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摘要：伴随着我国现代化船舶工程设计的不断发展，人们对于船用柴油机的功率特性要求也越来越高。本文将主要针对船用柴油机的功率特性展开研究，目的是为了能够让柴油机的功率特性可以在“转速、功率”曲线上得到更好的发挥和应用，从而提高船舶工程船用柴油机的使用效果，实现对柴油资源的合理利用。
关键词：船用柴油机；功率；特性
前言：我国是一个人均资源占有率非常短缺的国家，然而现代化船舶工程海洋项目的建设发展，又离不开能源的支持，针对船用柴油机的功率特性展开研究，就是希望可以更好地发挥出柴油机的功率特性，提高柴油机性能，使之可以创造出更多的社会生产价值。
一、船用柴油机功率特性研究的重要意义
针对当代船用柴油机的功率特性展开研究和分析，主要为了可以对现代化的船舶工程设计提供更为丰富的数据支持，所以引起了有关部门和船舶工程学专家的高度重视，一般来说，船用柴油机具有很多种有待于开发的功能特性，比如说非常重要的功率特性，它主要研究的是船用柴油机自身的功率和转速间的关系，还有柴油机燃油率以及负荷间的关系。伴随着全球电子信息科学技术的不断发展，现代化电子技术在船用柴油机上有了很多的应用。电子信息技术的发展，也可以在船用柴油机的功率特性上发挥得淋漓尽致，那么对船用柴油机功率特性展开研究，则可以让船舶工程的设计人员，进一步加深对我国船用柴油机的功率性能的理解，从而更好地发挥出柴油机的性能特点[1]。
二、船用柴油机功的功率特性研究
（一）外凸式的非线性曲线
从对船用柴油机的实际研究中可以了解到，如果船用柴油机的油门处在了最大输出功率上面的时候，此时的“功率、转速”特性曲线可以看作是一条“外凸”式的非线性曲线。这也就意味着，船用柴油机在它的最低转速和最高转速间，油门需要保持相同，不过柴油机的“转速、扭矩”曲线并不是一条线性直线，这是因为船用柴油机的充气系数以及柴油机的油泵特性，始终都是处在一种动态的变化状态下。如果柴油机的转速较低，那么柴油机的扭矩也会随之降低，如果柴油机的转速较高，那么扭矩也并不是处在最高的状态水平下，“转速、扭矩”曲线就形成了一条“外凸”式的曲线，研究表明，“功率、转速”曲线间呈现出N=kMn的曲线关系[2]。
（二）供油量和进气量
在实际的船舶工程设计中，通常情况下来说，在柴油机的额定转速范围内，通过保持最大油门，以及控制柴油机功率输出的方式，已经不能在涡轮增压式的船用柴油机上面实现控制了，尤其是在增压度水平比较高的情况下，这是因为，在柴油机非常低的转速情况时，涡轮增压器本身能够为船舶工程柴油机所提供的进气量值是非常少的，而且还会不断减少，所以，也就意味着，能够提供的最大供油量值也是非常少的，而且也会不断地降低供油增长幅度。从理论上来讲，当船用柴油机的供油量降低时，就会使得柴油机的排烟浓度、还有排气温度情况都发生变化，这些变化会进一步影响船舶柴油机的转速情况。所以说，柴油机在不一样的转速状态下时，转速影响因素以及柴机油供油量需要调整的数值量也有很大的差异。实际上，柴油机供油量的限制以及针对柴油机转速调节以后的柴油机“功率、转速”曲线，可以被看作是船用柴油机的功率限制特性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此时柴油机的最大功率应当看作是一种组合的形式，包括柴油机在较高转速时的外显性特性以及在低转速状态时的内在特性，二者之间存在一定的过渡阶段，并不是一下子就突然发生转变的。
（三）最大供油量的限制
