船用柴油机（中速机）产品概述

第一节 产品定义及发展历程

一、产品定义

柴油机是用柴油作燃料的内燃机。船用柴油机一般分为高速、中速和低速柴油机，下表中列出船用中速柴油机的主要性能指标。

船用中速柴油机主要性能指标

二、发展历程

在1897年，法国人鲁道夫•狄赛尔（Rudorf•Diesel）最早制成了柴油机。该机在转速为172r/min时，发出14.7kW，其热效率达26.2％，这在当时已是最高的热效率了。从此以后，柴油机得到迅速发展，1903年首先装在船上，四年后即1907年，用于潜艇的正反转的柴油机试验成功。1912年装在远洋货轮上的柴油机首次远航试验起功。该船载重7000T（吨），航速11kn（节），柴油机的缸径D＝530mm，活塞行程S＝780mm，在140r/min时，输出功率Ne＝1471kW。

在1926年就有人设计出利用排气能量将进气压缩的废气涡轮增压器。但由于当时未能制造出性能良好的增压器而使增压技术多年得不到普及和推广。第二次世界大战后，随着人们对废气涡轮的研究，在耐热材料和压气机方面取得了显著的进展。另一方面，由于生产技术的发展，于是从1950年左右起，才开始在柴油机上采用增压方式。而如今的船用柴油机几乎已达到“无机不增压”的程度，因为增压后，柴油机的功率能提高1～3倍。废气涡轮增压对提高柴油机的性能作出了重大的贡献。

解放后，我国社会主义经济建设取得了伟大成就。柴油机工业也得到了迅速发展。1958年，我国第一台自行设计的135型柴油机试制成功，开辟了我国自行设计柴油机的广阔道路。三十多年来，我国已能自行设计的新机型从小到大，从低速到高速约达70多种。现在，我国巳能设计制造各种类型和各种用途的柴油机。在五十年代，我国多数柴油机是仿制产品，性能指标比较落后，从六十年代初至现在，大批量生产的第一代、第二代自行设计的柴油机其性能指标有了很大提高。就中、小功率高速柴油机来说，新老产品对比，功率提高了20～50％，平均有效压力增高了30～40％，燃油消耗率下降了10～20％，其中有些产品的性能指标达到了较高的水平。它们应用在快艇、船舶和军用车辆上。

在中速大功率柴油机方面，我国自行设计成功的12V240机、300系列机、12V390等机型是具有代表性的产品。它们的性能指标已达到或接近国外同类型产品的先进水平。此外，我国还生产了其它类型的中速机。

我国大功率中速柴油机经历了引进、自行研制、再引进国产化、消化吸收和提高的过程。上世纪50-60年代引进前苏联部分机型，在此基础上开发研制了我国中速柴油机，自行研制的中速机缸径系列有150、160、170、180、290、210、230、240、280、300、390mm。

柴油机的热效率高、经济性好、起动容易、对各类船舶有很大适应性，问世以后很快就被用作船舶推进动力。至20世纪50年代，在新建造的船舶中，柴油机几乎完全取代了蒸汽机。船用柴油机已是民用船舶、中小型舰艇和常规潜艇的主要动力。船用柴油机按其在船舶中的作用可分为主机和辅机。主机用作船舶的推进动力，辅机用来带动发电机、空气压缩机或水泵等。

第二节 产品特点及应用领域分析

中速柴油机大多为四冲程，其体积小，重量轻，制动快，比低速机更适合船舶使用。大功率中速机主要用于客运班轮、作业船、滚装船等。近年来，中速机在开发大缸径、提高整机功率方面做了大量工作，并在燃用劣质燃油、降低油耗、提高零部件的可靠性、提高使用寿命及高增压等方面取得显著成效。在各类内河航运船舶、近海航运船舶、工程船舶及舰船上，基本采用中速柴油机及中高速柴油机作为主动力。

中、高柴油机由于转速较高，—般不能与推进轴直接连接使用，而必须通过减速齿轮箱与推进轴连接。使用中、高速柴油机作为主机时，应选择最佳螺旋桨的转速，而使推进效率达到最大。这样就有可能使用较小的功率达到同样的航速，可节省燃料费用。采用中、高速柴油机时，除了单机单轴之外，还可使用2～4台柴油机通过减速齿轮箱与一根推进轴连结，它有单机单轴、双机单轴、三机单轴、四机单轴几种形式。

第三节 产业链概述

一、在产业链中的位置

二、相关行业简述

柴油机就是船舶的心脏。2009年上半年，金融危机对船舶行业的影响逐步显现，新船订单同比大幅减少，环比出现回升，手持船舶订单连续9个月下降。全国规模以上船舶工业企业1792家，完成工业总产值2561亿元，同比增长36.7%，增幅下降21.4个百分点。其中船舶制造业1955亿元，同比增长43%，增幅下降8.4个百分点；船舶配套业279.5亿元，同比增长42.3%，增幅下降44.6个百分点。

