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許多人可能不曾知曉，船舶上使用的發(fā)動機(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，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)動機(jī)能輸出較大的力量，同時運(yùn)行穩(wěn)定、維保便捷，柴油價格相對汽油也更具優(yōu)勢。因此一般需要動力比較大、轉(zhuǎn)速要求不那么高的設(shè)備，如大型卡車、大型貨運(yùn)商船、便攜式發(fā)電機(jī)組等，都會選用柴油機(jī)作為動力源?，F(xiàn)在世界最大的船舶排水量已經(jīng)可以達(dá)到近幾十萬噸，如此大的噸位更需要強(qiáng)勁的動力系統(tǒng)來支撐，柴油機(jī)由于熱效率、經(jīng)濟(jì)性高且技術(shù)成熟，毫無疑問便是船舶動力的首選。
 

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

M33發(fā)動機(jī)，經(jīng)受嚴(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)動機(jī)，單缸功率高出同類產(chǎn)品15%左右；可選用雙增壓器配置，發(fā)動機(jī)低速響應(yīng)更好，低速扭矩儲備提升30%，動力性更強(qiáng)，燃油耗更低，已通過中國二階段排放認(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，動力強(qiáng)勁；高效率增壓器協(xié)同優(yōu)化配器設(shè)計，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，整機(jī)結(jié)構(gòu)更緊湊，維護(hù)更便捷。

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

模型對WH25系列船用發(fā)動機(jī)進(jìn)行剖切處理，直觀地將發(fā)動機(jī)運(yùn)行的核心過程和組成結(jié)構(gòu)展示出來，通過動態(tài)形式幫助觀眾觀察每個零件的工作過程、工作原理。

在此過程中，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，短時間內(nèi)就可實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高度還原，大大縮短了這一動態(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)的造價達(dá)到了船舶總成本的13%-18%，毫無疑問，自主研發(fā)船用柴油機(jī)對增加中國在這一領(lǐng)域的核心競爭力，帶動金屬鑄造、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)動機(jī)和內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的合理的熱發(fā)動機(jī)理論和設(shè)計》，在論文中他提出了定壓加熱循環(huán)原理（即“狄塞爾”循環(huán)），并申請了專利。

 

魯?shù)婪?middot;狄塞爾

 

1897年狄塞爾找到德國奧格斯堡機(jī)器制造廠，成功制造了第一臺能安全運(yùn)轉(zhuǎn)的熱機(jī)，熱機(jī)領(lǐng)域一次新的科技革命誕生了。雖然這臺單缸引擎的功率僅為14瓦，但效率已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)時的蒸汽機(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

 

油輪“瓦卡納斯”號

 

“錫蘭迪亞”號

1912年瑞士蘇爾壽公司為了展示柴油機(jī)的潛力，投資建造了一臺缸徑為1000毫米，沖程1100毫米的1S100型單缸巨型柴油機(jī)。這臺柴油機(jī)在150轉(zhuǎn)時可發(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。