船舶動力裝置

1、1.船舶動力裝置的含義及組成含義:船舶動力裝置保證船舶正常航行、作業(yè)、停泊以及船員、旅客正常工作和生活所必需的機械設備的綜合體。組成：推進裝置（主發(fā)動機、推進器、傳動設備）；輔助裝置 （船舶電站、輔助鍋爐裝置）；機艙自動化；船舶系統(tǒng) （動力管系、船舶管系）；甲板機械 （錨泊機械、操舵機械、起重機械）2.動力裝置類型類型：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 柴油機：優(yōu)點:A. 有較高的經(jīng)濟性，耗油率比蒸汽、燃氣動力裝置低得多；B. 重量輕(單位重量的指標小)；C. 具有良好的機動性，操作簡單，啟動方便，正倒車迅速；D. 功率范圍

2、廣。 缺點:A. 柴油機尺寸和重量按功率比例增長快；B. 柴油機工作中的噪聲、振動較大；C. 中、高速柴油機的運動部件磨損較厲害； D. 柴油機低速穩(wěn)定性差；E. 柴油機的過載能力相當差。蒸汽輪機：優(yōu)點:a. 單機功率大,可達7.5×104kW以上 ； b. 轉速穩(wěn)定，無周期性擾動力，機組振動噪聲?。籧. 工作可靠性高；d. 可使用劣質燃料油。缺點:a. 總重量大，尺寸大；b. 燃油消耗率高；c. 機動性差,啟動前準備時間約為3035min，緊急須1520min 。 燃氣輪機：優(yōu)點:a. 單位功率的重量尺寸?。籦. 啟動加速性能好；c. 振動小，噪聲小。 缺點:a. 主機沒有反轉性；

3、b. 必須借助啟動機械啟動；c. 葉片材料昂貴，工作可靠性較差，壽命短；d. 進排氣管道尺寸大，艙內布置困難。 電力推進：交流電力推進裝置具有極限功率大，效率高和可靠性好的優(yōu)點（結合電力傳動分析挖泥船，破冰船）8.中間軸承中間軸承：是為減少軸系撓度設置的支承點，用來承受中間軸本身的重量，以及因其變形或運動而產(chǎn)生的徑向負荷（非重點）中間軸承的設置：尾管無前軸承者，則中間軸承盡量靠近尾管前密封；中間軸承應設在軸系上集中質量處附近，如調距槳軸系的配油箱附近;每根中間軸一般只設一個中間軸承（極短中間軸不設）。（非重點）中間軸承的位置與間距：位置：靠近一段法蘭處，距法蘭端面距離0.2l軸承間距的大小及其

4、數(shù)目，對軸的彎曲變形、柔性和應力均有很大的影響。間距適當增加使軸系柔性增加，工作更為可靠，對變形牽制小，使額外負荷反而減小。3.船舶動力裝置性能指標1）技術指標 代表整套動力裝置技術裝備總指標。包括功率指標質量指標和尺寸指標。2）經(jīng)濟指標 代表燃料在該動力裝置中的熱能轉換率。有燃料消耗率裝置總效率推進裝置熱效率每海里航程燃料耗量及動力裝置的運轉-維修經(jīng)濟性。3）性能指標 代表動力裝置在接受命令，執(zhí)行任務中的服從性堅固性和對外界條件工作人員的依賴性。因此它包括機動性可靠性自動遠操作性能牽拽性能以及噪聲振動的控制等指標。功率指標：船舶有效功率、 主機輸出功率 尺寸指標：面積飽和度、容積飽和度（對于

5、不同的船舶，對機艙尺寸要求也不統(tǒng)一，為了表征機艙的面積和容積利用率的情況） 經(jīng)濟指標：主機燃料消耗率（指在單位時間內主機單位有效功率所消耗的燃料量）經(jīng)濟航速:（節(jié)能航速、最低營運費用航速、最大盈利航速）a.節(jié)能航速是指每小時燃油消耗量最低時的靜水航速，它常由主機按推進特性運行時能維持正常公共的最低穩(wěn)定轉速所決定。b.最低營運費用航速是指船舶每航行1海里船舶固定費用及航行費用最低時的航速，可供船舶及其動力裝置的性能評價及選型用。c.最大盈利航速是指每天（或在船舶營運期間）能獲得最大利益的航速。性能要求：可靠性、具有一定續(xù)航力（是指船舶不需要到基地或港口去補充任何物質所能航行的最大距離或最長時間）

