船舶動力系統(tǒng)課件

1、1第3章 船的發(fā)動機(jī)（引擎）發(fā)動機(jī)是船舶動力的輸出設(shè)備相當(dāng)于船舶的心臟1. 蒸汽動力裝置2.內(nèi)燃機(jī)動力裝置3. 核動力裝置船舶動力裝置的分類（以主機(jī)的形式來分類）2熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置， 或產(chǎn)生動力的機(jī)械裝置。任何發(fā)動機(jī)都要燃燒燃料，后產(chǎn)生熱能再轉(zhuǎn)化為動能。發(fā)動機(jī)的主要種類：蒸汽機(jī)、渦輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)。主機(jī)3能量轉(zhuǎn)換過程蒸汽機(jī)、渦輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)蒸汽渦輪機(jī)的工作原理：高速汽流噴射葉片帶動軸轉(zhuǎn)動為避免空泡現(xiàn)象，船舶加設(shè)減速器蒸汽渦輪機(jī)已退出歷舞臺，只有LNG船在用蒸汽渦輪的工作原理蒸汽渦輪的工作結(jié)構(gòu)減速器使螺旋槳減速而避免空泡當(dāng)前普遍使用的是“柴油機(jī)”。與汽車發(fā)動機(jī)都是內(nèi)燃機(jī)，但有不同：汽車是“點燃”

2、，而船舶是“壓燃”兩沖程發(fā)動機(jī)適用于大型船舶四沖程發(fā)動機(jī)工作原理：進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣，推動活塞做直線運動兩沖程發(fā)動機(jī)工作原理：壓縮、做功、排氣，推動活塞做直線運動內(nèi)燃機(jī)按曲軸轉(zhuǎn)數(shù)分為：低速機(jī)（轉(zhuǎn)數(shù)1000/min)內(nèi)燃機(jī)按工作循環(huán)分為：四沖程、二沖程大型商船使用低速機(jī)（燒重油汽缸大體積大較沉重震動）車客渡船使用中速機(jī)（燒重油）高速輕量的船使用高速機(jī)（燒汽油）“馬力”是船舶發(fā)動機(jī)的輸出的功率。由船的阻力和推進(jìn)效率決定1馬力=75公斤米/秒=0.735kw船的馬力=RV/75主機(jī)要發(fā)出多少馬力來推船前進(jìn)呢?二、船舶運動所消耗的功率推進(jìn)系數(shù)軸系損失(軸系效率)槳盤損失(相對效率)槳本身效率(敝水

3、效率)船槳配合損失(船身效率)各種推進(jìn)器的CP 馬力的定義船本身需要的馬力=船的阻力X船速(有效馬力(EHP)=主機(jī)的馬力*CP(由主機(jī)到船行之間的能量損失)傻大、笨重、噪聲、黑煙的柴油機(jī)期待改善,節(jié)能減排的科學(xué)研究一直在路上,任重面道遠(yuǎn).一種電控噴射的智能控制柴油機(jī)誕生了,改善了原有傻重噪黑柴油機(jī)的弊病.電控噴射代替了機(jī)控噴射,減少NOX的排量,有益于環(huán)境保護(hù),港口冒黑煙的問題得到解決計算機(jī)介入控制系統(tǒng),使噴油微量、定時、精準(zhǔn)，使其動力性能極大提高，也節(jié)能，也減排。較少有專門為船舶開發(fā)燃?xì)鉁u輪機(jī)，所以將飛機(jī)發(fā)動機(jī)改裝到船上燃?xì)鉁u輪機(jī)與蒸氣渦輪機(jī)工作原理相同，都是噴射高速流體到渦輪上，帶動渦輪

4、軸轉(zhuǎn)動變成機(jī)械能高速環(huán)保船、軍艦等應(yīng)用燃?xì)鉁u輪機(jī)優(yōu)點：構(gòu)造簡單、重量輕、功率大、環(huán)保（Nox,Sox等排放量少）可以單獨將發(fā)動機(jī)取出進(jìn)行岸上維修。缺點：燃燒效率低，要以價格更為昂貴的汽油作為燃料；發(fā)動機(jī)制造成本高，維護(hù)費也高。燃?xì)鉁u輪機(jī)工作原理燃?xì)鉁u輪機(jī)優(yōu)點：構(gòu)造簡單、重量輕、功率大、環(huán)保（Nox,Sox等排放量少）可以單獨將發(fā)動機(jī)取出進(jìn)行岸上維修。缺點：燃燒效率低，要以價格更為昂貴的汽油作為燃料；發(fā)動機(jī)制造成本高，維護(hù)費也高。船舶動力裝置系統(tǒng)：1 船舶動力裝置的組成與分類2 船用柴油機(jī)3 動力裝置的傳動4 船舶軸系5 船舶動力系統(tǒng)主機(jī)傳動設(shè)備和軸系輔助機(jī)械設(shè)備動力管路系統(tǒng)機(jī)艙自動化設(shè)備船舶動

