DK36系列大功率中速柴油機

據中船集團消息：經過3年的潛心研究，高技術船舶科研項目——“L32/44CR、DK36系列大功率中速柴油機國產化研制”近日通過了工業和信息化部組織的驗收。該項目由鎮江中船設備有限公司作為牽頭單位，安慶中船柴油機有限公司和大連理工大學參與研制，目前已取得多項創新性技術成果，經濟效益顯著，大大提高了我國大功率中速柴油機自主研發能力。

該項目主要是在引進L32/44CR、DK36新型大功率中速柴油機技術基礎上開展國產化研制。通過研究，我國掌握了中速柴油機汽缸蓋鑄造技術，攻克了大型鑄造多包澆鑄技術難關，成功實現了機體、汽缸蓋、曲軸、凸輪軸等關鍵零部件的國產化，建立了柴油機的燃燒過程和共軌系統計算模型，相關企業具備了產品接單能力。目前，L32/44CR、DK36兩型中速柴油機整機國產化率達到60%以上。同時，隨著項目相關技術的應用，原有的L23/30H型柴油機現在已能滿足國際海事組織Tier Ⅱ排放法規要求，交付數量超過500臺，銷售收入達到10億元。在研究過程中，該項目還申請了6項發明專利和1項實用新型專利，其中，4項發明專利和1項實用新型專利已獲得授權。

契合市場需求，產學研聯合攻關

隨著世界船舶工業朝大型化、高技術化方向發展，3000千瓦以上大功率柴油發電機組的市場需求日漸增加。30萬載重噸級超大型油船（VLCC）、大型液化天然氣（LNG）船、4250-13000TEU大型集裝箱船等遠洋船舶均需要此類大功率柴油發電機組。同時，在內河行駛的集裝箱船、油船等中小型船舶的推進功率也在增大，如國內批量建造的8000千瓦海洋救助船、3500載重噸以上化學品船、5900載重噸瀝青船、6000-15000載重噸油船及散貨船等都需要3000千瓦以上中速柴油機作為主推進裝置。不過，3000-5000千瓦柴油機產品訂單主要集中在曼恩、瓦錫蘭等品牌商手中，其市場占有率達到90%。相比之下，我國在該功率范圍內的柴油機產品市場占有率僅為10%，而且只能提供少量的主機，3000千瓦以上中速發電機組市場尚為空白。

市場研究表明，L32/44CR、DK36兩種系列機型功率在3000千瓦以上，不僅可以作為發電機組，滿足大型船舶、海工裝備電站的配套需求，而且能夠作為船舶推進主機使用。為此，鎮江中船設備有限公司引進了L32/44CR系列機型，安慶中船柴油機有限公司則引進了DK-36系列機型，并通過技術引進和消化吸收，逐步掌握了其關鍵技術，著手開展國產化研制工作。2009年，在工業和信息化部、財政部的大力支持下，“L32/44CR、DK36系列大功率中速柴油機國產化研制”項目正式立項，充分發揮產學研優勢，由鎮江中船設備有限公司作為牽頭單位、安慶中船柴油機有限公司和大連理工大學作為參與單位進行研制。

掌握關鍵技術，創新帶來高效益

在獲得立項后，該項目的研究人員立即對柴油機大型零部件加工、排放控制、共軌技術等關鍵技術研究課題進行了調研，確定了相關技術難點，制定了解決這些難點的技術路線。特別是在排放控制方面，項目人員調研了當前使用最廣泛的柴油機滿足國際海事組織 Tier Ⅱ法規要求的幾種控制方法，并在此基礎上提出了基于米勒循環控制缸內溫度降低氮氧化物排放的機內凈化控制策略。

據了解，在項目研究過程中，項目人員廣泛采用了仿真（數值）模擬與試驗研究相結合的研究方法。在加工技術研究方面，他們利用模擬加工與仿真技術，通過創建機體等關鍵零部件基于ProE的三維模型，利用計算機輔助制造（CAM）技術進行計算機輔助編程，在數控加工仿真系統平臺上創建TH6916、HF-6M兩臺加工設備的仿真模型，在模型上針對各附件銑頭進行相關校驗；在排放控制技術研究方面，用軟件分別建立了7L32/44CR和8DK36柴油機的一維CFD模型和柴油機工作過程的熱力系統數學模型，通過試驗數據進行模型驗證，并利用仿真模型開展燃燒過程、增壓中冷和燃燒室結構的研究。

在項目成果驗收會上，與會專家一致認為，該項目完成了預期研究目標任務，在排放控制、共軌技術研究方面取得了創新性技術成果。通過對柴油機排放技術研究，該項目預測了米勒循環對增壓器壓比、中冷器特性參數的要求，提出了基于米勒循環控制缸內溫度來降低氮氧化物排放的機內凈化控制策略，并在L23/30H型中速柴油機上進行應用，使其很好地滿足了Tier Ⅱ法規要求。

此外，在共軌技術研究方面，項目人員通過逆向工程技術設計了一套適合我國船用柴油機的共軌燃油系統，填補了國內相關技術領域的空白，為我國自主開發共軌技術柴油機作了技術儲備。該項目還突破了蠕墨鑄鐵熔煉工藝難題，掌握了大件加工變形控制、大平面和大深度孔加工的高效切削、凸輪軸表面硬化處理和長曲軸熱處理及線性磨削等關鍵技術；系統分析了國際上先進柴油機控制系統的模塊化設計、熱冗余總線、高性能嵌入式芯片及智能控制等關鍵技術，提出了基于高壓共軌的燃油噴射系統和控制策略、控制系統模塊化設計、調速與監控及軟硬件開發的技術方案，為智能控制系統的國產化奠定了技術基礎。