船舶動力裝置第一章

第一章總論§1-1船舶動力裝置的含義(definition)及組成(composition)一、含義：船上所有機(jī)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(jìn)裝置主機(jī)組：原動機(jī)及為其服務(wù)的設(shè)備和系統(tǒng)。原動機(jī)有：柴油機(jī)（DIESEL）、汽輪機(jī)（STEAMTURBINE）、燃?xì)廨啓C(jī)（GASTURBINE）其它設(shè)備如鍋爐、推進(jìn)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(jī)組、汽輪發(fā)電機(jī)組、軸帶發(fā)電機(jī)組、余熱發(fā)電機(jī)組。熱能：用于加熱、取暖等。有輔助鍋爐或余熱鍋爐。壓縮空氣：用于柴油機(jī)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(jī)、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(jī)械：舵機(jī)、錨機(jī)、裝卸設(shè)備及吊艇設(shè)備等5、機(jī)艙自動化設(shè)備§1-2船舶動力裝置的基本類型和特點一、柴油機(jī)動力裝置優(yōu)點：1、較高的經(jīng)濟(jì)性，耗油率低2、質(zhì)量輕3、機(jī)動性好，操作簡單，起動快，正倒車迅速4、功率范圍大1—80000千瓦缺點：1、單機(jī)功率小2、噪聲振動大3、壽命短（大修期），高強(qiáng)載機(jī)只有1—5Kh二、蒸汽輪機(jī)動力裝置優(yōu)點：1、單機(jī)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：1、尺寸重量大2、效率低3、機(jī)動性差三、燃?xì)廨啓C(jī)動力裝置優(yōu)點：1、質(zhì)量尺寸小2、單機(jī)功率大3、機(jī)動性好缺點：1、無反轉(zhuǎn)性能2、高溫葉片壽命短3、進(jìn)排氣管大四、聯(lián)合動力裝置形式：燃?xì)?蒸汽聯(lián)合裝置（COSAG）

柴油/燃?xì)饴?lián)合裝置（CODAG，CODOG）燃?xì)?燃?xì)饴?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小；2）操縱方便，備車迅速。3）自巡航到全速工況加速迅速；4）兩機(jī)組共用一個減速箱，具有多機(jī)并車的可靠性。聯(lián)合裝置解決了船舶巡航時的經(jīng)濟(jì)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、核動力裝置優(yōu)點：1）功率大，續(xù)航能力高；

2）不消耗空氣，可水下航行。缺點：1）尺寸重量大，危險性大2）操縱復(fù)雜3）造價高，運營費用高（燃料價高）?！?-3船舶動力裝置的技術(shù)、

經(jīng)濟(jì)及性能指標(biāo)排水量：船舶總重量=空船重量+載重量航速單位：節(jié)1kn=1nmile/h=1.852km/h全速：主機(jī)長時間用額定轉(zhuǎn)速工作時達(dá)到的航速經(jīng)濟(jì)航速：每海里耗油最低航速，巡航航速最低航速：主機(jī)以最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速工作時航速倒車航速：全速30%~40%技術(shù)指標(biāo)：功率、質(zhì)量、尺寸經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：油耗率、裝置總效率、推進(jìn)熱效率、每海里耗油率、運轉(zhuǎn)-維修經(jīng)濟(jì)性性能指標(biāo)：機(jī)動性、可靠性、自動-遠(yuǎn)操縱性、拖曳性及隱蔽性一、技術(shù)指標(biāo)1、功率指標(biāo)相對功率2、質(zhì)量指標(biāo)干重Gg

