内燃机的型式试验 1 通则
1.1 内燃机的型式认可包括审图、规格认可、⽣产符合性、型式试验⼤纲认可、发动机型式试验、试验结果评审和型式认可证书的签发。型式认可证书有效期最长为5年。发动机及部件的审图和规格认可在其他统⼀要求中予以规定。 1.2 就本统⼀要求⽽⾔，下列定义适⽤：
低速发动机系指额定转速⼩于300 r/min 的柴油机。
中速发动机系指额定转速不⼩于300 r/min 但⼩于1400 r/min 的柴油机。
⾼速发动机系指额定转速不⼩于1400 r/min 的柴油机。
2 ⽬的
2.1 本统⼀要求中规定的型式试验应能代表发动机制造商规定的典型可预见的⼯作负荷，并涵盖因疲劳分散和合理预见的营运⽼化⽽需要的裕量。
2.2 本统⼀要求适⽤于：
- 承受⾼周疲劳（HCF ）的部件，例如连杆、凸轮、滚轴和弹簧调谐阻尼器，这些部件可能因⾼
喷射压⼒、⽓缸最⼤压⼒等产⽣较⾼应⼒。
- 承受低周疲劳（LCF ）的部件，例如“热”部件，这些部件经常承受诸如空载-满载-空载（陡
坡）频繁交替的负荷变化。
- 报警系统所设定的发动机⼯作限值，例如在最低许⽤油压和/或最⾼许⽤进油温度条件下以最
⼤许⽤功率运⾏。
3 有效性
3.1 对拟安装在⼊级船舶上的每⼀新型发动机均要求进⾏型式试验。
3.2 对于在任⼀制造地点对某⼀特定机型发动机进⾏的型式试验，可以适⽤于许可证持有者或许可证颁发者制造的所有同类型发动机，前提是每⼀制造地点均为船级社所接受。
3.3 发动机机型按下列要素定义：
- 缸径和冲程
- 喷油⽅式（直接或间接喷油）
- 阀和喷油操作（通过凸轮或电控）
注:
1 IACS 船级社应对2016年7⽉1⽇或以后申请发证的发动机统⼀实施UR M71要求。 M71
(2015年
2⽉)
- 燃料种类(液体、双燃料、⽓体)
- ⼯作循环(4冲程、2冲程)
- 涡轮增压系统（脉冲或定压）
- 吸⽓冷却系统(例如有或⽆中间冷却器)
-
自熟粉丝机 ⽓缸排列⽅式(直列或V形)1)
- ⽓缸功率、转速和⽓缸压⼒2)
注：
1)对具有不同⽓缸数的⼀系列发动机只需作⼀次型式试验。但是，对直列发动机的型式试验不⼀
定总能覆盖V形发动机。各船级社可⾃⾏决定对V形发动机是否要求单独进⾏型式试验。另⼀⽅⾯，V形发动机的型式试验覆盖直列发动机，除⾮制动平均有效压⼒较⾼。
曲轴轴向振动、采⽤凸轮轴驱动时的扭转振动和曲轴等随⽓缸数量不同⽽变化很⼤，可能影响型式试验机型的选择。
2)发动机按试验的额定功率和压⼒进⾏型式认可（100%对应于MCR）。
如果能提交在100%功率级别下成功营运经验⽅⾯的⽂件证据，可允许在业经型式试验的发动机基础上，增加最⼤燃烧压⼒或平均有效压⼒或转速（如业经设计认可*），⽽不必进⾏新的型式试验，但增加幅度应在如下范围内：
- 最⼤燃烧压⼒的5%，或
- 平均有效压⼒的5%，或
- r/min的5%。
如果最⼤功率的增加不超过10%，可允许增加最⼤认可功率⽽不必进⾏新的型式试验，前提是能提交⼯程分析和在类似应⽤领域中成功营运经验的证据（即使该应⽤未分级）或内部试验的⽂件记录，且在业经型式试验的发动机基础上的增加幅度应在如下范围内：
- 最⼤燃烧压⼒的10%，或
