摘要：MAN ES公司于2016年成功推出全新的高速发动机MAN 175D系列。该系列是一款排气量为5.1 ltr/cyl，具有12V、16V和20V配置，功率范围覆盖1500～4000 kW的先进发动机系列，有效扩展了MAN的产品型谱。 MAN 175D具有高度灵活的配置，针对不同的效率、鲁棒性、功率重量比和发动机尺寸等需求，相关设计参数在基准上均可进行灵活组合。该系列发动机平台针对多种应用开发，其中，在船舶领域的应用因其集中了所有典型标准和高要求应用而处于首要地位，例如，用于高要求的海军发电机组或在快速轮渡上用于推进。 验证应用工作和经济性指标对严格的试验平台和多样化的管理提出了高要求。同时也意味着发动机核心必须适应各种领域的应用。发动机的应用范围将在本文的第一部分中描述。 本文的第二部分阐述了产品发布前的验证计算过程。为了达到最高的安全性和可靠性标准，该系列产品在开发时进行了大量的仿真计算和风险分析。我们会从在试验平台上相应的操作、验证过程和现场经验分析等方面对验证方式和结果进行介绍，也就是对典型船舶应用的配置结果进行分析。 本文的第三部分重点介绍该系列发动机的废气处理。MAN ES公司开发了与175D系列发动机配套的SCR尾气后处理系统，这是一种与船舶市场上大型高速发动机减排理念完美匹配的系统。与其他SCR系统相比，175D的SCR由多个较小的处理器组成，这些处理器可以垂直或水平安装在仓中，可以布置在距发动机近至2米和远到数十米之间。这样可以让客户在在舱室设计时更加灵活地布置尾气后处理系统。反应堆被设计成可更换的催化剂罐，这些罐在包含SCR催化剂的同时也含有颗粒捕集器。在各种环境条件、燃料类型或运行情况下，采用MAN ES的闭环SCR控制程序都能保证所需的排放。 模块化系统设计也使得175D发动机能够和中速SCR平台相集成，进一步扩大该系列机型的应用范围。175D作为辅助发电机组与MAN自家的中速发动机联合运行的船舶供电系统可以作为应对Tier3的典型方案。系统集成是开发和系列化过程中的关键核心。从这个意义上说，控制系统是其中的关键。本文将简要介绍平台集成方法，并指出平台集成方法突出特点是排气后处理系统与SaCoS发动机控制系统的集成。 最后，本文总结了该系列近期在船舶领域的应用案例，并展望其对整个市场的影响。 关键词：高速柴油机、总体开发、排放、模块化 译者简介： 王和旭（1990），中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心，研发工程师； 研究方向：高速机总体设计开发；Email：wanghexu@csic711.com 翻译：王和旭 校对：胡军强

新型中速电站柴油机性能试验开发 新机开发-柴油机 郑亮1，张文正1，何郭靖1，Tapio Malmimak2i，张剑锋1，杨涛1，李先南1，王建宁3，鄢岚1 （1上海船用柴油机研究所，2瓦锡兰集团，3上海瓦锡兰齐耀柴油机有限公司） 摘要 2010年，瓦锡兰集团、上海船用柴油机研究所(SMDERI)和上海瓦锡兰齐耀柴油机公司(WQDC)联合开发了一款新型中速发动机，并命名为AUXPAC 16。该系列发动机面向海洋船舶电站市场，其功率范围为350-750kW。首批交付的产品是六缸直列发动机。该发动机有两种类型，一种功率为660kW，转速为1200r/min，另一种功率为570kW，转速为1000r /min。截止目前，20多台发动机已装船运行，并运行稳定。 首台柴油机于2012年底组装完成，2013年7月在SMEDRI完成1200 r/min柴油机的性能调整试验，通过调整进气门关闭正时、喷油正时、增压器喷嘴环、活塞顶、燃油凸轮等，柴油机性能指标达到设计要求。2012年8月至2013年11月，WQDC使用HFO进行了耐久性试验。试验平均荷载为额定荷载的92.6%，持续时间1700小时。 第二年，SMEDRI仅用一个月时间完成了1000 r/min版本的性能试验，两种类型发动机除了增压器喷嘴环和扩压器外，大部分部件是相同的。 试验结果表明，采用米勒正时、平活塞顶和合适的燃油起始喷射时刻，柴油机NOx排放性能良好，通过采用较小尺寸的喷嘴环获得较高的增压压力，燃油消耗率数据较好，排温度低。通过调整燃油凸轮来控制喷油时刻，试验结果表明，缓慢的喷油过程有利于NOx排放控制，6L16/24发动机NOx排放达到IMO二级要求，燃油消耗具有竞争力。 关键词 柴油机、性能开发 译者简介： 王丽杰（1980），中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心，产品经理； 研究方向：柴油机总体；E-mail：wanglijie@csic711.com。 翻译：王丽杰 校对：胡军强

