船機(jī)槳工況配合特性

1、 一、船、機(jī)、架三者的能量關(guān)系一、船、機(jī)、架三者的能量關(guān)系 61 船、機(jī)、槳的基本概念船、機(jī)、槳的基本概念 船舶主機(jī)、螺旋槳和船體三者是一個(gè)能量的平衡系統(tǒng)。主機(jī)船舶主機(jī)、螺旋槳和船體三者是一個(gè)能量的平衡系統(tǒng)。主機(jī) 是能量的發(fā)生器，螺旋槳為能量的轉(zhuǎn)換器，后者將主機(jī)發(fā)出的旋是能量的發(fā)生器，螺旋槳為能量的轉(zhuǎn)換器，后者將主機(jī)發(fā)出的旋 轉(zhuǎn)能（扭矩）轉(zhuǎn)換為推進(jìn)能（推力）使船體運(yùn)動(dòng)。船體為能量的轉(zhuǎn)能（扭矩）轉(zhuǎn)換為推進(jìn)能（推力）使船體運(yùn)動(dòng)。船體為能量的 需求者，螺旋槳的推進(jìn)能用于克服船體的運(yùn)動(dòng)阻力。需求者，螺旋槳的推進(jìn)能用于克服船體的運(yùn)動(dòng)阻力。 機(jī)艙環(huán)境影響機(jī)艙環(huán)境影響 柴油主機(jī)柴油主機(jī) 船、槳對(duì)柴油機(jī)的影響

2、船、槳對(duì)柴油機(jī)的影響 供油量供油量 軸系及軸系及 傳動(dòng)設(shè)備傳動(dòng)設(shè)備 螺旋槳螺旋槳 槳對(duì)船影響槳對(duì)船影響 船對(duì)槳影響船對(duì)槳影響 螺旋槳螺旋槳 海況、載況對(duì)海況、載況對(duì) 船舶航行的影響船舶航行的影響 船速船速 二、特性、配合與工況二、特性、配合與工況 1、特性、特性 1）船體的特性）船體的特性 可用阻力可用阻力航速或有效功率航速或有效功率航航 速特性曲線(xiàn)來(lái)描述；速特性曲線(xiàn)來(lái)描述； 2）主機(jī)的特性）主機(jī)的特性 可用轉(zhuǎn)矩可用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速或有效功率轉(zhuǎn)速或有效功率轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 速特性曲線(xiàn)來(lái)描述；速特性曲線(xiàn)來(lái)描述； 3）螺旋槳的特性）螺旋槳的特性 可用螺旋槳轉(zhuǎn)矩可用螺旋槳轉(zhuǎn)矩螺距比和進(jìn)速螺距比和進(jìn)速 系數(shù)的關(guān)系；螺旋槳

3、推力系數(shù)的關(guān)系；螺旋槳推力螺距比和進(jìn)速系數(shù)的關(guān)螺距比和進(jìn)速系數(shù)的關(guān) 系特性曲線(xiàn)來(lái)描述。系特性曲線(xiàn)來(lái)描述。 所謂特性曲線(xiàn)，就是把船、機(jī)、槳三者隨轉(zhuǎn)速變化所謂特性曲線(xiàn)，就是把船、機(jī)、槳三者隨轉(zhuǎn)速變化 的一些技術(shù)、經(jīng)濟(jì)參數(shù)，分別或集中地用圖表示出來(lái)，的一些技術(shù)、經(jīng)濟(jì)參數(shù)，分別或集中地用圖表示出來(lái)， 以了解它們的變化特點(diǎn)、配合關(guān)系和工作范圍等。以了解它們的變化特點(diǎn)、配合關(guān)系和工作范圍等。 2、配合點(diǎn)、配合點(diǎn) 船、機(jī)、槳三者的合理配合，可使能量得到最佳船、機(jī)、槳三者的合理配合，可使能量得到最佳 的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換的理論基礎(chǔ)就是能量守恒與轉(zhuǎn)換定律，的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換的理論基礎(chǔ)就是能量守恒與轉(zhuǎn)換定律， 即船、機(jī)、槳系統(tǒng)

4、的相互平衡，這種平衡表現(xiàn)在兩個(gè)即船、機(jī)、槳系統(tǒng)的相互平衡，這種平衡表現(xiàn)在兩個(gè) 方面；運(yùn)動(dòng)的平衡關(guān)系和動(dòng)力的平衡關(guān)系。這些關(guān)系方面；運(yùn)動(dòng)的平衡關(guān)系和動(dòng)力的平衡關(guān)系。這些關(guān)系 由它們?nèi)吒髯缘奶匦运鶝Q定。由它們?nèi)吒髯缘奶匦运鶝Q定。 在某一工況下，船、機(jī)、槳三者的能量均相等的在某一工況下，船、機(jī)、槳三者的能量均相等的 點(diǎn)稱(chēng)為點(diǎn)稱(chēng)為“配合點(diǎn)配合點(diǎn)”，也叫，也叫“平衡點(diǎn)平衡點(diǎn)”。 在設(shè)計(jì)狀態(tài)下的配合點(diǎn)叫在設(shè)計(jì)狀態(tài)下的配合點(diǎn)叫“設(shè)計(jì)配合點(diǎn)設(shè)計(jì)配合點(diǎn)”， “設(shè)設(shè) 計(jì)配合點(diǎn)計(jì)配合點(diǎn)”通常是最佳配合點(diǎn)。通常是最佳配合點(diǎn)。 所謂最佳配合點(diǎn)就是船、機(jī)、槳三者的能力都合所謂最佳配合點(diǎn)就是船、機(jī)、槳三者的能力都合 理

5、、協(xié)調(diào)、充分發(fā)揮的工作配合點(diǎn)。理、協(xié)調(diào)、充分發(fā)揮的工作配合點(diǎn)。 3、工況、工況 1）設(shè)計(jì)工況）設(shè)計(jì)工況 船、機(jī)、槳三者的能量在設(shè)計(jì)狀態(tài)點(diǎn)達(dá)到平衡。船、機(jī)、槳三者的能量在設(shè)計(jì)狀態(tài)點(diǎn)達(dá)到平衡。 2）變工況）變工況 由于船、機(jī)、槳的工作條件總是在不斷變化，因由于船、機(jī)、槳的工作條件總是在不斷變化，因 此，船舶在實(shí)際運(yùn)行中常常偏離設(shè)計(jì)工況點(diǎn)，稱(chēng)為變此，船舶在實(shí)際運(yùn)行中常常偏離設(shè)計(jì)工況點(diǎn)，稱(chēng)為變 工況。影響工況的因素主要有以下幾個(gè)：工況。影響工況的因素主要有以下幾個(gè)： （1）阻力的變化）阻力的變化 如遇風(fēng)浪、潮水、裝載量變化等；如遇風(fēng)浪、潮水、裝載量變化等； （2）操縱的變化）操縱的變化 如加速、減速、

6、轉(zhuǎn)彎、倒車(chē)等；如加速、減速、轉(zhuǎn)彎、倒車(chē)等； （3）船、機(jī)、槳自身性能的變化）船、機(jī)、槳自身性能的變化 如主機(jī)變舊、船舶污如主機(jī)變舊、船舶污 底、螺旋槳表面損壞等。底、螺旋槳表面損壞等。 上述變化將影響船、機(jī)、槳的配合，因此在設(shè)計(jì)、上述變化將影響船、機(jī)、槳的配合，因此在設(shè)計(jì)、 管理時(shí)必須充分考慮。管理時(shí)必須充分考慮。 一、船舶航行阻力特性一、船舶航行阻力特性 62 船、機(jī)、槳的基本特性船、機(jī)、槳的基本特性 船體阻力是航速的函數(shù)，即：船體阻力是航速的函數(shù)，即： 式中：式中：R 船體的阻力；船體的阻力； AR 系數(shù)；系數(shù)； PE 船體有效馬力；船體有效馬力； VS 航速；航速； m 指數(shù)。指數(shù)。 m

7、 SR VAR 一般排水量船舶一般排水量船舶M2，這個(gè)近似關(guān)系可以通過(guò)模型或?qū)嵈囼?yàn)求得。，這個(gè)近似關(guān)系可以通過(guò)模型或?qū)嵈囼?yàn)求得。 SE VRP 系數(shù)系數(shù)AR與船體線(xiàn)型，與航行情況（裝載、拖帶、污底）等有關(guān)。與船體線(xiàn)型，與航行情況（裝載、拖帶、污底）等有關(guān)。 各各 種種 工工 況況 下下 的的 阻阻 力力 曲曲 線(xiàn)線(xiàn) 二 柴油機(jī)的基本特性 概述概述 柴油機(jī)由于用途和使用柴油機(jī)由于用途和使用 條件不同，它在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中條件不同，它在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中 的工作狀況的變化可分成以的工作狀況的變化可分成以 下三類(lèi)：下三類(lèi)： （1）帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的柴油機(jī)）帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的柴油機(jī) 轉(zhuǎn)速恒定，沿轉(zhuǎn)速恒定，沿蘭線(xiàn)蘭線(xiàn)工作；工

8、作； （2）帶動(dòng)螺旋槳的柴油機(jī)）帶動(dòng)螺旋槳的柴油機(jī) 轉(zhuǎn)速和扭矩之間有規(guī)律關(guān)系，轉(zhuǎn)速和扭矩之間有規(guī)律關(guān)系， 沿綠線(xiàn)工作；沿綠線(xiàn)工作； （3）車(chē)用柴油機(jī)）車(chē)用柴油機(jī)，轉(zhuǎn)速和，轉(zhuǎn)速和 扭矩之間沒(méi)有一定的關(guān)系，扭矩之間沒(méi)有一定的關(guān)系， 轉(zhuǎn)速取決于車(chē)速，扭矩取轉(zhuǎn)速取決于車(chē)速，扭矩取 決于裝載量和路面阻力。決于裝載量和路面阻力。 在陰影面內(nèi)工作。在陰影面內(nèi)工作。 Ne nmaxnminn 對(duì)一給定的柴油機(jī)來(lái)講，對(duì)一給定的柴油機(jī)來(lái)講， Vs、i、 為已知常數(shù)。為已知常數(shù)。因此，因此， Ne是隨是隨 pe、 n而變而變 的函數(shù)：的函數(shù)： Ne= f（pe 、n ） 式中式中: n 曲軸每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)曲軸每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)

