船舶大型二冲程柴油机图解（大型船舶用的低速柴油机）

前不久，有一位网友问我，为什么大型船舶用的低速柴油机，是二冲程的？关于这个问题，我觉得应该先要了解一下，什么是低速柴油机。在船舶柴油机专业书籍中，对低速柴油机的定义是：曲轴转速小于等于每分钟300转的，为低速柴油机。但事实上，绝大部分的船用低速柴油机的转速，仅在七八十转到一百来转之间。为什么转速会这么低？这里不得不提到一个概念。

船舶用的低速柴油机

船舶的螺旋桨有一个特性，就是直径越大转速越低效率越高，所以驱动螺旋桨需要大扭矩低转速。对于中小型船舶来说，装备中高速柴油机时，可以通过在输出端增加一个减速齿轮箱，来降低转速，增大扭矩。但是对于大型船舶来说，所需的主机功率很大，此时想要搭配减速齿轮箱，在技术上很难，成本也很高，传动效率也较低。为此，为了简化推进系统，提高传动效率，大型船舶通常采用柴油机直接驱动螺旋桨的形式。这就需要柴油机的转速和螺旋桨的工作转速保持一致。但是直接降低柴油机的转速，将引发一个较为严重的问题。

船舶推进轴系

柴油机的功率，是指柴油机在单位时间内所做的功。而降低柴油机的转速，意味着降低了柴油机在单位时间内做功的次数，柴油机的功率相应的也会降低，这显然和船舶推进系统采用低速机的初衷是相违背的。想要保证柴油机在降低转速的同时，功率不降低，最直接的方式就是增大缸径和行程，来提高排量。但是这样又带来了一个新的问题，就是增大了缸径和行程，将导致柴油机的体积和重量变得庞大。像世界上最大的柴油机，长度27.3米，高13.5米，单机重量直接超过2300吨，这么大的一个“大家伙”，将会占用船舶更多的宝贵空间和排水量。

最大的柴油机单机重量直接超过2300吨

为了保证低速柴油机体积和重量不至于过度增长，这里则需要引入一个新的思路。柴油机可以分为二冲程和四冲程两种，二冲程的柴油机每转一圈做一次功，而四冲程的柴油机则是每转两圈做一次功，所以理论上二冲程柴油机在同排量、同转速条件下，功率是四冲程柴油机的2倍，在考虑行程损失和扫气损失也能达到约1.6~1.8倍。这样，如果低速柴油机采用二冲程，虽然转速较低，但是提高做功的次数，所以柴油机的体积和重量可以控制在一个较为合理的范围内，这就是为什么大型船舶用的低速柴油机是二冲程的原因。

大型船用二冲程柴油机内部结构

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作者：小船人的梦想 2022年9月27号