浅析船舶柴油机节能减排技术解读

浅析船舶柴油机节能减排技术解读（共4篇）

浅析船舶柴油机节能减排技术解读 篇1

浅析船舶柴油机节能减排技术

随着世界范围内的能源危机和环境污染问题的日益严重，人们对于发动机在节约能源和控制污染物排放方面的要求日趋严格。虽然船舶柴油机主要在大洋作业，对地区生态环境影响较小，但是必然促使全球有害物总量上升；且全球石油资源日趋紧张，提高资源利用率是全球各国的共同责任，因此船机节能减排技术是当今的一个重大课题，本文主要分机内和机外两大类来阐述船用柴油机节能减排技术的发展路线。机内节能减排措施

机内主要是通过改善燃烧来达到节能减排的目的，本文主要从油、气及燃烧的角度，介绍涡轮增压、高压共轨、先进燃烧三大技术，其他还有加水技术、充量调节、米勒循环、电控液压气阀传动机构技术等。1.1 涡轮增压技术

1.1.1 基于余热回收的涡轮增压技术

众所周知，柴油机与涡轮增压器作为流通特性不同的两个热力系统，它们的匹配是有矛盾的，低负荷时涡轮增压器无法提供柴油机需要的增压压力；高负荷时，涡轮发出的功又会过多。所以可以将涡轮增压器的连接轴与一高速发电机相连，该发电机同时具有电动机的功能（如图1），高负荷时，发电机将增压器多余的轴功转化为电能，起到排气能量回收的作用；低负荷时，与压气机轴相连的发电机工作在电动机模式，补偿不足的涡轮功，提高增压压力，改善了柴油机的低负荷性能和启动工况性能。进而实现节能减排的目的。

涡轮连接轴图1 涡轮增压器与发电机的连接

发电机

图2 工作原理示意图

1.1.2 两级涡轮增压技术

两级增压系统的结构通常是在柴油机的排气管上由一个较小的高压级增压器和一个较大的高压级增压器串联连接组成，并且通过一些辅助措施，使增压压力在一定范围内可调。如图3所示为两级增压系统示意图，柴油机废气首先经过带废气旁通阀的高压级涡轮膨胀做功，然后经过低压级涡轮膨胀做功；而新鲜进气则经过低压级压气机压缩后进入高压级压气机，由于此时压缩空气的温度与压力都较高，因此在高压级压气机与柴油机进气管之间增加中冷器来降低进气温度，从而增加柴油机进气充量的密度与流量，经过中冷器冷却的进气最后进入进气管。

图3 两级增压系统示意图

当柴油机在低速工况运行时，废气放气阀关闭，废气经由高压级直接流向低压级，两个压气机同时做功，虽然废气流量较小，废气能量不高，然而进气经过高、低压级压气机压缩后，进气压力相比单级仍然会有大幅的上升，进气流量也进一步增加，从而提高了柴油机的低速扭矩并改善低速排放。当柴油机在高速工况运行时，高压级增压器的废气放气阀开启，一部分废气不经过高压级直接流向低压级做功，以降低高压级的废气流量与做功能力，使增压压力不至于超过设定的最高压力极限。由于废气能量较大，低压级增压器也能保持较高的效率，提高高速工况的进气量，以满足柴油机高、低工况的运行要求。高压级废气放气阀也可根据实际需要选择传统气动阀或者可调节电控阀进行无级调节。

柴油机采用两级增压后，由于进气压力上升，进气流量也大幅上升，可改善缸内混合气的质量，NOx并不显著增加，而微粒的排放量却会降低，特别是低速大负荷时的微粒排放明显减小，改善柴油机的低速油耗。1.2 高压共轨技术

共轨系统的组成原理如图4所示。在该系统中，高压油泵前端的齿轮泵将燃油从油箱里抽出，再通过燃油滤清器送入高压油泵升压并输送到共轨管，最后经高压油管进入喷油器。共轨管上安装的共轨压力传感器、压力调节阀和电控装置形成闭合的压力控制回路，从而确保所需的供油压力。电控单元ECU根据柴油机工况（转速、负荷、空气温度、冷却液温度等）和共轨压力计算出最佳的喷油时间和喷油量，发出驱动信号并通过驱动电路控制喷油器的电磁阀，获得最佳的喷油效果，以达到优化柴油机燃烧的目的。