9、 r/min； Pe 平均有效壓力平均有效壓力 Pa； 沖程系數(shù)，四中程沖程系數(shù)，四中程 = 1/2，二沖程，二沖程 =1； i 氣缸數(shù)；氣缸數(shù)； V s 氣缸工作容積氣缸工作容積 m3 。 60 N e e inVP s 1、柴油機(jī)的輸出功率、柴油機(jī)的輸出功率 （w） 2、 柴油機(jī)輸出矩扭柴油機(jī)輸出矩扭Me與與PD之間的關(guān)系為：之間的關(guān)系為： 式中：式中： Me柴油機(jī)的輸出矩扭。柴油機(jī)的輸出矩扭。 n N 55. 9M e e （N-m） 3、柴油機(jī)運(yùn)行規(guī)律與參數(shù)之間的關(guān)系：、柴油機(jī)運(yùn)行規(guī)律與參數(shù)之間的關(guān)系： 1）n變，變， pe 不變。不變。（即每一個(gè)工作循環(huán)的（即每一個(gè)工作循環(huán)的噴油量噴

10、油量不變）不變） 2）n變，變， pe也變。也變。 3）n不變，不變， pe 變。變。 4、柴油機(jī)特性概念：、柴油機(jī)特性概念： 柴油機(jī)工作參數(shù)（柴油機(jī)工作參數(shù)（ Ni， Ne，i，e，gi， ge，Me等）和變量等）和變量Pe、n 之間的函數(shù)關(guān)系為稱(chēng)之間的函數(shù)關(guān)系為稱(chēng)柴油機(jī)的特性柴油機(jī)的特性。 5、柴油機(jī)特性分類(lèi)：、柴油機(jī)特性分類(lèi)： 柴油機(jī)工作參數(shù)（柴油機(jī)工作參數(shù)（ Ni， Ne，i，e，gi， ge，Me等）隨轉(zhuǎn)速等）隨轉(zhuǎn)速 n和隨平均和隨平均 有效壓力有效壓力Pe而變化的規(guī)律分別叫做柴油機(jī)的而變化的規(guī)律分別叫做柴油機(jī)的速度特性、負(fù)荷特性、調(diào)速特性、速度特性、負(fù)荷特性、調(diào)速特性、 推進(jìn)特性、

11、萬(wàn)有特性、減額功率輸出特性、限制特性等。推進(jìn)特性、萬(wàn)有特性、減額功率輸出特性、限制特性等。 1） 速度特性速度特性（外特性）外特性） n 變，變， pe不變，由不變，由Ne = f（pe 、n ）知）知 : Ne n ; Me = f ( pe ) = 常數(shù)。常數(shù)。 Ne = Me n/9 . 55 = f ( n ) 即即 Ne 與與 n成直線(xiàn)關(guān)系成直線(xiàn)關(guān)系,如下圖所示如下圖所示. 實(shí)際上有如下因素影響：實(shí)際上有如下因素影響： （1）每循環(huán)進(jìn)氣量與）每循環(huán)進(jìn)氣量與n 有關(guān)；有關(guān)； 2）熱態(tài)狀與）熱態(tài)狀與n 有關(guān)；有關(guān)； （3）指示效率的變化；）指示效率的變化； （ 4）每循環(huán)噴油量也與）每循

12、環(huán)噴油量也與n 有關(guān)。有關(guān)。 因此因此 pe 是變化是變化的。的。 外特性的定義外特性的定義 在速度特性線(xiàn)中，把柴油機(jī)在噴油量（即在速度特性線(xiàn)中，把柴油機(jī)在噴油量（即 pe）不變時(shí)，在各種轉(zhuǎn)速）不變時(shí)，在各種轉(zhuǎn)速 n下下 的最大做功能力稱(chēng)為的最大做功能力稱(chēng)為柴油機(jī)的外特性柴油機(jī)的外特性。 1）最大功率特性）最大功率特性 柴油機(jī)熱負(fù)荷很高，一般作為船用主機(jī)的最大功率柴油機(jī)熱負(fù)荷很高，一般作為船用主機(jī)的最大功率 或超額功率，持續(xù)使用時(shí)間不應(yīng)超過(guò)（也不小于）或超額功率，持續(xù)使用時(shí)間不應(yīng)超過(guò)（也不小于）1小時(shí)。小時(shí)。線(xiàn)線(xiàn)pe1。 4）最底負(fù)荷特性）最底負(fù)荷特性 最小噴油量最小噴油量, 以維持以維持 柴

13、油機(jī)怠速。線(xiàn)柴油機(jī)怠速。線(xiàn)pe6。 5）最高轉(zhuǎn)速限制線(xiàn)）最高轉(zhuǎn)速限制線(xiàn) nmax=1.03nH 6）最底轉(zhuǎn)速限制線(xiàn)）最底轉(zhuǎn)速限制線(xiàn) 柴油機(jī)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。柴油機(jī)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。 nmin。 7）額定轉(zhuǎn)速）額定轉(zhuǎn)速nH。 柴油機(jī)的工作范圍：柴油機(jī)的工作范圍： 在在abcda所所 圍面積中。圍面積中。 nmax nH nmin a b c d MCR 2）額定功率特性）額定功率特性 柴油機(jī)熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷好，一般作為船用主機(jī)的柴油機(jī)熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷好，一般作為船用主機(jī)的 常用功率，可長(zhǎng)期持續(xù)使用。常用功率，可長(zhǎng)期持續(xù)使用。線(xiàn)線(xiàn)pe2。 3）部分功率特性）部分功率特性 指供油量固定在小于額定功率（如指供

14、油量固定在小于額定功率（如90、75、50等）等） 供油量的各個(gè)速度特性。供油量的各個(gè)速度特性。 線(xiàn)線(xiàn) pe3pe5，船舶在實(shí)際運(yùn)行，船舶在實(shí)際運(yùn)行 中常用這類(lèi)曲線(xiàn)。中常用這類(lèi)曲線(xiàn)。 2） 調(diào)速特性調(diào)速特性 在調(diào)速器作用下柴油機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩與其轉(zhuǎn)速的關(guān)系叫做柴油在調(diào)速器作用下柴油機(jī)的功率、轉(zhuǎn)矩與其轉(zhuǎn)速的關(guān)系叫做柴油 機(jī)的調(diào)速特性機(jī)的調(diào)速特性 柴油機(jī)帶螺旋槳，必須有全制式調(diào)速器。柴油機(jī)帶螺旋槳，必須有全制式調(diào)速器。 當(dāng)調(diào)速器的彈簧處在不同位置時(shí)，有調(diào)速特性曲線(xiàn)當(dāng)調(diào)速器的彈簧處在不同位置時(shí)，有調(diào)速特性曲線(xiàn)1、2、3、4、等。、等。 h1、h2、h3是柴油機(jī)在不同供油量時(shí)的外特性線(xiàn)。是柴油機(jī)在不同供

15、油量時(shí)的外特性線(xiàn)。 、為不同工況的推進(jìn)線(xiàn)。、為不同工況的推進(jìn)線(xiàn)。 3） 負(fù)荷特性負(fù)荷特性 在某一固定不變的轉(zhuǎn)速下，柴油機(jī)的性能參數(shù)隨負(fù)荷在某一固定不變的轉(zhuǎn)速下，柴油機(jī)的性能參數(shù)隨負(fù)荷pe變化的規(guī)律。變化的規(guī)律。 4）推進(jìn)特性）推進(jìn)特性 A、定距螺旋槳推進(jìn)特性、定距螺旋槳推進(jìn)特性 螺旋槳推進(jìn)特性反映其推力螺旋槳推進(jìn)特性反映其推力T、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩M、（推力系數(shù)、（推力系數(shù)KT和扭矩系數(shù)和扭矩系數(shù)KQ） 以及敞水效率以及敞水效率0隨進(jìn)速系數(shù)隨進(jìn)速系數(shù)J（船速，轉(zhuǎn)速）的變化關(guān)系。（船速，轉(zhuǎn)速）的變化關(guān)系。 3 pp p p 2 pQ 2 pT Q T p p p 52 p Q 42 p T p p nC

16、 60 n2 QP nCQ nCT K K 2 J n2M VT Dn Q K Dn T K Dn V J 率：可得螺旋槳需要主機(jī)功 可得： pQp 5 QQ 4 TT p p Q T p p nC1047.0C DKC DKC P K K Q T D n V J ； ； 螺旋槳需要主機(jī)功率； 螺旋槳敞水效率； 螺旋槳扭矩系數(shù)； 螺旋槳推力系數(shù)； 螺旋槳扭矩； 螺旋槳推力； 水密度； 螺旋槳直徑； 螺旋槳轉(zhuǎn)速； 螺旋槳進(jìn)速； 螺旋槳進(jìn)速系數(shù)； 定螺矩螺旋槳的水動(dòng)力特性定螺矩螺旋槳的水動(dòng)力特性 不同不同 J J 時(shí)的推進(jìn)特性時(shí)的推進(jìn)特性 np PpJ1 J3 J2 J1J2J3 np1 3 pp

