《船舶动力系统》课件5-1

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,船舶动力系统,船舶推进轴系和传动设备,推进装置：主机、传动设备、轴系、推进器等,主机发出的功率，通过传动设备和轴系，传递给推进器，推进船舶,推进装置的设计过程,推进装置的型式确定,主机选型,轴系设计,传动设备的计算和选型,根据船舶设计任务书的要求，设计出一套经济、可靠、机动性、操纵型好的推进系统,舰船推进传动型式,根据主机型式、船舶类型、推进性能的不同要求，船舶推进装置的传动形式有以下基本类型,直接传动推进装置,齿轮传动推进装置,可调距螺旋桨推进装置,电力传动推进装置,喷水推进装置,直接传动推进装置,最基本的推进装置，主机,+,传动轴系,+,螺旋桨，无其他传动设备,螺旋桨转速,=,主机转速,单机单桨，主机可反转,适用场合：工况较稳定的大型运输船舶、军辅船等,直接传动推进装置,特点：,结构简单，维修保养方便,传动效率高,大多数为低速柴油机，故燃料费用低，经济性好,质量尺寸大,机动性较差,非设计工况下运转时经济性差,低速、微速航行受柴油机最低稳定转速限制,减速传动推进装置,组成：主机,+,齿轮传动机组,+,轴系,+,螺旋桨,主机转速,螺旋桨转速,使用场合：中、高速主机带螺旋桨,（中高速柴油机、蒸汽轮机、燃汽轮机）,or,配用低速大直径螺旋桨,单机单桨、多机单桨、联合动力,多机单桨,的布置,多机多桨,的布置,双机单轴,单机单轴,三机单轴,四机单轴,四机双轴,三机三轴,四机四轴,特点：,质量尺寸小,主机转速不受螺旋桨转速的限制,轴系布置方便,带倒顺车离合器时，可选用不可反转的主机，可实现微速推进,有利于多机并车、单机分车、轴带发电机的布置,结构相对复杂,传动效率较低,可调螺距螺旋桨推进装置,通过改变螺旋桨桨距改变船舶航速、正倒航向,螺旋桨桨叶可转动，转动桨叶,改变螺旋桨螺距,改变推力方向和大小,特点：,在部分负荷下有较好的经济性,能适应船舶阻力的变化，充分利用主机功率,结构复杂，造价高,适用场合：,多工况船舶，如舰艇、渔船、拖船、工程船等 ；,联合动力装置,电力传动推进装置,主机驱动发电机组发电，电力并网，电网供电给电动机，电动机驱动螺旋桨,主机和螺旋桨之间无机械联系，无中间传动轴系,主机和螺旋桨可以相隔任意距离,改变电动机的控制电流大小和方向,改变电动机转速和转向,优点：,空间配置灵活：,电动机可以和螺旋桨靠得很近，省去传动轴系，节省了空间；,发电设备可以根据全船的配置合理安排，不受推进电动机和螺旋桨的限制。可以在机舱整个空间内立体布置，方便灵活，能充分利用了机舱舱容,从消防和安全性方面考虑，可把发电机分成几组（如全船共有,6,台发电机的情况下，可以,3,台一组）布置在不同的舱室中,可选用中高速主机，并工作于最佳工况,主机转速不受螺旋桨转速限制，可选用体积小重量轻的中、高速柴油机，运行在恒定转速下,提高了船舶的操纵性,改变电动机电流方向,推进,电动机转向变,螺旋桨转向变,改变电动机电流大小,推进电机转速,变,电力推进传动装置，,螺旋桨转速的改变迅速，船舶航速与船舶航向都得到了更好的控制，启车停车快速，机动性好，便于遥控，操作性能好,振动小，噪音低,省去了传动轴系，使振动噪声减小,低速性好,电动机可以获得很低转速（,4-5r/min,），有利于船舶机动航行的实现,具有堵转特性,螺旋桨被卡住时，由于电动机能承受一定的堵转，短时间内可以不断开电动机