超级军网HHM-PA6、PC2柴油机的制造和改进（转贴）
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HHM-PA6、PC2柴油机的制造和改进
苏善旺
摘要：沪东重机1979年引进SEMT Pielstick专利已三十年。本文根据作者所知，简略介绍了专利的引进过程和生产概况，列举了对专利技术的改进与提高，总结了经验教训。
关键词；；PA6、PC2柴油机，引进，制造，改进，教训。
沪东重机公司（HHM）生产PA6、PC2柴油机己三十年了，从1979年3月PA6、PC2柴油机图纸到厂的第一天开始, 我便参与其中，直至2010年退休。我有义务，把我知道的这一段历史写出来，告诉大家。
一．PA6和PC2柴油机的引进
1978年10月21日中国第六机械工业部（后改制为船舶工业总公司）通过中国外贸部技术进口公司（CNTC）与法国SEMT Pielstick公司签订了《PC2和PA6系列柴油机许可协议》（协议号：CFC78326）。
Pielstick柴油机是上世纪五十年代由法国热机协会（缩写为SEMT）以其总设计师Pielstick名字命名的中速柴油机，包含PA4、PA5、PA6、PC2、PC3、PC4六大系列。当时我国引进的机型有PC2系列中的PC2-2、PC2-3、PC2-5、PC2-5BTC，PA6系列中的PA6、PA6BTC。后来由于技术的发展，又陆续增加了PC2-6，PC2-6B，PC4-2， PA6 STC，PA6B，PA6B STC。
专利引进的前期工作由六机部动力处和陕西柴油机厂完成，沪东重机（当时为沪东造船厂造机部）直到专利签署后才参与其中。因而，当时为何要引进该项专利？我们不得而知。但从当时世界上几个著名的中速柴油机的综合性能来看，Pielstick柴油机确实是比较先进的：
国别
机型
缸径
mm
冲程
mm
转速
r/min
单缸
功率
Kw
平均有效压力
kPa
燃油消耗率
ɡ/kWh
法国
PC2-5
400
460
520
478
1908
201
德国
MAN40/45
400
450
600
550
1945
204
瑞士
Sulzer40/48
400
480
500
478
1902
210
中国
HD E390
390
470
463
441
1018
224
Pielstick柴油机因其性能良好、经济、可靠而获得广泛应用。特别是第一次石油危机发生后，PC机由于较好地解决了中速柴油机烧重油的问题而得到很大发展。据《THE MOTOR SHIP》统计，上世纪七十年代到九十年代，在中速柴油机中，Pielstick柴油机装船马力数为世界第一，最高份额达42%。
二、PA6和PC2柴油机的制造
1979年2月，在六机部造船工作会议上，决定沪东造船厂为PC柴油机国内设计归口厂和生产厂；陕西柴油机厂为PA柴油机国内设计归口厂和生产厂。
但随着我国从计划经济向市场经济的转变，两厂逐步突破了原定的PA、PC柴油机分工原则，陕西柴油机厂1980年前后开始生产PC柴油机，沪东重机1998年5月开始生产PA6柴油机。
1979年10月，在六机部引进机试制会议上，决定沪东造船厂首批制造两台12PC2-5柴油机。
据此，工厂组织专门人员进行12PC2-5柴油机的生产准备工作，包括：柴油机的总体选型，某些部件制造方案的选择，柴油机部件清单和各部件配套表的编制，图纸和技术文件的翻释，材料代换，标准和标准件代换，国外进口件和国内配套件的确定，冷加工和热加工设备的改造或添制，自制件的工艺试验（49项），专用工夹具设计与制造（1467套）、大型工装设计与制造（23项），人员培训等。
沪东重机于1980年1月开始制造12PC2-5， 1981年3月完成，中法双方确认达到SEMT Pielstick的技术要求，并由六机部组织相关的高等学校、科研院所、海军装备部、英国劳氏船级社、法国BV船级社、海运局、远洋公司等单位参加的会议确认，符合钢质海船船舶规范和中国海军水面舰艇规范对推进柴油机的规定。
这台12PC2-5是中国造船行业在经历文化大革命后引进专利制造的第一台柴油机。这标志着中国船用柴油机进入了引进专利制造的新阶段。
1987年5月，沪东重机开始生产PC2-6柴油机。
1998年1月，沪东重机开始生产PA6 MPC柴油机。
2000年1月，沪东重机开始生产PA6 STC柴油机。
由于沪东重机的生产重点在船用大型低速柴油机，工厂无意开辟内河及沿海中速柴油机被广泛使用的民用市场，而前几十年军用柴油机数量很少，加之390柴油机仍占领了一定的份额，故PA、PC在沪东重机未形成规模。从第一台PC2-5制造成功，到2005年的二十多年中，沪东重机生产的PA、PC柴油机不多。2005年以后才逐步增加。
至2010年，沪东重机生产的PC2和PA6柴油机：
机型
单机最大持续功率
kW
生产日期
台数
用途
备注
12PC2-5
5740
1981-1982
12PC2-6
6600
2001-2002
烧重油
16PC2-6
8800
1994-1995
2001-2002
2006-2010
18PC2-6
9900
1987-1988
烧重油
12PA6 MPC
3540
1998-2003
2006-2007
16PA6 STC
5184
2000
2006-2010
2007-2009
沪东重机生产的PA6和PC2柴油机的主要性能指标：
机型
缸径
mm
冲程
mm
转速
r/min
单缸
功率
kW
平均有效压力
kPa
燃油
消耗率▲
ɡ/kWh
NOX
排放
ɡ/kWh
PC2-6
400
460
520
550
2196
191
12.8
PA6 MPC
280
290
1000
295
1982
216
－
PA6 STC
280
290
1050
324
2073
207
10
▲柴油机自带海水泵、淡水泵、滑油泵和燃油泵，如果不带泵燃油消耗率减少2%。
沪东重机PA6和PC2柴油机的零部件基本实现了国化，除液压调速器和曲轴外，其余零部件都可以自制或由国内配套厂供应。
本世纪初，SEMT推出了PA6B、PC2-6B柴油机，性能较PA6、PC2-6有很大提高,跻身于当时的世界先进水平：
机型
缸径
mm
冲程
mm
转速
r/min
单缸
功率
kW
平均有效压力
kPa
燃油
消耗率
ɡ/kWh
NOX
排放
ɡ/kWh
PC2-6B
400
500
600
750
2387
175
12.4
PA6B STC
280
330
1050
405
2278
195
10
沪东重机引进了16PC2-6B 、20PA6B STC的图纸，做好了生产准备并逐步向用户推荐。但遗憾的是， SEMT突然被MAN公司收购，SEMT连同它的Pielstick品牌瞬间消失。PA、PC柴油机如同世间万物一样，走完了发生、发展、壮大、消亡的全过程。
三、沪东重机对PA6和PC2柴油机的改进
SEMT人力和财力有限，做不到有求必应。沪东重机为了满足客户的各种要求，自行对其进行了适当的改造。我记忆中有以下几个方面：
1、对起动系统的改进
12PC2-5柴油机原设计为单排起动。试车台上起动良好，但柴油机装船试航后发生起动困难。我们分析其原因，一是柴油机本身的问题，二是动力系统的问题。
12缸柴油机单排起动，每一循环曲轴转720°，单排起动只有6只气缸进人压缩空气，每缸进气持续必须大于120°。而排气阀冷机时，止点后120°开启；热机时，在上止点后105°开启。为了保证柴油机的起动性能，压缩空气进入气缸应在排气阀开启前结束。当曲轴停车在某气缸（如A1）上止点后附近位置时，该气缸压缩空气产生起动力矩很小，而按发火顺序确定的前一气缸（如A2）排气阀已打开少许，压缩空气漏泄，产生起动力矩同样较小，因而整机的起动力矩较小；而该船柴油机通过齿轮箱直接传动定距桨，中间无离合器，整个系统惯量较大，需要的起动力矩较大。这样，在船上某些位置柴油机就会起动困难。
为了解决这个问题，沪东重机将该机由单排起动改为双排起动。起动阀的数量增加一倍，自行设计了滑阀式空气分配器，改造了整个起动系统，收到了良好效果，获得用户的赞扬。
同样，按用户的要求，12PC2-6，16PC2-6，12PA6 MPC柴油机起动系统也采用了双排起动。
16PA6 STC柴油机动力系统中含有离合器，没有采用了双排起动。
SEMT规定16PA6 STC起动空气提前角为上止点后13°，沪东重机经过试验，确认17°比13°更好。现在，产品中已采用17°，改善了起动性能。 2、对冷却系统的改造
