船舶動力系統(tǒng)課件

1、1第3章 船的發(fā)動機（引擎）發(fā)動機是船舶動力的輸出設備相當于船舶的心臟1. 蒸汽動力裝置2.內(nèi)燃機動力裝置3. 核動力裝置船舶動力裝置的分類（以主機的形式來分類）2熱能轉化為機械能的裝置， 或產(chǎn)生動力的機械裝置。任何發(fā)動機都要燃燒燃料，后產(chǎn)生熱能再轉化為動能。發(fā)動機的主要種類：蒸汽機、渦輪機、內(nèi)燃機。主機3能量轉換過程蒸汽機、渦輪機、內(nèi)燃機蒸汽渦輪機的工作原理：高速汽流噴射葉片帶動軸轉動為避免空泡現(xiàn)象，船舶加設減速器蒸汽渦輪機已退出歷舞臺，只有LNG船在用蒸汽渦輪的工作原理蒸汽渦輪的工作結構減速器使螺旋槳減速而避免空泡當前普遍使用的是“柴油機”。與汽車發(fā)動機都是內(nèi)燃機，但有不同：汽車是“點燃”

2、，而船舶是“壓燃”兩沖程發(fā)動機適用于大型船舶四沖程發(fā)動機工作原理：進氣、壓縮、做功、排氣，推動活塞做直線運動兩沖程發(fā)動機工作原理：壓縮、做功、排氣，推動活塞做直線運動內(nèi)燃機按曲軸轉數(shù)分為：低速機（轉數(shù)1000/min)內(nèi)燃機按工作循環(huán)分為：四沖程、二沖程大型商船使用低速機（燒重油汽缸大體積大較沉重震動）車客渡船使用中速機（燒重油）高速輕量的船使用高速機（燒汽油）“馬力”是船舶發(fā)動機的輸出的功率。由船的阻力和推進效率決定1馬力=75公斤米/秒=0.735kw船的馬力=RV/75主機要發(fā)出多少馬力來推船前進呢?二、船舶運動所消耗的功率推進系數(shù)軸系損失(軸系效率)槳盤損失(相對效率)槳本身效率(敝水

3、效率)船槳配合損失(船身效率)各種推進器的CP 馬力的定義船本身需要的馬力=船的阻力X船速(有效馬力(EHP)=主機的馬力*CP(由主機到船行之間的能量損失)傻大、笨重、噪聲、黑煙的柴油機期待改善,節(jié)能減排的科學研究一直在路上,任重面道遠.一種電控噴射的智能控制柴油機誕生了,改善了原有傻重噪黑柴油機的弊病.電控噴射代替了機控噴射,減少NOX的排量,有益于環(huán)境保護,港口冒黑煙的問題得到解決計算機介入控制系統(tǒng),使噴油微量、定時、精準，使其動力性能極大提高，也節(jié)能，也減排。較少有專門為船舶開發(fā)燃氣渦輪機，所以將飛機發(fā)動機改裝到船上燃氣渦輪機與蒸氣渦輪機工作原理相同，都是噴射高速流體到渦輪上，帶動渦輪

4、軸轉動變成機械能高速環(huán)保船、軍艦等應用燃氣渦輪機優(yōu)點：構造簡單、重量輕、功率大、環(huán)保（Nox,Sox等排放量少）可以單獨將發(fā)動機取出進行岸上維修。缺點：燃燒效率低，要以價格更為昂貴的汽油作為燃料；發(fā)動機制造成本高，維護費也高。燃氣渦輪機工作原理燃氣渦輪機優(yōu)點：構造簡單、重量輕、功率大、環(huán)保（Nox,Sox等排放量少）可以單獨將發(fā)動機取出進行岸上維修。缺點：燃燒效率低，要以價格更為昂貴的汽油作為燃料；發(fā)動機制造成本高，維護費也高。船舶動力裝置系統(tǒng)：1 船舶動力裝置的組成與分類2 船用柴油機3 動力裝置的傳動4 船舶軸系5 船舶動力系統(tǒng)主機傳動設備和軸系輔助機械設備動力管路系統(tǒng)機艙自動化設備船舶動

5、力裝置的組成推動船舶航行的動力機械(燃氣輪機、內(nèi)燃機、推進電機組、核動力等)主機至螺旋槳之間傳動設備 (減速箱、離合器、推力軸承、軸系)保證主機工組的輔機、裝置 (空壓機、發(fā)電機組、燃油泵、滑油泵、冷卻水泵)保證主機工組的系統(tǒng)(燃油、滑油、冷卻水、壓縮空氣、排氣管路系統(tǒng))實現(xiàn)主機、輔機遙控集控的設備 (自動控制、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、自動操縱、集中監(jiān)測、報警)203 動力裝置的傳動直接傳動間接傳動Z型傳動電力傳動可調(diào)距螺旋槳液力傳動211、直接傳動 直接通過軸系 優(yōu)點： 1）結構簡單，維護管理方便，不易出現(xiàn)故障 2）經(jīng)濟性好，傳動損失少，傳動效率高 3）工作可靠，壽命長 4）振動噪聲小缺點： 1）動力裝置