17、p nCP B、柴油機(jī)推進(jìn)特性、柴油機(jī)推進(jìn)特性 根據(jù)主機(jī)的額定功率和額定轉(zhuǎn)速計(jì)算出各種轉(zhuǎn)速下的功率值，其根據(jù)主機(jī)的額定功率和額定轉(zhuǎn)速計(jì)算出各種轉(zhuǎn)速下的功率值，其 相對(duì)百分?jǐn)?shù)變化值見(jiàn)下表相對(duì)百分?jǐn)?shù)變化值見(jiàn)下表 ）（ %n ）（ %P 63 25 79.5 50 91 75 96.5 85 100 100 103 110 當(dāng)當(dāng) n103nH時(shí)，柴油機(jī)的功率就已達(dá)到額定功率的時(shí)，柴油機(jī)的功率就已達(dá)到額定功率的110。 柴油機(jī)作為船舶主機(jī)帶螺旋槳并柴油機(jī)作為船舶主機(jī)帶螺旋槳并按按 P= Kn3 的規(guī)律變化的關(guān)系稱(chēng)的規(guī)律變化的關(guān)系稱(chēng) 為為柴油機(jī)的推進(jìn)特性。柴油機(jī)的推進(jìn)特性。 推進(jìn)特性的實(shí)際意義：推進(jìn)特性

18、的實(shí)際意義： （1）根據(jù)柴油機(jī)的工作能力合理地設(shè)計(jì)、選用螺旋槳；）根據(jù)柴油機(jī)的工作能力合理地設(shè)計(jì)、選用螺旋槳； （2）確定使用中功率與轉(zhuǎn)速的配合點(diǎn)；）確定使用中功率與轉(zhuǎn)速的配合點(diǎn)； （3）確定推）確定推(拖拖)船舶在各種工況下的負(fù)荷；船舶在各種工況下的負(fù)荷； （4）用以確定船舶的經(jīng)濟(jì)航速。）用以確定船舶的經(jīng)濟(jì)航速。 船用柴油機(jī)推進(jìn)特性船用柴油機(jī)推進(jìn)特性 船用船用柴油機(jī)特性曲線(xiàn)綜合圖（柴油機(jī)特性曲線(xiàn)綜合圖（1） 螺旋槳設(shè)螺旋槳設(shè) 計(jì)點(diǎn)功率計(jì)點(diǎn)功率 通常螺旋槳設(shè)計(jì)點(diǎn)通常螺旋槳設(shè)計(jì)點(diǎn) 功率外特性功率外特性 部分功率外特性部分功率外特性 船用船用柴油機(jī)特性曲線(xiàn)綜合圖（柴油機(jī)特性曲線(xiàn)綜合圖（2） 螺旋槳

19、設(shè)螺旋槳設(shè) 計(jì)點(diǎn)功率計(jì)點(diǎn)功率 通常螺旋槳設(shè)計(jì)點(diǎn) 功率外特性 部分功率外特性 5、航速與螺旋槳轉(zhuǎn)速和功率的轉(zhuǎn)換關(guān)系、航速與螺旋槳轉(zhuǎn)速和功率的轉(zhuǎn)換關(guān)系 在研究船、機(jī)、槳工況配合時(shí)，必須將它們?nèi)叩奶匦詤?shù)置于同一在研究船、機(jī)、槳工況配合時(shí)，必須將它們?nèi)叩奶匦詤?shù)置于同一 坐標(biāo)里，才坐標(biāo)里，才便于分析。便于分析。 2 pT m SR nCTVAR 2 m Sp VKn 2 m S 2 1 T R p V C A n）（ 對(duì)于一般排水量船舶對(duì)于一般排水量船舶 m = 2 Sp VKn 但在前述的分析中，船的阻力特但在前述的分析中，船的阻力特 性是用其隨性是用其隨航速航速的變化關(guān)系來(lái)表示的，的變化關(guān)系

20、來(lái)表示的， 螺旋槳及主機(jī)的特性則是用其主要技螺旋槳及主機(jī)的特性則是用其主要技 術(shù)參數(shù)隨術(shù)參數(shù)隨轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系來(lái)表示的。的變化關(guān)系來(lái)表示的。 因此，必須了解航速與轉(zhuǎn)速之間的相因此，必須了解航速與轉(zhuǎn)速之間的相 互關(guān)系，建立兩者能夠相互轉(zhuǎn)換的關(guān)互關(guān)系，建立兩者能夠相互轉(zhuǎn)換的關(guān) 系式。系式。 船舶在穩(wěn)定工況下正常航行時(shí)，船舶在穩(wěn)定工況下正常航行時(shí)， 螺旋槳所產(chǎn)生的有效推力和船舶航行螺旋槳所產(chǎn)生的有效推力和船舶航行 阻力是相等的，故有：阻力是相等的，故有： PE PS n1 n1 n2 n2 n3 n3 n1n2n3 船舶航行特性曲線(xiàn)船舶航行特性曲線(xiàn) V 6-3 船、機(jī)、槳的能量轉(zhuǎn)換與配合性質(zhì) 一一

21、 、 推進(jìn)裝置機(jī)械能的傳遞過(guò)程推進(jìn)裝置機(jī)械能的傳遞過(guò)程 BHP、主機(jī)輸出有效功率； DHP、螺旋槳收到功率； EHP、螺旋槳發(fā)出功率 二、二、 推進(jìn)裝置功率轉(zhuǎn)換計(jì)算推進(jìn)裝置功率轉(zhuǎn)換計(jì)算 （1） 額定功率額定功率Pe（BHP） （2） 螺旋槳收到功率螺旋槳收到功率PD（DHP） 在規(guī)定環(huán)境條件和額定轉(zhuǎn)速下，主機(jī)輸出端輸出的持續(xù)有效功率。在規(guī)定環(huán)境條件和額定轉(zhuǎn)速下，主機(jī)輸出端輸出的持續(xù)有效功率。 BeD PP B 軸系總效率 （3） 螺旋槳發(fā)出功率螺旋槳發(fā)出功率PT（THP） HR0DDDT PPP D推進(jìn)效率；0 螺旋槳敞水效率；R 相對(duì)旋轉(zhuǎn)效率；H 船身效率。 HR0D （4） 船體有效功率船

22、體有效功率PE（EHP） SSE RVP VS 船體航速； RS 船體阻力。 （5） TE PP 三、三、 機(jī)、槳的配合性質(zhì)機(jī)、槳的配合性質(zhì) 1柴油機(jī)的允許使用柴油機(jī)的允許使用 范圍（限制特性）范圍（限制特性） 通常由下列限制特性線(xiàn)構(gòu)成：通常由下列限制特性線(xiàn)構(gòu)成： 最大負(fù)荷限制持性線(xiàn)，最大負(fù)荷限制持性線(xiàn)， 23456； 最低負(fù)荷限制特性線(xiàn)，最低負(fù)荷限制特性線(xiàn)， 17； 最高轉(zhuǎn)送限制持性線(xiàn)，最高轉(zhuǎn)送限制持性線(xiàn)， 76； 最低轉(zhuǎn)速限制特性線(xiàn)，最低轉(zhuǎn)速限制特性線(xiàn)， 12。 柴油機(jī)的工作范圍由以上柴油機(jī)的工作范圍由以上 四條限制特性線(xiàn)所限定，實(shí)際四條限制特性線(xiàn)所限定，實(shí)際 運(yùn)行中，其工作點(diǎn)一般不超出運(yùn)

23、行中，其工作點(diǎn)一般不超出 此范圍。此范圍。 注意：并不意味柴油機(jī)注意：并不意味柴油機(jī) 可在其范圍內(nèi)任意工作，還可在其范圍內(nèi)任意工作，還 與螺旋槳推進(jìn)特性有關(guān)。與螺旋槳推進(jìn)特性有關(guān)。 2柴油機(jī)工作區(qū)域的劃分柴油機(jī)工作區(qū)域的劃分 柴油機(jī)帶槳工作特性柴油機(jī)帶槳工作特性 1、區(qū)為柴油機(jī)帶區(qū)為柴油機(jī)帶 槳工作安全區(qū)，可持槳工作安全區(qū)，可持 續(xù)使用續(xù)使用 。 2、區(qū)為柴油機(jī)帶區(qū)為柴油機(jī)帶 槳短時(shí)工作區(qū)，熱負(fù)槳短時(shí)工作區(qū)，熱負(fù) 荷較重。荷較重。 3、區(qū)為柴油機(jī)帶區(qū)為柴油機(jī)帶 槳超轉(zhuǎn)速工作區(qū)，一槳超轉(zhuǎn)速工作區(qū)，一 般在新船試航時(shí)短時(shí)般在新船試航時(shí)短時(shí) 使用，以后很少使用。使用，以后很少使用。 3螺旋槳設(shè)計(jì)負(fù)荷

24、點(diǎn)的確定（柴油機(jī)功率儲(chǔ)備）螺旋槳設(shè)計(jì)負(fù)荷點(diǎn)的確定（柴油機(jī)功率儲(chǔ)備） 有三種儲(chǔ)備方式；有三種儲(chǔ)備方式； （1）柴油機(jī)功率儲(chǔ)備；）柴油機(jī)功率儲(chǔ)備； （2）柴油機(jī)轉(zhuǎn)速儲(chǔ)備；）柴油機(jī)轉(zhuǎn)速儲(chǔ)備； （3）船體阻力儲(chǔ)備。）船體阻力儲(chǔ)備。 柴油機(jī)功率儲(chǔ)備概念柴油機(jī)功率儲(chǔ)備概念 F點(diǎn)、功率儲(chǔ)備點(diǎn)、功率儲(chǔ)備 設(shè)計(jì)負(fù)荷點(diǎn)。設(shè)計(jì)負(fù)荷點(diǎn)。 C點(diǎn)、轉(zhuǎn)速儲(chǔ)備點(diǎn)、轉(zhuǎn)速儲(chǔ)備 設(shè)計(jì)負(fù)荷點(diǎn)。設(shè)計(jì)負(fù)荷點(diǎn)。 也可使用也可使用D或或B 點(diǎn)。點(diǎn)。 若使用若使用D點(diǎn)那點(diǎn)那 么螺旋槳推進(jìn)特性么螺旋槳推進(jìn)特性 曲線(xiàn)可能會(huì)與功率曲線(xiàn)可能會(huì)與功率 儲(chǔ)備螺旋槳推進(jìn)特儲(chǔ)備螺旋槳推進(jìn)特 性曲線(xiàn)重合。性曲線(xiàn)重合。 P額定功率；額定功率； n額定轉(zhuǎn)速。額定轉(zhuǎn)

