軍艦動力之柴油機篇http://hi.baidu.com/littlerabbit87/item/dd60d0a7a2920b218819d379

   柴油機作為主動力裝置在艦艇上得到廣泛應用已有50多年歷史。為了提高市場競爭力
，世界的柴油機制造廠出現(xiàn)了兼并或聯(lián)合組成大行業(yè)集團，所以目前只有少數(shù)幾家能
制造艦艇高速大功率柴油機。它們是德國的MTU公司、法國的SEMTPielstick公司、意
大利的GMT公司和英國的Paxman公司等。
其中德國的MTU公司的艦艇柴油機，由于系列完整、功率覆蓋面廣、通用性強、壽命
長、低負荷性能好和起動方便等優(yōu)點而占據(jù)世界艦用柴油主機的絕大部分市場，雄居
主導地位。
    這些年來，除了MTU公司新開發(fā)了595系列柴油機和GMT公司在B230.2DVM型柴油機上發(fā)
展了A250.16HVM型柴油機外，新型高速大功率柴油機發(fā)展較平穩(wěn)，多數(shù)是在原來機型
的基礎上進一步完善提高，擴大用途。
就是說，繼承并發(fā)展各自的技術特色，進行系列化設計，通過機型變型來擴大用途，
如MTU396機廢氣渦輪增壓用于潛艇，396系列機繼04型后又推出TE型；595系列機有9
種變型機。PielstickPA4-200型機功率提高后由VG型發(fā)展成VGA型，采用復合增壓用
于潛艇等。有的發(fā)展成長沖程以擴大用途，如GMT公司的B230/BL230、法國S.A.C.M公
司的UD45/UD50、Pielstick公司的PA6B-STC等。
    艦用高速大功率柴油機由于其應用范圍的特殊性和使用條件的限制，使它們的技術難
度極大。一方面要求具有較高轉(zhuǎn)速、大功率、結構緊湊、堅實耐沖擊、重量輕、體積
小、比功率大、工作可靠并同時保持相應的經(jīng)濟性，使用壽命和維修方便；另一方面
在性能上必須機動性好，起動時不冒白煙，運行中不冒黑煙和低工況性能好。
    隨著柴油機技術的發(fā)展，艦用柴油機在性能、可靠性和裝艦技術方面已取得明顯的進
展，單機功率比過去同型機功率提高30％以上，意大利GMTA250.20HVM型機最大功率
7750kW，德國MTU-24V1163-93型機最大功率8824kW，法國SEMT-Pielstick20VPA6-
280BTS型機10％超負荷功率可達9705kW。目前高速大功率柴油機主要技術指標都達到了新水
平，平均有效壓力最高達2.94MPa(29.4bar，MTU 1163-03型機，壓縮比ε：9.7)，有
的達3.02MPa(高速中等功率的MTU595型機)；最大燃燒壓力18MPa(MTU1163-03型)，，
中高速PielstickPA6-BTC型機為15MPa；燃油消耗率為210e/(kW?h) (長沖程的PielstickPA6B
-STC型機為197e/(kW?h))；比重量最低2.8kg/kW；增壓壓力0.5MPa(兩級增壓)；最高
噴油壓力130MPa(高速中等功率的MTU595系列機為150MPa)。
    20世紀70年代以后，國外新建艦艇向大型化、導彈化方向發(fā)展，并普遍采用使用先進
技術、單機功率較大的新一代柴油機作推進動力或柴油機燃氣輪機聯(lián)合動力裝置中的
巡航機。多年來，對于排水量在500t以下的高速、機動性好的艦艇(如高速巡邏艇和
高速導彈艇)，柴油機一直是主要的動力裝置；對3500t以上的大型艦艇，全燃氣輪機
或柴(油機)燃(氣輪機)交替使用動力裝置(CODOG)是主要的動力裝置；對500-3500t左
右的現(xiàn)代護衛(wèi)艦，不論噸位和類型如何，柴油機作動力裝置具有明顯的優(yōu)勢，且更具
