8240ZD／ZC型发电和船用柴油机

张双成，刘艳朝，牟恕宽

（中国北车集团 （大连）柴油机有限公司 技术部，辽宁大连116022）

根据我公司销售部门在船舶市场投标中的反馈信息和产销量分析，目前国内能够满足功率等级为1 500～2 000kW的中速直列柴油机品种稀缺，市场需求旺盛。考虑到原来机车用8240ZJ型柴油机结构陈旧，功率低，为此，公司决定开发一种标定功率为1 780kW的高强化直列8缸铸铁机体柴油机。型号为8240ZD／ZC，其中D为发电用，C为船舶用。

1 8240ZD／ZC型柴油机设计思想

8240ZD／ZC型柴油机是以40多年研发和生产历史的240／275系列柴油机的成熟技术基础之上，吸收技术先进和世界著名柴油机公司的相应型号柴油机的优点，并结合我公司在发电和船舶领域的运用经验，采用全新的理念和先进的设计分析方法开发研制的新型柴油机。该柴油机满足《船用柴油机技术条件》等国家标准和《钢质海船入级规范》等中国船级社（CCS）的相关规范。

8240ZC／ZD型柴油机仍然是我公司240／275系列柴油机，在设计上尽可能的保证了零部件的通用互换性，同时进行了许多的改进和创新设计，使8240ZD／ZC型柴油机在安全性、可靠性、耐久性和运用特性等方面得到进一步提高。整体技术水平、科技含量又上了一个新台阶，代表了240／275系列柴油机的最新水平。

8240ZC／ZD型柴油机的市场主要定位在船用和陆用发电及调车机车上，并且尽可能兼顾内河航运、沿海及渔轮船只的推进主机，以创造更大的经济效益和社会效益。

2 8240ZD／ZC型柴油机主要技术参数

3 8240ZD／ZC型柴油机总体结构（图1）

柴油机采用横断面为矩形的整体铸铁机体，下部铸有的两个翻边作为柴油机的刚性支承；球墨铸铁或锻钢曲轴由主轴承螺栓和主轴承盖吊挂在机体的下部；8个钻孔冷却带减磨环的气缸套直立排列在机体中心位置顶部；可选用4活塞环的钢顶铝裙活塞或钢顶铁裙活塞；全加工的锻钢G形连杆；单体铸铁、水冷式、4气门的气缸盖用6个M36×2的气缸螺栓连同气缸套一起紧固在机体上；每气缸一节的模块化凸轮轴安装在气缸左侧机体上侧的隧道式凸轮轴腔内，驱动各自的喷油泵、气门驱动机构等；压装在曲轴自由端轴段上曲轴齿轮和机体自由端齿轮腔内的传动齿轮组成传动装置，用以驱动凸轮轴；传动装置的外侧是盖斯林格簧片式机油扭振减振器；机体输出端外侧的曲轴输出法兰直接连接大惯量飞轮，其上安装启动和盘车用的齿圈；机体输出端上部安装有钢板焊接结构的增压器支架，并起到飞轮防护的作用；1个INGERSOLL－RAND的ST999BP型空气启动马达安装在机体输出端左侧，启动时空气启动马达与启动齿圈啮合；偏心轮式盘车安装在启动支架上部。

图1 8240ZD／ZC型柴油机总图

机体自由端外侧是泵传动箱，将传动齿轮系、曲轴减振器和泵传动装置密封在机体内，它也提供了水泵、机油泵和燃油输送泵的安装；在机体左侧的凸轮轴检修孔上装有盖罩、曲轴箱观察孔装有阻燃式防爆盖。

带有转速显示、超速保护和传动功能的调控传动装置设于机体自由端端面左上方，由凸轮轴驱动；WOODWARD的UG液压式执行器安装在调控传动装置上方，根据柴油机的用途可选配723、2301D等电子控制器作为调速装置。

