低速柴油機由于性能優良、可靠性好、使用維護方便、能燃用劣質燃油等優,已成為大型油輪、大型干散貨船、大型集裝箱輪的主要動力。新型低速柴油機在許多方面趨于一致,即結構方面,采用非冷卻式噴油器、可變噴油定時油泵、長尺寸連桿、液壓驅動式排氣門、單氣門直流掃氣、定壓增壓、高效渦輪增壓器;性能方面,平均有效壓力不斷提高,增加活塞平均速度,改進零部件結構,增加強度,保持原有的低燃油消耗水平,使單缸功率不斷增大,使用壽命延長。電子液壓控制系統取代傳統的機械式的凸輪驅動機構,簡化柴油機設計、降低成本、優化運行控制。近年來,其爆發壓力從8 MPa 上升到16 MPa ,燃油消耗率從208 g/ (kW·h) 下降到155 g/ (kW·h) 左右。
目前世界船用低速柴油機市場仍被MANB&W、Wartsila - New Sulzer 和日本三菱重工3 大公司壟斷,以生產總功率來說,分別約占57 %、33 %和10 %。MAN B&W公司通過提高氣缸平均有效壓力和活塞平均速度來提高單缸功率。為使MC 系列柴油機的NOx 排放量降低,采用提高壓縮比和可導致平穩燃燒的噴射系統等措施。為了在減少NOx 排放時不影響燃油消耗率,在設計時應考慮采用增加噴射壓力、壓縮比、燃燒壓力、船用增壓器效率等措施。MAN B&W 6L60MC 型柴油機是世界上第1 臺正式投入使用的“智能化”主機,其燃油噴射和排氣閥控制均通過電子計算機完成,達到了低油耗、NOx 低排放的目標。
Wartsila - New Sulzer 公司通過重組后,公司在開發、設計和制造能力方面驟然大增。RTA系列低速柴油機為該公司20 世紀80 年代開發,至今近20 年來該公司通過提高平均有效壓力、增加活塞平均速度,探索達到取得更大功率的可能性。
通過增大行程/ 缸徑比,探索提高推進效率的方法;通過提高最大燃燒壓力和可變燃油正時、排氣正時,挖掘柴油機熱效率潛力;采用新材料,改進零部件的設計,隨負荷控制氣缸冷卻水和氣缸潤滑油,以求提高零部件的工作可靠性,增加柴油機的使用壽命;通過電子控制技術,達到柴油機運行的智能化。
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