船舶動(dòng)力裝置課件

2、輔助設(shè)備AuxiliaryDevice電能Electricity：用于證明及電器設(shè)備，有柴油發(fā)電機(jī)組、汽輪發(fā)電機(jī)組、軸帶發(fā)電機(jī)組、余熱發(fā)電機(jī)組。熱能Heatenergy：用于加熱、取暖等。有輔助鍋爐或余熱鍋爐。壓縮空氣Compressedairsystem：用于柴油機(jī)啟動(dòng)、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(jī)、空氣瓶及管件等。3、全船系統(tǒng)Shipsystem：保證船舶正常工作和生活，安全航行的系統(tǒng)。如通風(fēng)、空調(diào)、照明冷藏、制淡等。4、甲板機(jī)械DeckMachinery：舵機(jī)、錨機(jī)、裝卸設(shè)備及吊艇設(shè)備等5、機(jī)艙自動(dòng)化設(shè)備AutomaticEquipment第1頁/共90頁§1-2船舶動(dòng)力裝置的基本類型和特點(diǎn)

BasictypesandCharacteristics柴油機(jī)推進(jìn)動(dòng)力裝置汽輪機(jī)推進(jìn)動(dòng)力裝置燃?xì)廨啓C(jī)推進(jìn)動(dòng)力裝置核動(dòng)力推進(jìn)動(dòng)力裝置聯(lián)合動(dòng)力推進(jìn)動(dòng)力裝置052級(jí)驅(qū)逐艦“青島”號(hào)０９３型攻擊核動(dòng)力潛艇053H3級(jí)導(dǎo)彈護(hù)衛(wèi)艦第2頁/共90頁一、柴油機(jī)動(dòng)力裝置Diesel

優(yōu)點(diǎn)：

1、較高的經(jīng)濟(jì)性，耗油率低

2、質(zhì)量輕

3、機(jī)動(dòng)性好，操作簡(jiǎn)單，起動(dòng)快，正倒車迅速

4、功率范圍大1—80000千瓦

缺點(diǎn)：

1、單機(jī)功率小

2、噪聲振動(dòng)大

3、壽命短（大修期），高強(qiáng)載機(jī)只有1—5Kh

第3頁/共90頁第4頁/共90頁第5頁/共90頁優(yōu)點(diǎn)：

1、單機(jī)功率大

2、噪聲振動(dòng)小

3、壽命長(zhǎng)，10萬小時(shí)以上

4、可用劣質(zhì)燃料

缺點(diǎn)：

1、尺寸重量大

2、效率低

3、機(jī)動(dòng)性差

第6頁/共90頁第7頁/共90頁在正常狀態(tài)下，一臺(tái)鍋爐每小時(shí)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(hào)D表示，單位是t/h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(hào)t表示，稱用單位是℃。蒸發(fā)量、蒸汽壓力和蒸汽溫度是在鍋爐名牌上或說明書中必須注明的三個(gè)基本參數(shù)。鍋爐的特性指標(biāo)

鍋爐參數(shù)第8頁/共90頁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。用符號(hào)η表示。鍋爐效率可用下式計(jì)算：η＝D（hout-hin）/(B×Qd)式中:D－鍋爐蒸發(fā)量；B－燃料消耗量；

Qd－燃料的低熱值；hout

－出口蒸汽的焓；

hin

－鍋爐給水的焓。鍋爐效率第9頁/共90頁三、燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置GasTurbine優(yōu)點(diǎn)：1、質(zhì)量尺寸小2、單機(jī)功率大3、機(jī)動(dòng)性好缺點(diǎn)：1、無反轉(zhuǎn)性能2、高溫葉片壽命短3、進(jìn)排氣管大第10頁/共90頁第11頁/共90頁第12頁/共90頁四、聯(lián)合動(dòng)力裝置CombinedPowerplant形式：燃?xì)?蒸汽聯(lián)合裝置（COSAG）柴油/燃?xì)饴?lián)合裝置（CODAG，CODOG）燃?xì)?燃?xì)饴?lián)合裝置（COGAG）優(yōu)點(diǎn)：1）在保證足夠大功率情況下，動(dòng)力裝置的尺寸重量??；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(jī)組共用一個(gè)減速箱，具有多機(jī)并車的可靠性。第13頁/共90頁第14頁/共90頁第15頁/共90頁第16頁/共90頁聯(lián)合裝置解決了船舶巡航時(shí)的經(jīng)濟(jì)性與戰(zhàn)斗時(shí)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。第17頁/共90頁優(yōu)點(diǎn)：1）功率大，續(xù)航能力高；