6、4.何為軸線？理想軸系如何確定？為什么有些船舶的軸線有傾斜角和偏斜角？軸線：軸線是指主機（或離合器或齒輪箱）輸出法蘭端面中心至螺旋槳槳轂端面中心間的連線.理想軸線：與船體龍骨線(基線)平行傾斜角：有時為保證螺旋槳浸入水中有一定的深度，而主機位置又不能放低，只能使軸線向尾部有一傾斜角，即軸線與基線的夾角，一般控制在05°之間。偏斜角：雙軸時除角外，其與船舶中垂面偏角，即斜偏角一般控制在03°，從而保證軸系有較高的推力，不會因、角太大而損失過多。Tips：內河船由于吃水淺，但是螺旋槳要有一定的沉深，所以軸線具有傾斜角。雙機雙槳船舶，由于尾部結構的問題，會產(chǎn)生偏斜角，保證槳工作時

7、不碰到船體結構。偏斜角和傾斜角均會引起推力損失，偏角不能太大。5.推進裝置形式直接傳動是主機直接通過軸系把功率傳給螺旋槳的傳動方式，在主機與軸系中無其它傳動設備，在任何工況下，螺旋槳與主機具有相同的轉速與轉向。優(yōu)點：結構簡單；使用壽命長；燃料費用低；維修保養(yǎng)方便；噪聲低；傳動損失?。煌七M率高 。缺點：重量與尺寸大；倒車必須利用可反轉發(fā)動機，其機動性差；非設計工況下運轉時經(jīng)濟性差；低速和微速航行受到柴油機最低穩(wěn)定轉速的限制 。Tips:大型遠洋船舶一般選取低速柴油機直接傳動 間接傳動是通過傳動設備（機械的、電動的或液動的），使主機與軸系連接在一起的一種傳動方式。優(yōu)點：重量與尺寸?。恢鳈C的轉速不受

8、螺旋槳要求的轉速限制；軸系布置方便；帶倒順離合器時可選用不可逆轉的主機；有利于多機并車、單機分車與軸帶發(fā)電機布置。 缺點：結構復雜；傳動損失大；效率低 。Tips:內河船由于吃水、螺旋槳直徑受限，一般選取中速柴油機，配合低轉速螺旋槳，采用間接傳動。電力傳動是主機驅動主發(fā)電機發(fā)電，然后并網(wǎng)，再由電網(wǎng)供電給電動機驅動螺旋槳的一種傳動型式。主機和螺旋槳間沒有機械聯(lián)系，機、槳可任意距離布置。 優(yōu)點：機組配置和布置比較靈活、方便，艙室利用率高；改變直流電動機的電流方向可使螺旋槳轉向改變，便于遙控，機動性和操縱性好；發(fā)電機轉速不受螺旋槳轉速的限制；正倒車具有相同功率和運轉性能，具有良好的拖動性能。缺點：能

9、量經(jīng)過兩次轉換，損失大，傳動效率低；增加了發(fā)電機和電動機，裝置總的重量和尺寸較大，造價和維修費用較貴。Tips:挖泥船、破冰船（極地船）等工作工況復雜，工況轉換復雜的船舶適合于電力推進。6.軸系的概念、組成、特點軸系：在推進裝置中,從發(fā)動機(機組)輸出法蘭到推進器之間以傳動軸為主的一整套設備軸系的基本任務：連接主機(機組)與螺旋槳,將主機發(fā)出的功率傳給螺旋槳,同時又將螺旋槳所產(chǎn)生的推力通過推力軸承傳給船體,以實現(xiàn)推進船舶的使命組成：1）傳動軸：中間軸、推力軸、尾軸或螺旋槳軸2）支承軸承：中間軸承、推力軸承及尾管軸承3）聯(lián)軸器（聯(lián)軸節(jié)）：固定聯(lián)接法蘭、可拆聯(lián)軸節(jié)、液壓聯(lián)軸節(jié)、彈性聯(lián)軸節(jié)、夾殼聯(lián)軸

