钓鱼艇电路设计与施工.doc

钓鱼船电路设计与施工前言本钓鱼船电气设计从船舶的实际建造相关规范作为引入，引入大量的船舶电气专业名词；参照实钓鱼船部分电力图纸，绘制出cad 图纸；根据现有材料以及操作条件按，总结出船模设计及制作的相关可行方案；再就是钓鱼船电气设计施工过程中的细节问题及注意事项加以总结并归纳出相应的解决方案；最后对船舶电气行业的发展提出见解。本文引入大量的行业规范，旨在提高船模制作的真实性。读者也可从中了解船舶电气设计施工的相关标准和建造规范。孙明旗老师对本文的编写进行了专业、细致的指导，特此真诚感谢。 目录一、摘要2二、8.4m钓鱼船概述32.1 简述 32.2 动力系统 32.3 电力系统 3三、船舶电力系统电气设计及施工 43.1 雅马哈引擎的舷外机的安装施工引擎电气系统的安装要求 43.2 蓄电池的安装施工及线路设计 53.2.1 外观检查 53.2.2 蓄电池的安装要求 53.2.3 蓄电池的连接线路 53.3 舱底泵及附件选择与施工 63.3.1 舱底泵安装要求 63.3.2 产品选择及参数 63.3.3 电气要求73.3.4 说明书83.4 灯具83.4.1航行信号灯93.4.2 探照灯103.4.2.1选则要求103.4.2.2产品参数及实物103.5雨刷器103.5.1雨刷器简述103.5.2雨刷器选择103.6其他电器设备11四、结论与展望 11五、致谢 11六、参考文献 12七、附录12一、摘要随着玻璃钢工艺流程的不断进步与成熟，玻璃钢作为建造船舶的一种新型材料尤其适用中小船舶的建造，玻璃钢具有轻质高强、抗冲击、耐腐蚀、耐水性好，介电性和微波穿透性好，导热系数低，隔热性好，延缓电缆的性能下降及老化等优点。发展迅速，已成为世界小型船舶的发展方向，特别适用于限制重量的高性能船舶和供娱乐的赛艇等。 一种新型优质材料的诞生并迅速发展，说明他的综合性能是很优越，特别是玻璃钢与其他材料的配合方面，如：与钢材的配合包括主机的安装，发电机的安装，配电箱的安装，电缆拖架的安装等；与木材的配合包括舱壁的装饰，门板的安装等 。With FRP process flow unceasing progress and maturity, FRP vessels as building a new material especially for small and medium of shipbuilding, FRP has the advantages of high strength, impact resistance, corrosion resistance, good water resistance, dielectric properties and microwave penetrability, and low thermal conductivity, GeReXing good, slow down and aging cable performance advantages. Developing rapidly, it has become the world small ship the development direction, particularly applicable to limit the weight of the ship and high performance racing for entertainment etc. A new birth of high quality materials and its rapid development, explained that his comprehensive performance is very superior, especially with other materials with FRP aspects, such as: with steel cooperation including host installation, generator installation, distribution box of the installation, cable TuoJia installation etc; With lumber with including bulkheads adornment, door plank of installation, etc 二、8.4m钓鱼船概述2.1 简述8.4m钓鱼船采用两台雅马哈引擎做动力，运行平稳，加速性好，最高速度可达20节。