1船舶柴油机概述2010

船舶柴油机主讲:梁榕辉1第一章船舶柴油机总论柴油机在船舶动力装置中的地位柴油机的开展柴油机当前的技术水平船舶柴油机的开展趋势1/12/20232第一节

柴油机在船舶动力装置中的地位3机械设备通常可分为动力机械和工作机械两大类。动力机械是将其他形式的能量〔如热能、电能、风能等〕转化为机械能。工作机械那么是利用机械能来完成所需的工作。一、柴油机与动力机械1/12/20234热机把热能转换成机械能的动力机械称之为热机。热机是最重要的动力机械，蒸汽机、蒸汽轮机以及柴油机、汽油机等都是热机中较典型的机械。热机工作时需要完成两次能量转化过程。第一次能量转化过程是将燃料的化学能通过燃烧转化为热能，第二次是将热能通过工质膨胀转化为机械能。1/12/20235如果两次能量转化过程是在同一机械设备的内部完成的，那么称之为内燃机，

汽油机、柴油机以及燃气轮机都属于内燃机。由于在内燃机中，两次能量转换均发生在气缸内部，此类机械能量损失小，具有较高的热效率。如果两次能量转化过程分别在两个不同的机械设备内部完成，那么称之为外燃机。如蒸汽轮机——锅炉+汽轮机内燃机与外燃机1/12/20236动力机械的运动机构形式往复式——如柴油机

在往复式发动机中，工质的膨胀做功是通过活塞的往复运动实现的；往复式发动机是间歇工作的，其工质的最高温度较高。回转式——如燃气轮机

回转式发动机那么是利用高速流动的工质在工作叶轮内膨胀，推动叶轮转动而工作的。是连续工作的，由于受材料热强度的限制，其工质的最高温度不能太高，这就限制了其热效率的提高。1/12/20237活塞往复式蒸汽机——外燃机早期的船舶使用的动力装置是活塞往复式蒸汽机，靠锅炉产生高压蒸汽推动机械作功。带动一个有桨叶的大转轮〔明轮〕推进，这种推进装置也就是“轮船〞和“轮机〞的由来。1/12/20238柴油机——往复式内燃动力机械柴油机是以柴油作为燃料的压缩式内燃机，即空气在气缸内被压缩而产生高温，使喷入的柴油自行着火燃烧，并由燃烧气体膨胀作功的内燃机。其工作循环由进气、压缩、喷油着火燃烧、膨胀作功和排气过程组成。进行了这五个过程就完成了一个工作循环，接着又重复进行下一个工作循环。1/12/202391/12/202310柴油机—往复式内燃机空气1/12/202311柴油机使用挥发性较差的柴油或劣质燃料油做燃料，采用内部混合法形成可燃混合气；缸内燃烧采用压缩式发火。这种工作特点使柴油机在热机领域内具有最高的热效率，在船用发动机中，柴油机已经取得了绝对统治地位。汽油机使用挥发性好的汽油做燃料，采用外部混合法形成可燃混合气，由电点火燃烧。这使汽油机不能采用高压缩比，限制了汽油机的经济性，且汽油的火灾危险性大，不允许作为船用发动机使用。广泛用于运输车辆。柴油机与汽油机→往复式内燃机1/12/202312二、柴油机的优点柴油机能在动力机械以及船舶动力装置中占有重要的地位，是因为他具有许多优越的条件。与其他热机相比，他具有以下优点：经济性好，热效率高功率范围大机动性好尺寸小重量轻可直接反转可靠性高，寿命长，维修方便。1/12/202313热效率高大型低速柴油机的有效效率已到达50%~55%，远远高于其他热机；在全工况范围内的热效率都较其他热机高；消耗燃料少，而且又能燃用重油，甚至劣质油；燃料费用低，船舶续航力大。1/12/202314功率范围大单机功率自1.1~69640kw，适用领域宽广。机动性好正常启动只要3~5s，并能快速到达全负荷；有宽广的转速和负荷范围，能适应船舶航行的各种需要；操作简便。1/12/202315尺寸重量轻柴油机不需要大型附属设备，所以动力装置的尺寸小、重量轻；特别适合于交通运输等动力装置中使用。可直接反转柴油机可设计成直接反转的换向柴油机，而且倒车性能好，装置结构简单。1/12/202316柴油机也具有以下缺点〔1〕存在机身振动、轴系扭转振动和噪声。〔2〕某些部件的工作条件恶劣，承受高温、

