各类船舶之最佳推进系统

1、1.引言 船舶推进装置对船舶营运的经济性起着决定性的作用。在选择船舶推进系统时最重要的参数是投资费用、空间要求、推进效率或相应的燃油消耗率、可靠性和在船舶营运期间推进系统的有效利用率。为了保护环境还必须限制主、辅机排气和各种废料所造成的污染。在船舶推进装置的设计中，发动机、螺旋桨和船舶水动力特性之间的相互作用有特殊重要意义。只有考虑了它们的组合，而且整个系统配置为最佳时，船舶推进系统才称得上成本合理。当今民船上适尽管仍有些船型使用蒸汽轮您机或燃气轮机，但最广泛使您用的推进系统采用的是二冲您程和四冲程柴油机。此外，您还存在柴-电或燃-电推进您装置。图1说明民船上（您2000 dwt）最广泛您采用

2、的推进主机是低速二冲您程柴油机。就已交付使用的您新建船舶上装机总功率而言您，低速柴油机所占份额，在您过去20年期间已从60%侣左右稳步增长到接近80%侣。中速和高速柴油机份额目侣前约为20%。过去几年蒸侣汽轮机和燃气轮机只占1-侣3%。大多数船舶装有固定侣螺距螺旋桨，通常由二冲程侣低速柴油机直接驱动。中速侣和高速柴油机推进装置在大侣多数情况下安装可调螺距螺侣旋桨，可调螺距螺旋桨现在侣的使用范围可以涵盖所有的羚功率和转速。另外，还有数羚种特殊设计的螺旋桨系统，羚对某些船型有其特殊优越性羚。它包括喷水推进器、平旋羚推进器、舵式推进器和吊舱羚式推进装置。2. 船舶推羚进系统效率船舶推进所必需羚的功率

3、由下列方程式求出：羚（1）式中：PD = 螺省旋桨收到功率RT = 船省舶总阻力V = 船速hD省= 推进效率推进效率取省决于：螺旋桨敞水效率、综省合伴流系数和推力减额系数省的壳体效率，以及螺旋桨的省相对旋转效率。另一方面主省机发出的功率由下列方程式省求出：式中：mFM =适主机燃油消耗LCV =适燃油的低热值 he =适发动机效率hCGS =适联轴器、齿轮装置和轴线的适传动效率因此船舶推进系统适的总燃油消耗mFM由下面适方程式求出：式中： 是辅适助设备（发电设备、加热蒸适汽发生设备和污油废物燃烧适设备）的燃油消耗。因此，适减少船舶阻力（RT）、改详善船舶和螺旋桨水动力性能详（hD）、提高主机

4、效率（详hE）和扭矩传输各单元的详效率（hCGS）以及在加详热设备和发电设备采用节能详系统，就能达到减少船舶燃详油消耗和降低燃油费用的目详的。3. 环境要求2000年1月1日由于船详用柴油机使用低质（高硫含详量）重油，提高燃烧温度可鸳以提高燃油效率，但是燃烧鸳温度的提高，会增加氮氧化鸳物NOx形成量，致使废气鸳排放率相对较高。目前正在鸳努力减少船舶的废气排放率鸳，特别是降低硫氧化物（S鸳Ox）和氮氧化物（NOx鸳）的排放。SOx排放只取鸳决于燃料中的硫含量。19鸳97年国际海事组织（IM鸳O）做出规定，燃油中的含柱硫量最大不得超过4.5%柱，这对限制SOx的排放起柱到一定的作用。不过此值仍柱然

5、较高，在某些海域（如在柱波罗的海沿岸国家只允许采柱用含硫量1.5%以下的燃柱油），还要求降低此值。I柱MO在1997年做出规定柱，要在全世界范围内将船舶柱NOx排放量降低30%，柱（还未获批准）。据此规定柱，所有在及其后铺设龙骨的由新船，其NOx排放限值将由随发动机转速而定，详见图由2。这一规定是考虑低速发由动机由于其反应时间较长N由Ox形成量较高这一事实。由现代船用柴油机采取一些措由施后，例如设计优化的燃烧由室、改进燃油系统、采用燃由油注水或乳化油或排气反馈由，就能达到这一限值甚至更铀低。在要求NOx排放量特庸低之处，可以采用选择性催庸化还原反应（SCR催化器庸式排气净化器），处理排放庸的废

