绪论O引言现代船舶工业是典型的综合加工装配工业,是综合工业之首。
船舶工业对国民经济97个产业有直接的消耗,还直接为我国能源运输、国际航运、海洋开发等产业提供必要的装备,形成了国民经济中一条重要的产业链(如图1所示)。
图1船舶工业殛船舶配套产业链据统计资料表明,船舶产品的价值平均构造比例为:造船30%,原材料20%,配套设备50%。
由此舶配套设备对船舶工业发展的重要性。
船舶柴油机是船舶最主要的配套设备,它应用于船舶推进动力装置和船舶电站,在船舶总成本中分别占lO%一15%和3%一5%,因此,建设能提供性能优良、质量可靠、品种齐全、数量充足产品的船舶柴油机制造业,对我国船舶工业快速、持续、健康发展是不可或缺的。
目前我国造船业的国内配套率不到40%,船舶配套落后于造船,作为船舶配套核心产品之一的船舶柴油机,配套率更低,主要是直接从国外购买原装机或采用国外引进许可证生产的产品,没有自主知识产权、关键技术受制于人,已成为影响我国船舶发展的重要瓶颈。
1国内外船舶柴油机的发展状况1.1船舶低速柴油机的发展从全球低速机产品市场占有率来看,在以低速机为主机的2 000吨以上船舶上,MAN—B&W公司和W AR600—80080mm,功率1 kW。
TSILA—SULZER公司的低速机产品占世界份额的90%以上,缸径260—980近年来,MAN—B&W公司通过向日本、韩国、中国的柴油机生产厂转让生产许可证,得到了迅速发展。
2001年至2004年,该公司已生产的或已汀货的低速柴油机已达到1080台,其中日本制造的占44%,韩国占43%.中国占13%。
国内有三家低速机制造企业,分别为沪东重机股份公司、大连船用柴油机厂、宜昌船舶柴油机厂,2005年三家的产量分别达到70台/114万马力、39台/60万马力和18台/20万马力。
其主导产品是船舶低速大功率柴油机,生产所用专利技术是从丹麦B&W公司和芬兰W ARTSILA—SULZER公司引进,按产品产量定期支付专利使用费,主要为国内几大船厂生产的干散货船、特大油船、集装箱运输船等配套。
目前沪东重机、大连船用柴油机厂已进人世界十大低速船用柴油机造机企业的行列。
尽管近几年我国船舶低速柴油机生产已有较快发展,但我国造机企业与世界前三名造机企业的差距还非常大,企业综合竞争能力仍较弱,主要差距见表1。
表1 我国造机企业与世界先进企业的主要差距1.2船舶中速柴油机的发展国外著名的中速柴油机制造厂家主要有德国MAN—B&W、芬兰Wartsila、德国MTU、美国CaterHyundai、日本洋马和大发等公司。
这些公司的中速柴油机都形成了系列化,缸径一般为160—280mm,气缸数为5—9缸,单缸功率在100—300kW之间,整机功率在450—3000 kW之间,可满足大中型船舶的副机、中小型船舶的主机以及陆用电站的市场需求。
当前,国外船舶大功率中速柴油机平均有效压力为2.4—3.0MPa,最高燃烧压力16—21 MPa,最高喷油压力160—180MPa,燃油耗率170~180g/kW·h,单缸功率2010 kW,大修期为18000-24000 h。
MAN—B&W公司的船舶中速机产品最具有代表性,其产品分为L16/2d-,L21/31,L27/38功率覆盖范围为450—2970 kW(见表2),主要用于三大主力船型(油船、集装箱船以及散货船)的发电副机,基本满足了三大主力船型的市场需求,市场销售情况良好。
表2 MAN—B&W公司的三大系列船舶中速机目前,我国船舶中速机70%直接购买国外进1:3原装机,其余30%几乎都是国外许可证技术制造的产品,技术依赖于国外,没有自主知识产权。