25、速。 3螺旋槳設(shè)計(jì)負(fù)荷點(diǎn)的確定（柴油機(jī)功率儲(chǔ)備）螺旋槳設(shè)計(jì)負(fù)荷點(diǎn)的確定（柴油機(jī)功率儲(chǔ)備） 4螺旋槳剩余功率概念及范圍螺旋槳剩余功率概念及范圍 1 1）、剩余功）、剩余功率的概念率的概念 柴油機(jī)在以某一柴油機(jī)在以某一轉(zhuǎn)速帶螺旋槳工作時(shí)，除發(fā)出帶螺旋槳所需要的功率之轉(zhuǎn)速帶螺旋槳工作時(shí)，除發(fā)出帶螺旋槳所需要的功率之 外，潛在的尚能發(fā)出的功率外，潛在的尚能發(fā)出的功率稱(chēng)稱(chēng)為為剩余剩余功率。（簡(jiǎn)功率。（簡(jiǎn)稱(chēng)余稱(chēng)余功）功） 2 2）、剩余功）、剩余功率的表達(dá)率的表達(dá)式式 （1 1） 轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為n時(shí)的時(shí)的余功余功 N = NN = Ne e- N- Np p= N= NeH eH(n/nH)- N (n/n

26、H)- NeH eH(n/n (n/nH H) )3 3 （2 2） 最大余功的最大余功的表達(dá)表達(dá)式及此時(shí)的式及此時(shí)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 令：令： N = NN = NeH eH(n/n (n/nH H)- N)- NeH eH(n/n (n/nH H) )3 3 = 0 = 0 （對(duì)轉(zhuǎn)速（對(duì)轉(zhuǎn)速n n求導(dǎo)）求導(dǎo)） 得到得到 ： N NeH eH - 3N - 3NeH eH(n/n (n/nH H) )2 2 = 0 3(n/n = 0 3(n/nH H) )2 2 = 1 = 1 n/n n/nH H = =1/31/3 n = n = 0.5770.577n nH H （最大余功時(shí)的（最大余功時(shí)的

27、轉(zhuǎn)速）轉(zhuǎn)速） N Nmax max = N = NeH eH( (0.577 0.577n nH H/n/nH H)- N)- NeH eH = N = NeH eH(0.577-0.192) (0.577-0.192) = = 0.385 0.385 N NeH eH （最大余功（最大余功） 剩余功率圖剩余功率圖 一一 、單機(jī)單槳配合（、單機(jī)單槳配合（功率轉(zhuǎn)速（航速）坐標(biāo)系） 6-4 典型推進(jìn)裝置的穩(wěn)態(tài)特性與配合 “機(jī)配槳機(jī)配槳”船體阻力不變。船體阻力不變。 此時(shí)機(jī)槳配合在此時(shí)機(jī)槳配合在B點(diǎn)點(diǎn)。 當(dāng)要加速時(shí)，只要加當(dāng)要加速時(shí)，只要加 大柴油機(jī)的油門(mén)，增加柴大柴油機(jī)的油門(mén)，增加柴 油機(jī)的轉(zhuǎn)速，

28、即可實(shí)現(xiàn)。油機(jī)的轉(zhuǎn)速，即可實(shí)現(xiàn)。 此時(shí)的工作點(diǎn)由此時(shí)的工作點(diǎn)由B變?yōu)樽優(yōu)锳。 當(dāng)要減速時(shí)，只要減當(dāng)要減速時(shí)，只要減 小柴油機(jī)的油門(mén)，減低柴小柴油機(jī)的油門(mén)，減低柴 油機(jī)的轉(zhuǎn)速，即可實(shí)現(xiàn)。油機(jī)的轉(zhuǎn)速，即可實(shí)現(xiàn)。 此時(shí)的工作點(diǎn)由此時(shí)的工作點(diǎn)由B變?yōu)樽優(yōu)镃。 一一 、單機(jī)單槳配合（、單機(jī)單槳配合（功率轉(zhuǎn)速（航速）坐標(biāo)系） 6-4 典型推進(jìn)裝置的穩(wěn)態(tài)特性與配合 “槳配槳配機(jī)機(jī)”船體阻力變化船體阻力變化 此時(shí)機(jī)槳配合在此時(shí)機(jī)槳配合在B點(diǎn)點(diǎn)。 （1）當(dāng)船舶阻力增加，船速減慢，螺旋槳特性線(xiàn)將變陡，）當(dāng)船舶阻力增加，船速減慢，螺旋槳特性線(xiàn)將變陡，線(xiàn)線(xiàn)。機(jī)、槳配。機(jī)、槳配 合點(diǎn)由合點(diǎn)由 B 變?yōu)樽優(yōu)?C，主機(jī)的功

29、率和轉(zhuǎn)速同時(shí)下降。即，所謂，主機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速同時(shí)下降。即，所謂重槳重槳。 在調(diào)速器的作用下，在調(diào)速器的作用下， 油門(mén)將加油門(mén)將加 大，主機(jī)由部分負(fù)荷大，主機(jī)由部分負(fù)荷線(xiàn)線(xiàn) 2 轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)為線(xiàn)線(xiàn) 1 工作，最后在工作，最后在 C 點(diǎn) 點(diǎn)配合。此時(shí)的配合。此時(shí)的 工作點(diǎn)為功率提高了，工作點(diǎn)為功率提高了， 轉(zhuǎn)速仍為額轉(zhuǎn)速仍為額 定轉(zhuǎn)速。定轉(zhuǎn)速。 （2）當(dāng)船舶阻力減小，船速變快，）當(dāng)船舶阻力減小，船速變快， 螺旋槳特性線(xiàn)將變平緩，螺旋槳特性線(xiàn)將變平緩，線(xiàn)線(xiàn)。機(jī)、槳。機(jī)、槳 配合點(diǎn)由配合點(diǎn)由 B 變?yōu)樽優(yōu)?A，主機(jī)的功率和轉(zhuǎn)，主機(jī)的功率和轉(zhuǎn) 速同時(shí)增加。即，所謂速同時(shí)增加。即，所謂輕槳輕槳。 在調(diào)速器的作用

30、下，在調(diào)速器的作用下， 油門(mén)將減小，油門(mén)將減小， 主機(jī)由部分負(fù)荷主機(jī)由部分負(fù)荷線(xiàn)線(xiàn) 2 轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)為線(xiàn)線(xiàn) 3工作，工作， 最后在最后在 A 點(diǎn) 點(diǎn)配合。此時(shí)的工作點(diǎn)為配合。此時(shí)的工作點(diǎn)為 功率降低了，功率降低了， 轉(zhuǎn)速仍為額定轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速仍為額定轉(zhuǎn)速。 二二 、多機(jī)單槳配合（、多機(jī)單槳配合（功率轉(zhuǎn)速（航速）坐標(biāo)系） 6-4 典型推進(jìn)裝置的穩(wěn)態(tài)特性與配合 A 點(diǎn)點(diǎn)是兩臺(tái)主機(jī)聯(lián)合工作時(shí)是兩臺(tái)主機(jī)聯(lián)合工作時(shí) 與槳相配合的標(biāo)定工作點(diǎn)。與槳相配合的標(biāo)定工作點(diǎn)。 B 點(diǎn)點(diǎn)為一臺(tái)機(jī)在為一臺(tái)機(jī)在額定負(fù)荷額定負(fù)荷時(shí)與時(shí)與 螺旋槳推進(jìn)曲線(xiàn)的配合點(diǎn)，此時(shí)主螺旋槳推進(jìn)曲線(xiàn)的配合點(diǎn)，此時(shí)主 機(jī)轉(zhuǎn)速是機(jī)轉(zhuǎn)速是nB，小于額定轉(zhuǎn)速

31、。小于額定轉(zhuǎn)速。 當(dāng)船舶在推進(jìn)當(dāng)船舶在推進(jìn)曲線(xiàn)曲線(xiàn)的的 A B 線(xiàn)段線(xiàn)段內(nèi)工作時(shí)，必須兩臺(tái)機(jī)并聯(lián)內(nèi)工作時(shí)，必須兩臺(tái)機(jī)并聯(lián) 運(yùn)行。運(yùn)行。 當(dāng)轉(zhuǎn)速（船速）降低至當(dāng)轉(zhuǎn)速（船速）降低至 B 點(diǎn)點(diǎn) 以下時(shí)，既可開(kāi)其中一臺(tái)機(jī)工作，以下時(shí)，既可開(kāi)其中一臺(tái)機(jī)工作， 以以減少剩余功率減少剩余功率，提高效率。，提高效率。 二二 、多機(jī)單槳配合（、多機(jī)單槳配合（功率轉(zhuǎn)速（航速）坐標(biāo)系） 6-4 典型推進(jìn)裝置的穩(wěn)態(tài)特性與配合 A點(diǎn)點(diǎn)為四臺(tái)主機(jī)聯(lián)合工作時(shí)為四臺(tái)主機(jī)聯(lián)合工作時(shí) 與螺旋槳推進(jìn)曲線(xiàn)在標(biāo)定工況時(shí)與螺旋槳推進(jìn)曲線(xiàn)在標(biāo)定工況時(shí) 的配合點(diǎn)，的配合點(diǎn)，B、C、D點(diǎn)點(diǎn)分別為開(kāi)分別為開(kāi) 3 臺(tái)、臺(tái)、2 臺(tái)和臺(tái)和1臺(tái)主機(jī)臺(tái)主

