陆地锻造，海洋考验
约翰迪尔JD18P船用发动机。（图片：约翰迪尔动力系统）尽管农民和渔民的日常工作看似截然不同，但他们都极其依赖强大可靠的机械设备。内燃机对这两项工作都至关重要，直接影响着他们的生计、安全以及完成工作的能力。正是由于对动力的共同需求，为农业和工业领域开发的技术在海事行业也备受重视和青睐。
使收割机能够穿越丘陵和崎岖地形的动力系统，与船舶在波涛汹涌的海面上航行的推进系统，有着共同的工程基因。前者在陆地上作业，面临着强烈的季节性需求；后者则在水上作业，面临着自身独特的挑战。
深入探究，便会发现一个引人入胜的共同工程故事。无论是在严苛的农业环境还是在严酷的海洋环境中，发动机面临的核心挑战——提供稳定强劲的动力、卓越的耐久性和可靠的性能——都是相似的。
约翰迪尔动力系统公司为渡轮生产发动机……（图片：约翰迪尔动力系统公司）不同环境下的共同需求
……以及引航船。（图片：约翰迪尔动力系统公司）这种运营需求的重叠解释了在严苛的农业和工业领域中不断完善的技术如何能够适应同样严苛的海洋环境。试想一下：偏远地区的农民需要能够在关键的播种或收割时期正常运转的机械。同样，无论是远洋作业的商业渔民还是日程安排紧凑的工作船船长，所有海上作业人员都依赖于发动机的可靠性。两次靠港之间可能间隔数天甚至数周，因此，发动机的自主性和持续稳定的性能至关重要。
在农业和海事行业，耐用性和可靠性是不可妥协的。专为应对农业严苛环境而设计的发动机，其设计重点同样适用于船舶应用。这些重点包括：
■ 低负载下性能卓越，这一特性专为农用设备的混合工况循环而优化。
■ 低发动机转速下即可产生高扭矩，为操控重型船舶提供所需的动力。
■ 重型设计——最初设计用于承受严酷的陆地条件——擅长应对重大和突然的负载变化。
农业和商业船舶用户通常也认识到优质产品的价值，并且往往愿意为此投资，以确保长期性能和可靠性。
利用成熟的平台
约翰迪尔动力系统公司 (JDPS) 在工业发动机设计方面拥有深厚的专业知识，并对这些平台进行了改造，以应对船舶市场的挑战。其工业发动机产品线为包括农业、建筑、林业和其他重型应用在内的众多行业的原始设备制造商 (OEM) 提供用途广泛且可靠的动力。
自 1991 年以来，JDPS 一直致力于提供船舶动力解决方案，这得益于其数十年来为重型非公路设备制造发动机的经验积累。其方法是将成熟的工业发动机架构进行定制，使其具备船舶专用特性和性能。
约翰迪尔 JD14 和 JD18 船用发动机的开发就是这一战略的典型例子，这两款发动机都是基于该公司全新设计的下一代发动机架构打造的。
这款13.6升六缸JD14船用发动机，功率范围从298千瓦到599千瓦（400马力到803马力），专为客船、引航船和各种工作船设计。与之前的约翰迪尔13.5升船用发动机相比，它的尺寸更小。
虽然这些发动机是为要求苛刻的商业应用而设计的，但它们也完美契合那些重视并需要同样耐用性、强劲扭矩和可靠性能的休闲客户，例如远洋探险游艇和居住型拖网渔船。
对于需要更大功率的应用，18升JD18船用发动机可提供410至599千瓦（550至803马力）的功率。这为商用渔船、客船和拖船开辟了新的可能性。JD18在M1额定功率下可提供高达522千瓦（700马力）的持续功率，在M2额定功率下可提供高达599千瓦（803马力）的持续功率。
这两个系列的发动机都将提供变速辅助电机、恒速辅助电机和发电机配置。
这些新型发动机融合了其工业时代的多项传统技术，并针对船舶应用进行了优化：
■ 高压共轨 (HPCR) 燃油系统优化了燃烧效率，提高了燃油经济性，这对商业运营商至关重要。
■ 后齿轮传动装置为客户提供多达两个后部动力输出装置和辅助动力容量，从而增强多功能性。
■ 采用液压气门间隙调节器的顶置凸轮轴设计，可实现更好的气门运行和相关的气体流动，并消除气门间隙维护。
■ 这些发动机的设计旨在实现更高的工作循环（与约翰迪尔 13.5 L 6135SFM85 相比），并提供长达 500 小时的延长液体保养间隔，旨在最大限度地延长水上作业时间。
此外，JD14 和 JD18 船用发动机的设计符合 IMO Tier 2、EPA Tier 3 和 EU RCD II 排放认证，并且与各种可再生柴油燃料和生物柴油混合物兼容。
约翰迪尔JD14X船用发动机。源于工业根源的船舶推进
JD14 和 JD18 等发动机的研发凸显了现代船用发动机的关键特征，其中许多发动机都受益于坚固可靠的工业设计：
■ 可靠性和耐久性：对于长时间运行、承受重载和腐蚀性环境的船用发动机而言至关重要。专为恶劣、高振动环境设计的工业发动机的卓越性能为其奠定了坚实的基础。
■ 优化性能和燃油效率：鉴于燃油是主要的运营成本，这一点至关重要。现代船用发动机与农业发动机一样，都经过精心设计，旨在实现最佳燃油消耗，同时又不牺牲动力，通常采用诸如在工业应用中不断改进的高压共轨燃油系统等技术。
■ 严苛环境下的可维护性：农业和船舶发动机均在偏远、严苛的环境中运行，可靠的维护至关重要。这种共同的需求凸显了便捷的维修点、智能诊断和简化维护（例如无需调整气门间隙）等功能的重要性。
■ 广泛的可再生燃料兼容性：凭借在工业发动机产品组合中积累的丰富研发经验，JD14 和 JD18 船用发动机在设计上充分考虑了燃料灵活性。这使得运营商能够使用可再生燃料为船舶提供动力，从而满足船舶行业不断变化的需求。
■ 无缝混合动力集成：为了支持船舶行业的电气化集成，JD14 和 JD18 都开发了可变速和恒速辅助额定值，以用于混合动力应用。
跨行业的必然要求
采用改装船用发动机的船舶通常是高强度商业运营的一部分，对动力和可靠性要求极高。通过利用成熟的工业发动机平台，制造商可以为船舶市场带来坚固可靠的动力解决方案。
这为在世界上一些最具挑战性的水域作业的客户带来了显著价值。这种战略调整确保了从一个高要求行业汲取的创新成果和经验教训能够为另一个行业带来切实利益，从而打造出先进可靠的电力解决方案，使其能够在陆地或海洋最严苛的条件下蓬勃发展。
作者简介： Vince Rodomista 是约翰迪尔动力系统公司船舶产品经理。
本文最初发表于 2025 年 8 月的《电力进展》杂志。