競爭力，因為柴油機具有熱效率高、在整個工作范圍內(nèi)油耗低、功率和轉(zhuǎn)速范圍廣、
有較高的功率體積比和功率重量比、空氣耗量低、排溫低、熱輻射少、有較高的機動
性和良好的起動性，以及機種單一、裝置簡單、運行和管理方便、造價低等優(yōu)點?，F(xiàn)
在整機功率1470?8088kW的大功率柴油機主要用于4000t以下的軍用艦艇，如作柴油機
電力推進潛艇主機(MTU-396/SB83和396SE84型機，GMTA210SM型機)、護衛(wèi)艦和驅(qū)逐艦
主機(導彈驅(qū)逐艦全柴油機推進系統(tǒng)的Pidstiek18VPA6-280BTC型機，護衛(wèi)艦全柴油機
推進系統(tǒng)的MTU-20V 1163TB93和20V956TB92型機，以及Pielstiek16VPA6-280STC型機
和16VPA6-280BTC型機。
    目前，由于德國MTU和法國SEMTPielstick這兩家目前世界上主要艦用高速大功率柴油
機公司成功地研制出了單機功率大(雖然較燃氣輪機的小)的新一代高速大功率柴油機
，一方面使全柴油機動力裝置(CODAD柴油機和柴油機聯(lián)合動力裝置)有可能滿足同等
艦用功率(30000kW)的要求；另一方面這些柴油機與燃氣輪機組成的柴油機燃氣輪機
聯(lián)合動力裝置(CODAG)，足可滿足6000t級艦艇功率要求，加之高速大功率柴油機相繼
增壓技術的成熟應用，解決了部分負荷下低速大扭矩問題，傳動和控制系統(tǒng)均可簡化
，更使CODAG動力裝置有可能再次在護衛(wèi)艦等艦艇動力系統(tǒng)中得到垂青。
目前，艦艇用柴油機已達到一種采用自動化電子控制系統(tǒng)的非常先進的發(fā)展階段。相
對燃氣輪機而言，除比重量大和功率較小外，其主要缺點是噪聲大，特別是低頻噪聲
，這影響到艦艇的隱蔽性。因此，必須對柴油機采用完善的降噪減振措施，現(xiàn)在常用
的措施是采用雙彈性減振機座和隔聲罩。
一.德國MTU956/1163系列柴油機
(一)研究背景和計劃
    956系列柴油機是德國目前生產(chǎn)的缸徑最大的短沖程、高速大功率柴油機。該機原系
西德曼恩公司1961年為鐵路機車設計的四沖程、渦輪增壓、中冷的VV23/23TL高速柴
油機。首臺12缸機1966年11月裝車運行；16缸機1969年投產(chǎn)。MTU公司成立后，改稱
956柴油機。它的發(fā)展計劃分為兩個階段：第一階段轉(zhuǎn)速1500r/min，單缸最大功率183
.75kW(250hp)；第二階段轉(zhuǎn)速提高到1575r/min，相應功率為220.5kW(300hp)和183.
75kW(250hp)。柴油機的大修期預計用于快艇為6000?9000h。該公司為滿足提高功率
、降低比重量和比容積、改進可靠性、簡化維修、降低費用等要求，進行了結構改進
，并組建了專門的生產(chǎn)線。1974年研制了20缸樣機，單機最大功率達4410kW(6000hp
)。
    956系列柴油機自1968年正式投產(chǎn)以來，已廣泛用于鐵路牽引、艦艇推進和發(fā)電。1163
系列柴油機是在MA956系列柴油機基礎上，為適應國際上主要交流發(fā)電機轉(zhuǎn)速1200r/
min、頻率60Hz的規(guī)格，同時又保持適于作船舶主機的目的而發(fā)展起來的長沖程柴油
機，它沖程長280mm，轉(zhuǎn)速1100～1200r/min，設計額定功率每缸220.5kW(300hp)。1976
年9月，MTU公司展出了20缸樣機，以后又研制了V型12和16缸機。1163和956系列柴油