1-11月，全国规模以上船舶工业企业完成工业总产值4943亿元，同比增长29.2%，增幅下降34.4个百分点；完成出口交货值2284亿元，同比增长17.2%，增幅下降44.5个百分点。

2009年全年，我国造船完工4243万载重吨，同比增长47%。新接订单占世界市场份额的61.6%。海洋工程装备市场占有率进一步提高，2009年我国企业承接13座自升式钻井平台，占全球成交量的87%；我国企业承接了24艘海洋工程辅助船，占全球成交量的67%。

2005-2010年我国民用钢质船舶产量情况

单位：万%

第二部分 船用柴油机（中速机）产品生产技术发展趋势分析

第一节 产品生产技术发展现状

我国大功率中速柴油机经历了引进、自行研制、再引进国产化、消化吸收和提高的过程。近年来，我国船用中高速柴油机的技术水平获得较大发展，通过技术引进，不但掌握了国外柴油机先进技术，同时对我国柴油机制造厂家进行了相应的技术改进，补充和更新了一批关键工艺装备，积累了先进柴油机的制造经验。在消化、吸收国外先进技术同时，也研制了部分新一代船用柴油机。设计、研究和生产体系初具规模，但总体水平不高，关键零部件制造工艺落后，达不到高质量水平。目前，我国制造的远洋船舶上配套的中速机70％直接购买国外进口原装机，其余30％几乎都是国外许可证技术制造的产品，技术依赖于国外，没有自主知识产权。

第二节 产品生产工艺特点或流程

1、柴油机的基本结构组成

1）固定部件

主要由气缸盖，气缸套，机体，机座，主轴承等构成柴油机本体和运动件的支承，并和有关运动部件配合构成柴油机的工作空间。

2）运动部件

主要由活塞，活塞销，连杆，连杆螺栓，曲轴等组成.它们与固定部件配合完成空气压缩及热能到机械能的转换。

3）配气系统

它包括进气系统和排气系统。进气系统主要由空气滤清器，进气管件，气缸盖内的进气道，进气阀，气阀弹簧，摇臂，顶杆，凸轮轴和凸轮轴传动机构等所组成，用来在规定的时间内向气缸内充入足够的新鲜空气。

排气系统主要由排气阀，气阀弹簧，摇臂，顶杆，凸轮轴和传动机构以及排气管，排气消音器等组成.用来在规定时间内将气缸内作功后的废气排入大气。

4）燃油系统

它包括供应和喷射两个系统.前者由日用油柜，燃油滤清器，输油泵等组成，后者由喷油泵，高压油管和喷油器组成.其功用是供给柴油机燃烧作功所需的燃油。

5）润滑系统

主要作用是润滑摩擦表面，以减少机件的磨损，延长使用寿命，降低摩擦功率损失，提高机械效率。

6）冷却系统

主要作用是维持柴油机受热零部件在合适的温度状态下工作。

7）起动系统

柴油机本身无自行起动能力.起动系统的任务就是使柴油机从停车状态发动起来。

8）调速装置

调速装置的作用是使柴油机能按外界阻力矩的变化而自动改变喷油泵的喷油量，从而使柴油机在选定转速下稳定运转。

此外，船舶柴油机还设有换向装置，并将起动，调速，换向和停车集中控制组成操纵系统.多数柴油机还设有增压系统，用于进一步提高柴油机作功能力。

2、工艺特点

船用柴油机制造周期较长，工艺流程复杂，要求生产技术准备、计划调度、材料供应、人力资源配备科学合理。

第三节 国内外生产技术发展趋势分析

船用柴油机在机型发展方面总体看相对稳定，前几年，主要集中在提高机型可靠性方面。然而近年来，各国环境政策对柴油机的排放限制日趋严酷，而NOx、SO2等有害排放物的增加正是高强度与燃用劣质燃料油的副产品，而且这几种有害排放气体成分的含量，船用柴油机比汽车柴油机更甚。各柴油机厂商正在致力于下列共同追求的新型柴油机。

1、连续服役中的可靠性。

2、高度强化。即大幅度提高其最高燃烧压力和燃油喷射压力。

3、废气排放符合日趋严厉的排放法规要求。1997年船舶开始执行国际海事组织（IMO）制定的排放限值，各柴油机厂商采取工况控制或采取废气后处理，甚至重新设计以符合法规要求。

4、综合经济性好。不仅仅追求的燃油消耗率与劣质燃料的使用，而是包括价格、运行成本、省力、少维修、推进效率等。

5、总体结构趋于相同。气缸排列以直列和V形两种为主，既是技术目标，也是经济目标的要求。

6、规范化的接口。尽量满足用户的要求，适合不同配套辅助装置以及监控系统的应用。