作者:陳暉來源:中國航運雜誌日期:2009年6月12點擊:1304。
壹.導言
目前，中國船舶工業取得了快速發展，船舶出口占造船總量的80%以上，船舶出口到100多個國家和地區，成為世界上排名第壹的船舶出口國。根據中國船舶工業協會上報的統計數據，2008年上半年，全國造船完工量為654.38+00.24萬載重噸，手持船訂單量為654.38+09217萬載重噸。根據英國克拉克森研究公司對世界造船總量的統計，中國造船完工量、新船訂單量和手持船訂單量分別占世界市場份額的26%、39%和34%。我國世界造船大國地位繼續鞏固，但我國船舶工業大而不強，船舶配套設備發展嚴重滯後。其中，船用柴油機是船舶的關鍵配套設備之壹，是船舶的“心臟”，占船舶建造總成本的10 ~ 15%。而我國建造的船舶所使用的柴油機，主要是直接從國外購買或有國外進口許可證生產的產品。據中國海關統計，2007年，船用柴油機進口額為6543.8+0.79億美元，比上年增長76%。以低速機為例。雖然產量逐年增加，但相對於需求來說，缺口越來越大。中速機械配套遠洋船舶的情況也不容樂觀。出貨量的70%是進口產品，剩下的30%基本是國內有生產許可證的企業生產的產品。
近年來，隨著航運業的不斷繁榮和造船噸位的不斷上升，全球對船用大功率柴油機的需求供不應求。然而，國產發動機在我國船用柴油機中的比重持續下降，國產化率僅為40%左右。比如壹些大型集裝箱船，超大型成品油輪，都是裝進口發動機的。因此，迫切需要使我國船舶工業又好又快地發展，加快我國船用柴油機的發展，形成完整、先進的船舶配套產業鏈。本文分析了國內外船用大功率柴油機技術的現狀和發展趨勢，指出了我國船用大功率柴油機行業面臨的問題，以期為我國船用大功率柴油機行業的發展提供參考。
二、船用大功率柴油機的技術發展
目前，運輸船舶尤其是遠洋船舶正在向大型化、自動化、智能化方向發展，船用柴油機也出現了大缸徑、高功率、低排放、低油耗、高可靠性的智能化機型。近年來，世界各大船用柴油機公司紛紛推出新型船用柴油機，這些柴油機采用了大量的新技術和研究成果，如燃燒和排放控制技術、模塊化設計技術、高效渦輪增壓技術、高壓軌燃油噴射技術、電子控制技術等。
1.提高平均有效壓力和單機功率。
提高平均有效壓力和單機功率，降低比重量和比體積是船用大功率柴油機長期以來追求的主要目標。目前，船用大功率柴油機的平均有效壓力在提高，但最大燃燒壓力也在提高，影響了柴油機的可靠性和壽命。所以目前單機功率主要通過加大氣缸直徑和增加氣缸數量來提高。提高單臺發動機功率的另壹種選擇是開發V型發動機。目前V型16缸或V型18缸的低速柴油機在技術上沒有問題，可以滿足92000kW的單機功率要求。由於平均有效壓力很高，即使按照螺旋槳的特性運行，也很難保證低工況下的性能，因此必須采取各種措施優化柴油機在各種工況下的性能。目前常用的方法是采用高工況放氣、低工況進排氣旁通或STC(順序增壓)等措施。
2.燃燒和排放控制
船舶柴油機的排放控制措施可分為內部控制和外部控制。機內控制是指在可燃混合物燃燒前減少汙染物的排放。主要措施是:采用機內外廢氣再循環技術(EGR)；優化柴油機的結構參數和運行參數；采用濕法氮氧化合物還原技術；添加燃油添加劑等。車外控制是指在車上控制的基礎上進壹步減少排放，如選擇性催化還原(SCR)和廢氣洗滌。內外部措施都可以使船用柴油機達標，但外部措施達到同樣效果的成本約為內部措施的4 ~ 5倍，所以船用柴油機仍多采用內部控制方式，結合自動監控技術。
國外船用柴油機的研發、生產機構和公司都開展了燃燒和排放控制技術的研究。近年來，電控* * *軌燃油噴射技術在船用柴油機上得到了很好的應用。可以實現柴油機在不同負荷下以優化的噴油提前角和噴油壓力向氣缸噴射燃油，既降低了油耗，又降低了氮氧化合物排放。此外，高壓增壓技術、高效燃燒技術和電子控制技術作為燃燒和排放控制技術的重要技術，也得到廣泛應用。
3.智能電子控制技術
2005年8月，世界首臺七缸智能型(7RTflex58T-B)船用發動機在大連船用柴油機廠交付，最大輸出功率15260kW。當時世界上最先進的wecs9520電子控制系統用於控制燃油噴射、排氣門開閉、主機啟動和換向，取代了傳統的液壓和氣動控制，使柴油機燃燒更加充分。該機型由於采用電腦控制，取消了凸輪軸系統，操作更加簡單方便，有效減輕了主機自重，具有可靠、靈活、兼容性強的特點。隨著船舶建造的日益大型化和智能化，智能化已成為船用柴油機發展的必然趨勢。