6、气。这一经过实践验证庸的技术（应用于动力装置）庸已经成功地使用在渡船和游庸船上。燃气轮机推进系统不庸需要采取这些措施，因为船庸用燃气轮机使用的是几乎不庸含硫的高热值燃油。另一方庸面，为满足NOx和CO排峪放量特低的动力装置要求而峪开发的特种燃气轮机燃烧室峪，也可用在船上。此燃烧室峪同样适用于燃气轮机和蒸汽峪轮机联合装置（GuD）。峪现在正在或计划在数艘定期峪旅游船上安装GuD作为燃峪-电推进装置（COGES峪）。在GuD装置中，在燃峪气轮机的燃烧室里也燃烧燃峪油。4. 船用推进系统的液现状-380-280-162510-0.9 kg将现有类型的发动机和液推进器进行不同组合，可得液到一系列可能的

7、推进装置方液案，每艘船应根据船型及其液计划运输服务范围选择最佳液推进系统方案。目前在民船液航运中使用如下推进装置。液4.1 二冲程柴油机推进旬系统 烧重油的低速二冲程旬柴油机直接驱动定距螺旋桨旬配置（图3）是当今民船上旬最通用的推进装置形式。选旬择螺旋桨转速具有特别重要旬的意义，因为随着螺旋桨转在速的降低推进效率大为提高在。因此，为大型高速船舶特在别研制了特低转速（60-在80 rpm）的二冲程柴意油机。这些所谓的长冲程柴意油机，冲程与缸径比为3-意4，有效效率可达50%，意因而燃油初级能量的直接利意用率最高。此外，部分废气意能量还可使用在废热锅炉内意生产热水或饱和蒸汽或加热意热油系统。回收的

8、废热在船意上可以用于预热目的。在安意装大功率发动机的船上，将意废热锅炉生产的过热蒸汽送幼到涡轮发电机，提供船上所幼需要的电能，这样也许是经幼济的，但要对取代柴油发电幼机所节省的燃料费用与增设幼废热锅炉和涡轮发电装置所幼花的较高的基本建设投资进幼行对比。现代二冲程船用柴幼油机的结构型式一般为4-幼12气缸直列式、转速约为幼60-200 rpm，单幼缸功率400-5500k迂W、使用恒压涡轮增压的柴迂油机。由于增大了冲程/缸迂径比，气缸换气效率得到改迂善，所以直流扫气被证明是迂最优越的换气系统。二冲程迂和四冲程船用柴油机的进一迂步发展则致力于降低生产和迂维护费用、降低燃油消耗、迂减少废气污染和缩减

9、机舱尺迂寸。定距螺旋桨推进受空化珍作用，螺旋桨尺寸和其在尾珍流中的位置受到限制。所以珍在推进系统中的桨越来越多珍的设计形式是桨叶侧斜式定珍距螺旋桨（图4）。与传统珍的定 距桨相比，侧斜式定珍距桨具有同样好的推进特性珍、较好的空化性能，而在船珍体上形成的压力波动较小。珍整个推进系统的操作性能取照决于柴油机和定距桨之间的艺相互作用，如图5所示。在艺船舶整个寿命期间，从起动艺（海上试验条件）到特别不艺利条件下作业，螺旋桨特性艺变化范围可能很宽。全速航艺行时只有在发动机具有适当艺功率贮备时才有可能，现在艺选用的发动机，大多数在海艺上航行试验时，留有10-艺15%的功率贮备。4.2朽四冲程柴油机推进系统

10、朽现代四冲程中速或高速柴油朽机推进系统（图6）相对转朽速较高，分别为300-1朽000 rpm或1000朽-2200 rpm。为了朽使螺旋桨在最佳转速下工作朽，需要配有减速齿轮箱。在朽柴油机和齿轮箱之间必须安朽装高弹性的弹性联轴节以防朽止对齿轮箱的冲击。使用齿技轮箱传动有可能使螺旋桨采技用多台发动机驱动。过去就技有很多船舶的推进装置装备技双发动机，有时甚至配备三技台或四台发动机。多发动机技动力装置不仅可以提高主机技的冗余度，而且具有可以采技用紧凑型机械系统的优点。技采用恒压或脉冲涡轮增压系技统的四冲程柴油机，通过气计缸盖的进排气阀进行换气。计所以四冲程中速柴油机适用计燃烧重油。恒压涡轮增压系计

