船用柴油機(jī)超低負(fù)荷運(yùn)行分析及策略簡析

夏宏波

摘 ?要：改革開放以后，我國的船用柴油機(jī)不斷得到發(fā)展，取得了很大的成就，許多船業(yè)公司、技術(shù)單位在和高校等科研組織的聯(lián)合研究下，積極發(fā)展技術(shù)，更新設(shè)備，攻克難關(guān)，船舶行業(yè)得到了很大的提升。但是在這些成就的基礎(chǔ)上我們也是要注意到我國船舶仍是在使用低速柴油機(jī)，而且這些低速柴油機(jī)在我國境內(nèi)還沒有系統(tǒng)的生產(chǎn)點(diǎn)，這些我們依舊是在使用日本、韓國進(jìn)口的柴油機(jī)，這對我們國家的航海安全是存在很大的隱患的。而且由于低速柴油機(jī)由于運(yùn)行效率并不高，在超低負(fù)荷情況下會(huì)產(chǎn)生很大的風(fēng)險(xiǎn)，對船舶的長久發(fā)展是不利的。本文就船用柴油機(jī)的超低負(fù)荷運(yùn)行產(chǎn)生的問題進(jìn)行簡單的分析和粗略的研究，簡要的發(fā)表一下自己的意見。

關(guān)鍵詞：船用柴油機(jī);超低負(fù)荷;策略研究

一般的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的最好的工作負(fù)荷是能夠持續(xù)標(biāo)定功率（SCMR）為70%～90%SCMR。但是由于行船的多變性這對船舶柴油機(jī)的要求更高。船舶柴油機(jī)要能夠達(dá)到在超低負(fù)荷（5%～30%SCMR）時(shí)也能持續(xù)工作。這樣比普通的柴油機(jī)要求更高了，當(dāng)然高標(biāo)準(zhǔn)的柴油機(jī)往往是來自國外的，這樣在價(jià)錢上也會(huì)更高。而我們?nèi)绾文軌蜃龅皆诮档统杀镜那疤嵯虏粩鄬?shí)現(xiàn)船用柴油機(jī)的優(yōu)化，既不提高成本，又提高了工作效率。

1理論分析

不同負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)是不一樣的。在緩燃期柴油機(jī)的混合氣壓力和溫度都很高，是最理想的燃燒狀態(tài)。，這種緩燃期并不是船舶柴油機(jī)的一個(gè)常態(tài)，有時(shí)船舶的狀態(tài)是處于超低負(fù)荷的。但是在超低負(fù)荷下柴油機(jī)的爆壓太低，所產(chǎn)生的氣壓壓力值過小，很難進(jìn)行燃燒或者說燃燒狀態(tài)不太好。而且主機(jī)和增壓器不配，過低的氣壓值所產(chǎn)生的氣流量太少，由于他們經(jīng)過的機(jī)器的氣流量太少，所以不能產(chǎn)生燃燒，這樣就會(huì)有一部分氣壓產(chǎn)生滯留，增加增壓器的工作壓力，降低燃燒效率。而且還會(huì)造成掃氣壓力的大幅度下降，延長柴油到達(dá)燃燒的點(diǎn)，降低燃燒率。在減速以后的循環(huán)供油工作量也會(huì)降低，但是在高負(fù)荷壓力的時(shí)候我們未對噴油嘴的尺寸做出改變，這樣就會(huì)造成噴壓力惡化，進(jìn)而一步地影響燃燒，降低柴油機(jī)的工作效率。