以12v铅酸蓄电池做电源的直流供电系统，可靠性高。本文重点写了蓄电池与引擎的电路设计及安装工艺，简要地介绍了8.4m钓鱼船的电气设备系统。2.2 动力系统引擎为船舶提供推进动力，是保证船舶以一定速度航行和其他需要提供各种能源的全部动力装置，以保证船舶正常航行，人员的正常生活，完成各种作业，是各种能量的产生、传递的根本，它是船舶的心脏。8.4m钓鱼船采用雅马哈尾挂机作为动力装置，雅马哈引擎是一个能量交换的中枢，既有能量输入又有能量输出。引擎启动需要起动电机拖动，只有把蓄电池的能量输入到起动电机，引擎才能发挥作用。引擎启动一方面可以推动船舶航行，另一方面，当蓄电池电量不足时，引擎带动发电机为蓄电池充电，输出电能。可见能量的输入输出都与电能有着密切的联系。所以在8.4m钓鱼船上，电能是的地位举足轻重。2.3 电力系统蓄电池作为船舶的后备电源,在整个船舶供电系统中起着非常重要的作用，铅酸蓄电池具有电压稳定，起动性能好，起动电流大,电量储存时间长等优点，自1859年普兰特发明铅酸类蓄电池开始，铅酸蓄电池作为古老的化学电源，经久不衰。铅酸蓄电池在150年以来为船舶业发展做出巨大贡献：很多船舶需要它作为起动电源，各类船舶都普遍使用了铅酸蓄电作为船舶的应急电源与备用电源，同时又需要它作为储能电源。无论产值还是销售额，铅酸蓄电池占所有化学电源的80%以上。工业的飞速发展和市场的需求，一次又一次把它推向高潮，愈来愈显得生机勃勃。通过上述概述我们知道引擎和蓄电池是衡量船舶的生命力强弱的重要指标，对于8.4m钓鱼船来说，雅马哈机器与蓄电池之间接线质量的可靠性是至关重要的，只有保证了可靠的能量转换才能保证船舶的安全性。下面讲述雅马哈引擎与蓄电池安装工艺三、船舶电力系统电气设计及施工3.1 雅马哈引擎的舷外机的安装施工（1）将舷外机安装在船艉板，两台舷外机应以中心垂线为中心使两机间距在580mm 以上。发动机必须在船艉板上正确定位,否则将引起船的横倾,影响艇的航向稳定性,在航行时发生偏舵现象。（2）在正常的滑行航行和使用条件下,舷外机安装高度应使其防涡凹面板位于船尾平板龙骨以下0-25mm之间。发动机安装高度过高,将导致螺旋桨空转而降低效能，造成能量浪费,并且可能引起发动机过速、冷却水不足而导致发动机过热、损坏等故障;安装高度过低,则会增加航行阻力,降低发动机推进效率。应尽量避免螺旋桨产生空转现象而造成推进效率损失,其安装高度允许防涡凹面板位于平板龙骨以下25-50mm 之间。而用于运动及滑水的非商用船艇, 为提高航速,其安装高度允许防涡凹面板位于平板龙骨以上0-50mm之间。（3）舷外机在艇上正确定位后，应用贯穿螺栓、夹紧螺栓(随机件) 或其它等效措施将舷外机可靠地固定在艉封板上。穿孔部位应使用西卡胶密封,防止船艉板渗漏,舷外机磨合期结束后,应重新上紧螺母,并定期检验船艉板有无渗漏,螺母是否松动及锈蚀。3.2引擎电气系统的安装要求所有的电缆应采用船用滞燃电缆或电线,且安装整齐、可靠固定,避免擦伤或机械损坏。接至舷外机的电缆束长度应合适,在发动机转向或倾斜时不应受牵制。除舷外发动机配置的电缆电路外,所有另外的附属电路均应有独立的短路保护,并独立地。电启动的舷外机连续启动12 次,应注意时间限制,每次启动时间不超过5s ,每次启动间隔时间为15s ,以避免蓄电池及启动电机损坏。3.2 蓄电池的安装施工及线路设计3.2.1蓄电池的连接线路铅酸蓄电池安装前，应按下列要求进行外观检查：（1）蓄电池槽应无裂纹、损伤，顶盖应密封良好，电解液因震动而晃动时应无液漏。（2）蓄电池的正、负端柱必须极性正确，并应无变形；（3）对透明的蓄电池，应检查极板无严重受潮和变形；槽内部件应齐全无损伤。（4）电池槽表面有污垢时，对用合成树脂制作的槽，应用酒精擦拭，不得用芳香烃、煤油、汽油等有机溶剂擦洗。擦拭干净后，检查正、负极板有无松动，有无损坏，裂缝或变形等。3.2.2蓄电池的安装要求（1）用于放置蓄电池的电池盒要符合设计要求，8.4m钓鱼船的电池盒是用玻璃钢材料制成无盖箱体，并涂上2-3遍的耐酸磁漆。其高度和宽度必须考虑电池容积的大小及运行维护巡视的方便。箱体内底应铺上一层厚度为4-5mm的耐酸橡皮或软质塑料板。