輪機概論：第五章 船舶輔助機械

第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering5.7減搖裝置

5.6側推裝置第五章船舶輔助機械5.2液壓馬達

5.3船舶甲板機械5.4船舶系統(tǒng)5.5船舶鍋爐5.1船用泵第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering5.1船用泵泵(Pump)：用來提高液體機械能(位能、動能、壓力能)并輸送液體的設備。(Potentialenergy,kineticenergy,pressureenergy)按工作原理分類：容積式泵，葉片（葉輪）泵，噴射泵，電磁泵按軸位置分類：立式泵和臥式泵按吸口數目分類：單吸泵和雙吸泵按驅動泵的原動機分類：電動泵，汽輪機泵，柴油機泵，隨車泵（由主機本身附帶驅動的泵）船上習慣以泵的用途命名5.1.1泵的功用及分類第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering通過運動部件的位移使泵工作空間容積發(fā)生變化來吸排液體，把機械能傳給液體達到輸送液體的目的。往復式(Reciprocating)回轉式(Rotary)活塞泵(Pistonpump)柱塞泵(Plugpump)齒輪泵(Gearpump)葉片泵(Vanepump)螺桿泵(Screwpump)單螺桿泵(Single-screwpump)雙螺桿泵(2-screwpump)三螺桿泵(3-screwpump)單作用葉片泵(Single-effect)雙作用葉片泵(2-effect)外齒輪泵(Externalgearpump)內齒輪泵(Internalgearpump)1）容積式泵第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering2）葉輪式泵(Impellerpump)：通過工作葉片帶動液體高速轉動，使液體的能量增加，然后再將動能轉換為壓力能，從而完成吸排液體的作用。離心泵(Centrifugalpump)軸流泵(Axialflowpump)漩渦泵(Regenerativepump)3）噴射泵(Ejectionpump)：通過噴射工作流體所產生的高速射流，吸引周圍流體，進行動量交換，把動能傳給輸送的液體，再將動能轉換為壓力能，從而達到輸送流體的目的。水射水泵(Waterejectionpump)水射真空泵(Waterinjector)蒸汽噴射泵(Steaminducer)空氣噴射泵(Airinducer)4）電磁泵(Electromagnetismpump)：利用電磁力輸送液態(tài)金屬的泵，用于原子能船鍋爐的循環(huán)泵。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering性能參數：為了表征泵的性能和完善程度以便選用和比較，通常把流量、壓頭、轉速、功率、效率等稱為泵的性能參數。5.1.2、泵的性能參數1）流量(Flow)：單位時間內輸送流體的量。質量流量G、體積流量Q：G=Qkg/s2）揚程(Head)：單位重量液體通過泵后所增加的機械能，m。p2/gpdpspa/gz2

zz1z(pc–pa)/g

h1

h2H包括位能(Z)、動能(v2/2g)、壓力能(p/g)。(m)(m)水力阻力吸排液面高度差吸排液面壓力差第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering3）轉速(Revolution)：泵軸單位時間內的回轉數，r/min。4）功率和效率(Power,Efficiency)輸出功率(有效功率)Pe(EffectivePower)：液體得到的功率。輸入功率(軸功率)P(ShaftPower)：原動機傳給泵軸的功率。配套功率Pm：原動機的輸出功率。PM=KMP有效功率軸功率配套功率Pe=gQH(W)效率：輸出功率和輸入功率之比

=Pe/P(%)5）允許吸上真空高度第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering5.1.3、泵的結構、原理、性能特點、管理要點1）往復泵之活塞泵單缸單作用單缸雙作用三缸三作用第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineeringM/VTianhuaiMAMLab.理論流量：Qt=60KASnm3/hA-活塞的有效工作面積，m2；K-泵的作用次數；S-活塞的工作行程，m；n-轉速，r/min；泄漏原因：泵閥、活塞環(huán)、填料；泵閥遲滯；空氣漏入。實際流量：Q<Qt容積效率：實際流量和理論流量之比。

v=Q/Qt第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering往復活塞泵的特點：(1)有自吸能力。泵起動后能把泵缸、水閥箱以及吸入管內的空氣逐步抽除并將其排出，繼而吸上液體，進入正常工作，這種能力稱為往復泵的自吸能力(Self-primingcapability)(2)可以產生很高的壓頭。排出壓力取決于僅取決于外界負荷，與泵的尺寸、轉速、作用次數無關。額定排出壓力取決于原動機功率、泵的強度、密封性能。排出端設安全閥。(3)理論流量與壓頭無關，實際流量因壓頭增加而下降。(4)輸送液體不均勻。為降低排壓波動，采用多作用泵或設置空氣室加以解決。我國規(guī)定船用雙缸四作用電動往復泵排出空氣室容積應大于液缸行程容積(πD2S/4)的4倍。(5)液體含有固體雜質，泵閥易摩擦和墊起。設吸入濾器。(7)轉速不能太高。(6)結構復雜、易損件多。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering2）往復泵之徑向柱塞泵柱塞個數為奇數：5,7,9,11,13浮動環(huán)偏心距e大小方向改變泵的流量改變吸排方向流量：m3/min徑向柱塞泵的工作原理圖l-定子；2-轉子;3-配流軸；4-襯套；5-柱塞；6-吸油腔；7-壓油腔第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering3）往復泵之軸向柱塞泵1-泵軸2-配油盤3-缸體4-柱塞5-斜盤6-配油口7、8-吸排口9-泵體工作原理Pumpconstruction第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering(1)液壓泵的吸油腔壓力過低將會產生吸油不足，異常噪聲，甚至無法工作。因此，除了在泵的結構設計上盡可能減小吸油管路的液阻外，為了保證泵的正常運行，a)應該使泵的安裝高度不超過允許值；b)避免吸油濾油器及管路形成過大的壓降；c)限制泵的使用轉速在額定轉速以內。

(2)液壓泵的工作壓力取決于外負載，若負載為零，則泵的工作壓力為零。隨著排油量的增加，泵的工作壓力根據負載大小自動增加，泵的最高工作壓力主要受結構強度和使用壽命的限制。為了防止壓力過高而使泵、系統(tǒng)受到損害，液壓泵的出口常常要采取限壓措施。(3)變量泵可以通過調節(jié)排量來改變流量，定量泵只有用改變轉速的辦法來調節(jié)流量，但是轉速的增大受到吸油性能、泵的使用壽命、效率等的限制。例如，工作轉速低時，雖然對壽命有利，但是會使容積效率降低，并且對于需要利用離心力來工作的葉片泵來說，轉速過低會無法保證正常工作。(4)液壓泵的流量具有某種程度的脈動性質，其脈動情況取決于泵的形式及結構設計參數。為了減小脈動的影響，除了從造型上考慮外，必要時可在系統(tǒng)中設置蓄能器或液壓濾波器。(5)液壓泵靠工作腔的容積變化來吸、排油，如果工作腔處在吸、排油之間的過渡密封區(qū)時存在容積變化，就會產生壓力急劇升高或降低的“困油現象”，從而影響容積效率，產生壓力脈動、噪聲及工作構件上的附加動載荷，這是液壓泵設計中需要注意的一個共性問題。液壓泵(柱塞泵)的工作特點第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering4）回轉泵之齒輪泵