6、重量、尺寸大 2）主機必需可反轉 3）非設計工況經(jīng)濟性差 4）船舶微速航行航速受到主機最低穩(wěn)定轉速的限制應用范圍： 低速機遠洋和沿海貨輪、油輪、艦主機（低速機）222、間接傳動中、高速機 軸系以及離合器、減速器等 優(yōu)點： 1）主機不需換向，且轉速不受螺旋槳要求低轉速的限制 2）主機結構簡單，工作可靠，管理方便，機動性好 3）軸系布置自由 4）利于多機并車運行，也利于設置軸帶發(fā)電機缺點： 1）軸系結構復雜 2）傳動效率低應用范圍： 冰區(qū)航行船舶 內(nèi)河航行中小型船舶233、Z型傳動顯著特點：螺旋槳可繞垂直軸座360o回轉。優(yōu)點： 1）操縱性好 2）可以不設舵、尾柱和尾軸管等結構 3）不需要單獨的減

7、速齒輪裝置、不需要主機換向機構、延長柴油機使用壽命 4）修理槳，不需進塢應用范圍： 小型船舶，如港作船。1-柴油機；2-聯(lián)軸節(jié)；3-帶萬向接頭的傳動筒；4-上錐齒輪；5-蝸桿；6-傳動軸；7-尾管；8-滾動軸承；9-下錐齒輪；10-舵葉；11-滾動軸承；12-螺旋槳；13-蝸輪；14-支架1-柴油機；2-聯(lián)軸節(jié)；3-帶萬向接頭的傳動筒；4-上錐齒輪；5-蝸桿；6-傳動軸；7-尾管；8-滾動軸承；9-下錐齒輪；10-舵葉；11-滾動軸承；12-螺旋槳；13-蝸輪；14-支架24選擇傳動方式需要考慮的因素 船舶的大小 船舶的用途 船舶的航區(qū) 發(fā)動機的形式和發(fā)展 傳動設備的形式和發(fā)展 經(jīng)濟性 安全可

8、靠性 運轉管理254船舶軸系4.1軸系的組成4.2軸系的布置264.1軸系的組成274.1軸系的組成1 推力軸與推力軸承承受軸向推力4.1軸系的組成2 中間軸與中間軸承承受徑向負荷和重量4.1軸系的組成3 尾軸與尾軸管4.2軸系的布置軸線：主機至螺旋漿間的軸系，幾段軸連接而成兩舷方向的布置：1）單軸-船舶中線面上2）雙軸-中線面兩側對稱布置3）三軸-中、左、右高度方向的布置：與主機、螺旋漿高度位置相適應1）與船體基線平行（最理想）2）一定傾角（輸出中心法蘭高而吃水淺時）5 船舶動力系統(tǒng)1.燃油系統(tǒng)2.潤滑油系統(tǒng)3.冷卻水系統(tǒng)4.壓縮空氣系統(tǒng)5 船舶動力系統(tǒng)1.燃油系統(tǒng)基本任務: 為主機、副機、

9、鍋爐供油存儲于: 油艙（雙層底燃油艙、深艙） 系統(tǒng)組成:335 船舶動力系統(tǒng)2.潤滑油系統(tǒng)基本任務:將清潔的壓力和溫度適宜的潤滑油送至各摩擦表面進行潤滑使柴油機各零部件能夠正常工作。其他作用: 冷卻、洗滌、氣密、防銹、減震等 不同部位采用不同的滑油: 汽缸油、透平油等345 船舶動力系統(tǒng)柴油機工作溫度過高或過低都會降低它的動力性和經(jīng)濟性。冷卻系統(tǒng)的作用：在最適宜的溫度狀態(tài)下工作，以獲得良好的經(jīng)濟性、動力性和耐久性。開式循環(huán)：舷外水濾器 循環(huán)水泵滑油冷卻器 舷外閉式循環(huán)：淡水冷卻水經(jīng)海水冷卻后對主機進行冷卻，內(nèi)循環(huán)3.冷卻水系統(tǒng)356.5 船舶動力系統(tǒng)壓縮空氣的作用：1）啟動主機、副機；2）汽笛；3） 海底門沖洗，海水、淡水壓力柜充氣；4）氣動工具、氣動控制等。系統(tǒng)組成：壓氣機分