按SEMT现在的设计，无论是PA6还是PC2-6，空冷器均采用淡水冷却，以减少海水对空冷器及管系的腐蚀和堵塞，但这在动力系统中要增加海水/淡水热交换器，而且在空冷器进口处，冷却水温将提高8℃左右，在热带航行可能要修正功率。所以国内设计院和船东大多坚持用传统的海水冷却系统。因此，沪东重机不得不把SEM的空冷器淡水冷却系统改回到海水冷却系统，重新计算空冷器参数，并改用耐腐蚀的管道材料和结构。
按SEMT的设计， PC2-6空冷器采用高温水、低温水两级冷却。天津电站使用发现，两级冷却系统空冷器高温水级管子很容易被结垢堵塞（可能是水处理不良引起）。1990年后，沪东重机PC2-6空冷器均改用单级空冷器。
3、对增压系统的改进
按照SEMT的设计，PC2-6柴油机须安装P2-P4和P2-P5旁通阀。
P2-P4旁通阀是为了防止柴油机低负荷工况下增压器喘振。
P2-P5旁通阀在柴油机90％～100％负荷时打开，防止爆压过高。
安装旁通装置不仅要解决旁通阀的高温问题，而且要解决旁通阀的控制问题。
目前的舰船大多采用可调螺距螺旋桨。旁通阀的开启和关闭，至少需由柴油机转速、齿条格数两个参数控制，还要考虑开闭延时、以及电子装置失灵时能进行手动操作等实际问题，这将大大增加控制系统的复杂程度和管理困难。
如不安装旁通装置,不仅可以降低柴油机成本，而且可大大简化柴油机的操纵，方便使用和维修。
为此，沪东重机和增压器制造厂一起选用多种方案，作了详细的增压器配机计算。计算结果表明，采用特殊规格的增压器元件，不装P2-P4、 P2-P5旁通阀是可能的。
这个结论已经2002年9月试验台试验及实船航行试验被证实。此后，沪东重机制造的PC2-6柴油机均不装P2-P4、 P2-P5旁通阀。
12PA6 MPC柴油机SEMT用MAN增压器，该增压器国内不能生产。沪东重机习惯用ABB增压器，SEMT建议的ABB的增压器为 VTR354 ，沪东重机试用效果不满意，后改用VTR354P，提高了增压器效率，使柴油机性能得以提高。
4、对控制系统的改进
为了防止船舶转弯或快速加载时柴油机冒黑烟，船用柴油机调速器带有由增压空气压力限制负荷的装置，保证最低空燃比。
SEMT规定了16PC2-6柴油机负荷限制特性曲线，沪东重机曾按此曲线向外商定货，但在车间试验时出现了柴油机负荷加不上去的情况。经分析，是因为SEMT的负荷限制曲线在低负荷区域裕度太小（仅为1-2 mm）。沪东重机对SEMT负荷限制曲线进行调整。根据柴油机冒黑烟界限和试验数据，把限制曲线与推进特性线的齿条格数之差调整到7 mm左右。
调整后，2002年9月，16PC2-6柴油机试验台上做了所有型式试验规定的项目，调速器工作平稳可靠，快速加载、突卸负荷等均符合SEMT说明书和中国和国外船舶规范的要求。
5、其他改造
①16PC2-6柴油机按SEMT的标准配置，曲轴装16块标准平衡重，沪东重机进行了柴油机平衡计算和动力系统的计算后，仅安装8块平衡重，不仅节约了材料，降低了重量，而且减小了轴系扭振应力。
②16PC2-6柴油机7#8#9#10#机，由于在船上的特殊布置，沪东重机对冷却水除气箱作了设计修改：除气箱中心向自由端移220 mm ，内径由550 mm减少到400 mm ，进水管外径由219 mm减少到194 mm，出水管下移10 mm 。增压器托架，增压器清洗管系，冷却水管系也作了相应更改。
SEMT曾明确表示，反对上述更改，但使用表明上述更改是可行的。
③16PC2-6柴油机7#8#9#10#机，由于船上的特殊要求，盘车机功率由3kW增加到4kW，盘车机的传动系统等也作了相应更改。
四、故障和教训
沪东重机在PA6、PC2柴油机的生产过程中碰到过不少问题，虽然都较好解决了，但教训是不能忘记的。我印象深刻的有以下几件事。
1．烧瓦
12PC2-5柴油机1 #机在试车台上发生过推力轴瓦烧瓦事故，曲轴推力轴颈产生微裂纹。其根本原因是试验台的柴油机座刚性差。试验台机座设计者是参照SEMT电站上的柴油机机座来设计的，增加了高度但未作相应加强，动车后变形大。经加固后问题解决。这说明我们对专利资料，必须知其然，还要知所以然，加深消化吸收。
12PA6 MPC柴油机1 #机在试车台上也发生过推力轴瓦推力面烧瓦事故。原因是承受推力的中间轴承位移。水力测功器理论上无推力，实际上是有推力的。后在柴油机座与中间轴承之间增加纵向支撑，问题解决。
2．缸套拉缸和过度磨损
12PC2-5柴油机1 #机在试车台上发生过拉缸事故。原因是其运行中，上游的另一型号柴油机未作任何告知，突然起动抢水，PC机缺水。
在一段时间内PA、PC机试车台上都出现国产缸套过度磨损，经二十多小时运行后，缸套珩磨纹路被磨平，改用进口缸套却无此现象。分析认为是缸套冶炼工艺改变所致。原先，缸套在沪东造船厂内用冲天炉冶炼，技改后，生产地点搬到东沟，用电炉冶炼。生产条件好了，但冶炼工艺却未作改变，质量反而下降。后经工艺改进，质量有所提高,但还需进一步努力。
3．增压器转速偏高
16PA6 STC柴油机增压器转速接近上限，很长时间内原因不明，作了很多努力，无济于事。后来水力测功器损坏换新，增压器转速归于正常，无意中解决了大问题。
试验台设备质量不佳，我们吃过不少苦头。如12 PA6首机试车，功率不稳，动了不少脑筋也解决不了，只好向711所借一只测功器。原测功器设计要求复盖从12PA6到18PC2-6B功率范围3000kW～20MW，测功器误差1%，即达200kKW，这种设计要求是不合理的。
4．排气阀断裂
某16PC2-6柴油机排气阀在使用中出现阀盘断裂，把增压器也打坏了，损失不小。
PC2-6柴油机排气阀的设计思想是：阀座与阀的接触面有一微小的20′～30′的角度差。冷态时外圈线接触，在高温、高压的工作状态下则变为面接触。
PC2-6柴油机排气阀壳图纸要求在预紧状态下加工，而生产厂却在自由状态下加工。这样在安装状态下，冷态时排气阀与阀座内圈线接触，在高温、高压的工作状态下不能达到面接触的要求，使阀面接触应力增加五倍以上，超出高温合金断裂极限，产生裂纹而破坏。
改用符合图纸要求的排气阀壳后，再也没出现过上述现象。这说明我们对专利图纸的每一细节都必须加深理解，坚决执行。
5．16PC2-6柴油机左、右机安装错位
16PC2-6柴油机1#2#机在船上安装时曾发生左、右机装错的事情，花了很大精力、冒很大风险才纠正过来。此事沪东重机没有责任，因为在技术规格书、试验大纲等文件中都有柴油机机号与转向的说明。但为避免类似事故发生，沪东重机在柴油机铭牌上增加了柴油机转向的条文，在功率输出端，增加表示转向的箭头。
6．齿轮噪音
12PA6MPC 3#4#柴油机在试车和船上均发现噪音较大，特别是在低负荷时，由于整机噪音水平较低，这种噪音特别明显，影响交船。经查这是由于凸轮轴传动齿轮精度差所致。该齿轮由某著名齿轮厂的三产制造。为防止此现象，沪东重机技术中心特编制了齿轮检验项目和精度要求。后续机改用其他厂产品并严把质量关，再无此现象产生。沪东重机是总装化工厂，许多零件由供应商提供，必须精心选择合格供应商并加强对他们的质量监控和进厂验收。
7．他山之石
16PA6 STC柴油机首次在船上使用时，曾发生过一个大事故：活塞拉缸、曲轴烧瓦开裂，不得不开舱吊机，返厂修理。虽然该柴油机不是沪东重机生产的，但每一个柴油机制造厂都应从中吸取教训。当时认为事故是由于冷却水和滑油预热不够、扭振计算有误等造成。我个人认为，这些是造成事故的原因之一，更主要的是双机并车，两台机负荷平衡不佳，柴油机超负荷所致，因为柴油机缸盖安全阀曾多次反复起跳并损坏。因此，柴油机除控制系统必须提高可靠性外，柴油机本身必须加强自我保护，如必须安装最大油门限制器，最高转速限制器，调速器须带负荷限制装置等。
PA6、PC2柴油机是我国引进的第一个柴油机专利，开创了我国制造船用引进机的先河，提高了我国柴油机制造水平。此后，随着大批其他专利的引进，我国自行设计和制造的具有自主品牌的中、低速柴油机无一幸免地被专利柴油机或进口机挤出了历史舞台。（引进专利的功过得失，是是非非，不在本文讨论范围之内）不过,物极必反，对立统一、否定之否定、量变到质变是一切事物发展的普遍规律。今天，高层领导终于重提自主知产权的重要性，并着手组织国产新型柴油机的开发。然而，事易时移，今非昔比，现在要设计并制造出具有竞争力的柴油机，必须付出更多的努力。
虽然，PA6、PC2作为专利，在技术上的发展已经终结。但它在沪东重机的生产至少还会延续五年以上，而用户的使用则会持续更长的时间。如果我的这篇短文能对沪东重机的年轻人和使用者能有所裨益，我就更高兴了。
