船舶動(dòng)力裝置第一章

1、第一章第一章 總論總論 1-1船舶動(dòng)力裝置的含義船舶動(dòng)力裝置的含義(definition)及組成及組成 (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(dòng)機(jī)及為其服務(wù)的設(shè)備和系統(tǒng)。 原動(dòng)機(jī)有：柴油機(jī)（DIESEL）、汽輪機(jī)（STEAM TURBINE）、燃?xì)廨啓C(jī)（GAS TURBINE） 其它設(shè)備如鍋爐、推進(jìn)器、傳動(dòng)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

2、熱 鍋爐。 壓縮空氣 ：用于柴油機(jī)啟動(dòng)、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(dòng)化設(shè)備 1-2船舶動(dòng)力裝置的基本類型和特點(diǎn)船舶動(dòng)力裝置的基本類型和特點(diǎn) 一、柴油機(jī)動(dòng)力裝置 優(yōu)點(diǎn)： 1、較高的經(jīng)濟(jì)性，耗油率低 2、質(zhì)量輕 3、機(jī)動(dòng)性好，操作簡單，起動(dòng)快，正倒車迅速 4、功率范圍大180000千瓦 缺點(diǎn)： 1、單機(jī)功率小 2、噪聲振動(dòng)大 3、壽命短（大修期），高強(qiáng)載機(jī)只有15Kh 二、蒸汽輪機(jī)動(dòng)力裝置 優(yōu)點(diǎn)：

3、1、單機(jī)功率大 2、噪聲振動(dòng)小 3、壽命長，10萬小時(shí)以上 4、可用劣質(zhì)燃料 缺點(diǎn)： 1、尺寸重量大 2、效率低 3、機(jī)動(dòng)性差 三、燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置 優(yōu)點(diǎn)： 1、質(zhì)量尺寸小 2、單機(jī)功率大 3、機(jī)動(dòng)性好 缺點(diǎn)： 1、無反轉(zhuǎn)性能 2、高溫葉片壽命短 3、進(jìn)排氣管大 四四、聯(lián)合動(dòng)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(diǎn)： 1）在保證足夠大功率情況下，動(dòng)力裝 置的尺寸重量??； 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(gè)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

4、時(shí)的經(jīng)濟(jì) 性與戰(zhàn)斗時(shí)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(dòng)力裝置五、核動(dòng)力裝置 v優(yōu)點(diǎn)： v1）功率大，續(xù)航能力高； v 2）不消耗空氣，可水下航行。 v缺點(diǎn)： v1）尺寸重量大，危險(xiǎn)性大 v2）操縱復(fù)雜 v3）造價(jià)高，運(yùn)營費(fèi)用高（燃料價(jià)高）。 1-3船舶動(dòng)力裝置的技術(shù)、船舶動(dòng)力裝置的技術(shù)、 經(jīng)濟(jì)及性能指標(biāo)經(jīng)濟(jì)及性能指標(biāo) 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/h v全速：主機(jī)長時(shí)間用額定轉(zhuǎn)速工作時(shí)達(dá)到的 航速 v經(jīng)濟(jì)航速：每海里耗油最低航速，巡航航速 v最低航速：主機(jī)以最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速工作時(shí)航

5、速 v倒車航速：全速30%40% v技術(shù)指標(biāo)：功率、質(zhì)量、尺寸 v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(yùn)轉(zhuǎn)-維修經(jīng)濟(jì) 性 v性能指標(biāo)：機(jī)動(dòng)性、可靠性、自動(dòng)-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(duì)功率 3/1 3 3/23 DC C D P PP D P w p cep e 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(duì)指標(biāo)： 每千瓦重 每噸重 通常用0.1gy %來表示相對(duì)重量。 Tkg D G g kwkg P G y y e y y / / 3、尺寸指標(biāo)

6、絕對(duì)尺寸：機(jī)艙長、面積、容積 相對(duì)尺寸：相對(duì)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(dòng)力裝置的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 燃油消耗率：整個(gè)動(dòng)力裝置單位推功率每小時(shí)所消耗 燃料量 2、有效效率 3、每海里耗油量 rpceT T e PP hkwkg P B b )/( hkgBkgkJQkwP QbBQ P PHT PHePH T e /, 36003600 2 2 3/23 Kbb C D P P PbB b e W p T Te M 傳動(dòng)傳動(dòng) 三、動(dòng)力裝置性能指標(biāo) 1、機(jī)動(dòng)性：啟動(dòng)時(shí)間、變工況時(shí)間、倒車 時(shí)間 2、可靠性：使用壽命，大修間隔 3、