高压共轨柴油机燃油喷射电控系统实现了柴油机喷油过程中喷油压力、喷油量、喷油定时和喷油规律分别单独控制，从而大大增加了柴油机优化的自由度，为柴油机进一步提高性能、降低排放提供了更广阔的空间。

图4 高压共轨系统原理示意图

1.3 先进燃烧技术

1.3.1 均质预混合燃烧（HCCI）

HCCI它是指大量燃料和稀释物(空气和再循环废气等)在进气过程中预先混合成均质混合气，当压缩行程活塞运动到上止点附近时，均质混合气自燃着火的一种燃烧过程。HCCI燃烧方式结合了柴油机压燃和汽油机均质混合气点火燃烧的特点，基本特征是均质、压燃和低温火焰燃烧。与传统的点燃式发动机相比，它取消了节气门，泵气损失小，混合气多点同时着火，燃烧持续期短，可以得到与压燃式发动机相当的较高热效率；与传统柴油机相比，由于混合气是均质的，燃烧反应几乎是同步进行，没有火焰前锋面，燃烧火焰温度低(低于2000K)，且HCCI燃烧方式可以同时保持较高的动力性和燃油经济性，不受燃油和氧化物分离面混合比的限制，也没有点火式燃烧的局部高温反应区，因此可以同时降低NOX和PM；另外由于HCCI燃烧只与本身的物理化学性质有关，它的着火和燃烧速率只受燃料氧化反应的化学反应动力学控制，受缸内流场影响较小，同时均质预混的混合气组织也比较简单，因此，在发动机上实施HCCI燃烧模式还可以简化发动机燃烧系统和喷油系统的设计。1.3.2 低温燃烧技术

柴油机低温燃烧是一种新型的燃烧方式，近年来在国内外得到了广泛研究，其降低排放的机理如图5所示。低温燃烧与HCCI燃烧不同，它对混合气的均质程度没有特殊要求，主要通过引入超高比率的冷却过的EGR降低燃烧温度，使缸内燃烧过程在Φ-T图上的路线避开NOx和碳烟的生成区，实现NOx和碳烟零排放所需的GER率一般高达70%以上。

图5 柴油机低温燃烧原理图 机外节能减排措施 机外措施本文主要介绍尾气后处理，废热回收，采代用燃料等技术，其他还有燃油的预处理技术等。2.1 尾气后处理技术 2.1.1 SCR 用还原剂对含NOx的气体进行催化还原处理，使之有选择地和气体中的NOx进行反应，而不和氧气发生反应，称为选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)。可以与柴油机尾气中的NOx发生催化还原反应的还原剂有两类：一类是液氨、氨水和尿素等含氨基(NH3)的物质；另一类是烷烃、烯烃、醇类和柴油等含碳氢的物质。本文主要介绍尿素SCR技术。

图6是尿素SCR后处理系统的基本组成。典型的尿素SCR系统包括催化剂、尿素喷射系统以及各种传感器。尿素水溶液通过喷射系统，定量地喷入排气管中，尿素分解生成NH3。在SCR催化剂表面，NOx被NH3还原生成N2。尿素SCR的工作过程从时空上可以分解为尿素喷雾分解过程和SCR催化反应过程，这两部分需要综合考虑，才能达到良好地使用效果。

图6 尿素SCR系统示意

2.1.2 低温等离子体辅助催化还原技术

将低温等离子体(non-thermal plasma，简称NTP)技术与催化技术相结合(non-thermal plasma assisted catalyst简称NPAC)，不仅可以提高催化剂对转化的化学反应活性，而且可以降低低温等离子体的能耗，实现对柴油机污染物排放的有效控制，其机理阐述如下。

NTP在放电过程中会激发产生大量的高能电子，这些高能电子可以打断多种气体的化学键,从而在等离子体气相反应区内产生大量的不饱和键,这些不饱和键在空气中被氧化形成活性基体,其代表性的反应如下：

e+O2—O*+O* O*+O2—O3 e+H2O—OH*+H* H2O+OH*—2OH 当柴油机废气进入NTP气相反应区时，PM中主要成分C在氧化性活性基体作用下生成CO和CO2，NO转化为NO2，HC氧化生成为HC*，随后在催化剂的作用下，NO2被还原为N2，HC被转化为CO2和H2O，主要反应如下：

