海船培訓(xùn)課件3.2

船舶動力裝置中華人民共和國海船船員適任考試培訓(xùn)教材左春寬孫永明張春來李世臣主編目錄一二第一章柴油機及其附屬設(shè)備的性能評估第二章主柴油機及其附屬設(shè)備的使用與管理三四第三章船舶主推進動力裝置的工況配合及管理第四章電控噴射柴油機五第五章典型液壓系統(tǒng)六七第六章制冷與空調(diào)系統(tǒng)的操作和維護第七章

船用蒸汽鍋爐第一章主柴油機及其附屬設(shè)備的

使用與管理4節(jié)船舶推進裝置主要設(shè)備的管理3節(jié)柴油機的推進特性2節(jié)主推進動力裝置相關(guān)參數(shù)的運行限制1節(jié)柴油機的熱力循環(huán)、熱效率和熱平衡第二節(jié)主推進動力裝置相關(guān)參數(shù)的運行限制一、主柴油機操作限制的類型、特性和涉及的相關(guān)參數(shù)二、主柴油機在不同的航行條件時，不同限制的作用、特點及應(yīng)急措施三、軸系及推進器的操作限制

1.柴油機的限制特性概念：是指柴油機在各種轉(zhuǎn)速下的最大有效功率，使柴油機的機械負(fù)荷和熱負(fù)荷不超過為保證它可靠工作而規(guī)定的允許范圍。按柴油機的種類不同，在確定其運轉(zhuǎn)功率的限制范圍時，可把PZ、Pe、Me、α和Tr作為限制因素，通常是Me、α和Tr。作用：防止超扭矩和超溫度。一、主柴油機操作限制的類型、特性和涉及的相關(guān)參數(shù)（1）等轉(zhuǎn)矩限制特性（限制機械負(fù)荷）

船用柴油機在各種轉(zhuǎn)速下保持標(biāo)定功率Nb和標(biāo)定轉(zhuǎn)速nb下的標(biāo)定扭矩Mb不變時，功率和轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系稱為等轉(zhuǎn)矩限制特性。

建立等轉(zhuǎn)矩限制特性的條件：各轉(zhuǎn)速下的Me都等于標(biāo)定工況點的Mb。

由Pe=Men/9550Pb=Mbn/9550可知：

Pe=Pb/nb·n=cn

等轉(zhuǎn)矩限制特性曲線是一條通過坐標(biāo)原點和標(biāo)定工況點的直線，當(dāng)柴油機在這條直線以下工作時，可保證軸系的機械負(fù)荷都不超過允許值。

（2）等排溫限制特性（限制熱負(fù)荷）定義：柴油機在各種轉(zhuǎn)速下保持標(biāo)定工況點過量空氣系數(shù)α不變時，功率和轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系稱為等過量空氣系數(shù)限制特性。建立等過量空氣系數(shù)限制特性的條件是：各轉(zhuǎn)速下的α都等于標(biāo)定工況點的αb。若柴油機在各種轉(zhuǎn)速下都保持不小于αb，則熱負(fù)荷不超過標(biāo)定工況點水平。但柴油機在實際運轉(zhuǎn)中的α值難于測量，同時保持α值不變是困難的，而排氣溫度是可測量的并能在一定條件下反映出柴油機的熱負(fù)荷，因此常用排氣溫度作為限制熱負(fù)荷的一個參數(shù)。建立等排氣溫度限制特性的條件是：各轉(zhuǎn)速下保持標(biāo)定工況點的排氣溫度不變時，功率和轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系稱為等排溫限制特性。上圖為某一柴油機限制特性，從圖中可知，在轉(zhuǎn)速下降初期，是以轉(zhuǎn)矩作為主要限制參數(shù)，而轉(zhuǎn)速下降后期，則以排溫作為限制特性。

2.柴油機的允許工作范圍

船用柴油機允許工作范圍是由最大功率、最小功率、最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速四個方面來限制。

（1）柴油機在各種轉(zhuǎn)速下允許達到的最大功率（負(fù)荷），是由等轉(zhuǎn)矩限制特性曲線3和等排溫限制特性曲線1來限制。

（2）柴油機在各種轉(zhuǎn)速下允許達到的最小功率（負(fù)荷），是由最小負(fù)荷速度特性曲線8來限制。

（3）柴油機在各種負(fù)荷下允許達到的最高轉(zhuǎn)速是由標(biāo)定工況點的調(diào)速特性曲線5來限制。

（4）柴油機在各種負(fù)荷下允許達到的最低轉(zhuǎn)速是由按推進特性曲線工作的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速曲線10來限制的。

