《船舶推进装置》ppt课件

1、 推进安装任务时，主机发出的机械能，由 传动轴系传送给螺旋桨，螺旋桨把机械能 转换为水动力能，抑制船体的运动阻力， 保证船舶航行正常。 nPB inVP N en se D 4 108 . 936. 1225. 0 em se D PB m iVP M 3183. 0 s Vi m e P n 柴油机的任务特性柴油机的任务特性 e r T e g e P D N n变，Pe一定时: Ne n ; Ne = Men/9.55 =f(n); Me = f( pe ) = 常数 速度特性分类 速度特性分类 调速特性 调速特性 cab nnn/ )()( 2 1 bac nnn 调速特性 负荷特性 e

2、 p e g e N m 负荷特性 负荷特性 e N e g m 万有特性 万有特性万有特性 e N e gn D Q 3 KnNe 减额功率输出特性减额功率输出特性 max P cp P m sR VAR 1 1943/ m sNsR VARVN 船速 阻力系数功率系数 S V )( NR AA 25n DKQ Q 24n DKT T 572940/QnN 25 /nDQKQ 24 /nDTKT nDVJ/ 2 J K K Q TV Q Ta p Q K T K 螺旋桨敞水特性 J n N/T J1J2NH, nBnH,NBNH, nBnH,船船 体获得的航速为体获得的航速为VBVB 设计进

3、速系数不变，螺旋桨按设计负荷推进特性任 务，船机桨配合特性随柴油机速度特性的改动而变化 n单机、单桨直接传动推进安装只需一个最正 确配合任务点，即在设计载荷时的设计任务 点A) n在非设计任务点任务时，推进安装功率不能 全部利用，综合效率下降，经济性变坏 n这种推进安装对工况和载荷多变的船舶不太 顺应，而对工况稳定的如海洋和沿海运输 船舶，那么能发扬其优越性 n曲线1、2、3、 为柴油机速度特 性；其中1为额 定负荷速度特性； n、为螺 旋桨推进特性， 其中为设计负 荷航行工况推进 特性。 D J2 JH J3 a A a b B b c C NH Na Nb nminnbnH i=iH n曲

4、线1、2、3、 为柴油机速度特 性；其中1为额 定负荷速度特性； n、为螺 旋桨推进特性， 其中为设计负 荷航行工况推进 特性。 D i2 iH i3 A a a b B b c C NH Na Nb nminnbnH n设计工况时，J=JH，力求最正确匹配、最 正确效率；主机功率和转速应充分发扬和 利用； n假设不思索传送损失，那么螺旋桨转速、 扭矩和功率可分别表示为： HHpQP HHP pD MiDnKM inn NN 52 / n 即即i3iH,那么那么 nP3nPH,MP3MH,NP3NH; 由于由于 柴油机额定转速的限制，机桨平衡于柴油机额定转速的限制，机桨平衡于b 点，所以实践的

5、螺旋桨吸收功率小于设点，所以实践的螺旋桨吸收功率小于设 计功率，计功率，NbNH,也偏离最正确匹配点也偏离最正确匹配点 A。 HHP HHP pD MiM inn NN 2 / 2 a A 2 B 3 2NH NH nminnbnH D C 1 4 a a b B b 2NH 2Nb Nb nminnbnH 2 1 A na NH n - -航速等于或小于航速等于或小于b b点以下区域时，那么易点以下区域时，那么易 采用单机运转，以改善低速航行时推进安装的采用单机运转，以改善低速航行时推进安装的 经济性。经济性。 NB nBnP1 nP 2 nH NH AB B B MP2 MP1 MH NB

6、 HP HP HP MiM inn NN 11 11 1 / 非设计工况的配合特性非设计工况的配合特性 ABPBn nnnnk/ 1 HP HP HP MiM inn NN 22 22 2 / eP eP eP PR p NN iMM inn mNN mTR / 2NH NB nmin nbnHnB NH Nb 0 2 1 A0 a Bb B0 b e B 设计题 以下图为三机三桨推进安装在各个任务点运转时，其主柴 油机的功率值、转速值和油耗率值，试分别讨论船舶低速 航行、中速航行和高速航行时的机桨任务形状？由此得出 多机多桨推进安装的优势在哪里？ 任务点 转速/功 率 Rpm/kw 左主机中

7、主机右主机 总功 率 kw 耗油率 g/kwh f e c d c n/N n/N n/N n/N n/N 200/221 375/795 375/530 500/920 200/442 375/530 500/920 200/221 375/795 375/530 500/920 442 442 1590 1590 2760 299 360 245 251 238 1当船舶低速航行时，运用中主机带动单桨任务。如主机按额定外 特性1任务时，那么单机单桨配合任务点f的功率为442kW，转速为 200rpm，耗油率为299g/kWh；假设采用双机双桨任务，虽然总功率 仍为442kW，但是柴油机耗油