C+O*—CO C+O3—CO2+O* NO+O—NO2 NO+OH—NO2+H2O e+NO+O2+HC—NO2+HC* NO2+HC—N2+CO2 +H2O 式中e为高能电子；O*为O基；OH*为OH基；HC*为HC的中间产物。2.2 废热回收技术

对于船用大功率柴油机，有一种特殊的机外净化有害排放的技术：废热回收(Waste Heat Recovery，WHR)技术。WHR技术将尾气中的废热引入锅炉或蒸汽涡轮，与柴油机组成联合循环，可以改善整个系统的热效率，降低油耗。WHR技术基本上不改变柴油机的工作过程，但是由于提高了船舶动力系统的整体热效率，会使单位功率的NOx排放降低。

WHR系统结构简图如图7所示。为使采用WHR技术的柴油机产生更多的废气能量，可以重新匹配涡轮增压器，并采用进气管直接从环境大气中供给发动机进气的方式，而非从机舱进气。一般船用柴油机设计上可接受的最高进气温度为45℃，相应于热带气候下船舶轮机舱的温度，如果直接从大气中供给进则进气温度将不会不超过35℃。较低的进气温度使得涡轮增压器可以重新匹配以获得更高的废气能量，而柴油机的热负荷却保持在较低的水平，即原来设计的进气温度为45℃时的水平，这样就可以避免因提高废气能量而危及柴油机的可靠性。

图7 WHR系统结构简图

把废气的能量引入锅炉或蒸汽涡轮，产生电能，可回收约相当于柴油机功率11%的电能，用于助力推进或供应船舶服务。废气能量的回收使整个系统的能源利用率显著提高，各种有害气体(CO2、NO、SO等)的比排放相应地同比例降低。2.3 代用燃料

为了解决能源危机和环境污染这两个主要问题，在全世界范围内掀起了寻找内燃机清洁燃料的热潮，世界各国都投入了大量的资金和人力，开展了广泛的研究和开发工作，积极开发新能源，寻找可替代石油产品的代用燃料。到目前主要的研究方向有天然气、醇类燃料、氢燃料等，其中天然气以其资源丰富、价格便宜、燃烧排放污染少等突出优点，倍受人们青睐，被认为是21世纪最有发展前途的清洁代用燃料之一。下面按供气方式的不同介绍一下天然气发动机的几种技术：

⑴进气道混合器预混合供气方式：发动机供气系统包含一个与化油器类似的部件混合器，燃气与空气靠缸内负压被吸入混合器混合后进入汽缸燃烧。这种方式的优点是结构简单，价格较低。但是由于不能精确的控制燃料供给，而且无法进行闭环控制，难于精确地控制空燃比，因而难于达到较高的排放水平，不能充分发挥天然气改善排放性能的潜力。

⑵电控单点喷射系统(SPI)：是在进气总管上装一个中央喷射装置，用一到两只喷嘴集中喷射，气体喷入进气管与空气混合后由进气歧管分配到各个气缸中进行燃烧作功。系统可以由电脑控制进行燃料喷射，燃料供应准确、均衡、稳定性好。但是燃料在吸入各个汽缸前要经过各个进气歧管，造成燃料浓度的不均衡，影响发动机的稳定性能。该种喷气系统结构简单、工作可靠、成本低廉、维修调整方便，而且对原车的改装较小，改装成本较低，特别适合于小排量的发动机。

⑶电控多点喷射系统(MPI)：是在每个气缸进气口处装一只喷嘴，由ECU控制按照一定的模式分别对各个汽缸进行专门喷射。该种喷射方式由于燃料在进入汽缸前行程最短，可以实现对空燃比按周期和按缸进行控制，具有良好的响应性，所以燃料供应准确度、均衡性、稳定性、排放性都优于单点电喷，但比单点电喷结构复杂、成本较高。多点喷射系统的喷射模式有以下三种：

同时喷射：由ECU控制所有气缸喷嘴同时喷射，喷射的频率根据发动机运行工况的不同，可以是一个工作循环喷一次，也可以是喷两次或四次；

分组同时喷射：将所有气缸分成几组，发动机每转一转只有一组喷射，各组轮流进行喷射；

顺序喷射（SFI）：各缸分别按照各自的喷气正时，发动机每循环喷一次。可以保证按照发动机各缸的进气行程同步地进行喷气，有利于燃气与空气的混合；同时，由于其控制的实时性强，使得空燃比的控制更为精确，有利于提高发动机的动力性并改善了排放性能。但是，顺序喷射会导致喷气阀驱动电路的增加及ECU软、硬件设计的复杂化，对微处理器的性能要求更高，使电子控制系统的成本增加，所以一般只在排量较大的高档车上使用，以较高的价格换取较好的动力性。