外齒輪泵工作原理吸排方向取決于轉向，脫開嚙合的一側與吸入管連通，插入嚙合的一側與排出管連通。理論上，轉向改變，吸排方向改變。1-主動齒輪2-從動齒輪3-泵體4-吸入口5-排出口第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering內齒輪泵工作原理1-齒輪2-月牙形隔板3-齒環(huán)4-銷釘5-蓋板6-底盤泵軸轉向改變，靠嚙合齒作用力使隔板轉過180

，吸排方向不變。齒輪比齒環(huán)齒數少，齒輪與齒環(huán)轉向相同，齒輪比齒環(huán)轉速大。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering齒輪泵的特點(1)吸排方向取決于泵軸的回轉方向;(2)有自吸能力，但因間隙較多，不如往復泵;(3)理論流量與壓力無關，由工作部件尺寸和轉速決定;(4)額定壓力與轉速、尺寸無關，取決于軸承強度、電機容量、密封性能;(5)流量連續(xù)，但有脈動;(6)結構簡單，易損件少，直接驅動,高速回轉;(7)因磨擦面較多，故適用于排送具有潤滑性的油類;應用：滑油泵、駁油泵、液壓傳動中的供油泵等。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering齒輪泵的管理

(1)注意泵的轉向和連接；(2)齒輪泵雖有自吸能力，干磨擦會造成嚴重磨損；(3)機械軸封為精密部件，拆裝時要防止損傷；(4)工作時，不宜超出額定壓力；(5)防止吸口真空度大于允許吸上真空度；(6)工作時應保持合適的油溫和粘度；(7)工作時要防止吸入空氣；(8)保持合適的端面間隙（用壓鉛法測量），外齒輪泵0.04～0.08mm、內齒輪泵0.02～0.03mm；(9)低壓齒輪泵對污染敏感度較低，吸口可用150目濾網。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering5）回轉泵之葉片泵

排出口吸入口轉子每轉一周完成吸、排油各二次。雙作用葉片泵與單作用葉片泵相比，其流量均勻性好，轉子體所受徑向液壓力基本平衡。雙作用葉片泵一般為定量泵；單作用葉片泵一般為變量泵。e轉子定子葉片泵體轉子轉一周，完成一次吸、排，因此是單作用泵。轉子和軸承承受不平衡的徑向液壓力，所以單作用葉片泵屬于非卸荷式葉片泵。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering(1)具有回轉型容積式泵的一般特點；(2)流量較均勻，運轉平穩(wěn)，噪聲較低；(3)雙作用葉片泵轉子所受徑向力是平衡的，軸承壽命長，它的內部密封性也較好，容積效率較高；(4)結構緊湊，尺寸較小而流量較大；(5)對工作條件要求較嚴；葉片抗沖擊較差，較容易卡住，對油液的清潔程度和粘度都比較敏感；端面間隙或葉槽間隙不合適都會影響正常工作；(6)結構較復雜，零件制造精度要求較高。葉片泵的特點第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering葉片泵的管理(1)有規(guī)定的回轉方向，不允許反轉(葉片槽傾斜角、葉片倒角、既定的吸排口、配油盤的節(jié)流槽等部件的設計安裝的方向要求)；(2)拆卸和裝配時注意定位銷的位子；(3)拆卸和裝配時注意部件表面清潔；(4)零部件的配合間隙：葉片與槽0.015～0.03mm；軸向間隙，又稱端面間隙，即轉子與配油盤的間隙：小型泵0.015～0.03mm、中型泵0.02～0.045mm；(5)合適的油液溫度和粘度T≤55℃粘度為17-37mm2/s。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering6）回轉泵之螺桿泵

第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering螺桿泵的特點(1)具有自吸能力；(2)理論流量僅取決于運動部件的尺寸和轉速；(3)額定排出壓力與運動部件的尺寸和轉速無直接關系，主要受密封性能、結構強度和原動機功率的限制；(4)具有回轉泵無需泵閥、轉速高和結構緊湊的優(yōu)點。(5)沒有困油現象，流量和壓力均勻，故工作平穩(wěn)，噪聲和振動較少；(6)軸向吸入，不存在妨礙液體吸入的離心力的影響，吸入性能好。三螺桿泵在一定條件下允許吸上真空高度可達8m水柱，單螺桿泵可達8.5m水柱；(7)三螺桿泵受力平衡和密封性能良好，Vu高，允許的工作壓力高，可達20MPa，特殊時可達40MPa。單螺桿泵和非密封型雙螺桿泵額定排出壓力不宜太高，單螺桿泵最大不超過2.4MPa；雙螺桿泵不超過1.6MPa；(8)對所輸送的液體攪動少，水力損失可忽略不計，適于輸送不宜攪拌的液體(如供給油水分離器的含油污水)；(9)零部件少，相對重量和體積小，磨損輕，維修工作少，使用壽命長；(10)螺桿的軸向尺寸較長，剛性較差，加工和裝配要求較高。三螺桿泵的價格較高(約為同規(guī)格齒輪泵的5倍)，但非密封型雙螺桿泵和單螺桿泵價格低于往復泵。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering螺桿泵的管理(1)防止干轉(2)吸入管上設置濾器；(3)不宜反向運轉（安全閥的方向）；(4)啟動－先開吸、排閥；停止－先斷電，后關排出閥，再關吸入閥不容許長時間通過安全調壓閥回流運轉；(5)拆裝時小心存放、注意清潔；(6)注意液溫、粘度、吸入空氣，防止氣蝕發(fā)生。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering7）葉輪式泵之離心泵

離心泵用以產生吸排液體的主要部件是具有葉瓣的葉輪。當葉輪回轉時，充滿在葉輪中的液體被帶動做高速旋轉而獲得離心力，從進口流向出口。1-葉輪(Impeller)2-葉片(Blade)3-泵殼(Shell)4-吸入接管(Inletconnection)5-擴壓管(Diffuser)6-泵軸(Shaft)7-固定螺帽(Lockingnut)8-蝸室(Volutechamber)第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering開式閉式半開式第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering離心泵定速特性曲線(★★★★★)：

Q/(L/s)706662585401020304050681012H/m

/%P/kWH

P(1)Q－H曲線是選擇和使用離心泵的主要依據。流量

則壓頭

，流量

則壓頭

。(2)Q－P曲線是合理選擇原動機功率和泵起動方式的依據。P隨流量的

而

。Q=0，P最小，關閉排出閥起動。(3)Q－

曲線是判斷離心泵工作經濟性的依據。力求使泵處于高效率區(qū)工作。定速特性曲線：在一定轉速下測定的H-Q，P-Q，-Q特性曲線。根據需要可以使用離心泵串聯(lián)或者并聯(lián)工作第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering離心泵優(yōu)點：(1)供液均勻，工作平穩(wěn)，流量容易調節(jié)；(2)重量輕而外形尺寸小；(3)能與高速原動機直接相連而無需減速機構；(4)對雜質不敏感，易損件少，能輸送多種液體；(5)結構簡單緊湊，工作可靠，易于管理和維修。離心泵缺點：主要缺點是沒有自吸能力，啟動前必須引水(Priming)，或附加自吸裝置。普通離心泵可通過豐富的操作經驗完成“自吸”。離心泵應用：水泵(循環(huán)水泵、冷卻水泵、凝水泵、給水泵、飲用水泵、衛(wèi)生水泵、壓載水泵、艙底水泵、消防水泵)，油泵(貨油泵、主機滑油泵-特殊葉輪)。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering旋渦泵是一種特殊的離心泵。又稱：渦流泵、再生泵。船舶上作為鍋爐給水泵、生活水泵、衛(wèi)生水泵、輔機淡水泵等使用。在葉輪與泵殼內壁之間有一引水道。其吸入口與排出口靠近，二者間以“擋壁”相隔。擋壁與葉輪間的縫隙很小以期阻止壓出口壓強高的液體漏回吸入口壓強低的部位。8）葉輪式泵之旋渦泵

