船舶動力裝置第一章

1、第一章第一章 總論總論1-1船舶動力裝置的含義船舶動力裝置的含義(definition)及組成及組成(composition)一、含義：船上所有機械設(shè)備及系統(tǒng)的總稱任務(wù)：提供各種能量并通過應(yīng)用這些能量以保證船舶的正常航行、生活和作業(yè)。二 、組成1、主推進裝置主機組：原動機及為其服務(wù)的設(shè)備和系統(tǒng)。原動機有：柴油機（DIESEL）、汽輪機（STEAM TURBINE）、燃氣輪機（GAS TURBINE）其它設(shè)備如鍋爐、推進器、傳動裝置等。2、輔助設(shè)備電能：用于證明及電器設(shè)備，有柴油發(fā)電機組、汽輪發(fā)電機組、軸帶發(fā)電機組、余熱發(fā)電機組。熱能：用于加熱、取暖等。有輔助鍋爐或余熱鍋爐。壓縮空氣 ：用于柴油

2、機啟動、換向、艦艇魚雷發(fā)射、潛艇沉浮及船上其它作業(yè)。有壓縮機、空氣瓶及管件等。3、全船系統(tǒng)：保證船舶正常工作和生活，安全航行的系統(tǒng)。如通風(fēng)、空調(diào)、照明冷藏、制淡等。4、甲板機械：舵機、錨機、裝卸設(shè)備及吊艇設(shè)備等5、機艙自動化設(shè)備1-2船舶動力裝置的基本類型和特點船舶動力裝置的基本類型和特點一、柴油機動力裝置優(yōu)點：1、較高的經(jīng)濟性，耗油率低2、質(zhì)量輕3、機動性好，操作簡單，起動快，正倒車迅速4、功率范圍大180000千瓦缺點：1、單機功率小2、噪聲振動大3、壽命短（大修期），高強載機只有15Kh二、蒸汽輪機動力裝置優(yōu)點：1、單機功率大2、噪聲振動小3、壽命長，10萬小時以上4、可用劣質(zhì)燃料缺點：

3、1、尺寸重量大2、效率低3、機動性差三、燃氣輪機動力裝置優(yōu)點：1、質(zhì)量尺寸小2、單機功率大3、機動性好缺點：1、無反轉(zhuǎn)性能2、高溫葉片壽命短3、進排氣管大四四、聯(lián)合動力裝置形式：燃氣/蒸汽聯(lián)合裝置（COSAG） 柴油/燃氣聯(lián)合裝置（CODAG，CODOG） 燃氣/燃氣聯(lián)合裝置（COGAG）優(yōu)點：1）在保證足夠大功率情況下，動力裝置的尺寸重量?。?）操縱方便，備車迅速。3）自巡航到全速工況加速迅速；4）兩機組共用一個減速箱，具有多機并車的可靠性。聯(lián)合裝置解決了船舶巡航時的經(jīng)濟性與戰(zhàn)斗時的加速性的矛盾及較大續(xù)航能力與加速性的矛盾。主要用于大型水面艦艇。五、核動力裝置五、核動力裝置v優(yōu)點：v1）功率

4、大，續(xù)航能力高；v 2）不消耗空氣，可水下航行。v缺點：v1）尺寸重量大，危險性大v2）操縱復(fù)雜v3）造價高，運營費用高（燃料價高）。1-3船舶動力裝置的技術(shù)、船舶動力裝置的技術(shù)、經(jīng)濟及性能指標經(jīng)濟及性能指標v排水量：船舶總重量=空船重量+載重量v航速單位：節(jié) v1kn=1n mile/h=1.852km/hv全速：主機長時間用額定轉(zhuǎn)速工作時達到的航速v經(jīng)濟航速：每海里耗油最低航速，巡航航速v最低航速：主機以最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速工作時航速v倒車航速：全速30%40%v技術(shù)指標：功率、質(zhì)量、尺寸v經(jīng)濟指標：油耗率、裝置總效率、推進熱效率、每海里耗油率、運轉(zhuǎn)-維修經(jīng)濟性v性能指標：機動性、可靠性、自動-遠