11、统由于在较高负载范围内气计流能量损失较少，设计有可计能较为简单，因而生产费用计较低。脉冲增压在部分负载计和加速性能方面有其优点。计用作船舶主机的四冲程柴油计机的结构型式为9-20气计缸、直列式或V型布置、单北缸输出功率最高达2000北kW。目前的四冲程柴油机北功率范围有可能全面覆盖对北其作为主机所要求的功率范烩围，既可采用单机驱动也可烩采用多机驱动。尽管它们的烩特种燃油和维护费用稍高于烩二冲程机，但它们在重量和烩高度方面则有显著的优势。烩四冲程机还特别适合于废热烩回收，因为它们的排气温度烩（330）大大高于二冲程烩机的排气温度（250）。块因此人们正努力尽可能扩大块其废热回收。四冲程柴油机块推

12、进系统在大多数情况下选块择可调螺距螺旋桨（图7）块。可调螺距螺旋桨由于其叶块片可以通过使用液压缸改变块其位置，从而改进船舶机动块性，即使在极端工作条件下块例如在拖船上或在渔船上，块也能保持最佳的总推进效率块。配备轴带发电机的推进装脯置能在宽阔的负载范围内以脯恒速工作。可变螺距螺旋桨脯降低了主机的费用（无倒车脯装置），但其缺点是价格较脯贵（生产费用和维护费用高脯），且与定距桨相比推进效脯率稍低。小型或中型四冲程脯机通常选用的方案是将柴油脯机通过换向装置与定距桨相脯连。在主机工作期间利用两脯个离合器和一根中间轴可以疙改变螺旋桨的旋转方向。4稼.3 蒸汽轮机推进系统稼在造船中使用蒸汽轮机推进稼装置因

13、经济原因仍然受到限稼制（燃油消耗率高）。除了稼仍在营运的燃重油和燃煤蒸稼汽船外，运输液化天然气的稼LNG液货船是目前唯一的稼专门用蒸汽轮机推进的船型溅。这里有其特殊的原因，在溅LNG液货船上，液化气以溅的温度下装在隔热舱中运输溅。尽管高效隔热，但仍然不溅可避免每天有 0.1-2溅.5%液化气蒸发。蒸发的溅天然气可用作双燃料主锅炉溅的燃料，生产主涡轮机用的溅蒸汽，提供几乎全部需要的溅推进功率。重燃油则用作辅溅助燃料和船舶的压载货物。便在港口可以用不污染环境的便方法使用蒸发的天然气，在便主锅炉内燃烧天然气。辅助便作业不需要的过多蒸汽，可便在单独的海水冷却的常压冷便凝器中冷凝。用柴油机装置便要做到这

14、一点是不可能的。便按港口地方排放规则的要求便，在船上必须安装昂贵的附便加燃烧装置或再液化装置处便理蒸发的气体。另一点是目疽前还没有经充分验证的双燃疽料柴-燃发动机可以用在L疽NG液货船上。船东也必须疽从安全方面考虑，因此选择疽了经验证可靠的、无需再热疽或高压预热器的简单设计的疽蒸汽轮机装置。为这类价格疽昂贵的船舶选择推进系统，疽最重要的准则是最高的实用疽性。对LNG船而言燃油消疽耗已是不重要的经济因素。喀图8所示的是LNG船上典喀型的蒸汽轮机推进装置。它喀是由转速分别为7000喀rpm和4000 rpm喀的高压涡轮机和低压涡轮机喀以及带分功率输出轴的二级喀减速齿轮箱组成的双壳机。喀定距桨的转速

15、是120rp喀m。过热器出口的蒸汽状态喀是62 bar/。倒车涡喀轮由两级Curtis 级匡组成，位于低压涡轮机的排匡汽区。当倒车速度达到正车匡速度的50%时，倒车涡轮匡能产生相当于80%正车转匡矩。船用汽轮机能保持全倒匡车速度（70%正车速度）匡至少30分钟而无任何发热匡问题。4.4 燃气轮机推匡进系统 燃气轮机推进系统匡由于其重量/功率比小（m匡GT/Pe = 0.2/更kW)，特别适用于浅吃水更流线型快速船推进系统。因更此，这种推进系统越来越多更地使用在快速渡船和客船上更。军船装备燃气轮机推进系更统已有数十年历史，常与柴更油机组合以改善燃气轮机在更部分负荷时的性能。在航空更用发动机和从工