32、機(jī)工作時(shí)的組工作時(shí)的組 合外特性與推進(jìn)曲線(xiàn)的交點(diǎn)。合外特性與推進(jìn)曲線(xiàn)的交點(diǎn)。 隨著轉(zhuǎn)速的降低，螺旋槳所隨著轉(zhuǎn)速的降低，螺旋槳所 吸收的功率將更為減少，當(dāng)轉(zhuǎn)速吸收的功率將更為減少，當(dāng)轉(zhuǎn)速 降至降至50n（D點(diǎn)）點(diǎn)）時(shí)，時(shí)， 螺旋槳螺旋槳 只吸收了只吸收了10P左右。左右。 故在這種故在這種 轉(zhuǎn)速條件下，只開(kāi)一臺(tái)主機(jī)時(shí)其轉(zhuǎn)速條件下，只開(kāi)一臺(tái)主機(jī)時(shí)其 負(fù)荷利用率就較高，耗油率也相負(fù)荷利用率就較高，耗油率也相 應(yīng)較低。應(yīng)較低。 三三 、多機(jī)多槳配合（、多機(jī)多槳配合（功率轉(zhuǎn)速（航速）坐標(biāo)系） 6-4 典型推進(jìn)裝置的穩(wěn)態(tài)特性與配合 曲線(xiàn)曲線(xiàn)為單槳工作推進(jìn)特性；為單槳工作推進(jìn)特性； 曲線(xiàn)曲線(xiàn)為兩槳同時(shí)工作時(shí)

33、的單槳推進(jìn)特性；為兩槳同時(shí)工作時(shí)的單槳推進(jìn)特性； P1為一臺(tái)主機(jī)的標(biāo)定外部特性線(xiàn)；為一臺(tái)主機(jī)的標(biāo)定外部特性線(xiàn)； Ph為一臺(tái)主機(jī)的部分持性線(xiàn)；為一臺(tái)主機(jī)的部分持性線(xiàn)； MCR為標(biāo)定工作點(diǎn)。為標(biāo)定工作點(diǎn)。 （1）在）在曲線(xiàn)曲線(xiàn)上上B點(diǎn)點(diǎn)以下的轉(zhuǎn)速范圍，既以下的轉(zhuǎn)速范圍，既 可以可以單槳工作單槳工作也可以用也可以用雙槳同時(shí)工作雙槳同時(shí)工作。 單槳工作時(shí)推進(jìn)單槳工作時(shí)推進(jìn)曲線(xiàn)曲線(xiàn)與主機(jī)外特性線(xiàn)與主機(jī)外特性線(xiàn) P1將在將在B點(diǎn)點(diǎn)相交，主機(jī)功率相交，主機(jī)功率PB與轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速nB均遠(yuǎn)小均遠(yuǎn)小 于標(biāo)定值。于標(biāo)定值。 雙槳工作時(shí)如果在轉(zhuǎn)速雙槳工作時(shí)如果在轉(zhuǎn)速nB條件下按推進(jìn)條件下按推進(jìn) 曲線(xiàn)曲線(xiàn)運(yùn)行，則推進(jìn)運(yùn)行

34、，則推進(jìn)曲線(xiàn)曲線(xiàn)與主機(jī)部分外特性線(xiàn)與主機(jī)部分外特性線(xiàn) Ph將在將在B點(diǎn)點(diǎn)相交，分?jǐn)傇诿總€(gè)槳上的功率相交，分?jǐn)傇诿總€(gè)槳上的功率PB約約 為為1/2PB。在這種情況，逐漸增加發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，。在這種情況，逐漸增加發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷， 航速就相應(yīng)增加，直到額定負(fù)荷航速就相應(yīng)增加，直到額定負(fù)荷A點(diǎn)。點(diǎn)。 nd為發(fā)動(dòng)機(jī)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，如果只開(kāi)一為發(fā)動(dòng)機(jī)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，如果只開(kāi)一 臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，那就只能在轉(zhuǎn)速臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，那就只能在轉(zhuǎn)速nd至至nB范圍內(nèi)工作，范圍內(nèi)工作， 而同時(shí)開(kāi)兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)就可在而同時(shí)開(kāi)兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)就可在nd至至neB的全部轉(zhuǎn)速的全部轉(zhuǎn)速 的范圍里工作。的范圍里工作。 雙機(jī)雙槳配合雙機(jī)雙槳配合 三三 、多

35、機(jī)多槳配合（、多機(jī)多槳配合（功率轉(zhuǎn)速（航速）坐標(biāo)系） 6-4 典型推進(jìn)裝置的穩(wěn)態(tài)特性與配合 三機(jī)三槳配合三機(jī)三槳配合 1D、2D、3D曲線(xiàn)曲線(xiàn)為一臺(tái)、為一臺(tái)、 兩臺(tái)、三臺(tái)機(jī)合成的等兩臺(tái)、三臺(tái)機(jī)合成的等 扭矩線(xiàn)。扭矩線(xiàn)。 A曲線(xiàn)曲線(xiàn)為全船使用一只為全船使用一只 槳單獨(dú)工作時(shí)的螺旋槳推進(jìn)槳單獨(dú)工作時(shí)的螺旋槳推進(jìn) 特性線(xiàn)；特性線(xiàn)； B曲線(xiàn)曲線(xiàn)為全船使用雙槳為全船使用雙槳 工作時(shí)的每一只槳的推進(jìn)特工作時(shí)的每一只槳的推進(jìn)特 性線(xiàn)；性線(xiàn)； C曲線(xiàn)曲線(xiàn)為三槳共同工作下，為三槳共同工作下， 每一只槳的推進(jìn)特性線(xiàn)。每一只槳的推進(jìn)特性線(xiàn)。 A曲線(xiàn)曲線(xiàn)是船體總阻力加是船體總阻力加 上兩只拖槳阻力的合成推進(jìn)上兩只拖槳

36、阻力的合成推進(jìn) 特性線(xiàn)；特性線(xiàn)； B曲線(xiàn)曲線(xiàn)是是1/2船體總阻力船體總阻力 加上一只槳的加上一只槳的1/2拖阻力的合拖阻力的合 成推進(jìn)特性線(xiàn)；成推進(jìn)特性線(xiàn)； 四四 、單機(jī)單槳特殊傳動(dòng)配合（、單機(jī)單槳特殊傳動(dòng)配合（功率轉(zhuǎn)速（航速）坐標(biāo)系） 6-4 典型推進(jìn)裝置的穩(wěn)態(tài)特性與配合 雙速齒輪箱的特性與配合雙速齒輪箱的特性與配合 曲線(xiàn)曲線(xiàn)為滿(mǎn)載推進(jìn)特性線(xiàn)；為滿(mǎn)載推進(jìn)特性線(xiàn)； 曲線(xiàn)曲線(xiàn)為空載推進(jìn)特性線(xiàn)；為空載推進(jìn)特性線(xiàn)； 線(xiàn)線(xiàn)1和和線(xiàn)線(xiàn)2為等轉(zhuǎn)速持性線(xiàn)；為等轉(zhuǎn)速持性線(xiàn)； A為設(shè)計(jì)工況點(diǎn)。為設(shè)計(jì)工況點(diǎn)。 空載時(shí)空載時(shí)曲線(xiàn)曲線(xiàn)與主機(jī)的等轉(zhuǎn)與主機(jī)的等轉(zhuǎn) 速速線(xiàn)線(xiàn)2交于交于B點(diǎn)點(diǎn)。盡管在平衡點(diǎn)。盡管在平衡點(diǎn)B 處

37、的航速已提高至處的航速已提高至VB，但因受主，但因受主 機(jī)極限轉(zhuǎn)速的限制，轉(zhuǎn)速不可能機(jī)極限轉(zhuǎn)速的限制，轉(zhuǎn)速不可能 再增加，而這時(shí)所消耗的扭矩反再增加，而這時(shí)所消耗的扭矩反 而減小了，故有潛在功率而減小了，故有潛在功率A未能未能 發(fā)揮出來(lái)，這時(shí)如將雙速齒輪箱發(fā)揮出來(lái)，這時(shí)如將雙速齒輪箱 換至快速檔，將槳的轉(zhuǎn)速提高到換至快速檔，將槳的轉(zhuǎn)速提高到 np2 ， 就可將就可將A發(fā)揮出來(lái)，并可發(fā)揮出來(lái)，并可 使船速由使船速由 VA 提高到提高到 VC，從而得，從而得 到到定經(jīng)濟(jì)效益。定經(jīng)濟(jì)效益。 五五 、單機(jī)雙槳特殊配合（、單機(jī)雙槳特殊配合（功率轉(zhuǎn)速（航速）坐標(biāo)系） 6-4 典型推進(jìn)裝置的穩(wěn)態(tài)特性與配合

38、線(xiàn)線(xiàn) 1為主機(jī)額定功率外特性；為主機(jī)額定功率外特性； 線(xiàn)線(xiàn) 2 為主機(jī)部分外特性；為主機(jī)部分外特性； 線(xiàn)線(xiàn)為單槳推進(jìn)特性曲線(xiàn)；為單槳推進(jìn)特性曲線(xiàn)； 線(xiàn)線(xiàn)為雙槳組合的推進(jìn)特性曲線(xiàn)；為雙槳組合的推進(jìn)特性曲線(xiàn)； A 點(diǎn)點(diǎn)為雙槳工作時(shí)設(shè)計(jì)工況下的配合點(diǎn)；為雙槳工作時(shí)設(shè)計(jì)工況下的配合點(diǎn)； B 點(diǎn)點(diǎn)為在額定工況下兩槳同時(shí)工作時(shí)單槳為在額定工況下兩槳同時(shí)工作時(shí)單槳 的推進(jìn)曲線(xiàn)與主機(jī)部分特性線(xiàn)的配合點(diǎn)。的推進(jìn)曲線(xiàn)與主機(jī)部分特性線(xiàn)的配合點(diǎn)。 單槳工作時(shí)只能與主機(jī)的部分特性線(xiàn)單槳工作時(shí)只能與主機(jī)的部分特性線(xiàn) 2 匹配。匹配。 由于在單槳航行時(shí)船的航速降低，進(jìn)速由于在單槳航行時(shí)船的航速降低，進(jìn)速 系數(shù)系數(shù) J 減小