2011年1月5日
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HHM-PA6、PC2柴油机的制造和改进
苏善旺
摘要：沪东重机1979年引进SEMT Pielstick专利已三十年。本文根据作者所知，简略介绍了专利的引进过程和生产概况，列举了对专利技术的改进与提高，总结了经验教训。
关键词；；PA6、PC2柴油机，引进，制造，改进，教训。
沪东重机公司（HHM）生产PA6、PC2柴油机己三十年了，从1979年3月PA6、PC2柴油机图纸到厂的第一天开始, 我便参与其中，直至2010年退休。我有义务，把我知道的这一段历史写出来，告诉大家。
一．PA6和PC2柴油机的引进
1978年10月21日中国第六机械工业部（后改制为船舶工业总公司）通过中国外贸部技术进口公司（CNTC）与法国SEMT Pielstick公司签订了《PC2和PA6系列柴油机许可协议》（协议号：CFC78326）。
Pielstick柴油机是上世纪五十年代由法国热机协会（缩写为SEMT）以其总设计师Pielstick名字命名的中速柴油机，包含PA4、PA5、PA6、PC2、PC3、PC4六大系列。当时我国引进的机型有PC2系列中的PC2-2、PC2-3、PC2-5、PC2-5BTC，PA6系列中的PA6、PA6BTC。后来由于技术的发展，又陆续增加了PC2-6，PC2-6B，PC4-2， PA6 STC，PA6B，PA6B STC。
专利引进的前期工作由六机部动力处和陕西柴油机厂完成，沪东重机（当时为沪东造船厂造机部）直到专利签署后才参与其中。因而，当时为何要引进该项专利？我们不得而知。但从当时世界上几个著名的中速柴油机的综合性能来看，Pielstick柴油机确实是比较先进的：
国别
机型
缸径
mm
冲程
mm
转速
r/min
单缸
功率
Kw
平均有效压力
kPa
燃油消耗率
ɡ/kWh
法国
PC2-5
400
460
520
478
1908
201
德国
MAN40/45
400
450
600
550
1945
204
瑞士
Sulzer40/48
400
480
500
478
1902
210
中国
HD E390
390
470
463
441
1018
224
Pielstick柴油机因其性能良好、经济、可靠而获得广泛应用。特别是第一次石油危机发生后，PC机由于较好地解决了中速柴油机烧重油的问题而得到很大发展。据《THE MOTOR SHIP》统计，上世纪七十年代到九十年代，在中速柴油机中，Pielstick柴油机装船马力数为世界第一，最高份额达42%。
二、PA6和PC2柴油机的制造
1979年2月，在六机部造船工作会议上，决定沪东造船厂为PC柴油机国内设计归口厂和生产厂；陕西柴油机厂为PA柴油机国内设计归口厂和生产厂。
但随着我国从计划经济向市场经济的转变，两厂逐步突破了原定的PA、PC柴油机分工原则，陕西柴油机厂1980年前后开始生产PC柴油机，沪东重机1998年5月开始生产PA6柴油机。
1979年10月，在六机部引进机试制会议上，决定沪东造船厂首批制造两台12PC2-5柴油机。
据此，工厂组织专门人员进行12PC2-5柴油机的生产准备工作，包括：柴油机的总体选型，某些部件制造方案的选择，柴油机部件清单和各部件配套表的编制，图纸和技术文件的翻释，材料代换，标准和标准件代换，国外进口件和国内配套件的确定，冷加工和热加工设备的改造或添制，自制件的工艺试验（49项），专用工夹具设计与制造（1467套）、大型工装设计与制造（23项），人员培训等。
沪东重机于1980年1月开始制造12PC2-5， 1981年3月完成，中法双方确认达到SEMT Pielstick的技术要求，并由六机部组织相关的高等学校、科研院所、海军装备部、英国劳氏船级社、法国BV船级社、海运局、远洋公司等单位参加的会议确认，符合钢质海船船舶规范和中国海军水面舰艇规范对推进柴油机的规定。
这台12PC2-5是中国造船行业在经历文化大革命后引进专利制造的第一台柴油机。这标志着中国船用柴油机进入了引进专利制造的新阶段。
1987年5月，沪东重机开始生产PC2-6柴油机。
1998年1月，沪东重机开始生产PA6 MPC柴油机。
2000年1月，沪东重机开始生产PA6 STC柴油机。
由于沪东重机的生产重点在船用大型低速柴油机，工厂无意开辟内河及沿海中速柴油机被广泛使用的民用市场，而前几十年军用柴油机数量很少，加之390柴油机仍占领了一定的份额，故PA、PC在沪东重机未形成规模。从第一台PC2-5制造成功，到2005年的二十多年中，沪东重机生产的PA、PC柴油机不多。2005年以后才逐步增加。
至2010年，沪东重机生产的PC2和PA6柴油机：
机型
单机最大持续功率
kW
生产日期
台数
用途
备注
12PC2-5
5740
1981-1982
12PC2-6
6600
2001-2002
烧重油
16PC2-6
8800
1994-1995
2001-2002
2006-2010
18PC2-6
9900
1987-1988
烧重油
12PA6 MPC
3540
1998-2003
2006-2007
16PA6 STC
5184
2000
2006-2010
2007-2009
沪东重机生产的PA6和PC2柴油机的主要性能指标：
机型
缸径
mm
冲程
mm
转速
r/min
单缸
功率
kW
平均有效压力
kPa
燃油
消耗率▲
ɡ/kWh
NOX
排放
ɡ/kWh
PC2-6
400
460
520
550
2196
191
12.8
PA6 MPC
280
290
1000
295
1982
216
－
PA6 STC
280
290
1050
324
2073
207
10
▲柴油机自带海水泵、淡水泵、滑油泵和燃油泵，如果不带泵燃油消耗率减少2%。
沪东重机PA6和PC2柴油机的零部件基本实现了国化，除液压调速器和曲轴外，其余零部件都可以自制或由国内配套厂供应。
本世纪初，SEMT推出了PA6B、PC2-6B柴油机，性能较PA6、PC2-6有很大提高,跻身于当时的世界先进水平：
机型
缸径
mm
冲程
mm
转速
r/min
单缸
功率
kW
平均有效压力
kPa
燃油
消耗率
ɡ/kWh
NOX
排放
ɡ/kWh
PC2-6B
400
500
600
750
2387
175
12.4
PA6B STC
280
330
1050
405
2278
195
10
沪东重机引进了16PC2-6B 、20PA6B STC的图纸，做好了生产准备并逐步向用户推荐。但遗憾的是， SEMT突然被MAN公司收购，SEMT连同它的Pielstick品牌瞬间消失。PA、PC柴油机如同世间万物一样，走完了发生、发展、壮大、消亡的全过程。
三、沪东重机对PA6和PC2柴油机的改进
SEMT人力和财力有限，做不到有求必应。沪东重机为了满足客户的各种要求，自行对其进行了适当的改造。我记忆中有以下几个方面：
1、对起动系统的改进
12PC2-5柴油机原设计为单排起动。试车台上起动良好，但柴油机装船试航后发生起动困难。我们分析其原因，一是柴油机本身的问题，二是动力系统的问题。
12缸柴油机单排起动，每一循环曲轴转720°，单排起动只有6只气缸进人压缩空气，每缸进气持续必须大于120°。而排气阀冷机时，止点后120°开启；热机时，在上止点后105°开启。为了保证柴油机的起动性能，压缩空气进入气缸应在排气阀开启前结束。当曲轴停车在某气缸（如A1）上止点后附近位置时，该气缸压缩空气产生起动力矩很小，而按发火顺序确定的前一气缸（如A2）排气阀已打开少许，压缩空气漏泄，产生起动力矩同样较小，因而整机的起动力矩较小；而该船柴油机通过齿轮箱直接传动定距桨，中间无离合器，整个系统惯量较大，需要的起动力矩较大。这样，在船上某些位置柴油机就会起动困难。
为了解决这个问题，沪东重机将该机由单排起动改为双排起动。起动阀的数量增加一倍，自行设计了滑阀式空气分配器，改造了整个起动系统，收到了良好效果，获得用户的赞扬。
同样，按用户的要求，12PC2-6，16PC2-6，12PA6 MPC柴油机起动系统也采用了双排起动。
16PA6 STC柴油机动力系统中含有离合器，没有采用了双排起动。
SEMT规定16PA6 STC起动空气提前角为上止点后13°，沪东重机经过试验，确认17°比13°更好。现在，产品中已采用17°，改善了起动性能。 2、对冷却系统的改造