（5）掃氣壓力和溫度限制

掃氣壓力和溫度直接影響柴油機的燃燒性能，船用主柴油機設(shè)有掃氣壓力限制的功能，即柴油機油門的大小取決于掃氣壓力，掃氣壓力太低，就不允許加大油門。

現(xiàn)在船用大型低速柴油機都采用單獨的定壓增壓系統(tǒng)附設(shè)多臺輔助鼓風(fēng)機，以滿足主機起動及加速之需。輔助鼓風(fēng)機設(shè)置順序起動功能，駕駛臺控制模式還與輔助鼓風(fēng)機的工作模式相關(guān)聯(lián)，即若輔助鼓風(fēng)機不在自動模式，就無法在駕駛臺操縱主機。

掃氣溫度太高，影響柴油機的進氣量，會導(dǎo)致整個工作循環(huán)的溫度升高；掃氣溫度太低，低溫腐蝕及較大的熱應(yīng)力。通常掃氣箱設(shè)有掃氣溫度高報整裝置

（6）缸套冷卻水溫度限制

溫度過高會導(dǎo)致氣缸套潤滑性能下降，增加活塞環(huán)與氣缸套之間的磨損；

溫度過低，過大的熱應(yīng)力和較多的熱損失，低溫腐蝕。

對于缸套冷卻水出口溫度，管理中最好控制在允許范圍的上線為宜。冷卻器及自動控溫裝置，缸套冷卻水出口溫度會基本穩(wěn)定在預(yù)設(shè)的溫度，但為了避免在異常情況，裝設(shè)了冷卻水高溫報警、自動降速與自動停車功能。

（7)增壓器轉(zhuǎn)速限制

增壓器的轉(zhuǎn)速是增壓器重要的工作參數(shù)之一，它除了會影響增壓器的效率之外，超速時還會起破壞增壓器轉(zhuǎn)子動平衡等故障，導(dǎo)致增壓器損壞，因此對于廢氣渦輪增壓器都設(shè)有最高轉(zhuǎn)速限制。二、主柴油機在不同的航行條件時，不同限制的作用、特點及應(yīng)急措施1.柴油機排氣溫度偏差高保護限制由于燃燒、換氣、燃燒室的密封性及循環(huán)供油量等不同，所以各缸的溫度不可能完全相問，尤其在的情況下偏差更大，一般規(guī)定標(biāo)定工況下其低負(fù)荷、低轉(zhuǎn)速不均勻度不允許超過（±5%)（1)作用反映了各缸之間的偏差。（2)特點①利用單缸的排氣溫度與各缸平均值比較，設(shè)置了報警值（通常為±50℃)和自動降速點（通常為±60℃).②低負(fù)荷、低轉(zhuǎn)速的情況下出現(xiàn)大偏差報警與降速，當(dāng)柴油機各缸排氣溫度的平均值低于200℃時，報警與降速功能被取消。③自動降速功能可被取消。④故障排除后，必須復(fù)位后主機才能再次加速。3)出現(xiàn)報警與降速時的應(yīng)急措施①當(dāng)出現(xiàn)警報時，若條件允許，立即降速至警報消除，同時查明原因予以消除。②當(dāng)出現(xiàn)自動降速時，應(yīng)在立即應(yīng)答并復(fù)位的同時查明原因，若條件不允許降速，可根據(jù)具體情況采取切斷故障缸的工作并將自動降速功能取消或直接將自動降速功能取消，然后根據(jù)駕駛臺的車令加速，但應(yīng)注意適當(dāng)降速、降負(fù)荷。2.柴油機排氣高溫保護限制（1)作用：為了提示管理人員采取相應(yīng)措施，避免由于排氣溫度高導(dǎo)致柴油機燃燒室部件熱負(fù)荷過大、氣閥損壞及高溫腐蝕等從而使柴油機工作性能進一步惡化。（2)柴油機排氣高溫保護限制的特點①報警點為臨界點。②該自動降速功能可被取消。③故障排除后，必須復(fù)位后主機才能再次加速。（3)出現(xiàn)報警與降速時的應(yīng)急措施①當(dāng)出現(xiàn)警報時，若條件允許，立即降速至警報消除，同時查明原因予以消除。②當(dāng)出現(xiàn)自動降速時，應(yīng)在立即應(yīng)答并復(fù)位的同時查明原因，若條件不允許降速，可單缸停油，并取消自動降速功能，根據(jù)駕駛臺的車令加速，但注意適當(dāng)降速防止超負(fù)荷。3.柴油機滑油低壓保護限制（1)作用低壓時，提醒管理人員采取必要措施，必要時自動降速和停車，防止主軸承、連桿大端軸承、十字頭及導(dǎo)板與滑塊等發(fā)生損壞。

