9g32型船用中速柴油机设计开发

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1、9G32型船用中速柴油机设计开发摘要：在6G32型、8G32型柴油机成功应用的基础上,以高强化度柴油机的设计理念和产品系列化的原则，设计开发了新产品9缸9G32型(4400kW)船用中速柴油机，填补了我国自主品牌高性能、中速、功率大于4000kW柴油机产品的空白，并形成了G32直列机型产品的系列化。关键词：柴油机；设计；验证DevelopmentandDesignofMedium-SpeedMarineDiesel9G32HUORongkang,LINing,SUNLiangyan,HEZhiqiang,WUYanjun,CHENQinghui,HUSheng(Guangzho

2、uDieselEngineFactoryCo.,LtdGuangzhou510371)Abstract：Medium-speedmarinediesel9G32(9-cylinder,4400kW)isanewproductdevelopedanddesignedbasedonthesuccessfulapplica.tionofengines6G32and8G32withdesignphilosophyofhighstrengthdieselandproductserialization,whichsupplyagapofindependentbrandofhighperfo

3、rmaneemedium-speeddieseloflargerpowerinchinaandformseriesofin-linedieselG32.Keywords：Diesel,Design,Verification1前言2007年，广州柴油机厂与中国船舶重工集团公司711研究所联合开发了6G32型（2665kW）船用中速柴油机。2008年，广州柴油机厂开发了8G32型（3552kW）柴油机。至今，投入使用的6缸和8缸燃用重油的G32柴油机已有100多台，广泛应用于客滚船、油船、集装箱船、散货船、渡车船、火车渡轮等。安装首批6G32柴油机作主动力的集装箱船和散货船，主机运

4、行时间已超过20000小时，用户评价G32柴油机功率充足、经济性好、性能稳定、可靠性高。G32柴油机通过技术鉴定，认为G32系列柴油机是我国自行开发、具有完全自主知识产权的产品机型；其技术水平在国内自主品牌产品中处于领先地位，达到本世纪初国际同类先进产品的水平。2010年5月，广州柴油机厂股份有限公司开发了9G32型柴油机,填补了我国自主品牌高性能、中速、功率大于4000kW柴油机产品的空白，形成了G326、8、9缸五种功率产品的系列化（见表1）,适应了船舶市场对中速大功率柴油机的需求。2主要技术参数9G32型柴油机设计指标及主要技术参数见表2O3总体设计原则G32系列柴油机依

5、照高效、节能、环保的理念，可靠性第一的设计原则，力求结构简单，注重维护保养方便。9G32的总体布置、结构形式与8G32基本相同，单缸输出功率和平均有效压力提升了10%,9G32柴油机横剖面如图1。图19G32柴油机横剖面图4技术设计技术设计阶段，对总体设计方案中的曲轴部件、柴油机发火次序、排放性能、涡轮增压系统和轴系扭转振动特性等关键技术问题进行了充分的论证，以期获得9G32柴油机良好的综合性能，并且尽可能地降低技术风险。4.1全平衡的曲轴9G32曲轴材料为优质合金钢，整体连续纤维锻造。曲轴采用全平衡方式，每一曲柄上都设置了一对大尺寸的平衡块以平衡每一曲柄的不平衡离心力，改善曲

6、轴应力和轴承负荷的分布，并获得合适的油膜厚度，保证曲轴的安全运行。按照中国船级社《钢质海船入级规范》中柴油机曲轴强度评定的相关规定，进行9G32柴油机曲轴直径校核，结果表明主轴颈和曲柄销均为安全而且留有足够大的裕度；采用三维有限元应力计算分析，并以此为基础进行曲轴的疲劳强度校核，合格系数满足中国及外国主要船级社规范的要求。9G32型柴油机曲轴见图2O图29G32柴油机曲轴4.2发火次序四冲程单列9缸发动机的发火次序常见的有六种。在满足各方面性能的前提下，拟优先考虑平衡特性系数较小的曲柄布置方案和相应的1-2-4-6-8-9-7-5-3发火次序。按拟定的曲柄布置方案和发火次序，通

7、过动力计算、轴承负荷计算、平衡分析、最小油膜厚度计算、轴系扭转振动计算、轴心轨迹计算，MMPC涡轮增压系统的模拟计算，各方面性能良好,确定9G32柴油机采用1-2-4-6-8-9-7-5-3发火次序。4.3排放性能随着船舶市场的快速发展以及排放法规的日趋严格，对船用柴油机设计提出了更具挑战性的要求。9G32柴油机为满足国际海事组织（IMO）对NOx排放的要求并实现在整个运行转速范围内无可见烟色的目标，采取了以下的技术措施：4.3.1提高柴油机的压缩比提高压缩比，使压缩冲程终点的压力升高。额定