2）不消耗空氣，可水下航行。缺點(diǎn)：1）尺寸重量大，危險(xiǎn)性大2）操縱復(fù)雜3）造價(jià)高，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用高（燃料價(jià)高）。五、核動(dòng)力裝置Nuclearpower第18頁/共90頁第19頁/共90頁排水量Deadweight：船舶總重量=空船重量+載重量航速單位：節(jié)knot

1kn=1nmile/h=1.852km/h全速FullSpeed：主機(jī)長(zhǎng)時(shí)間用額定轉(zhuǎn)速工作時(shí)達(dá)到的航速經(jīng)濟(jì)航速Servicespeed：每海里耗油最低航速，巡航航速最低航速M(fèi)inimumspeed：主機(jī)以最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速工作時(shí)航速倒車航速AsternSpeed：全速30%~40%§1-3船舶動(dòng)力裝置的技術(shù)、

經(jīng)濟(jì)及性能指標(biāo)第20頁/共90頁技術(shù)指標(biāo)TechnicalData：功率、質(zhì)量、尺寸經(jīng)濟(jì)指標(biāo)EconomicData：油耗率、裝置總效率、推進(jìn)熱效率、每海里耗油率、運(yùn)轉(zhuǎn)-維修經(jīng)濟(jì)性性能指標(biāo)PerformanceData：機(jī)動(dòng)性、可靠性、自動(dòng)-遠(yuǎn)操縱性、拖曳性及隱蔽性第21頁/共90頁一、技術(shù)指標(biāo)Technicaldate第22頁/共90頁1、功率指標(biāo)Power相對(duì)功率第23頁/共90頁第24頁/共90頁2、質(zhì)量指標(biāo)Weight干重Gg

：機(jī)器及管系重量濕重Gy

：機(jī)器及管系和管子里的工質(zhì)重量總重GE

：機(jī)器及管系和管子里的工質(zhì)及貯備重量相對(duì)指標(biāo)：每千瓦重每噸重通常用0.1gy%來表示相對(duì)重量。第25頁/共90頁第26頁/共90頁3、尺寸指標(biāo)Dimension絕對(duì)尺寸：機(jī)艙長(zhǎng)、面積、容積相對(duì)尺寸：相對(duì)長(zhǎng)度：機(jī)艙長(zhǎng)度與船長(zhǎng)之比面積飽和度：?jiǎn)挝粰C(jī)艙面積的有功功率容積飽和度：?jiǎn)挝粰C(jī)艙容積的有功功率第27頁/共90頁第28頁/共90頁二、動(dòng)力裝置的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)Economicdata燃油消耗率Specificfuelconsumption：整個(gè)動(dòng)力裝置單位推功率每小時(shí)所消耗燃料量2、有效效率Effectiveefficiency3、每海里耗油量fuelconsumptionpermile第29頁/共90頁三、動(dòng)力裝置性能指標(biāo)Performancedata1、機(jī)動(dòng)性：?jiǎn)?dòng)時(shí)間、變工況時(shí)間、倒車時(shí)間2、可靠性：使用壽命，大修間隔3、拖曳性4、振動(dòng)與噪聲5、自動(dòng)化-遠(yuǎn)程控制第30頁/共90頁對(duì)船舶動(dòng)力裝置的要求1、機(jī)電設(shè)備安全可靠2、提高經(jīng)濟(jì)性3、具有一定的續(xù)航力4、具有良好的操縱性5、主/輔機(jī)選型合理6、其它要求1）不同工況機(jī)槳配合得當(dāng)2）主機(jī)的遙控和自動(dòng)化3）船舶建筑成本低4）尺寸質(zhì)量小5）維護(hù)簡(jiǎn)單6）設(shè)備滿足船舶規(guī)范第31頁/共90頁第二章船舶軸系與傳動(dòng)§2-1推進(jìn)裝置形式與特點(diǎn)一、直接傳動(dòng)型（a，b）二、齒輪傳動(dòng)（c，d，e，f）三、可調(diào)螺距槳（h）四、電力傳動(dòng)（g）五、噴水推進(jìn)高速水翼船，主機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵，泵中噴出的水的反推力推動(dòng)船舶前進(jìn)。第32頁/共90頁對(duì)軸系的要求：1）工作可靠且有較長(zhǎng)的壽命2）盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)3）傳動(dòng)損失小4）良好的抗振性能5）對(duì)船體變形不敏感6）良好的密封性7）尺寸重量小§2-2船舶軸系Shafting第33頁/共90頁一、軸系的任務(wù)與組成組成：1、傳動(dòng)軸：中間軸、推力軸、尾軸