高压并具有冲击性负荷。1/12/202317三、柴油机在船舶动力装置中的地位热能动力装置：将燃料燃烧产生的热能转换成机械能的装置。船舶动力装置：船舶推进的热能动力装置。船舶动力装置具体是指保证船舶正常航行、作业、停泊以及人员正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。它包括船舶机舱及甲板上层〔含海洋工程平台〕各种设备与装置：推进装置〔主机、辅机、螺旋桨等〕、辅助装置、管路系统、甲板机械、制冷空调系统和机舱设备的遥控及自动化系统等。1/12/202318“船舶动力装置〞这一名词来源于“轮机〞，是船舶动力由蒸汽机带动明轮开展到现代船舶机械设备后的一个称谓。从中文的字、词、意上来看两者不相关，但专业上它们的含义却是相同的。轮机工程陆上专业=船舶动力装置专业因此船舶动力装置专业方向的绝大局部专业课的内容与轮机工程是相同的，只是侧重点在设计和选型上。1/12/202319船舶动力的开展人力风力畜力机器动力蒸汽轮机柴油机燃气轮机船用锅炉气轮机电动机组核动力1/12/202320浆在木板船开展的初期均靠人划桨作为推进的主动力。1/12/202321橹西汉时中国人创造了橹，因橹一直在水下划水，不出水面，提高了摇橹的效率，有一橹三桨之称。直到目前在中国的江湖中摇橹船随处可见，成为中国的家乡船。1/12/202322纤夫1/12/202323帆公元9世纪世界上最早出现的三角帆帆船，用风力作动力。1/12/202324帆建于1738年的瑞典东印度公司的一艘远洋货船——世界最大的木帆船歌德堡号。1/12/202325轮船公元六世纪创造轮船。1/12/202326柴油机在船舶动力装置中的地位柴油机自1893年问世以来经历了百多年的开展，柴油机技术已日臻完善。其工作参数如最大爆炸压力和平均压力等，在近三十年里几乎翻一番，而油耗、重量和体积那么显著下降。其凭借良好的动力性、经济性和耐久性等优点在各种动力装置、船舶和车辆上得到日益广泛。1912年投入营运的雪兰迪亚轮是世界上第一艘远洋柴油机船。从此以后，些油机动力装置在同蒸气动力装置的竞争中不断开展壮大。1/12/2023271914年，只有缺乏300艘柴油机船，其总吨位约为2.35万GT；十年后开展到约2000艘，总吨位达20万GT，1940年柴油机船进一步发到约8000艘，总吨位达180万GT。1939年，柴油机船在世界船队总吨位中所占的比例也从1920年的缺乏4%上升到约60%。在所有船用主机中，柴油机的热效率最高，可到达55%左右，因此柴油机作为船舶主机经济性最好。20世纪40年代以后，可以说船舶动力装置开始进入到了柴油机时代。1/12/202328现代低速柴油机，其单轴功率覆盖范围1600~69640kw，满足了大局部船舶的推进要求。随着大型集装箱船的开展，单机功率为10万kw的低速柴油机已在研制中。为与低速柴油机争夺市场，中速柴油机的输出功率也在不断提高，两者功率重叠范围不断扩大。现在中速柴油机可选范围为720~18000kw。而高速柴油机功率在3000kw以上时选择余地不大。1/12/202329近十几年来，船舶柴油机在民用船舶动力装置中更是占绝对的统治地位不仅占领了VLCC、大型散装船和集装箱船等在传统上认为属于蒸气动力装置的领域，而且还向蒸汽动力装置统治的最后一个堡垒——LNG船的动力装置发起了冲击。柴油机在船舶上的另一个主要的应用场合是作为发电机的原动机——船舶辅柴油机。