国产中速机技术水平落后,仅用于渔船、内河航行船舶等,进不了主流场。
我国中速柴油机的厂家有:镇江船用柴油机厂、陕西柴油机厂、新中动力机厂、安庆船用柴油机厂、淄博柴油机厂、沪东重机股份公司等,国内中速机产品系列繁多,缸径分布密集,功率分布范围狭小,大功率机较少,且功能单一。
主要生产缸径160~400mm、单机功率147—9 900kW、转速500—1400r/rain的中速柴油机。
目前,镇江柴油机厂的年生产能力为200台,陕西柴油机厂为150台,新中动力机厂为80台,安厂为50台。
最近,船舶重工集团七一一所和芬兰Wartsilit 公司在上海合资成立W/trtsila一齐耀柴预定年生产船舶中速机能力为250台,产品全部进人Wartsila公司全球销售网络。
近20年通过技术合作、专利或许可证引进及自主开发研制,船舶电站各组成设备在国内已经形成了一定的生产能力。
但目前由于船舶电站系统不能成套供货、缺少系统优势并缺少系列化产品,因此无法与国际厂成套设备供货相抗衡。
虽然造船的发展为中速柴油机的发展提供了巨大空间,但受诸多客观条件限制,中速柴油机生产企业的发展能力有限。
主要原因是国家资本投入不足;造机企业没有与造船企业同步规划、同步投人;生产模式落后,有专业化生产厂;加工手段落后,成套能力低;--轮配套能力差,国产化率提高慢;生产能力相对滞后,不能适应大规模、高效率的生产需要。
2船舶柴油机技术发展趋势随着国际船舶配套技术飞速发展,世界上各大船舶柴油机公司在近几年内陆续推出的新型船舶柴油机,均大量采用了最新的科技成果和新的设计理念,如模块化设计技术、高效率增压技术、高压燃油喷射技术、燃烧和排放控制技术、智能技术等。
主要体现在以下几个方面。
(1)船舶柴油机动力系统集成技术柴油机技术发展不仅要求提高综合效率,而且要求提高柴油机整体性能及在各种工况下的适应性。
主要研究内容:船舶柴油机动力系统总体匹配设计技术研究;模块化设计技术研究;船舶柴油机动力系统集成优仿真技术研究。
(2)船舶柴油机虚拟设计研发技术虚拟技术将用于船舶柴油机设计、制造、装配、运行和维修的全过程。
以发动机数据库为基础,应用“数字样机”、“虚拟实验”、“虚拟制造”等相关软件、技术和手段,开展船舶柴油机设计开发研究。
实现船舶柴油机从以实验为主的经验设计向“预测设计”转变。
(3)智能化电子控制技术开展柴油机电控系统开发及工程化应用技术、电子控制系统(ECS)、电子调速器设计技术、电控泵运行电子管理系统等方面的研究。
(4)船舶柴油机可靠性技术柴油机零部件(或模块件)将有更高水平的发展,尤其是燃烧室零件和运动摩擦副的可靠性将备受重视因此,需开展可靠性设计技术、摩擦磨损技术、故障分析诊断等方面的研究。
(5)船舶柴油机代用燃料技术大功率柴油机动力的燃料将向多元化发展,可使用重油、渣油和各种清洁燃料等。
对于LNG、LPG等燃料运输船,开展可方便利用所运输的燃料的单燃料或双燃料气体发动机。
(6)全生命周期经济性和低排放技术开展船舶柴油机性能及燃烧技术研究,重点突破高增压技术、高压共轨燃油喷射技术、高效燃烧技术等解决船舶柴油机低负荷性能和全工况乃至全生命周期经济性的问题。
结合船舶柴油机的结构型式、工作要求、运行环境以及燃料种类等多种实际情况,开展大功率柴油机喷水燃烧、废气再循环(EGR)、NO:还原等排放控制技术研究,以满足世界环境保护提出的更进一步的严格要求。
3船舶柴油机需求分析近年来,亚洲船厂的接单量几乎控制了整个世界船市,仅韩国、日本和中国三国船厂的接单量就占世界接单总量的90%。