機是同宗的兩系列柴油機，兩者具有相同的使用壽命、易維修性和經(jīng)濟性。除與延長
沖程有關的零部件外，如曲軸、曲軸箱、連桿、活塞上部、氣缸套、推桿等不同外，
其余90％以上的零部件均相同。兩系列機型可以采用相同的設備制造，因而生產(chǎn)中具
有較好的靈活性和經(jīng)濟性。1163系列柴油機在設計時保留了956系列柴油機的設計原
則，如重量輕、體積較小等。它仍采用渦輪增壓、中冷、單體式噴油泵、直接噴射、
空氣起動，功率可由柴油機曲軸任一端輸出全扭距負荷等。
1163系列柴油機主要用于艦船推進和陸用電站，特別適于裝柴油機和燃氣輪機聯(lián)合
動力裝置的艦艇。
(二)系統(tǒng)組成及性能
956/1163系列柴油機具有如下基本數(shù)據(jù)
缸徑(mm)：230；沖程(mm)：230/280；轉(zhuǎn)速(r/min)：1500/1200(1163-03型為1300)
；氣缸數(shù)：12、16、20；單缸工作容積(L)：9.56/11.63；結構型式：V型60；功率范
圍(kW)：1800～4400；5200(20～956/1163-02型)；7400(20V1163-03型)；活塞平均
速度(m/s)：11.5/11.2；12.28(956/1163-02型)；壓縮比：12；9.7(1163-03型)；平
均有效壓力(MPa)：2.06(1163-03型2.94)；比重量(20V)(kS/kW)：3.75/3.89(20缸1163
-03型為2.8)；油耗(S/(kW/h))：210.8～235；燃燒方式：直接噴射燃燒。
956/1163系列柴油機由機體、曲軸、活塞、氣缸蓋、氣閥機構、噴油系統(tǒng)、傳動齒輪
箱、增壓器和輔助裝置等主要零部件構成。
機體：956系列和1163系列的各個不同缸數(shù)機型的機體由三種不同的鑄鋼件(后端，后
部；中部；前端，前部)通過V形焊縫焊接而成。曲軸擱置在主軸承上。主軸承蓋用兩
只直螺栓和兩只橫螺栓固定。
曲軸(組件)：曲軸由鉻鎳鋼鍛造而成。1163系列曲軸的軸柄銷圓角經(jīng)淬硬處理。平衡
重用螺栓固定在曲軸上。設計曲軸時考慮到也可從前端的簧片減震器后面輸出全扭矩
。曲軸主軸承和連軒大端軸承均采用薄壁鋼背、鋁合金軸瓦，并有二元合金表層(摩
擦表面)。每一排相對的兩只氣缸的連桿并列在一個曲柄銷上，呈V形分開。連桿大端
系在水平方向，并可經(jīng)缸套取出。曲軸通過“四點深槽球軸承”進行軸向定位，該軸
承還能承受法蘭連接裝置的軸向推力。
活塞：鋼頂、鋁裙的組合式活塞，活塞頂由噴嘴供給的連續(xù)的潤滑油冷卻?；钊斏?SPAN lang=EN-US>
有三道壓縮環(huán)，活塞頂與活塞裙之間有一道彈簧內(nèi)脹式括油環(huán)，因此，調(diào)換活塞環(huán)可
以不用移動活塞裙和連桿就能進行。
氣缸蓋：氣缸蓋為灰鑄鐵鑄件，上有兩個進氣閥和兩個排氣閥，它們的氣道都經(jīng)過最
優(yōu)化布置。氣缸蓋與氣缸套之間有一鋼質(zhì)密封環(huán)。
氣閥機構：每一列氣缸的氣閥由一根布置在機身外側的高置凸輪軸控制。凸輪軸上的
單體式凸輪通過滾輪推桿、挺桿和搖臂來開、閉進、排氣閥。
噴油系統(tǒng)：噴油系統(tǒng)為單體噴油泵，布置在氣缸蓋之間，由短的高壓油管連接到各氣
缸蓋。因為油管短，所以可以省去燃油噴射定時器。用液壓調(diào)速器控制噴油泵的油量
。它是通 過齒輪箱里的調(diào)節(jié)機構驅(qū)動與凸輪軸一般高的調(diào)節(jié)軸。然后經(jīng)過該桿和控
制套筒來操縱噴油 泵的柱塞。凸輪軸通過搖臂和滾輪挺桿使噴油泵工作。