(2)特點①有低壓報警、自動降速和自動停車三個級別。②一般情況下，自動降速功能可取消，但自動停車功能不可取消。③故障排除后，必須復(fù)位后主機才能再次加速或者重新起動。（3)出現(xiàn)報警、自動降速與自動停車時的應(yīng)急措施若濾器臟堵，應(yīng)立即手動清洗濾器（自清洗濾器）或換用另一組濾器（常規(guī)的雙聯(lián)濾器），實在不行只能早停車更換濾器。若滑油高溫，①自動調(diào)溫裝置，原因并排除，實在不行，立即改為手動調(diào)溫；②冷卻水、冷卻器方面，應(yīng)立即查明原因并排除；③滑油泵本身問題，包括調(diào)壓閥方面的問題，滑油泵應(yīng)自動切換。4.柴油機缸套冷卻水高溫保護限制（1)作用防止缸套冷卻水溫度過高，提醒管理人員采取必要措施和必要時自動降速和停車，防止柴油機燃燒室部件的損壞。（2)柴油機缸套冷卻水高溫保護限制的特點①有高溫報警和自動降速兩個級別。②自動降速功能可被取消。③故障排除后，必須復(fù)位后主機才能再次加速。（3)出現(xiàn)報警和自動降速的應(yīng)急措施常見原因主要有自動調(diào)溫裝置、冷卻水，冷卻器方面及冷卻水泵。5.活塞冷卻油高溫及斷流保護限制（1)作用防止活塞冷卻油高溫及斷流，提醒管理人員采取必要措施和必要時自動降速和停車，防止柴油機活塞出現(xiàn)燒蝕、變形等。（2)特點①高溫報警和自動降速兩個級別。②自動降速功能可被取消。③故障排除后，必須復(fù)位后主機才能再次加速。（3)出現(xiàn)報警、自動降速與停車時的應(yīng)急措施高溫通常是冷卻方面（如調(diào)溫閥、冷卻器等）造成斷流往往是管路堵塞、閥（如有）關(guān)閉或開度不足6.透平滑油高溫及低壓保護限制（1)作用當(dāng)廢氣渦輪增壓器出現(xiàn)滑油高溫及低壓時，提醒管理人員采取必要措施和必要時自動降速和停車，防止由于滑油高溫及低壓導(dǎo)致增壓器轉(zhuǎn)子因潤滑不良而燒損。（2)特點①有高溫報警、自動降速和自動停車三個級別。②一般情況下，自動降速和自動停車功能可以被取消。③故障排除后，必須復(fù)位后主機才能再次加速或重新起動。（3)出現(xiàn)報警、自動降速與停車時的應(yīng)急措施由于系統(tǒng)滑油高溫、增壓器冷卻油斷流及增壓器軸承故障所致7.推力軸承高溫保護限制（1)作用提醒管理人員，當(dāng)柴油機推力軸承的工作溫度超出正常工作溫度時，要立即采取必要的措施；在升高超出設(shè)定值時能夠自動降速或停車，以保護推力軸承不致?lián)p壞。（2)柴油機推力軸承高溫保護限制的特點①有高溫報警、自動降速和自動停車三個級別。②自動降速和自動停車功能可以被取消。③故障排除后，必須復(fù)位后主機才能再次加速或重新起動。（3)出現(xiàn)報警、自動降速與停車時的應(yīng)急措施導(dǎo)致推力軸承溫度異常升高的主要原因是推力軸承安裝調(diào)整不當(dāng)、潤滑不良及柴油機負(fù)荷太大等。8.曲軸箱油霧濃度高保護限制

