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許多人可能不曾知曉，船舶上使用的發(fā)動(dòng)機(jī)以柴油機(jī)為主。與汽油機(jī)相比柴油機(jī)有著諸多優(yōu)勢(shì)，柴油分子量大，雖然燃燒得比較慢，卻能釋放很大的能量，讓發(fā)動(dòng)機(jī)能輸出較大的力量，同時(shí)運(yùn)行穩(wěn)定、維保便捷，柴油價(jià)格相對(duì)汽油也更具優(yōu)勢(shì)。因此一般需要?jiǎng)恿Ρ容^大、轉(zhuǎn)速要求不那么高的設(shè)備，如大型卡車(chē)、大型貨運(yùn)商船、便攜式發(fā)電機(jī)組等，都會(huì)選用柴油機(jī)作為動(dòng)力源?，F(xiàn)在世界最大的船舶排水量已經(jīng)可以達(dá)到近幾十萬(wàn)噸，如此大的噸位更需要強(qiáng)勁的動(dòng)力系統(tǒng)來(lái)支撐，柴油機(jī)由于熱效率、經(jīng)濟(jì)性高且技術(shù)成熟，毫無(wú)疑問(wèn)便是船舶動(dòng)力的首選。
 

在去年年底舉行的2019年中國(guó)國(guó)際海事展上，以濰柴動(dòng)力為代表的中國(guó)柴油機(jī)密集發(fā)布了新一代產(chǎn)品。其中濰柴動(dòng)力發(fā)布了M33、WH20、WH25、WH28等多款高端船舶動(dòng)力產(chǎn)品，就讓我們通過(guò)秀美精心制作的模型一起來(lái)欣賞一下這些力與美的作品吧。

M33發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)受?chē)?yán)苛的耐久試驗(yàn)考核，保證了關(guān)鍵零部件的高可靠性；采用濰柴自主ECU電控單元，可實(shí)現(xiàn)預(yù)噴、后噴等多次噴射，控制精準(zhǔn)，噪聲低、振動(dòng)小。

WH20系列船用柴油機(jī)(720-1320kW)

全新一代WH20柴油機(jī)，采用高增壓比增壓器，進(jìn)氣更充足，燃燒更充分，油耗持續(xù)優(yōu)化；主要運(yùn)動(dòng)件安全系數(shù)高，為柴油機(jī)的高可靠性提供了保障。

秀美制作WH28系列船用柴油機(jī)(1838-2700kW)

WH28發(fā)動(dòng)機(jī)，單缸功率高出同類(lèi)產(chǎn)品15%左右；可選用雙增壓器配置，發(fā)動(dòng)機(jī)低速響應(yīng)更好，低速扭矩儲(chǔ)備提升30%，動(dòng)力性更強(qiáng)，燃油耗更低，已通過(guò)中國(guó)二階段排放認(rèn)證。

秀美制作WH25系列船用柴油機(jī)(1259-2010kW)

WH25發(fā)動(dòng)機(jī)，采用燃油系統(tǒng)高噴射壓力以及高增壓比增壓器，排量大進(jìn)氣更充分，動(dòng)力強(qiáng)勁；高效率增壓器協(xié)同優(yōu)化配器設(shè)計(jì)，響應(yīng)性更佳、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行轉(zhuǎn)速范圍更廣，外圍零件采用模塊化設(shè)計(jì)，整機(jī)結(jié)構(gòu)更緊湊，維護(hù)更便捷。

在WH25系列船用發(fā)動(dòng)機(jī)的模型制作過(guò)程，秀美模型技術(shù)團(tuán)隊(duì)還反復(fù)與WH25系列船用發(fā)動(dòng)機(jī)工程技術(shù)人員溝通，克服技術(shù)難關(guān)，通過(guò)嫻熟的裝配技能以及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工藝的認(rèn)知，站在觀眾視角制作了這一臺(tái)動(dòng)態(tài)模型。從模型的設(shè)計(jì)方案到制作過(guò)程，每個(gè)環(huán)節(jié)力求精益求精，只為這臺(tái)動(dòng)態(tài)模型的完美亮相。
 