实际使用无论是远洋、近海还是内河船舶，绝大多数都是以柴油机作为发电原动机，占了绝对的主导地位。1/12/202330一般对船用主机来讲，经济性、可靠性和使用寿命是第一位的，重量和尺寸是第二位的。因此低速二冲程柴油机因其效率高、功率大、工作可靠、寿命长、可燃用劣质油以及转速低等优点适于作船舶主机使用。大功率四冲程中速柴油机因其尺寸与重量小较适于作为滚装船和集装箱船舶主机。船舶发电柴油机因其发电机要求功率不大，转速较高以及结构简单，因而均采用中、高速四冲程筒形活塞式柴油机。1/12/202331第二节

船舶柴油机的开展3218世纪初，英国资本主义的开展促进了蒸汽机的创造，并由此开始了产业革命，推动了生产力的开展。随着生产力的开展，蒸汽机热效率低以及过于笨重问题越来越突出，已不能适应社会生产力开展的要求，因而产生了对新型动力机械的需求。1876年，德国人奥托第一次提出了四冲程循环原理，并创造了电点火的四冲程煤气机。该煤气机运转平稳，热效率可达14％，在当时曾得到普遍使用。1880年一些工程师成功地开发了二冲程内燃机。1/12/2023331887年汽油机驱动的轮船航行在江上。1893年德国人RudolfDiesel提出了柴油机原理并获压缩发火内燃机专利，1897年底MAN公司研制成功第一台使用液体燃料的柴油内燃机〔压燃式、空气喷射、定压燃烧〕，其热效率为16.6%比煤气机提高了近一倍。1900年英国制成舰用柴油机。1902年德国首先把柴油机用作商船动力，又于1904年用于潜艇。1905年瑞士建成第一台可反转二冲程柴油机1908年俄国制成1m缸径的预燃室柴油机。1912年丹麦B&W公司建造了第一台用柴油机作为主机的远洋船。以双机双桨方式装在雪兰迪亚号上远航曼谷成功。1/12/202334此举为远洋舰艇装备柴油机的开端。也为内燃机作为船舶动力装置典定了坚实的根底。20世纪60年代柴油机取代蒸汽轮机成为船用主机的主力军，在各型民用船舶和中小型舰艇推进装置中占主导地位。98%船只以柴油机作为主动力。内燃机的问世，是继蒸汽机之后发动机开展的又一个里程碑，为现代工业的开展奠定了根底。柴油机由于其优势，问世后就被应用于船舶运输业，对20世纪船舶运输业的开展起了重要的作用。经过二百多年的开展，高集成、模块化、网络结构、人工智能技术在船舶上的成功应用，船舶动力装置的开展已进入了一个全新的阶段。1/12/202335船舶柴油机开展的第一阶段船舶柴油机的初步开展期20世纪初至20世纪40年代。尽管从1903年开始已经将柴油机用于船舶推进装置。柴油机动力装置真正具有里程碑意义的以下几艘船舶；1910年下水最早的沿海柴油机船Romagna轮。使用了两台Sulzer气口扫气二冲程柴油机；世界上第一艘远洋柴油机船Selandia轮，1912年投入营运，；装备了两台B&W公司生产的DM8150X柴油机。1/12/202336第一艘安装二冲程十字头式柴油机的轮船，1912年投入营运，它装备了4台Sulzer公司生产的6ST70柴油机，该轮的下水和投入营运，打破了当时有关柴油机推进装置不能用于大型船舶的偏见。这一阶段在船舶领域，蒸汽机与柴油机并存，两种发动机相比较而存在，相竞争而开展。但随着柴油机技术的不断开展及其产品性能的不断提高，柴油机逐渐取代了蒸汽机，20世纪40年代以后，新建商船已经很少有蒸汽船了。1/12/202337Diesel创造的柴油机是一种空气喷射式发动机，它需要用高压气将燃油喷入柴油机的燃烧室并将其雾化。这种喷射和雾化方式存在很多问题，一是需要由柴油机带动两级式的压缩机以产生高压空气，使得柴油机在结构上非常笨重二是喷射空气的压力不够高，仅仅略高于柴油机的压缩压力，因而燃油的喷射和雾化效果不佳，进而影响柴油机的燃烧过程，三是耗能高，带动空气缩机大约要消耗15%的柴油机功率。