39、，加之還要捎耗一部分減小，加之還要捎耗一部分拖槳拖槳功率功率 和因單槳工作時(shí)所產(chǎn)生的偏舵阻力，故其實(shí)和因單槳工作時(shí)所產(chǎn)生的偏舵阻力，故其實(shí) 際推進(jìn)曲線(xiàn)將變陡為際推進(jìn)曲線(xiàn)將變陡為曲線(xiàn)曲線(xiàn) 1 ，它與部分特性，它與部分特性 線(xiàn)線(xiàn) 2 配合于配合于 C 點(diǎn)點(diǎn)。 C 點(diǎn)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速nC將小于將小于nH。 另外，一只槳工作時(shí)，主機(jī)的負(fù)荷也偏另外，一只槳工作時(shí)，主機(jī)的負(fù)荷也偏 離額定負(fù)荷較遠(yuǎn)，耗油率較高，故非必要情離額定負(fù)荷較遠(yuǎn)，耗油率較高，故非必要情 況，一般航行時(shí)均不如此操縱。況，一般航行時(shí)均不如此操縱。 六六 、單機(jī)經(jīng)液力偶合器帶槳的特性與配合、單機(jī)經(jīng)液力偶合器帶槳的特性與配合（功率轉(zhuǎn)速（航速）坐

40、標(biāo)系） 6-4 典型推進(jìn)裝置的穩(wěn)態(tài)特性與配合 曲線(xiàn)曲線(xiàn)15表示耦合器特性線(xiàn)；表示耦合器特性線(xiàn)； 曲線(xiàn)曲線(xiàn)a、b、c、d是各種不同是各種不同J下的推進(jìn)特性曲線(xiàn)；下的推進(jìn)特性曲線(xiàn)； R、S、T則分別表示持續(xù)功率、超額功率和部分特性所對(duì)應(yīng)的等轉(zhuǎn)矩線(xiàn)；則分別表示持續(xù)功率、超額功率和部分特性所對(duì)應(yīng)的等轉(zhuǎn)矩線(xiàn)； A為在標(biāo)定工況下的配合點(diǎn)。為在標(biāo)定工況下的配合點(diǎn)。 當(dāng)螺旋槳負(fù)荷增加時(shí)，轉(zhuǎn)當(dāng)螺旋槳負(fù)荷增加時(shí)，轉(zhuǎn) 速會(huì)降低，推進(jìn)曲線(xiàn)變陡（速會(huì)降低，推進(jìn)曲線(xiàn)變陡（曲曲 線(xiàn)線(xiàn)c）。）。 主機(jī)油門(mén)會(huì)加大主機(jī)油門(mén)會(huì)加大 并并 使使 1、S、c在在C點(diǎn)點(diǎn)相交，相交， 柴油柴油 機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行。如果事先已將機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行。如果

41、事先已將 油泵齒條限位，則主機(jī)的扭矩油泵齒條限位，則主機(jī)的扭矩 就被限制在就被限制在 R線(xiàn)線(xiàn)上，三者就會(huì)上，三者就會(huì) 在在D點(diǎn)點(diǎn)相交。相交。 當(dāng)螺旋槳負(fù)荷減小時(shí)，轉(zhuǎn)當(dāng)螺旋槳負(fù)荷減小時(shí)，轉(zhuǎn) 速會(huì)升高，速會(huì)升高， 推進(jìn)推進(jìn) 曲線(xiàn)曲線(xiàn) 變平緩變平緩 （曲線(xiàn)曲線(xiàn)b），），曲線(xiàn)曲線(xiàn) 1、b、T 交交 于于 B點(diǎn)點(diǎn)，這是因?yàn)橹鳈C(jī)輸出負(fù)，這是因?yàn)橹鳈C(jī)輸出負(fù) 荷未變，使荷未變，使轉(zhuǎn)速分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)速分?jǐn)?shù)相應(yīng)提高。相應(yīng)提高。 六六 、單機(jī)經(jīng)液力偶合器帶槳的特性與配合、單機(jī)經(jīng)液力偶合器帶槳的特性與配合（功率轉(zhuǎn)速（航速）坐標(biāo)系） 在平衡在平衡點(diǎn)點(diǎn)A處減小主機(jī)油門(mén)，處減小主機(jī)油門(mén)， 使主機(jī)轉(zhuǎn)矩線(xiàn)為使主機(jī)轉(zhuǎn)矩線(xiàn)為T(mén)時(shí)，主時(shí)，主

42、 機(jī)轉(zhuǎn)速機(jī)轉(zhuǎn)速n1也隨之下降，也隨之下降，a、T、 2 交于交于H點(diǎn)點(diǎn)，這時(shí)螺旋槳所吸，這時(shí)螺旋槳所吸 收的功率和轉(zhuǎn)速也都下降了。收的功率和轉(zhuǎn)速也都下降了。 曲線(xiàn)曲線(xiàn) d 表示在系泊狀表示在系泊狀 態(tài)態(tài) （ 即航速等于零即航速等于零 ）時(shí)槳的推）時(shí)槳的推 進(jìn)曲線(xiàn)，這時(shí)進(jìn)曲線(xiàn)，這時(shí)R、d 二線(xiàn)將在二線(xiàn)將在 F點(diǎn)點(diǎn)相交，主機(jī)轉(zhuǎn)速變?yōu)橄嘟?，主機(jī)轉(zhuǎn)速變?yōu)?0.64nH。 當(dāng)螺旋槳負(fù)荷進(jìn)一當(dāng)螺旋槳負(fù)荷進(jìn)一 步增加，步增加， 直到螺旋槳被直到螺旋槳被 卡住卡住 不能轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。由于液力偶合器不能轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。由于液力偶合器 所具有的性能，發(fā)動(dòng)機(jī)仍能轉(zhuǎn)動(dòng)，所具有的性能，發(fā)動(dòng)機(jī)仍能轉(zhuǎn)動(dòng)， 但其轉(zhuǎn)速降為但其轉(zhuǎn)速降為0.3

43、6nH（如（如 曲線(xiàn)曲線(xiàn) 5 所示），并且能使螺旋所示），并且能使螺旋 槳保持在標(biāo)定轉(zhuǎn)矩工作。這個(gè)槳保持在標(biāo)定轉(zhuǎn)矩工作。這個(gè) 特性對(duì)破冰船和挖泥船是很有特性對(duì)破冰船和挖泥船是很有 好處的。好處的。 6-5 船、機(jī)、槳在變工況時(shí)的配合 1、非設(shè)計(jì)、非設(shè)計(jì)工況工況配合特性分析與討論配合特性分析與討論 1）螺旋槳沿著重載）螺旋槳沿著重載工況推進(jìn)工況推進(jìn)特性線(xiàn)特性線(xiàn)3B曲線(xiàn)曲線(xiàn)工作時(shí)，工作時(shí)，受受主機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的限主機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的限 制，只能沿著額定制，只能沿著額定負(fù)荷負(fù)荷特性線(xiàn)特性線(xiàn)2BA曲線(xiàn)工作，曲線(xiàn)工作，機(jī)、機(jī)、槳配合槳配合工作點(diǎn)為工作點(diǎn)為B B。 （1 1）螺旋槳離開(kāi)）螺旋槳離開(kāi)設(shè)計(jì)條件，效率降低

44、。設(shè)計(jì)條件，效率降低。 （2）主機(jī)轉(zhuǎn)速被迫下降，雖然發(fā)出額定轉(zhuǎn)矩，但功率未達(dá)到額定值，效率）主機(jī)轉(zhuǎn)速被迫下降，雖然發(fā)出額定轉(zhuǎn)矩，但功率未達(dá)到額定值，效率 降低（降低（ge上升）。上升）。 （3） 船船速降低。速降低。 （4）結(jié)果是）結(jié)果是推進(jìn)裝置推進(jìn)裝置 的功的功率不能全部利用，經(jīng)率不能全部利用，經(jīng) 濟(jì)性降低，航速減慢。濟(jì)性降低，航速減慢。 2）螺旋槳沿著輕載）螺旋槳沿著輕載工況工況 推進(jìn)推進(jìn)特性線(xiàn)特性線(xiàn)4C曲線(xiàn)曲線(xiàn)工作時(shí)，工作時(shí)，受受 主機(jī)額定轉(zhuǎn)速的限制，主機(jī)額定轉(zhuǎn)速的限制， 機(jī)、機(jī)、槳槳 配合配合工作點(diǎn)工作點(diǎn)只能平衡于只能平衡于C點(diǎn)點(diǎn)。 （1 1）螺旋槳離開(kāi)）螺旋槳離開(kāi)設(shè)計(jì)條件，設(shè)計(jì)條件，