第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering按照葉輪形式分為開式旋渦泵和閉式旋渦泵。開式漩渦泵采用開式葉輪，閉式流道，進出口不相通。閉式流道有自吸能力，但效率低。閉式旋渦泵采用閉式葉輪，開式流道。液流成縱向漩渦，相對泵體是前進螺旋線，相對葉輪后退螺旋線。閉式漩渦泵抗氣蝕性能差，無自吸能力。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering漩渦泵特點：(1)結構簡單,重量輕體積小,制造維護方便；(2)可以在小流量范圍內獲得高揚程；(3)陡降的揚程和下降的功率特性曲線。不易節(jié)流，可采用變速和回流調節(jié)；(4)有自吸能力，或容易實現自吸，初次使用泵內灌水；(5)效率低；(6)抗汽蝕性能較差；(7)不易輸送含固體顆粒和粘度高的液體；漩渦泵應用：用于小流量、高揚程、功率小的場合。在船上常與離心葉輪串聯(lián)構成離心旋渦泵，作為壓力水柜給水泵。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering9）葉輪式泵之噴射泵

噴嘴混合室擴壓室工作原理：工作流體經噴嘴形成高速射流,高速射流卷帶被引射流體并在混合室進行動量交換，流體經擴壓室將速度能轉變?yōu)閴毫δ?。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering蒸汽噴射泵AIREJECTOR

液體噴射泵LIQUIDEJECTOR

空氣噴射泵AIREJECTOR

（1）結構簡單、工作可靠、無運動部件、壽命長、無需修理；（2）自吸能力強、能造成較高的真空；（3）可輸送含有雜質的污濁流體；（4）效率低η＜25%。噴射泵特點第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering5.7減搖裝置

5.6側推裝置5.2液壓馬達

5.3船舶甲板機械5.4船舶系統(tǒng)5.5船舶鍋爐5.1船用泵第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering液壓馬達是將液壓能轉換為機械能的裝置，可以實現連續(xù)的旋轉運動，其結構與液壓泵相似，并且也是靠密封容積的變化進行工作的。常見的液壓馬達也有齒輪式、葉片式和柱塞式等幾種主要形式；從轉速、轉矩范圍分，有高速馬達和低速大扭矩馬達。馬達和泵在工作原理上是互逆的，當向泵內輸入壓力油時，其軸就輸出轉速和轉矩成為馬達。但由于二者的任務和要求有所不同，故在實際中只有少數泵能作馬達使用。5.2液壓馬達

第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering1）工作性能(1)轉速：nt=60Q/qr/min；n=60Q

v/qr/min(2)扭矩：Mt=

pq/2

Nm;

M=pqm/2

Nm(3)輸出功率：P=

pQ

W(4)總效率：

=

v

mQ-供入馬達的流量q-油馬達的每轉排量

v-容積效率

p-進油、回油壓差

m-機械效率液壓馬達的實際轉速n，主要取決于供入液壓馬達的流量Q、液壓馬達的工作容積(即每轉排量)q和容積效率ηv液壓馬達的扭矩M，主要取決于工作油的壓力p和液壓馬達的每轉排量q。增大液壓馬達的容積，亦即提高液壓馬達的每轉排量q，則可在工作油壓不變的情況下增大扭矩，而轉速則相應較低，從而構成低速大扭矩液壓馬達。一般認為額定轉速低于500r／min即屬于低速馬達，高于500的屬于高速馬達。后者用于船舶甲板機械往往需要增加機械減速機構。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering2）工作原理(1)曲柄連桿低速大扭矩液壓馬達根據曲柄連桿機構運動原理，受油壓作用的柱塞就通過連桿對偏心圓中心O1作用一個力N，推動曲軸繞旋轉中心O轉動，對外輸出轉速和扭矩，其余的活塞油缸則與排油窗口接通；如果進、排油口對換，液壓馬達也就反向旋轉。由于配流軸過渡密封間隔的方位與曲軸的偏心方向一致，并且同時旋轉，所以配流軸頸的進油窗口始終對著偏心線OO1一邊的二只或三只油缸，吸油窗口對著偏心線OO1另一邊的其余油缸，總的輸出扭矩是疊加所有柱塞對曲軸中心所產生的扭矩，該扭矩使得旋轉運動得以持續(xù)下去。隨著驅動軸、配流軸轉動，配油狀態(tài)交替變化。在曲軸旋轉過程中，位于高壓側的油缸容積逐漸增大，而位于低壓側的油缸容積逐漸縮小，因此，在工作時高壓油不斷進入液壓馬達，然后由低壓腔不斷排出。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering活塞連桿式油馬達特點：(1)結構簡單，零部件少，耐沖擊、對材料無特殊要求；(2)球鉸和缸體流道工藝性差；(3)徑向力不平衡，機械效率及容積效率較低，起動扭矩只達理論扭矩80-85％;(4)轉矩和轉速脈動率大，潤滑油膜易受破壞，低速時會產生轉速忽慢忽快的爬行現象;(5)最低穩(wěn)定轉速一般在5-10r/min。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering(2)靜力平衡式油馬達靜力平衡式低速大扭矩馬達1-殼體；2-柱塞；3-五星輪；4-壓力環(huán)；5-配流軸；6-彈簧五星輪取代了曲柄連桿式液壓馬達中的連桿，壓力油經過配流軸和五星輪再到空心柱塞中去，液壓馬達的柱塞與壓力環(huán)、五星輪與曲軸之間可以大致做到靜壓平衡。在工作過程中，這些零件還要起密封和傳力作用。由于是通過油壓直接作用于偏心軸而產生輸出扭矩，因此，稱為靜力平衡液壓馬達。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering靜力平衡式油馬達特點：(1)柱塞和五星輪基本不傳遞油壓力，只起密封作用；(2)柱塞、壓力環(huán)和五星輪可實現油壓的靜力平衡；(3)主要潤滑面間的摩擦力大為減少，適用于高壓，且工作可靠，使用壽命長;(4)轉矩、轉速的脈動率小，不存在油膜破壞問題；(5)低速穩(wěn)定性好，最低達2r/min；(6)工藝性好(取消球鉸及殼內不設流道)；(7)可采用雙列結構，使軸承負荷大大減輕；(8)可實現兩級變量；(9)可做成殼轉式和雙輸式軸式，適用不同需要。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering(3)多作用內曲線馬達若將液壓馬達的進、出油口對調，液壓馬達將反轉；若將驅動軸固定，則定子、配流軸和殼體將旋轉，通常稱為殼轉工況，變?yōu)檐囕嗰R達。