8、率急剧添加到360 g/kWh。因此，低速 航行时，不能采用双机双桨任务。 2当船舶中速航行时，运用双机双桨任务，如主机按额定外特性1 任务时，那么机桨配合任务点C的功率为795W，转速为375rpm，耗 油率为245g/kWh，这时双机双桨的总功率为1590kW；假设采用三机 三桨任务，虽然总功率仍为1590kW，但是柴油机耗油率急剧添加到 251 g/kWh。因此，在中速航行时，不能采用三机三桨任务。 3当船舶高速航行时，运用双机双桨任务，如主机按额定外特性1 任务时，那么机桨配合任务点C的功率为920W，转速为500rpm，耗 油率为238g/kWh，阐明在设计工况点，机桨具有最正确匹配

9、性能。 多机多桨推进安装的优势：功率高、航速快、拖力大、支配性 好、生命力强，另外还能有效地减小柴油机的剩余功率区域。 dt d JJMM jiPD )( dt dv mRP je )( e P j n曲线1、2表示柴油机 在不同供油量时的速 度特性； n曲线表示稳态工况 的推进特性，曲线A 表示启航初期瞬时工 况的推进特性； na点和b点为机桨稳定 配合任务点。 n N aa b A 1 2 a a 结论 曲线A和B分 别表示船舶全 速或半速正航 时模型螺旋桨 的倒转特性； 曲线C是系泊 工况时，螺旋 桨倒转特性。 n第一阶段：图中ab阶段。A点全速正航，切断油源，停 顿供油；在水动阻力矩作

10、用下，机桨转速迅速由na降 到nb；桨处于转矩为0，负推力形状，阻止船舶前进； n第二阶段：图中bcd阶段。船舶在b点以后，由于船舶 的宏大惯性，仍以全速前进；螺旋桨受水流冲击，产 生负转矩，转速逐渐下降，C点负转矩到达最大值；C 点以后，负转矩逐渐减小，当负转矩降到与主机轴系 运动件的摩擦阻力相平衡时，螺旋桨转速为0(d点)； n第三阶段：图中de阶段。在d点螺旋桨停转，主机即可 进展换向操作，然后倒车起动。主机带动螺旋桨倒转， 并产生负推力对船舶起制动作用。 n转船力矩分析 n舵面与水流 成倾角； n压力Fn作用 在舵外表上， 垂直舵平面且 作用在压力中 心P点； n转船力矩 M=0.5F

11、LL，使 船绕重心G转动； n船舶重心G在 力F作用下，横 向挪动。 0.5l Fn FL FR P G FL-FL 回转 横向运动 a 转船力矩分析 n船的前进速度与切线 速度构成一个夹角， 称为偏角； n船在转弯时出现两个 运动，一个是绕瞬时 中心O旋转；另一个绕 中心P旋转； n船在转弯时产生很大 的离心力，使船侧向 挪动，增大船 的阻力。 G P O 1 2 3 4 5 1-前进速度 2-切向速度 3-横向 速度 4-转向 5-回转眼时中心 转向运动分析 40 80 120 160 度 4000 3600 3200 2800 2400 1 2 船舶转弯时内外机功率变化 1-左桨 2-右

12、桨 n机械式或直接式驱动方式 直接传动定距桨推进安 装，由主机前端直接驱 动油泵和发电机，主机 与增机之间，增机与油 泵和发电机之间分别装 有离合器； 可调桨传动安装推进 安装，由主机前端经过 增速机驱动发电机，主 机与增速机之间用联轴 节联接。 螺旋桨 1主机 4 5 油泵 2 3 3 螺旋桨6主机 4 5 2 7 (a) (b) 1-推力轴承 2-摩擦离合器 3-离合器 4-增速机 5-轴带发电机 6-CCP变速安装 7-联轴节 主机 2 变量泵 1 3 定量泵 4 油压驱动方式 1-高弹性联轴节 2-增速机 3-联轴节 4-离合器 n是涡电流联接器和交流发电机有效地组合而成，是涡电流联接

13、器和交流发电机有效地组合而成， 与主机的转速变量无关，是一种能供应恒定频率的电与主机的转速变量无关，是一种能供应恒定频率的电 力驱动方式。力驱动方式。 螺旋桨 1主机 4 5 2 3 6 稳频安装发电方式 1-CCP变矩安装 2-摩擦离合器 3-高弹性联轴器 4-增速机 5-轴带发电机 6-稳频安装 主机轴带负荷配合特性 n曲线、分 别表示总功率、桨 功率和轴带功率特 性，曲线1为柴油 机额定特性； nB点为机桨设计配 合任务点；A点为 机桨和轴带设备的 设计配合任务点。 KW rpm rpm KW A 1 A B 1 a b a b 主机轴带负荷配合特性 -推进安装总功率特性 -螺旋桨 功率特性 -轴带功率特性 全速航行时轴带负荷 n船舶全速航行时，主机额定功率能满足螺旋桨推进 功率和轴带设备辅助功率的需求，设计任务点的功 率为： gHPHeH NNN NeH主柴油