一、研究背景

长期以来，世界海运市场一直被少数发达国家和传统海运大国所垄断，截止1992年,以美国为首的海运国家(包括日本、挪威、希腊俄罗斯和意大利等)仍掌握世界商船吨的60%以上。但近年来,世界航运开始由发达的海运国家向新兴工业化国家和发展中国家转移,如中国(包台湾)、韩国、新加坡等发展中国家和地区都在大力扩大港口规模,积极建设和发展自己的船队,努力打破发达国家对国际航运市场的垄断。

就我国的海运事业来说，十一届三中全会所明确的“改革开放”和”以经济建设为中心”的治国方略是改革开放的起点，也促使中国走上了发展海运的道路。在1978-1990年期间，中国实现了由封闭到放开的体制转变，也推动了海运事业的全面增长。在1991-2000年期间，全国在邓小平同志南巡讲话精神指导下加快改革开放步伐，交通部也开始加速政府体制改革和职能转变。此举加快了海运改革和市场培育，“瓶颈制约”得到缓解。在2001-2010期间，我国抓住加入WTO的历史机遇，依据国家三个阶段发展目标，强化海运发展顶层设计，全面推进海运法规体系建设，进一步深化改革，形成了海运强国发展框架。而到了2011-2018年期间，我国海运文化建设取得显著进展，船队结构调整取得突破性进展，形成了一批世界大型海运港口企业，积极参加国际海运事务，国际影响力不断提高。如今，中国已然成为世界上最重要的海运大国之一。

而在船舶动力核心，即船舶动力装置方面，我国与国际前列仍有一定差距。从上世纪60年代开始，柴油机动力装置全面取代蒸汽轮机，成为最主流的船舶动力装置。它的主要供应商为MAN公司和WARTSILA公司。虽然我国柴油机动力装置技术水平近年来显著提升，但是国内企业较上述两家公司还有一定差距。柴油机动力装置具有输出功率大，技术成熟等诸多优点，而未来其将向单缸高功、低排放、低污染、智能化等方面发展。其船舶他动力装置，如电力推进、核动力、混合动力、特种推进装置等，可能会由于日渐严苛的排放法规、相关科技不断发展、不同工作环境的要求等因素而慢慢取代柴油机成为船舶新的主流动力装置。

二、国内外研究现状

目前，以柴油机为动力系统的装置在船舶动力装置中仍被大量使用，也是世界商船队主要动力装置。这是因为柴油机作为内燃机而言，启动速度快。可靠性比较高，本身应用时间比较长，技术非常成熟，工作效率也不断提高。而近年来随着人们环保意识的不断加强，国际海事组织对船用发动机废气排放的管制越来越严格。因此各国家动力装置研究所以及制造厂商都在不断改进技术和方法，寻找更加节能减排的方式，船舰动力装置的研究把液化天然气（LNG) 作为了技术的重点攻关。此外，常规电力推进装置基于其重量轻、尺寸小、布置安装灵活、适用性强、可靠性强、环保等特点，在未来将会受到极大的推广应用，来代替污染较为严重性能低下的船舶动力系统。电力推进装置还会继续在目前IPS的基础上通过系统优化进一步降低损耗和提高系统效率，实现节能减排。另一个大趋势是开发新能源，在石油危机之前，真正实现“全电船”。至于联合动力装置，它试图通过集成其他动力装置的优点来提升船舶整体性能，但是由于其系统各部件性能的限制，还需进一步研究来达到较高性能。核动力装置近些年也颇受关注，它虽具有极其多的优点，但由于其可能泄露而带来巨大环境污染的情况，目前仍不能投入商用。只有继续不断改进核动力技术，推动其发展，才能真正利用其的众多优点。故，如希望世界航海事业继续蓬勃发展，同时巩固本国海运大国的地位，在船舶动力装置设计方面的研究创新还当持续下去。

三、研究目的及意义

海洋运输是国际贸易中最主要的运输方式，占国际贸易总运量中的三分之二以上，我国绝大部分进出口货物，都是通过海洋运输方式运输的。海洋运输优势众多，如运量大，海运费用低，航道四通八达等。而远洋运输(ocean shipping)又是海洋运输中的一种重要的组成方式，它是使用船舶跨越大洋的运输。而货船作为远洋运输的最主要运输工具，它的各项性能（船舶浮性、船舶稳性、抗沉性、船舶操纵性、船舶快速性、船舶耐波性）都在极大程度影响着运输过程的安全性和经济性。其中，货船的各项性能是否能达到很高的指标又与其动力核心——动力装置的优劣有着很大的关联。船舶动力装置作为保证船舶正常营运而设置的动力设备，它为船舶提供各种能量，同时使用这些能量，以保证船舶正常航行，人员正常生活，完成各种作业。它包括三个主要部分：主动力装置（包括主机、传动设备、轴系、推进器等）、辅助动力装置（包括发电机组、副锅炉等）、其他辅机和设备（主要包括船舶甲板机械、各种管路系统、机舱自动化设备、全船系统）。其中，主机又包括汽轮机、蒸汽机、柴油机等类型，推进器包括可调桨、定距桨、导管螺旋桨、喷水推进器、全回转舵桨装置等种类。可见，船舶动力装置是船舶上复杂多样但却也不可或缺的重要组成部分。综上所述，对远洋货船动力装置进行研究设计，以实现高效率、高安全性、高经济型是具有重大现实意义的。