工作時，油液通過配油軸上的配油窗口分配到工作區(qū)段的柱塞底部油腔，壓力油使柱塞組的滾輪頂緊導軌表面，在接觸點上導軌對滾輪產生法向反作用力N，其方向垂直導軌表面并通過滾輪中心，

該力可分解為兩個分力，沿柱塞軸向的分力P和垂直于柱塞軸線的分力T，它通過橫梁側面?zhèn)鹘o缸體，對缸體產生力矩。進排油口互換，則馬達反轉。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering內曲線式油馬達特點：(1)導軌曲線選用合適，瞬時進油量能保持不變，可獲得十分均勻的扭矩和轉速；(2)很好的低速穩(wěn)定性，最低可達0.5r/min;(3)定子、轉子、配油軸上的徑向力可以平衡，減小摩擦，提高機械效率，起動扭矩可達理論扭矩90-98％；(4)可做成雙列或三列的結構油馬達，每個柱塞的作用次數大，能實現較大排量和輸出扭矩；(5)可做成殼轉式，可改變柱塞列數或改變一列油缸的有效作用次數實現有級變量。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering液壓馬達的工作特點：(1)在一般工作條件下，液壓馬達的進、出口壓力都高于大氣壓，因此不存在液壓泵那樣的吸入性能問題，但是，如果液壓馬達可能在泵工況下工作，它的進油口應有最低壓力限制，以免產生汽蝕。(2)馬達應能正、反運轉。因此，就要求液壓馬達在設計時具有結構上的對稱性(3)液壓馬達的實際工作壓差取決于負載力矩的大小，當被驅動負載的轉動慣量大、轉速高，并要求急速制動或反轉時會產生較高的液壓沖擊，為此，應在系統(tǒng)中設置必要的安全閥、緩沖閥。(4)由于內部泄漏不可避免，因此將馬達的排油口關閉而進行制動時，仍會有緩慢的滑轉，所以，需要長時間精確制動時，應另行設置防止滑轉的制動器。(5)某些形式的液壓馬達必須在回油口具有足夠的背壓才能保證正常工作，并且轉速越高所需背壓也越大，背壓的增高意味著油源的壓力利用率低，系統(tǒng)的損失大。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering5.7減搖裝置

5.6側推裝置第五章船舶輔助機械5.2液壓馬達

5.3船舶甲板機械5.4船舶系統(tǒng)5.5船舶鍋爐5.1船用泵第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering5.3船舶甲板機械主要內容：廣義上機艙之外所有依靠動力驅動的船舶設備被稱為甲板機械。舵機(Steeringgear)起貨機(Crane)錨機(Windlass)絞纜機(Mooringwinch)吊艇機(Lifeboatdavit)舷梯升降機(Gangwaylifter)艙蓋啟閉裝置(Hatchcover)減搖裝置(Stabilizer)側推裝置(Thruster)氣動(Pneumatic)蒸汽(Steam)電動(Electrical)液壓(Hydraulic)電液(Electrical-hydraulic)第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering5.3.1舵機

Hydraulicsteering1）舵機作用原理與分類舵有兩大功能：一是保持船舶預定航向的能力，稱為航向穩(wěn)定性；二是改變船舶運動方向的能力，稱回轉性。通常把二者統(tǒng)稱為船舶的操縱性。

船舵主要由舵葉和舵桿組成。舵葉是產生水壓力的部分；舵桿的作用是轉動舵葉和保證舵葉具有足夠的強度。舵的作用原理是當水流以某沖角沖vFTFFLFDαFN水作用力FFN

舵葉兩側水壓力（舵壓力）FT

摩擦力FL

升力FD

阻力至舵葉上時，便產生了流體動力，此作用力通過舵桿傳遞并船體上，從而迫使船舶轉向，也就達到了調整航向的目的。

第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering在船舶重心上加一對大小等于F，方向相反的力F1、F2

轉船力矩橫向推力阻力轉舵效應:偏轉;橫移;減速放大倍數：轉船力矩/轉舵力矩第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineeringMs

maxMsmax隨著舵角的增大，轉舵力矩和轉船力矩逐漸增大，但轉船力矩在某一舵角時達到最大值Msmax。對應最大轉船力矩Msmax的舵角稱為最大舵角

max。Mlabc

max

AA

A-舵葉面積A-舵桿中心線前的面積平衡系數K：海船的轉船力矩最大值出現在30～35°之間；內河船的轉船力矩最大值出現在35～45°之間。船舶倒航時，由于舵葉后緣變成了導邊，壓力中心離開舵桿軸線的距離因而增大，致使舵壓力的力臂大大增加，故在其它條件相同時，同一舵角下倒航時的水動力矩就會超過正航時的水動力矩。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering（二）按舵桿軸線位置來分

不平衡舵：舵葉位于舵桿軸線之后；

半平衡舵：一般就是半懸式舵；

平衡舵：舵桿軸線位于舵葉前緣后一定的距離，一般在舵葉前緣后的1／3處。不平衡舵平衡舵半平衡舵

舵的分類：（一）按舵的支承情況來分

多支承舵：船體尾柱連有三個以上的舵鈕；半懸式舵：下支承的位置在舵的半高處；懸式舵：掛在舵桿上；雙支承舵：除了上支承外還有一個安在舵根下支承。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering2）對舵機的要求(★★★★★)

《鋼制海船入級與建造規(guī)范》(1966)《國際海上人命安全公約》(SOLAS74）(1)必須具有一套主操舵裝置和一套輔操舵裝置；或主操舵裝置有兩套以上的動力設備。當其中之一失效時，另一套應能迅速投入工作。主操舵裝置應具有足夠的強度并能在船舶處于最深航海吃水并以最大營運航速前進時將舵自任何一舷35°轉至另一舷的35°，并且于相同的條件下，自一舷的35°轉至另一舷的30°所需的時間不超過28s。此外，在船以最大速度后退時應不致?lián)p壞。輔操舵裝置應具有足夠的強度，且能在船舶處于最深航海吃水，并以最大營運航速的一半但不小于7kn前進時，能在不超過60s內將舵自任一舷的15°轉至另一舷的15°