当船用柴油机处在了高转速运行的外显特性状态时，此时需要通过限制最大供油量的方式，来完成对船用柴油机的转速限制，事实上，从限制技术的角度来说，还是很好控制的。而当船用柴油机处在了低转速的内在特性位置时，在较低转速状态下，各级供油量都要低于最大供油量的数值很多，当转速的发生变化时，最大供油量也会发生变化。如果在真正的船舶工程运行时，船舶结构产生了巨大的变化，就一定要会让柴油机失去稳定性，那么柴油机的运行就会脱离“功率、转速”曲线，然后船用柴油机就会在运行过程中发出异常的轰鸣声音，柴油机会冒黑烟，甚至是出现温度过高等安全事故。为了有效地避免发生类似的情况，需要应用到现代化电子科学技术来加以解决，不再使用“保持最大供油量”不变的方式来限制，而是可以通过应用现代化电子技术软件，来根据柴油机的实际转速水平和柴油机荷载水平，来对船用柴油机的最大供油量展开精密控制[3]。
（四）最大供油的位置调节
当船用柴油机的油门处在了最大的供油位置上面时，此时柴油机的“保持”机构可以说就是油门的控制系统，不过柴油机的实际供油量不会因此而发生改变。在当代电子信息技术所控制的电喷式柴油机设计当中，可以在整个柴油机转速范围之内，针对柴油机的最大供油量展开动态化的调整和限制。那么如果把油门始终保持在最大供油位置上面作为标准的话，针对电喷式的船用柴油机，完全可以理解成为在不同转速下都可以进行最大供油位置的调节。而且随着技术的发展，我们可以将船用柴油机功率特性中的外凸特性这样理解，在所有转速状态下，只要是在柴油机的转速值范围以内，当柴油机油门处在最大的供油量状态时，此时柴油机的输出功率，自身功率以及柴油机燃油功率值，都会根据转速的变化而发生调整。
（五）高输出功率的柴油机型
近10年来，随着我国现代化船舶工程造船技术的快速发展，我国船用柴油机的“功率、转速”特性也在发生着改变，甚至可以说提出了更好的设计要求。很多情况下，即使柴油机已经处在了最大功率状态下，也不能够满足当代船舶工程的生产设计要求，还需要针对柴油机的转速问题和实际输出功率情况进行调整，必须要确保输出的功率特性可以满足实际的生产需要，比如说在一部分的船舶工程设计中，要求柴油机有较低的转速，却有着较高的功率，像是“水翼船”，这样才能让水翼船飞起来，也就是说，当柴油机处在一个中等转速的时候，就要求柴油机的输出功率情况可以达到峰值，所以要选择更高输出功率的柴油机型，才能满足水翼船的船舶设计需要求，有效地避免出现“大马拉小车”的情况出现，让柴油机的性能能够更好地发挥出来，实现对柴油资源的合理利用，即使是在较低转速状态下，也可以拥有较高的柴油机输出功率。
结论：综上所述，既然我们已经明确了船用柴油机功率特性研究的重要意义，那么在今后的船舶工程设计中，更要科学合理地选择合理正确的柴油机型，才能在实际的船舶生产中起到事半功倍的效果，根据实际的船舶生产要求，综合性地对柴油机的转速情况、输出功率值进行评估，从而更好地发挥出船用柴油机的功率性能。
参考文献：
[1]霍志国.船用柴油机功率特性的研究探讨[J].科技经济导刊，2016，(30):60.
[2]刘勤安，邢辉，武占华，段树林.预喷射对船用低速柴油机性能影响的仿真研究[J].内燃机，2015，(06):26-29+34.
[3]本刊.我国成功制造具有国际先进水平的新型船用柴油机[J].机械研究与应用，2013，26(04):99.
论文作者:张星1,吴峰燕2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/20
标签：柴油机论文; 转速论文; 船用论文; 功率论文; 特性论文; 船舶论文; 曲线论文; 《基层建设》2017年第26期论文;