10、節(jié)、齒形聯(lián)軸節(jié)、膜片聯(lián)軸節(jié)、萬向聯(lián)軸節(jié)等4）軸系附件(用于連接傳動軸的聯(lián)軸器；制動器；隔艙填料函、尾管密封；還有中間軸承、推力軸承、尾管軸承的潤滑與冷卻管路；接地裝置；防腐蝕裝置等)5）減速齒輪箱7.軸系的工作條件：(從負荷、應力、狀況分析工作環(huán)境惡劣的原因)a.一般位于水線以下，有一部分伸出船殼，長期浸泡在水中 b.在運轉中產(chǎn)生的負荷和應力十分復雜:螺旋槳在水中旋轉的扭轉變形（應力）；推進中的正倒車產(chǎn)生的拉、壓應力；軸系自重產(chǎn)生的彎曲變形（應力）；軸系安裝誤差、船體變形、軸系振動以及螺旋槳的水動力等所產(chǎn)生的附加應力 。 8.軸承的負荷在進行軸系布置時，應盡量使軸系各軸承的負荷比較均勻，并使其

11、比壓在允許的范圍內a.負荷過重：磨損嚴重b.負荷很小或為零：浪費，沒有必要布置軸承c.軸承負荷是負值：是相鄰軸承負荷增加9.螺旋槳軸尾端結構螺旋槳軸的尾部是供安裝螺旋槳所用，并傳遞和承受以下的負荷：a.錐形部分用來承受正車推力；b.倒車推力由固定螺母來承受；c.主機的轉矩則靠其鍵槽中所裝的鍵或者液壓安裝螺旋槳過盈配合錐面的摩擦力傳給螺旋槳 10.槳和槳軸的聯(lián)接方式機械聯(lián)接，油壓無鍵套合聯(lián)接，環(huán)氧樹脂粘結。11.船舶后傳動設備在推進裝置中主要有哪些作用及組成？作用：減速及變速傳動；用以并車和分車組合或分配推進功率；離合與倒順；抗振與抗沖擊；布置中的調節(jié)作用 。主要組成：齒輪變速器、離合器、彈性聯(lián)

12、軸器、液力偶合器等等 12.船用齒輪箱主要技術性能參數(shù)（重要的幾個）a.齒輪箱的中心距b.標定傳遞能力c.標定螺旋槳推力13.彈性聯(lián)軸器作用a.彈性聯(lián)軸器的柔度很大(剛度很小)，可以大幅度地降低軸系扭振的自振頻率，可能使柴油機在使用轉速范圍內不出現(xiàn)危險的共振，是軸系扭振、調頻、避振的有效措施之一。b.可以緩解由于船體變形所引起的柴油機、齒輪箱和軸承增加的負荷。c.可允許軸線有微小傾角和位移，補償安裝中的誤差，使軸線校中容易，并能保護齒輪裝置。 d.降低軸系校中的工藝要求。14.聯(lián)軸器的扭矩計算式中:Pw驅動功率，kW； n工作轉速，r/min。 15.液力偶合器a.液力偶合器是一種應用廣泛的液

13、力傳動元件。b.動力機帶動偶合器泵輪旋轉，泵輪葉片攪動腔內的工作液，在離心作用下，泵輪將機械能轉變?yōu)橐后w能傳遞給渦輪葉片，渦輪再將吸收的液體能傳遞給工作機。c.動力機與工作機的傳動介質為液體，所以其優(yōu)點是其它動力連接設備所不可比擬的。16.燃油管系的功用、組成及工作原理（凈化方式）燃油管系的作用：向船舶柴油機和燃油鍋爐供應足夠數(shù)量的合格燃油，以確保船舶的營運需要。 / 燃油系統(tǒng)一般由注入、貯存、駁運、凈化、供應、測量6個部分組成。燃油管系的凈化方式：過濾、沉淀、分油機分離17.輕柴油和重柴油什么時候使用：輕柴油：工況嚴格(進出港口、啟動、停泊等），操縱性要求高的工況下使用重柴油：正常航行時，從