。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering(2)主操舵裝置應在駕駛臺和舵機室都設有控制器；當主操舵裝置設置兩臺動力設備時，應設有兩套獨立的控制系統(tǒng)，且均能在駕駛室控制。但如果采用液壓遙控系統(tǒng)，除1萬Gt以上的油輪(包括化學品船、液化氣船，下同)外，不必設置第二套獨立的控制系統(tǒng)。(3)對舵柄處舵桿直徑大于230mm(不包括航行冰區(qū)加強)的船應設有能在45s內向操舵裝置提供的替代動力源。這種動力源應為應急電源位于舵機室內的獨立動力源，其容量至少應能向符合輔操舵裝置要求的一臺動力設備及其控制系統(tǒng)和舵角指示器提供足夠的能源。此獨立動力源只準專用于上述目的。對1萬Gt以上的船舶，它應至少可供工作30min，對其它船舶為10min。(4)操舵裝置應設有有效的舵角限位器。以動力轉舵的操舵裝置，應裝設限位開關或類似設備，使舵在到達舵角限位器前停住。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering(5)對1萬Gt以上的油船、化學品船、液化氣體運輸船尚有如下一些附加要求：當發(fā)生單項故障(舵柄、舵扇損壞或轉舵機構卡住除外)而喪失操舵能力時，應能在45s內重新獲得操舵能力。舵機可由兩個均能滿足主操舵裝置要求的獨立的動力轉舵系統(tǒng)組成；或至少有兩個相同的動力轉舵系統(tǒng)，在正常運行時同時能滿足主操舵裝置要求，其中任一系統(tǒng)中液壓流體喪失時應能被發(fā)現，有缺陷的系統(tǒng)應能自動隔離，使其余動力轉舵系統(tǒng)安全運行。有的轉舵機構雖不能分隔成兩部分，但如經過嚴格的應力分析(包括疲勞和斷裂分析)、密封設計、材料選用和試驗，則也可允許用于1萬Gt以上、10萬Gt以下的油船、化學品船、液化氣體運輸船。在這種情況下，只對管系或動力設備而不對轉舵機構提出下列要求：即當發(fā)生單一故障時應能在45s內恢復操舵能力。6)能被隔斷的、由于動力源或外力作用能產生壓力的液壓系統(tǒng)任何部分均應設置安全閥。安全閥開啟壓力應不小于1.25倍最大工作壓力；安全閥能夠排出的量應不小于液壓泵總流量的110％，在此情況下，壓力的升高不應超過開啟壓力的10％，且不應超過設計壓力值。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering3）液壓舵機的工作原理和組成基本組成：1)遠操機構（轉遞操舵信號）2)動力源&控制元件（提供并控制油液的流向、流量和壓力，提供轉舵動力）3)轉舵機構（對舵柱產生轉舵力矩）4)舵葉（產生轉船力矩）分類：1)按遠操機構分機械、電力、液壓2)按舵機能源分人力、氣動、電動、液壓3)按轉舵機構分往復、轉葉第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering變向泵式換向閥式反饋機構發(fā)送器受動器變向變量泵轉舵機構舵葉遠操機構操縱閥三位四通閥控制油缸式換向閥手、液動轉舵機構舵葉副油泵主油泵根據液壓油流變換方法的不同可分為:變向變量泵式(變向泵式)定向定量泵式(換向閥式)第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering滑式轉舵機構滾輪式轉舵機構擺缸式轉舵機構回轉式轉舵機構第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering受動器反饋機構變向泵轉舵機構舵柱儲能彈簧防浪閥防浪閥作用：大風浪沖擊舵葉時開啟，緩沖對舵葉的沖擊。儲能彈簧作用：可雙向壓縮，加快小舵角時轉舵速度。避免控制點機件損壞泵控型液壓舵機第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineeringABCBCC1AA111CC1AA1BB121ABCDEBCDEAA'AA'BCDEC'C'三點式隨動機構五點式隨動機構

有位移放大作用，操小舵角時使控制點Ｃ有較大的位移，使變量泵有較大的排量，使得轉舵速度快。ＡＡ’一次性位移不能太大，受ＣＣ’最大可位移量確定電子反饋式第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering隨動舵發(fā)送器受動器油泵轉舵油缸舵反饋機構舵輪要求舵角舵角偏差三點桿實際舵角單動舵發(fā)送器受動器油泵轉舵油缸舵發(fā)送器油泵轉舵油缸舵船舵角反饋航向反饋陀螺儀設定航向航向偏差要求舵角舵角偏差實際舵角實際舵角實際航向實際航向自動舵第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering（1）舵機充油和調試

1）系統(tǒng)的清洗和充油

2）舵機的試驗和調試

3）安全閥的整定（3）舵機常見故障

1）舵不能轉動

2）只能單向轉舵

3）轉舵時間打不到規(guī)定要求

4）滯舵、沖舵、跑舵

5）舵機有異常聲音和振動

6）舵不準（2）舵機管理注意事項

1）油位、油溫、油壓

2）濾器、潤滑

3）泄漏、噪音

4）機械過熱

5）聯(lián)軸節(jié)、閥和固定螺帽4）液壓舵機的管理：

滯舵－舵葉的轉動滯后于操舵動作。

沖舵－舵轉到指令舵角后沖轉過頭。

跑舵－穩(wěn)舵期間舵偏離所停舵角。

舵不準－轉舵停止時實際舵角與指令舵角誤差超過±1°。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering5.3.2起貨機

Cargowinch港口設貨物裝卸設備。船舶設貨物裝卸設備，港機能力不足、錨泊、降低費用。1）起貨機的主要類型：吊桿式起貨機;回轉式起貨機;門式起貨機1、2-起重絞車3、4-吊桿5、6-千斤索7、8吊貨索雙吊桿起貨機1-起重絞車2-回轉絞車3-變幅絞車4-牽索5-吊桿6-千斤索7-起貨柱單吊桿起貨機第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering吊鉤第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering2)船舶起貨機的基本技術要求(1)功率：額定速度、額定負荷；(2)控制：方便靈敏地起、落貨物；(3)調速：較寬的范圍內調節(jié)運行速度；(4)制動：隨時停止并握持貨重，可靠地制動；《起重設備法定檢驗技術規(guī)則》的要求：(1)負荷試驗：≥5min，≥1.1倍安全工作負荷。(2)起升、變幅、回轉、制動試驗。(3)不同臂幅進行相應試驗。(4)雙吊桿起貨機的特殊要求。(5)超負荷保護、超力矩保護裝置。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering3)液壓起貨機液壓傳動(Hydraulictransmission)：電機電動油泵產生壓力油流，通過油流傳遞動力的傳動方式。動力元件：液壓泵，機械能

液壓能；執(zhí)行元件：液壓缸、液壓馬達，液壓能

機械能；控制元件：閥件，流向-方向、流量-速度、壓力-力/力矩；輔助元件：油箱、濾器、蓄能器、壓力表、熱交換器等；組成液壓系統(tǒng)工作原理動力元件控制元件執(zhí)行元件輔助元件第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering起升、變幅機構特點：(1)單側高壓：不論升降貨物。(2)限速：下降限速，防墜落。(3)制動：可靠鎖緊，防滑落。(4)功率限制：負荷范圍大。GG回轉機構特點：(1)雙側高壓：左、右轉對稱。(2)限速：克服船舶傾斜。(3)制動：克服風、船舶傾斜。(4)無功率限制：負荷范圍不大。起貨機液壓系統(tǒng)第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering重載低速輕載高速另一種起升手柄起升手柄變幅+回轉手柄第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering3）錨機和絞纜機

Windlassandmooringwinch錨機和絞纜機的功用和組成錨機：通過收、放錨鏈和船錨，用于海上固定船舶或協(xié)助船舶靠離碼頭。組成：錨、錨鏈、錨機、摯鏈器、錨鏈艙。系纜機：通過收、放纜繩，用于碼頭(浮筒)旁固定船舶或沿碼頭移動船舶和進出船塢。組成：纜索、系纜機、帶纜樁、導纜孔、導纜鉗等。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering1-錨2-錨鏈筒3-止鏈器4-止鏈鉤5-錨鏈6-錨機7-錨鏈管8-棄錨器9-錨鏈艙美國標準鏈焊接鏈條DIN5687標準鏈條80級錨旋轉卸扣肯特式連接卸扣末端卸扣轉環(huán)連接卸扣1）錨機第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering錨錠的出現和變化