- 平均有效压⼒的10%，或
- r/min的10%。
* 仅需曲轴计算书和曲轴图纸（如经修改）。
降功率的发动机
如果发动机业经设计认可，且A阶段内部试验记录的额定功率⾼于经型式试验的发动机的额定功率，则在提交下列扩展交付试验报告后，可将型式认可扩展⾄增加的功率/最⼤爆发压⼒/转速：
-
超速试验（仅在已提⾼额定转速的情况下）
- 额定功率，即100%扭矩和100%转速时的100%输出（对应于负荷点1，2），测量间隔之间连续运转1⼩时无线抄表
- 100%转速时的最⼤许⽤扭矩（通常为110%）（对应于负荷点3），或按照螺旋桨名义特性曲线的最⼤许⽤功率（通常为110%）和转速（对应于负荷点3a），运⾏0.5h - 最⼤许⽤转速下的100%功率(对应于负荷点2), 运⾏0.5h
整合试验
对于单独认可的⼦系统（例如涡轮增压机、发动机控制系统、双燃料、废⽓处理等），可通过整合试验证明整个机械、液压和电⼦系统的反应与预期⼀致。设计者/许可证颁发者应提出相应的试验范围，并考虑到对发动机的影响。
4安全防护措施
4.1进⾏任何试验前，制造商/船⼚应提供⽤于保障现场⼈员安全的所有相关设备，这些设备应能够操作，并应经验证其能正确运转。
4.2本条特别适⽤于曲轴箱爆炸保护、超速保护以及任何其他停机保护措施。板簧
4.3试验前还应进⾏⾼压燃油管护套检查和管道接头的适当筛查（按M71.8.9消防措施的要求）。
4.4转车装置（如安装）应进⾏联锁试验。
5 试验⼤纲
5.1型式试验分为3个阶段：
1A阶段—内部试验
本阶段包括在发动机开发、功能试验以及测量参数收集和试验时间记录期间进⾏的⼀些试自锁螺钉
验。船级社要求或设计者规定的试验结果应在B阶段开始前提交船级社。
2B阶段—见证试验
系指验船师在场时进⾏的试验。
3C阶段—部件检查
系指按船级社要求的范围对发动机部件进⾏检查。
5.2 整个型式试验⼤纲应经船级社认可。在每⼀情况下应就是否需要验船师在场达成⼀致意见，但⾄少在B阶段和C阶段验船师应在场。
5.3 见证型式试验（B阶段和C阶段）之前的试验也视作整个型式试验⼤纲的⼀部分。
5.4 整个型式试验（A⾄C阶段）完成后，应将型式试验报告提交船级社评审。型式试验报告应包括下列内容：
- A阶段进⾏的试验的总体描述。记录应由船⼚QA管理部门保存以向船级社提供。
-B阶段期间进⾏的负荷和和功能试验的详细描述。
-C阶段的检查结果。
5.5 按M71.2的要求，型式试验应证明设计能⼒及其对拟定操作的适合性。特殊试验（例如LCF 和耐久试验）通常在A阶段进⾏。
5.6 船⽤⾼速发动机通常应在满载条件下进⾏100⼩时的耐久试验。对于具有⾮海运领域长期营运经验的发动机进⾏的型式认可或对众所周知机型的发动机的⼯作参数超过M71.3的规定⽽进⾏的扩展型式认可，可考虑免除或简化型式试验。
对于可能承受从空载⾄满载的频繁负荷变化的⾼速船推进发动机，通常应使⽤控制系统（或如⾮⾃动控制，⼿动操作）允许的最陡负荷变化梯度进⾏⾄少500次（空载-满载-空载）循环试验。每次试验间隔时间应⾜以使热部件达到稳定温度。
6 测量和记录
6.1 应记录所有试验期间的环境条件（⽓温、⽓压和湿度）。
