輪機概論_船舶推進裝置輪機概論共個我空間全有

1、輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 1 1、直接傳動( (Direct Transmission) ) 第一節(jié) 船舶推進裝置的傳動方式 Section 1 Type of Transmission 主機的動力直接經軸系傳給螺旋槳，螺旋槳與主機 始終保持相同的轉向和轉速。 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 軸系 主機 螺旋槳 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 2 2、間接傳動( (Indirect transmission) ) 主機和軸系之間設減速器和離合器的傳動方式。主 機可以不變

2、速、不換向、可設軸帶發(fā)電機。 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 軸系 主機 螺旋槳減速器/離合器 軸帶發(fā)電機 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 3 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 4 3、Z型傳動( (Z-Type drive) ) 主機經萬向軸和軸系帶動螺旋槳、螺旋槳軸可360 回轉，船舶不設舵。 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 1-主機 2-聯軸器 3-離合器 4-萬向軸 5-滑動 軸承 6-彈性聯軸節(jié) 7-滾動軸承 8-上水平

3、軸 9-上部螺旋錐齒輪 10-渦輪蝸桿裝置 11-齒式 聯軸器 12-垂直軸 13-螺旋槳 14-下部螺旋錐 齒輪 15-下水平軸 16-旋轉套筒 17-支架 優(yōu)點：優(yōu)點： (1)省舵、尾軸管，船尾形 狀簡單，阻力??； (2)操縱性能好，可原地回轉； (4)主機不用換向，壽命延長; (3)與中高速機連用，且不設 單獨的減速裝置； 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 5 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 6 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 輪機

4、概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 7 4、電力傳動（Electrical transmission） 原動機帶動發(fā)電機發(fā)電，將發(fā)出的電送到配電板， 再由配電板直接或經過變流器或變頻器供給推進電 動機，從而驅動螺旋槳運轉的一種傳動方式。 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 優(yōu)點：優(yōu)點： 機艙布置靈活； 可選用中、高速不可逆轉原動機； 可均勻、大范圍地調節(jié)推進電動機轉速； 船舶操縱性好，倒車功率大，反轉迅速； 推進電動機對外界負荷的變化適應性好，可以短時間堵轉； 可消除螺旋槳對原動機的振動沖擊，船舶振動大大減輕； 在柴油機電力推進裝置中，可采用

5、分機組修理的方法，以 縮短因船舶修理而造成的停航時間。 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 8 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 9 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 吊艙式電力推進器（吊艙式電力推進器（PodPod） 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 10 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 11

6、第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 推進裝置部分組成方案推進裝置部分組成方案 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 12 第二節(jié) 軸系的組成 Section 2 shaft 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 一、軸系的組成、作用和工作條件一、軸系的組成、作用和工作條件 1、組成、組成 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 13 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 2、作用、作用 把柴油機曲軸的動力矩傳給螺旋槳，以克服螺旋槳 在水中轉動的阻力矩，同時又把螺旋槳產生的推力 傳給推力軸承

7、，以克服船舶航行中的阻力。 3 9.5510 P M n Nm 扭矩 1.94 p p P T v 1.94 p p P T v 推力 kN 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 14 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 二、推力軸和推力軸承(Thrust shaft, thrust block) 1-連接法蘭；2-軸干；3-甩油環(huán)；4-軸頸5-推力環(huán)系軸向定位。 1-推力環(huán)；2、5-調節(jié)圈；3、4-推力塊；6、7-壓板 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 15 第三章第三章 船舶推進裝置

8、船舶推進裝置 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 16 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 推力傳遞過程推力傳遞過程 ： (1)將主機的扭矩傳給中間軸； (2)把中間軸上螺旋槳的推力傳給船體； 螺旋槳推力環(huán)油膜推力塊推力軸承座船體 作用： 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 17 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 三、中間軸和中間軸承(Intermediate shaft & bearing) L/3 L 連接法蘭中間軸承 中間軸 作用：連接推力軸和尾軸，傳遞扭矩及推力，承受中間軸

