注册

百年回眸---中国内燃机工业诞辰100周年纪念画册

信息来源:内燃机工业协会       发布日期:2011年7月4日       分享到:

船用内燃机工业:与舰船工业一起成长

顾宏中

 回首我国100年来船用大功率柴油机的发展历程,可以这样概括——

在解放前40多年,国内经济萧条,航运不发达,只有为数不多的几个工厂仿制生产功率较小的船用柴油机。

1949年解放后到改革开放前,生产厂家扩展了不少,一些规模较大的船用柴油机厂、研究所及高等院校,已具备自行开发研制船用大功率高、中、低速船舶柴油机的能力。

改革开放后,生产不断扩大,目前,船用低速二冲程柴油机的年产量已在世界第三位,中、高速船用柴油机的技术水平也不断提高。

 

1949年以前我国船用柴油机的发展历程

在清朝末期,  由于口岸开放,经济发展、民族工业也接着掀起,特别是沿海一带省市,如上海、广东、江苏、山东等,已陆续出现内燃机制造的民族工业。

    广州均和安机器厂的领班陈拔挺和陈沛霖利用简陋的设备,开设了一间小型机械作坊维修柴油机。后来于1911年在广州芳村大涌口创办了协同和机器厂(广州柴油机厂前身)1915年仿制成功船用火胆式二冲程横流曲柄箱扫气柴油机,缸径317.5mm(12.5英寸),行程3429mm(1 3. 5英寸)350rmin、单缸功率30马力,安装于“海马”号客轮上,航行于广州至梧州之间西江水域,航速快而不搁浅(  柴油机比蒸汽机装置轻)。同年制造了相同缸径、行程和转速的两缸机,功率60马力,安装在“均兴”号内燃机船上,作为内河拖运货船等用途。所谓火胆式,即后来称为烧球式或热球式,国外称为SemiDiesel,即半柴油机。它的结构较简单,无进排气门,气缸头用半球形顶,不冷却;起动时,先用喷灯把半球形顶部烧红,当柴油机喷入气缸顶部时,易于着火。这样可以用较低的压缩比即可。因此国外称为半柴油机。该种机型用曲柄箱扫气而没有扫气泵;整机结构特别简单、易于制造。所以各民营企业均首选此种机型来制造生产。

1918年,协同和机器厂又生产了四型热球式二冲程曲柄箱扫气柴油机。该四缸机是一种自行改进的产品,安装在“大有为”号柴油机船上作推进动力。

    1926年以后协同和机器厂开始生产二冲程立式柴油机(不是半柴油机)及仿德四冲程立式柴油机。1930年~1937年,协同和机器厂生产柴油机进入全盛时期。1937年到解放这段时期,协同和几乎没能再生产柴油机,只是在香港分厂于1940年生产了六缸二冲程立式240马力船用第一台可逆转式柴油机,缸径266.7mm(10.5英寸)、行程2794mm(11英寸)、转速410rmin  自工厂1911年建厂到193726年中,共生产内燃机383(22800马力)。自解放以来,该厂逐步发展,目前已成为国内生产船用大功率四冲程中速柴油机的知名工厂。

    1925年,震惊中外的“五卅”惨案爆发,在提倡国货、实业救国的思想影响下,由1920年毕业于交通大学机电系、时任慎昌洋行买办的支秉渊发起并联络毕业于交通大学的同班同学魏如及校友等六人,在上海集资创办了新中工程公司。由支秉渊任总经理、魏如任厂长。19262月在上海闸北新闸桥下长安路建立了机械厂,开始制造5马力及8马力单缸柴油机。1928年春,新中动力公司改组为新中股份有限公司。同年冬天,在上海举办的中华国货展览会上展出的新中公司造的热球式24马力半柴油机及抽水机等产品获得国货特等奖。1929年,生产经营范围进一步扩大,产品有柴油机、碾米机及压气机等;同年10月成功仿制德国的四冲程全狄塞尔式双缸36马力的柴油机。后又制造成功同一缸径、行程和转速、压缩空气起动的三缸54马力的船用柴油机。到1930年,新中公司营业额达到20余万元,年产柴油机总功率达1190马力,共86台。其中有54马力、67马力和93马力3种较大功率的四冲程柴油机。生产的柴油机中用于船舶的共218马力,占183%。这是新中工程有限公司在解放前25年中的全盛时期。在1 931年的产品中,  尚有双缸45马力四冲程柴油机及四缸90马力四冲程柴油机。这是新中公司产品中单机功率最大的柴油机。