錨幾乎是和船同時出現的。開始需要停船時，就把用繩子系著的大石塊，裝著石塊的簍筐或者是沙石袋沉入水底把船拖住。公元前3000年，中國和埃及的水手們曾經使用這種錨。后來用堅韌的木料在其下部綁上兩個木爪制成了“木錨”，當時稱“錠”，讓它斜著抓住泥土，十分牢固。最早的鐵錨出現于公元前600年，是一只有一個爪的鐵鉤。在中世紀及12世紀末期的小海船上至少有12個錨，大海船上的鐵錨多達24個。當時鐵錨的重量較輕，拋錨和起錨靠人力。自從在船舶甲板上安裝了絞盤后，錨的重量增加。18世紀，開始使用不易斷裂的優(yōu)質鐵造錨，設計出了新式弓形彎曲錨臂。1770年前后，鐵制錨桿完全取代了木制錨杜。1821年，英國人霍金斯研制出帶錨鏈筒的有爪錨。1872年至1887年間，英國人C·馬丁、S·巴克斯特和W·Q·拜爾斯都曾對這種錨進行了改進。1933年，英國人泰勒申請了犁錨的發(fā)明專利，其鉤抓力是傳統(tǒng)錨的兩倍。現代錨用鑄鐵或鍛鋼制造。主要有桿錨，多用于小型船舶。無桿錨使用時兩個錨爪同時嚙入土中，使用最為廣泛。大抓力錨適用于砂質或土質松軟的水底。還有一些特種錨如菌形錨和傘形錨，多用作長期錨泊、定位用。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering無桿錨

(HallTypeStocklessBowerAnchor)霍爾錨（Ａ.Ｂ.Ｃ型）

(HallAnchor(Type:A.B.C))美國海軍錨

(USNAnchor)A型馬氏大抓力錨

(TypeAHighHoldingPowerMatrosovAnchor)斯貝克錨

(SpekTypeAnchor)第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering錨機應滿足的要求：1)必須由獨立的原動機或電動機驅動。液壓錨機液壓管路和其它甲板機械相連，應保證錨機的正常工作不受影響；2)必須具有足夠的功率且能連續(xù)工作。錨機應能不小于9m/min將一只錨從水深82.5m處(3節(jié)錨鏈)拉起至27.5m(1節(jié))；應能在滿足規(guī)定的平均速度和工作負載時連續(xù)工作30min，過載拉力（不少于工作負載的1.5倍）作用下連續(xù)工作2min；3)錨鏈輪應有可靠的制動器，動力錨機應能正、倒轉運行。4)錨鏈輪和驅動軸之間有離合器以便單錨、雙錨和系纜作業(yè)。5)錨鏈必須裝有摯鏈器。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering2）絞纜機絞纜機應滿足的要求系泊設備：纜索、導纜裝置、帶纜樁、絞纜機等。1底座2電動機(或油馬達)3減速機構4主卷筒5手控帶式剎車6副卷筒要求：6級以下風系住船舶。操作結束后用剎車固定。但自動絞纜機不能剎車。公稱絞纜速度：15m/min-30m/min?？蛰d速度為公稱速度2-3倍。最大絞纜速度可達50m/min第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering普通絞纜機，需視潮汐的漲落和船舶吃水的變化，相應調整纜繩的松緊，而且操作時也很難保證各根纜繩受力均勻，尚使一根纜繩因過載而拉斷，則其它幾根也將受到影響，特別是在巨型油輪和散裝船上，由于纜繩的直徑很大，更增加了操作上的困難和不安全性。為了克服上述缺點，在許多船舶上采用了能自動使張力保持恒定或限制在一定范圍內的絞纜機，簡稱自動絞纜機。自動絞纜機：使纜繩張力保持在一定范圍內。(1)電動；(2)液壓。電動自動絞纜機的機械特性張力很小正轉收纜張力過大反轉松纜額定扭矩電機堵轉纜繩保持張力第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering5.7減搖裝置

5.6側推裝置5.2液壓馬達

5.3船舶甲板機械5.4船舶系統(tǒng)5.5船舶鍋爐5.1船用泵第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering5.4船舶系統(tǒng)船舶系統(tǒng)：船舶在營運過程中，為了保證適航性和消防安全，并為船員和旅客提供舒適的生活環(huán)境和防止海洋污染，設有一系列用來完成一定功能的專門化管網，所有這些為船舶正常營運創(chuàng)造條件而與船舶動力裝置無關的管路、附件及機械設備成為船舶系統(tǒng)。根據用途可分為：艙底睡系統(tǒng)、壓載系統(tǒng)、日用水系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、船舶制冷空調系統(tǒng)、專用系統(tǒng)等。5.4.1、艙底水系統(tǒng)

船舶在營運中，由于船體、管路或設備的泄漏和破損以及其他原因，機艙、爐艙、軸遂、貨艙、貨油泵艙、隔離空艙等處常會積有污水或含油污水，統(tǒng)稱艙底水。排出艙底水的系統(tǒng)稱為艙底水系統(tǒng)。艙底水系統(tǒng)一般包括直接排放系統(tǒng)和艙底水處理系統(tǒng)（油水分離器和排油監(jiān)控設備）組成。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering《MARPOL73/78防污公約》對機艙污水排放要求附則1：防止油類污染規(guī)則（83年生效，04年修正于07年生效）1）船舶不在特殊區(qū)域內：地中海、波羅的海、黑海、紅海、海灣、亞丁灣、南極、西北歐排放要求：2）船舶正在航行途中3）排放含油濃度不大于15PPM。>10000T以上的船舶，濃度超過15PPM時，應有報警后自動停止排出舷外和自動循環(huán)管路。對2005年1月1日后所建船舶，油份監(jiān)測裝置必須有儲存記錄設備運行時間和運行地點的功能。4）油份監(jiān)測裝置工作正常5）對于油船距離最近陸地50nmile以上，油量瞬時排放率不大于30L/nmile.排放總量對于現有船舶不能超過貨油總量的1/15000,對于新油船不超過1/30000油船貨油艙污水，非油船艙底水，油渣《SOLAS公約》對艙底排水設備要求第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering5.4.2、壓載水系統(tǒng)

組成：泵、管路、閥等。(1)使船舶在橫向保持平衡，在縱向有合乎要求的吃水差；(2)使船舶具有適當的排水量和重心高度，以獲得高的螺旋槳效率和合適的穩(wěn)性；(3)減小船體變形，避免產生過大的彎曲力矩和剪應力；(4)減輕船體和軸系的振動。