低速四冲程气体机的研制 9-新发动机开发-燃气和双燃料 Satoru Higashikawa, The Hanshin Diesel Works, LTD. Koji Tsujioka, The Hanshin Diesel Works, LTD. Shunji Oyama, The Hanshin Diesel Works, LTD. Tetsuo Tokuoka, The Hanshin Diesel Works, LTD. Shunji Oyama, The Hanshin Diesel Works, LTD. Tetsuo Tokuoka, The Hanshin Diesel Works, LTD. 摘要: 阪神内燃机工业株式会社，自1929年以来一直在制造推进用柴油发动机。发动机总数超过11000台。这些发动机有一个特殊的概念“低速四冲程发动机”。这些发动机与螺旋桨直接耦合，发动机与螺旋桨之间没有减速齿轮。为满足最近的全球环境要求，阪神决定开发一种与“低速四冲程发动机”概念相同的燃气发动机。2013年，阪神决定开发一台燃气发动机。2014年设计了1G25单缸试验机，并对燃气发动机的关键参数进行了试验研究。在此基础上，于2016年设计了6G30型六缸燃气发动机。该发动机的输出功率和转速与LA32现有柴油机相似，目的是可以用现有船舶上的现有柴油机替换该燃气发动机。这种燃气发动机具有与众所周知的燃气发动机相似的低压预混合燃气系统。气体通过气缸盖中进气通道处的进气阀供应。该发动机有一个火花塞点火系统，每个气缸内有两个火花塞，以便在一个火花塞发生紧急故障时能够继续运行发动机。在性能测试中，与满足IMO NOX Tier III规定的现有柴油机相比，热效率更高。为了便于船舶操纵性能，阪神不断地进行进一步的试验，以提高发动机的性能，如瞬态响应。 关键词： 低速、气体机、性能开发 译者简介： 王丽杰（1980），中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心，产品经理； 研究方向：柴油机总体；E-mail：wanglijie@csic711.com。 翻译：王丽杰 校对：胡军强

四个未来的船舶动力方向：2040年船舶动力方案 论文专业方向： 4 —减排技术—未来的发展方向 Sebastiaan Bleuanus, Wärtsilä Mikael Wideskog, Wärtsilä Mathias Skog, Wärtsilä 摘要： 船舶行业在温室气体减排和区域排放控制方面面临着巨大挑战，同时还要保持供求关系方面的竞争力。瓦锡兰船用动力解决方案为2040年的船舶动力开发了四种未来方案，可以为今天的技术开发和投资做出明智的决策。 这篇论文将分为两部分。第一部分将介绍四种不同的未来方向： 第一部分将介绍这四种不同的未来 ： 1）常青：一个专注于零排放的世界—我们未来的首选道路。 2）银云：一个数据、透明度和利润为王的世界——气候和环境占据了次要地位。 3）赤焰：一个以主要经济区之间的贸易战为特征的世界—一个很容易被民粹主义政治引发的场景。 4）黑雾：一个接近冲突的世界，以不信任为特征—网络和资源相关的冲突总是即将发生。 我们将论述它们对船舶动力（对推进和负荷）的影响，以及构建基于场景的未来的基本方法和基本原理。这包括动力性、对中断的鲁棒性和未来客户的灵活性。 本文的第二部分将详细介绍一个特定的船舶段，描述在常青场景下实现零排放航运的可能技术途径。 第二部分将围绕发动机及其核心相关技术展开，但也包括其他技术，以降低船舶能源消耗、高效的船上能源再利用和可再生能源的加力器等要求方案。 从更广泛的角度来看，我们打算展示一个系统级如何影响下一个系统级，从而得出零排放解决方案： a）减少运输需求，最大限度地提高船队利用率 b）降低船舶能源需求 c）高效再利用能源 d）船舶燃料采用低碳燃料 第二部分还将包括基于预测的燃料可用性和价格对所提出的解决方案进行经济分析，包括先进的基于发动机的解决方案与仅基于燃料电池技术的解决方案之间的生命周期对比。 我们打算证明，对于示例应用，基于发动机的解决方案将提供最具成本效益的解决方案，该解决方案还能够有效应对（排放）法规、燃油可用性和操作要求的变化。 关键词： 柴油机 减排 解决方案 译者简介： 王丽杰（1980），中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心，产品经理； 研究方向：柴油机总体；E-mail：wanglijie@csic711.com。 翻译：王丽杰 校对：胡军强