1/12/202338在船舶柴油机开展的第一阶段里，柴油机技术逐步完善，其中最关键的技术是无气喷射技术。在柴油机创造不久，就有许多研究人员致力于解决这一问题。1927年由R.Bosch创造的喷油泵在柴油机上正式使用，是柴油机技术的一个突破性进步，使原来带有笨重压缩机的柴油机的重量大大减轻。喷油设备的开展促进了柴油机的开展，并广泛用于车辆、船舶等运输机械上来。这一技术一直沿用至今。喷油泵1/12/202339增压技术也是这一阶段中创造的。1905年瑞士人AlfredBuechi提出了废气涡轮增压的专利。但在早期主要采用是机械增压，目的是为了获得足够的扫气空气，根本上采用往复泵和罗茨泵等形式第一台废气涡轮增压柴油机由MAN公司于1927年生产，其安装的增压器由BBC公司生产，增压比为1.3采用增压技术将该柴油机缸径540mm，行程600mm。功率由1250kW〔240r/min〕提高到1765kW〔275r/min〕。当时由于增压器制造水平的限制，这台增压器的体积庞大、笨重，此项技术未能迅速推广。增压器1/12/202340船舶柴油机开展的第二阶段是从20世纪40年代至70年代。第二次世界大战以后，随着社会生产力迅速开展，对船舶运输业的要求不断增长。由于这一阶段船舶一直向大型化及高速化方向开展，对船舶推进装置提出了新的要求，所需的主机功率日益提高，使得柴油机在船舶动力装置中取得了明显的压倒优势。这一时期是船用低速柴油机开展的黄金时期其主要特征是向大缸径大功率方向开展，以提高增压程度和加大气缸排量作为提高单缸功率的主要措施。1/12/202341船用低速柴油机的第一次飞跃加大气缸排量的主要手段是加大气缸直径，其相应的单缸功率在1977年已到达4600马力在这一阶段，船舶柴油机开展的主要技术特征是废气涡轮增压技术的成熟和普及。性能得到改善重量减轻体积减小，能作为一个附件装在柴油机上。使得船用柴油机的功率大大提高，是船用低速柴油机开展中的重要里程碑。船舶柴油机在此期间还取得了大缸径、焊接结构以及使用劣质燃油等重大技术成果，并逐步开展了船用低速柴油机系列。1/12/202342船舶柴油机开展的第三阶段从20世纪70年代至90年代末。70年代的两次石油危机使石油涨价三倍船舶柴油机的燃油费用支出一跃占总营运本钱的40％～50％。降低柴油机的燃油支出费用、提高柴油机经济性已成为第一要求。此外，苏伊士运河的通航也使得对特大型船舶的需求量减少。这一阶段着重于改进增压技术以提高柴油机的单机功率并降低比重量以及提高可靠性和提高经济性等问题。1/12/202343技术不断趋于完善而柴油机的机型在逐渐减少。各船用柴油机厂之间开始进行大规模的淘汰、调整和重新组合。从以前的八种船用低速柴油机品牌〔由八大船用柴油机制造厂生产〕减少到三种。船舶柴油机制造公司的合并与重组导致柴油机机型的减少和系列的完备。B&W、MAN、Sulzer。第一个特征1/12/202344第二个特征节能技术研究和开展在20世纪70年代末到90年代，各类节能型柴油机大量出现，机型更新周期大大缩短，各类柴油机均采用各种节能措施降低油耗率，努力提高柴油机的有效热效率。不仅仅在于提柴油机本身的热率，更着重于提高柴油机动力装置的整体效率，也就是提高螺旋桨的推进效率。同时，由于供给船用柴油机的燃油质量日益低劣，使得船用柴油机在使用劣质燃油的技术上又有了新的开展。1/12/202345节能高效1975年11月丹麦B&W公司在6万吨散货船帕纳马克斯号上的改进研究，在航速保持16节不变的情况下，将螺旋桨直径由6.35m加大到9m，通过增加减速装置使螺旋桨转速由原来的140r／min降低到50r／min，到达了节约燃油30％以上的效果。