傳動齒輪箱：鑄鐵制造的傳動齒輪箱位于前端，用螺栓固定在機身上。正齒輪呈螺旋
狀，依靠錐面安裝在軸上。齒輪系具有只需替換二只惰齒輪就可倒轉(zhuǎn)的結構特點。所
有通過輪系帶動的附件，如各種泵和調(diào)速器，都裝在齒輪箱上。
增壓器：956/1163系列柴油機的所有機型都采用脈沖增壓，16或20缸發(fā)動機采用2臺
MildAGL340型增壓器，而12缸機型只用1臺MTUAGL340增壓器。排氣管的熱膨脹通過波
紋管補償。
輔助裝置：為使整個傳動或推進系統(tǒng)具有緊湊的優(yōu)點，MTU均采用自己發(fā)展的齒輪箱
、 液力耦合器和彈性聯(lián)軸節(jié)。
用作艦船主機的956/1163系列柴油機均采用隔聲罩和彈性安裝。
956/1163系列柴油機的進一步發(fā)展是研制兩級渦輪增壓的1163-03型柴油機。此機采
用 了一系列新技術，主要是停缸斷油和氣缸充量轉(zhuǎn)移技術和相繼渦輪增壓技術。由
于采用這些 新技術，使20缸的單機功率從956/1163-02型的5200kW提高到7400kW，即
提高了約40％。它不但保留了原機型結構緊湊的特點，還進一步降低了重量功率比，
它不但在低轉(zhuǎn)速下能長期運行，輸出很高扭矩，并能降低油耗。
1.停缸斷油和氣缸充量轉(zhuǎn)移技術
所謂“停缸”技術即停止對幾個氣缸噴油，使其余氣缸獲得較多且霧化更好的燃油以
便 正常、完全燃燒。這樣可以在降低壓縮比后防止冒白煙和滑油被未燃燒的燃油稀
釋，還解決了空載運行問題。用整體式或組合(單體)式噴油泵的柴油機均能施行氣缸
停油，只是前者采用分路控制齒條，后者，則在控制聯(lián)動機構中裝了一個液動(或氣
動)脫開活塞。
但“停缸”技術還不能使壓縮比降到12以下的柴油機有效起動并保持正常運行，因為
即使預熱柴油機也不能保證燃油有效燃燒，因此必須采用與“停缸”技術并用的“氣
缸充量轉(zhuǎn)移”技術才能使柴油機實現(xiàn)起動和空載運行。充量轉(zhuǎn)移過程的開始和結束均
由一個位于供氣氣缸(即“停缸”氣缸)上的氣動或液動操縱閥控制，該閥在整個充量
轉(zhuǎn)移過程中保持一直開啟。受氣氣缸(即著火工作的氣缸)上有一止回閥，它靠輸氣管
道與受氣氣缸間的氣壓壓差自動操作。
對20缸機，在起動和低速時僅有5個氣缸噴油燃燒，其余15個氣缸斷油泵氣，向上述
5個氣缸轉(zhuǎn)移充量，即輸送額外的進氣。在轉(zhuǎn)速140r/min時，5個氣缸中的壓縮終點壓
力可達3.7MPa，壓縮終點溫度可達765K，相當于壓縮比提高到16。采有停缸斷油和充
量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)后，當機艙溫度高于20℃時就不需預熱進氣，但考慮到船舶在嚴寒地區(qū)航
行或長時間低速航行，因此在后空氣冷卻器的出口處安裝了進氣預熱器，以高溫的氣
缸冷卻水預熱增壓空氣。冷卻水預熱到400℃時起動，4s達到空載轉(zhuǎn)速，40s后即達到
無白煙運行(HC排放量為500ppm)。1163-03柴油機的低壓和高壓級渦輪增壓器與滑油
泵、滑油冷卻器、濾清器、淡水泵和海水泵一樣均裝在柴油機上。
2.相繼渦輪增壓技術
相繼渦輪增壓技術就是根據(jù)負荷要求和轉(zhuǎn)速高低來控制參加工作的增壓器數(shù)目，即在
較高轉(zhuǎn)速和負荷時，全部增壓器參加工作；在較低轉(zhuǎn)速和負荷時關閉部分增壓器，把
全部排氣引導到1臺或少數(shù)幾臺增壓器的渦輪。
采用相繼渦輪增壓技術，可以使采用定增壓系統(tǒng)增壓器的柴油機既不影響其全負荷性