按SEMT现在的设计，无论是PA6还是PC2-6，空冷器均采用淡水冷却，以减少海水对空冷器及管系的腐蚀和堵塞，但这在动力系统中要增加海水/淡水热交换器，而且在空冷器进口处，冷却水温将提高8℃左右，在热带航行可能要修正功率。所以国内设计院和船东大多坚持用传统的海水冷却系统。因此，沪东重机不得不把SEM的空冷器淡水冷却系统改回到海水冷却系统，重新计算空冷器参数，并改用耐腐蚀的管道材料和结构。
按SEMT的设计， PC2-6空冷器采用高温水、低温水两级冷却。天津电站使用发现，两级冷却系统空冷器高温水级管子很容易被结垢堵塞（可能是水处理不良引起）。1990年后，沪东重机PC2-6空冷器均改用单级空冷器。
3、对增压系统的改进
按照SEMT的设计，PC2-6柴油机须安装P2-P4和P2-P5旁通阀。
P2-P4旁通阀是为了防止柴油机低负荷工况下增压器喘振。
P2-P5旁通阀在柴油机90％～100％负荷时打开，防止爆压过高。
安装旁通装置不仅要解决旁通阀的高温问题，而且要解决旁通阀的控制问题。
目前的舰船大多采用可调螺距螺旋桨。旁通阀的开启和关闭，至少需由柴油机转速、齿条格数两个参数控制，还要考虑开闭延时、以及电子装置失灵时能进行手动操作等实际问题，这将大大增加控制系统的复杂程度和管理困难。
如不安装旁通装置,不仅可以降低柴油机成本，而且可大大简化柴油机的操纵，方便使用和维修。
为此，沪东重机和增压器制造厂一起选用多种方案，作了详细的增压器配机计算。计算结果表明，采用特殊规格的增压器元件，不装P2-P4、 P2-P5旁通阀是可能的。
这个结论已经2002年9月试验台试验及实船航行试验被证实。此后，沪东重机制造的PC2-6柴油机均不装P2-P4、 P2-P5旁通阀。
12PA6 MPC柴油机SEMT用MAN增压器，该增压器国内不能生产。沪东重机习惯用ABB增压器，SEMT建议的ABB的增压器为 VTR354 ，沪东重机试用效果不满意，后改用VTR354P，提高了增压器效率，使柴油机性能得以提高。
4、对控制系统的改进
为了防止船舶转弯或快速加载时柴油机冒黑烟，船用柴油机调速器带有由增压空气压力限制负荷的装置，保证最低空燃比。
SEMT规定了16PC2-6柴油机负荷限制特性曲线，沪东重机曾按此曲线向外商定货，但在车间试验时出现了柴油机负荷加不上去的情况。经分析，是因为SEMT的负荷限制曲线在低负荷区域裕度太小（仅为1-2 mm）。沪东重机对SEMT负荷限制曲线进行调整。根据柴油机冒黑烟界限和试验数据，把限制曲线与推进特性线的齿条格数之差调整到7 mm左右。
调整后，2002年9月，16PC2-6柴油机试验台上做了所有型式试验规定的项目，调速器工作平稳可靠，快速加载、突卸负荷等均符合SEMT说明书和中国和国外船舶规范的要求。
5、其他改造
①16PC2-6柴油机按SEMT的标准配置，曲轴装16块标准平衡重，沪东重机进行了柴油机平衡计算和动力系统的计算后，仅安装8块平衡重，不仅节约了材料，降低了重量，而且减小了轴系扭振应力。
②16PC2-6柴油机7#8#9#10#机，由于在船上的特殊布置，沪东重机对冷却水除气箱作了设计修改：除气箱中心向自由端移220 mm ，内径由550 mm减少到400 mm ，进水管外径由219 mm减少到194 mm，出水管下移10 mm 。增压器托架，增压器清洗管系，冷却水管系也作了相应更改。
SEMT曾明确表示，反对上述更改，但使用表明上述更改是可行的。
③16PC2-6柴油机7#8#9#10#机，由于船上的特殊要求，盘车机功率由3kW增加到4kW，盘车机的传动系统等也作了相应更改。
四、故障和教训
沪东重机在PA6、PC2柴油机的生产过程中碰到过不少问题，虽然都较好解决了，但教训是不能忘记的。我印象深刻的有以下几件事。
1．烧瓦
12PC2-5柴油机1 #机在试车台上发生过推力轴瓦烧瓦事故，曲轴推力轴颈产生微裂纹。其根本原因是试验台的柴油机座刚性差。试验台机座设计者是参照SEMT电站上的柴油机机座来设计的，增加了高度但未作相应加强，动车后变形大。经加固后问题解决。这说明我们对专利资料，必须知其然，还要知所以然，加深消化吸收。
12PA6 MPC柴油机1 #机在试车台上也发生过推力轴瓦推力面烧瓦事故。原因是承受推力的中间轴承位移。水力测功器理论上无推力，实际上是有推力的。后在柴油机座与中间轴承之间增加纵向支撑，问题解决。
2．缸套拉缸和过度磨损
12PC2-5柴油机1 #机在试车台上发生过拉缸事故。原因是其运行中，上游的另一型号柴油机未作任何告知，突然起动抢水，PC机缺水。
在一段时间内PA、PC机试车台上都出现国产缸套过度磨损，经二十多小时运行后，缸套珩磨纹路被磨平，改用进口缸套却无此现象。分析认为是缸套冶炼工艺改变所致。原先，缸套在沪东造船厂内用冲天炉冶炼，技改后，生产地点搬到东沟，用电炉冶炼。生产条件好了，但冶炼工艺却未作改变，质量反而下降。后经工艺改进，质量有所提高,但还需进一步努力。
3．增压器转速偏高
16PA6 STC柴油机增压器转速接近上限，很长时间内原因不明，作了很多努力，无济于事。后来水力测功器损坏换新，增压器转速归于正常，无意中解决了大问题。
试验台设备质量不佳，我们吃过不少苦头。如12 PA6首机试车，功率不稳，动了不少脑筋也解决不了，只好向711所借一只测功器。原测功器设计要求复盖从12PA6到18PC2-6B功率范围3000kW～20MW，测功器误差1%，即达200kKW，这种设计要求是不合理的。
4．排气阀断裂
某16PC2-6柴油机排气阀在使用中出现阀盘断裂，把增压器也打坏了，损失不小。
PC2-6柴油机排气阀的设计思想是：阀座与阀的接触面有一微小的20′～30′的角度差。冷态时外圈线接触，在高温、高压的工作状态下则变为面接触。
PC2-6柴油机排气阀壳图纸要求在预紧状态下加工，而生产厂却在自由状态下加工。这样在安装状态下，冷态时排气阀与阀座内圈线接触，在高温、高压的工作状态下不能达到面接触的要求，使阀面接触应力增加五倍以上，超出高温合金断裂极限，产生裂纹而破坏。
改用符合图纸要求的排气阀壳后，再也没出现过上述现象。这说明我们对专利图纸的每一细节都必须加深理解，坚决执行。
5．16PC2-6柴油机左、右机安装错位
16PC2-6柴油机1#2#机在船上安装时曾发生左、右机装错的事情，花了很大精力、冒很大风险才纠正过来。此事沪东重机没有责任，因为在技术规格书、试验大纲等文件中都有柴油机机号与转向的说明。但为避免类似事故发生，沪东重机在柴油机铭牌上增加了柴油机转向的条文，在功率输出端，增加表示转向的箭头。
6．齿轮噪音
12PA6MPC 3#4#柴油机在试车和船上均发现噪音较大，特别是在低负荷时，由于整机噪音水平较低，这种噪音特别明显，影响交船。经查这是由于凸轮轴传动齿轮精度差所致。该齿轮由某著名齿轮厂的三产制造。为防止此现象，沪东重机技术中心特编制了齿轮检验项目和精度要求。后续机改用其他厂产品并严把质量关，再无此现象产生。沪东重机是总装化工厂，许多零件由供应商提供，必须精心选择合格供应商并加强对他们的质量监控和进厂验收。
7．他山之石
16PA6 STC柴油机首次在船上使用时，曾发生过一个大事故：活塞拉缸、曲轴烧瓦开裂，不得不开舱吊机，返厂修理。虽然该柴油机不是沪东重机生产的，但每一个柴油机制造厂都应从中吸取教训。当时认为事故是由于冷却水和滑油预热不够、扭振计算有误等造成。我个人认为，这些是造成事故的原因之一，更主要的是双机并车，两台机负荷平衡不佳，柴油机超负荷所致，因为柴油机缸盖安全阀曾多次反复起跳并损坏。因此，柴油机除控制系统必须提高可靠性外，柴油机本身必须加强自我保护，如必须安装最大油门限制器，最高转速限制器，调速器须带负荷限制装置等。
PA6、PC2柴油机是我国引进的第一个柴油机专利，开创了我国制造船用引进机的先河，提高了我国柴油机制造水平。此后，随着大批其他专利的引进，我国自行设计和制造的具有自主品牌的中、低速柴油机无一幸免地被专利柴油机或进口机挤出了历史舞台。（引进专利的功过得失，是是非非，不在本文讨论范围之内）不过,物极必反，对立统一、否定之否定、量变到质变是一切事物发展的普遍规律。今天，高层领导终于重提自主知产权的重要性，并着手组织国产新型柴油机的开发。然而，事易时移，今非昔比，现在要设计并制造出具有竞争力的柴油机，必须付出更多的努力。
虽然，PA6、PC2作为专利，在技术上的发展已经终结。但它在沪东重机的生产至少还会延续五年以上，而用户的使用则会持续更长的时间。如果我的这篇短文能对沪东重机的年轻人和使用者能有所裨益，我就更高兴了。
2011年1月5日