45、 效率降低。效率降低。 （2）主機(jī)）主機(jī)受受額定轉(zhuǎn)速的限制，額定轉(zhuǎn)速的限制， 只能按部分負(fù)荷特性線(xiàn)只能按部分負(fù)荷特性線(xiàn)5C曲線(xiàn)工曲線(xiàn)工 作，雖然轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值，但發(fā)作，雖然轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值，但發(fā) 不出額定功率。不出額定功率。 6-5 船、機(jī)、槳在變工況時(shí)的配合 （3）航速稍有升高，因?yàn)椋┖剿偕杂猩?，因?yàn)镴2J0 ,并且并且ncnH。 （4）結(jié)果是機(jī)、）結(jié)果是機(jī)、槳性能下槳性能下降，主機(jī)降，主機(jī)的功的功率未能全部被利用，率未能全部被利用，推進(jìn)裝置的推進(jìn)裝置的經(jīng)經(jīng) 濟(jì)性降低，航速稍有升高。濟(jì)性降低，航速稍有升高。 3）在非設(shè)計(jì)）在非設(shè)計(jì)工況下，工況下，主機(jī)額定功率未能全部被利用的原因是：當(dāng)輕載主機(jī)

46、額定功率未能全部被利用的原因是：當(dāng)輕載工工 況時(shí)，受況時(shí)，受主機(jī)額定轉(zhuǎn)速的限制，轉(zhuǎn)矩未達(dá)到額定值；當(dāng)重載主機(jī)額定轉(zhuǎn)速的限制，轉(zhuǎn)矩未達(dá)到額定值；當(dāng)重載工況時(shí)，受工況時(shí)，受主機(jī)額主機(jī)額 定轉(zhuǎn)矩的限制，主機(jī)轉(zhuǎn)速未達(dá)到額定值。定轉(zhuǎn)矩的限制，主機(jī)轉(zhuǎn)速未達(dá)到額定值。 4）結(jié)論）結(jié)論 （1 1）單機(jī)、單槳傳動(dòng)推）單機(jī)、單槳傳動(dòng)推 進(jìn)裝置只有一個(gè)最佳配合工作進(jìn)裝置只有一個(gè)最佳配合工作 點(diǎn)，（設(shè)計(jì)工作點(diǎn)點(diǎn)，（設(shè)計(jì)工作點(diǎn) A A）。）。 （2 2）在非設(shè)計(jì)工作點(diǎn)工作）在非設(shè)計(jì)工作點(diǎn)工作 時(shí)，時(shí)， 推進(jìn)裝置功率不能全部推進(jìn)裝置功率不能全部 利用，綜合效率下降，利用，綜合效率下降， 經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì) 性變壞。性變壞。 （3

47、3）因此，）因此， 這種推進(jìn)裝這種推進(jìn)裝 置對(duì)工況和載荷多變的置對(duì)工況和載荷多變的 船舶船舶 不太適應(yīng)，不太適應(yīng)， 而對(duì)工況穩(wěn)定的而對(duì)工況穩(wěn)定的 （如海洋和沿海運(yùn)輸）船舶，（如海洋和沿海運(yùn)輸）船舶， 則能發(fā)揮其優(yōu)越性。則能發(fā)揮其優(yōu)越性。 一一 、系泊工況、系泊工況（功率轉(zhuǎn)速（航速）坐標(biāo)系） 6-5 船、機(jī)、槳在變工況時(shí)的配合 機(jī)、槳在船舶系岸機(jī)、槳在船舶系岸(不運(yùn)動(dòng)不運(yùn)動(dòng))的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，稱(chēng)為系泊工況。的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)的工況，稱(chēng)為系泊工況。 此時(shí)此時(shí)V0、J0。在船舶起航的初期，即螺旋槳已開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，但船還沒(méi)有移。在船舶起航的初期，即螺旋槳已開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，但船還沒(méi)有移 動(dòng)時(shí)的工況，也與系泊工況相似。

48、動(dòng)時(shí)的工況，也與系泊工況相似。 曲線(xiàn)曲線(xiàn)為螺旋槳設(shè)計(jì)狀態(tài)的推為螺旋槳設(shè)計(jì)狀態(tài)的推 進(jìn)持性曲線(xiàn)；進(jìn)持性曲線(xiàn)； 曲線(xiàn)曲線(xiàn)是系泊時(shí)槳的推進(jìn)特性是系泊時(shí)槳的推進(jìn)特性 曲線(xiàn)；曲線(xiàn)； 線(xiàn)線(xiàn)OA為主機(jī)標(biāo)定外特性線(xiàn)；為主機(jī)標(biāo)定外特性線(xiàn)； A為標(biāo)定設(shè)計(jì)工況的機(jī)、槳配為標(biāo)定設(shè)計(jì)工況的機(jī)、槳配 合點(diǎn)；合點(diǎn)； B為系泊工況的配合點(diǎn)。為系泊工況的配合點(diǎn)。 可見(jiàn)，在系泊工況時(shí)，配合點(diǎn)可見(jiàn)，在系泊工況時(shí)，配合點(diǎn) B處的功率處的功率PB比標(biāo)定值比標(biāo)定值Peb小很多，小很多， 其轉(zhuǎn)速也比標(biāo)定值低，通常其轉(zhuǎn)速也比標(biāo)定值低，通常 nB（0.800.85）neb，并且發(fā)生，并且發(fā)生 在在OA左側(cè)的短時(shí)工作區(qū)域，故在左側(cè)的短時(shí)工作區(qū)域

49、，故在做做 系泊試驗(yàn)時(shí)，不能把主機(jī)轉(zhuǎn)速開(kāi)到系泊試驗(yàn)時(shí)，不能把主機(jī)轉(zhuǎn)速開(kāi)到 標(biāo)定值。標(biāo)定值。 二、過(guò)渡工況二、過(guò)渡工況（功率轉(zhuǎn)速（航速）坐標(biāo)系） 6-5 船、機(jī)、槳在變工況時(shí)的配合 1起航與加速工況起航與加速工況 船在起航之初，猶如系泊工況，槳的推進(jìn)曲線(xiàn)較陡，油門(mén)不宜開(kāi)得過(guò)大。船在起航之初，猶如系泊工況，槳的推進(jìn)曲線(xiàn)較陡，油門(mén)不宜開(kāi)得過(guò)大。 曲線(xiàn)曲線(xiàn)為螺旋槳在某一等速航行工況時(shí)的推進(jìn)特性曲線(xiàn)，欲使船舶加速，就為螺旋槳在某一等速航行工況時(shí)的推進(jìn)特性曲線(xiàn)，欲使船舶加速，就 必須開(kāi)大主機(jī)油門(mén)。假定以主機(jī)外持件必須開(kāi)大主機(jī)油門(mén)。假定以主機(jī)外持件曲線(xiàn)曲線(xiàn)1的的a點(diǎn)點(diǎn)為起始點(diǎn)、當(dāng)主機(jī)供油量增加為起始點(diǎn)、當(dāng)主

50、機(jī)供油量增加 后，主機(jī)的外特性線(xiàn)就從后，主機(jī)的外特性線(xiàn)就從1變?yōu)樽優(yōu)?，主機(jī)與槳的轉(zhuǎn)速，主機(jī)與槳的轉(zhuǎn)速n也相應(yīng)增高，而在此瞬間，也相應(yīng)增高，而在此瞬間， 船速卻因其慣性作用尚未增加，推進(jìn)曲線(xiàn)變船速卻因其慣性作用尚未增加，推進(jìn)曲線(xiàn)變 陡成陡成線(xiàn)線(xiàn)，配合點(diǎn)由，配合點(diǎn)由a沿沿線(xiàn)線(xiàn)變?yōu)樽優(yōu)閍。在。在a 點(diǎn)時(shí)主機(jī)功率供大干求，導(dǎo)致工作點(diǎn)沿點(diǎn)時(shí)主機(jī)功率供大干求，導(dǎo)致工作點(diǎn)沿線(xiàn)線(xiàn)2 到達(dá)到達(dá)b點(diǎn)點(diǎn)才穩(wěn)定下來(lái)，這樣槳的推力增加、才穩(wěn)定下來(lái)，這樣槳的推力增加、 船速提高。船速提高。 可見(jiàn)，加速過(guò)程中柴油機(jī)工作點(diǎn)的變可見(jiàn)，加速過(guò)程中柴油機(jī)工作點(diǎn)的變 化不是沿化不是沿線(xiàn)線(xiàn)上的上的ab變化，而是沿變化，而是沿a ab

51、6變化。變化。 如果把如果把a(bǔ)到到b的加速過(guò)程分為許多小段進(jìn)的加速過(guò)程分為許多小段進(jìn) 行，即把原先一次增加的噴油量分為多個(gè)分行，即把原先一次增加的噴油量分為多個(gè)分 量進(jìn)行，則每小段就成為一個(gè)小加速過(guò)程。量進(jìn)行，則每小段就成為一個(gè)小加速過(guò)程。 階段分得愈細(xì)，加速過(guò)程的工作點(diǎn)的變化路階段分得愈細(xì)，加速過(guò)程的工作點(diǎn)的變化路 線(xiàn)就越接近于線(xiàn)就越接近于ab線(xiàn)。線(xiàn)。 二、過(guò)渡工況二、過(guò)渡工況（功率轉(zhuǎn)速（航速）坐標(biāo)系） 6-5 船、機(jī)、槳在變工況時(shí)的配合 2減速工況減速工況 與加速比較，減速情況則反與加速比較，減速情況則反 過(guò)來(lái)，當(dāng)主機(jī)減油后，主機(jī)的外過(guò)來(lái)，當(dāng)主機(jī)減油后，主機(jī)的外 特性線(xiàn)就會(huì)從特性線(xiàn)就會(huì)從