下一代高速发动机：目的和策略 8-未来发展的挑战和想法-法规、环境、全球趋势 Erwin Reichert, FEV Europe Dr. Martin Müther, FEV Europe GmbH Stefano Ghetti, FEV Europe GmbH Dr. Peter Heuser, FEV Europe GmbH Dr. Udo Schlemmer-Kelling, FEV Europe GmbH Max Bierl, FEV Asia GmbH Dr. Sven Lauer, FEV Europe GmbHlau Harsh Sankhla, FEV Europe GmbH 摘要 单缸排量为4-5L/cyl.的高速柴油机具有广泛的应用前景和性能需求。不同的排放要求落实到发动机上，就需要制定特定的减排策略，如有或没有尾气后处理。从船东的成本考虑，高可靠性和较长的维修间隔是最重要的。紧凑性布置和轻量化是新型高速发动机发展的另一个必需要求。此外，为了使停机时间尽可能短，服务友好性设计和预防性维护策略越来越受到关注。最后，燃料灵活性和推进装置匹配多样性也将在高速发动机发展中发挥越来越大的作用。 为了满足所有这些要求，我们将介绍一种经过深思熟虑的基础发动机设计策略，该策略为不同气缸配置(V12、V16、V20)提供尽可能高的零部件通用性。燃烧压力要求、增压策略和适当的后置系统将与效率和功率输出预期很好地平衡。通用的基础发动机功能与功率输出相关的增压、冷却和润滑系统模块相结合，功率范围为170到250千瓦/缸，是最具成本效益的解决方案。 本文将对合适的发展思路作出阐述，以很好地平衡不同的、有时是相互矛盾的目标。本文还将介绍相关的先进仿真技术，以确定最可行的目标实现设计要求。最后提出预防性维修策略。 关键词 高速柴油机、未来发展、目的和策略 译者简介： 王丽杰（1980），中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心，产品经理； 研究方向：柴油机总体；E-mail：wanglijie@csic711.com。 翻译：王丽杰 校对：胡军强

今天，所有的大型发动机生产者都面临着以下的挑战：用户的总经营成本、不断变化的边界条件和初期投入成本压力。此外，友好服务、大修周期、发动机设计生命周期简单升级的可能性和主要部件的通用性等问题也越来越重要。 此外，现在对发动机的要求越来越严格，与此同时，形式迅速变化并且相当不确定。对发动机制造商及其零部件供应商来说，最大的挑战是跟上这些市场变化的步伐。此外，为了满足排放和燃料消耗方面的需求，几乎每个项目都需要特定的发动机配置。为了实现这一点，发动机应该设计一个平台策略，它将涵盖广泛的应用场景。本文提出了压缩比的调整、涡轮增压模块的调整和可变气门正时的设置等设想。 为了应对未来在排放与油耗方面的需求，除了热力学优化外，提升机械设计的潜力也是一个非常有效的措施，摩擦损耗降低可以提高发动机效率。阐述了提高机械效率的可能措施，本文将描述曲轴偏置和增加连杆长度的影响和潜力。 发动机控制系统近乎无限的灵活性为发动机优化提供了很大的潜力。提出了通过调整喷油参数来补偿喷嘴磨损或结垢的几种方法。 在上述之外，下面的文章展示了的一些想法——这些想法还没有全部得到验证和/或证实——考虑到发动机设计、发动机换气、燃料喷入、燃烧和涡轮增压，改善了关于a.m.挑战的现状。在不对环境造成影响的情况下，所有这些建议都为提高成本效益、缩短交货时间和应用模块化的目标。 译者简介： 杨涛（1982-), 中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心，高级工程师； 研究方向：柴油机总体设计及开发；E-mail：yangtao@csic711.com。 翻译：杨涛 校对：鄢岚

