[發(fā)明專利]船舶推進(jìn)系統(tǒng)柴油主機(jī)的壓縮比調(diào)整方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410500433.3
• 申請(qǐng)日: 2014-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN104260867B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周鴻輝;李炳紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 泉州安盛船務(wù)有限公司
• 主分類號(hào): B63H21/14
• 分類號(hào): B63H21/14
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 車世偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種船舶推進(jìn)系統(tǒng)的改造方法，特別是涉及一種推進(jìn)系統(tǒng)的柴油主機(jī)和壓縮比調(diào)整方法。?

背景技術(shù)

現(xiàn)有的船舶推進(jìn)系統(tǒng)主要包括柴油主機(jī)、軸系和螺旋槳。目前的遠(yuǎn)洋運(yùn)輸集裝箱船舶為了提高船舶的周轉(zhuǎn)率，其額定工況點(diǎn)基本上選擇在航速16海里/小時(shí)以上。但是，這樣的航速對(duì)于內(nèi)貿(mào)集裝箱運(yùn)輸來(lái)說(shuō)是沒有必要的，此時(shí)整個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)只工作在額定工況的50％以下。根據(jù)柴油機(jī)的工作原理得知，該工作區(qū)域是柴油主機(jī)耗油率相對(duì)較高的區(qū)域，另外螺旋槳也遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離設(shè)計(jì)的工況點(diǎn)，其工作效率也相對(duì)偏低。?

由于現(xiàn)有大部分船舶建造于上世紀(jì)90年代和本世紀(jì)初，當(dāng)時(shí)的世界航運(yùn)業(yè)追求船速快，對(duì)于經(jīng)濟(jì)航速及船舶的推進(jìn)系統(tǒng)效率考慮較少，也就是說(shuō)這些船舶主要考慮以提高船舶周轉(zhuǎn)為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)于當(dāng)時(shí)燃油成本占船舶總成本比例不是很高(低于40％)的情況下是可行的。但對(duì)于目前船舶燃油成本占船舶運(yùn)營(yíng)成本超過(guò)50％甚至更高的情況下，隨著船舶設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷提高，大批綠色環(huán)保的船舶進(jìn)入市場(chǎng)，而這批船舶已經(jīng)失去市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，甚至已經(jīng)成為航運(yùn)企業(yè)的負(fù)擔(dān)。?

針對(duì)運(yùn)營(yíng)中的此類大批船舶的改造勢(shì)在必行，改造方案可從推進(jìn)系統(tǒng)、封增、封缸入手。有兩個(gè)增壓器的尚可考慮封掉一個(gè)增壓器，僅有一個(gè)增壓器的就不能采用封增。柴油主機(jī)有7個(gè)以上汽缸的，尚可考慮封掉一個(gè)汽缸，但對(duì)于少于7個(gè)汽缸的也不宜采用封缸，而且還會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)等不良現(xiàn)象。?

國(guó)內(nèi)船舶推進(jìn)系統(tǒng)的改造主要是針對(duì)螺旋槳的改造，通過(guò)更換螺旋槳減少螺旋槳的推動(dòng)率，降低航速來(lái)達(dá)到減少燃油消耗。但是，這種改造并沒有涉及到柴油主機(jī)，也沒有對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，節(jié)油效果并不明顯。?

因此本申請(qǐng)人申請(qǐng)了一種低成本高節(jié)能的降功率運(yùn)行船舶推進(jìn)系統(tǒng)的改造方法，在船舶原有額定工況點(diǎn)之下選定新的常用工況點(diǎn)，根據(jù)常用工況點(diǎn)及其裕度按常規(guī)方法設(shè)定新螺旋槳，根據(jù)新螺旋槳按常規(guī)方法選定柴油主機(jī)的常用功率范圍，根據(jù)常用功率范圍按常規(guī)方法選配新增壓器，根據(jù)新增壓器調(diào)整船舶原有柴油主機(jī)的壓縮比。?

針對(duì)這種改造方法有必要研發(fā)一種柴油主機(jī)的壓縮比的調(diào)整方法。?

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種船舶推進(jìn)系統(tǒng)柴油主機(jī)的壓縮比調(diào)整方法，在不更換柴油主機(jī)的情況下，能以較低成本改變柴油主機(jī)的壓縮比，使壓縮比與船舶的增壓器相匹配。?

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：?

一種船舶推進(jìn)系統(tǒng)柴油主機(jī)的壓縮比調(diào)整方法，調(diào)整柴油主機(jī)的汽缸的活塞桿與十字頭之間的調(diào)整墊片的厚度，改變柴油主機(jī)的壓縮比。?

增加所述調(diào)整墊片的厚度，提高柴油主機(jī)的壓縮比。?

根據(jù)柴油主機(jī)原有壓縮比設(shè)定新壓縮比，根據(jù)壓縮比ε＝(v_沖+v?_余)/v_余獲得余隙容積v_余的變化量v_余變，根據(jù)調(diào)整墊片的厚度差δ_差＝v?_余變/(3.14×r²)，以及δ_新＝δ_舊+δ_差設(shè)定新調(diào)整墊片的厚度δ_新；?

v_沖為柴油主機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)一個(gè)沖程所包容的沖程汽缸容積，?

v_余為活塞處于上死點(diǎn)位置活塞、汽缸和缸頭所包容的汽缸容積；?

r為汽缸的半徑；?

δ_舊為原有調(diào)整墊片的厚度；?

δ_新為改變壓縮比后的新調(diào)整墊片的厚度。?

所述新壓縮比根據(jù)耗油率Y＝0.201ε²-8.339ε+259.3的壓縮比---耗油率圖選定。?

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明的船舶推進(jìn)系統(tǒng)柴油主機(jī)的壓縮比調(diào)整方法具有以下有益效果：?

一、本發(fā)明改變活塞桿與十字頭之間的調(diào)整墊片的厚度，相對(duì)于改變連桿大頭端的墊片而言，本發(fā)明沒有改變或者影響到相關(guān)的運(yùn)動(dòng)軌跡，也就無(wú)需核算復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡，能以較低成本改變柴油主機(jī)的壓縮比，使壓縮比與船舶的增壓器相匹配。?