发动机中的“巨人”,全球最大发动机有多强?

你知道世界上最大的发动机有多大吗?他又被用在什么地方呢?这个世界最大的活塞发动机——瓦锡兰14缸RT-flex96C身上又有多少让人惊讶的地方呢?一起来看看吧!


发动机常被形容为现代汽车的心脏。人们用它来驱动汽车、火车、轮船等交通工具,将人和货物运送到目的地。对于内燃机来说,限制其功率的决定性因素之一是它的尺寸,因为与较小的发动机相比,较大的发动机通常能够同时燃烧更多的燃料并产生更多的功率。为了满足不同的需求,工程师们往往把发动机做的越来越大,以至于目前最大的活塞发动机——瓦锡兰14缸RT-flex96C,已经达到了13.5米高,26.59米长,一个重达一千多米的巨人2,300吨。

一、关于瓦锡兰公司


在介绍这款发动机之前,先来简单了解一下它的制造者瓦锡兰公司。


这一公司的总部位于芬兰的赫尔辛基,成立时间是1834年。由于成立的非常早,所以瓦锡兰公司有多年提供陆用和海上动力系统服务的历史,其运营的业务还干的范围非常广,包括电厂、船舶动力和维修服务。

目前瓦锡兰公司在全球70余个国家设立了160多家分支机构,是世界船用发动机的“领头羊”。


由于在各种交通工具当中,船的体积显得十分的大,所以瓦锡兰公司在开发新产品的过程中,就不断对发动机进行升级。以上所说的这一世界最大发动机就是他们于2003年推出的,然后在2006年进行了一次更新升级。


二、RT-flex96C到底有多厉害?


该发动机属于二行程循环涡轮增压低速柴油发动机,是为使用重质燃料油的大型集装箱船设计的。需要注意的是,这家伙不仅是世界上最大的发动机,也是世界上最大的往复式引擎(即活塞发动机)。


如果把14RT-flex96C放在我们面前,我们很难将它与发动机联系起来。它更像是一座由金属制成的工业建筑。


最高处近5层楼高。工程师在维修发动机时,就像维修大楼一样,需要使用各种电梯。


最大的14缸,高度为13.5米,长约26.59米,重量在2300吨以上,输出功率为80080千瓦特(107389匹马力),最高转速为每分钟104转,其运载能力可以达到12000TEU,服务速度为25节。


很多人可能对107390马力没有概念。我们可以将它与普通家用车进行比较——一般家用车的输出功率在100-150马力之间,排量在1.5升左右。


14RT-flex96C满负荷运行时,可产生80080千瓦的能量。如果一个普通的家用灯泡是60瓦,那么14RT-flex96C产生的能量足够130万个灯泡同时使用,也就是说一台14RT-flex96C发动机可以点亮一个小县城。

图:两名工人正在检查曲轴


瓦锡兰RT-flex96C系列发动机都是烧重油的,14RT-flex96C也不例外。重油是指汽油、柴油提取后剩下的重油。这种油的特点是价格便宜——可能只有普通汽油的1/4。


不过,即便如此,14RT-flex96C运行起来一点也不便宜。从它的参数不难发现,这是一只“吞油巨兽”。


14RT-flex96C每小时需要消耗13,000升重油,几乎相当于6,800美元,每天将近160,000美元。


三、既然这么耗油又为什么要造呢?


要搭配这种连最大客轮泰坦尼克号都消化不了的超大型发动机,自然需要超大型运输。目前,14RT-flex96C发动机被一艘集装箱船使用——EmmaMaersk。


我们知道,此前苏伊士运河发生过一次非常严重的堵塞事件,导致大量船舶拥堵在运河中难以航行。不少人将原因归咎到货轮体型上。英国普利茅斯大学研究人员表示,运河交通量的三分之一几乎都来自于集装箱船,这类船舶的体型和深度,都给运河带来很大压力。


而其口中的船只,艾玛·马士基号则是佼佼者。这是由马士基集团制造的,被誉为全球最大、最长的集装箱船,光长度就有397米,一口气能装载15000标准箱。在RT- flex96C发动机推动下,其航速一直能保持在每小时30海里范围内。


14RT-flex96C发动机的重量相当于这艘货轮的1.35%左右。把“心”装进身体后,看上去一点都不大。

事实上,艾玛马士基号和它的七艘姊妹船(均由马士基航运公司建造)是目前世界上最昂贵的长途货轮。


一次可装15000个标准集装箱。标准集装箱尺寸为20英尺(超过6米)长,其标准尺寸为20'x8'x8'。


一个标准集装箱可以装载近14吨货物,这意味着艾玛马士基一次可以装载21万吨货物。

标准集装箱


这艘货轮之所以配备世界上最大的活塞发动机,当然是的原因是希望它能装更多的东西,速度也不错.


艾玛马士基号的巡航速度可达25.5节,一节是海上运输的速度单位,1节几乎相当于0.5米每秒,也就是说艾玛马士基号的航速可达45.90公里/H。


作为对比,大多数集装箱船的最大设计航速一般只有24节。由于船舶发动机在最高航速以下运行时可以节省油耗,因此大多数集装箱货船的航速在18至20节之间。简单来说,想要省油,就得牺牲时间。


不过,14RT-flex96C发动机最大的优势之一就是其燃料能量转化率非常高,在最大经济模式下的热效率超过50%,换句话说,它可以将50%的燃料能量转化为运动。


作为对比,普通私家车发动机的热效率只有25%到30%之间,而普通集装箱船很少超过40%。


这意味着艾玛马士基号可以以更快的速度行驶,而不会浪费太多的燃料。同时,由于其载重能力大,可以在大大降低运输成本的同时提高速度。


也就是说,配备14RT-flex96C的艾玛马士基号可以让航运公司赚到更多的钱,同时具备更强的竞争力。


比较有意思的是,这样的货轮几乎没有多余的空间。一次只能搭载13名船员,最大载客量为3人,其他空间全部用于装载。


所以,虽然船大,引擎大,但也带来了更大的收益。


四、海运成本非常低


海运是成本最低的运输方式。你很难想象,同样重量的货物从美国港口运到中国港口的成本,和用卡车从中国港口运到内陆地区的成本是一样的。成本相当甚至更低。但是,海运一万多公里,陆运只有一千多公里。


由于内燃机的一些固有特性的限制,效率的提升其实是非常困难的。在14RT-flex96C出现之前,人们不相信他们能继续控制成本。


但事实证明,更大的创新总是会带来更高的效率。由于马士基航运拥有最大发动机的船舶,他们最多可以将货物控制在每公斤1美元以下。


最后


像14RT-flex96C这样烧重油的发动机最大的缺点就是污染,因为重油的硫含量很高,燃烧时会释放出二氧化硫污染环境。


考虑到这台发动机每小时消耗13,000升重油,我们不能忽视它们造成污染的能力。


文章来源: 十点讲奇闻,烽火杂,志答案在这儿

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