HHM-PA6、PC2柴油机的制造和改进
苏善旺
摘要：沪东重机1979年引进SEMT Pielstick专利已三十年。本文根据作者所知，简略介绍了专利的引进过程和生产概况，列举了对专利技术的改进与提高，总结了经验教训。
关键词；；PA6、PC2柴油机，引进，制造，改进，教训。
沪东重机公司（HHM）生产PA6、PC2柴油机己三十年了，从1979年3月PA6、PC2柴油机图纸到厂的第一天开始, 我便参与其中，直至2010年退休。我有义务，把我知道的这一段历史写出来，告诉大家。
一．PA6和PC2柴油机的引进
1978年10月21日中国第六机械工业部（后改制为船舶工业总公司）通过中国外贸部技术进口公司（CNTC）与法国SEMT Pielstick公司签订了《PC2和PA6系列柴油机许可协议》（协议号：CFC78326）。
Pielstick柴油机是上世纪五十年代由法国热机协会（缩写为SEMT）以其总设计师Pielstick名字命名的中速柴油机，包含PA4、PA5、PA6、PC2、PC3、PC4六大系列。当时我国引进的机型有PC2系列中的PC2-2、PC2-3、PC2-5、PC2-5BTC，PA6系列中的PA6、PA6BTC。后来由于技术的发展，又陆续增加了PC2-6，PC2-6B，PC4-2， PA6 STC，PA6B，PA6B STC。
专利引进的前期工作由六机部动力处和陕西柴油机厂完成，沪东重机（当时为沪东造船厂造机部）直到专利签署后才参与其中。因而，当时为何要引进该项专利？我们不得而知。但从当时世界上几个著名的中速柴油机的综合性能来看，Pielstick柴油机确实是比较先进的：
国别
机型
缸径
mm
冲程
mm
转速
r/min
单缸
功率
Kw
平均有效压力
kPa
燃油消耗率
ɡ/kWh
法国
PC2-5
400
460
520
478
1908
201
德国
MAN40/45
400
450
600
550
1945
204
瑞士
Sulzer40/48
400
480
500
478
1902
210
中国
HD E390
390
470
463
441
1018
224
Pielstick柴油机因其性能良好、经济、可靠而获得广泛应用。特别是第一次石油危机发生后，PC机由于较好地解决了中速柴油机烧重油的问题而得到很大发展。据《THE MOTOR SHIP》统计，上世纪七十年代到九十年代，在中速柴油机中，Pielstick柴油机装船马力数为世界第一，最高份额达42%。
二、PA6和PC2柴油机的制造
1979年2月，在六机部造船工作会议上，决定沪东造船厂为PC柴油机国内设计归口厂和生产厂；陕西柴油机厂为PA柴油机国内设计归口厂和生产厂。
但随着我国从计划经济向市场经济的转变，两厂逐步突破了原定的PA、PC柴油机分工原则，陕西柴油机厂1980年前后开始生产PC柴油机，沪东重机1998年5月开始生产PA6柴油机。
1979年10月，在六机部引进机试制会议上，决定沪东造船厂首批制造两台12PC2-5柴油机。
据此，工厂组织专门人员进行12PC2-5柴油机的生产准备工作，包括：柴油机的总体选型，某些部件制造方案的选择，柴油机部件清单和各部件配套表的编制，图纸和技术文件的翻释，材料代换，标准和标准件代换，国外进口件和国内配套件的确定，冷加工和热加工设备的改造或添制，自制件的工艺试验（49项），专用工夹具设计与制造（1467套）、大型工装设计与制造（23项），人员培训等。
沪东重机于1980年1月开始制造12PC2-5， 1981年3月完成，中法双方确认达到SEMT Pielstick的技术要求，并由六机部组织相关的高等学校、科研院所、海军装备部、英国劳氏船级社、法国BV船级社、海运局、远洋公司等单位参加的会议确认，符合钢质海船船舶规范和中国海军水面舰艇规范对推进柴油机的规定。
这台12PC2-5是中国造船行业在经历文化大革命后引进专利制造的第一台柴油机。这标志着中国船用柴油机进入了引进专利制造的新阶段。
1987年5月，沪东重机开始生产PC2-6柴油机。
1998年1月，沪东重机开始生产PA6 MPC柴油机。
2000年1月，沪东重机开始生产PA6 STC柴油机。
由于沪东重机的生产重点在船用大型低速柴油机，工厂无意开辟内河及沿海中速柴油机被广泛使用的民用市场，而前几十年军用柴油机数量很少，加之390柴油机仍占领了一定的份额，故PA、PC在沪东重机未形成规模。从第一台PC2-5制造成功，到2005年的二十多年中，沪东重机生产的PA、PC柴油机不多。2005年以后才逐步增加。
至2010年，沪东重机生产的PC2和PA6柴油机：
机型
单机最大持续功率
kW
生产日期
台数
用途
备注
12PC2-5
5740
1981-1982
12PC2-6
6600
2001-2002
烧重油
16PC2-6
8800
1994-1995
2001-2002
2006-2010
18PC2-6
9900
1987-1988
烧重油
12PA6 MPC
3540
1998-2003
2006-2007
16PA6 STC
5184
2000
2006-2010
2007-2009
沪东重机生产的PA6和PC2柴油机的主要性能指标：
机型
缸径
mm
冲程
mm
转速
r/min
单缸
功率
kW
平均有效压力
kPa
燃油
消耗率▲
ɡ/kWh
NOX
排放
ɡ/kWh
PC2-6
400
460
520
550
2196
191
12.8
PA6 MPC
280
290
1000
295
1982
216
－
PA6 STC
280
290
1050
324
2073
207
10
▲柴油机自带海水泵、淡水泵、滑油泵和燃油泵，如果不带泵燃油消耗率减少2%。
沪东重机PA6和PC2柴油机的零部件基本实现了国化，除液压调速器和曲轴外，其余零部件都可以自制或由国内配套厂供应。
本世纪初，SEMT推出了PA6B、PC2-6B柴油机，性能较PA6、PC2-6有很大提高,跻身于当时的世界先进水平：
机型
缸径
mm
冲程
mm
转速
r/min
单缸
功率
kW
平均有效压力
kPa
燃油
消耗率
ɡ/kWh
NOX
排放
ɡ/kWh
PC2-6B
400
500
600
750
2387
175
12.4
PA6B STC
280
330
1050
405
2278
195
10
沪东重机引进了16PC2-6B 、20PA6B STC的图纸，做好了生产准备并逐步向用户推荐。但遗憾的是， SEMT突然被MAN公司收购，SEMT连同它的Pielstick品牌瞬间消失。PA、PC柴油机如同世间万物一样，走完了发生、发展、壮大、消亡的全过程。
三、沪东重机对PA6和PC2柴油机的改进
SEMT人力和财力有限，做不到有求必应。沪东重机为了满足客户的各种要求，自行对其进行了适当的改造。我记忆中有以下几个方面：
1、对起动系统的改进
12PC2-5柴油机原设计为单排起动。试车台上起动良好，但柴油机装船试航后发生起动困难。我们分析其原因，一是柴油机本身的问题，二是动力系统的问题。
12缸柴油机单排起动，每一循环曲轴转720°，单排起动只有6只气缸进人压缩空气，每缸进气持续必须大于120°。而排气阀冷机时，止点后120°开启；热机时，在上止点后105°开启。为了保证柴油机的起动性能，压缩空气进入气缸应在排气阀开启前结束。当曲轴停车在某气缸（如A1）上止点后附近位置时，该气缸压缩空气产生起动力矩很小，而按发火顺序确定的前一气缸（如A2）排气阀已打开少许，压缩空气漏泄，产生起动力矩同样较小，因而整机的起动力矩较小；而该船柴油机通过齿轮箱直接传动定距桨，中间无离合器，整个系统惯量较大，需要的起动力矩较大。这样，在船上某些位置柴油机就会起动困难。
为了解决这个问题，沪东重机将该机由单排起动改为双排起动。起动阀的数量增加一倍，自行设计了滑阀式空气分配器，改造了整个起动系统，收到了良好效果，获得用户的赞扬。
同样，按用户的要求，12PC2-6，16PC2-6，12PA6 MPC柴油机起动系统也采用了双排起动。
16PA6 STC柴油机动力系统中含有离合器，没有采用了双排起动。
SEMT规定16PA6 STC起动空气提前角为上止点后13°，沪东重机经过试验，确认17°比13°更好。现在，产品中已采用17°，改善了起动性能。 2、对冷却系统的改造
按SEMT现在的设计，无论是PA6还是PC2-6，空冷器均采用淡水冷却，以减少海水对空冷器及管系的腐蚀和堵塞，但这在动力系统中要增加海水/淡水热交换器，而且在空冷器进口处，冷却水温将提高8℃左右，在热带航行可能要修正功率。所以国内设计院和船东大多坚持用传统的海水冷却系统。因此，沪东重机不得不把SEM的空冷器淡水冷却系统改回到海水冷却系统，重新计算空冷器参数，并改用耐腐蚀的管道材料和结构。
