我們生活中接觸最多的汽車倒車，都是通過齒輪箱挂倒擋的方式來倒車。同樣船舶也需要倒車，隻是相較于汽車，船舶的倒車方式更多一點。一般來說船舶的倒車，第一種和汽車一樣，通過齒輪箱來實現倒車（齒輪箱換向）；第二種就是裝備變距槳(CPP)，通過改變螺旋槳葉的螺距角來實現倒車（變距槳換向）；第三種就是通過發動機（柴油機）直接倒轉來實現倒車的（直接換向）。

汽車倒車入庫

船舶通過齒輪箱來實現倒車，一般應用在中小型船舶上；而通過變距槳來實現倒車，一般應用在對操縱性要求高的船舶上，最常見的組合就是，中速機加齒輪箱加變距槳（CPP）。

中速機加齒輪箱加變距槳的組合

而對于大型船舶來說，基本上采用的是低速機加定距槳（FPP）的組合，并且傳動軸系中沒有齒輪箱，那麼它的倒車就隻能通過發動機直接倒轉來實現倒車的（直接換向）。很多人初一聽到柴油機直接倒轉，覺得是天方夜譚，在這裡我要告訴你，柴油機的倒轉并不是天方夜譚，而是真實存在的。等下我就來講解傳統柴油機是如何實現倒轉的。

船舶定距槳（FPP）

柴油機隻有按照規定的進、排氣和噴油正時以及發火順序工作，就能保證柴油機在一個恒定的方向持續運轉。也就是說，想讓柴油機倒轉，就必須改變柴油機的啟動正時、噴油正時和進、排氣正時，使其滿足反轉的要求，就能實現柴油機的倒轉。

二沖柴油機的正時圓圖

由于上述正時全部均由凸輪控制，所以柴油機的倒轉問題，就是如何改變空氣分配器的凸輪、噴油泵凸輪和進、排氣凸輪與曲軸相對位置的問題了。（柴油機倒轉時需要改變的曲軸和凸輪的相對位置還因機型的不同而有所差異。比如二沖程的彎流掃氣機就和二沖程的直流掃氣機就有所區别，而四沖程的機器又和二沖程的有區别）。

凸輪軸

那麼柴油機是通過什麼方法來改變正時凸輪和曲軸的相對位置，來實現柴油機的倒轉？

第一個方法就是“雙凸輪換向”。它的原理就是，對于需要換向的設備均設置正、倒車兩套凸輪，那樣正車時正車凸輪處在工作位置，倒車時倒車凸輪處在工作位置。

雙凸輪換向原理

既然有正、倒車兩套凸輪，那麼就存在一個切換的問題。雙凸輪的切換其實很簡單，我們在凸輪軸上設置正、倒車兩個凸輪，通過機械式、液壓式或者氣動式讓凸輪軸能左右軸向移動。假設左邊是正車凸輪，右邊是倒車凸輪，如果柴油機正處在正車時，我們隻需把凸輪軸往左移動，讓右邊的倒車凸輪處在工作位置就好了。

雙凸輪換向裝置

第二個方法就是“單凸輪換向”。它的原理就是，通過一個凸輪來控制正、倒車，在需要換向時不需要凸輪軸軸向移動了，而是讓凸輪軸相對于曲軸轉動一個角度即可。讓凸輪軸相對于曲軸轉動一個角度，我們稱之為“差動”，而轉動的這個角度我們稱之為“差動角”。（單凸輪換向所使用的凸輪線型還分一般線型和雞心線型，有興趣的可以自己去了解一下）

一般線型的單凸輪換向原理

既然要讓凸輪軸相對于曲軸轉動一個角度，那就存在一個如何讓它差動的問題。一般來說差動換向裝置有“液壓差動換向裝置”和“氣動機械差動換向裝置”。因為液壓差動換向裝置”結構複雜，這裡就不講了，而是講一下MAN B&W公司采用的一種簡單、新穎的“氣動機械差動換向裝置”。它的工作原理就是凸輪軸和曲軸不需要差動，而是通過改變每缸噴油泵傳動機構中的滾輪在凸輪軸上的位置就可以了。

MAN B&W公司氣動機械差動換向裝置

講了那麼多，咱們該把今天的主角請上場了，由芬蘭的瓦錫蘭公司設計生産的，型号為RT-flex96C.船用柴油機。RT-flex96C是一款采用直列14缸設計的柴油發動機，接近10.9萬匹馬力（80056.2Kw），長27.3米，高13.5米，裝機總重2446噸（淨重2300噸），轉速102轉/分，使用重油，熱效率達到50%。

RT-flex96C船用柴油機

像RT-flex96C這麼大的柴油機都是裝備在像下圖“艾瑪·馬士基号”集裝箱這樣的超大型船舶上。這種大型船舶的傳動系統都不會設置齒輪箱，而是通過低速機直接驅動定距螺旋槳的形式，也就是說：RT-flex96C船用柴油機就必須是具有倒轉功能的柴油機。

“艾瑪·馬士基号”集裝箱船

既然RT-flex96C船用柴油機能夠倒轉，為什麼要這麼晚才來講它？這是因為RT-flex96C船用柴油機早就步入電控時代了，啟動正時、噴油正時不再需要凸輪來控制了。啟動正時取消了空氣分配器，直接采用電磁閥來控制；而噴油正時也取消了傳統的脈動高壓供油，直接通過高壓共軌電控噴射系統來實現噴油控制。

汽車用柴油機的高壓共軌電噴系統

而進、排氣正時，因為RT-flex96C船用柴油機采用的是直流掃氣，加之高效率增壓器的應用，以及活塞有效行程的增加，所以排氣閥不再需要提前開啟了，這樣柴油機排氣閥正時凸輪的最佳位置正好在對稱軸下止點附近，這樣正、倒轉就沒有差動的必要了。

RT-flex96C船用柴油機的增壓器

所以像“RT-flex96C”這樣的電控柴油機的倒轉，相比以前的柴油機反而變得簡單起來了。

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作者：小船人的夢想 2018年9月7号

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