能，又能在部分負荷時克服定壓增壓的缺點，使柴油機能在整個運行范圍內(nèi)都能保持
高的過量空氣系數(shù)，有助于提高燃油經(jīng)濟性，獲得良好的加速性，滿足有關廢氣排放
的法規(guī)和降低零、部件的熱負荷。
1163-03型柴油機采用了單級和兩級增壓系統(tǒng)都適用的兩級定壓增壓系統(tǒng)。
它由有5臺增壓器串聯(lián)成高壓級和低壓級的渦輪增壓器組組成。這些渦輪增壓器的渦
輪 蝸殼都用冷卻水冷卻，壓氣機蝸殼不冷卻，排氣管外裝有水套。由于排氣溫度不
能過于降低 而損失排氣熱能，因此，排氣管和水套之間用空氣隔離。高壓級和低壓
級的渦輪都靠近柴油機排氣出口處。
對20V1163-03型柴油機，由于采用相繼增壓技術，因此，當負荷在4％以下時，只有
1臺渦輪增壓器組投入工作；4～23％負荷時，2臺投入工作；23～52％負荷時，3臺投
入工作；52～64％負荷時，4臺投入工作；64～100％負荷時，所有5臺增壓器全部投
入運行。因此增壓器效率很高，也改善了燃燒狀況，提高了低轉(zhuǎn)速時的扭矩，使得柴
油機的特性曲線比較豐滿，同時降低了油耗和排溫。
采用相繼增壓技術的1163-03型柴油機，在柴油機與高壓級渦輪之間的排氣管中(渦輪
前)有一排氣蝶閥，由它根據(jù)柴油機轉(zhuǎn)速或增壓空氣的壓力開啟或關閉。當此蝶閥關
閉時，排氣管關閉，使該側的渦輪停轉(zhuǎn)，與其相連的壓氣機也隨之停止工作，同時，
該側的排氣通過連接管引導到另一側排氣管，與那側排氣管中原有的排氣一起推動另
一渦輪。為防止壓縮空氣通過不工作壓氣機倒流和增壓器加速時壓氣機喘振，在低壓
級壓氣機前的進氣管中還裝有一只相應的止回蝶閥，用于關閉該側進氣管?？傊@
些蝶閥的開啟和關閉是為了使所屬的渦輪增壓器組投入或停止工作。
(三)技術特點分析及述評
956/1163系列柴油機，為了使結構緊湊，采用60°V形以滿足不同氣缸數(shù)的曲軸組件
布置。為了總裝簡便，實現(xiàn)了盡可能多的附件組裝化，如滑油泵、海水泵、淡水泵、
滑油和燃油濾清器、調(diào)速器、起動空氣分配器和冷卻水調(diào)速器均裝在自由端的傳動齒
輪箱體上。而且，柴油機、齒輪箱和液力耦合器可借助法蘭直接安裝。
其他的設計特點包括采用常規(guī)的滑動軸承曲軸、并列連桿、鋼頂組合式活塞、單個的
4氣閥氣缸蓋、氣閥由凸輪軸通過推桿和搖臂控制、凸輪軸裝在機身的外側、單體噴
油泵(由凸輪軸控制)、排氣管布置在v形夾角內(nèi)，以及進氣總管布置在柴油機兩側等
。
956/1163系列柴油機在艦艇上安裝時均采用雙彈性安裝。柴油機左、右側機體上各裝
有4只柴油機彈性支承，它們的立式支架用螺栓剛性地固定在底座上。柴油機、立式
支架及底座再安放在20個底座彈性支承上。這20個底座彈性支承均布于底座兩側并固
定在船體的基座上。
柴油機彈性支承的支架裝在柴油機機體縱向一側，其底板用螺釘固定在柴油機底座上
，中間加有彈性支承，柴油機通過彈性支承支架、彈性支承和底板支承在柴油機底座
上。沖擊和振動由橡膠金屬元件支座吸收，不傳到柴油機底座上。柴油機彈性支承中
裝有一個包有橡膠的定程螺釘作為緩沖器來保持橡膠金屬元件不受更多的振動沖擊。

底座彈性支承是一種橡膠支承，用螺釘固定在船體的基座上。機組通過橡膠底座支承
彈性安裝在船體基座上，這樣，橡膠底座支承就承受了柴油機起動和停車時傳到船體
上的振動。
雙彈性支承結構既能有效地減少振動噪聲，又能在其基座上安裝隔聲罩。
除此之外，956/1163系列柴油機在艦上安裝時還采用了隔聲罩，隔聲罩為組裝式。一
般的維修工作(包括吊缸)可在隔聲罩內(nèi)直接進行，大修時將其逐漸卸下。隔聲罩板吸