19457月,新中公司不断迁移后,在重庆江北黑石子建立制造川江船用发动机的黑石子分厂,同时8月正式开工,生产65马力煤气机和小功率柴油机,该厂职工达200多人。

1947年们月,新中公司由重庆迂回上海、恢复营业。当时仅有员工154人。产品以柴油机及抽水机为主,同时又制造10马力柴油机,月产30台左右。同时生产的四缸煤气机功率为160马力,但受时局影向,柴油机销路清淡,尤其是大功率柴油机,制造的各种机械全年销售量中,柴油机仅占9%。解放以后,柴油机制造才蓬勃发展。解放后一直到2008年,新中公司成为中船总公司下生产船舶用柴油机的主要工厂之一。

在解放前的40多年中,我国只生产200马力以下的较小功率船用柴油机,而且尚未具备自行设计研发的能力及形成具有全国性的船用柴油机的制造业。

解放后50多年舰船柴油机的发展

解放后,柴油机在舰船推进装置及船舶电站等方面应用广泛.自20世纪50年代开始,因热效率高、功率范围广,柴油机在各种民用船舶和中小型舰艇推进装置及电站中确立了其主导地位。我国舰船柴油机发展与本国舰船工业发展密切相关,大致经历了下列几个阶段。

150年代前期

此阶段主要完成了各中、小型柴油机的配件生产制造,以及测绘仿制单机功率为250千瓦以下的中、小型柴油机工作。

1950年重工业部成立船舶工业局。为了解决解放前遗留下来的各型中、小舰船柴油机备件消耗殆尽、面临舰船停航的问题,船舶工业局会同海军于1 951年底成立了海军配件试造委员会,主要在上海组织了一些中、小型私营企业,采取承包加工形式、与各船厂协作、完成了各种中、小型舰用柴油机配件的供应任务。同期,求新造船厂与新中动力机厂测绘仿制了拖围混合式渔船的美国Atlasl85kw6267船用柴油机,缸径267mm1954年制造成功;1954年新中动力机厂测绘上海展览会展品Skoda6L350船用柴油机,制造了当时我国制造的功率最大的柴油机;上海柴油机厂测绘制造了GM71高速柴油机;广州柴油机厂等则先后测绘仿制了单机功率250kw以下的中、高速小型船用柴油机。

250年代后期开始至70年代后期

此阶段一方面引进苏联舰用柴油机,如M50高速机、D39中速机、40D中速机、9DM中速机等。由苏联提供图纸。转让仿制;同时进行自行研制。如1958年由船舶工业局产品四室、沪东造船厂、上海船厂和上海交通大学为3000吨沿海货轮的需要、自行设计并试制成功低速大功率6ESDZ 4382型柴油机,1470kw,该机为二冲程、十字头式、直流扫气、涡轮增压,这是我国自行研制的船用低速柴油机,改写了我国无船用低速柴油机的历史。1959年,大连造船厂与大连海运学院联合研制成功6ESDZ 60106低速柴油机,2206kw。与6ESDZ 4382不同的是横流扫气与机械增压。在研制成功4382型低速机的基础上,由711研究所、沪东船厂、上海交通大学与新中动力机厂组成联合设计组,开始设计7ESDZ75160型低速机,当时称“万匹机”。首台机于19609月在沪东船厂动车成功。后经不断改进,于19656月通过鉴定,同年装在江南船厂建造的第一艘远洋万吨级货轮 “东风”号上。1970年大连造船厂与大连海运学院研制了回流扫气的9ESDZ58100型低速机,用于“大庆29”号油轮。同年,上海船厂制造了回流扫气的6ESDZ761 60低速机,用于“风雷”号远洋货轮。在此期间.上海柴油机厂和江南造船厂也相继生产了6ESDZ 76160型低速机以及1975年广州柴油机厂也制造了一台6ESDZ 75160B低速柴油机。

50年代后期到70年代末,国内各厂先后研制了缸径从430mm760mm的低速柴油机共6种,其中仅4382型低速机因性能稳定、型式合理、结构可靠、使用方便等优点,一直生产到80年代;75160型低速柴油机累计生产40台后停产:至于581066010676160型等各种低速机累计产量均未满10台,即告停产。