2、傳動(dòng)軸承：中間軸承、推力軸承

3、尾軸管裝置任務(wù)：傳動(dòng)功率及推力第34頁/共90頁第35頁/共90頁第36頁/共90頁二、軸系的布置1、軸線：主機(jī)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(yīng)力。

第37頁/共90頁第38頁/共90頁第39頁/共90頁第40頁/共90頁第41頁/共90頁三、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(chǎn)生的推力就是通過推力軸承傳給船體的。第42頁/共90頁第43頁/共90頁第44頁/共90頁3、螺旋槳軸：油潤(rùn)滑，水潤(rùn)滑。螺旋槳軸的負(fù)荷：1）由槳重產(chǎn)生的彎曲力矩2）槳的不平衡質(zhì)量、附水質(zhì)量和槳的水動(dòng)力不平衡使槳軸產(chǎn)生周期性彎曲力和扭轉(zhuǎn)力3）船舶彎曲、變工況和槳軸轉(zhuǎn)速變化引起附加動(dòng)負(fù)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(yīng)力增加5）海水腐蝕產(chǎn)生“腐蝕疲勞”第45頁/共90頁4、尾軸管裝置第46頁/共90頁第47頁/共90頁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(rùn)滑方式及材料水潤(rùn)滑軸承材料有：鐵梨木、層壓板（樺木）、橡膠和強(qiáng)化塑料。油潤(rùn)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(rùn)滑的密封Simplex型密封：可用作油潤(rùn)滑的首尾密封第48頁/共90頁第49頁/共90頁第50頁/共90頁第51頁/共90頁四、軸系設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題1、嚴(yán)格按“船規(guī)”確定軸系各段直徑，并進(jìn)行規(guī)范的強(qiáng)度校核。2、扭振、縱振、橫振的測(cè)量及計(jì)算3、進(jìn)行合理的校中計(jì)算：人為的將軸線調(diào)整為曲線狀態(tài)，使軸系的負(fù)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。第52頁/共90頁第53頁/共90頁一、齒輪傳動(dòng)機(jī)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(yīng)的潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)。作用：減速、變速、倒車、離合、減振類型：減速機(jī)組、倒順減速機(jī)組、并車機(jī)組二、減速機(jī)組1、單級(jí)：垂直異心，水平異心2、兩級(jí)或多級(jí)：燃?xì)廨啓C(jī)或蒸汽輪機(jī)裝置通常采用?！?-3齒輪傳動(dòng)機(jī)組第54頁/共90頁三、倒順減速機(jī)組平行軸式：體積大，傳動(dòng)扭矩大第55頁/共90頁行星齒輪式：體積小，傳動(dòng)扭矩小第56頁/共90頁第57頁/共90頁四、并車機(jī)組第58頁/共90頁中速機(jī)并車優(yōu)點(diǎn)：1）尺寸小、重量輕2）單機(jī)功率大3）巡航或低速時(shí)，可停運(yùn)部分發(fā)動(dòng)機(jī)，提高經(jīng)濟(jì)性4）提高艦艇生命力5）提高機(jī)動(dòng)性6）有利標(biāo)準(zhǔn)化缺點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工難度大