音材料厚60m，可吸收噪聲30dB(A)，使機艙噪聲大大降低。罩板還有散熱作用，并保
持很小的低壓，以滿足有關部門的要求。隔音罩前端裝有儀表板，可以監(jiān)控柴油機的
壓力、溫度和轉(zhuǎn)速等。
除上述防噪減振特點外，956/1163系列柴油機與齒輪箱之間還采用了一個HK80型液力
耦合器，以此傳遞功率并使柴油機起動平穩(wěn)。這不但避免了扭振，同時也降低了齒輪
箱的噪聲。
956/1163柴油機目前已廣泛應用在各國的水面艦艇。由于它具有上述的非常良好的性
能，因此，是目前最好的艦用主機之一。
二.德國MTU396系列柴油機
(一)研制背景與計劃
MTIB96系列柴油機在331系列柴油機基礎上發(fā)展，研制此系列柴油機的目的是為了能
直接驅(qū)動頻率為50Hz和60Hz的三相交流發(fā)電機。
(二)系統(tǒng)組成及性能
MTU396系列柴油機從331系列柴油機主要改動之處是將活塞行程由155 mm增加至185mm
。它系四沖程、直接噴射、脈沖渦輪增壓、中冷高速柴油機，氣缸呈V形90°夾角。
由于保留了原系列柴油機的基本特點和結構，缸徑又保持不變，因此96％的零、部件
與原系列相同，而且?guī)缀蹩梢圆捎孟嗤纳a(chǎn)設備，以至用同一生產(chǎn)線制造。396系
列柴油機雖然單缸掃氣容積增至3.96L，但外形尺寸增加很少，而且兩系列安裝尺寸
相同，因而兩系列整機勿須改動即可以換用。
396系列柴油機有6、8、12、16缸機，具有比功率高，體積、重量小(如整個氣缸頭重
量僅27kg)、運行可靠等優(yōu)點。設計中注意了簡化附件，各種部件便于大量采用標準
化工具 組裝，并考慮到不同用途，可采用SAE“0”或“廠級標準法蘭和其他附件，
適用于小型艦 船主輔機和聯(lián)合動力裝置的巡航機。
396系列柴油機油耗較低，活塞平均速度也較低，因此有較長的使用壽命。
396系列柴油機采用氣缸體和曲軸箱為一體的機體，由鑄鐵制造。自身有較大的剛性
，并對扭轉(zhuǎn)、彎曲應力不敏感。采用V形90°的布置，可以消除慣性力和第一階不平
衡力矩，運行較平穩(wěn)。定時齒輪系布置在柴油機自由端整體鍛造的殼體上。鋁合金鑄
造的油底殼構成柴油機下部，作為柴油機支撐部件，并有較大的剛度。
為了結構緊湊，將推力軸承設計在機體上，滾珠座圈的止推軸承可承受平均3000kg的
軸向力和12000kg的沖擊負荷。因此，柴油機可用在有軸向推力的場合而不須安裝外
部推力軸承。
396系列柴油機由于熱負荷較高，為滿足運行壽命要求，不再延用整體的鋁合金活塞
，而改用鋼頂、鍛鋁裙部、螺栓連接的組合式活塞。頂部有3個壓縮環(huán)，裙部有1個刮
油環(huán)。 滑油經(jīng)過固定噴嘴從活塞一側噴入組合式活塞的冷卻腔，滑油從中央流出，
并潤滑活塞銷。由于活塞頂冷卻良好，因此降低了活塞環(huán)、活塞的磨損。
并置式連桿采用模鍛和全部機加工，大端采用斜切、齒輪定位、螺栓連接。它們可以
同活塞一塊從氣缸中抽出來。
整體鍛造的曲軸全部機加工。為減輕重量，曲柄銷是中空的。所有軸頸表面均經(jīng)高頻
淬火和拋光處理，平衡重用螺栓固定。
主軸承和連桿軸承是一般的薄壁多層金屬軸瓦，帶有跑合鍍層。主軸承由同一滑油通
道經(jīng)鉆油孔，供油潤滑，而后潤滑連桿軸承。活塞銷軸承是壓入連桿小端的。
單體式氣缸頭由鉻合金鑄鐵制造，各自用8個螺栓固定在機體上，拆裝容易。由缸套
出來的冷卻水，經(jīng)8個O型環(huán)密封的孔道進入氣缸頭，冷卻氣缸頭。噴油嘴放置在氣缸
頭中心，氣缸頭與缸套之間的密封仍采用平鋁環(huán)。為防止滑油被燃油稀釋，兩腔分開
。兩對進、排氣閥放置在噴油嘴周圍的同心圓上，成對地被叉型搖臂驅(qū)動。為保證使