至于中速机,在这一期间的研制比较活跃。1958年上海渔轮修造厂研制了260型渔船主机;1966年研制二冲程中速18VE390ZC柴油机,以满足中型导弹护卫舰主动力的需要,后又发展1 21 2VE390ZC机型;1963年无锡动力机厂研制成6250中速机(缸径250mm、行程270mm1 99298kW) 1965年内迁重庆改名为重庆机器厂。1975年初,为满足水运和渔业发展需要,711研究所、无锡柴油机厂、宁波动力机厂、广州渔轮厂等5个单位组建联合开发组,以系列化、标准化和通用化为基础,开发了G300系列中速柴油机,发展了L6L8V1 2V161 7种机型,其中6缸和8缸机(第一期指标,平均有效压力为14MPa)1982年通过鉴定投产,广泛应用于长航船舶和军辅船上作主机。同期,上海船厂制造了1 2V300EDZ二冲程十字头式中速柴油机(D=300mmS=550mm、单机功率1620kw、转速285rmin),作为长江申汉航线大型客货船的主机。

自行研制的高速柴油机方面,196210月,上海柴油机厂开始了我国最早的大功率四冲程、预燃室式、高速柴油机12V180ZC(俗称重180)的设计研制工作。该机型主要用于炮艇、高速艇和电站动力;该机D=180mmS=205mm1500rmin736kw1 966年定型后批量生产,成为炮艇和高速艇主选机型。其后改进型为1 2V1 80ZCD,在低工况性能和起动性能方面得到了进一步改善。后研制了系列机16V180ZC12V180ZCD高速机一直生产到1992年。

370年代末到2008

这一阶段,低速柴油机和高速柴油机主要是引进技术,中速柴油机是引进技术与自主开发并存的年代。

在舰艇用柴油机方面,  由苏联引进的各种机型,其强载度及性能比较落后.不能适应时代的要求,因此,1991年引进MTU公司的1 6V396TE94系列(D=165mmS=185mmn=2100rminP 2240kW)20V956- 02(D=230mmS=230mrn,n=1450rminP=3850kW)两种高速机,1985年引进MWM公司的D604D604B高速柴油机系列(D170mmS=195mm)2000年又引进新一代TBD620V16V1 2V8系列以满足小型舰艇、导弹艇、潜艇等需要。1 9787月与法国SEMT签约引进PA6-280系列和PC2-5系列中速机,后来又继续引进相继增压的PA6STC (D=280mmS=290mm)系列和提高型P C 26 (D=400mmS=460mm)系列。

在低速柴油机方面,19797月签约引进瑞士SULZER公司的RNDRNFRLARLBRTA系列各种缸径的低速机生产许可证,后来继续引进改进型高压共轨RT-flex系列,缸径从500960mm1 9807月又签约引进MAN-B&W公司的KLGFGFCAKLCSCAKLS-MCMCE系列、缸径从260mm980mm各种缸径的低速柴油机,后来又引进其改进型MC-C及高压共轨ME-C智能型ME系列,缸径从260mm980mm,分别在沪东重机、上海船厂(后与沪东重机合并)、大连船用柴油机厂及宜昌船用柴油机厂生产。在2006年又与三井重工合资成立了中船三井公司,引进了国际上通行的两大低速机系列,这是符合远洋航运及船东的要求。1985年沪东重机在6ESDZ4382基础上,自行研制6ESDZ3482低速机,19871月通过鉴定。我国目前低速大功率柴油机的年产量占世界第三。

在中速船用柴油机方面,为了适应远洋船舶发电机组的需要,我国也引进了各种缸数的MANL+V20272330A2832中速机,在新中动力机厂、四川柴油机厂和镇江船用柴油机厂生产。19811 2月又与大发柴油机公司签约引进PSDSDL缸径200mm260mm280mm的中速机;后来又引进新一代产品DK系列的柴油机;DK-20DK-26在安庆柴油机厂生产;DK- 28在陕西柴油机厂生产。2005年淄博与洋马合资的淄洋厂生产68N330中速机;2000711研究所与Wartsila合资厂生产W20Auspac柴油机。这一阶段自行研制的中速柴油机主要有1988711研究所与新中厂研制的8L250Z中速机,1986711研究所与无锡柴油机厂、宁波动力机厂合作研制的改进型G6300ZC6中速机,1998年无锡柴油机厂研制的G6300ZC6B增压中冷中速机等。新开发的机型平均有效压力不断提高。

可以说,从技术水平的角度来看,我国舰船大功率柴油机的研发水平与国际水平相比,尚有一定差距。相信在一个不长的时间内,我国舰船用大功率柴油机的自行研发与生产技术水平将与国际并驾齐驱。