2）負(fù)荷分配不均時(shí)會(huì)使主機(jī)過載

3）操縱控制復(fù)雜化第59頁/共90頁五、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(duì)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(shí)應(yīng)考慮：1）發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率、轉(zhuǎn)速及扭矩2）聯(lián)軸器最大扭矩3）聯(lián)軸器允許扭矩轉(zhuǎn)角、軸向和徑向位移、角度偏差等第60頁/共90頁第61頁/共90頁第62頁/共90頁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(jī)空載啟動(dòng)；部分機(jī)組工作；非反轉(zhuǎn)柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)倒車和雙速傳動(dòng)；微速航行。六、齒輪傳動(dòng)機(jī)組選型設(shè)計(jì)中應(yīng)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(duì)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(jié)束。時(shí)間為6—8秒。第63頁/共90頁第64頁/共90頁第65頁/共90頁第66頁/共90頁第67頁/共90頁2、齒輪箱選型第68頁/共90頁§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(jī)組1、電站類型及組成按用途分：推進(jìn)電站、全船性電站、應(yīng)急電站按發(fā)動(dòng)機(jī)分：全柴油發(fā)電機(jī)組、柴油發(fā)電機(jī)加廢熱發(fā)電機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)加軸帶發(fā)電機(jī)、蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)。電力系統(tǒng)組成可見圖3-1第三章船舶輔助裝置及管路第69頁/共90頁第70頁/共90頁2、電站功率的確定三類負(fù)荷表格法第Ⅰ類：某運(yùn)行狀態(tài)下連續(xù)使用的負(fù)荷第Ⅱ類：某運(yùn)行狀態(tài)下短時(shí)間或重復(fù)短時(shí)使用的負(fù)荷第Ⅲ類：某運(yùn)行狀態(tài)下偶然短時(shí)使用的負(fù)荷通常將船舶工況分為：航行、進(jìn)出港、停泊、裝卸貨、應(yīng)急狀態(tài)，不同的船舶有不同的劃分。用表格計(jì)算不同工況下三類負(fù)荷值，再計(jì)算總功率。計(jì)算步驟：1）電動(dòng)機(jī)利用系數(shù)第71頁/共90頁2）機(jī)械負(fù)荷系數(shù)3）每組用電設(shè)備同時(shí)使用系數(shù)4）電動(dòng)機(jī)負(fù)荷系數(shù)5）同組設(shè)備實(shí)際所需電動(dòng)機(jī)功率

第72頁/共90頁6）同類負(fù)荷總功率7）同類負(fù)荷同時(shí)使用系數(shù)8）電站總功率9）發(fā)電機(jī)選配Py>P10）原動(dòng)機(jī)功率

第73頁/共90頁二、供汽裝置1、用途與組成用途：加熱、沖洗、驅(qū)動(dòng)往復(fù)式貨油泵、蒸汽發(fā)電機(jī)組組成見圖3-2第74頁/共90頁第75頁/共90頁2、輔助鍋爐1）燃油輔助鍋爐：煙管鍋爐、水管鍋爐第76頁/共90頁2）廢氣鍋爐3）混合鍋爐3、蒸汽量計(jì)算先計(jì)算各艙柜及設(shè)備所需蒸汽量（KG/H），按運(yùn)行工況確定負(fù)荷系數(shù)，并計(jì)算個(gè)設(shè)備耗汽量，再計(jì)算總耗汽量。三、船舶制淡裝置任務(wù)：從海水中分離掉各種鹽分和雜質(zhì)，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(yù)熱器、蒸發(fā)器、冷凝器沸騰式缺點(diǎn)：管殼式換熱器容易結(jié)垢第77頁/共90頁第