1）壓載系統(tǒng)作用第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering2）壓載系統(tǒng)的布置原則雙向性(又進又出)：同一條管路，可壓載又可去載；艙底水系統(tǒng)，日用海淡水系統(tǒng)是單向性。壓載系統(tǒng)布置要求：1)管系的布置和壓載艙吸口的數量,應使船舶在正常營運條件下的正浮或傾斜位置均能排出和注入各艙的壓載水；3)壓載水管如需通過貨艙，皆應鋪設在雙層底空間，其吸入口在各艙的布置，應有利于壓載水的排出；4)首、尾尖艙的壓載管在穿過首、尾防撞艙壁時，應設有在上甲板能開關的閥門，以便能將該壓載管關閉5)壓載管系的布置,應避免舷外的水或壓載艙內的水進入貨艙、機器處所或其他艙室；2)在壓載系統(tǒng)的管路上，不能設止回閥和止回閥箱；第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering3）壓載水系統(tǒng)管路的布置形式1)支管式2)總管式多用于壓載管徑較小、艙數不多的普通貨船的壓載系統(tǒng)。被廣泛采用，其變形有單總管式、四總管式、環(huán)形總管式、管隧式和半管隧式等幾種，每艙的吸口可能有一個或兩個。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering4）某輪壓載系統(tǒng)實例第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering5）壓載系統(tǒng)的管理（須知）(1)保證適當的吃水、吃水差和足夠的穩(wěn)性；(2)注意船舶的總縱強度。壓載水的更換應在距最近陸地至少200海里，水深至少200米海域更換；如不滿足，盡可能在距陸50海里，水深200米更換；否則在港口國指定海域更換壓載水。且壓載水容積更換率95%以上置換法：順序法，溢流法，稀釋法；水質處理法空船壓載航行中應注意的問題第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering裝貨時壓載水的排放(★★★★)(1)擬定裝艙順序和壓載水的排放計劃，并列表備查；(2)盡量縮短排放壓載水的時間，避免產生船舶滯期；(3)分別排放各壓載艙的壓載水；(4)掌握各壓載艙排放不出來的壓載水的數量；(5)甲板部的值班人員應經常檢查壓載水的排放情況。(1)船舶吃水和空中高度受限制，注意船舶的縱向強度；(2)岸吊的高度的限制，需要對若干個貨艙進行壓載。(3)卸貨開始時，由于大型船吃水深，可先利用海水的壓力，自然注入壓載水，以免吸入大量的泥沙。如果需要將壓載艙壓滿時，應該經常對壓載艙進行測深，注意掌握和控制壓載速度。卸貨時的壓載(★★★★)第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering5.4.3、日用水系統(tǒng)

日用水系統(tǒng)：保證船員和旅客生活所必需的上、下水系統(tǒng)。上水系統(tǒng)：是供水系統(tǒng)，任務是供給船上飲用水、洗滌水、沖洗廁所和甲板的淡水和舷外水等。下水系統(tǒng)：是排水系統(tǒng)，作用是將廁所、浴室、洗漱間、廚房的生活污水排出舷外。作用：滿足船員和旅客日常生活用水需要，分為飲水系統(tǒng)、洗滌水系統(tǒng)和衛(wèi)生水系統(tǒng)。要求：(1)采取分區(qū)供水。(2)供水干管應避免通過居住艙室、食品庫和物料艙等處，供水總管設在甲板兩邊過道上方，引出支管到室內；(3)按分區(qū)設置加熱器，以免熱水管路過長；(4)壓力水柜應符合有關受壓容器的要求。主要設備：水泵、水柜、熱水器、供水管和閥件等。供水方式：重力供水、壓力供水。1）供水系統(tǒng)第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering壓力供水系統(tǒng)原理：大中型船設2個壓力柜：1個海水壓力柜，1個淡水壓力柜；如果需要熱水，則在供水系統(tǒng)中加設加熱器。壓力式供水系統(tǒng)1-水泵;2-壓力水柜;3-截止閥;4-截止止回閥;5-泄水閥;6-充氣閥;7-壓力開關;8-安全閥;9-壓力表壓力式冷熱水供水系統(tǒng)1-水泵;2-壓力水柜;3-加熱器;4-蒸汽盤管;5-調溫閥;6-溫度計第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering一般稱為淡水者含鹽量在1000mg/L以下。船舶上淡水主要是兩個來源：一個是岸上供給；一個是海水淡化裝置提供。遠洋船舶為增加載貨噸位，減少港口夠買淡水費用，增強船舶續(xù)航能力，設有海水制淡裝置。柴油機冷卻水只要是淡水即可；洗滌水一般要求氯離子濃度不大于200mg/L(Cl’)，硬度不大于7毫克當量／升；飲用水必須不含有害健康的雜質、病菌和異味，含鹽量不大于500-1000mg/L，氯離子濃度不大于250~500mg/L(Cl’)，pH值為6.5-8.5。對鍋爐補給水的水質要求最高，一般船用海水淡化裝置對所產淡水含鹽量的要求皆以鍋爐補給水標準為依據．我國船用鍋爐給水標準規(guī)定補給蒸餾水的含鹽量應小于10mg/L(NaCl)．1mg/L(NaCl)相當于0.606mg/L(CI`)第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering探火系統(tǒng)：不少于2套電源，其中一路是應急電源；船舶滅火系統(tǒng)：消防水滅火系統(tǒng)，蒸汽滅火系統(tǒng)，大型泡沫滅火系統(tǒng)及各個位置安放的小型滅火器探火報警信號能正確顯示報警地點，平時試驗每次不少于15%，其中必須包括駕駛臺，集控室，機器處所，分油機間，舵機間等，且要用專用工具試驗；抽查手動報警按鈕和報警連鎖情況水滅火系統(tǒng)要求：兩臺主消防泵工作，任何兩相鄰消防栓送出規(guī)定水量，壓力不低于0.27MPa；應急消防泵不小于主消防的40%，任何情況下不小于25m3/h,任何水栓不能低于規(guī)定壓力；應急消防泵驅動柴油機在0℃環(huán)境下前10分鐘啟動不少于兩次，30分鐘內啟動次數不少于6次；其油柜在該泵全負荷下至少運行3小時，在主機艙外可供使用的燃料儲備至少可再使用15小時。5.4.4、消防系統(tǒng)

第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering5.4.5、制冷空調系統(tǒng)

制冷作為一門科學是指用人工的方法在一定時間和一定空間內將某物體或流體冷卻,使其溫度降到環(huán)境溫度以下，并保持這個低溫。制冷就是從物體或流體中取出熱量，并將熱量排放到環(huán)境介質中去，以產生低于環(huán)境溫度的過程。這里所說的“冷”是相對于環(huán)境而言的。灼熱的鐵放在空氣中，通過輻射和對流向環(huán)境傳熱，逐漸冷卻到環(huán)境溫度。它是自發(fā)的傳熱降溫，屬于自然冷卻，不是制冷。機械制冷中所需機器和設備的總合稱為制冷機。制冷機中使用的工作介質稱為制冷劑。制冷劑在制冷機中循環(huán)流動，同時與外界發(fā)生能量交換，即不斷地從被冷卻對象中吸取熱量，向環(huán)境排放熱量。制冷劑一系列狀態(tài)變化過程的綜合為制冷循環(huán)。

為了實現制冷循環(huán)，必須消耗能量。所消耗能量的形式可以是機械能、電能、熱能、太陽能或其它可能的形式。制冷在船舶上的應用：伙食冷庫；空氣調節(jié)；冷藏運輸第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering水果、蔬菜和乳品（冷藏）：溫度0～5℃相對濕度85～90％肉類（冷凍）：溫度-23～-30℃凍結速度2～5cm/h船舶伙食冷庫低溫庫-18～-20℃可保存6個月