2狀況及危害

柴油機(jī)的工作負(fù)荷一直都是穩(wěn)定的，但是由于船用柴油機(jī)一直處于一個(gè)超低負(fù)荷的狀態(tài)，所以這樣多少肯定是會(huì)對柴油機(jī)產(chǎn)生一定的危害的，這些危害分別是由于不同的原因產(chǎn)生的，但是他們卻往往是一個(gè)相通的一個(gè)過程。由于柴油機(jī)在低負(fù)荷時(shí)燃燒不充分，但是同時(shí)在燃燒的時(shí)候又進(jìn)入了大量的空氣所以很有可能對造成掃氣箱臟或者堵及排氣門積碳等危害。而且柴油機(jī)內(nèi)部空氣變多以后，造成整個(gè)柴油機(jī)的空氣擁堵，污染渦輪增壓器，使增壓器功能下降。每一個(gè)柴油機(jī)都會(huì)配置一個(gè)自動(dòng)扶風(fēng)機(jī)器，當(dāng)柴油機(jī)內(nèi)部空氣達(dá)到一定數(shù)量的時(shí)候，扶風(fēng)機(jī)為了柴油機(jī)能夠正常的工作，會(huì)一直掃風(fēng)，這樣長時(shí)間的掃風(fēng)工作必然會(huì)導(dǎo)致輔助風(fēng)機(jī)和掃氣總管的翻板閥破損，對柴油機(jī)產(chǎn)生危害。

3策略研究

3.1對柴油機(jī)適當(dāng)進(jìn)行改造

通過研究我們可以發(fā)現(xiàn)船用柴油機(jī)一直都是處于一個(gè)超低負(fù)荷的狀態(tài)，所以當(dāng)我們在制作船用柴油機(jī)的時(shí)候可以對船用柴油機(jī)進(jìn)行一系列的改造，使值更加符合船用柴油機(jī)的要求。首先船用柴油機(jī)一直在超低負(fù)荷下工作時(shí)，它的噴油量就會(huì)下降，這樣就會(huì)增加了噴油的壓力了，當(dāng)燃油霧化達(dá)不到要求時(shí)，柴油機(jī)內(nèi)部各個(gè)部件的油量就會(huì)產(chǎn)生短缺，達(dá)不到燃燒的要求。這樣我們可以使用噴孔直徑較小，底部壓力直徑室較小的滑伐式噴油器。降低油孔直徑后，提高了噴油的壓力，這樣就提高了其霧化和燃燒的能力?；蛘呤俏覀兛梢园惭b柔性切斷系統(tǒng)。這是一個(gè)新的系統(tǒng)，是能夠提高柴油機(jī)的工作效率的，在一定程度上能夠提高柴油機(jī)的工作負(fù)荷能力，這樣也是在另外一個(gè)程度上解決了柴油機(jī)的超低負(fù)荷的問題，能夠提高柴油機(jī)的工作效率，提高船舶的效率。

3.2對柴油機(jī)內(nèi)部加強(qiáng)管理

柴油機(jī)一直處于超低負(fù)荷的功率下其實(shí)是對柴油機(jī)的一個(gè)高負(fù)荷工作，長時(shí)期的柴機(jī)油高負(fù)荷工作是容易使柴油機(jī)產(chǎn)生老化和積落灰塵，所以想要提高柴油機(jī)的使用壽命就需要定期對柴油機(jī)進(jìn)行一個(gè)清洗和整理。首先在產(chǎn)生積氣的廢棄爐要每隔八到十二個(gè)小時(shí)進(jìn)行藥物沖洗，每隔五百個(gè)小時(shí)對掃氣箱進(jìn)行清潔。另外由于進(jìn)入過多空氣或者產(chǎn)生過多的廢物時(shí)，所以我們就要每隔一段時(shí)間對增壓器進(jìn)行清洗。而且主機(jī)也要進(jìn)行定時(shí)的檢查和清洗，一旦出現(xiàn)過多的垃圾或者廢氣要及時(shí)的進(jìn)行清理。除此之外，由于掃氣機(jī)的壓力變大了，所以在進(jìn)行設(shè)備裝置的時(shí)候，可以考慮多安置幾個(gè)輔助風(fēng)機(jī)，這樣降低了原來風(fēng)機(jī)的壓力，延長了船用柴油機(jī)的使用壽命。

