船舶動力裝置1

1、1-11-1船舶動力裝置的含義船舶動力裝置的含義(definition)(definition)及組成及組成(composition)(composition)一、含義：船上所有機械設備及系統(tǒng)的總稱任務：提供各種能量并通過應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、主推進裝置Propulsion Plant主機組：原動機及為其服務的設備和系統(tǒng)。原動機有：柴油機（DIESEL）、汽輪機（STEAM TURBINE）、燃氣輪機（GAS TURBINE）其它設備如鍋爐、推進器、傳動裝置等。2、輔助設備Auxiliary Device電能Electricity：用于照明及電器設備，有柴

2、油發(fā)電機組、汽輪發(fā)電機組、軸帶發(fā)電機組、余熱發(fā)電機組。熱能Heat energy：用于加熱、取暖等。有輔助鍋爐或余熱鍋爐。壓縮空氣Compressed air system ：用于柴油機啟動、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、空氣瓶及管件等。3、全船系統(tǒng)Ship system：保證船舶正常工作和生活，安全航行的系統(tǒng)。如通風、空調(diào)、照明冷藏、制淡等。4、甲板機械Deck Machinery：舵機、錨機、裝卸設備及吊艇設備等5、機艙自動化設備Automatic Equipment 柴油機推進動力裝置汽輪機推進動力裝置燃氣輪機推進動力裝置核動力推進動力裝置聯(lián)合動力推進動力裝置05

3、2級驅逐艦“青島”號型攻擊核動力潛艇053H3級導彈護衛(wèi)艦鍋爐給水鍋爐給水在正常狀態(tài)下，一臺鍋爐每小時所能產(chǎn)生的蒸汽量稱為鍋爐的在正常狀態(tài)下，一臺鍋爐每小時所能產(chǎn)生的蒸汽量稱為鍋爐的蒸發(fā)量。蒸發(fā)量用符號蒸發(fā)量。蒸發(fā)量用符號D表示，單位是表示，單位是t/h或或kg/h。鍋爐壓力是指鍋爐向外提供蒸汽的表壓力，也稱為汽壓，單位鍋爐壓力是指鍋爐向外提供蒸汽的表壓力，也稱為汽壓，單位為為Pa。蒸汽溫度是指鍋爐提供的蒸汽的溫度。蒸汽溫度用符號蒸汽溫度是指鍋爐提供的蒸汽的溫度。蒸汽溫度用符號t表示，表示，稱用單位是稱用單位是。蒸發(fā)量蒸發(fā)量、蒸汽壓力蒸汽壓力和和蒸汽溫度蒸汽溫度是在鍋爐名牌上或說明書中必須是在

4、鍋爐名牌上或說明書中必須注明的三個基本參數(shù)。注明的三個基本參數(shù)。鍋爐的特性指標鍋爐的特性指標 鍋爐參數(shù)鍋爐參數(shù)在鍋爐中將水變成為水蒸汽所用去的熱量與向爐內(nèi)所提供的熱在鍋爐中將水變成為水蒸汽所用去的熱量與向爐內(nèi)所提供的熱量（燃料在爐內(nèi)完全燃燒所釋放的熱量）值比叫作鍋爐的效率。量（燃料在爐內(nèi)完全燃燒所釋放的熱量）值比叫作鍋爐的效率。用符號用符號表示。鍋爐效率可用下式計算：表示。鍋爐效率可用下式計算：D（hout - hin）/(BQd) 式中式中 :D鍋爐蒸發(fā)量；鍋爐蒸發(fā)量； B燃料消耗量；燃料消耗量； Qd 燃料的低熱值；燃料的低熱值；hout 出口蒸汽的焓；出口蒸汽的焓； hin 鍋爐給水的焓

5、。鍋爐給水的焓。鍋爐效率鍋爐效率三、燃氣輪機動力裝置Gas Turbine優(yōu)點：1、質量尺寸小2、單機功率大3、機動性好缺點：1、無反轉性能2、高溫葉片壽命短3、進排氣管大四四、聯(lián)合動力裝置Combined Power plant形式：燃氣/蒸汽聯(lián)合裝置（COSAG） 柴油/燃氣聯(lián)合裝置（CODAG，CODOG） 燃氣/燃氣聯(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?。?）操縱方便，備車迅速。3）自巡航到全速工況加速迅速；4）兩機組共用一個減速箱，具有多機并車的可靠性。聯(lián)合裝置解決了船舶巡航時的經(jīng)濟性與戰(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

6、型水面艦艇。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）操縱復雜3）造價高，運營費用高（燃料價高）。排水量Deadweight：船舶總重量=空船重量+載重量航速單位：節(jié) knot 1kn=1n mile/h=1.852km/h全速Full Speed：主機長時間用額定轉速工作時達到的航速經(jīng)濟航速Service speed：每海里耗油最低航速，巡航航速最低航速Minimum speed：主機以最低穩(wěn)定轉速工作時航速倒車航速Astern Speed：全速30%40%技術指標Technical Data：功率、質量、尺寸經(jīng)濟指標Economic Da