⑷缸内直接喷射：MPI及SPI两种喷射方式均属于进气道喷射，属于缸外喷射。气缸内直接喷射则是将气体直接喷入气缸内。缸内气体喷射完全实现了燃料供给的质调节，对空气冲量几乎没有影响，为进一步完善发动机各项性能提供有利条件。缸内气体喷射具有缸外进气阀处喷射的所有优点，但结构复杂，对技术要求高。现在只有美国、日本、德国等少数国家在开发及应用该项技术，还没能广泛应用于汽车发动机上。小结

要达到良好的节能减排效果，靠单一的技术一般很难实现，常常是多个技术的并用，如涡轮增压+高压共轨+后处理。下面是拟的船舶柴油机总的发展途径：

船用低速柴油机方面攻克关键零部件制造技术和工艺进一步提高国产化率降低制造成本，提高国产化部件质量，提升产品竞争力。加强对低速柴油机专有技术，如经济性、排放、故障诊断、电液控制系统、智能化控制系统等先进技术进行消化吸收和研究，形成自主研制的能力。通过消化和分析已引进的国外最新一代许可证产品，梳理其设计思想、设计方法和实现途径以及需要突破的关键技术，开展小缸径船用低速柴油机关键设计技术论证和设计开发研究。

船用中速柴油机方面，拟在现有自主品牌中速柴油机开发研制的基础上，深入开展自主知识产权船用中速柴油机系列化产品的开发研制，全面掌握中速柴油机系列的设计方法，同时加强部分核心部件(高压共轨、增压器、电控单元、轴瓦等)的自主研制，提高关键配套件的国产化率。

船用高速柴油机方面，借鉴和应用自主品牌中速柴油机开发研制的思路、方法和手段，开展自主知识产权船用高速柴油机开发研制，掌握船用高速柴油机总体设计和关键零部件设计技术。

重点开展船用发动机高压共轨技术、高增压技术、智能控制技术、高效燃烧技术、排放控制技术、气体发动机技术、能量综合利用技术等研究及开发应用，研究并掌握柴油机智能化控制单元的技术性能和关键技术，具备开发自主知识产权的大功率船用发动机智能控制系统的能力；开展气体发动机、双燃料发动机及替代清洁燃料发动机设计开发；研究船用发动机排放控制关键技术，掌握船舶排放控制机内技术和前后处理技术(EG R、SCR、喷水等)，以适应越来越严格的船舶排放法规要求，开展船用发动机能量综合利用系统开发，掌握其关键设计技术，进一步提高船舶动力系统的综合效率和减少有害排放物的总排放量，达到节约能源、减少环境污染的目的。

读书的好处

1、行万里路，读万卷书。

2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。

3、读书破万卷，下笔如有神。

4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文

5、少壮不努力，老大徒悲伤。

6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿

7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。

8、读书要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。

10、一日无书，百事荒废。——陈寿

11、书是人类进步的阶梯。

12、一日不读口生，一日不写手生。

13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基

14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游

15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德

16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿

17、学习永远不晚。——高尔基

18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。——刘向

19、学而不思则惘，思而不学则殆。——孔子

20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根

浅析船舶柴油机节能减排技术解读 篇2

众所周知船舶柴油机每天都大量消耗不可再生资源———柴油, 面对日益枯竭的能源, 我们必须去寻求更节能, 更环保的应对措施, 去面对我们所面临的问题。我们将从柴油燃烧、废气余热利用、以及新技术领域去探讨船舶柴油机节能减排的可行方案。

1 船舶柴油机燃烧研究

船舶主推进动力能量来源于燃油燃烧, 燃油在燃烧室中实现化学能转化为热能和压力能, 船舶柴油机主要依赖压力能推动活塞上下运动, 实现二次能量转换。柴油是船舶主推进的动力源, 改进燃烧过程, 加强管理使柴油机处于低负荷工况下运行是船舶节能减排的有效途径, 同时也保证了柴油机的运转寿命。