52、2 變?yōu)樽優(yōu)?1 ，這時(shí)轉(zhuǎn)，這時(shí)轉(zhuǎn) 速速 n 就下降，而船速就下降，而船速V卻暫時(shí)末卻暫時(shí)末 變，故變，故 J 值增大，在值增大，在 b 點(diǎn)減速時(shí)點(diǎn)減速時(shí) 的推進(jìn)的推進(jìn)曲線(xiàn)曲線(xiàn)將低于將低于線(xiàn)線(xiàn)，配合，配合 點(diǎn)也將從點(diǎn)也將從 b 轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向 b ，因求大于供，因求大于供， 再沿曲線(xiàn)再沿曲線(xiàn) 1 回到回到 a 點(diǎn)。點(diǎn)。 曲線(xiàn)曲線(xiàn)為螺旋槳在某一等速航行工況時(shí)的推進(jìn)特性曲線(xiàn)；為螺旋槳在某一等速航行工況時(shí)的推進(jìn)特性曲線(xiàn)； 曲線(xiàn)曲線(xiàn)為減速后的螺旋槳推進(jìn)特性曲線(xiàn)；為減速后的螺旋槳推進(jìn)特性曲線(xiàn)； 曲線(xiàn)曲線(xiàn)1、2 為主機(jī)的外特性線(xiàn)；為主機(jī)的外特性線(xiàn)； B點(diǎn)點(diǎn) 為船機(jī)槳配合點(diǎn)。為船機(jī)槳配合點(diǎn)。 三、三、 起航和加速

53、時(shí)螺旋槳的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和航速隨時(shí)間變化的情況起航和加速時(shí)螺旋槳的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和航速隨時(shí)間變化的情況 實(shí)踐證明：迅速起航和急劇加速，將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷過(guò)重實(shí)踐證明：迅速起航和急劇加速，將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷過(guò)重 過(guò)高。除緊急情況外，不宜采用這種做法，特別當(dāng)柴油機(jī)的溫度還很低，尚未過(guò)高。除緊急情況外，不宜采用這種做法，特別當(dāng)柴油機(jī)的溫度還很低，尚未 達(dá)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)溫度時(shí)，更不宜采用。起航時(shí)，慢慢提高螺旋槳的轉(zhuǎn)速，使航速達(dá)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)溫度時(shí)，更不宜采用。起航時(shí)，慢慢提高螺旋槳的轉(zhuǎn)速，使航速 較緩和地提高，對(duì)柴油機(jī)的磨損和負(fù)荷都有利，虛線(xiàn)所爾即為這種操作情況。較緩和地提高，對(duì)柴油機(jī)的磨損和

54、負(fù)荷都有利，虛線(xiàn)所爾即為這種操作情況。 6-5 船、機(jī)、槳在變工況時(shí)的配合 述引：述引： 在分析在分析定矩槳定矩槳推進(jìn)裝置的工況配合特性后可知：推進(jìn)裝置的工況配合特性后可知： 1 1）當(dāng)船舶在的穩(wěn)定設(shè)計(jì)滿(mǎn)載工況下航行時(shí)，主機(jī)能發(fā)出全部）當(dāng)船舶在的穩(wěn)定設(shè)計(jì)滿(mǎn)載工況下航行時(shí)，主機(jī)能發(fā)出全部 功率功率額定扭矩額定扭矩( (M MeH eH ) )和額定轉(zhuǎn)速（ 和額定轉(zhuǎn)速（n nH H），船舶則達(dá)到額定（），船舶則達(dá)到額定（設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)） 航速航速； 2 2）當(dāng)船舶轉(zhuǎn)入輕載工況下航行時(shí)，主機(jī)不能發(fā)出額定扭矩）當(dāng)船舶轉(zhuǎn)入輕載工況下航行時(shí)，主機(jī)不能發(fā)出額定扭矩 ( (M MeH eH ) )是受額定轉(zhuǎn)速（ 是

55、受額定轉(zhuǎn)速（n nH H）的限制，）的限制， 因此因此發(fā)不出額定功率。發(fā)不出額定功率。 3 3）當(dāng)船舶轉(zhuǎn)入重載工況下航行時(shí)，主機(jī)受額定扭矩）當(dāng)船舶轉(zhuǎn)入重載工況下航行時(shí)，主機(jī)受額定扭矩( (M MeH eH ) )的限 的限 制，達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速（制，達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速（n nH H），也發(fā)不出額定功率。），也發(fā)不出額定功率。 66 66 可調(diào)槳推進(jìn)裝置工況配合特性可調(diào)槳推進(jìn)裝置工況配合特性 定矩槳推進(jìn)裝置在船舶偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，不能發(fā)揮主機(jī)的全部功定矩槳推進(jìn)裝置在船舶偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，不能發(fā)揮主機(jī)的全部功 率。其原因從螺旋槳原理來(lái)分析則是工況變化時(shí)，螺旋槳的水流有效率。其原因從螺旋槳原理來(lái)分析則是工況變

56、化時(shí)，螺旋槳的水流有效 沖角沖角k k發(fā)生了變化，使螺旋槳上的水動(dòng)力扭矩發(fā)生了變化，使螺旋槳上的水動(dòng)力扭矩M M與柴油機(jī)的額定扭矩與柴油機(jī)的額定扭矩 ( (M MeH eH ) )不平衡。如果能通過(guò)調(diào)整螺矩大小，保證 不平衡。如果能通過(guò)調(diào)整螺矩大小，保證k k大小不變，則可保證大小不變，則可保證 M=MM=MeH eH ，于是就出現(xiàn)了可調(diào)螺矩螺旋槳，較好地解決了上述問(wèn)題。 ，于是就出現(xiàn)了可調(diào)螺矩螺旋槳，較好地解決了上述問(wèn)題。 在相同的進(jìn)速系數(shù)在相同的進(jìn)速系數(shù)J下，調(diào)距槳的轉(zhuǎn)矩和推力不僅隨轉(zhuǎn)速而變，同時(shí)也下，調(diào)距槳的轉(zhuǎn)矩和推力不僅隨轉(zhuǎn)速而變，同時(shí)也 隨著螺距比的改變而變化。隨著螺距比的改變而變化

57、。 由此可見(jiàn)，由此可見(jiàn)， 在阻力因素不變的情況下，螺距越在阻力因素不變的情況下，螺距越 大，大， 扭矩也越大。扭矩也越大。 因而可以因而可以通過(guò)調(diào)整螺距比來(lái)控制螺旋槳轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和推通過(guò)調(diào)整螺距比來(lái)控制螺旋槳轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和推 力之間的關(guān)系，力之間的關(guān)系，以適應(yīng)各種船舶工況變化的需要。以適應(yīng)各種船舶工況變化的需要。 調(diào)距槳的推力合扭矩特性圖調(diào)距槳的推力合扭矩特性圖 n1 p1 66 66 可調(diào)槳推進(jìn)裝置工況配合特性可調(diào)槳推進(jìn)裝置工況配合特性 52 Q Q Dn K 42 T T Dn K 1、調(diào)距槳敞水特性、調(diào)距槳敞水特性 因此，它的工作曲因此，它的工作曲 線(xiàn)為線(xiàn)簇。這樣，在相線(xiàn)為線(xiàn)簇。這樣，在相

58、同的進(jìn)速系數(shù)同的進(jìn)速系數(shù) J 下，有下，有 無(wú)數(shù)個(gè)推力系數(shù)無(wú)數(shù)個(gè)推力系數(shù) KT 和和 扭矩系數(shù)扭矩系數(shù) KQ 與之對(duì)應(yīng)。與之對(duì)應(yīng)。 調(diào)距槳是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)距槳是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng) 槳葉來(lái)改變螺距，從而槳葉來(lái)改變螺距，從而 改變其推進(jìn)特性。調(diào)距改變其推進(jìn)特性。調(diào)距 槳在原理上可視為一系槳在原理上可視為一系 列同一直徑的具有不同列同一直徑的具有不同 螺矩比的定螺距螺旋槳螺矩比的定螺距螺旋槳 的組合。的組合。 特性曲線(xiàn)特性曲線(xiàn) 52 42 DnKM DnKP T P = f (n , KT) ， 又又 KT= f (H/D) ， M = f (n , KQ) ， 又又 KQ= f (H/D) ， P = f (n

59、 , H/D) ， 同理：同理： M = f (n , H/D)。 故可調(diào)槳的推力和扭矩不僅隨轉(zhuǎn)速而變，同時(shí)也隨著螺矩比的改變故可調(diào)槳的推力和扭矩不僅隨轉(zhuǎn)速而變，同時(shí)也隨著螺矩比的改變 而變化。其函數(shù)關(guān)系如下：而變化。其函數(shù)關(guān)系如下： 即當(dāng)即當(dāng) J=常數(shù)常數(shù)時(shí)，根據(jù)螺旋槳水動(dòng)力特性方程式和水動(dòng)力特性曲線(xiàn)時(shí)，根據(jù)螺旋槳水動(dòng)力特性方程式和水動(dòng)力特性曲線(xiàn) 圖，可知：圖，可知： 可調(diào)可調(diào)槳所有的工作特性都是基于其螺矩比槳所有的工作特性都是基于其螺矩比(H/D)可變的原因?？勺兊脑?。 66 66 可調(diào)槳推進(jìn)裝置工況配合特性可調(diào)槳推進(jìn)裝置工況配合特性 由于：由于： 53 Q 5352 Q 55. 9 D

60、nC N K n N M DnC N Dn M K e e p e p 所以，當(dāng)所以，當(dāng) n n 及及 D D 給定，給定，K KQ Q= =常數(shù)常數(shù) 時(shí)，即代表時(shí)，即代表 N Ne e 一定。 一定。 又因?yàn)橛忠驗(yàn)?J=Vp/nDJ=Vp/nD，所以，所以 J J 即能代表即能代表 VpVp, , 因此這一曲線(xiàn)（直因此這一曲線(xiàn)（直 線(xiàn)）表明了在任何航速（工況）下均可充分利用主機(jī)的全部功線(xiàn)）表明了在任何航速（工況）下均可充分利用主機(jī)的全部功 率。并可概括如下：率。并可概括如下： n = n = 常數(shù)，常數(shù)，N Ne e = = 常數(shù)，可得一常數(shù)常數(shù)，可得一常數(shù) K KQ Q， 而而 Vs (V