用壽命，閥座處壓入有閥座圈，閥桿鍍鉻且排氣閥內(nèi)充入鈉，加強導熱性能。閥由兩
根安置在V形機架高處的剛性凸輪軸，經(jīng)滾柱挺桿和短的推桿驅(qū)動。
濕式氣缸套由鉻鉬合金鑄鐵制造，具有較高的耐磨性能，缸套壁較厚以防止穴蝕。
為降低柴油機的高度，采用兩個脈沖式渦輪增壓器，后者由單級徑流渦輪和壓氣機組
成，縱向布置在柴油機功率輸出端的各排氣缸體上部。渦輪殼體和排氣歧管水冷。板
式增壓空氣中間冷卻器由冷卻滑油熱交換器出來的水冷卻。
整體式布洛克型噴油泵用法蘭與調(diào)速器一起安放在柴油機V形夾角內(nèi)。從上面易接近
，能夠在不拆除其他部件的情況下拆下來。柴油機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)由機械、液壓和氣動三
種控制方式實現(xiàn)。
柴油機可以在0℃以上用電力齒條軸起動機構起動；低于0℃時，則需借助擰入進氣歧
管的火焰加熱塞。柴油機也可選用空氣起動。
為了減振，柴油機采用橡膠三點彈性支撐，柴油機可在縱傾100和橫搖±22.50情況下
正常工作。
396-03型柴油機有如下技術參數(shù)：
缸徑(mm)：165；行程(mm)：185；氣缸數(shù)：6，8，12，16；單缸排量(L)：3.96；轉(zhuǎn)
速(r/min)(最大功率時)：2100；單缸功率(kW)：120；活塞平均速度(m/s)：13；平
均有效壓力(MPa)：1.73；比重量(kg/kW)：2.86、2.68、2.48、3.5；油耗率(g/(kW
/h))：210/231；噴油泵：整體式，布置在V形夾角內(nèi)；連桿：并列連桿；活塞：組合
式(鋼頂、鋁裙)，滑油冷卻；曲軸箱：灰鑄鐵或球墨鑄鐵；曲軸軸承：滑動軸承；增
壓方式：單級渦輪增壓，中冷。
MTU396系列柴油機還有潛艇專用型，此型稱MTU396SB，是德國用于潛艇(P6071級)的
第一代廢氣渦輪增壓柴油機。在當前幾型潛艇柴油機中，它是目前性能較好的一種。
由于技術指標先進(尤其是油耗)，目前已被一些國家的海軍選用為新型潛艇的動力裝
置。雖然初始價格較高，但較長的大修間隔(18000h)和較低的燃油耗可補償這一缺點
。
MTU396SB潛艇柴油機的結構特點：
①新型的廢氣渦輪增壓器
該機采用了MTU公司自行研制的整體鑄造、單級徑流式ZR170廢氣渦輪增壓器，它除了
解決了潛艇在通氣管工況時高排氣背壓和高進氣真空度對柴油機工作的影響外，還解
決了高溫排氣對渦輪軸承工作可靠性的影響。
②防振降噪措施
a.彈性支撐的中間機體。為降低柴油機的噪聲，該柴油機機體在通用的基礎上作了修
改，即在曲柄箱和深式油底殼之間安裝了彈性支撐的中間機體，使柴油機低頻結構噪
聲明顯下降，315～6001h范圍內(nèi)降低了5～10dB(A)。但600～800Hz范圍內(nèi)的高頻結構
噪聲有所提高，大約提高了5～10dB(A)，現(xiàn)正在研究解決中。
b.排氣消聲冷卻器。安裝了直徑為800mm的排氣消聲器后，距機組1m處的消聲值降低
了20dB(A)；排氣溫度從550℃降至450t，降低了100℃。
c.進氣消聲器。它對降低高頻進氣噪聲具有良好效果。
d.雙彈性(雙層隔振)安裝機架裝置。采用此裝置安裝柴油發(fā)電機組可大大降低發(fā)電機
組傳至艇體的結構噪聲和水中爆炸的沖擊波對機組的影響。
③雙夾層結構型式的排氣管和增壓器渦輪
采用雙夾層結構的排氣管和增壓器渦輪，可使廢氣不與冷卻水夾層直接接觸，這樣，
既可減少廢氣的熱損失，又可減少排氣管向機艙的散熱量。
④深式油底殼
采用專門設計的深油底殼可適應潛艇的極度傾斜。
(三)技術特點分析及述評