16、业涡轮机发更展而来的重载燃气轮机之间傣有些区别。航空用发动机由傣于结构体积小、重量轻，易傣于安装。在过去数年里燃气傣轮机系统的实际效率一直在傣稳步提高。固定式组合热电截站用燃气蒸汽轮机（GuD截）系统的研制成功对提高燃截气轮机的效率作出了贡献。截（GuD装置目前几乎占世酒界电站新装机容量的一半，酒且装机量继续上升。）适合酒于船舶推进用的开式循环燃酒气轮机的效率已经大大得到酒提高，这一方面是由于添加酒了热交换器，用排气来预热酒压缩机和燃烧室之间的空气酒，另一方面是由于对低压和酒高压压缩机之间的空气进行酒冷却之故。这些新开发的I猖CR燃气轮机，在部分负载猖时的性能与高速柴油机相类猖似，且以其低NO

17、x排放量猖而著名。研制顺序燃烧的环猖形燃烧室也有助于提高效率猖，特别有助于降低废气排放猖量。增加涡轮机进口温度对猖其热动力性能有利，但此温猖度受到叶片的机械强度和热猖负荷能力以及高温腐蚀危险猖的限制。尽管如此，采用叶敞片内冷的新方法有可能进一敞步提高燃气轮机的进口温度敞。为避免高温腐蚀，应使用敞钒含量低的燃料（汽油或煤敞油，以及在重载机情况下使敞用特别制备的重油）。这样敞一来燃料费较高，但在废气敞排放方面有其优势。燃气轮敞机装置与柴油机装置相比，敞其效率和性能较多地依赖于唱外界空气温度，因此在设计菲燃气轮机装置时必须考虑预菲期的外界空气温度分布及由菲此引起的功率减少。燃气轮菲机还对进口空气的纯

18、度有严菲格要求，因此空气通道和烟菲道必须要大，而且要使用另菲一个结构体积相对较小的发菲动机。在船上，燃气轮机主菲要作为联合装置工作。在双菲体船上有时使用一大一小燃镐气轮机组合。在快速单体船镐上使用柴油机与燃气轮机组镐合，即CODAG装置（柴镐-燃联合装置），在额定负镐荷下柴油机和燃气轮机一起镐工作。这时的船舶通常采用镐喷水推进装置（图9）。高镐速船（ 25 节）使用镐喷水推进的优越性主要因为镐它在高速下相对转动效率高镐。另一个积极因素是它的机版动特性好。它不需要舵、螺版旋桨轴和倒车齿轮箱，因为版用喷水器在两个方向都可能版产生全速推力。与常规螺旋版桨相比，喷水推进器无噪声版、无振动。4.5 柴-

19、燃版-电联合推进装置 客船上版的动力装置不仅用作推进装版置，而且还必须为船上客舱版服务提供所需要的可观的电办力和热力，与此同时还应使挫旅客受到尽可能少的噪声、挫振动和排气烟雾的影响。由挫于快速运输旅客不再如此重挫要，这种船的营运方式发生挫了变化。速度变化很大，而挫且取决于具体的航行计划。挫为满足这些要求，客船往往挫装柴-电推进装置。电力驱挫动电动机易于调节，不用齿挫轮箱装置，直接操纵螺旋桨沽。驱动电动机和客舱经营所沽需要的电力，通常由适当规沽格的柴油发电机供应。由于沽与驱动电动机不需要机械联沽接，只要电气联接，因此发沽电装置可以安装在船上任何沽地方，例如在螺旋桨轴上方舅，这样可使机舱紧凑。为获

20、舅得良好的机动性，通常在船舅头或船尾安装侧推器。热能舅通常从组合式辅助废热锅炉舅获取。大约自1995年以舅来，一种新的推进系统吊舱局式电力推进（POD）一直局在运行中积累经验。在此系局统中，交流驱动电动机挂在局船尾下的吊舱内，由一台变局频器供电和控制。吊舱带动局螺旋桨，可旋转整个360局，因而可在任何需要的方局向产生推力，不需要舵和侧局推器，而机动性有所增加。局由于驱动电动机位于船体之局外，因而也不需要轴和轴架块，这意味着在船尾有额外的块空间。螺旋桨还能布置得顺块应水流，从而获得较高的推块进效率，由于减少了附体的块阻力，推进效率轻而易举地块提高了10%。由于吊舱浸块在海水中直接向外散热，故块驱