14、經(jīng)濟性考慮，節(jié)省燃油費，使用重柴油18.潤滑系統(tǒng)常見潤滑方式：各類軸承的潤滑方式有壓力潤滑、飛濺潤滑和人工潤滑。其中前兩者為正常情況下使用，人工潤滑是在機器長期不使用時，人工涂上一層厚厚的潤滑油脂進行潤滑?；凸芟低ǔ８鶕?jù)柴油機的結構型式可分為濕底殼式（油槽在柴油機內）和干底殼式（油槽在柴油機外）兩種。19.閉式冷卻系統(tǒng)特點特點：由于受熱件工作條件不同，所要求的冷卻液溫度、壓力和基本組成也各不相同。因而各受熱件的冷卻系統(tǒng)通常由幾個單獨的系統(tǒng)組成。一般分為缸套和汽缸蓋、活塞、噴油器3個閉式淡水冷去系統(tǒng)。淡水對柴油機氣缸套、氣缸蓋、活塞、噴油器等進行冷卻海水冷卻淡水冷卻器、滑油冷卻器、增壓空氣冷卻

15、器、噴油器冷卻器20.膨脹水箱的作用：a.閉式冷卻管路中設置膨脹水箱以適應管路內淡水隨溫度變化產(chǎn)生的體積變化；b.在柴油機的淡水管最高處接出透氣管與膨脹水箱上部相通，讓淡水中分離出來的氣(汽)體逸入大氣；c.膨脹水箱置于淡水泵吸入口以上一定高度，使吸入管路保持一定的水壓，防止產(chǎn)生汽化現(xiàn)象； d.向管路內補充淡水； e.投藥，保證水質。21.海底門的設置：位置，一高一低（原因見課堂作業(yè)），兩側。 船舶機艙至少設兩個海底門，布置在船舶的左右兩舷，低位海底門在機艙底部，高位海底門則設與舭部（船舷側板與船底板交接的部位） 。對于大型船舶尾機艙，海底門要盡量布置在機艙前部，以避免吸入空氣和污水。海底門應

16、設隔柵或孔板，以阻擋大的污泥雜質進入海水管路。海水箱上應設透氣管，壓縮空氣管和蒸汽管，以便吹除污物和冰粒等。22.壓縮空氣在船上的應用：柴油機的啟動、換向、操縱；(最重要的作用)；氣胎離合器的操縱；壓力柜充氣（淡水、海水）；吹洗海底門、油渣柜等；汽笛、霧笛吹鳴；遙控和自動控制系統(tǒng)的能源；滅火劑的驅動噴射；雜用，風動工具等；軍用船舶武器的發(fā)射。23.艙底水系統(tǒng)：為在機艙破損時應急排水，一般還應設有接至主冷卻海水泵的應急排水支管，并應裝設截止止回閥，即“只出不進”。壓載水在管內的流動是“有進有出”。即要通過同一管道將壓載水注入某壓載水艙和自該艙排出壓載水因此在管系中不可設置止回閥，而要通過截止閥箱

17、調駁。24.壓載水系統(tǒng)的作用壓載水管系的功用是對壓載水艙注入或排出壓載水，達到：a.保持適當?shù)呐潘?、吃水和船體縱、橫向平衡，維持適當?shù)姆€(wěn)心高度；b.減小過大的彎曲力矩和剪切力，減輕船體振動。c.改善空艙適航性。25.船舶消防基本原則：防火、探火和滅火26.供水系統(tǒng)水箱容積組成：無效容積、有效容積、壓縮空氣最小容積27.船舶傾斜角的規(guī)定：橫傾15°、橫搖22.5 °、縱傾5 °以及縱搖7.5 °28.壓載水各管系形式特點：1：支管式：適用于雙層底內壓載艙，且壓載管徑較小、壓載艙數(shù)不多的小型船舶。（不需要遙控）2：總管式：3. 管隧式：29.壓載水系統(tǒng)的設

18、計要求：1)壓載水在管內的流動是“有進有出”。即要通過同一管道將壓載水注入某壓載水艙和自該艙排出壓載水因此在管系中不可設置止回閥，而要通過截止閥箱調駁。2)在大型船舶上，為防止海水自壓載水管泄漏至貨艙，壓載水管都敷設在雙層底艙中央的管隧內。其吸入口在各艙的布置，應有利于壓載水的排出。3)首尖艙和尾尖艙的壓載水管穿過首、尾隔艙時，最好設有可在上甲板啟閉的閘閥，以便在船體首尾部撞破時立即關閉閘閥，防止舷外水進入壓載水系統(tǒng)。30.艙底水系統(tǒng)的作用： 功用是抽除艙底積水；此外當發(fā)生海損事故，船體破損而大量進水時艙底水系統(tǒng)也擔負著排出的任務。Tips：a.壓載水系統(tǒng)的其他用途平衡水艙：客滾船、集裝箱船、