9、 重量，軸線定位。 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 18 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 四、尾軸及尾軸管裝置(Propeller shaft, stern tube) 潤滑方式：潤滑油潤滑、海水潤滑 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 19 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 四、尾軸及尾軸管裝置(Propeller shaft, stern tube) Propeller shaft assembly 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Eng

10、ineering 20 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 尾軸承 (Split Scalloped Shell Johnson Cutless Bearing). These bearings possess low coefficient of friction and inherent vibration-dampening qualities and are non-polluting. 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 21 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine

11、 Engineering 22 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 第三節(jié) 螺旋槳及螺旋槳特性 Section 3：Propeller and its characteristicsPropeller and its characteristics 主機驅動螺旋槳轉動，螺旋槳吸收主機發(fā)出的功率，克服螺旋 槳轉動的阻力矩，產生對水向后或向前的推力，并受到水的反 作用力而產生對船向前或向后的推力，使船舶前進或后退 。 1 1、工作原理、工作原理 2 2、結構、結構 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 23 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝

12、置 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 24 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 漿葉扭曲的原因：為得到不同半徑 處的葉素具有大致相同的螺距，隨R 的增加，螺距角應逐漸減少 RL2 RtgH2H-螺距(Pitch) -螺距角(Pitch angle) 定距槳為常數，變距 槳變化。 (1) 螺距和螺距角 3 3、參數、參數 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 25 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 (2)螺旋槳進程比 進程進程h hp p：螺旋槳轉一周，軸向實際前進距離。因水被推動后

13、 移， hpH 。 滑失滑失h h：螺距與進程的差值。hp=H-h 進程比進程比J J: :進程與螺旋槳直徑的比值。J J=h=hp p/D=V/D=Vp p/nD (V/nD (Vp p=h=hp pn)n) Vp:實際航速。 轉速不變時，轉速不變時， J J與船速成正比。與船速成正比。 滑失比滑失比S S：滑失h與螺距H的比值。S=(H-hp)/H 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 26 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 螺旋漿特性曲線螺旋漿特性曲線 結論：結論：槳的槳的推力、扭矩與轉推力、扭矩與轉 速速的二次方成正比，吸收的的二

14、次方成正比，吸收的 功率功率與轉速三次方成正比。與轉速三次方成正比。 (3)螺旋工作特性 漿的推力： T=K1n2D4=C1n2 漿的扭力矩：M=K2n2D5=C2n2 漿的效率： 槳的功率： P=2nM=Cn3 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 27 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 阻力增加，進程阻力增加，進程h hp p減小，減小， J J減少，減少，K K1 1、K K2 2、C C1 1、C C2 2、C C增加，增加， 特性曲線變陡，反之變平坦。變矩漿的螺距角越大，即特性曲線變陡，反之變平坦。變矩漿的螺距角越大，即 螺距螺

15、距H H越大越大 ( (進程進程h hp p越小越小) )，特性曲線越陡。，特性曲線越陡。 螺旋漿的無因次特性螺旋漿的無因次特性 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 28 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 4 4、影響螺旋槳特性的因素、影響螺旋槳特性的因素 l 結構參數 H/D對螺旋槳功率特性的影響 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 29 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 l 航行工況 螺旋槳的無因次特性 螺旋槳特性曲線 結論：結論：船舶阻力增加，航行工況變化時，則進程hp和進

16、程比J 減小， K1、K2及C1、C2、C 增加，螺旋槳特性曲線變陡。反之， 當船舶因輕載、順風、減速等原因使船舶阻力減小，進程比增大， K1、K2及C1、C2、C 減小，螺旋槳特性曲線則變平旦。 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 30 5 5、各種航行條件下主機的工況、各種航行條件下主機的工況 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 (1)船、機、槳的配合 力、力矩和功率的平衡：力、力矩和功率的平衡：螺旋槳的推力克服船舶阻力，主 機提供螺旋槳推力所需扭矩和功率。 l 船舶阻力 船舶阻力包括：水力阻力(摩擦阻力、形狀阻力、興波阻 力)、風力