6.2 应⾄少测量和记录下列发动机数据：
- 发动机转速
- 扭矩
- 每缸的最⼤燃烧压⼒1)
- 每缸的平均指⽰压⼒1)
- 吸⽓压⼒和温度
- 废⽓温度
- 燃油齿条位置或与发动机负荷相关的类似参数
- 涡轮增压机转速
- 对拟定⽤途（推进、辅助、应急）进⾏控制和监测所要求的所有发动机参数。
注：
1)如果发动机标准化⽣产的⽓缸头设计时并没有考虑⽓缸燃烧压⼒测量，可使⽤专门⽤于燃烧
压⼒测量的特殊⽓缸头。在这种情况下，测量可作为A阶段的⼀部分进⾏，并应正确记录。
如认为必要，例如对于双燃料发动机，最⼤燃烧压⼒和平均指⽰压⼒可通过间接⽅法进⾏测量，但要⽂件说明该⽅法的可靠性。
⽤于收集上述数据的仪表的校准记录应提交现场验船师评审。
可要求附加测量与设计评估⼀起进⾏。
7 A阶段—内部试验
7.1 在进⾏内部试验时，发动机应在设计者认为重要的各负荷点运⾏，并应记录相关的⼯作值。拟试验负荷⼯况还应包括适⽤的型式认可⼤纲中规定的试验。
7.2 应⾄少对下列⼯况进⾏试验：
- 正常情况：
负荷点在25％、50％、75％、100 % 和110％最⼤额定功率连续运⾏，⽤作推进的发动机（如为适⽤的操作模式，即驱动可调螺距螺旋桨）按螺旋桨名义（理论）特性曲线和恒定转速；拟⽤于发电机组的发动机，按恒定转速（包括空载和额定转速⼯况的试验）。
- 许⽤⼯作范围的极限点。这些极限点应由发动机制造商规定。
鼓芯- 对于⾼速发动机，结合设计评估按要求进⾏100⼩时满载试验和低循环疲劳试验。
- 船级社要求或设计者规定的发动机部件的特定试验。
8 B阶段—见证试验
8.1 应在验船师在场的情况下进⾏下列试验。型式试验结束后，获得的结果应予以记录并由现场验船师签名。
8.2 应进⾏超速试验，证明在超速停机系统设定点内发动机未因实际的超速⽽受损。进⾏该试验时，制造商可选择有负载或⽆负载超速。
8.3 负荷点
发动机应按照功率和转速图（见图1）运⾏。发动机在不同负荷点进⾏试验时，应测量和记录的数据必须包括M71.6中所列的所有发动机参数。在每个负荷点的运⾏时间取决于发动机的规格（达到稳定状态的时间）和运转参数采集需要的时间。⼀般来说，每个负荷点的运转时间可设定为0.5⼩时，但应允许验船师有⾜够的时间进⾏外观检查。
8.4 负荷点：
- 额定功率（MCR），即在100％扭矩和100％转速情况下的100％输出功率，对应于负荷点1，通常运⾏2⼩时，且以时间间隔1⼩时采集数据。如果需要发动机在其报警系统定义的限值上运⾏（例如在润滑油压⼒和进⼝温度报警线处），应在该点进⾏试验。
- 最⼤允许转速下的100％功率，对应于负荷点2。
- 100％转速下的最⼤允许扭距（⾄少和通常为110％）对应于负荷点3，或按照螺旋桨名义特性曲线103.2%转速下的最⼤允许功率（⾄少和通常为1l0％）对应于负荷点3a。负荷点3a适⽤于只驱动固定
螺距螺旋桨或喷⽔推进器的发动机。负荷点3适⽤于所有其他⽤途的发动机。
对于间歇⽤途发动机，负荷点3（或3a，如适⽤）应由规定的过载和间歇时间所对应的负荷替代。如果过载值超过110% MCR，本条适⽤。如果经批准的间歇过载值⼩于110% MCR，⽬标过载值必须替换100% MCR的负荷点。在这种情况下，保留110% MCR的负荷点。