5、操縱性、拖曳性及隱蔽性一、技術(shù)指標1、功率指標相對功率3/133/23DCCDPPPDPwpcepe2、質(zhì)量指標干重Gg ：機器及管系重量濕重Gy ：機器及管系和管子里的工質(zhì)重量總重GE ：機器及管系和管子里的工質(zhì)及貯備重量相對指標：每千瓦重每噸重通常用0.1gy %來表示相對重量。TkgDGgkwkgPGyyeyy/3、尺寸指標絕對尺寸：機艙長、面積、容積相對尺寸：相對長度：機艙長度與船長之比面積飽和度：單位機艙面積的有功功率容積飽和度：單位機艙容積的有功功率二、動力裝置的經(jīng)濟指標燃油消耗率：整個動力裝置單位推功率每小時所消耗燃料量2、有效效率3、每海里耗油量rpceTTePPhkwkgPB

6、b)/(hkgBkgkJQkwPQbBQPPHTPHePHTe/,36003600223/23KbbCDPPPbBbeWpTTeM傳動傳動三、動力裝置性能指標1、機動性：啟動時間、變工況時間、倒車時間2、可靠性：使用壽命，大修間隔3、拖曳性4、振動與噪聲5、自動化-遠程控制v對船舶動力裝置的要求v1、機電設(shè)備安全可靠v2、提高經(jīng)濟性v3、具有一定的續(xù)航力v4、具有良好的操縱性v5、主/輔機選型合理v6、其它要求v1）不同工況機槳配合得當(dāng)v2）主機的遙控和自動化v3）船舶建筑成本低v4）尺寸質(zhì)量小v5）維護簡單v6）設(shè)備滿足船舶規(guī)范第二章船舶軸系與傳動第二章船舶軸系與傳動2-1 推進裝置形式與特

7、點推進裝置形式與特點一、直接傳動型（a，b）二、齒輪傳動（c，d，e，f）三、可調(diào)螺距槳（h）四、電力傳動（g）五、噴水推進高速水翼船，主機驅(qū)動水泵，泵中噴出的水的反推力推動船舶前進。2-2 船舶軸系對軸系的要求：1）工作可靠且有較長的壽命2）盡量采用標準化結(jié)構(gòu)3）傳動損失小4）良好的抗振性能5）對船體變形不敏感6）良好的密封性7）尺寸重量小一、軸系的任務(wù)與組成組成：1、傳動軸：中間軸、推力軸、尾軸 2、傳動軸承：中間軸承、推力軸承 3、尾軸管裝置任務(wù)：傳動功率及推力二、軸系的布置1、軸線：主機中心（齒輪箱）與槳中心連線2、軸線的數(shù)目：1-4理想的布置是軸線平行于基線，并與縱中平面平行3、軸承

8、的位置與數(shù)量位置：變形小的地方數(shù)量原則：在保證軸系正常工作情況下，盡量減少軸承數(shù)量，增加軸段柔度，減小附加應(yīng)力。三、軸系的主要部件三、軸系的主要部件1、中間軸與軸承布置于推力軸與螺旋槳軸之間，一般軸系上有多段中間軸2、推力軸與軸承螺旋槳產(chǎn)生的推力就是通過推力軸承傳給船體的。v3、螺旋槳軸：油潤滑，水潤滑。v螺旋槳軸的負荷：v1）由槳重產(chǎn)生的彎曲力矩v2）槳的不平衡質(zhì)量、附水質(zhì)量和槳的水動力不平衡使槳軸產(chǎn)生周期性彎曲力和扭轉(zhuǎn)力v3）船舶彎曲、變工況和槳軸轉(zhuǎn)速變化引起附加動負荷v4）軸承磨損、軸線沉陷和軸承的間隙過大產(chǎn)生沖擊引起應(yīng)力增加v5）海水腐蝕產(chǎn)生“腐蝕疲勞”4、尾軸管裝置1、組成：尾軸承、

9、尾管、尾密封裝置2、作用：支承，密封3、尾軸承潤滑方式及材料水潤滑軸承材料有：鐵梨木、層壓板（樺木）、橡膠和強化塑料。油潤滑軸承材料用白合金（鉛基或錫基）4、尾密封裝置填料函型密封：用于水潤滑的密封Simplex 型密封：可用作油潤滑的首尾密封四、軸系設(shè)計中應(yīng)注意的問題1、嚴格按“船規(guī)”確定軸系各段直徑，并進行規(guī)范的強度校核。2、扭振、縱振、橫振的測量及計算3、進行合理的校中計算：人為的將軸線調(diào)整為曲線狀態(tài)，使軸系的負荷分配比較均勻。校中方法：力矩分配法、三彎矩法、有限元法、矩陣位移法。2-3 齒輪傳動機組齒輪傳動機組一、齒輪傳動機組的組成、作用、類型組成：倒順減速齒輪、離合器、彈性聯(lián)軸器及相