17、阻力、慣性阻力。 2 srV AR R-船舶阻力；Ar-阻力系數；Vs-船速。 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 31 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 l 與螺旋槳配合工作時的主機工況點 工況點：工況點：主機發(fā)出功率等于螺旋槳吸收功率，柴油機速度特性 曲線與螺旋槳特性曲線的交點。 1-柴油機標定負荷速度特性 2-柴油機部分負荷速度特性 cba-螺旋槳特性 3-柴油機超負荷速度特性 柴油機速度特性變化柴油機速度特性變化螺旋漿特性變化螺旋漿特性變化 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering

18、32 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 (2) 航行條件變化時主機的工況 l 航行阻力變化 主機工況點在各種航主機工況點在各種航 行條件下的變化行條件下的變化 標定標定 轉矩轉矩 線線 I1：工況點a(Pe,ne) 阻力增加阻力增加：III，工況點 ab。雖然PbPe,nbPe,ndne。 措施：減小油門措施：減小油門(特性線2) 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 33 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 l 主機換向和船舶倒航 螺旋槳換向及倒轉工況螺旋槳換向及倒轉工況 全速前進全速前進:(a)到車 第一階段：停油，轉速下降(a-

19、b) (b:正轉，扭矩=0) 第二階段：水流帶動槳轉(b-c-d) (c:正轉，負扭矩=max) (d:停轉，負扭矩) 第三階段：倒車起動運轉(d-e) (e:倒轉，40-60%ne， 100%扭矩M) A-全速，B-半速，C-系泊，D-實際 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 34 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 2.主機換向和船舶倒航 螺旋槳換向及倒轉工況螺旋槳換向及倒轉工況 A-全速，B-半速，C-系泊，D-實際 緊急制動：緊急制動：在緊急情況下，在主 機轉速降至30-60%ne時，按倒車起 動方式向主機供入壓縮空氣，對 主機運

20、動部件、軸系和螺旋槳強 行制動，使它們較快停止轉動， 然后倒車起動主機，使螺旋槳倒 轉，盡快停止船舶的滑行。 倒航阻力大、槳效率低，為了主 機不超負荷，倒車最大轉速不超 過標定轉速70-80%，具體可根據 排煙溫度確定。 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 35 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 第四節(jié) 可調螺距螺旋槳 Section 3：Controllable Pitch PropellerPropeller 槳葉螺旋面與槳轂可作相對轉動，通過轉動槳葉來改變螺距。 一、工作原理一、工作原理 輪機概論輪機概論 Introduction

21、 to Marine Engineering 36 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 二、工作特性二、工作特性 調距槳工作特性曲線 可視為一系列同直徑具有不同螺距比的定距漿的組合可視為一系列同直徑具有不同螺距比的定距漿的組合 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 37 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 功率與轉速關系 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 38 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 三、調距漿的優(yōu)缺點三、調距漿的優(yōu)缺點 1、優(yōu)點 l適應性強 調節(jié)調節(jié)H/DH/D，即

22、可調節(jié)轉矩，即可調節(jié)轉矩， 從而可是轉速保持不變從而可是轉速保持不變 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 39 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 2、缺點 l 構造復雜，制造工藝高，造價高 l 可靠性不強 l 效率低 l 槳葉根部易產生空泡 3、調距漿的操縱 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 40 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 輪機概論輪機概論 Introduction to Marine Engineering 41 第三章第三章 船舶推進裝置船舶推進裝置 2、作用、作用 把柴油機曲軸的動力矩傳給螺旋槳，以克服螺旋槳 在水中轉動的阻力矩，同時又把螺旋槳產生的推力 傳給推力軸承，以克服船舶航行中的阻力。 3 9.5510 P M n Nm 扭矩 1.94 p p P T v 1.94 p p P T v 推力 kN 輪機概論輪機概論 Introduction