模型對(duì)WH25系列船用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行剖切處理，直觀地將發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的核心過(guò)程和組成結(jié)構(gòu)展示出來(lái)，通過(guò)動(dòng)態(tài)形式幫助觀眾觀察每個(gè)零件的工作過(guò)程、工作原理。

在此過(guò)程中，秀美模型引以為傲的3D打印技術(shù)也立下了汗馬功勞，基于數(shù)字化制造模式，3D打印不受模型外形結(jié)構(gòu)限制且操作便捷，短時(shí)間內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高度還原，大大縮短了這一動(dòng)態(tài)模型的制作工期，也解決了傳統(tǒng)工藝難以克服的尺寸精準(zhǔn)度問(wèn)題，還降低了產(chǎn)品制作的成本。

 

3D打印零部件




3D打印白模預(yù)組裝

 

與船舶相比，發(fā)動(dòng)機(jī)占據(jù)的體積不足為重，但其實(shí)船舶柴油機(jī)的造價(jià)達(dá)到了船舶總成本的13%-18%，毫無(wú)疑問(wèn)，自主研發(fā)船用柴油機(jī)對(duì)增加中國(guó)在這一領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力，帶動(dòng)金屬鑄造、機(jī)械加工、裝配工藝、橡膠研發(fā)等上下游產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步有著重要意義。

柴油機(jī)從誕生到應(yīng)用再到成熟經(jīng)歷了一百多年的演變過(guò)程：

1893年魯?shù)婪?middot;狄塞爾發(fā)表了著名的論文《取代現(xiàn)有蒸氣發(fā)動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的合理的熱發(fā)動(dòng)機(jī)理論和設(shè)計(jì)》，在論文中他提出了定壓加熱循環(huán)原理（即“狄塞爾”循環(huán)），并申請(qǐng)了專(zhuān)利。

 

魯?shù)婪?middot;狄塞爾

 

1897年狄塞爾找到德國(guó)奧格斯堡機(jī)器制造廠，成功制造了第一臺(tái)能安全運(yùn)轉(zhuǎn)的熱機(jī)，熱機(jī)領(lǐng)域一次新的科技革命誕生了。雖然這臺(tái)單缸引擎的功率僅為14瓦，但效率已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)時(shí)的蒸汽機(jī)和已經(jīng)發(fā)明的奧托式內(nèi)燃機(jī)，達(dá)到了前所未有的26%。

 

“佩迪特·皮埃爾” 號(hào)

 

油輪“瓦卡納斯”號(hào)

 

“錫蘭迪亞”號(hào)

1912年瑞士蘇爾壽公司為了展示柴油機(jī)的潛力，投資建造了一臺(tái)缸徑為1000毫米，沖程1100毫米的1S100型單缸巨型柴油機(jī)。這臺(tái)柴油機(jī)在150轉(zhuǎn)時(shí)可發(fā)出1470千瓦的功率，它創(chuàng)造的柴油機(jī)缸徑記錄直到1960年代才被打破。蘇爾壽公司在1S100型柴油機(jī)采用了二沖程橫流掃氣結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計(jì)也成為蘇爾壽柴油機(jī)的標(biāo)志型結(jié)構(gòu)，并一直沿用了70年。

 

蘇爾壽1S100型柴油機(jī)

 

二戰(zhàn)后船用柴油機(jī)經(jīng)歷了新一輪的發(fā)展，性能不斷提高。從上世紀(jì)40年代--70年代，在民用船上逐漸完全取代了蒸汽動(dòng)力。如今電子控制技術(shù)也在柴油機(jī)上得到廣泛應(yīng)用，柴油機(jī)的電子化、信息化和智能水平不斷提高，熱效率進(jìn)一步提高，并不斷滿足更高的排放標(biāo)準(zhǔn)要求。