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重2300吨高13.5米,全球最大发动机,为什么额定转速只有102转?

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目前现代大型民用船舶的推进系统通常都是使用的二冲程低速柴油机,这类柴油机一般转速比较慢,而且体积巨大。再看中高速柴油机,它们的体积都比低速柴油机要小,从两者的对比我们可以看出柴油机的体积大小似乎与它们的转速有一定关系。

今天我们就来聊聊柴油机的体积大小是否与它的转速有关。

首先我们来了解一下高中低速船用柴油机的区别。在船用柴油发动机中,转速区间3000转以上为高速柴油机,1500-3000转为中速柴油机,1500转以下为低速发动机;低速柴油机大部分都是二冲程机,中速柴油机为四冲程,这两种柴油机接班都使用重油作为燃料,而高速柴油机两者皆有,燃料多使用轻柴油;另外,低速柴油机可以直接驱动螺旋桨工作的,中高速柴油机则是通过齿轮减速箱来驱动螺旋桨。

大型船舶的发动机往往重达上千吨

了解完它们之间的区别,我们再来分析一下船舶为什要使用低速柴油机。船舶的效率与它的螺旋桨有关,螺旋桨直径越大,转速越低,效率就越高。前面我们提到低速柴油机可以直接驱动螺旋桨工作,这意味着船舶使用低速柴油机可以省去齿轮减速箱,简化了船舶的推进系统,只要低速柴油机的转速能与螺旋桨匹配,就能极大地提高船舶推进系统的效率,而且柴油燃烧速度慢,经济性较高。

活塞

船舶的螺旋桨转速一般都在600-800左右,低速柴油机要尽可能贴合这个速度一般从两个方面入手,一是降低活塞的速度,但同时为了保证柴油机的功率,就要增加缸径提高活塞的有效面积;二是不降低活塞速度,增加活塞的行程,举个例子,同样是两百米的行程,如果一个圈刚好200米就只需要跑一圈,如果这个圈只有100米,那么就需要跑两圈,因此增加活塞行程可以有效降低柴油机的转速。

4层楼高的发动机

而无论是增加缸径还是增加活塞行程,都意味着柴油机的体积、重量也随之增加,目前世界上最大的船用柴油机14RT-flex96C是由芬兰的瓦锡兰公司制造的,采用14缸直列,长27.3米,高13.5米,转速在102转每分钟,总重量达2300吨,主要用于大型集装箱运输船。

从以上角度看,柴油机的体积、重量与低转速有密切关系。

虽然目前大部分船舶都使用柴油机作为动力,但是一些大型驱逐舰却不会使用柴油机,体积大是其中一个原因,毕竟军舰上寸土寸金,装备物资都是经过谨慎考虑的,另外就是柴油机启动慢,加速性不好,而且运行过程中噪音太大,容易被检测到。因此一般大型驱逐舰使用柴油机做动力还是比较少的,或者也会柴油机与其他动力机混合使用

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