396-03型柴油機是頗具特點的柴油機，MTU公司首先在16V 396-03型柴油機上使用了
“停缸”、“氣缸充量轉(zhuǎn)移”和“相繼增壓”技術，因此，功率和低負荷性能均有明
顯改進。
MTU396系列柴油機的396-04型柴油機是MTU公司的相繼增壓等先進技術在水翼艇、高
速客船等396-03系列柴油機上使用已得到了充分肯定后繼續(xù)發(fā)展的一型柴油機。發(fā)展
此機的目的是由于低負荷時增壓空氣溫度偏低，不利于氣缸內(nèi)燃燒，特別是在柴油機
強載度提高后，這方面的問題顯得更為突出。MTU公司將396-03型發(fā)展為04型始于1990
年。改進措施之一是采用了MTU公司最新研制出的“分流循環(huán)冷卻”技術，通過改進
柴油機冷卻系統(tǒng)，把中冷器由原來的海水冷卻(代號為“B”)改為現(xiàn)在的淡水冷卻(代
號為“E”)，高負荷時淡水冷卻增壓空氣，低負荷時淡水在中間冷卻器中加熱增壓空
氣，使柴油機在低負荷時的性能更趨完善。
1.分流循環(huán)冷卻(或稱雙循環(huán)冷卻)技術
MTU柴油機現(xiàn)有三種增壓空氣冷卻方式：
①TB型：中間冷卻器用海水冷卻的增壓空氣“外部”冷卻方式；
②TC型：中間冷卻器處于柴油機冷卻循環(huán)回路中，且用淡水冷卻的增壓空氣“內(nèi)部”
冷卻方式；
③TE型：中間冷卻器處于柴油機分流循環(huán)冷卻回路中的增壓空氣“內(nèi)部”冷卻方式。

“TE”型分流循環(huán)冷卻系統(tǒng)結合了“TB”和“TC”型兩種方式的優(yōu)點，高負荷時增壓
空氣冷卻方式如同“TB”型，部分負荷或空轉(zhuǎn)時進氣加熱方式又如同“TC”型。
“TE”型柴油機的中間冷卻器連接在柴油機冷卻水回路中，但卻不同于一般的內(nèi)冷式
循環(huán)中間冷卻器，冷卻水從柴油機中流出(約85℃)后約三分之二的水流不經(jīng)任何冷卻
直接回到冷卻水泵的進水口，僅三分之一的水流有可能經(jīng)熱交換器散熱，再流經(jīng)中間
冷卻器和滑油冷卻器回到水泵進水口，因此，前者的冷卻水回路稱柴油機(曲軸箱、
氣缸蓋、渦輪增壓器、軸承座殼)高溫循環(huán)回路，后者稱低溫循環(huán)回路。
在低溫循環(huán)回路中，冷卻水熱交換器前有一調(diào)溫器，它根據(jù)不同的工況直接控制來自
柴油機的冷卻水是否經(jīng)過冷卻水熱交換器冷卻及需經(jīng)過冷卻的水流量。
空載和低負荷運行時，柴油機的熱狀況較低，其冷卻水溫度僅為75℃。為使進氣溫度
較高以促進燃燒，防止柴油機冒白煙，調(diào)溫器使低溫循環(huán)回路中的全部冷卻水(約三
分之一柴油機冷卻水)繞過冷卻水熱交換器不經(jīng)散熱進入低溫循環(huán)回路中的中間冷卻
器，使增壓空氣加熱至70～80℃，這樣，即使在環(huán)境溫度低的情況下也能達到完全燃
燒。
隨著柴油機負荷的提高，熱狀況也隨著提高，對進氣加熱的要求也逐漸降低。當負荷
達到一定程度后，則反而要求對進氣進行冷卻。此時調(diào)溫器根據(jù)負荷上升情況逐步關
小旁通到中冷器的通道，逐漸打開液流到冷卻水熱交換器的通道，讓相應增加的冷卻
水流經(jīng)冷卻水熱交換器參與冷卻，因此進入中冷器的冷卻水溫已從85～12降到約50℃
，氣缸前。的增壓空氣溫度逐漸降低，進氣量得以增加(全負荷時柴油機進氣溫度80
℃，而出水溫度則為85℃)。在中等功率范圍及全負荷工況下，提高了柴油機輸出功
率，同時也限制了柴油機受熱零部件最大熱負荷的提高。在起動怠速工況下，它使進
氣溫度提高，從而改善了起動性能及燃燒狀況，避免了進氣冷卻過度所帶來的問題。