- 100％扭矩时的最低许⽤转速，对应于负荷点4。
- 90％扭矩时的最低许⽤转速，对应于负荷点5（仅适⽤于推进发动机）。
- 部分负荷⼯况，如75％、50％和25％额定功率和对应于螺旋桨名义特性曲线的转速（即
90.8%、79.3%和 62.9%的转速），对应于负荷点6、7和8，或在75％、50％和25％额定功率
和设定的恒定额定转速，对应于负荷点9、10和1l，取决于发动机的拟定⽤途。
- 如果⼗字头发动机不限于与C.P.螺旋桨⼀起使⽤，应以相关最⼤许⽤发动机转速在⽆负荷的情况下进⾏试验。
8.5 在所有这些负荷点试验期间，发动机参数应在规定并经批准的值范围内。
光滑爪蟾①= 连续运⾏区间
②= 间歇运⾏区间
③= 短时过载运⾏区间
图1 负荷点
8.6涡轮增压器在破损条件下运⾏
对于2冲程推进发动机，应确定涡轮增压器在破损情况下可获得的连续输出。
当⼀个涡轮增压机⽆法运转时，驱动固定螺距螺旋桨的单推进发动机应能以全速40%的转速
（r/min）沿名义螺旋桨特性曲线持续运转。（该试验可通过旁通涡轮增压机、固定涡轮增压机转轴，或拆除转⼦进⾏试验。）
8.7 功能试验
- 根据发动机设计者规定的螺旋桨名义特性曲线验证推进发动机最低规定转速（即使其在⽔制动上⼯作）。在此运⾏期间，应⽆报警发⽣。
- 对于不可倒车发动机进⾏起动试验和/或对于可倒车发动机进⾏起动和倒车试验，以确定最⼩⽓压和起动所需的消耗。
- 调速器试验：应进⾏UR M3.1和M3.2符合性试验。
8.8 整合试验
对于电⼦控制的柴油机，整合试验应验证整个机械、液压和电⼦系统的反应与对所有拟操作模式的预计反应⼀致。试验范围应基于UR M44要求的FMEA根据选择的⼯况确定，并征得船级社同意。
8.9防⽕措施
验证⾼压燃油管护套、含易燃液体的管路中接头的屏蔽和热表⾯隔热要求的符合性：
- 应检查发动机⾼压燃油管线的护套，包括泄漏探测系统，以及含易燃液体的管路中接头的屏蔽。
- 应验证发动机以100%负载或批准的间歇使⽤超载运转时，热表⾯的隔热性能。表⾯温度应通过红外热扫描设备读取。如经船级社批准，可使⽤等效测量设备。应使⽤接触式温度计随机验证获得的读数。
9 C阶段—打开检查
9.1 应在设计者规定的条件下测量曲轴臂距差（⽆此规定的发动机除外）。
9.2 型式试验后，船⽤⾼速发动机通常应拆开进⾏全⾯检查。
9.3 对于所有其他发动机，试验结束后应对直列形发动机1个⽓缸和V型发动机2个⽓缸的部件进⾏如下检查（对具有⾮船⽤领域长期营运经验的发动机可考虑减少拆检范围）：
- 活塞去除并拆开
- ⼗字头轴承拆开
- 导板
- 连杆轴承（⼤⼩端）拆开（特别注意轴承背⾯接触表⾯上的划痕和磨损）
- 主轴承拆开
- 已安装的⽓缸套
- ⽓缸头盖、阀拆开
-凸轮传动齿轮或链条，凸轮轴和曲柄箱的盖打开。（发动机必须通过盘车机构转动进⾏检查）
9.4 对于V型发动机，应从两列⽓缸中各选⼀个⽓缸，且两个⽓缸分属不同的曲柄。
9.5 如验船师认为有必要，可要求对发动机作进⼀步的拆检。
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