2016年在赫尔辛基召开的CIMAC交流大会上，GE运输提交了一份关于下一代燃料机车开发的概述。 这篇后续文章将介绍将该产品推向市场所采取的步骤。 这方面的关键是增加天然气的替代率，以及完成耐久性、车队测试和排放认证。 示范设备运行至2017年年中，正式产品于2017年6月进入服务。到目前为止，我们的客户车队应用显示使用天然气与以前的柴油动力车队具有类似的可靠性。 在这段时间里，人们对双燃料机车的运行有了很多了解，本文将介绍双燃料机车的发展和经验教训，包括:  增加燃料替代比  爆震控制系统的开发与验证  发动机控制开发  燃料系统硬件验证  不使用后处理系统进行排放测试，达到美国环保署第3级标准的认证。 本文将涵盖以上主题，并讨论已完成的工作，向客户发布此产品。 译者简介： 杨涛（1982-), 中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心，高级工程师； 研究方向：柴油机总体设计及开发；E-mail：yangtao@csic711.com。 翻译：杨涛 校对：鄢岚

近年来，由于需求的多样性需要采用更先进的炼油技术，燃料总体上发生了变化。随着严格的排放法规，和为满足法规要求采用的先进的技术，发动机对燃油质量的波动变得更加敏感。大多数成品燃料的应用，如汽车和航空，如果不要求添加剂改进燃料的某些方面，就不能满足规范要求。但对于船用燃料，情况并非如此，因为在燃料被发动机消耗之前，对其进行了相当积极的处理。在汽车和航空领域，应用添加剂可以用来改善燃料使用中的某些方面，这在海洋工业自1990年代以来普遍存在。这最初开始于与AP Moller Maersk合作开发一种特定的船用添加剂，马士基当时正在寻找可能解决一系列集装箱新建筑锅炉和省煤器系统出现问题的措施。主要问题是对煤烟沉积物的高敏感性。这些沉积物对锅炉燃烧具有很大的风险，因此，为了降低这种风险，必须对锅炉进行非常高频率的清洗。Innospec找到了一种新型的解决方案，使用金属添加剂作为再生剂，减少燃烧过程中产生的煤烟量，降低过滤器中剩余煤烟的自燃温度。马士基继续在100多艘船舶上使用这种添加剂，并在1998年向CIMAC大会提交了一份关于这一主题的论文。 从上面初步发展开始，添加剂公司继续根据行业要求开发创新的处理方法，以提高船舶的可操作性。随着世界上一些大的航运公司在其数百艘船队的日常用油基础上使用添加剂，这些创新仍在继续。添加剂已被用于提高船舶的稳定性和兼容性，减少重油污泥的产生，改善馏出物的冷流动性能，并提高重油运行发动机的燃油消耗率(SFOC)。Innospec的许多产品都经过了独立第三方的验证，从而向最终用户保证，其声称的性能优势可以在服务中实现。最值得注意的是，在位于汉堡的壳牌海洋动力与创新中心，他们用一台测试引擎对燃油消耗率(SFOC)进行了测量，结果显示，SFOC在统计上显著下降。虽然第三方验证和实验室测试可以很好地表明减少了维护，但对航运公司来说，证明真实的燃油经济效益或改进可操作性才是最重要的。 本文将探索多年来使用特殊添加剂所获得的现场经验，以及通过世界上最大和最著名的航运公司之一所实现的成本节约来评估其有效性。 译者简介： 杨涛（1982-), 中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心，高级工程师； 研究方向：柴油机总体设计及开发；E-mail：yangtao@csic711.com。 翻译：杨涛 校对：鄢岚