这一研究成果引起了造船界的高度重视，降低柴油机转速，提高推进效率成为了当时低速柴油机的开展趋势。这就导致了长行程以及超长行程低速柴油机的研制。1/12/202346根据散装船、油船和集装箱船对推进装置的不同要求，目前已形成了普通行程、长行程和超长行程的完备的船舶柴油机系列。在柴油机节能技术开展的同时，柴油机的可靠性也有了长足的开展。各种先进技术的运用大大提高了船用柴油机的可靠性。现代船用低速柴油机的吊缸周期已从20世纪60年代的5—6Kh提高到8～12Kh，甚至高达20Kh。在此期间船用二冲程低速柴油机的气缸排量没有进一步提高，气缸直径根本保持在600～980mm，柴油机功率的提高主要依赖于增压技术改进和柴油机强化程度的提高。此外，针对日益兴起的四冲程中速柴油机的竞争，开发了一系列小缸径〔260mm，350mm〕的低速柴油机。1/12/202347船舶柴油机开展的第四阶段从21世纪初开始，其特征是电子控制在船舶柴油机上的应用，实现了柴油机控制与操纵自动化，即对船用柴油机及其附属设备进行自动控制及自动监视。20世纪60年代初已开始在控制室内对主机集中控制与集中监视，70年代电子技术开始在柴油机上使用。80年代柴油机的电子控制技术已有了很大开展，除可监视柴油机的运行工况外，还可保持柴油机各运行参数的最正确值，以求得柴油机功率、燃油消耗和其他有关性能的最正确平衡，并由此开展了柴油机的故障诊断、未来趋势预报等技术，把柴油机的管理技术提高到一个崭新的水平。1/12/202348电子控制式船舶柴油机最典型的机型是2000年推出SulzerRT-flex全电子控制的智能型柴油机，该柴油机取消了凸轮轴传动齿轮、凸轮轴、燃油喷射泵、气阀控制机构及换向伺服器等设备，而将电子设备及其软件应用于船舶柴油机并成为船舶柴油机的根本组成局部。柴油机的所有主要功能如燃油喷射、排气阀驱动、柴油机的起动和气缸润滑是全电子控制的。发动机的管理采用DENIS模块和MAPEX监控与维护专家系统，1/12/202349大功率四冲程中速机经历了五代机型在船用低速二冲程柴油机开展的同时，大功率四冲程中速柴油机自20世纪50年代开始也得到了稳步开展。它的最大优点是重量轻，尺寸小，可选用最正确的螺旋桨转速。在工作可靠性、使用寿命、经济性及对劣质燃油的适应性方面均有明显改进，根本上到达与低速机相近水平。近年建造的2000GT以上的船舶中，使用中速机作主机船舶数量到达了35%～40%，装机功率也到达了装机总功率的20%左右。1/12/202350第三节

船舶柴油机当前的技术水平51生产船用低速柴油机有MAN、B&W、所占比例占为72%，Sulzer23%左右和日本三菱公司占约5%。在世界船用柴油机行业中，西欧的品牌一统天下。其他国家的造机企业几乎都是贴牌生产。日本从20世纪50年代中期成为世界第一造船大国，70年代中期成为世界第一造机大国。当今世界第一造机大国和第一造船大国——韩国也无自己的品牌。这主要是跟西欧400多年来的海上殖民历史有密切关系。远洋船舶的航运品牌树立、维修和效劳网点布置不是几年甚至几十年时间能够完成的。国外船舶柴油机使用情况1/12/202352我国的船舶柴油机开展状况我国对低速二冲程船舶柴油机研制始于1958年，在20世纪50~70年代。改革开放以来，逐步引进Sulzer、MANB&W公司专利进行生产。目前国内有10多家生产船用柴油机的企业，规模较大的仅有沪东重机、大连船用柴油机厂和宜昌船用柴油机厂三家。其他船用柴油机厂的单机功较低，主要用于中小船舶。自20世纪80年代初到90年代中期，国产主机装船率呈上升趋势。