，可以避免系统经常“断开,-,接通”,缺点：,（,1,）能量两次转换，损失大，传动效率低；,（,2,）增加了电动机和发电机，装置总质量、尺寸较大，造价、维修费用较高,使用场合：,渡轮：操作灵活，快速、机动性高,破冰船：堵转特性、快速性,布缆船、航标工作船：低速性好,消防船、救捞船：低速性好,拖轮：机动性、堵转、广泛的调速范围,豪华客轮：振动小,电力推进装置中电动机的布置形式,船舱：,P129,图,7-3,吊舱：,P129,图,7-4,吊舱单元在动力定位系统的控制下，可以绕竖直轴作,360,转动，吊舱的方向决定了螺旋桨的推进方向，可取消舵，取消了最大舵角的限制,舰船机动性提高，反应时间快，推进效率提高，有效降低振动噪声,喷水推进装置,主机驱动水泵，水泵产生高速、高压水流喷射，水流的反作用推进船舶前进,优点：,推进效率较高,螺旋桨旋转时产生向后推力、扭转的扭矩,效率低,抗空泡能力强,螺旋桨，处于周期性的攻角变化和负荷变化中，航速较高时易产生空泡，尤其在斜轴推进的快艇上；,喷水推进，水流基本上是轴向流流场，较稳定,减少了空泡剥蚀的机会,且航速越高喷水推进泵所利用的冲压就越大,操纵性、动力定位性能优异,喷水推进，改变推进泵喷射出的高速水流方向，实现舰船转向和倒航,主机转速不变，可实现,无级变速、驻航、倒航,舵始终处于高速流中,可保持足够的舵效,如采用双机双桨,可实现船舶横移和原地回转,工作平稳、噪声低,叶轮在均匀流场中工作，叶片的振动和噪声小；,且，由于喷水推进装置的传动结构简单，可明显减低内部噪音,适应变工况能力强、主机不易过载,喷水推进泵转速一定时,推进泵流量随航速变化不大,变工况时，效率下降不多,适应变工况,吃水浅、浅水效应小、传动机构简单、保护性能好,日常维护和保养较为简易,喷水推进器日常维护工作仅为检查支座的润滑油情况、液压动力装置、检查阳极消耗情况,使用,高速艇：抗空泡性能，高推进效率,拖船、推船、挖泥船：工况多变、低速性、航行在浅吃水航道、推进器直径受限制,猎潜艇、猎雷艇、扫雷艇、隐身护卫舰：操纵性和定位性能要求高,挖泥船、渔船、消防船、港作拖船及多用途拖船：操纵性、动力定位性、适应变负荷能力性能佳,攻击核潜艇：低噪声,两栖装甲车辆：吃水浅，体积小,2007,年韩国最新型导弹艇在蔚山现代重工造船厂下水,柴燃联合动力,(CODAG),三台,喷水推进,装置,最大航速,40,节,中国海军,022,级隐身高速导弹艇采用喷水推进装置,日本“隼”级高速导弹艇,日本“隼”级高速导弹艇舰艉三台推进装置,喷水推进器存在的问题,1),喷水推进装置进水口损失大，约占主机总功率的,7%9,(2),船在转弯时其推力会丧失。为此,Lips,公司采用一个由船上操舵员控制的单片水平操舵变流装置来引导水流喷向左舷或右舷,以此来获得最大转弯力,(3),缺乏一套操作灵敏、水动力学性能优良的倒车装置,(4),浅吃水航行,有碎石、沙砾吸入系统的风险,推进装置型式的选择,按船舶用途、种类和要求,航行工况稳定的船舶，大多选用单机单桨直接传动，定距桨，航行在设计工况推进效率高,客船：要求较高航速，吃水相对浅，安全性能、机动性、操纵性要求较高，一般双机双桨，如主机采用中、高速机，须用齿轮传动,工况变化频繁的船舶：机动性要求高，机舱尺寸有限，一般选用中、高速机，多机多桨，齿轮传动,or,调距桨装置。特殊船可用电力推进,按主机总功率的大小：总功率过大，多机多桨、多机单桨型式,按船舶航区的吃水深度,按经济性,组合选择,