7、拖曳性 4、振動(dòng)與噪聲 5、自動(dòng)化-遠(yuǎn)程控制 v對(duì)船舶動(dòng)力裝置的要求 v1、機(jī)電設(shè)備安全可靠 v2、提高經(jīng)濟(jì)性 v3、具有一定的續(xù)航力 v4、具有良好的操縱性 v5、主/輔機(jī)選型合理 v6、其它要求 v1）不同工況機(jī)槳配合得當(dāng) v2）主機(jī)的遙控和自動(dòng)化 v3）船舶建筑成本低 v4）尺寸質(zhì)量小 v5）維護(hù)簡單 v6）設(shè)備滿足船舶規(guī)范 第二章船舶軸系與傳動(dòng)第二章船舶軸系與傳動(dòng) 2-1 推進(jìn)裝置形式與特點(diǎn)推進(jìn)裝置形式與特點(diǎn) 一、直接傳動(dòng)型（a，b） 二、齒輪傳動(dòng)（c，d，e，f） 三、可調(diào)螺距槳（h） 四、電力傳動(dòng)（g） 五、噴水推進(jìn) 高速水翼船，主機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵， 泵中噴出的水的反推力推動(dòng) 船舶前進(jìn)。

8、 2-2 船舶軸系 對(duì)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(dòng)損失小 4）良好的抗振性能 5）對(duì)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(dòng)軸：中間軸、推力軸、尾軸 2、傳動(dòng)軸承：中間軸承、推力軸承 3、尾軸管裝置 任務(wù)：傳動(dòng)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、軸系的主要部件三、軸

9、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(fù)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(dòng)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(dòng)負(fù)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、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（

10、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(jì)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(cè)量及計(jì)算 3、進(jìn)行合理的校中計(jì)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(dòng)機(jī)組齒輪傳動(dòng)機(jī)組 一、齒輪傳動(dòng)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

11、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(jí)：垂直異心，水平異心 2、兩級(jí)或多級(jí)：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(dòng)扭矩大 行星齒輪式：體積小，傳動(dòng)扭矩小 四、并車機(jī)組四、并車機(jī)組 v中速機(jī)并車優(yōu)點(diǎn)： v1）尺寸小、重量輕 v2）單機(jī)功率大 v3）巡航或低速時(shí)，可停運(yùn)部分發(fā)動(dòng)機(jī)， 提高經(jīng)濟(jì)性 v4）提高艦艇生命力 v5）提高機(jī)動(dòng)性 v6）有利標(biāo)準(zhǔn)化 v缺點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工難度大 v 2）負(fù)荷分配不均時(shí)會(huì)使主機(jī)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(duì)中要求、減 振。 類型

12、：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(shí)應(yīng)考慮： 1）發(fā)動(dòng)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(dòng)；部分機(jī)組工作；非反轉(zhuǎn) 柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)倒車和雙速傳動(dòng)；微速航行。 六、齒輪傳動(dòng)機(jī)組選型設(shè)計(jì)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=MT Mtmax=K M主 K=1.52.5 2）脫開狀態(tài)： MT =0 M從=0 對(duì)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(dòng)機(jī)功率 21 21 21

13、 PPP PPP PPP 總 總 總 05 . 03 . 09 . 08 . 0 KKK )(05. 1 總總 PKPKP ye PP)5.12.1( 二、供汽裝置 1、用途與組成 用途：加熱、沖洗、驅(qū)動(dòng) 往復(fù)式貨油泵、蒸汽發(fā) 電機(jī)組 組成見圖3-2 2、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(jì)算 先計(jì)算各艙柜及設(shè)備所需蒸汽量（KG/H）， 按運(yùn)行工況確定負(fù)荷系數(shù)，并計(jì)算個(gè)設(shè) 備耗汽量，再計(jì)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

14、騰式缺點(diǎn)：管殼式換熱器容易結(jié)垢 3-2 船舶管系船舶管系 類型：動(dòng)力管系（燃油管系、滑油管系、冷卻管系、 壓縮空氣管系、發(fā)動(dòng)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(duì)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、中央冷卻式 現(xiàn)今大部分采用中央冷卻式，開