1.1 改善燃油喷雾

燃油喷射质量直接影响可燃混合气的形成, 然而可燃气的形成又对柴油机的燃烧质量起着决定性的作用。燃油喷射主要有三个阶段:喷射延时阶段、主要喷射阶段、尾喷阶段。任何一阶段的喷射, 过早、过迟都将带来燃烧不完全, 燃烧质量的低下, 导致油耗增压, 柴油机工作性能降低。异常现象如二次喷射、断续喷射、不稳定喷射、隔次喷射、滴漏等现象同样是增压油耗的因素。轮机人员在日常管理维护中必须做好柴油机喷油定时检查, 及时发现异常喷射, 及时作出处理。以下是防止异常喷射现象的措施:

二次喷射:二次喷射会引起喷油持续期过长, 二次喷射的燃油是在较低的油压下喷入气缸, 雾化质量较差, 燃烧不完全, 后燃严重, 造成柴油机油耗、排烟和排温升高, 柴油机性能降低。设计方面必须保证在主喷射过程后, 喷油嘴处不能出现较高的压力波动才能避免二次喷射, 可采取的主要措施有:

a.适当减小高压油管的长度和内径。

b.选用较大喷油孔面积的喷油器。

c.增强出油阀减压卸载能力。

d.选用刚性更强的出油阀弹簧。

e.适度增大喷油起阀的油压力。

断续喷射:断续喷射将导致燃油燃烧不良。不稳定喷射和隔次喷射会导致柴油机转速不稳定, 甚至导致速度较低时自动停车, 然而两次供油一次喷射时, 将导致燃烧粗暴。

1.2 改善可燃混合气的形成

开式燃烧室:多采用多空喷嘴, 喷孔直径很小, 针阀起阀压力较高, 通常为20Mpa-30Mpa。应控制滞燃期形成的可燃混合气量, 形成过量可燃混合气会导致燃烧压力和燃烧压荷增加, 燃烧粗暴, 燃烧温度高较容易生成更多的NOx。

涡流室式:利用的是有规律的强压缩气流促使可燃混合气形成, 所以涡流室式燃烧室并不依赖大量的过量空气。过量空气过多反而导致柴油机功率下降。

常用的促进可燃混合气混合质量提高的措施有:

a.确保有良好的换气质量, 如对进气压力、温度的控制, 进排气管道的清洁, 调整进排气定时, 确保定时准确。

b.确保气缸具有良好的热状态, 对压缩终点压力的检查, 冷却状态的检查, 活塞环的工况的检查。

c.确保良好的喷油质量, 如油品的检查和妥善处理, 检查和调整喷油设备;保证良好的燃烧室条件, 定期检查及清洁燃烧室部件, 检查气缸密封, 清洁冷却空间的水垢的清洁。

2 船舶节能减排新技术应用与分析

从二十世纪中叶, 人类已经开始研究船舶的节能减排。设计出很多新的技术, 例如对优化船、机、桨的配合、废气处理、燃油添加剂、VIT技术、高压共轨喷油技术。

2.1 优化船舶船体的研究, 人类在船首安装了球鼻艏, 用来降低兴波阻力。

球鼻艏已经广泛应用于远洋, 近洋船舶, 以及军舰。双体船是一种高效的节能型船舶, 有效的减少船舶阻力。但是双体船舶并不适用于远洋大型船舶。而适用于小型船舶, 例如游艇、军舰、快艇等船舶。螺旋桨在推进过程中会由于旋转产生涡流, 形成漩涡阻力。国外研究在螺旋桨轴盖上装设类似于鱼鳍的装置, 数量与桨叶数量保持一致, 形状各不相同。这样将有效减少船舶航行阻力, 提高船舶航运效率, 降低燃油消耗, 减少大气排放。而且该装置适用于大部分船舶, 且造价低廉, 结构简易, 便于维护或更换。

2.2 对废气处理的研究, 提出在废气管道末端安装, 颗粒物回收装置, 分离出废气中的颗粒物。

减少排入大气的微粒。在燃料中加入添加剂, 催化还原, 部分化学成分, 减少废气中的氧化物。

2.3 VTI技术:

在柴油机低负荷运转时, 由于供油量降低, 导致爆发压力降低, 柴油机效率随之降低。VTI技术可以在柴油机不能达到高爆发压力时, 自动调整供油提前角, 提高爆发压力。提高柴油机性能, 节约燃油。

2.4 高压共轨喷油系统:

