罗庆迁
广西玉柴机器股份有限公司 广西玉林5370000
摘要：柴油机是船舶行业中重要的组件之一。从后期船舶柴油发动机的发展方向和趋势来研究，本文提出了目前船舶柴油发动机的现状，并分析了国外相关的现有技术和问题，为中国成为造船大国，船舶动能伟大的目标，必须要实现符合船舶动力的技术独立研发，积极吸收先进技术，先进的概念，先进的经验，坚持自主创新和实践，研发了中国自主知识产权高性能船舶柴油发动机。
关键词：船舶；柴油机技术；发展现状；趋势探索
引言
船舶柴油机故障受多方面因素的影响，一旦船舶柴油机发生故障，那么整个船舶就无法正常运转。造成船舶柴油机故障的因素比较多，可能是因为某个零件磨损过度，也可能是因为整个柴油机使用过度等。船舶柴油机的内部结构较为复杂，所以存在的不稳定因素也比较多，在管理和维护方面来说难度比较大，船舶柴油机故障的产生都有一定预兆，一般来说，某个小故障的发生，牵涉的必定是柴油机整体故障，所以需要做好每个环节的检查维护工作，仔细检查柴油机内部结构是否完好，降低船舶柴油机发生故障的概率。
1船用柴油机的基本组成
（1）机体组件系统
是船用柴油机的基本骨架，包括气缸盖、气缸体等部件。
（2）曲柄连杆系统
负责将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动，包括活塞组、连杆组、曲轴飞轮组等部件。
（3）进排气系统
负责提供充足而干净的新鲜空气，并将燃烧后的废气排出，包括进、排气门等部件。
（4）燃油供给系统
按照船用柴油机负荷情况，向柴油机气缸内喷入适当的燃料，包括高压油泵、喷油器等部件。
（5）润滑系统
以一定压力不间断地送到船用柴油机各摩擦表面输送清洁的润滑油，以减少摩擦阻力和零件的磨损，从而保障船用柴油机长期稳定工作，包括滑油泵、滑油管路等部件。
（6）冷却系统
冷却船用柴油机的高温零件，以保证在正常温度下工作，包括水泵、水箱等部件。
（7）启动系统
提供外部动力供船用柴油机的安全可靠启动。
2船舶柴油机技术的发展现状
船舶用柴油发动机是船舶用辅助装置的核心，是中国造船产业可持续健康发展不可缺少的组成部分。近年来，随着世界造船中心向亚洲转移，中国船舶用柴油发动机产业迅速发展。通过引进国外先进技术，形成了中高速船舶用柴油发动机可设计、制造、开发的产品群，部分产品达到国际先进水平。甚至为中国船舶用柴油发动机产业的发展奠定了坚实的基础。但是，中国的船舶用柴油机的开发，现在的综合开发的条件无法满足，产品设计、研究开发、生产技术等领域，国内的柴油机制造企业与国际先进企业之间的差距还有很大。目前，国内柴油机在中国造船业的匹配率还不到40%，远远落后于与制造业相关的其他产业。船舶用柴油发动机已经成为影响中国造船行业进一步发展的瓶颈。在国际上，欧洲造船业中低速船舶用柴油发动机依然被发达国家垄断，manb&w、WNS等知名企业的市场份额超过70%。近年来，外国产品，新的燃料喷射装置、机油泵、液压、排气阀门、智能控制燃料喷射等技术都采用单缸柴油发动机，输出功率、机械强度、可靠性、自动化等，水平很高。国外先进的低速柴油机在油耗、环保、智能控制方面有很大优势。
近些年来，中速船舶柴油发动机的制造技术和性能，特别是在大直径、高功率产品的研发方面取得了很大的进步，可靠性、耐用年限、柴油发动机活塞内的燃烧率也有很大的增加。通过增大柴油机的气缸块径比和压缩比，可以降低柴油机的燃料消耗量，使用更黏稠的燃料，大幅提高中速柴油机的经济性。同时，提高喷雾质量，大幅提高柴油机内燃烧压力，降低有害气体排放，采用先进技术。但是，作为使用最广泛的船舶用柴油发动机产品，中国的中枢船舶用柴油发动机技术依赖于国外。