：機(jī)器及管系重量濕重Gy

：機(jī)器及管系和管子里的工質(zhì)重量總重GE

：機(jī)器及管系和管子里的工質(zhì)及貯備重量相對指標(biāo)：每千瓦重每噸重通常用0.1gy%來表示相對重量。3、尺寸指標(biāo)絕對尺寸：機(jī)艙長、面積、容積相對尺寸：相對長度：機(jī)艙長度與船長之比面積飽和度：單位機(jī)艙面積的有功功率容積飽和度：單位機(jī)艙容積的有功功率二、動力裝置的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)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、每海里耗油量三、動力裝置性能指標(biāo)1、機(jī)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(yuǎn)程控制對船舶動力裝置的要求1、機(jī)電設(shè)備安全可靠2、提高經(jīng)濟(jì)性3、具有一定的續(xù)航力4、具有良好的操縱性5、主/輔機(jī)選型合理6、其它要求1）不同工況機(jī)槳配合得當(dāng)2）主機(jī)的遙控和自動化3）船舶建筑成本低4）尺寸質(zhì)量小5）維護(hù)簡單6）設(shè)備滿足船舶規(guī)范第二章船舶軸系與傳動§2-1推進(jìn)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(jìn)高速水翼船，主機(jī)驅(qū)動水泵，泵中噴出的水的反推力推動船舶前進(jìn)。§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(biāo)準(zhǔn)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(jī)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。3、螺旋槳軸：油潤滑，水潤滑。螺旋槳軸的負(fù)荷：1）由槳重產(chǎn)生的彎曲力矩2）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3）船舶彎曲、變工況和槳軸轉(zhuǎn)速變化引起附加動負(fù)荷4）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5）海水腐蝕產(chǎn)生“腐蝕疲勞”4、尾軸管裝置1、組成：尾軸承、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(qiáng)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(yán)格按“船規(guī)”確定軸系各段直徑，并進(jìn)行規(guī)范的強(qiáng)度校核。2、扭振、縱振、橫振的測量及計算3、進(jìn)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(fù)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(jī)組一、齒輪傳動機(jī)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(jī)組、倒順減速機(jī)組、并車機(jī)組二、減速機(jī)組1、單級：垂直異心，水平異心2、兩級或多級：燃?xì)廨啓C(jī)或蒸汽輪機(jī)裝置通常采用。三、倒順減速機(jī)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(jī)組中速機(jī)并車優(yōu)點：1）尺寸小、重量輕2）單機(jī)功率大3）巡航或低速時，可停運部分發(fā)動機(jī)，提高經(jīng)濟(jì)性4）提高艦艇生命力5）提高機(jī)動性6）有利標(biāo)準(zhǔn)化缺點：1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工難度大

2）負(fù)荷分配不均時會使主機(jī)過載

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：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(jī)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(jī)空載啟動；部分機(jī)組工作；非反轉(zhuǎn)柴油機(jī)實現(xiàn)倒車和雙速傳動；微速航行。六、齒輪傳動機(jī)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=KM主

K=1.5—2.52）脫開狀態(tài)：MT=0M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)MT<M主到MT=M主滑摩結(jié)束。時間為6—8秒。2、齒輪箱選型第三章船舶輔助裝置及管路§3-1船舶輔助裝置一、供電裝置確定電站功率、類型、選擇發(fā)電機(jī)組1、電站類型及組成按用途分：推進(jìn)電站、全船性電站、應(yīng)急電站按發(fā)動機(jī)分：全柴油發(fā)電機(jī)組、柴油發(fā)電機(jī)加廢熱發(fā)電機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)加軸帶發(fā)電機(jī)、蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)。電力系統(tǒng)組成可見圖3-12、電站功率的確定三類負(fù)荷表格法第Ⅰ類：某運行狀態(tài)下連續(xù)使用的負(fù)荷第Ⅱ類：某運行狀態(tài)下短時間或重復(fù)短時使用的負(fù)荷第Ⅲ類：某運行狀態(tài)下偶然短時使用的負(fù)荷通常將船舶工況分為：航行、進(jìn)出港、停泊、裝卸貨、應(yīng)急狀態(tài)，不同的船舶有不同的劃分。用表格計算不同工況下三類負(fù)荷值，再計算總功率。計算步驟：1）電動機(jī)利用系數(shù)

2）機(jī)械負(fù)荷系數(shù)3）每組用電設(shè)備同時使用系數(shù)4）電動機(jī)負(fù)荷系數(shù)5）同組設(shè)備實際所需電動機(jī)功率

6）同類負(fù)荷總功率7）同類負(fù)荷同時使用系數(shù)8）電站總功率9）發(fā)電機(jī)選配Py>P10）原動機(jī)功率二、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(jī)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(fù)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(jī)進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)）三、冷卻管系類型：開式、閉式、中