2004年世界船舶完工量达到了6190万载重吨,再创历史新高,而其中韩国、Et本和中国三国船厂的船舶完工量占世界总量的88%左右。
三国船厂的船舶完工量见表3。
表3韩、日、中近年船舶完工量一览表万载重吨资料来源:克拉克松研究公司从2000年到2004年的5年间,中国造船产量年均增长26%,尤其是近3年中国造船产量年均增长率超过45%,大大高于同期世界造船的发展速度。
2004年,中国完成造船产量占世界造船总量的14%,造船完工量和手持订单量均创历史新高。
2005年中国造船完工量约占世界造船总量的17%,连续11年列世界第三。
我国规划中的造船量见表4。
造船产量大幅度增长的同时,也带来了国内船舶配套市场的需求急剧上升。
表4全国规划的造船量万载重吨3.1船用低速柴油机的需求低速柴油机已成为全球民用船舶主要的推进动力。
据统计,2003年全球建造完成2 000载重吨以上民船用低速机715台,共计1511万马力。
根据有关部门的资料统计,我们对2002—2005年的全国低速机需求量和实际产量进行了比较,见表5。
由表5可以看出,随着我国船舶制造量的快速跃升,低速柴油机的缺口越来越大。
表5全国船舶配套低速机的需求产量比较表图2全国低速柴油机产能缺口根据表4所示的2010年、2015年的全国规划造船量,测算出届时我国船舶配套主机的需求量如表6所示。
各生产厂家的发展规划,随着产能的逐步提升,我国船用低速柴油机在2010年将可能出现供大于求的局面表6全国船舶配套低速机需求预测表万马力3.2船用中速柴油机的需求船用中速机,主要是指应用于包括三大主力船型在内的各类船舶发电机组原动机,并同时覆盖几千吨级船用主机,转速在400—1200 r/min之间的各挡功率柴油机。
表7列出了预测的除内河航运船舶外的各类大中型船舶对船用中速柴油机的需求量。
表7国内大中型船舶对中速船用柴油机需求预测根据内河航运船舶制造总量,预测内河航运船舶用中速柴油机需求量,见表8。
目前内河航运船舶绝大部采用国产柴油机,价格便宜,但产品档次较低。
表8 内河航运船舶用中速柴油机需求预测表从我国船舶业的发展情况看,船舶市场的需求受航运市场状况、世界经济形势等多种因素的影响,具有不稳定的特点。
近年来,制约中国造船业未来发展的最大障碍是配套行业不完备、产能满足不了需求。
在造船产量大幅度攀升情况下,尽管国产主机产量快速增长,但是国产主机装船率进一步下降,2002年降至56%,前只有40%左右,中国所需造船装备大部分靠进口。
而日、韩的主机装船率都在85%以上。
与之相比,中国在引进先进技术上并未明显落后,但由于工艺装备实力普遍不足,有些关键零部件还要依赖进口,而且产能也满足不了需求。
4船舶柴油机发展目标、思路及基础4.1发展目标由于我国船舶柴油机与国外先进水平存在很大差距,因此必须大力发展我国造船工业,实现世界第一造船大国的目标,我国船舶柴油机必须坚持走“引进一消化一吸收一再创新”的国产化技术创新之路,加快船舶配套动力的发展。
船用大功率低速柴油机重点开发缸径为980、1080毫M14缸的单机功率分别为10.8万马力、13.2万马力的超大型低速柴油机和船用大功率智能型低速柴油机等产品的试制,形成完整的产品系列。
我国中速机产品的发展重点是在加强引进生产许可证柴油机技术的消化吸收基础上,开展制造工艺的优化,提高产品设计能力,突破关键技术,开发研制具有自主知识产权的高水平中国品牌机,在此基础上不断实现自主品牌中速柴油机产品系列化,提高国际市场竞争力,改变目前我国民用船舶中速机市场由引进机占主导地位的局面,真正实现国轮国配、国轮国造。