2.2 Main Diesel Engine在线视频

同学们好 相信通过前面的讲解

大家对机舱的布置和设备

有了一个大体的了解

在机舱里面有一个最大的设备

大家还记得叫什么名字吗

对了 它叫做主机

它也是推动船舶前进力量的来源

并且在远洋大型商船上

主机一般都是大型的柴油机

那这个柴油机有多大

除了大它还有什么特点呢

我们这一讲就来聊一聊

这个船舶轮机的大哥大 主柴油机

说到柴油机 同学可能见到过拖拉机

小型拖拉机上用的就是柴油机

把柴油机放大一下看看 大家想一想

柴油机要想工作 它必须烧油

烧油就得有空气

燃烧完了还得把废气排出去

所以大家看这个柴油机上有进气 排气

这里还有个飞轮 就是一个很重的轮子

它是干什么的呢 别着急

咱们先来看看它是怎么工作的

我们把它剖开 这里有个曲轴

它是连在飞轮上的

大家看到拖拉机工作的时候

这个飞轮一直转 所以曲轴也是一直转的

它的转动可以分为几个过程

首先 曲轴转的时候会带着活塞向下运动

这个时候活塞吸气

然后活塞再向上运动 压缩吸进来的空气

空气被压缩以后会产生热量

所以这个时候气缸内的温度会变得很高

活塞快到气缸最上部的时候

喷油器就把柴油喷进气缸里

由于这时候气缸内的温度已经很高了

所以柴油就被点燃了 柴油一点燃

温度更高 气体就会膨胀

膨胀后就会推着活塞向下运动

让曲轴继续转动

做完了功之后 燃烧完的废气就被排出气缸

如此循环往复 柴油机就转动起来对外做功了

大家看 这个柴油机 活塞上下各两次

曲轴转了2圈才完成了一个循环

我们把这种柴油机叫做四冲程柴油机

大家看 这个拖拉机只有一个气缸

叫单缸柴油机

4个行程中只有一个行程对外做功

做功很不均匀 工作起来振动就会很大

所以我们就给它设置了一个飞轮

这样 柴油机在运转过程中的一些能量

就能够储存在飞轮中 起到缓冲的作用

柴油机的工作过程中就比较平稳了

这就是飞轮的用处

这个小小的柴油机推着拖拉机走的时候

速度都很慢 显然不能推着船前进

那要想推着船前进 柴油机就要很大

大家都知道船上的主柴油机很大

那它到底有多大呢 我们可以看看这个图

这是一个成年人

一头大象和一个船舶柴油机的对比图

通过这个图

大家可以很直观的看到船舶柴油机的尺寸

再给大家看一下这个视频

这里的这个大家伙是

东方海外亚特兰大号上的12缸柴油机

它能产生93120马力

也就是大约69500kW的功率

相当于700台家用轿车发出的功率

那发出这么大的功率需要消耗多少燃油呢

它每小时要消耗10吨左右的燃油

这些燃油足以让一个普通的轿车

绕赤道行驶3圈

而现在船上使用的

最大的柴油机是一个型号为

14RT-flex 96C的柴油机

它有14个气缸 26.6米长 2300吨重

它的最大功率是84420kW

相当于113台法拉利超跑

71台M1主战坦克 12台火车

它是为比航母还要大的集装箱船设计的

能推着船舶以27节

也就是大约50km/h的速度前进

这对于船来说 已经非常快了

但我们也要付出代价 它最大功率运行的时候

每天消耗300多吨的燃油

可能有同学有疑问

这么大的柴油机和拖拉机上的柴油机

工作起来是一样的吗

现在我们就来解开这个疑问

这是一个12缸的柴油机

通过剖开的这一半 我们可以看到

这种大型柴油机 是一个缸接着一个缸工作的

那它具体的工作原理是什么样的呢

看这个动画 气缸是从下面进气

活塞上行的时候压缩空气 到了上面

喷油器喷油 高温燃气点燃燃油

推着活塞下行 柴油机转动

从这里我们可以看出

活塞上下各1次 曲轴转了1圈

就完成了一个工作循环

这种柴油机就叫做二冲程柴油机

现代远洋商船上用的大型柴油机就是这种

因为它很重要 又很大

所以我们就叫它船舶轮机的大哥大

那大家再想一想

这个大哥大除了需要产生很大的功率

推着船舶前进外

是不是还应该有点其它的追求啊

通过对拖拉机和船舶主机两种柴油机的介绍

很容易就会发现

它们都会产生废气也就是排烟

这个排烟里含有很多的有毒有害物质

包括Nox Sox PM10 PM2.5等

这些物质排放到大气中 会产生大气污染

我们每个人可能都经历过雾霾

可能见识过酸雨对植被造成的破坏

也听说过肺癌发病率

随着空气污染的加重直线上升

近年来 随着法规的日益严格

和人们环保意识的提高

对于船舶排气污染的限制越来越严

那怎么才能降低船舶排气污染呢

这就像治病 中医讲究内外一体

我们要解决排气污染也要

从内外两个方面考虑 第一个是柴油机本身

我们要改进技术

比如我们前面提到的RT-flex型柴油机

就从结构和控制方面对传统柴油机

进行了改进 取消了很多机械控制的部件

取而代之的是电子控制

这样就使得柴油机的控制更加精确

燃烧更加完全 排放污染也降低了

但由于柴油机使用的还是燃油

所以污染降低的程度有限

为了进一步降低排放污染

人们引进了排气的后处理技术

在后面的章节里 我们会跟大家详细介绍

除了这些方案

大家比较熟悉的节能减排措施

就是采用像天然气这种清洁能源

或者充电汽车 如果要通过电池推着船舶前进

需要的电池量太大

所以在船上我们采用的是燃用天然气

来降低排放 看这个视频

通过对传统柴油机进行改造

在活塞下行的时候把天然气引入气缸

当活塞到达气缸上部时

喷入少量的燃油来点燃天然气

对外做功 这样柴油机就变成了

燃烧天然气的发动机 也就降低了排气污染

虽然我们采取了多种方式

但船舶的排气污染还是很严重

对于降低船舶排气污染

我们还有很长的路要走

正如习近平总书记说的绿水青山就是金山银山

生态兴则文明兴对于船舶也是一样

在绿色 低碳 环保 可持续的发展道路上

永无止境

同学们

这一讲我们讲解了船舶轮机大哥大主柴油机

了解了它的尺寸 分类 工作原理

同时 我们还知道它太庞大了

每天要消耗很多的化石燃料

如何降低排气污染是一个很大的课题

希望同学们能够积极投身到

节能减排研究当中

为绿色中国尽一份力

这就是本讲的全部内容

同学们 咱们下次再见