按SEMT的设计， PC2-6空冷器采用高温水、低温水两级冷却。天津电站使用发现，两级冷却系统空冷器高温水级管子很容易被结垢堵塞（可能是水处理不良引起）。1990年后，沪东重机PC2-6空冷器均改用单级空冷器。
3、对增压系统的改进
按照SEMT的设计，PC2-6柴油机须安装P2-P4和P2-P5旁通阀。
P2-P4旁通阀是为了防止柴油机低负荷工况下增压器喘振。
P2-P5旁通阀在柴油机90％～100％负荷时打开，防止爆压过高。
安装旁通装置不仅要解决旁通阀的高温问题，而且要解决旁通阀的控制问题。
目前的舰船大多采用可调螺距螺旋桨。旁通阀的开启和关闭，至少需由柴油机转速、齿条格数两个参数控制，还要考虑开闭延时、以及电子装置失灵时能进行手动操作等实际问题，这将大大增加控制系统的复杂程度和管理困难。
如不安装旁通装置,不仅可以降低柴油机成本，而且可大大简化柴油机的操纵，方便使用和维修。
为此，沪东重机和增压器制造厂一起选用多种方案，作了详细的增压器配机计算。计算结果表明，采用特殊规格的增压器元件，不装P2-P4、 P2-P5旁通阀是可能的。
这个结论已经2002年9月试验台试验及实船航行试验被证实。此后，沪东重机制造的PC2-6柴油机均不装P2-P4、 P2-P5旁通阀。
12PA6 MPC柴油机SEMT用MAN增压器，该增压器国内不能生产。沪东重机习惯用ABB增压器，SEMT建议的ABB的增压器为 VTR354 ，沪东重机试用效果不满意，后改用VTR354P，提高了增压器效率，使柴油机性能得以提高。
4、对控制系统的改进
为了防止船舶转弯或快速加载时柴油机冒黑烟，船用柴油机调速器带有由增压空气压力限制负荷的装置，保证最低空燃比。
SEMT规定了16PC2-6柴油机负荷限制特性曲线，沪东重机曾按此曲线向外商定货，但在车间试验时出现了柴油机负荷加不上去的情况。经分析，是因为SEMT的负荷限制曲线在低负荷区域裕度太小（仅为1-2 mm）。沪东重机对SEMT负荷限制曲线进行调整。根据柴油机冒黑烟界限和试验数据，把限制曲线与推进特性线的齿条格数之差调整到7 mm左右。
调整后，2002年9月，16PC2-6柴油机试验台上做了所有型式试验规定的项目，调速器工作平稳可靠，快速加载、突卸负荷等均符合SEMT说明书和中国和国外船舶规范的要求。
5、其他改造
①16PC2-6柴油机按SEMT的标准配置，曲轴装16块标准平衡重，沪东重机进行了柴油机平衡计算和动力系统的计算后，仅安装8块平衡重，不仅节约了材料，降低了重量，而且减小了轴系扭振应力。
②16PC2-6柴油机7#8#9#10#机，由于在船上的特殊布置，沪东重机对冷却水除气箱作了设计修改：除气箱中心向自由端移220 mm ，内径由550 mm减少到400 mm ，进水管外径由219 mm减少到194 mm，出水管下移10 mm 。增压器托架，增压器清洗管系，冷却水管系也作了相应更改。
SEMT曾明确表示，反对上述更改，但使用表明上述更改是可行的。
③16PC2-6柴油机7#8#9#10#机，由于船上的特殊要求，盘车机功率由3kW增加到4kW，盘车机的传动系统等也作了相应更改。
四、故障和教训
沪东重机在PA6、PC2柴油机的生产过程中碰到过不少问题，虽然都较好解决了，但教训是不能忘记的。我印象深刻的有以下几件事。
1．烧瓦
12PC2-5柴油机1 #机在试车台上发生过推力轴瓦烧瓦事故，曲轴推力轴颈产生微裂纹。其根本原因是试验台的柴油机座刚性差。试验台机座设计者是参照SEMT电站上的柴油机机座来设计的，增加了高度但未作相应加强，动车后变形大。经加固后问题解决。这说明我们对专利资料，必须知其然，还要知所以然，加深消化吸收。
12PA6 MPC柴油机1 #机在试车台上也发生过推力轴瓦推力面烧瓦事故。原因是承受推力的中间轴承位移。水力测功器理论上无推力，实际上是有推力的。后在柴油机座与中间轴承之间增加纵向支撑，问题解决。
2．缸套拉缸和过度磨损
12PC2-5柴油机1 #机在试车台上发生过拉缸事故。原因是其运行中，上游的另一型号柴油机未作任何告知，突然起动抢水，PC机缺水。
在一段时间内PA、PC机试车台上都出现国产缸套过度磨损，经二十多小时运行后，缸套珩磨纹路被磨平，改用进口缸套却无此现象。分析认为是缸套冶炼工艺改变所致。原先，缸套在沪东造船厂内用冲天炉冶炼，技改后，生产地点搬到东沟，用电炉冶炼。生产条件好了，但冶炼工艺却未作改变，质量反而下降。后经工艺改进，质量有所提高,但还需进一步努力。
3．增压器转速偏高
16PA6 STC柴油机增压器转速接近上限，很长时间内原因不明，作了很多努力，无济于事。后来水力测功器损坏换新，增压器转速归于正常，无意中解决了大问题。
试验台设备质量不佳，我们吃过不少苦头。如12 PA6首机试车，功率不稳，动了不少脑筋也解决不了，只好向711所借一只测功器。原测功器设计要求复盖从12PA6到18PC2-6B功率范围3000kW～20MW，测功器误差1%，即达200kKW，这种设计要求是不合理的。
4．排气阀断裂
某16PC2-6柴油机排气阀在使用中出现阀盘断裂，把增压器也打坏了，损失不小。
PC2-6柴油机排气阀的设计思想是：阀座与阀的接触面有一微小的20′～30′的角度差。冷态时外圈线接触，在高温、高压的工作状态下则变为面接触。
PC2-6柴油机排气阀壳图纸要求在预紧状态下加工，而生产厂却在自由状态下加工。这样在安装状态下，冷态时排气阀与阀座内圈线接触，在高温、高压的工作状态下不能达到面接触的要求，使阀面接触应力增加五倍以上，超出高温合金断裂极限，产生裂纹而破坏。
改用符合图纸要求的排气阀壳后，再也没出现过上述现象。这说明我们对专利图纸的每一细节都必须加深理解，坚决执行。
5．16PC2-6柴油机左、右机安装错位
16PC2-6柴油机1#2#机在船上安装时曾发生左、右机装错的事情，花了很大精力、冒很大风险才纠正过来。此事沪东重机没有责任，因为在技术规格书、试验大纲等文件中都有柴油机机号与转向的说明。但为避免类似事故发生，沪东重机在柴油机铭牌上增加了柴油机转向的条文，在功率输出端，增加表示转向的箭头。
6．齿轮噪音
12PA6MPC 3#4#柴油机在试车和船上均发现噪音较大，特别是在低负荷时，由于整机噪音水平较低，这种噪音特别明显，影响交船。经查这是由于凸轮轴传动齿轮精度差所致。该齿轮由某著名齿轮厂的三产制造。为防止此现象，沪东重机技术中心特编制了齿轮检验项目和精度要求。后续机改用其他厂产品并严把质量关，再无此现象产生。沪东重机是总装化工厂，许多零件由供应商提供，必须精心选择合格供应商并加强对他们的质量监控和进厂验收。
7．他山之石
16PA6 STC柴油机首次在船上使用时，曾发生过一个大事故：活塞拉缸、曲轴烧瓦开裂，不得不开舱吊机，返厂修理。虽然该柴油机不是沪东重机生产的，但每一个柴油机制造厂都应从中吸取教训。当时认为事故是由于冷却水和滑油预热不够、扭振计算有误等造成。我个人认为，这些是造成事故的原因之一，更主要的是双机并车，两台机负荷平衡不佳，柴油机超负荷所致，因为柴油机缸盖安全阀曾多次反复起跳并损坏。因此，柴油机除控制系统必须提高可靠性外，柴油机本身必须加强自我保护，如必须安装最大油门限制器，最高转速限制器，调速器须带负荷限制装置等。
PA6、PC2柴油机是我国引进的第一个柴油机专利，开创了我国制造船用引进机的先河，提高了我国柴油机制造水平。此后，随着大批其他专利的引进，我国自行设计和制造的具有自主品牌的中、低速柴油机无一幸免地被专利柴油机或进口机挤出了历史舞台。（引进专利的功过得失，是是非非，不在本文讨论范围之内）不过,物极必反，对立统一、否定之否定、量变到质变是一切事物发展的普遍规律。今天，高层领导终于重提自主知产权的重要性，并着手组织国产新型柴油机的开发。然而，事易时移，今非昔比，现在要设计并制造出具有竞争力的柴油机，必须付出更多的努力。
虽然，PA6、PC2作为专利，在技术上的发展已经终结。但它在沪东重机的生产至少还会延续五年以上，而用户的使用则会持续更长的时间。如果我的这篇短文能对沪东重机的年轻人和使用者能有所裨益，我就更高兴了。
2011年1月5日
http://blog.sina.com.cn/s/blog_65aee3010100pw08.html
HHM-PA6、PC2柴油机的制造和改进
苏善旺