21、动电动机不需要冷却。P块OD推进正在建造成双装置块（图10）或单装置（图1块1）。可以安装涡轮发电机搬代替柴油发电机发电。数艘搬正在建造的旅游船安装的是搬燃气-蒸汽轮机联合装置（搬COGES）。为冗余度的搬原因，像通常在固定式Gu搬D装置一样，COGES推搬进装置由两台燃气轮机组成搬，每台带一台废气锅炉生产搬过热蒸汽送到蒸汽轮机。需搬要的电力则由三台涡轮发电伴机生产。供暖和热水由蒸汽计轮机提供。COGES推进计系统与柴-电装置相比，最计显著的优点是涡轮机运转较计平稳、重量较轻和空间要求计较小。在起动或机动期间当计出现明显的负荷大幅度变化计时（例如：倒车和停车机动计时），燃气轮机能较快地达计到运

22、转性能也是其一大优点计。因使用昂贵燃料而使运行涤费用增高这一缺点，可以因涤减小机舱尺寸（意味着客舱涤增多）和大大降低废气排放涤量而得到补偿。燃气轮机涤蒸汽轮机装置相对较高的热涤效率与装置的尺寸有关。在涤现代燃气轮机蒸汽轮机联涤合动力装置的热效率可达5涤8%，在高性能船舶上，其涤热效率可达45-50%。涤如今COGES推进装置独欺特的优势主要体现在客船和欺渡船上。5. 革新的传动欺部件发动机装置产生的机械欺能，通过齿轮箱（在需要之欺处）、联轴节和轴传递到螺欺旋桨，而由螺旋桨产生的推欺动船舶前进的推力，则通过欺推力轴承和底座传送到船体寝结构。这些传递动力和推力寝所必需的机械部件的工作特寝性，不仅对

23、推进装置在连续寝工作期间的静态性能，而且寝也对动态性能（例如：扭振寝和纵向振动）和非静态工况寝（例如：倒车和停车机动）理也是很重要的。正因为如此理，这些部件的制造厂商正在理进行的研究和开发工作，主理要集中在针对船舶营运的特搂殊要求，进一步优化传动系搂统。5.1 齿轮箱 采用搂齿轮箱装置意味着可以根据搂效率、尺寸和重量选择发动搂机和推进器的最佳速度。当搂今，由于蒸汽轮机和燃气轮搂机推进系统以及中速和高速搂四冲程柴油机的转速高，几搂乎都采用紧凑的齿轮装置。搂由于所用的速度组合存在着纬很大差异，因而船用齿轮的纬设计差别很大。随着推进功纬率的增加，对船用齿轮箱的纬要求也在增加。除了要求疲纬劳强度高以外

24、，还要求噪声纬低和重量轻。在蒸汽轮机装纬置中，齿轮箱允许双壳机，纬其高压涡轮机和低压涡轮机纬设计时各有其最佳速度。由纬于涡轮装置要求齿轮箱有高田的传动比，所以需要两级或田三级传动齿轮箱。最合适的田是两级联式减速齿轮箱，在田高压侧和低压侧分别设置动田力传递路线，在要求更高的田动力传递时，采用二级联式田齿轮箱串联布置或功率分轴田式二级减速齿轮最为合适。田通过使用弹性扭力轴保证负扔荷分配均匀。当在高压侧因扔涡轮转速高或螺旋桨转速特扔低（例如：油船上60-8扔0rpm）时，就要配置三扔级减速齿轮箱，还要采用行扔星齿轮作为第一级减速。由扔于所有各类船舶要求的推进扔概念大不相同，为柴油机动扔力装置已开发了

