同汽车一样，船舶也需要倒车。汽车的倒车我们都知道，主要是通过齿轮箱挂倒挡的方式来倒车。那么船舶是否也一样呢？其实相较于汽车，船舶的倒车方式更多一点。一般来说船舶的倒车方式可分为以下几种：第一种和汽车一样，通过齿轮箱来实现倒车（齿轮箱换向）；第二种就是装备变距桨(CPP)，通过改变螺旋桨叶的螺距角来实现倒车（变距桨换向）；第三种就是通过发动机直接反转来实现倒车的（直接换向）

。在这其中，通过齿轮箱来实现倒车，一般应用在中小型船舶上；通过变距桨来实现倒车，一般应用在对操纵性要求高的船舶上；通过发动机直接反转来实现倒车，一般应用在大型商船。

对于数量庞大的大型商船来说，为了提高效率，基本上采用的是低速机直接驱动定距桨（FPP）的组合，这样传动轴系中就没有齿轮箱，所以它的倒车就只能通过发动机直接反转来实现（直接换向）。很多人初一听到柴油机直接反转，可能会觉得是天方夜谭，其实这并不是什么天方夜谭，而是真实存在的。今天笔者此文的目的，就是来简单讲解传统柴油机是如何实现反转的。

柴油机的反转（倒转）的理论依据

柴油机只有按照规定的进、排气和喷油正时以及发火顺序工作，就能保证柴油机在一个恒定的方向持续运转。也就是说，想让柴油机反转，就必须改变柴油机的启动正时、喷油正时和进、排气正时，使其满足反转的要求，就能实现柴油机的反转。

在传统柴油机中正时均由凸轮控制，所以柴油机的反转问题，其实就是如何改变空气分配器的凸轮、喷油泵凸轮和进、排气凸轮与曲轴相对位置的问题了。（注：柴油机反转时需要改变的曲轴和凸轮的相对位置还因机型的不同而有所差异。比如二冲程的弯流扫气机就和二冲程的直流扫气机就有所区别，而四冲程的机器又和二冲程的有区别）。

柴油机是通过什么方法来改变正时凸轮和曲轴的相对位置？

第一个方法就是“双凸轮换向”，这也是大家最容易想到的一种方法。它的原理就是对于需要换向的柴油机均设置正、倒车两套凸轮，那样正车时正车凸轮处在工作位置，倒车时倒车凸轮处在工作位置。

既然有正、倒车两套凸轮，那么就存在一个切换的问题。双凸轮的切换其实很简单。我们在同一凸轮轴上设置正、倒车两组凸轮，通过机械式、液压式或者气动式让凸轮轴能左右轴向移动。假设左边是正车凸轮，右边是倒车凸轮。如果柴油机正处在正车时，我们只需将柴油机停下来，把凸轮轴往左移动，让右边的倒车凸轮处在工作位置，接着再反向起动就好了。

第二个方法就是“单凸轮换向”此方法相对复杂一些。它的原理就是通过一个凸轮来控制正、倒车。在需要换向时不需要凸轮轴轴向移动了，而是让凸轮轴相对于曲轴转动一个角度即可。让凸轮轴相对于曲轴转动一个角度，我们称之为“差动”，而转动的这个角度我们称之为“差动角”。（单凸轮换向所使用的凸轮线型还分一般线型和鸡心线型，有兴趣的可以自己去了解一下）

既然要让凸轮轴相对于曲轴转动一个角度，那就存在一个如何让它差动的问题。一般来说差动换向装置有“液压差动换向装置”和“气动机械差动换向装置”两种。因为“液压差动换向装置”结构复杂，这里就不讲了，而是讲一下MAN B&W公司采用的一种简单、新颖的“气动机械差动换向装置”。如下图，它的工作原理就是凸轮轴和曲轴不需要差动，而是通过改变每缸喷油泵传动机构中的滚轮在凸轮轴上的位置就可以了。

最后，关于电控柴油机的反转问题

在步入电控时代，柴油机的启动正时、喷油正时不再需要凸轮来控制了。启动正时取消了空气分配器，直接采用电磁阀来控制；而喷油正时也取消了传统的脉动高压供油，直接通过高压共轨电控喷射系统来实现喷油控制。 此外，现有的船用柴油机采用的是直流扫气，加之高效率增压器的应用，以及活塞有效行程的增加，所以排气阀不再需要提前开启了。这样柴油机排气阀正时凸轮的最佳位置正好在对称轴下止点附近，正、倒转就没有差动的必要了。总之，在电控时代柴油机的反转问题变得越来越简单了。

作者：小船人的梦想 2019年10月6号