（2）将蓄电池放在蓄电池盒内，用水平仪按其对角线找正水平，必要时可用铅垫进行调整，对角线水平合格为止，以保证蓄电池安装应平稳。（3）蓄电池的间距保持均匀，同一排、列的蓄电池应高低一致排列整齐。（4）有抗震要求时，其抗震设施应符合有关规定，并牢固可靠。(5）电缆引出线应采用塑料色带标明正、负极的极，正极为红色，负极为蓝色。(6) 每个蓄电池应在其箱体外壳表面用耐酸材料标明编号。3.2.3蓄电池的连接线路8.4m钓鱼船使用6块爱乐195Ah蓄电池，2块分别用来启动2个引擎，剩下的4块分两组，每组的两块蓄电池并联使用对外供电，以增加容量。一组为主电源，另一组作为备用电源。雅马哈引擎起动电机功率很大，一方面引擎刚开始启动时，起动电机处于堵转状态；另一方面，起动电机功率大，额定电压小，这就使得起动电流很大，能达上百安培甚至几百安培。这时，回路中很小的电阻都会造成巨大的能量损耗，减少了启动电机所得的功率，增加了蓄电池的负荷，缩短了其寿命。因此要减小回路中的总电阻R。R=Ra+Rp+Rc+Rr，Ra是起动电机内阻，Rp是电缆电阻，Rc是接线端子处的接触电阻，Rr是蓄电池内阻，不难发现对于制成的电机和蓄电池Ra和Rr是不变的，能改变的是Rp和Rc。减小Rp的施工方案：根据公式 Rp=l/s,我们知道要减小电缆电阻，首先要使用优质铜制电缆，然后尽量使用较粗的蓄电池连接线，8.4m钓鱼船所用的线径为10mm2，最后要缩短连接线的长度，这就要求蓄电池的位置应距离引擎较近，避免蓄电池连接线过长。减小Rc的施工方案：Rc的大小主要取决于端子连接处。端子的连接有三部分，一个是蓄电池铅柱与铜制线鼻的连接，一个是蓄电池连接线与线鼻的连接，还有一个就是线鼻与起动电机的连接。具体施工：铜制线鼻和蓄电池连接线应用液压钳压紧，并在接头连接部分涂以电力复合脂。用锉刀将蓄电池连接极柱柄上的氧化层刮干净，线鼻和蓄电池极柱用铜制螺栓和螺母链接，一定要用扳手拧紧，拧紧母后，在铅螺栓和螺母上涂一层凡士林油。线鼻与起动电机的连接与蓄电池类似。通过以上的施工方法，哪怕减小0.01电阻，按照启动电流100A计算：p=I2R=100W,可以大大降低损耗，把更多的功率传递给起动电机。3.3 舱底泵及附件选择与施工3.3.1 舱底泵安装要求现在市场上有很多系列的舱底泵，我们在选择时必须做到有依有据。按照2008年中国船级社公布的游艇建造规范第三章第七节要求：3.7.2.1 舱底泵一般应是自吸式的。 3.7.2.2 艇长L小于或等于12m时，可设一台手动舱底泵。艇长大于12m时，应至少设置一台动力泵。敞开艇还应配备一只舀水勺或水桶。 3.7.2.3舱底泵不应作为油泵使用。对艇长大于12m的游艇，当舱底泵兼做消防泵时，则应增设一台手动舱底泵。 3.7.2.4舱底泵的总排量应不小于表3.7.2.4的规定。 舱底泵的总排量 表3.7.2.4艇长L(m)舱底泵总排水量（m3/h）L66120.61.02.03.7.4 舱底水水位报警装置 3.7.4.1 设有推进机械的水密分隔舱室，或易于积聚舱底水而又不易发室（空舱除外），应装设舱底水高位报警装置。 3.7.4.2 设有固定或移动舱底水吸口的任一干舱室，如其舱底水水位不应装设舱底水高位报警装置。 3.7.4.3 在艇的操纵处应设有舱底水高位的声光报警信号。通过中国船级社的规定和市场产品的性能和技术的成熟度的对比，我在设计这条钓鱼船时选用了FL-1500舱底泵和FL-20浮子开关3.3.2 产品选择及参数品名：舱底排水泵型号：FL-1500电压：DC12V DC24V 电流：8A(12V) 5A(24V)输出量：1500加仑/小时 扬程：4米尺寸：高160毫米X直径105毫米 输出管口径:25.4mm重量：1.2KG产品用途：游艇、船艇等舱内排水品名：自动浮控开关型号：FL-20工作电压:DC12V DC24V,最大负荷电流:20A产品用途：用于舱底的水位探测，浮控开关和舱底泵组合使用变成全自动舱底泵。3.3.3 电气要求电气施工设计：钓鱼船舱内排污水系统采用手动和自动控制，实现了多样化控制，充分体现了船舶电气的灵活智能性。手动控制使用负荷开关来负责泵拖动电机与电源的接通，把污水排出；自动控制采用自动浮控开关FL-20探测舱底的水位，浮控开关和舱底泵组合使用变成全自动舱底泵。自动浮控开关有一个计时的微开关，无需水银。