-10～-12℃可保存2、3個月食品的干縮：庫溫為-18℃每侵入冷庫熱量1KJ熱量，食品干縮增加0.036克食品的冷藏條件：機械制冷方法：1）蒸發(fā)制冷（最為普遍）

蒸氣壓縮式制冷、吸收式制冷、蒸氣噴射式制冷、吸附式制冷。2）氣體膨脹制冷（用于飛機空調和氣體低溫液化）3）半導體制冷（用于潛艇、醫(yī)療器械、小型空調）1）制冷裝置第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineeringQ1Q2Q3

常溫高壓液體

高溫高壓蒸汽低溫低壓蒸汽低溫低壓90%液體和10%蒸汽第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering在整個循環(huán)過程中:壓縮機起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣并造成蒸發(fā)器中低壓力、冷凝器中高壓力的作用，是整個系統(tǒng)的心臟；冷凝器是輸出熱量的設備，從蒸發(fā)器中吸取的熱量連同壓縮機消耗的功所轉化的熱量的冷凝器中被冷卻介質帶走。有水冷式，空冷式，蒸發(fā)冷卻式三大類；蒸發(fā)器是輸出冷量的設備，制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻物體的熱量，從而達到制取冷量的目的；節(jié)流閥對制冷劑起節(jié)流降壓作用并調節(jié)進入蒸發(fā)器的制冷劑流量；根據熱力學第二定律，壓縮機所消耗的功（電能）起了補償作用，使制冷劑不斷從低溫物體中吸熱，并向高溫物體放熱，從而完整個制冷循環(huán)。

第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering制冷裝置的輔助設備兩級壓縮的中間冷卻器滑油分離器：制冷機組出現"奔油"是指冷凍機油和制冷劑在油分離器中不能正常分離，油隨制冷劑進入制冷系統(tǒng)的一種故障。此故障不但使制冷效果降低，嚴重時使機組不能運行。儲液器：制冷裝置不工作時，制冷劑的儲存。制冷劑量通常為總容積的80%，工作時液位一般在1/3—1/2位置。干燥器：過濾和干燥。防腐、防臟堵而引起冰塞。干燥器再生溫度和時間：140～160℃/3～4小時，不超過200℃回熱器：只用于氟利昂制冷裝置，在回熱器中，來自貯液器的溫度相對較高的液態(tài)制冷劑與來自蒸發(fā)器的溫度相對較低的氣態(tài)制冷劑進行換熱，使液態(tài)制冷劑過冷，防止閃氣，同時使氣態(tài)制冷劑過熱，防止壓縮機液擊。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering制冷劑又稱制冷工質，它是在制冷系統(tǒng)中不斷循環(huán)并通過其本身的狀態(tài)變化以實現制冷的工作物質。制冷劑在蒸發(fā)器內吸收被冷卻介質（水或空氣等）的熱量而汽化，在冷凝器中將熱量傳遞給周圍空氣或水而冷凝。它的性質直接關系到制冷裝置的制冷效果、經濟性、安全性及運行管理，因而對制冷劑性質要求的了解是不容忽視的。制冷劑氨(R717)是目前使用最為廣泛的一種中壓中溫制冷劑。氨的凝固溫度為-77.7℃，標準蒸發(fā)溫度為－33.3℃，在常溫下冷凝壓力一般為1.1～1.3MPa。氨作為制冷劑的優(yōu)點是：易于獲得、價格低廉、壓力適中、單位制冷量大、放熱系數高、幾乎不溶解于油、流動阻力小，泄漏時易發(fā)現。其缺點是：有刺激性臭味、有毒、可以燃燒和爆炸，對銅及銅合金有腐蝕作用。氟利昂－12(Ｒ12):學名二氟二氯甲烷，是一種無色、透明、沒有氣味，幾乎無毒性、不燃燒、不爆炸，很安全的制冷劑。只有在空氣中容積濃度超過80％時才會使人窒息。能與任意比例的潤滑油互溶且能溶解各種有機物，但其吸水性極弱。在小型氟利昂制冷裝置中不設分油器，而裝設干燥器。同時規(guī)定Ｒ12中含水量不得大于0.0025％。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering氟利昂－22(Ｒ22)也是烷烴的鹵代物，學名二氟一氯甲烷，標準蒸發(fā)溫度約為－41℃，凝固溫度約為－160℃，在常溫下冷凝壓力同氨相似，Ｒ22的許多性質與Ｒ12相似，但化學穩(wěn)定性不如Ｒ12，毒性也比Ｒ12稍大。但是，Ｒ22的單位容積制冷量卻比Ｒ12大的多，接近于氨。當要求－40～－70℃的低溫時，利用Ｒ22比Ｒ12適宜，故目前Ｒ22被廣泛應用于－40～－60℃的雙級壓縮或空調制冷系統(tǒng)中四氟乙烷(Ｒ134a):不含氯原子，標準蒸發(fā)溫度約為－26.5℃，凝固溫度約為－160℃，在常溫下冷凝壓力0.771Mpa。氟利昂－12(Ｒ12):學名二氟二氯甲烷，是一種無色、透明、沒有氣味，幾乎無毒性、不燃燒、不爆炸，很安全的制冷劑。只有在空氣中容積濃度超過80％時才會使人窒息。能與任意比例的潤滑油互溶且能溶解各種有機物，但其吸水性極弱。在小型氟利昂制冷裝置中不設分油器，而裝設干燥器。同時規(guī)定Ｒ12中含水量不得大于0.0025％。第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering制冷用途原制冷劑制冷劑替代物家用和樓宇空調系統(tǒng)HCFC－22HFC混合制冷劑大型離心式冷水機組CFC－11CFC－12，R500HCFC－22HCFC－123HFC－134aHFC混合制冷劑低溫冷凍藏機組和冷庫CFC－12R502，HCFC－22NH3

HFC－134aHFC或HCFC混合制冷劑，HCFC－22NH3

低溫冷凍藏機組和冷庫CFC－12R502，HCFC－22NH3

HFC－134aHFC或HCFC混合制冷劑，HCFC－22NH3

冰箱冷柜，汽車空調CFC－12HFC－134aHCS及其混合物制冷劑HCFC混合劑冷劑21世紀綠色環(huán)保制冷劑的趨勢第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering空調系統(tǒng)主要調節(jié)空氣的溫度、相對濕度、清新度，并要控制送風噪聲，即風流速度。簡稱“四度”。冬季夏季室內溫度19-22oC24-28oC室內外溫差6-10oC相對濕度30%-40%40%-50%風速0.35m/s以下新鮮空氣量30-50m3/(h·人)允許噪聲級55-60dB(A)艙外條件(遠洋)-18oC;80%35oC;28oC(濕球)ISO室內22oC27oC；50%室外-20oC30oC；70%2）空調裝置第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering空調系統(tǒng)基本原理：單風管系統(tǒng)：雙風管系統(tǒng)：新風回風新風回風變量調節(jié)變質調節(jié)第五章船舶輔助機械輪機概論IntroductiontoMarineEngineering空調系統(tǒng)基本原理：空調分區(qū)：空調系統(tǒng)工況：夏季：降溫除濕，制冷壓縮機。冬季：加溫加濕，蒸汽。春