3船用柴油机技术发展趋势
3.1信息融合下船舶柴油机故障诊断方法
随着传感器技术在船舶上的应用和船舶自动化、信息化的发展，新的柴油机故障监测手段被广泛研究，并逐步被应用于船舶。相关工作人员可以利用热力参数的变化来判断船舶动力装置的工作状态，该方法应用时不需要安装额外的传感器，有较好的适用性。另外还可以采用主机瞬时转速波动反映机器的工作状态，通过对瞬时转速波动分析可以得到机器运行状态和相关故障的丰富信息。但当某个气缸工作不正常时，动力的一致性遭到破坏，船舶主机运转平稳性变差，这也是这一方式的主要依据。
在船舶柴油机故障诊断过程中，需要针对油液进行检测，此时就需要采用针对性较强的检测技术。针对柴油机的润滑油部分进行检测，能够展现出润滑油品质在使用过程中出现的变化，还能够展现出杂质的具体情况。后续工作人员据此就能够对零部件磨损位置进行修复，具体需要按照磨损的部位、类型和程度信息来进行。如果按照工作原理进行区分的话，油液检测技术主要包括铁谱法、光谱法以及理化分析法等。但是需要注意的是，目前相关技术还只能实现“检测”而并非“监测”，这主要是因为在船舶上实现实时监测还是比较困难的，相信随着时间的推移和科学技术的不断迭代更新，未来船舶柴油机油液的实时监测也是可以实现的。
3.2基于神经网络的船用柴油机故障诊断方法
由于神经网络依靠样本训练数据，因而对训练样本的准确性和正确性要求非常高，神经网络无法从船用柴油机故障发生原理的角度考虑样本数据的准确性，如果样本的准确度不够高、正确性无法保证将导致训练结果的偏差。同时选用合适神经网络的训练算法对整个网络的训练结果十分关键，虽然已经实现了多种神经网络在船用柴油机故障诊断的应用，但是由于神经网络的复杂性，网络结构不易优化，导致算法提升的空间很小。由于船用柴油机多发故障在一定程度上有高度地相似性，不同的多种故障可能会引起船用柴油机参数变化、工作过程一致和相同的船用柴油机的工作状态。因而对于船用柴油机多发故障诊断的研究非常少。所以目前基于神经网络的船用柴油机故障诊断方法大都研究单一情况导致的船用柴油机故障，但是船用柴油机的实际故障一般为多发故障，因而距离神经网络广泛应用于船舶柴油机故障诊断还有一定的距离。
3.3船用柴油机性能可靠性，燃料使用，节能环保技术
①从可靠性的角度看，船舶用柴油发动机的系统组件（或模块），特别是燃烧室内组件的可靠性和系统传动性对机械性能得到高度评价。我们研究了船舶用柴油发动机各种性能指标的可靠性分析技术、摩擦磨耗试验技术、故障诊断分析和总结技术。
②在燃料使用方面，船舶用柴油燃料的使用向着多样化和循环利用的方向发展。例如，船舶用柴油发动机，不仅使用各种清洁的原材料生产的残留油、重油、废油，而且运输方便，研发设计简单。使用可再生燃料的船舶用柴油发动机。从船舶用柴油发动机燃烧的节能环保的观点出发，重点放在高压高效燃烧技术的研究开发上。
③在节能环保技术方面，船用柴油机可以在高负荷或满负荷运行时使用高效燃烧燃料，设计出新型柴油机，以减少杂质气体等的排放，从而达到节能环保的要求。
结语
船舶在使用过程中，受外界不可控因素影响，出现的故障问题较为多样化，其故障成因也比较复杂，作为船舶工作人员，要定期对船舶进行维护和保养，及时更新一些磨损的零件，采取有效的措施提高船舶运行的稳定性。
参考文献
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