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許多人可能不曾知曉，船舶上使用的發動機以柴油機為主。與汽油機相比柴油機有著諸多優勢，柴油分子量大，雖然燃燒得比較慢，卻能釋放很大的能量，讓發動機能輸出較大的力量，同時運行穩定、維保便捷，柴油價格相對汽油也更具優勢。因此一般需要動力比較大、轉速要求不那么高的設備，如大型卡車、大型貨運商船、便攜式發電機組等，都會選用柴油機作為動力源。現在世界最大的船舶排水量已經可以達到近幾十萬噸，如此大的噸位更需要強勁的動力系統來支撐，柴油機由于熱效率、經濟性高且技術成熟，毫無疑問便是船舶動力的首選。
 

在去年年底舉行的2019年中國國際海事展上，以濰柴動力為代表的中國柴油機密集發布了新一代產品。其中濰柴動力發布了M33、WH20、WH25、WH28等多款高端船舶動力產品，就讓我們通過秀美精心制作的模型一起來欣賞一下這些力與美的作品吧。

M33發動機，經受嚴苛的耐久試驗考核，保證了關鍵零部件的高可靠性；采用濰柴自主ECU電控單元，可實現預噴、后噴等多次噴射，控制精準，噪聲低、振動小。

WH20系列船用柴油機(720-1320kW)

全新一代WH20柴油機，采用高增壓比增壓器，進氣更充足，燃燒更充分，油耗持續優化；主要運動件安全系數高，為柴油機的高可靠性提供了保障。

秀美制作WH28系列船用柴油機(1838-2700kW)

WH28發動機，單缸功率高出同類產品15%左右；可選用雙增壓器配置，發動機低速響應更好，低速扭矩儲備提升30%，動力性更強，燃油耗更低，已通過中國二階段排放認證。

秀美制作WH25系列船用柴油機(1259-2010kW)

WH25發動機，采用燃油系統高噴射壓力以及高增壓比增壓器，排量大進氣更充分，動力強勁；高效率增壓器協同優化配器設計，響應性更佳、經濟運行轉速范圍更廣，外圍零件采用模塊化設計，整機結構更緊湊，維護更便捷。

在WH25系列船用發動機的模型制作過程，秀美模型技術團隊還反復與WH25系列船用發動機工程技術人員溝通，克服技術難關，通過嫻熟的裝配技能以及對發動機工藝的認知，站在觀眾視角制作了這一臺動態模型。從模型的設計方案到制作過程，每個環節力求精益求精，只為這臺動態模型的完美亮相。
 

模型對WH25系列船用發動機進行剖切處理，直觀地將發動機運行的核心過程和組成結構展示出來，通過動態形式幫助觀眾觀察每個零件的工作過程、工作原理。

在此過程中，秀美模型引以為傲的3D打印技術也立下了汗馬功勞，基于數字化制造模式，3D打印不受模型外形結構限制且操作便捷，短時間內就可實現發動機內部結構的高度還原，大大縮短了這一動態模型的制作工期，也解決了傳統工藝難以克服的尺寸精準度問題，還降低了產品制作的成本。

 

3D打印零部件




3D打印白模預組裝

 

與船舶相比，發動機占據的體積不足為重，但其實船舶柴油機的造價達到了船舶總成本的13%-18%，毫無疑問，自主研發船用柴油機對增加中國在這一領域的核心競爭力，帶動金屬鑄造、機械加工、裝配工藝、橡膠研發等上下游產業的進步有著重要意義。

柴油機從誕生到應用再到成熟經歷了一百多年的演變過程：

1893年魯道夫·狄塞爾發表了著名的論文《取代現有蒸氣發動機和內燃發動機的合理的熱發動機理論和設計》，在論文中他提出了定壓加熱循環原理（即“狄塞爾”循環），并申請了專利。

 

魯道夫·狄塞爾

 

1897年狄塞爾找到德國奧格斯堡機器制造廠，成功制造了第一臺能安全運轉的熱機，熱機領域一次新的科技革命誕生了。雖然這臺單缸引擎的功率僅為14瓦，但效率已經遠遠超過當時的蒸汽機和已經發明的奧托式內燃機，達到了前所未有的26%。

 

“佩迪特·皮埃爾” 號

 

油輪“瓦卡納斯”號

 

“錫蘭迪亞”號

1912年瑞士蘇爾壽公司為了展示柴油機的潛力，投資建造了一臺缸徑為1000毫米，沖程1100毫米的1S100型單缸巨型柴油機。這臺柴油機在150轉時可發出1470千瓦的功率，它創造的柴油機缸徑記錄直到1960年代才被打破。蘇爾壽公司在1S100型柴油機采用了二沖程橫流掃氣結構，這種設計也成為蘇爾壽柴油機的標志型結構，并一直沿用了70年。

 

蘇爾壽1S100型柴油機

 

二戰后船用柴油機經歷了新一輪的發展，性能不斷提高。從上世紀40年代--70年代，在民用船上逐漸完全取代了蒸汽動力。如今電子控制技術也在柴油機上得到廣泛應用，柴油機的電子化、信息化和智能水平不斷提高，熱效率進一步提高，并不斷滿足更高的排放標準要求。