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1、新一代船用柴油機 及其控制系統(tǒng) 主要內容 概述 新型船用柴油機的研發(fā)目的 技術創(chuàng)新要點 未來性能指標 對航運業(yè)的影響 一、概述 歐洲開發(fā)的科研項目 HERCULES (HERCULES High Efficiency R&D on Combustion with Ultra Low Emissions for Ships 高效率超低排放船 用柴油機 ) 歐洲十國聯(lián)合開發(fā) 英國 、 法國 、 德國 、 丹麥 、 意大利 、 希臘 、 瑞典 、 芬蘭 、 瑞士 、 捷克 。 40家單位參加研發(fā) MAN-B&W、 WARTSILA-SULZER、 ABB、 MAERSK、 雅典理工大學等 。 科研經
2、費 3330萬歐元 歷時 43個月 從 2004年 3月至 2007年 9月 共有 9個課題組 、 18項大課題 、 54項子課題 ， 所有項目都通 過了柴油機樣機試驗和部分實船試驗 二、研發(fā)目的 新型船用柴油機的研發(fā)目的 ， 主要有三個方面： 1.大大降低船用柴油機有害氣體和顆粒的排放量 。 2.提高柴油機的工作效率 ， 降低燃油消耗 ， 同時 ， 降低 CO2的排放量 。 3.增大柴油機動力裝置的可靠性 。 三、 技術創(chuàng)新 1. 全新的柴油機燃燒概念 采用高參數(shù) 四沖程柴油機： 最大爆炸壓力 250 bar， 平均有效壓力 30 bar,使柴油機的功率重量 比提高 23.7，同時效率提高及
3、排放降低。 高強度材料 活塞頂部特殊的幾何形狀 三、 技術創(chuàng)新 2. 多級智能增壓 采用二級廢氣渦輪增 壓裝置。 電動增壓裝置 (可逆 ) 在增壓空氣壓力較低時， 作為 電動機 驅動壓氣機 對空氣進行增壓；在增 壓空氣壓力較高（廢氣 能量過剩），作為 發(fā)電 機 向電網供電。 壓氣機端空氣流通面 積將隨主機的工況不同 而變化。 三、 技術創(chuàng)新 3. 廢熱利用及電力推進綜合裝置 有一套由主機廢氣驅動的 燃氣輪機裝置 和一 套由鍋爐蒸汽驅動的 蒸汽輪機裝置 ，它們共同 驅動一臺 發(fā)電機 向相對獨立的電網供電。 在主機的驅動軸上安裝了一臺 大型電機 ，它 既可作為驅動 電動機 ，也可作為 軸帶發(fā)電機
4、。 在主機運行時，廢熱能量可通過獨立電網驅動 此電機向螺旋槳提供能量。當柴油發(fā)電機組有 故障時，此電機將作為軸帶發(fā)電機向電網供電 。 三、 技術創(chuàng)新 4. 柴油機的加水燃 燒 采用了加水燃燒 方法來降低 NOX含量。 二沖程柴油機采用直 接噴水的方法，由電 磁閥控制噴水；四沖 程柴油機采用水蒸發(fā) 使增壓空氣加濕方法， 提高掃氣濕度，實驗 表明 增壓空氣中的含 水量為 6時， NOX 排放量大約降低 40 。 三、 技術創(chuàng)新 廢氣再循 環(huán)是降低排放的 第二種方法。柴 油機排出的部分 燃氣（約為 排氣 總量的 15 ）經 過洗滌器、海水 冷卻器、淡水冷 卻器進入掃氣箱， 與增壓空氣混合 后進入氣缸
5、燃燒。 采用此方法在主 機滿負荷時 NOX 的排放量可降低 60 。 5. 廢氣再循環(huán) (EGR) 三、 技術創(chuàng)新 6. 廢氣后處理 降低排放的第 三種方法 。 在主機廢氣進 入大氣之前裝配了 等離子洗滌裝置 ， 由水泵將中和劑加 壓送至 兩套噴頭 向 排出廢氣噴射 ， 進 行兩級洗滌 。 三、 技術創(chuàng)新 7 低摩擦材料和 自適應減震器 新型柴油機的軸承、氣缸套、活塞環(huán)等使用 特殊的材料和利用特殊的結構設計來降低摩 擦阻力； 例如，使用 低摩擦的非金屬軸承材料 一項就 可將柴油機的 摩擦損失減少 10 。 采用自適應的減震器來降低柴油機的震動。 降低磨損、提高可靠性和工作效率 三、 技術創(chuàng)新
6、8. 柴油機綜合智能控制系統(tǒng) 綜合智能控制系統(tǒng)采用了高級控制算 法對多級智能增壓系統(tǒng)、 廢熱利用及電力 推進綜合裝置、 廢氣再循環(huán)系統(tǒng)、加水燃 燒裝置、自適應的減震器、燃油共軌噴射 系統(tǒng)等實施全面的智能控制。 控制算法：神經網絡強大的學習功能 網絡結構： CAN現(xiàn)場總線可靠性高、 傳輸速度快 四、未來性能指標 下表是 2010年和 2020年新型實船柴油機主要指標計 劃達到的目標 ,它是與目前最佳性能和最高標準的船用柴 油機指標相比的。 五、 新型船用柴油機對航運業(yè)的影響 1. 直接促進國際海事公約與法規(guī)的不斷完善 。 2. 未來訂造含有新型柴油機的船舶將是船東的必 要選擇 。 3. 新型柴油機及其相關的設備和配套工程應納入 造船廠的發(fā)展計劃中 。 4. 新型柴油機及其控制系統(tǒng)將將成為未來船員培 訓的重要內容。 謝 謝！
代船用柴油機及其控制系統(tǒng)