船舶混合动力系统仿真：从设计、运行到船级社认证的有效工具 8-未来挑战和未来发展理念：法规、环境和全球趋势 Ben Rogers1, Maria del Agua Sires2, Peter Davies2, Dave Rawlins1，Milan Cvetkovic1, （1.里卡多；2.劳氏船级社EMEA） 摘要：减少船舶排放的要求推动了技术革新，包括推进系统的混合动力。这一点得到了海事组织海洋环境保护委员会（MEPC）成员国的认可，MEPC在2018年4月强调，同意在2050年前将二氧化碳总产量减少50%。混合动力将是实现这一正式目标的一项重要技术。 应用于船舶的混合动力系统包括主发电机和辅助发电机（包括发动机和燃料电池），并与以电池形式的电存储相结合。当子系统和所有相关负荷要求相结合时，整个系统的复杂程度显著提高。混合动力系统提供了新的船舶运行模式，与传统系统相比具有更大的灵活性。因此，设计、操作和船级社认证过程对概念阶段应用的仿真支持非常有益，并贯穿整个生命周期，这将确保这三个方面的协调和简化。 在汽车和陆用电站系统行业内对混合动力的投资推动了仿真技术、软件和技术方法的发展，这些仿真技术、软件和技术方法可应用于海洋船舶领域，这将在未来发挥越来越重要的作用，应记住：仿真技术永远无法取代工程师，工程师必须利用其专业知识来评估所有潜在风险并确保安全可靠运行。 本文概述了一种仿真技术的方法，该方法使用了典型的混合动力系统，并举例说明了该方法在设计、运行到船级社认证过程中的应用。 关键词：船舶混合动力、仿真、环境法规 译者简介： 王哲（1984），中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心，工程师； 研究方向：船用柴油机设计研发；E-mail：13589592805@163.com。 翻译：王哲 校对：胡军强

Niigata新型低速柴油机34RT的研制——“Galapagos发动机的发展” 9-新型柴油机的发展 Tatsuya Kitajima, Hiroyoshi Tanaka, Hiroyoshi Tanaka, Tadashi Yamasaki, Hideaki Nagasawa （新泻动力系统有限公司） 摘要：“Galapagos发动机”被应用在日本和亚洲的一些地区。Galapagos发动机是四冲程低速柴油发动机，它像是在Galapagos群岛的生态系统一样，孤立而特殊。Galapagos发动机由正置式曲轴主轴承、一个进气阀、一个排气阀、一个用于驱动的非飞溅润滑的摇臂组成。从鲁道夫柴油机时代来看，四冲程低速发动机的变化不大，此种发动机的尺寸就输出功率而言不匹配，这与世界各地的发动机时代的发展趋势相逆的。 然而有许多用户支持这个发动机，主要是在日本的油轮或散货船、渔船，尤其是远洋渔船。在这个市场上，可靠性、经济性、易操作性和易于维护很重要。由于发动机转速较低，因此发动机具有噪声较低和稳定性良好，部件寿命长，不需要减速齿轮的直接螺旋桨驱动，操作简单，易于维护，结构简单等特点。除此之外，燃油经济性良好，部分负荷可以使用低质燃油，虽然很少，但需求稳定，综上，Galapagos发动机对这个市场具有许多吸引人的特性。 日本的几家公司在继续生产Galapagos发动机，但占据的份额较小。为了使Galapagos发动机更具吸引力，Niigata决定优化该发动机，改进后的发动机更名为“34RT”，该直列6缸发动机输出功率1471千瓦。迄今为止，34RT仍沿袭Galapagos发动机的吸引力，在采用最新的发动机开发技术的同时，目标是在满足节能和船用需求的前提下，达到最先进的中速柴油机水平。34RT发动机的缸径340mm，行程630mm，在280r/min 时输出功率1471kW，与前代不同的是，增加了最大气缸压力以降低油耗率。此外，关于环境法规，IMO三阶段在日本被搁置。 因此，根据市场需求，发动机机体也将适用于IMO二阶段。为实现环境和性能指标，考虑低烟、降噪和消除机舱内的油雾。 -长冲程 -高压缩比 -高爆压 -高压比涡轮增压器 -米勒循环和进排气正时优化 -高压燃油喷射 -多喷孔 在结构方面，为了不增加重量，提高可维护性，笼型进排气阀（2阀型，后附常规型号）悬挂轴承型结构广泛应用于中高速发动机，但很少用于低速四冲程柴油机。到目前为止，Galapagos发动机是Niigata新的挑战。Niigata认识到低速四冲程柴油机的竞争力体现在最优的燃油消耗率， 因此进行了上述设计。 本文介绍上述发动机的设计方法、特点和性能测试结果。 关键词：新型低速柴油机、Galapagos柴油机、34RT柴油机 译者简介： 王哲（1984），中国船舶重工集团公司第七一一研究所研发中心，工程师； 研究方向：船用柴油机设计研发；E-mail：13589592805@163.com。 翻译：王哲 校对：胡军强 版权归CIMAC所有