高压油泵提供高压燃油到公共供油管, 电子燃油喷射技术将基于柴油发动机的工作参数, 传感器反馈信号, 自动控制、调整喷油定时和喷油量。油泵将仅仅实现建立油压的功能。喷射量, 喷油定时将由电磁阀来控制, 采用高压共轨喷油技术, 更科学, 更精准的为主机不同工况下运转提供精确的燃油配量, 配时。可节约大约5%的燃油。而且适用各类型船舶, 节省燃油可观, 减少大量有害物质排放。

3 结论

船舶柴油机节能减排在逐步发展, 我们不能一味去依赖科学技术的进步而忽略了人为因素。科技为船舶柴油机更高效、更环保提供了可能, 轮机人员对柴油机认真的呵护是柴油机更安全, 更节能, 更少的大气排放提供了保障。地球是我们赖以生存的根本, 人类一味的去索取, 而忽略了对地球的保护意识。当我们不能停止这种索取时, 我们应该试着去减少对资源的需求, 这本身也是一种保护。地球每况愈下, 全球气候变暖, 冰山融化, 资源枯竭, 是地球的反抗也是对人类爱的呼唤。节能减排迫在眉睫, 石油是工业生产能量的最大来源, 也必将是最先挑战人类所需的能源, 让我们一起行动起来, 节能减排, 关爱地球。

摘要：船舶在承担全球90%货运的同时, 向大气中排放大量的COx、SOx和NOx, 与“可持续发展”战略相违背。船舶节能减排技术的研究与应用主要针对轮机人员的操作管理、船舶废气余热的高效利用, 船舶节能减排新技术的应用现状和可行性分析、以及柴油机燃烧过程提出节能减排的研究结果。

关键词：船舶,柴油机,节能减排,废气利用

参考文献

[1]杨子龙.船舶柴油机节能减排技术发展趋势[J].柴油机, 2013, 3.

[2]岳国良, 李楠.柴油机节能减排技术研究发展趋势[J].交通节能与环保, 2009, 4.

[3]李国瑞.船用柴油机节能减排技术发展思路[J].上海造船, 2008, 3.

船舶柴油机节能减排技术发展探讨 篇3

船舶用柴油机随着国际上相关法律的颁布，节能减排技术得到了跨越性的发展，节能减排技术的发展不仅可以保护环境，同时可以节约资源。国际海事组织最新研究报告指出，预计未来五年，因船舶柴油机运营而导致的CO2排放量超过15亿吨，随着全球气候的变化，航运业也应该承担起自己的行业责任，为全球可持续发展贡献自己的力量。

国际海洋组织早在2009年就船舶提出能耗限制指数，但是在2009年，并没有作为强制执行标准，直到2014年才作为强制规定强制执行。2012年国际海事组织海洋环境保护委员会对国际海洋组织的规定进行了补充规定，将其命名为IMO Tirer 1，IMO Tirer 2，IMO Tirer 3，目的是限制硫化物和氮化物以及PM的排放，并提出了执行日期与规定对应的时间，在2012年至2013年执行IMO Tirer 1标准，2013年-2016年将执行IMO Tirer 2，2017-未来将执行IMO Tirer 3。

在法律法规的推动下，世界各研究机构加大技术研发投入，不断研发新技术，提高发动机节能减排方面的性能，同时加强对尾气后处理、燃料燃烧技术进行开发，同时在新燃料的利用，发动机综合性能的提升上都取得了突破性进展。国际上的船舶柴油机制造厂商研发的技术主要的特点是高效节能低排放，结构紧凑模块化，智能自动化，安全可靠、大功率集成化，长寿命。节约、排放是保护环境的两大重要举措，也是船舶柴油机的主要发展方向。

船用发动机排放控制技术和低排放大功率柴油机的研究上取得了阶段性的进展，瑞士联邦政府与欧盟联合资助科研院所、发动机制造商在内的40多家单位参加的船舶超低排放燃烧的高效研发项目，这项举措为法律法规的实施提供了技术保证。该项目对船舶柴油机开展了“极限”参数发动机的热力学和机械学试验，研发了降低排放的内部方法、多级智能涡轮增压技术、能量回收及复合式热发动机技术、先进的后处理技术、排放及性能监控新传感器、以及自适应控制智能发动机等技术的开发研究。建立和开发了先进的计算模型和工程软件工具，验证新一代船用发动机的潜在优势。该项目在结题时达到了预期成果，船用柴油机燃油消耗率降低了9%，改善高船用柴油机推进系统的超过50%，降低二氧化碳的排放量。

