711所五大舉措確保柴油機更得力

“性能優化是確保柴油機充滿青春活力的關鍵。”在日前舉行的一次柴油機技術研討活動中，我國柴油機專家、中國船舶重工集團公司第711研究所研究員莊保怡指出，在柴油機可靠性得到保證的前提下，降低燃油消耗及排放水平正成為柴油機領域日漸受到重視的課題，而這些性能的優化可以通過一些具體措施來實現。

莊保怡表示，這些措施可分為5個方面：

一是優化增壓系統，提高增壓壓力。增壓技術的出現是柴油機研發史上的一個里程碑，該項技術的發展，大幅提高了柴油機功率，降低了排放水平，增強了其經濟性。目前，增壓器綜合效率提高后，可以通過以下3種不同的途徑改善柴油機的性能：其一，在功率不變的情況下，使柴油機的排氣溫度及熱負荷下降；其二，在排氣溫度和熱負荷保持原有水平的狀態下, 提高了柴油機的功率；其三，增壓器效率提高，能使增壓壓力增強，通過調整氣閥正時，可以使柴油機的油耗下降。

二是優化燃油系統，提高燃油噴射壓力。目前，在高壓燃油泵的噴射壓力方面，國產柴油機仍然有相當大的提升空間。莊保怡認為，在確保柴油機可靠性基礎上，應通過提高增壓壓力來提升最高爆發壓力和燃油噴射壓力，以改善柴油機的性能。在提高燃油噴射壓力的同時，必須優化噴油正時，優化燃油系統中相關部件，如對噴嘴孔的數量、直徑、噴射角度等進行調整，同時改進燃燒室的形狀，使噴霧與燃燒室形狀匹配以達到最佳燃燒狀態。

三是推行柴油機智能化電控技術。莊保怡介紹說，這一技術已成為優化柴油機性能的主要途徑，也是今后柴油機性能繼續優化的主要方向�，F代柴油機智能化電控技術主要包括電控燃油噴射技術、電控增壓技術、電控狀態監測與故障診斷等。其中，電控燃油噴射技術在最近30年快速發展，而共軌燃油噴射系統技術是目前柴油機燃油噴射系統技術中最先進的，可以獨立控制燃油噴射壓力和燃油噴射過程，實現噴油量、噴油定時和噴油速率的最佳控制，從而大幅改善柴油機性能。

四是降低摩擦損失，提高機械效率。有關資料表明，摩擦能導致柴油機輸出功率損失15%左右，換句話說，減少摩擦損失有助于提高機械效率，在相同輸出功率下，就可以降低燃油消耗，改善經濟性。在柴油機零部件中，造成摩擦損失最大的當屬活塞組件，其次是主軸承和連桿軸承及氣閥傳動機構，再次是噴油泵、機油泵、水泵及燃油輸送泵，減少摩擦損失可以從這些方面著手。

五是改善低工況性能。莊保怡建議，通過采用雙環路冷卻系統等技術措施，來改善柴油機低工況性能。采用雙環路冷卻系統既有助于降低燃油消耗，又能降低排放和減少缸內積碳。同時，在低負荷狀態下采用專門的加熱系統對海水進行加熱，可以提高通過空冷器的進氣溫度，再加上特定增壓系統的采用，能讓柴油機低負荷性能十分出色。例如，MTU公司就在MTU20V1163 型柴油機上，通過采用相繼增壓系統和在低負荷時對海水進行加熱等技術措施，確保了該型柴油機在3%負荷狀態下正常運行。