(1)作用曲軸箱出現(xiàn)油霧濃度高時，提醒管理人員采取必要措施和必要時自動降速，防止由于曲軸箱油霧濃度高導(dǎo)致曲軸箱爆炸。（2)特點①有濃度高報警、自動降速兩個級別。②一般情況下，自動降速功能可以被取消。③故障排除后，必須復(fù)位后主機才能再次加速。（3)出現(xiàn)報警、自動降速時的應(yīng)急措施請參考曲軸箱爆炸的處理。9.柴油機加、減速程序保護限制（1)作用避免人為操縱柴油機在加速或減速過程中速度過快或時間太短導(dǎo)致柴油機的負(fù)荷（尤其是熱負(fù)荷）變化太大而損傷柴油機的主要部件。

(2)特點①主要設(shè)在機動操縱全速與定速轉(zhuǎn)速之間。②該保護限制作用只在遙控操作時才起作用。③該程序在緊急情況下可被取消。（3)緊急情況下的應(yīng)急措施當(dāng)操縱主機出現(xiàn)加、減速限制而急需改變主機轉(zhuǎn)速時，可立即取消該功能。10.柴油機車令與運轉(zhuǎn)方向不符保護限制（1)作用避免在機艙操縱主機時，由于操車人員的失誤造成所給出的主機的運轉(zhuǎn)方向與車鐘不符所導(dǎo)致事故的發(fā)生。（2)特點①當(dāng)主機的操縱位置在集控室或機旁才發(fā)生該警報②出現(xiàn)錯向的時間超過預(yù)設(shè)時間（通常為5~6s)會發(fā)出警報。③出現(xiàn)該警報的同時，會自動停油。（3)出現(xiàn)報警與停車時的應(yīng)急措施立即將操車手柄拉至停車位置，并按照正確的車鐘命令給出正確的主機運轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)速。三、軸系及推進器的操作限制1.軸系振動限制包括扭轉(zhuǎn)振動及縱向振動保護限制。（1)軸系的扭轉(zhuǎn)振動的限制：設(shè)置轉(zhuǎn)速禁區(qū)，停留超過預(yù)設(shè)時間（一般可修改），發(fā)出警報，同時自動降速。在手動操縱主機，迅速避開。（2)縱向振動的限制：設(shè)置縱向振動檢測儀來監(jiān)測軸系在縱向偏離中間位置的位移大小，超過規(guī)定值會導(dǎo)致報警并自動降速。在日常管理中，要合理控制柴油機的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷，尤其在惡劣海況下航行，更要密切關(guān)注縱向振動的位移量不超出說明書所規(guī)定的允許的最大值，必要時，降速、降負(fù)荷運行。2.艉軸承潤滑的限制（1)艉軸承滑油溫度的限制現(xiàn)在大型船舶上普遍采用艉軸承潤滑系統(tǒng)。正常情況下艉軸管內(nèi)始終充滿潤滑油，消耗后由重力油柜自動補給。艉軸管中的滑油可經(jīng)截止閥流至回油柜，截止閥也起調(diào)節(jié)回油快慢的作用。首、尾密封裝置都采用辛潑萊克司型。尾密封采用封閉在密封空間的油自行潤滑，摩擦熱直接傳給舷外水。艉軸管穿過作為水艙用的艉尖艙，艉軸承的摩擦熱除可通過艉軸、艉軸管傳給舷外水外，還可通過貺軸管傳給艉尖艙中的水，不用再單獨采取冷卻措施。專門設(shè)密封油循環(huán)柜（低位循環(huán)油柜），首密封循環(huán)柜的溫度升高，只能采取加強該部位的迪風(fēng)圖13油潤滑尾軸管潤滑系統(tǒng)首密封潤滑油循環(huán)原理1-低位循環(huán)油柜2-循環(huán)器3-中間支撐環(huán)4-密封裝置潤滑油腔5-尾軸（2)尾軸封密封性能的限制螺旋槳纏繞漁網(wǎng)、繩索等異物，容易破壞艉軸封，造成艉軸管中的滑油漏泄或海水進入艉軸管潤滑系統(tǒng)。一旦發(fā)現(xiàn)尾密