当水位超过可接受的水平时，滚动钢球，改变微开关上的压力，将舱底泵电源接通，保持舱底泵持续工作，直到水被抽干。对于全自动舱底泵的操作，只需将自动浮控开关与电源和舱底泵串接即可。3.3.4 说明书FL-1500可潜式舱底排水泵: (1)流量大，袖珍体积实现了小体积大流量的完美结合。(2)静音型微型水泵，噪音超小。 (3)使用方便，扬程高，排水能力强，适用于各种流量的水流。 (4)有自动“泄流”功能，可在排水口近堵塞情况下，长期连续运转；可连续 24小时工作；有效的保证了安全性、可靠性以及长寿命。 (5)防水性能好，绝缘强度高，使用安全可靠。(6)永磁电机驱动并采用橡胶叶轮，高效节能，用直角排水口，易于安装。 (7)泵轴采用不锈钢制造，经久耐磨，不腐蚀，淡水、海水均可使用。【注意】1.可潜式舱底排水泵必须安装在舱底的最低点2.电源与微型潜水泵连接极性必须正确，否则有可能损坏微型泵。(红褐色线接正极，黑线接负极) 3.浮控开关接线处要保证良好的绝缘，保险丝应符合标准。3.4 灯具8.4m钓鱼船的灯具主要有：航行信号灯，探照灯，照明灯3.4.1航行信号灯航行信号灯是海上避碰规则等规定的船舶在航行时必须点亮的号灯。船舶夜航时，用以表示自身位置和运动方向，便于互相避让、识别的信号灯。航行信号灯电气运行的可靠性对船舶安全有着重要意义。按照有关航行灯规定，在航机动船应显示：1（1）在前部一盏桅灯； （2）第二盏桅灯，后于并高于前桅灯；长度小于50 米的船舶，不要求显示该桅灯，但可以这样做； （3）两盏舷灯； （4）一盏尾灯。2（1）长度小于12 米的机动船，可以显示一盏环照白灯和舷灯以代替本条1款规定的号灯；（2）长度小于7 米且其最高速度不超过7 节的机动船，可以显示一盏环照白灯以代替本条 1 款规定的号灯。如可行，也应显示舷灯；（3）长度小于12 米的机动船的桅灯或环照白灯，如果不可能装设在船的首尾中心线上，可以离开中心线显示，如果其舷灯合并成一盏，则应装在船的首尾中心线上，或尽量装设在桅灯或环照灯所在首尾线的附近。我们所设计的钓鱼船，长度只有8.4米，应当显示白光桅灯一盏，红绿光舷灯各一盏，白光尾灯一盏。8.4m钓鱼船航行信号灯安装施工要求如下：桅顶灯：也称“锚灯”。白光，装于桅杆顶端。水平照射角度360度，环照。舷灯：安置在船舶最高甲板左右两侧的左舷的红光灯和右舷的绿光灯，各自在112.5度的水平弧内显示不间断的灯光，其装置要使灯光从船舶的正前方到各自一舷的正横后22.5度内分别显示。舷灯遮板向灯面，应当涂以无光黑漆。遮板的高度至少等于灯高。船舶长度为80米以上的驳船，应当在船首、尾部分别设置红、绿光舷灯。尾灯：安置在船尾正中的白光灯。在135度的水平弧内显示不间断的灯光，其装置要使灯光从船舶的正后方到每一舷67.5度内显示。桅灯的高度应当尽可能与舷灯保持水平，但不得高出舷灯。电气安装施工要求：尾灯与桅灯为一路控制，左舷灯与右舷灯一路控制3.4.2 探照灯3.4.2.1选则要求考虑到功率大小，扫海范围，可靠性能，美观大方等因素，我们安装了海星蓝8212氙气探照灯。该灯外壳使用上等的ABS塑胶，抗氧化、耐冲击、美观；防雨设计更能抵抗恶劣环境；能够在上下左右两个方向上旋转，操作方式为有线遥控控制，智能方便。3.4.2.2产品参数及实物品牌海蓝星型号8212类型氙气探照灯防护等级-光源功率35（W） 电压12（V） 主要适用范围船用3.5雨刷器3.5.1雨刷器简述保证船舶驾驶时的视野清晰也是保证船舶安全的重要因素，由于天气原因，不可避免的要在阴雨天驶船舶，雨水会使驾驶员的视野模糊，因此雨刷器无论在整艘钓鱼船还是单独的电力系统中担负着重要职责。正确的选择雨刷器是很有必要的。雨刮器是由电机带动，通过连杆机构将电机的旋转运动转变为刮臂（即挡风玻璃上面除了刮片之外的那部分）的往复运动，从而实现刮雨动作。一般接通电机（即按一下雨刮器工作开关），即可让雨刮器工作。通过选拔高速低速档，可以使电机的电流发生大小变化，从而控制电机转速，从而控制雨刮器的工作快慢。3.5.2雨刷器选择雨刷的种类非常多，市场上大多都是汽车上使用的，游艇的雨刷较少，下面我们简要列举几种，其中我们这艘钓鱼船使用的是WEM1333-40系列的，也是市场上使用最多的。型号电压输出轴雨刷规格刮角雨刷频率WEM12341248300-350*300-35055-12035/45WEM1230BG1248400/450/500*400/450/5