4.可靠性技術
船用柴油機的大型化和高指標給柴油機零部件(或模塊)帶來了更高的要求，尤其是燃燒室相關零件和運動摩擦零件的工作條件更為惡劣，其可靠性壹直備受關註。研究重點包括可靠性設計、摩擦磨損、故障診斷等關鍵技術。
5.柴油機總體設計技術。
船用柴油機還應具有優良的整體綜合性能和各種工況下的適應性。因此，在保持車型可靠性、經濟性、低排放、易維護的基礎上，對柴油機整體結構進行優化，使其更加緊湊、體積更小、重量更輕。采用的主要關鍵技術包括:模塊化設計技術、3D-CAD設計分析、結構和性能優化仿真技術等。
三、中國船用大功率柴油機行業現狀
1.船用低速柴油機
大功率低速柴油機主要用於散貨船、油輪、集裝箱船等大型遠洋船舶，多為二沖程柴油機。從低速發動機產品的全球市場份額來看，曼-B&；W公司和瓦錫蘭—蘇爾壽公司的低速機產品占世界份額的90%以上，氣缸直徑260-1080 mm，功率1600-97300 kW。近年來，曼-B&；w公司通過向日本、韓國和中國的柴油機制造商轉讓生產許可證，發展迅速。在我國低速船用柴油機領域，曼B&；w和瓦錫蘭的型號，如滬東重機、大連船用柴油機廠、宜昌船用柴油機廠，已從丹麥B&出口；w公司和芬蘭瓦錫蘭-蘇爾壽公司引進專利技術生產低速大功率船用柴油機，主要用於配套國內幾大船廠生產的幹散貨船、特大型油輪和集裝箱船。
近年來，我國船用主機生產發展迅速。manb & amp；W7S60MC-C，滬東重機的曼B&；宜昌船用柴油機廠的W6K80MC-C、7S80MC、蘇爾壽RT-Flex58T-B智能船用低速大功率柴油機都代表了當前國際先進水平。但是，中國的機械制造企業與韓國、日本的現代重工、HSD、三井造船、川崎重工等企業相比還有較大差距，綜合競爭力仍然較弱。主要原因是資金投入不足，造船企業沒有與造船企業同步規劃和投資，產能相對滯後，生產規模不大，產量不高；此外，國內配套企業還存在R&D能力弱、生產場地小、生產規模小、自控能力差等問題，不能滿足規模化、高效化生產的需要。
2.船用中速和高速柴油機
船用中高速柴油機主要用於各種內河船舶、近海船舶、工程船舶和船舶。世界中速柴油機制造商有蘇爾壽、瓦西蘭、馬克、曼布& amp；w、MTU、馬洋、卡特彼勒等。，其中man b &；W和瓦西蘭柴油機公司的主機產量占世界的75%以上。高速機主要是MTU，DeutzMWM，Caterpiliar等公司。
我國大功率中速柴油機經歷了引進、自主開發、再引進國產化、消化吸收、提高的過程。近年來，我國船用中高速柴油機的技術水平有了很大發展。通過技術引進，我們不僅掌握了國外柴油機的先進技術，還對中國柴油機制造企業進行了相應的技術改進，補充更新了壹批關鍵工藝設備，積累了先進柴油機的制造經驗。在消化吸收國外先進技術的同時，也開發了壹些新壹代船用柴油機。設計、研究和生產體系初具規模，但整體水平不高，關鍵零部件制造技術落後，達不到高質量水平。目前中國制造的遠洋船舶上的中速機70%是直接從國外進口的，剩下的30%幾乎都是采用國外許可技術制造的產品，依賴國外，沒有自主知識產權。
第四，展望
隨著船用柴油機技術的快速發展，在技術領域處於競爭劣勢的中國船用柴油機行業面臨著嚴峻的挑戰。加強實力，發展自主品牌，擴大本土制造能力，提高裝載率，是我國船用柴油機行業亟待解決的問題。我國船用柴油機的發展必須堅持“引進-消化-吸收-再創新”的國產化技術創新之路，加快船用柴油機及其配套產業鏈的發展。在加強進口生產許可柴油機技術消化吸收的基礎上，船用中速柴油機產品的發展重點是優化制造工藝，提高產品設計能力，突破關鍵技術，開發具有自主知識產權的高水平中國品牌中速柴油機，逐步實現自主品牌中速柴油機產品的系列化，提高在國際市場的競爭力，改變國內民用船用中速柴油機市場以進口機為主的現狀。加強中低速柴油機進口關鍵零部件的國產化研發，重點培育和扶持技術和生產能力強的二輪柴油機配套企業，形成船用柴油機的國產自主配套能力。