19、客船、火車渡船等，對穩(wěn)性要求很高的船一般設有平衡水艙。b.艙底水系統(tǒng)，設置截止止回閥（只出不進）；壓載水系統(tǒng)，設置截止閥（有進有出）31.消防系統(tǒng)水消防系統(tǒng)：水滅火系統(tǒng)廣泛用于撲滅起居處所、貨艙、機艙等處的火災，不能撲滅油類和電氣火災CO2消防系統(tǒng)：電氣設備滅火，二氧化碳滅火系統(tǒng)不適用于客艙泡沫消防系統(tǒng)：適用于油船和化學品船的液貨區(qū)域的甲板32.機槳匹配：阻力儲備法：取100%主機功率，100%轉速，而船體阻力則取滿載運行時船底有一定程度的污底、并有風浪時的阻力作為設計工況點。33.柴油機速度特性保持噴油量不變,柴油機在不同轉速時，平均有效壓力為常數(shù)故有P隨供油量增加而增大；供油量一定，Pn也

20、稱作外特性。柴油機試驗臺上測定，將噴油量調節(jié)機構固定在某一位置，改變負荷，使轉速變換。全負荷速度特性：標定轉速發(fā)出標定功率的供油位置，標準試驗環(huán)境（大氣壓p0=100kpa，相對濕度0=30%/無限航區(qū)60%，環(huán)境溫度T0=298K/318K）及持續(xù)功率下測定。超負荷速度特性：超負荷功率為標定功率的110%（對應103%neb），并且在12h運轉期內允許超負荷運轉1h。部分負荷速度特性：噴油泵油量固定在小于標定功率油量34.柴油機負荷特性及特性作用試驗臺或實船條件下測取。發(fā)電副機和裝有全制式調速器的主機，在設定轉速不變下，當負荷變化轉速保持不變時，可認為按負荷特性工作。負荷特性是標志柴油機動力

21、性與經(jīng)濟性的基本指標特性。作用：比較不同柴油機的性能，評價同一柴油機的結構設計改變或調速后的效果；標定柴油機功率；繪制萬有特性曲線。 35.柴油機推進特性當柴油機作為船舶主機帶螺旋槳，按螺旋槳特性工作，為柴油機的推進特性。 意義：a.根據(jù)柴油機的工作能力合理的設計、選用螺旋槳；  b.確定使用中功率與轉速的配合點；  c.確定推（拖）船舶在各種工況下的負荷；  d.確定船舶的經(jīng)濟航速。36.船舶動力裝置的發(fā)展性設計用船部門根據(jù)他們的發(fā)展計劃提出來，沒有多少經(jīng)驗可效仿，必須根據(jù)任務的要求進行詳細和大量的分析工作，運用不同的技術和措施，提出多種可能的方案，以

22、便進行對比，從而選擇最優(yōu)設計方案。37.輔鍋爐（利用柴油機余熱）一般干貨船(散貨船、雜貨船、集裝箱船)的蒸汽用途寒冷季節(jié)的艙室取暖;加熱生活用熱水;廚房各種需要;粘性油的加熱;蒸汽滅火系統(tǒng);制造淡水;特殊用途及雜用余熱：柴油機工作時，一部分能量轉化為功，剩余一部分不能轉化為功的能量轉化為熱能，成為余熱，余熱可有效利用，如：廢棄鍋爐。38.機艙位置及尺寸,船舶的總布置規(guī)劃要求,動力裝置本身的要求。機艙位于中部：便于機艙布置，抗沉性好；軸系長，效率降低，結構復雜，貨艙容積減小 機艙位于尾部：軸系縮短，降低成本及維修費用，增加貨艙容積，但在空載或輕載時會首傾 機艙大?。簷C艙長度-根據(jù)主機的長度來確定; 機艙寬度-船寬機艙高度-機艙內大型設備. / Tips：客船中機型；貨船艉機型39.尾管軸承潤滑方式：油潤滑，水潤滑