VTC254P－13型（可选）增压器位于机体的输出端增压器支架上，增压器自带进气滤清消声器，增压器压缩后的空气，经机体右侧的KLQ83.3－00型管片式空冷器冷却，再充入机体右侧上部的增压空气稳压腔，然后进入各气缸燃烧室。稳压腔上方安装了定压增压排气管，其后端与增压器相连。

燃油由位于机体自由端上侧双联燃油精滤器，进入输送管路，到气缸左侧凸轮轴上端的8个机械式喷油泵，经喷油泵后的高压燃油由双层高压油管输送给气缸盖中心的喷油器，双层高压油管加装燃油泄漏报警管路，上述零部件共同组成燃油系统。

机油系统由安装在机体底面的湿式油底壳、泵支承箱下侧的机油泵，机体左侧的溢流阀及相应管路等组成，油底壳满足海船的倾斜摇摆要求。

高温水经高温水泵泵支承箱左侧，经机体左侧中部的管道向气缸套供冷却水，冷却气缸套、气缸盖和增压器后，再由各气缸盖的出水支管和增压器出水管汇合到出水总管。低温水泵安装在泵支承箱右侧，低温水经低温水泵进入空冷器后流出。

由机带微机、传感器和仪表盘等组成了柴油机监控系统，可以实时监测转速、燃油、机油、冷却水、各气缸排气温度、主轴承温度等30多个重要运行参数，并进行报警、停机等相应保护，符合中国船级社（CCS）规范要求的周期无人值班自动化船舶（AUT－O）的要求。

4 8240ZD／ZC型柴油机试制

2010年1月下旬，8240ZD／ZC型柴油机样机组装完成，见图2。

图2 8240ZD／ZC型柴油机样机

5 8240ZD／ZC型柴油机台架试验

2010年2月初至3月初，8240ZD／ZC型柴油机样机在公司的试验台位上进行了内容详尽的性能开发试验：

（1）动态特性

转速波动率；

突卸负载；

突加负载能力。

（2）不同转速下的负荷特性

（3）不同供油量的速度特性

（4）其他参数测定

整机振动；

轴系扭振；

噪声等。

（5）100h耐久试验考核

标定工况；

超负荷工况；

交变工况。

在试验中借助试验台数据采集系统、AVL燃烧分析仪等试验设备和仪器对柴油机在各工况的所有重要参数进行测量采集。经过全面分析对比，8240ZD／ZC型柴油机各项性能参数均达到或优于设计指标。

6 8240ZD／ZC型柴油机船级认证

8240ZD／ZC型柴油机的一个重要用途就是作为船用主辅机，所以根据其市场定位，8240ZD／ZC型柴油机在设计、加工、组装和试验的全过程接受了中国船级社的检验（CCS），包括主要设计图纸、计算的审批；零部件材料、加工和热处理等的检测；工作负荷点、应急运行和功能性等试验项目的型式试验；NOx排放试验。

8240ZD／ZC型柴油机各项结构功能、性能参数满足船舶标准和中国船级社《钢质海船入级与建造规范》等相关规定。取得了型式证书和NOx排放证书。

7 8240ZD／ZC型柴油机小批量生产

8240ZD／ZC型柴油机的基础是240／275系列柴油机的成熟技术，从而确保了8240ZD／ZC型柴油机成熟可靠，大量新技术的应用则保证了柴油机的先进性，并且8240ZD／ZC型柴油机经过全面的试验和检验，所以，8240ZD／ZC型柴油机一经验证即开始市场推广和小批量生产。

2010年11月4台8240ZC型柴油机陆续完成组装及出厂试验，交付某打捞局作为多功能打捞支持船电力推进主机。

2011年初2台8240ZC型柴油机交付用户，用于全回转拖轮的推进主机。

8 结束语

8240ZD／ZC型柴油机的动力性能、经济性等方面均达到了设计要求，是240／275系列柴油机的延伸和发展。取得了中国船级社型式证书和NOx排放证书，并且已经小批量投放船用市场。随着8240ZD／ZC型柴油机在各个市场的拓展，必将创造出明显的经济效益和社会效益。

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