25、很多型号的扔齿轮箱。齿轮箱每级的减速桅比可能达到8:1左右，所桅以不同转速、不同功率的四桅冲程柴油机均可采用单级齿桅轮箱。然而由于空间限制及桅在特殊情况下，则选择两级桅同轴齿轮箱或行星齿轮箱。桅多机装置一般具有两台有时桅三台偶尔四台柴油机，要求桅特殊结构的齿轮箱。在这些桅齿轮箱中，首要考虑的是输请入轴与输出轴布置，结构要请尽可能的紧凑、外形符合船请舶轮廓（图6）。四冲程柴请油机-定距桨推进传动装置请要求安装倒车减速齿轮箱，邱在运行期间通过两套组合式邱离合器和一根中间轴，螺旋邱桨可以反向转动（图13）邱。倒车齿轮箱主要配备的功邱率范围在5MW以内。在特缮种船（如渔船）上使用增压缮式柴油机，使倒车

26、和停车机缮动用齿轮箱装置所需的部件缮得到进一步发展。例如，为缮优化齿轮箱液压传动而研制缮的新型先导阀，已使切换和缮倒车工况能适应高增压柴油缮机的性能曲线，并改善了其缮适应性，这就意味着在柴油缮机和齿轮箱不过载条件下缩骆短了船舶停车距离和时间。骆借助于模拟程序能模拟倒车骆和停车机动工况，确定各个骆部件上的最终尖峰负荷，并骆按高可靠性要求来设计这些骆部件。某些船舶由于其所从骆事的商务性质，有时需要在骆特别低的速度下航行。为这骆些船已研制出回旋系统齿轮侣箱。这里，离合器的液压控侣制可以调整离合器使之能经侣常以高差速工作。通过耦合侣压力，螺旋桨速度能调节到侣大大低于发动机的最低转速侣，并通过电子性能监

27、控器进侣行控制。在采用柴油机装置侣齿轮箱变螺距螺旋桨动侣力装置中，有一种日益增长侣的趋势，即系统方案开发。芜其目的是提供一种推进装置芜，其各部件（如：齿轮箱、芜轴、可变螺距螺旋桨）的运芜转状态同步，并且能与共同芜的供应和操作系统（如：油芜料系统、控制系统、监视系芜统）相联接。这样可减少辅芜助系统的配置数量，也可改芜善推进系统的工作性能。对屋于船用齿轮箱，常常要求配婶备高速分功率输出装置（P婶TO）（图14），用来驱婶动发电机、泵或其它工作机婶械。这种做法经济上特别合婶算。因为主机和辅机不一样婶，它燃烧重油，如果发电机婶作为发动机工作，额外的驱婶动动力可以通过分功率输入婶装置（PT1）传递给螺旋

28、谦桨轴。当主机不能工作且通谦过联轴节与螺旋桨轴分开时谦，输入的功率也能用于回旋谦作业或返航的动力。空轴齿谦轮箱是一种非常特殊的结构谦型式，它是为直接驱动螺旋蚕桨的二冲程柴油机研制的。蚕使用这种齿轮箱，主机也可蚕以驱动轴带发电机。尺寸和君功率更大的快速渡船的推进君系统也有了变化。现在越来君越多的快速渡船采用高速柴君油机或燃气轮机驱动的喷水君推进装置。这些推进系统对君齿轮箱有特殊的要求。这些君要求主要是：传递功率大、君偏差尽可能小、减速比在5君:1和2:1之间、重量/靠功率比小、尺寸小，以及设靠置分功率输出/输入装置。靠为这些非常规船舶已经专门靠研制了新型齿轮箱，铝合金靠制成的外壳、贵重材料做成靠

29、的传动部件以及优化的齿轮靠啮合结构。引进新型材料和靠改变结构要求，也促进了新靠的FEM评定法的发展，这靠种方法允许拓扑确定齿型校鸡正和外壳变形。用这种方法鸡也能确定来自齿啮合时接触鸡的动力。通过对整个系统的鸡动态方面的评定，人们能够鸡获得那些与装置寿命周期有鸡关的部件尺寸。这将进一步鸡提高船用齿轮箱使用性和可鸡靠性。5.2 联轴器 在鸡船舶工程中联轴器要完成多鸡种任务。在推进装置中它的挫主要目的是传递功率和扭矩挫，抵消径向、轴向和角度误挫差，补偿旋转动量的振荡，挫影响推进系统的固有频率，挫连机和脱机，在起动和倒车挫时调节推进功率，以及提供挫防过载保护。在船舶工程中挫使用着很多不同型式的联轴挫器