1/12/202353中船三井柴油机公司的试验台架1/12/202354上海曲轴厂生产的曲轴1/12/202355我国船用柴油机行业目前存在的主要问题是产能较弱，产量规模和单机功率远低于先进造船国家，无法满足造船工业的要求。据统计1982年国产柴油机的比例仅为25%，大局部从日本进口。在1982~2001年20年间中国船厂建造的新船用柴油机按台数计，国产主机占50%，进口主机占41%，按功率计，国主机占67%，进口主机占30%。1/12/202356船舶柴油机经过了100多年开展，尽管现代船用柴油机已经开展到一个很高的技术水平，柴油机的技术已趋完善，但随着生产力的开展，特别是在能源与环境问题的双重压力之下，将会对船用柴油机提出更高的要求，船舶柴油机还将得到继续开展和改进。从目前的情况看，柴油机动力装置在民用船舶上占统治地位这一状况不会发生变化。大型低速二冲程柴油机仍将是散装船、油船和集装箱船的主要动力装置。针对不同类型船舶对动力装置的要求，Sulzer和MANB&W的MC型柴油机都已形成了普通行程、长行程和超长行程等不同系列的机型。气缸尺寸大中小完备，功率范围齐全。1/12/202357为适应下一代大型集装箱船开发要求，柴油机的单缸和单机功率会继续上升；大型客船、滚装客船和滚装船航速的提高及柴油机电力推进的开展，促进了大功率中速柴油机的开发电子控制技术在柴油机上的成功应用那么会促使柴油机性能的全面提高。当前船舶柴油机开展的根本目标仍然是强化、低耗、可靠、低排放和大功率，也可以概括为：以节能为中心，充分兼顾到排放到与可靠性的要求，全面提高柴油机性能。1/12/202358第四节

船舶柴油机的开展趋势59当前船舶柴油机开展的根本目标仍然是强化、低耗、可靠、低排放和大功率，可以概括为：以节能为中心，充分兼顾到排放到与可靠性的要求，全面提高柴油机性能。今后船舶柴油机的研究和开展趋势仍然在以下几个方面：〔1〕提高经济性的研究。〔2〕柴油机电子控制技术的研究。〔3〕降低柴油机排放的研究。〔4〕进一步提高柴油机的强化程度和提高柴油机的单缸、单机功率的研究。〔5〕改进柴油机的结构和提高可靠性与耐久性的研究。〔6〕代用燃料的研究。1/12/202360提高经济性的研究采用定压涡轮增压系统和高效率废气涡轮增压器增大行程缸径比例s/D提高最高爆发力与平均有效压力增大压缩比采用可变喷油定时机构降低摩擦损失功提高机械效率轴带发电机柴油机废热再利用改进喷射与燃烧技术1/12/202361在高增压柴油机上采用定压涡轮增压系统代替脉冲涡轮增压系统是现代柴油机的一大显著特点，同时也有利于提高增压器的效率和功率。新型高效涡轮增压器的开展和使用，使增压器效率由20世纪60年代的50%~60%提高到现在的70%~76%，由些显著降低了柴油机燃油消耗率。1．采用定压涡轮增压系统和

高效率废气涡轮增压器1/12/2023622．增大行程缸径比例s/D增大行程缸径比例s/D的主要目的是降低柴油机转速，以提高螺旋桨推进效率，从面提高动力装置的总效率。这是自石油危机以来提高船舶柴油机动力装置经济性的重要措施。自20世纪70年代末期开始，s/D的增大速度很快，并逐步开发了低速柴油机的长行程和超长行程柴油机系列。Sulzer系列柴油机的s/D值已到了4.173，而MANB&W公司最新研制的S-ME-B系列柴油机的s/D值甚至达4.4。增大s/D使柴油机结构复杂，造价增加，因而s/D的增加是有限度的。1/12/2023633．提高最高爆发力与平均有效压力可显著降低燃油消耗率。现代船用柴油均广泛采用这种措施降低油耗率。但大幅度提高PZ是十分困难的，它受到了柴油机负荷的限制，必须同时采取相应措施保证柴油机的可靠性。