5、力裝置的組成推動船舶航行的動力機(jī)械(燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、推進(jìn)電機(jī)組、核動力等)主機(jī)至螺旋槳之間傳動設(shè)備 (減速箱、離合器、推力軸承、軸系)保證主機(jī)工組的輔機(jī)、裝置 (空壓機(jī)、發(fā)電機(jī)組、燃油泵、滑油泵、冷卻水泵)保證主機(jī)工組的系統(tǒng)(燃油、滑油、冷卻水、壓縮空氣、排氣管路系統(tǒng))實現(xiàn)主機(jī)、輔機(jī)遙控集控的設(shè)備 (自動控制、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、自動操縱、集中監(jiān)測、報警)203 動力裝置的傳動直接傳動間接傳動Z型傳動電力傳動可調(diào)距螺旋槳液力傳動211、直接傳動 直接通過軸系 優(yōu)點： 1）結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)管理方便，不易出現(xiàn)故障 2）經(jīng)濟(jì)性好，傳動損失少，傳動效率高 3）工作可靠，壽命長 4）振動噪聲小缺點： 1）動力裝置

6、重量、尺寸大 2）主機(jī)必需可反轉(zhuǎn) 3）非設(shè)計工況經(jīng)濟(jì)性差 4）船舶微速航行航速受到主機(jī)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的限制應(yīng)用范圍： 低速機(jī)遠(yuǎn)洋和沿海貨輪、油輪、艦主機(jī)（低速機(jī)）222、間接傳動中、高速機(jī) 軸系以及離合器、減速器等 優(yōu)點： 1）主機(jī)不需換向，且轉(zhuǎn)速不受螺旋槳要求低轉(zhuǎn)速的限制 2）主機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，管理方便，機(jī)動性好 3）軸系布置自由 4）利于多機(jī)并車運行，也利于設(shè)置軸帶發(fā)電機(jī)缺點： 1）軸系結(jié)構(gòu)復(fù)雜 2）傳動效率低應(yīng)用范圍： 冰區(qū)航行船舶 內(nèi)河航行中小型船舶233、Z型傳動顯著特點：螺旋槳可繞垂直軸座360o回轉(zhuǎn)。優(yōu)點： 1）操縱性好 2）可以不設(shè)舵、尾柱和尾軸管等結(jié)構(gòu) 3）不需要單獨的減

7、速齒輪裝置、不需要主機(jī)換向機(jī)構(gòu)、延長柴油機(jī)使用壽命 4）修理槳，不需進(jìn)塢應(yīng)用范圍： 小型船舶，如港作船。1-柴油機(jī)；2-聯(lián)軸節(jié)；3-帶萬向接頭的傳動筒；4-上錐齒輪；5-蝸桿；6-傳動軸；7-尾管；8-滾動軸承；9-下錐齒輪；10-舵葉；11-滾動軸承；12-螺旋槳；13-蝸輪；14-支架1-柴油機(jī)；2-聯(lián)軸節(jié)；3-帶萬向接頭的傳動筒；4-上錐齒輪；5-蝸桿；6-傳動軸；7-尾管；8-滾動軸承；9-下錐齒輪；10-舵葉；11-滾動軸承；12-螺旋槳；13-蝸輪；14-支架24選擇傳動方式需要考慮的因素 船舶的大小 船舶的用途 船舶的航區(qū) 發(fā)動機(jī)的形式和發(fā)展 傳動設(shè)備的形式和發(fā)展 經(jīng)濟(jì)性 安全可

8、靠性 運轉(zhuǎn)管理254船舶軸系4.1軸系的組成4.2軸系的布置264.1軸系的組成274.1軸系的組成1 推力軸與推力軸承承受軸向推力4.1軸系的組成2 中間軸與中間軸承承受徑向負(fù)荷和重量4.1軸系的組成3 尾軸與尾軸管4.2軸系的布置軸線：主機(jī)至螺旋漿間的軸系，幾段軸連接而成兩舷方向的布置：1）單軸-船舶中線面上2）雙軸-中線面兩側(cè)對稱布置3）三軸-中、左、右高度方向的布置：與主機(jī)、螺旋漿高度位置相適應(yīng)1）與船體基線平行（最理想）2）一定傾角（輸出中心法蘭高而吃水淺時）5 船舶動力系統(tǒng)1.燃油系統(tǒng)2.潤滑油系統(tǒng)3.冷卻水系統(tǒng)4.壓縮空氣系統(tǒng)5 船舶動力系統(tǒng)1.燃油系統(tǒng)基本任務(wù): 為主機(jī)、副機(jī)、

9、鍋爐供油存儲于: 油艙（雙層底燃油艙、深艙） 系統(tǒng)組成:335 船舶動力系統(tǒng)2.潤滑油系統(tǒng)基本任務(wù):將清潔的壓力和溫度適宜的潤滑油送至各摩擦表面進(jìn)行潤滑使柴油機(jī)各零部件能夠正常工作。其他作用: 冷卻、洗滌、氣密、防銹、減震等 不同部位采用不同的滑油: 汽缸油、透平油等345 船舶動力系統(tǒng)柴油機(jī)工作溫度過高或過低都會降低它的動力性和經(jīng)濟(jì)性。冷卻系統(tǒng)的作用：在最適宜的溫度狀態(tài)下工作，以獲得良好的經(jīng)濟(jì)性、動力性和耐久性。開式循環(huán)：舷外水濾器 循環(huán)水泵滑油冷卻器 舷外閉式循環(huán)：淡水冷卻水經(jīng)海水冷卻后對主機(jī)進(jìn)行冷卻，內(nèi)循環(huán)3.冷卻水系統(tǒng)356.5 船舶動力系統(tǒng)壓縮空氣的作用：1）啟動主機(jī)、副機(jī)；2）汽笛；3） 海底門沖洗，海水、淡水壓力柜充氣；4）氣動工具、氣動控制等。系統(tǒng)組成：壓氣機(jī)分