30、，各自完成一种或数种任计务。如图15所示，联轴器计和离合器之间各有不同的特计征。刚性联轴节用作不同轴计段之间的连接部件（如：凸计缘联轴节、套筒联轴节）或计直接将低速柴油机与轴相连计（凸缘联轴节）。挠性联轴计节是船舶推进系统中最广泛计使用的联轴节。涡轮装置由计于机器转速高，使用金属联介轴节（齿形联轴节，钢质片介式联轴节），它能补偿涡轮介机因热膨胀而出现的轴向偏介差。它还可以平衡掉涡轮和介齿轮箱轴承之间的高度差，介如采用倾斜联接套筒的曲线介齿联轴器。此时应注意齿轮宏箱轴承与涡轮输出轴之间的宏距离，确定联接套筒的长度宏。图16所示船用蒸汽轮机宏中曲线齿联轴节，此使用的宏套筒长度为600mm。齿宏形联

31、轴节充油，但其减振效宏果差。柴油机装置最好采用宏橡胶联轴节或簧片联轴器（宏图17），这主要是因为这烩些联轴节具有很好的轴向、烩径向和角度偏移的校正能力烩和相当好的阻尼特性。涉及烩系统动态性能方面，弹性联烩轴节的一个至关重要的特征烩是其抗扭刚度。其抗扭性能烩在相当宽的范围内变化，这烩一性能取决于橡胶元件或弹烩簧装置的性能。因此在早期烩规划阶段应考虑整个推进系诲统的固有扭转频率，使传动诲系统在工作期间不会出现任诲何与发动机和螺旋桨的激振诲频率发生共振的现象。为了诲解决空载时齿轮噪声问题，诲已经为推进装置研制成功一诲新型抗扭弹性联轴节，抗扭诲力矩可达5 kNm左右。诲这种联轴器在其工作范围内该具有两

32、个不同的刚性区，在该联轴节低载期间用低刚性的该第一级，此时传动系统的第该一个固有频率大大低于发动该机的工作转速，因而能避免该在此范围内因共振引起齿轮该噪声。随着负载增加，另一该个具渐进特性的橡胶元件发该生作用，将抗扭刚性增加到该额定负载所要求的值。用硅紧胶制成的弹性元件也能获得紧类似的特性。在联轴节内因紧此可能允许有较高的工作温紧度，这一点对推进装置是非紧常重要的。双锥体离合器或紧多片离合器也适合用作联轴紧器，但在推进装置工作期间紧不能调节。气动的双锥体离紧合器（图18）可以配备附紧加的橡胶元件，用作弹性联浇轴节。液压操作的多片离合浇器由于其结构紧凑特别适合浇集成于齿轮箱内。其可传递浇扭矩相对

33、较高，但这取决于浇离合器中钢盘盘片或粉末冶浇金盘的大小、数量和磨擦系浇数，以及液压设备的工作压浇力。液压联轴器在某些特殊浇要求的船上（如破冰船、拖警船）也得到应用，它被用作窒离合器，在工作期间也可调窒节。这种离合器的优点是无窒磨损传递力矩、无负载起动窒和加速、减振性能和限制力窒矩峰值。它的一个很大缺点镇是系统产生损耗，即使在稳镇定负载条件下也有损耗，这镇种损耗不得不以热能形式由镇冷却油带走。在某些船上，镇在齿轮的PTO轴和轴带发镇电机之间装液压联轴节。液镇压联轴节也曾经安装在一系镇列具有废热回收系统涡轮发镇电机的船上，装在PTI齿镇轮箱进口处。5.3 轴系耶轴系的结构和布置取决于耶主机的类型和

34、位置、船型和耶螺旋桨的数量（单轴或多轴耶）。轴系（图19）的各段耶是螺旋桨轴、传动轴和止推耶轴承轴（如安装）。在可调耶螺距螺旋桨装置中使用空心耶轴。在某些快速渡船上已经耶成功地使用玻璃钢制成的传园动轴。在各轴段之间使用固园定的或可拆式法兰接头和联园轴节（如油压套筒联轴节）园作为连接元件。各轴段及其园连接元件的尺寸必须符合入园级的船级社的规范要求。使园用带键的传统锥形连接法或园者现在新建船舶通常使用的园油液压过盈套合法（无键螺园旋桨），将螺旋桨安装在螺腋旋桨轴的最末端。轴向止推腋轴承座应将螺旋桨产生的向腋前或向后的推力传递到船体腋结构上。在高速和中速柴油腋机推进装置中，螺旋桨推力腋通常由在齿轮箱

