船舶動力裝置第一章

第一章總論§1-1船舶動力裝置的含義(definition)及組成(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（STEAMTURBINE）、燃氣輪機（GASTURBINE）其它設備如鍋爐、推進器、傳動裝置等。2、輔助設備電能：用于證明及電器設備，有柴油發(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：用于加熱、取暖等。有輔助鍋爐或余熱鍋爐。壓縮空氣：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)：保證船舶正常工作和生活，安全航行的系統(tǒng)。如通風、空調、照明冷藏、制淡等。4、甲板機械：舵機、錨機、裝卸設備及吊艇設備等5、機艙自動化設備§1-2船舶動力裝置的基本類型和特點一、柴油機動力裝置優(yōu)點：1、較高的經濟性，耗油率低2、質量輕3、機動性好，操作簡單，起動快，正倒車迅速4、功率范圍大1—80000千瓦缺點：1、單機功率小2、噪聲振動大3、壽命短（大修期），高強載機只有1—5Kh二、蒸汽輪機動力裝置優(yōu)點：1、單機功率大2、噪聲振動小3、壽命長，10萬小時以上4、可用劣質燃料缺點：1、尺寸重量大2、效率低3、機動性差三、燃氣輪機動力裝置優(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、聯合動力裝置形式：燃氣/蒸汽聯合裝置（COSAG）

柴油/燃氣聯合裝置（CODAG，CODOG）燃氣/燃氣聯合裝置（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小；2）操縱方便，備車迅速。3）自巡航到全速工況加速迅速；4）兩機組共用一個減速箱，具有多機并車的可靠性。聯合裝置解決了船舶巡航時的經濟性與戰(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。主要用于大型水面艦艇。五、核動力裝置優(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）?！?-3船舶動力裝置的技術、

經濟及性能指標排水量：船舶總重量=空船重量+載重量航速單位：節(jié)1kn=1nmile/h=1.852km/h全速：主機長時間用額定轉速工作時達到的航速經濟航速：每海里耗油最低航速，巡航航速最低航速：主機以最低穩(wěn)定轉速工作時航速倒車航速：全速30%~40%技術指標：功率、質量、尺寸經濟指標：油耗率、裝置總效率、推進熱效率、每海里耗油率、運轉-維修經濟性性能指標：機動性、可靠性、自動-遠操縱性、拖曳性及隱蔽性一、技術指標1、功率指標相對功率2、質量指標干重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。3、尺寸指標絕對尺寸：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、動力裝置的經濟指標燃油消耗率：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3、每海里耗油量三、動力裝置性能指標1、機動性：啟動時間、變工況時間、倒車時間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)范第二章船舶軸系與傳動§2-1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?！?-2船舶軸系對軸系的要求：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、軸承的位置與數量位置：變形小的地方數量原則：在保證軸系正常工作情況下，盡量減少軸承數量，增加軸段柔度，減小附加應力。三、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生沖擊引起應力增加5）海水腐蝕產生“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?！?-3齒輪傳動機組一、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、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、彈性聯軸器與離合器1、彈性聯軸器作用：緩沖、調頻避振、降低對中要求、減振。類型：橡膠高彈性聯軸器、金屬簧片式彈性聯軸器選用聯軸器時應考慮：1）發(fā)動機的額定功率、轉速及扭矩2）聯軸器最大扭矩3）聯軸器允許扭矩轉角、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=KM主

K=1.5—2.52）脫開狀態(tài)：MT=0M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)MT<M主到MT=M主滑摩結束。時間為6—8秒。2、齒輪箱選型第三章船舶輔助裝置及管路§3-1船舶輔助裝置一、供電裝置確定電站功率、類型、選擇發(fā)電機組1、電站類型及組成按用途分：推進電站、全船性電站、應急電站按發(fā)動機分：全柴油發(fā)電機組、柴油發(fā)電機加廢熱發(fā)電機、柴油發(fā)電機加軸帶發(fā)電機、蒸汽輪機發(fā)電機。電力系統(tǒng)組成可見圖3-12、電站功率的確定三類負荷表格法第Ⅰ類：某運行狀態(tài)下連續(xù)使用的負荷第Ⅱ類：某運行狀態(tài)下短時間或重復短時使用的負荷第Ⅲ類：某運行狀態(tài)下偶然短時使用的負荷通常將船舶工況分為：航行、進出港、停泊、裝卸貨、應急狀態(tài)，不同的船舶有不同的劃分。用表格計算不同工況下三類負荷值，再計算總功率。計算步驟：1）電動機利用系數

2）機械負荷系數3）每組用電設備同時使用系數4）電動機負荷系數5）同組設備實際所需電動機功率

6）同類負荷總功率7）同類負荷同時使用系數8）電站總功率9）發(fā)電機選配Py>P10）原動機功率二、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，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§3-2船舶管系類型：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、調駁、凈化（沉淀、過濾、分離）、供給，對燃燒重油的還有加熱。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