因而从20世纪60年代到70年代中期，船用柴油机的PZ虽然逐步增加，但增加幅度不大〔在近20年内仅提高约2.5MPa〕。从20世纪70年代中期到80年代中期，柴油机的PZ值有了大幅度增长，增加约5MPa。目前有些低速柴油机的PZ已达16MPa，甚至18MPa，而船用中速柴油机的PZ那么到达20MPa以上。1/12/2023644．增大压缩比ε在增压柴油机上尤其是高增压柴油机上，为了限制pz，保证柴油机有足够的机械强度，过去常用的措施是降低柴油机的压缩比，但由此也降低了经济性。显然，这种措施已不符合现代柴油机的开展需求。现代船用低速柴油机为了提高经济性，根据理论循环的结论仍然采用了适当增大压缩比的措施，把压缩比由10左右提高到16～19之间。1/12/2023655．采用可变喷油定时机构重视提高柴油机局部负荷〔工况〕下的pz值。因为现代船用柴油机的实际使用功率通常均小于标定功率；柴油机在局部负荷运转时pz随负荷的减小而降低。如果在局部负荷时能使pe值一直保持其标定值，那么燃油消耗率减少。采用可变喷油定时机构可在柴油机负荷变化时自动调整其喷油提前角，保证在局部负荷(通常为80％～100％负荷)时柴油机的pz根本不变，而在50％～80％负荷范围内也有较高的pz值。1/12/2023666．降低摩擦损失功提高机械效率柴油机的摩擦损失约占机械损失的40％，因而降低摩擦损失是提高ηm的主要途径。现代船用低速柴油机采用短裙和超短裙活塞、减少活塞环数量〔如由5道减为4道〕及改善活塞环的工作条件等措施降低摩擦损失，提高机械效率。1/12/2023677．轴带发电机在主柴油机正常运转期间(通常要求主机转速>70％标定转速)，通过专设的恒速传动装置驱动发电机，可发出满足船舶航行所需要的电力。采用轴带发电机在航行期间可停止发电柴油机运转。此装置并不直接降低柴油机油耗率，但提高船舶动力装置的经济性。这种装置的优点主要有：可使用油耗率较低的主柴油机供给电力，可节省发电柴油机运转时的滑油消耗，减少发电柴油机的数量与维修费用。1/12/2023688．柴油机废热再利用柴油机的废气和冷却介质带走了燃料总发热量中50％左右的热量。充分利用这一局部废热的能量，对提高整个动力装置的经济性有重要意义。如利用废气涡轮发电机组、废气锅炉产生蒸汽用以发电或供热等。目前这方面的问题仍在研究与探索之中。1/12/2023699．改进喷射与燃烧技术在高增压柴油机中缩短喷射持续期，改善雾化质量提高燃烧效率是该型柴油机的重大研究课题之一。为此，开展了高喷油压力(达100—140MPa)、高喷油率以缩短喷射持续期的喷射系统，并采取优化喷射系统结构措施提高雾化质量，提高燃烧效率。上述这些措施不仅是以往提高柴油机经济性的主要手段，也仍将是今后继续提高柴油机经济性的研究内容。1/12/202370二、柴油机电子控制技术的研究

柴油机电子控制技术是将电子设备及其软件应用于船舶柴油机并成为船舶柴油机的根本组成局部，柴油机的所有主要功能如燃油喷射、排气阀驱动、气缸润滑以及柴油机的操纵、控制和维护管理。1/12/202371三、降低柴油机排放的研究柴油机排放是大气污染的重要污染源，控制排放是现代柴油机面临的严重挑战，许多控制排放的措施是以牺牲柴油机的经济性为代价的，随着对船舶柴油机排放控制的限制日益严格，使得提高柴油机的经济性更加困难，这也是船舶柴油机开展中的新课题。目前对船舶柴油机排放的控制主要是对柴油机的氮氧化物排放和硫氧化物排放的控制，进一步的控制还可能涉及排放中的有害颗粒甚至限制CO2，的排放。1/12/202372四、提高船舶柴油机功率1．提高柴油机的强化程度在不改变柴油机重大结构尺寸的