35、中调心滚柱腋轴承的径向或轴向止推轴承腋座承接。在推进功率大的地腋方最好用普通滑动轴承，它腋安装在齿轮箱中或基板上（袖在二冲程机情况下）或者用袖作独立式单环止推轴承。在袖齿轮箱和尾轴管或发动机和袖尾轴管之间轴系的径向轴承袖通常采用数个轴颈轴承代替袖普通滑动轴承或滚柱轴承。袖轴承的数量和布置由轴的长袖度和直径、轴的抗弯振动性袖能、轴的静态弯曲线以及弯袖曲应力和轴承支撑座的强度蛰决定。为降低费用和灵活传蛰动，建议尽可能少用轴承。蛰普通滑动轴承主要用于较大蛰的推进装置，滚柱轴承主要蛰用于较小的装置。尾轴管轴蛰承和密封比较特别，它比其蛰它轴承要坚固得多，因为它蛰必须承受较大的负载，还要蛰承受螺旋桨引起的

36、突然冲击绣力（如在汹涌海浪中和突发绣事故时）。尾轴管密封有各绣种不同的技术解决办法。在绣大多数船上用单工（制）结绣构，尾部轴封保护尾轴管不绣进海水。尾轴管内压取决于绣船舶吃水（图20），尾轴绣管内充油，抬高油箱可以调绣节油压，使之高于外部水压宙。与环境有关的一项特别有宙意义的发展是单工紧凑空域宙（Simplex Com彦pact Airspac彦e)尾轴管密封。另外，充彦压并可调压的中间腔将油和彦海水隔开，即使在事故情况彦下海水也不能进入船内，油彦也不能溢出船外。6. 船彦舶营运的安全和可靠性在选彦择船舶推进系统时，要求将誉最高的安全标准和船舶营运誉可靠性绝对放在第一位，因誉为推进装置故障马上

37、会危及誉船舶、船上人员和货物安全誉。为减少这种危险，应在设誉计阶段尽早地考虑船舶营运誉的特殊要求。除了可能的气誉候差别和频繁的船上困难工誉况外，还要考虑船舶运动、誉变形、加速以及主机和螺旋誉桨产生的振动。推进系统总铡的来说是能够被激振而产生铡扭振、纵向振动和弯曲振动铡，应对每个推进装置进行仔铡细的振动分析。在船舶推进铡系统中扭振是最明显的，因铡此在规划阶段就必须尽早地铡评估推进装置强制阻尼的扭铡振特性，目的是防止发动机铡或螺旋桨激振频率和系统的铡固有频率共振和引起不可接铡受的高振动级。从发动机制铡造厂、船厂和船级社可以得脏到评估推进装置扭振情况的脏模拟程序，这种模拟甚至能脏够可靠地确定特别复杂

38、的分脏支系统（诸如具有特殊齿轮脏系统和附加PTI和PTO脏接头的多机装置）的振动性脏能。在建造机械系统过程中脏必须考虑船舶在汹涌海浪中脏出现的运动和加速。它们对脏燃油系统、滑油系统、控制脏油系统和供水系统，以及对灶轴承和机械部件的机座等等灶都有影响。建造海军舰船有灶专门的振动规则，这些规则灶要求舰船设计允许比民船更灶高的附加加速度。船上气候灶差别可能很大，取决于其营灶运航线。气候会影响推进装灶置的性能和发动机功率输出灶，特别是外部空气和水温。灶燃气轮机受此影响最大，对灶蒸汽轮机和柴油机的影响小浙一点。经验表明，对推进装浙置的利用率有决定意义的是浙选择正确的维护原则，这个浙原则应保证在维修费用尽可浙能低的条件下利用率尽可能浙高，各个元件或部件的寿命浙周期在推进系统中起重要的浙作用。在推进装置的使用期浙限内或多或少总会出现一些浙意外故障，譬如因操作错误浙或外界干扰引起的故障。此浙外，当装置投入运行后可能抑会出现早期故障，这往往是抑由于结构或材料错误或加工