4電控柴油機(jī)策略

4.1氣缸斷油

部分柴油機(jī)的控制通過ECM對各缸運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)整，即是在超低負(fù)荷的工作狀態(tài)下對油缸進(jìn)行斷油處理。不斷改變柴油機(jī)主機(jī)的控制參數(shù)，工程師可以在柴油機(jī)里面安置電控發(fā)動(dòng)機(jī)ECM，電控發(fā)動(dòng)機(jī)具有延時(shí)性和控制性，能夠?qū)Σ裼蜋C(jī)進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)的長時(shí)間的監(jiān)控，進(jìn)而對柴油機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行一個(gè)簡單的調(diào)整，這樣能夠使柴油機(jī)在超低負(fù)荷下也能夠進(jìn)行工作，提高柴油的燃燒效率，提高了柴油機(jī)的馬力。

4.2相繼渦旋輪增壓

前面我們提到渦旋增壓器受到污染，造成柴油機(jī)內(nèi)部壓力不夠，所以工程師應(yīng)該在船用柴油機(jī)上面增加增壓器和二級廢氣渦旋增壓系統(tǒng)，通過主機(jī)運(yùn)行負(fù)荷及時(shí)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部氣壓，使每個(gè)增壓器都能高效的工作，對柴油機(jī)內(nèi)部進(jìn)行很好地安排和處理，在柴油機(jī)的內(nèi)部與外部之間增加好各部分的壓力和壓力值，做到柴油機(jī)的高效率使用。或者當(dāng)船用柴油機(jī)一直處于正常的工作狀態(tài)時(shí)，可以適當(dāng)減少柴油機(jī)內(nèi)部增壓器的使用，提高其經(jīng)濟(jì)性。要根據(jù)不同的情況來進(jìn)行不同的安排，這需要時(shí)刻監(jiān)視船舶柴油機(jī)內(nèi)部情況。

4.3多種模式進(jìn)行工作

電控發(fā)動(dòng)機(jī)是一門新的技術(shù)，電控發(fā)動(dòng)機(jī)具有清潔的特性，而且電控發(fā)動(dòng)機(jī)的主要?jiǎng)恿?dòng)力是電，使用能力也更加充分，所以電控發(fā)動(dòng)機(jī)也還具備省錢的特性。共軌壓力和噴油提前角是不同的系統(tǒng)，每套系統(tǒng)所能做到的排放廢氣和燃燒效率是不同的，所以在進(jìn)行船用柴油機(jī)的改造的時(shí)候工程師可以根據(jù)不同的需求模式對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行選擇，可以選擇較為經(jīng)濟(jì)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或者是選用清潔和優(yōu)化排放標(biāo)準(zhǔn)的電控發(fā)動(dòng)機(jī)，或者是二者兼有，這是可以根據(jù)需求來進(jìn)行選擇的。

4.4可逆的增壓裝置

在增壓器內(nèi)部壓力值過低的情況下也就是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不充分的時(shí)候，這時(shí)候通過一系列的參數(shù)反應(yīng)，可以使選擇電動(dòng)機(jī)壓力值來增壓內(nèi)部壓強(qiáng)和壓力，壓力值到達(dá)一定程度就能夠達(dá)到燃燒，這樣能夠提高柴油機(jī)的燃燒效率。而當(dāng)增壓器內(nèi)部壓力過高的時(shí)候，電動(dòng)機(jī)作為一個(gè)電力系統(tǒng)，可以轉(zhuǎn)而向電網(wǎng)輸送電力。

5結(jié)束語

綜上所述，我們了解到船用柴油機(jī)一直處于超低負(fù)荷下，是對船用柴油機(jī)的一個(gè)損害，但是由于我們目前發(fā)展?fàn)顩r來看，船用柴油機(jī)一直都是船舶發(fā)動(dòng)機(jī)主力股，我們不能避免這種情況，只能不斷的優(yōu)化它。以上只是個(gè)人提出的一些看法和建議，具體的情況還是要經(jīng)過實(shí)際的操作與檢驗(yàn)的，不過我相信這些建議都是有幫助的。無論怎樣發(fā)展，船用柴油機(jī)在我國大量優(yōu)秀的工程師的研究下，船用柴油機(jī)的未來發(fā)展一定是更好的，超低負(fù)荷下燃燒效率一定會(huì)越來越高，工作效率也會(huì)提高，這樣在一定程度上也是降低了工作成本，對船用柴油機(jī)的發(fā)展一定有利，我們可以盡情期待柴油機(jī)未來的發(fā)展。

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