10、應(yīng)的潤滑冷卻系統(tǒng)。作用：減速、變速、倒車、離合、減振類型：減速機組、倒順減速機組、并車機組二、減速機組1、單級：垂直異心，水平異心2、兩級或多級：燃氣輪機或蒸汽輪機裝置通常采用。三、倒順減速機組平行軸式：體積大，傳動扭矩大行星齒輪式：體積小，傳動扭矩小四、并車機組四、并車機組v中速機并車優(yōu)點：v1）尺寸小、重量輕v2）單機功率大v3）巡航或低速時，可停運部分發(fā)動機，提高經(jīng)濟性v4）提高艦艇生命力v5）提高機動性v6）有利標準化v缺點：1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工難度大v 2）負荷分配不均時會使主機過載v 3）操縱控制復(fù)雜化五、彈性聯(lián)軸器與離合器1、彈性聯(lián)軸器作用：緩沖、調(diào)頻避振、降低對中要求、減振。類型

11、：橡膠高彈性聯(lián)軸器、金屬簧片式彈性聯(lián)軸器選用聯(lián)軸器時應(yīng)考慮：1）發(fā)動機的額定功率、轉(zhuǎn)速及扭矩2）聯(lián)軸器最大扭矩3）聯(lián)軸器允許扭矩轉(zhuǎn)角、軸向和徑向位移、角度偏差等2、離合器類型：濕式摩擦片式、錐型摩擦片式、氣胎離合器。作用：主機空載啟動；部分機組工作；非反轉(zhuǎn)柴油機實現(xiàn)倒車和雙速傳動；微速航行。六、齒輪傳動機組選型設(shè)計中應(yīng)注意的問題1、離合器選型1）接合狀態(tài): n主=n從 M主=M從=MTMtmax=K M主 K=1.52.52）脫開狀態(tài)： MT =0 M從=0對濕式摩擦片式離合器要防止“帶排”3）滑摩狀態(tài)：非穩(wěn)定狀態(tài)MTP 10）原動機功率212121PPPPPPPPP總總總05 . 03 .

12、09 . 08 . 0KKK)(05. 1總總PKPKPyePP)5.12.1(二、供汽裝置1、用途與組成用途：加熱、沖洗、驅(qū)動往復(fù)式貨油泵、蒸汽發(fā)電機組組成見圖3-22、輔助鍋爐1）燃油輔助鍋爐：煙管鍋爐、水管鍋爐2）廢氣鍋爐3）混合鍋爐3、蒸汽量計算先計算各艙柜及設(shè)備所需蒸汽量（KG/H），按運行工況確定負荷系數(shù)，并計算個設(shè)備耗汽量，再計算總耗汽量。三、船舶制淡裝置任務(wù)：從海水中分離掉各種鹽分和雜質(zhì)，制造出一定數(shù)量和規(guī)定純度的淡水。類型：沸騰式，閃發(fā)式組成：預(yù)熱器、蒸發(fā)器、冷凝器沸騰式缺點：管殼式換熱器容易結(jié)垢3-2 船舶管系船舶管系類型：動力管系（燃油管系、滑油管系、冷卻管系、壓縮空氣管系、發(fā)動機進排氣管系），船舶管系（通風(fēng)管系、壓載管系、艙底水管系、消防管系、制冷與空調(diào)管系、給排水管系、液壓管系、生活水管系、蒸汽管系）一、燃油管系任務(wù)：保證主、輔機及輔鍋爐所需燃油組成：注入與存放、調(diào)駁、凈化（沉淀、過濾、分離）、供給，對燃燒重油的還有加熱。二、滑油管系任務(wù)：給機艙中各設(shè)備提供滑油供油方式：壓力式（干式、濕式油底殼）、重力式（5-8米）凈化方式：平行凈化法、輪換凈化法（用于小型機）三、冷卻管系類型：開式、閉式、中央冷卻式現(xiàn)今大部分采用中央冷卻式，開式