摘要：沪东重机1979年引进SEMT Pielstick专利已三十年。本文根据作者所知，简略介绍了专利的引进过程和生产概况，列举了对专利技术的改进与提高，总结了经验教训。
关键词；；PA6、PC2柴油机，引进，制造，改进，教训。
沪东重机公司（HHM）生产PA6、PC2柴油机己三十年了，从1979年3月PA6、PC2柴油机图纸到厂的第一天开始, 我便参与其中，直至2010年退休。我有义务，把我知道的这一段历史写出来，告诉大家。
一．PA6和PC2柴油机的引进
1978年10月21日中国第六机械工业部（后改制为船舶工业总公司）通过中国外贸部技术进口公司（CNTC）与法国SEMT Pielstick公司签订了《PC2和PA6系列柴油机许可协议》（协议号：CFC78326）。
Pielstick柴油机是上世纪五十年代由法国热机协会（缩写为SEMT）以其总设计师Pielstick名字命名的中速柴油机，包含PA4、PA5、PA6、PC2、PC3、PC4六大系列。当时我国引进的机型有PC2系列中的PC2-2、PC2-3、PC2-5、PC2-5BTC，PA6系列中的PA6、PA6BTC。后来由于技术的发展，又陆续增加了PC2-6，PC2-6B，PC4-2， PA6 STC，PA6B，PA6B STC。
专利引进的前期工作由六机部动力处和陕西柴油机厂完成，沪东重机（当时为沪东造船厂造机部）直到专利签署后才参与其中。因而，当时为何要引进该项专利？我们不得而知。但从当时世界上几个著名的中速柴油机的综合性能来看，Pielstick柴油机确实是比较先进的：
国别
机型
缸径
mm
冲程
mm
转速
r/min
单缸
功率
Kw
平均有效压力
kPa
燃油消耗率
ɡ/kWh
法国
PC2-5
400
460
520
478
1908
201
德国
MAN40/45
400
450
600
550
1945
204
瑞士
Sulzer40/48
400
480
500
478
1902
210
中国
HD E390
390
470
463
441
1018
224
Pielstick柴油机因其性能良好、经济、可靠而获得广泛应用。特别是第一次石油危机发生后，PC机由于较好地解决了中速柴油机烧重油的问题而得到很大发展。据《THE MOTOR SHIP》统计，上世纪七十年代到九十年代，在中速柴油机中，Pielstick柴油机装船马力数为世界第一，最高份额达42%。
二、PA6和PC2柴油机的制造
1979年2月，在六机部造船工作会议上，决定沪东造船厂为PC柴油机国内设计归口厂和生产厂；陕西柴油机厂为PA柴油机国内设计归口厂和生产厂。
但随着我国从计划经济向市场经济的转变，两厂逐步突破了原定的PA、PC柴油机分工原则，陕西柴油机厂1980年前后开始生产PC柴油机，沪东重机1998年5月开始生产PA6柴油机。
1979年10月，在六机部引进机试制会议上，决定沪东造船厂首批制造两台12PC2-5柴油机。
据此，工厂组织专门人员进行12PC2-5柴油机的生产准备工作，包括：柴油机的总体选型，某些部件制造方案的选择，柴油机部件清单和各部件配套表的编制，图纸和技术文件的翻释，材料代换，标准和标准件代换，国外进口件和国内配套件的确定，冷加工和热加工设备的改造或添制，自制件的工艺试验（49项），专用工夹具设计与制造（1467套）、大型工装设计与制造（23项），人员培训等。
沪东重机于1980年1月开始制造12PC2-5， 1981年3月完成，中法双方确认达到SEMT Pielstick的技术要求，并由六机部组织相关的高等学校、科研院所、海军装备部、英国劳氏船级社、法国BV船级社、海运局、远洋公司等单位参加的会议确认，符合钢质海船船舶规范和中国海军水面舰艇规范对推进柴油机的规定。
这台12PC2-5是中国造船行业在经历文化大革命后引进专利制造的第一台柴油机。这标志着中国船用柴油机进入了引进专利制造的新阶段。
1987年5月，沪东重机开始生产PC2-6柴油机。
1998年1月，沪东重机开始生产PA6 MPC柴油机。
2000年1月，沪东重机开始生产PA6 STC柴油机。
由于沪东重机的生产重点在船用大型低速柴油机，工厂无意开辟内河及沿海中速柴油机被广泛使用的民用市场，而前几十年军用柴油机数量很少，加之390柴油机仍占领了一定的份额，故PA、PC在沪东重机未形成规模。从第一台PC2-5制造成功，到2005年的二十多年中，沪东重机生产的PA、PC柴油机不多。2005年以后才逐步增加。
至2010年，沪东重机生产的PC2和PA6柴油机：
机型
单机最大持续功率
kW
生产日期
台数
用途
备注
12PC2-5
5740
1981-1982
12PC2-6
6600
2001-2002
烧重油
16PC2-6
8800
1994-1995
2001-2002
2006-2010
18PC2-6
9900
1987-1988
烧重油
12PA6 MPC
3540
1998-2003
2006-2007
16PA6 STC
5184
2000
2006-2010
2007-2009
沪东重机生产的PA6和PC2柴油机的主要性能指标：
机型
缸径
mm
冲程
mm
转速
r/min
单缸
功率
kW
平均有效压力
kPa
燃油
消耗率▲
ɡ/kWh
NOX
排放
ɡ/kWh
PC2-6
400
460
520
550
2196
191
12.8
PA6 MPC
280
290
1000
295
1982
216
－
PA6 STC
280
290
1050
324
2073
207
10
▲柴油机自带海水泵、淡水泵、滑油泵和燃油泵，如果不带泵燃油消耗率减少2%。
沪东重机PA6和PC2柴油机的零部件基本实现了国化，除液压调速器和曲轴外，其余零部件都可以自制或由国内配套厂供应。
本世纪初，SEMT推出了PA6B、PC2-6B柴油机，性能较PA6、PC2-6有很大提高,跻身于当时的世界先进水平：
机型
缸径
mm
冲程
mm
转速
r/min
单缸
功率
kW
平均有效压力
kPa
燃油
消耗率
ɡ/kWh
NOX
排放
ɡ/kWh
PC2-6B
400
500
600
750
2387
175
12.4
PA6B STC
280
330
1050
405
2278
195
10
沪东重机引进了16PC2-6B 、20PA6B STC的图纸，做好了生产准备并逐步向用户推荐。但遗憾的是， SEMT突然被MAN公司收购，SEMT连同它的Pielstick品牌瞬间消失。PA、PC柴油机如同世间万物一样，走完了发生、发展、壮大、消亡的全过程。
三、沪东重机对PA6和PC2柴油机的改进
SEMT人力和财力有限，做不到有求必应。沪东重机为了满足客户的各种要求，自行对其进行了适当的改造。我记忆中有以下几个方面：
1、对起动系统的改进
12PC2-5柴油机原设计为单排起动。试车台上起动良好，但柴油机装船试航后发生起动困难。我们分析其原因，一是柴油机本身的问题，二是动力系统的问题。
12缸柴油机单排起动，每一循环曲轴转720°，单排起动只有6只气缸进人压缩空气，每缸进气持续必须大于120°。而排气阀冷机时，止点后120°开启；热机时，在上止点后105°开启。为了保证柴油机的起动性能，压缩空气进入气缸应在排气阀开启前结束。当曲轴停车在某气缸（如A1）上止点后附近位置时，该气缸压缩空气产生起动力矩很小，而按发火顺序确定的前一气缸（如A2）排气阀已打开少许，压缩空气漏泄，产生起动力矩同样较小，因而整机的起动力矩较小；而该船柴油机通过齿轮箱直接传动定距桨，中间无离合器，整个系统惯量较大，需要的起动力矩较大。这样，在船上某些位置柴油机就会起动困难。
为了解决这个问题，沪东重机将该机由单排起动改为双排起动。起动阀的数量增加一倍，自行设计了滑阀式空气分配器，改造了整个起动系统，收到了良好效果，获得用户的赞扬。
同样，按用户的要求，12PC2-6，16PC2-6，12PA6 MPC柴油机起动系统也采用了双排起动。
16PA6 STC柴油机动力系统中含有离合器，没有采用了双排起动。
SEMT规定16PA6 STC起动空气提前角为上止点后13°，沪东重机经过试验，确认17°比13°更好。现在，产品中已采用17°，改善了起动性能。 2、对冷却系统的改造
按SEMT现在的设计，无论是PA6还是PC2-6，空冷器均采用淡水冷却，以减少海水对空冷器及管系的腐蚀和堵塞，但这在动力系统中要增加海水/淡水热交换器，而且在空冷器进口处，冷却水温将提高8℃左右，在热带航行可能要修正功率。所以国内设计院和船东大多坚持用传统的海水冷却系统。因此，沪东重机不得不把SEM的空冷器淡水冷却系统改回到海水冷却系统，重新计算空冷器参数，并改用耐腐蚀的管道材料和结构。