7、ta：油耗率、裝置總效率、推進熱效率、每海里耗油率、運轉-維修經(jīng)濟性性能指標Performance Data：機動性、可靠性、自動-遠操縱性、拖曳性及隱蔽性一、技術指標Technical date1、功率指標Power相對功率3/133/23DCCDPPPDPwpcepe2、質量指標Weight干重Gg ：機器及管系重量濕重Gy ：機器及管系和管子里的工質重量總重GE ：機器及管系和管子里的工質及貯備重量相對指標：每千瓦重每噸重通常用0.1gy %來表示相對重量。TkgDGgkwkgPGyyeyy/3、尺寸指標Dimension絕對尺寸：機艙長、面積、容積相對尺寸：相對長度：機艙長度與船長之比

8、面積飽和度：單位機艙面積的有功功率容積飽和度：單位機艙容積的有功功率二、動力裝置的經(jīng)濟指標Economic data燃油消耗率Specific fuel consumption：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Effective efficiency3、每海里耗油量fuel consumption per milerpceTTePPhkwkgPBb)/(hkgBkgkJQkwPQbBQPPHTPHePHTe/,36003600223/23KbbCDPPPbBbeWpTTeM傳動傳動三、動力裝置性能指標Performance data1、機動性：啟動時間、變工況時間、倒車時間

9、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-遠程控制對船舶動力裝置的要求1、機電設備安全可靠2、提高經(jīng)濟性3、具有一定的續(xù)航力4、具有良好的操縱性5、主/輔機選型合理6、其它要求1）不同工況機槳配合得當2）主機的遙控和自動化3）船舶建筑成本低4）尺寸質量小5）維護簡單6）設備滿足船舶規(guī)范2-1 2-1 推進裝置形式與特點推進裝置形式與特點一、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、噴水推進高速水翼船，主機驅動水泵，泵中噴出的水的反推力推動船舶前進。對軸系的要求：1）工作可靠且有較長的壽命2）盡量采用標準化結構3）傳動損失

10、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：傳動功率及推力二、軸系的布置1、軸線：主機中心（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，減小附加應力。螺旋槳邊緣與舵間隙,a 0.12D螺旋槳邊緣與船殼間隙,c 0.14D螺旋槳邊緣與尾柱間隙,b 0.2D螺旋槳邊緣與龍骨間隙,d 0.04D三、軸系的主要部件三、

11、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。螺旋槳軸的負荷：1）由槳重產(chǎn)生的彎曲力矩2）槳的不平衡質量、附水質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力3）船舶彎曲、變工況和槳軸轉速變化引起附加動負荷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）、橡膠和強化塑料。油潤滑軸承材料用白合金（鉛基或

12、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、軸系設計中應注意的問題1、嚴格按“船規(guī)”確定軸系各段直徑，并進行規(guī)范的強度校核。2、扭振、縱振、橫振的測量及計算3、進行合理的校中計算：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。一、齒輪傳動機組的組成、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：減速機組、倒順減速機組、并車機組二、減速機組1、單級：垂直異心，水平異心2、兩級或多級：燃氣輪機或蒸汽輪機裝置通常采用。三

13、、倒順減速機組平行軸式：體積大，傳動扭矩大行星齒輪式：體積小，傳動扭矩小四、并車機組四、并車機組中速機并車優(yōu)點：1）尺寸小、重量輕2）單機功率大3）巡航或低速時，可停運部分發(fā)動機，提高經(jīng)濟性4）提高艦艇生命力5）提高機動性6）有利標準化缺點：1）結構復雜、加工難度大 2）負荷分配不均時會使主機過載 3）操縱控制復雜化五、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)軸器時應考慮：1）發(fā)動機的額定功率、轉速及扭矩2）聯(lián)軸器最大扭矩3）聯(lián)軸器允許扭矩轉角、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

14、式、氣胎離合器。作用：主機空載啟動；部分機組工作；非反轉柴油機實現(xiàn)倒車和雙速傳動；微速航行。六、齒輪傳動機組選型設計中應注意的問題1、離合器選型1）接合狀態(tài): n主=n從 M主=M從=MTMtmax=K M主 K=1.52.52）脫開狀態(tài)： MT =0 M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)MTP 10）原動機功率212121PPPPPPPPP總總總05 . 03 . 09 . 08 . 0KKK)(05. 1總總PKPKPyePP)5.12.1(二、供汽裝置1、用途與組成用途：加熱、沖洗、驅動往復式貨油泵、蒸汽發(fā)電機組組成見圖3-22、輔助鍋爐1）燃油輔助鍋爐：煙

15、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備所需蒸汽量（KG/H），按運行工況確定負荷系數(shù)，并計算個設備耗汽量，再計算總耗汽量。三、船舶制淡裝置任務：從海水中分離掉各種鹽分和雜質，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：預熱器、蒸發(fā)器、冷凝器沸騰式缺點：管殼式換熱器容易結垢類型：動力管系（燃油管系、滑油管系、冷卻管系、壓縮空氣管系、發(fā)動機進排氣管系），船舶管系（通風管系、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：保證主、輔機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。1-貯油艙；2、14-粗濾器；3-駁運泵；4-沉淀油柜；5-離心分油機；6-燃料油日用油柜；7-輕柴油日用油柜；8-轉換閥；9-流量計；10、11-霧化加熱器；12-粘度計；13-回油集合筒；15、16-供給泵；17-細濾器圖4-2 某船重油凈化系統(tǒng)原理圖二、滑油管系任務：給機艙中各設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）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，開式冷卻極少使用閉式冷卻系統(tǒng)中，海水分別冷卻滑油冷卻器、水套冷卻器及中冷器中的熱介質中央冷卻系統(tǒng)