注：柴油机转速的设定是需要综合考虑的，实际过程非常复杂，在这里为了文章通俗易懂，特意省去简化了很多条件和因素，希望大家在阅读的时候不要太过于纠结。之前我的文章讲到世界最大的柴油机，瓦锡兰的14RT-flex96C船用柴油机，最高转速每分钟102转，当时很多人惊叹不已，甚至对这个转速产生了怀疑，但是我今天要讲的主角，最高转速每分钟只有72转，会不会惊掉大家的下巴呢？

惊呆了今天我们的主角是船用柴油机的另一个巨头，"MAN Diedel & Turbo"的7G80ME-C。为何选的它，因为这是一款超长冲程的绿色柴油机，有着极低的转速，以此来引出超长冲程对于柴油机低转速的意义和影响。

7G80ME-C船用低速机咱们还是老规矩先简要了解一下它的参数：该型柴油机大约长：13.6m ，宽：9.7m ，高：16.0m，重约1100t，功率：约4.5万马力，额定转速：72r/min，烧重油。如果单从参数来看，和14RT-flex96C相比是一点都不突出，但是作为绿色超长冲程柴油机，它在气缸直径800mm的情况下，拥有3720mm的超长活塞行程，可谓是一大亮点。

7G80ME-C的外形尺寸至于船舶柴油机的转速为何那么低，相信常看我文章的人都知道，我不止一次的讲过这个问题，不过今天也不在乎再讲一遍，毕竟这是船舶很重要的一个概念。一般来说船舶的螺旋桨直径越大，转速越低，效率越高。把这个概念引入到柴油机身上，可以理解为：在功率不变的情况下，降低转速，提高扭矩，扭矩大了就能驱动更大直径的螺旋桨，同时转速低了，推进的效率也增加了。

船舶螺旋桨说起这个降速增扭，大家最容易想到的就是给传动系统增加一个减速齿轮箱。这个方法确实不错，也是动力机械最常用的办法，但是对于船舶主机动辄几万马力的输出功率，哪怕齿轮箱只有0.5％的传动损失，也是一个巨大的损失；同时要满足能传递这么大功率的齿轮箱，在制造上也是有很大的难度的，价格也不菲。如果我们能在不降低主机功率的情况下，直接降低主机的转速，就可以不用齿轮箱，直接用主机去驱动螺旋桨，能大大提高传动效率，也简化了传动系统。

船舶的传动轴那么该如何降低柴油机的转速呢？在不改变柴油机的情况下，我们降低了柴油机的转速，也可以理解为降低了活塞的速度，反之也就是降低了活塞的速度就降低了柴油机的转速。那么又该如何降低活塞的速度呢？活塞的运动是通过高压燃气的压力对活塞做功，使其运动的，这样我们降低燃气压力也就能降低其速度了。在不改变柴油机的情况下，降低燃气压力，我们只需要降低喷入的油量即可，这也就是为何发动机可以通过油门来控制转速的原因。不过这样虽然降低了转速，但问题却很明显：柴油机的转速是低了，但是功率和扭矩也低了，这样就和我们降低转速的初衷是相背离的了。

发动机工作原理那么有没有办法在降低了柴油机工作压力，降低转速而不降低功率和扭矩呢？办法是有，只是必须要改动柴油机了。首先我们想到的就是增大缸径。柴油机的工作压力虽然降低了，但是增加缸径也就是增大了活塞的有效面积，这样虽然燃气压力降低了，但是有效面积变大了，作用在活塞上的力并没有变，这也就是为何大家常说，缸径更大一点的柴油机爬坡更加有力的原因了。

发动机活塞和气缸增大缸径确实是一个有效的办法，所以大型低速机的缸径普遍都很大，现在最大的缸径达到了980mm，也就是近一米了。不过柴油机的缸径并不能一味的增加，因为这样会造成活塞的体积质量巨大，当它在运动的时候就会有很大的往复惯性力（中学没有惯性力的概念），这对柴油机的连杆和曲轴的强度有很大的挑战；同时当这个力过大时，柴油机的的功率很大一部分要去克服这个力，这样只会适得其反。

大型柴油机的气缸，人能钻进去这时如果我们还想继续降低转速我们还要引入一个新的思路。我先讲一个小例子：我们假设两辆相同速度的小车去跑圈，一个跑一百米的圈，一个跑两百米的圈，当跑一百米圈的小车跑了两圈的时候，跑两百米圈的小车才跑了一圈。两台小车做的功是相等的，圈数却相差了一倍，这样我们可以把这个思路引入到柴油机上，增大活塞的行程也就像增大了汽车的路程，这就能大大降低柴油机的转速，这也是现在大型低速机的主流思路。

大型集装箱船，两台超长冲程柴油机增加了柴油机活塞的行程后，可以说优势是非常明显的：第一点，增大了行程也就是增大了气缸的容积，同时也可以提高压缩比，这样能燃烧更多的燃油，拥有更高的爆炸压力。最高爆炸压力的提高能有效提高柴油机的效率，但是爆炸压力过高会造成柴油机的机械负荷和热负荷过大；同时工作会更粗暴，震动会更大。但是对于超长冲程来说，活塞的行程增加了，这样给予活塞更长的加速和减速时间，能增加柴油机工作的平顺性。第二点，活塞速度不变，冲程变长了，活塞的做功时间也就变长了，燃油的燃烧时间也就变长了，这样能提高柴油机的燃烧质量，提高效率，同时降低尾气的排放。第三点，虽然作用在活塞上的有效压力没有改变，也就是活塞的作用力没有改变，但是冲程长了，也就是曲轴的回转半径增大了，这样作用力虽然没变，但是力臂增大了，柴油机的输出扭矩也就增大了。

大型低速柴油机的曲轴申明：本文部分图片来源网络，如有侵权请联系删除。作者：小船人的梦想 2019年1月3号