按SEMT的设计， PC2-6空冷器采用高温水、低温水两级冷却。天津电站使用发现，两级冷却系统空冷器高温水级管子很容易被结垢堵塞（可能是水处理不良引起）。1990年后，沪东重机PC2-6空冷器均改用单级空冷器。
3、对增压系统的改进
按照SEMT的设计，PC2-6柴油机须安装P2-P4和P2-P5旁通阀。
P2-P4旁通阀是为了防止柴油机低负荷工况下增压器喘振。
P2-P5旁通阀在柴油机90％～100％负荷时打开，防止爆压过高。
安装旁通装置不仅要解决旁通阀的高温问题，而且要解决旁通阀的控制问题。
目前的舰船大多采用可调螺距螺旋桨。旁通阀的开启和关闭，至少需由柴油机转速、齿条格数两个参数控制，还要考虑开闭延时、以及电子装置失灵时能进行手动操作等实际问题，这将大大增加控制系统的复杂程度和管理困难。
如不安装旁通装置,不仅可以降低柴油机成本，而且可大大简化柴油机的操纵，方便使用和维修。
为此，沪东重机和增压器制造厂一起选用多种方案，作了详细的增压器配机计算。计算结果表明，采用特殊规格的增压器元件，不装P2-P4、 P2-P5旁通阀是可能的。
这个结论已经2002年9月试验台试验及实船航行试验被证实。此后，沪东重机制造的PC2-6柴油机均不装P2-P4、 P2-P5旁通阀。
12PA6 MPC柴油机SEMT用MAN增压器，该增压器国内不能生产。沪东重机习惯用ABB增压器，SEMT建议的ABB的增压器为 VTR354 ，沪东重机试用效果不满意，后改用VTR354P，提高了增压器效率，使柴油机性能得以提高。
4、对控制系统的改进
为了防止船舶转弯或快速加载时柴油机冒黑烟，船用柴油机调速器带有由增压空气压力限制负荷的装置，保证最低空燃比。
SEMT规定了16PC2-6柴油机负荷限制特性曲线，沪东重机曾按此曲线向外商定货，但在车间试验时出现了柴油机负荷加不上去的情况。经分析，是因为SEMT的负荷限制曲线在低负荷区域裕度太小（仅为1-2 mm）。沪东重机对SEMT负荷限制曲线进行调整。根据柴油机冒黑烟界限和试验数据，把限制曲线与推进特性线的齿条格数之差调整到7 mm左右。
调整后，2002年9月，16PC2-6柴油机试验台上做了所有型式试验规定的项目，调速器工作平稳可靠，快速加载、突卸负荷等均符合SEMT说明书和中国和国外船舶规范的要求。
5、其他改造
①16PC2-6柴油机按SEMT的标准配置，曲轴装16块标准平衡重，沪东重机进行了柴油机平衡计算和动力系统的计算后，仅安装8块平衡重，不仅节约了材料，降低了重量，而且减小了轴系扭振应力。
②16PC2-6柴油机7#8#9#10#机，由于在船上的特殊布置，沪东重机对冷却水除气箱作了设计修改：除气箱中心向自由端移220 mm ，内径由550 mm减少到400 mm ，进水管外径由219 mm减少到194 mm，出水管下移10 mm 。增压器托架，增压器清洗管系，冷却水管系也作了相应更改。
SEMT曾明确表示，反对上述更改，但使用表明上述更改是可行的。
③16PC2-6柴油机7#8#9#10#机，由于船上的特殊要求，盘车机功率由3kW增加到4kW，盘车机的传动系统等也作了相应更改。
四、故障和教训
沪东重机在PA6、PC2柴油机的生产过程中碰到过不少问题，虽然都较好解决了，但教训是不能忘记的。我印象深刻的有以下几件事。
1．烧瓦
12PC2-5柴油机1 #机在试车台上发生过推力轴瓦烧瓦事故，曲轴推力轴颈产生微裂纹。其根本原因是试验台的柴油机座刚性差。试验台机座设计者是参照SEMT电站上的柴油机机座来设计的，增加了高度但未作相应加强，动车后变形大。经加固后问题解决。这说明我们对专利资料，必须知其然，还要知所以然，加深消化吸收。
12PA6 MPC柴油机1 #机在试车台上也发生过推力轴瓦推力面烧瓦事故。原因是承受推力的中间轴承位移。水力测功器理论上无推力，实际上是有推力的。后在柴油机座与中间轴承之间增加纵向支撑，问题解决。
2．缸套拉缸和过度磨损
12PC2-5柴油机1 #机在试车台上发生过拉缸事故。原因是其运行中，上游的另一型号柴油机未作任何告知，突然起动抢水，PC机缺水。
在一段时间内PA、PC机试车台上都出现国产缸套过度磨损，经二十多小时运行后，缸套珩磨纹路被磨平，改用进口缸套却无此现象。分析认为是缸套冶炼工艺改变所致。原先，缸套在沪东造船厂内用冲天炉冶炼，技改后，生产地点搬到东沟，用电炉冶炼。生产条件好了，但冶炼工艺却未作改变，质量反而下降。后经工艺改进，质量有所提高,但还需进一步努力。
3．增压器转速偏高
16PA6 STC柴油机增压器转速接近上限，很长时间内原因不明，作了很多努力，无济于事。后来水力测功器损坏换新，增压器转速归于正常，无意中解决了大问题。
试验台设备质量不佳，我们吃过不少苦头。如12 PA6首机试车，功率不稳，动了不少脑筋也解决不了，只好向711所借一只测功器。原测功器设计要求复盖从12PA6到18PC2-6B功率范围3000kW～20MW，测功器误差1%，即达200kKW，这种设计要求是不合理的。
4．排气阀断裂
某16PC2-6柴油机排气阀在使用中出现阀盘断裂，把增压器也打坏了，损失不小。
PC2-6柴油机排气阀的设计思想是：阀座与阀的接触面有一微小的20′～30′的角度差。冷态时外圈线接触，在高温、高压的工作状态下则变为面接触。
PC2-6柴油机排气阀壳图纸要求在预紧状态下加工，而生产厂却在自由状态下加工。这样在安装状态下，冷态时排气阀与阀座内圈线接触，在高温、高压的工作状态下不能达到面接触的要求，使阀面接触应力增加五倍以上，超出高温合金断裂极限，产生裂纹而破坏。
改用符合图纸要求的排气阀壳后，再也没出现过上述现象。这说明我们对专利图纸的每一细节都必须加深理解，坚决执行。
5．16PC2-6柴油机左、右机安装错位
16PC2-6柴油机1#2#机在船上安装时曾发生左、右机装错的事情，花了很大精力、冒很大风险才纠正过来。此事沪东重机没有责任，因为在技术规格书、试验大纲等文件中都有柴油机机号与转向的说明。但为避免类似事故发生，沪东重机在柴油机铭牌上增加了柴油机转向的条文，在功率输出端，增加表示转向的箭头。
6．齿轮噪音
12PA6MPC 3#4#柴油机在试车和船上均发现噪音较大，特别是在低负荷时，由于整机噪音水平较低，这种噪音特别明显，影响交船。经查这是由于凸轮轴传动齿轮精度差所致。该齿轮由某著名齿轮厂的三产制造。为防止此现象，沪东重机技术中心特编制了齿轮检验项目和精度要求。后续机改用其他厂产品并严把质量关，再无此现象产生。沪东重机是总装化工厂，许多零件由供应商提供，必须精心选择合格供应商并加强对他们的质量监控和进厂验收。
7．他山之石
16PA6 STC柴油机首次在船上使用时，曾发生过一个大事故：活塞拉缸、曲轴烧瓦开裂，不得不开舱吊机，返厂修理。虽然该柴油机不是沪东重机生产的，但每一个柴油机制造厂都应从中吸取教训。当时认为事故是由于冷却水和滑油预热不够、扭振计算有误等造成。我个人认为，这些是造成事故的原因之一，更主要的是双机并车，两台机负荷平衡不佳，柴油机超负荷所致，因为柴油机缸盖安全阀曾多次反复起跳并损坏。因此，柴油机除控制系统必须提高可靠性外，柴油机本身必须加强自我保护，如必须安装最大油门限制器，最高转速限制器，调速器须带负荷限制装置等。
PA6、PC2柴油机是我国引进的第一个柴油机专利，开创了我国制造船用引进机的先河，提高了我国柴油机制造水平。此后，随着大批其他专利的引进，我国自行设计和制造的具有自主品牌的中、低速柴油机无一幸免地被专利柴油机或进口机挤出了历史舞台。（引进专利的功过得失，是是非非，不在本文讨论范围之内）不过,物极必反，对立统一、否定之否定、量变到质变是一切事物发展的普遍规律。今天，高层领导终于重提自主知产权的重要性，并着手组织国产新型柴油机的开发。然而，事易时移，今非昔比，现在要设计并制造出具有竞争力的柴油机，必须付出更多的努力。
虽然，PA6、PC2作为专利，在技术上的发展已经终结。但它在沪东重机的生产至少还会延续五年以上，而用户的使用则会持续更长的时间。如果我的这篇短文能对沪东重机的年轻人和使用者能有所裨益，我就更高兴了。
2011年1月5日
这才是一线制造科研人员的第一手资料。只要努力，做好实体经济，终有我们治好心脏病的一天。
握个手，识货人。要不然，新青年可能就会被卡脖子。
要不是当年的引进，现在也就是毛子这种三流水平。
楼主，能排个版么？