结合国外研究成果，针对国际船舶柴油机节能减排技术，总结国际上技术现状：（1）研发出了尾气处理系统，在源头上对尾气进行处理，减少燃烧产生的气体有害气体排放。（2）发动机动力系统能量综合利用， 进一步提高发动机系统效率。（3）开发新能源，加强新能源的利用，改变以往以石油燃料为主的结构。（4）通过对燃料燃烧过程技术的改进， 达到提高燃烧效率的作用。

2、船舶用柴油机在我国现状

我国船舶用柴油发展落后于国外，但是最近几年随着我国综合国力的提升，研发和制造技术都得到了很大的提升，初步形成了船舶柴油机的产业布局。具备船舶用柴油机的自主研发能力。但我国船舶柴油机产品的研发能力与国际研发能力仍有很大的差距。存在某些技术瓶颈，很多关键技术受制于人。结合我国船舶柴油机节能减排技术发展情况提出以下发展途径：（1）低速船用低速柴油机在我国发展较为成熟，但是未来应该进一步提高产品质量，降低成本，提高国际竞争力。（2）因我国高速采用机发展仍存在很多不足，为此现阶段重点发展中速柴油机开发研制的基础上，进一步总结、掌握现有技术要点和设计方法，并开发性能显著的核心部件，摆脱进口。全面掌握中速柴油机系列的设计方法，尝试对高速柴油机的研制提高关键配套件的国产化，达到节能减排的目的。（3）加强自主知识产权的建设，由仅仅的中国造向中国研究制造转变。最终达到掌握高速柴油机的总体设计和关键零部件设计技术。

3、未来发展趋势

近年来，船用柴油机随着人类对环保意识对增强，得到了飞跃性的发展。未来船舶用柴油机节能减排技术政府应该加强行业管理，在我国认真研究国际船舶节能减排相关方面的法规的变化情况，同时在引进国外先进技术的同时应该加快已有技术消化吸收和升级，在此基础上加强新技术的研发，不要一味抄袭，紧随行业发展动态和先进技术方向通过对国内外发展现状的闡述，建议采用几方面措施来达到节能减排的目的。（1）改善燃料燃烧过程通过改善燃料燃烧过程可以减少害物排放、降低燃料的消耗，提高发动机效率。（2）新型替代清洁燃料技术目前比较成熟的新型替代清洁燃料的发动机有生物燃料发动机、双燃料发动机、气体燃料发动机等。但是现在应用的新能源类型较少，未来应该尝试发展太阳能和风能等储量丰富的能源，即使不能作为船舶动力的主体动力燃料，可以尝试作为补充能源，来达到节能减排的目的。（3）能量综合利用技术目前所有船舶用柴油机都无法回避的问题就是能源利用率低，在柴油机燃烧的过程中仅有一半左右作为的动力，其他部分的能力被排出的废气和冷却水带走，这不仅能源不仅降低能源利用率，还会造成环境污染。为此未来应该加强能量的综合利用技术的研发。

4、结束语

船舶运输仍然是未来的运输业的主题，作为船舶动力的来源-船舶柴油机，船舶柴油机的发展，应该与运输业的发展同步，伴随着国际上对节能、排放法规日益严格，石油资源的日益少，船舶柴油机需要进行不断的技术研发以及加到新能源的利用率。

（作者单位：烟台中集来福士海洋工程有限公司）

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浅析船舶柴油机节能减排技术解读 篇4

节能减排柴油车,开创绿色环保的新时代(一)

1节能减排是关系国家可持续性发展的大计近几年,随着汽车消费市场的快速发展,汽车业已经成为国家能源储备的`主要消耗力量.同时带来的还有尾气排放中含CO2、CO、NOx造成的大气污染问题.以我国目前汽车保有量2800万辆计算,平均每辆汽车每年耗油2.3t,即全国每年总耗油6440万t.对比之下,我国石油的人均储量仅相当于世界人均水平的7.69%.因此,降低能源消耗、维护可持续发展可说是迫在眉睫.

作 者：陆刚  作者单位： 刊 名：城市车辆 英文刊名：URBAN VEHICLES 年，卷(期)： “”(11) 分类号： 关键词：