以前每次寫世界最大柴油機相關的文章，總有網友在下面問我：我國能造這種大型低速機嗎？今天我就帶大家看看我國制造的低速柴油機上的一個世界第一。由“上海中船三井造船柴油機有限公司”制造的世界最大缸徑柴油機“8K98MC”，這貨的缸徑達到了驚人的980mm（近一米），比瓦錫蘭公司設計生産的世界最大的型号為“RT-flex96C.船用柴油機”960mm的缸徑還要大些。據傳現在有了1080mm缸徑的柴油機，不知道真假，有了解的網友介紹以下呗。

找不到8K98MC柴油機的照片，找了它弟弟8K90MC柴油機的照片頂一下

很可惜網上找不到“8K98MC柴油機”的照片，隻在其官網找來了該柴油機的參數，型号：8K98MC，缸徑：980mm，行程：2660mm，轉速：94r/min，功率：45760Kw，重量：1514噸，長：17.3米，寬4.6米，高：14.8米。雖說這參數比不上世界最大的柴油機，但是就這數據也是很吓人的，據說其曲軸就重達幾百噸。

大型低速機的曲軸

不過我們今天重點不是來講這款柴油機有多大的，而是通過用這款柴油機，來講講大型低速二沖程柴油機的配氣機構換氣原理。通過上面的數據我們了解到，該款柴油機缸徑近一米，行程達到2.66米，這麼大一個空間的換氣自然是個很大的學問啊！

大型低速二沖程柴油機的内部結構

相較于大部分汽車用的四沖程柴油機，船用的二沖程柴油機是不依靠活塞來進行進排氣的，所以沒有了單獨的進氣行程和排氣行程。它把進排氣的過程設置在下止點的位置。

四沖程柴油機原理

二沖程柴油機換氣的基本原理就是：通過在氣缸上設置氣口，左邊為進氣，右邊為出氣，排氣口比進氣口高一點，進排氣的開關都是由活塞來控制的。此外二沖程柴油機在進氣位置還設有掃氣泵和掃氣箱。掃氣泵預先把空氣壓縮送入掃氣箱（掃氣箱的壓力大于大氣壓力）。當高溫高壓的燃氣膨脹做工，推動活塞下行到排氣氣口位置時，排氣口打開，缸内外的壓力差讓缸内剩餘的燃氣高速排出，缸内壓力随之下降，當下降到掃氣壓力時，下行的活塞會把進氣口打開，掃氣箱裡的新鮮空氣就會充入氣缸，并進行掃氣，把缸内的廢氣經過排氣口掃出去。這樣就完成了氣缸的換氣工作。

二沖程柴油機的原理

其實上面講的換氣原理就是最基本的“彎流掃氣”形式。它具有結構簡單，可靠，便于維護的特點，不過因為其在缸内流動路線是是彎曲的，所以其掃氣路線長，流動阻力大，需要掃氣壓力高，這樣會造成柴油機，新氣和廢氣混雜嚴重，存在掃氣死角，還有氣流短路等問題引起柴油機換氣質量不高，最終導緻“彎流掃氣”柴油機的柴油機燃油消耗率較高。所以後來又發展出“直流掃氣”的柴油機。

彎流掃氣

直流掃氣的原理：就是在氣缸下部布置一圈進氣口，的上部設置排氣閥，新鮮空氣從氣缸下部的掃氣口進入，驅趕空氣從上部的排氣閥排出，達到完成換氣的目的。這種換氣形式優勢很明顯，因為掃氣口一般設置成一定的傾斜角度，進入的新鮮空氣，在氣缸内旋轉，形成氣流界面，能使新新空氣不易和廢氣混合，并且掃氣路線是直線，掃氣阻力小，不存在死角，大大提高了換氣質量，降低了燃油消耗率，所以直流掃氣的大型低速二沖程柴油機成為了主流。

直流掃氣的大型低速二沖程柴油機因其對“低轉速—長沖程”的适應性，也推動了低轉速—長沖程”柴油機的發展。所謂“低轉速—長沖程”就是自上世紀80年代爆發能源危機，為了省油興起的大型低速二沖程柴油機新的發展思路。

能源開采

因為船舶大型低速機基本上是采用的主機直接驅動螺旋槳的形式（沒有齒輪箱），這時如果功率一定，螺旋槳的直徑越大，轉速越低，效率越高。也就是說在不降低主機功率的情況下，降低轉速就是提高船舶的推進效率。

船舶

低轉速—長沖程的柴油機就是：通過降低柴油機的設計轉速，同時加長沖程，活塞平均速度保持不變，這樣不僅能提高了柴油機的自身效率，還能達到節油的目的。這種設計的效果非常明顯，所以後來的柴油機沖程也就越來越大，沖程缸徑比也就越來越大，現在最大的達到了4點幾，也就是說如果是500mm的缸徑沖程能達到2000mm左右。但是因為“彎流掃氣”的性質決定了沖程不能太長（現在灣流掃氣的機器沖程缸徑比最大的才做能到2點幾），所以“彎流掃氣”的柴油機就有些不能适應低轉速—長沖程的要求了。這也是“彎流掃氣”柴油機沒落的一個原因之一吧。

世界最大的柴油機就是采用的直流掃氣

所以世界最大的柴油機”RT-flex96C.船用柴油機“就是采用的”直流掃氣“這種形式；而開頭講的我國制造的世界最大缸徑柴油機”8K98MC船用柴油機“也是采用了這樣形式的換氣。

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作者：小船人的夢想 2018年8月

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