许多人可能不曾知晓，船舶上使用的发动机以柴油机为主。与汽油机相比柴油机有着诸多优势，柴油分子量大，虽然燃烧得比较慢，却能释放很大的能量，让发动机能输出较大的力量，同时运行稳定、维保便捷，柴油价格相对汽油也更具优势。因此一般需要动力比较大、转速要求不那么高的设备，如大型卡车、大型货运商船、便携式发电机组等，都会选用柴油机作为动力源。现在世界最大的船舶排水量已经可以达到近几十万吨，如此大的吨位更需要强劲的动力系统来支撑，柴油机由于热效率、经济性高且技术成熟，毫无疑问便是船舶动力的首选。
 

在去年年底举行的2019年中国国际海事展上，以潍柴动力为代表的中国柴油机密集发布了新一代产品。其中潍柴动力发布了M33、WH20、WH25、WH28等多款高端船舶动力产品，就让我们通过秀美精心制作的模型一起来欣赏一下这些力与美的作品吧。

M33发动机，经受严苛的耐久试验考核，保证了关键零部件的高可靠性；采用潍柴自主ECU电控单元，可实现预喷、后喷等多次喷射，控制精准，噪声低、振动小。

WH20系列船用柴油机(720-1320kW)

全新一代WH20柴油机，采用高增压比增压器，进气更充足，燃烧更充分，油耗持续优化；主要运动件安全系数高，为柴油机的高可靠性提供了保障。

秀美制作WH28系列船用柴油机(1838-2700kW)

WH28发动机，单缸功率高出同类产品15%左右；可选用双增压器配置，发动机低速响应更好，低速扭矩储备提升30%，动力性更强，燃油耗更低，已通过中国二阶段排放认证。

秀美制作WH25系列船用柴油机(1259-2010kW)

WH25发动机，采用燃油系统高喷射压力以及高增压比增压器，排量大进气更充分，动力强劲；高效率增压器协同优化配器设计，响应性更佳、经济运行转速范围更广，外围零件采用模块化设计，整机结构更紧凑，维护更便捷。

在WH25系列船用发动机的模型制作过程，秀美模型技术团队还反复与WH25系列船用发动机工程技术人员沟通，克服技术难关，通过娴熟的装配技能以及对发动机工艺的认知，站在观众视角制作了这一台动态模型。从模型的设计方案到制作过程，每个环节力求精益求精，只为这台动态模型的完美亮相。
 

模型对WH25系列船用发动机进行剖切处理，直观地将发动机运行的核心过程和组成结构展示出来，通过动态形式帮助观众观察每个零件的工作过程、工作原理。

在此过程中，秀美模型引以为傲的3D打印技术也立下了汗马功劳，基于数字化制造模式，3D打印不受模型外形结构限制且操作便捷，短时间内就可实现发动机内部结构的高度还原，大大缩短了这一动态模型的制作工期，也解决了传统工艺难以克服的尺寸精准度问题，还降低了产品制作的成本。

 

3D打印零部件




3D打印白模预组装

 

与船舶相比，发动机占据的体积不足为重，但其实船舶柴油机的造价达到了船舶总成本的13%-18%，毫无疑问，自主研发船用柴油机对增加中国在这一领域的核心竞争力，带动金属铸造、机械加工、装配工艺、橡胶研发等上下游产业的进步有着重要意义。

柴油机从诞生到应用再到成熟经历了一百多年的演变过程：

1893年鲁道夫·狄塞尔发表了著名的论文《取代现有蒸气发动机和内燃发动机的合理的热发动机理论和设计》，在论文中他提出了定压加热循环原理（即“狄塞尔”循环），并申请了专利。

 

鲁道夫·狄塞尔

 

1897年狄塞尔找到德国奥格斯堡机器制造厂，成功制造了第一台能安全运转的热机，热机领域一次新的科技革命诞生了。虽然这台单缸引擎的功率仅为14瓦，但效率已经远远超过当时的蒸汽机和已经发明的奥托式内燃机，达到了前所未有的26%。

 

“佩迪特·皮埃尔” 号

 

油轮“瓦卡纳斯”号

 

“锡兰迪亚”号

1912年瑞士苏尔寿公司为了展示柴油机的潜力，投资建造了一台缸径为1000毫米，冲程1100毫米的1S100型单缸巨型柴油机。这台柴油机在150转时可发出1470千瓦的功率，它创造的柴油机缸径记录直到1960年代才被打破。苏尔寿公司在1S100型柴油机采用了二冲程横流扫气结构，这种设计也成为苏尔寿柴油机的标志型结构，并一直沿用了70年。

 

苏尔寿1S100型柴油机

 

二战后船用柴油机经历了新一轮的发展，性能不断提高。从上世纪40年代--70年代，在民用船上逐渐完全取代了蒸汽动力。如今电子控制技术也在柴油机上得到广泛应用，柴油机的电子化、信息化和智能水平不断提高，热效率进一步提高，并不断满足更高的排放标准要求。