船舶动力装置2课件

11142.7米全高、全宽：15.1米吃水：5.1米排水量标准：满载4200吨续航能力：5000/15节柴燃联合动力（CODOG）双轴推进两台MTU12V1163TB83柴油发动机，两台LM2500燃气轮机。2上节主要内容1.1船舶动力装置定义(1)及其组成(4)1.2船舶性能指标(9)及对动力装置的要求★1.3船舶动力装置的性能指标1.4典型动力装置柴油机、汽轮机、燃气轮机、联合动力（优缺点及相互比较）31.4典型动力装置(部分)本节主要内容2.1柴油机基本结构2.2四冲程柴油机工作原理2.3二冲程柴油机工作原理5第一章总论1.4.2汽轮机动力装置6第一章总论水蒸汽蒸汽凝水锅炉给水7汽轮机动力装置的特点优点:(1)单机功率大，

陆用机组可达1200MW，船用可达75MW；(2)工作平稳振动噪声小；(3)大修期长；(4)可使用劣质燃油，滑油消耗率低。缺点:(1)结构复杂尺寸重量大；(2)燃料消耗量大,经济性差；(3)机动性差,启动变负荷需很长时间。第一章总论9燃气轮机动力装置的特点优点:(1)重量轻，尺寸小，功率大；(2)机动性能良好；(3)经济性比蒸汽轮机装置好，比柴油机差。缺点:(1)主机本身不能反转；(2)耗油率较高；(3)进排气装置尺寸重量大；(4)大修期较短。第一章总论101.4.4联合动力装置全电力推进也可视为一种联合动力装置,各种原动机发电,电动机推进，

这是未来推进系统的发展方向。第一章总论单一种类动力装置各有优缺点,军用舰船以提高战斗力为主要目标,尽可能提高航速和机动性,增大功率的同时还要减少装置所占据的排水量以提高续航力。

舰体全速航行时要求的功率相当大,但是全速航行的时间仅占总航行时间的2%左右，舰船绝大多数时间处于巡航工况,要求经济性高,提高续航力。为解决全速大功率与巡航经济性的矛盾,可采用联合动力装置。11目前使用的联合动力装置有五种型式SteamTurbineGasTurbineDieselEngine1、蒸燃联合动力装置（COSAG或COSOG）2、柴燃联合动力装置（CODAG或CODOG）3、燃燃联合动力装置（COGAG或COGOG）4、柴柴联合动力装置（CODAD）5、燃蒸联合动力装置（COGAS）第一章总论13第一章总论1.4.5核动力装置将反应堆内的控制棒下降到燃料棒之间，可减慢甚至停止链式反应，因为控制棒内的物质能吸收中子，可于两秒内停止核裂变。14利用反应堆产生热能，

加热水蒸汽推动汽轮机。目前多使用压水型反应堆。反应堆和蒸汽发生器等具有放射性危害的装置通常封装在保护壳体内，

称为一回路。蒸汽管路和汽轮机装置等称为二回路。优点:(1)功率大，加一次燃料航行的距离无限制(限制来源于人的给养，

空气消耗等)。(2)动力装置不使用空气，

可使船体在水下长时间航行，

隐蔽性好。缺点:(1)结构复杂重量尺寸大。(2)操纵管理监测系统复杂。(3)造价和燃料昂贵。第一章总论1.4.5核动力装置15第一章总论1.4.6特种动力装置1、喷水推进装置17第一章总论1.4.6特种动力装置18第一章总论1.4.6特种动力装置191、喷水推进装置2、不依赖空气推进系统——AirIndependentPropulsionsystem（AIP）（1）小型核能装置；（2）闭式循环热能动力发动机；（3）燃料电池；3、蓄热式非传统能源4、采用空间传输机构的活塞式发动机第一章总论1.4.6特种动力装置21第二章船舶柴油机装置2.1.1柴油机的基本结构MTU800022第二章船舶柴油机装置2.1.1柴油机的基本结构美国高速双体渡船“安大略之神”号，用于从纽约“罗切斯特”到加拿大“多伦多”航线。船长86.6m，航速45.7kn，动力装置采用CODAD，4台MTU20V8000柴油机，总功率32800kW，额定转速1150r/min，油耗低于195g/kWh。柴油机经4台ZF53000-1NRH不可逆转齿轮箱驱动4台Lips公司LJ120E喷水推进器。23(5)辅助机件：5进气管，12排气管等。第二章船舶柴油机装置2.1.1柴油机的基本结构(3)配气机构：14凸轮轴，15顶杆，16摇臂，17进气阀，18排气阀，19弹簧。(2)运动机件：主要指曲柄连杆机构，8活塞，9活塞销，10连杆，11连杆螺栓，13曲轴等。(1)固定机件：1机座，4机体，3主轴承，6气缸套，7气缸盖。(4)燃油系统：20喷油泵，21高压油管，2喷油器等。25第二章船舶柴油机装置2.1.2主要名词（8）压缩比(ε)：气缸最大容积与压缩室容积的比值称为压缩比。

ε=Va/Vc=(Vh+Vc)/Vc=1+Vh/Vc（7）柴油机的总容积：是各气缸工作容积的总和。

等于气缸数与工作容积数的乘积。V=Vh×i(L)（6）气缸最大容积(Va)：活塞在下止点时气缸的容积,即气缸工作容积与压缩室容积之和:Va=Vh+Vc压缩比说明了活塞由下止点移动到上止点过程中，

气缸内空气被压缩的程度，柴油机的压缩比一般大于12。26第二章船舶柴油机装置2.2四冲程柴油机工作原理29第二章船舶柴油机装置2.2四冲程柴油机工作原理（3）作功行程（燃烧及膨胀行程）在压缩上止点前10~15°CA，压燃可燃混合气，形成火焰中心。高温高压燃气推动活塞下行，对外作功。进排气门都关闭。Z点为最高压力和温度点：

燃气最大压力p：6~15MPa

最高温度T：1800~2200K

三、作功冲程30第二章船舶柴油机装置2.2四冲程柴油机工作原理（4）排气行程从排气门开启到排气门关闭的时刻。排气提前角;排气晚关角：在活塞到达下止点之前30~80°CA，膨胀行程还没有结束的时刻就将排气门打开。气门重叠角：在排气门关闭之前，进气门就已打开，进排气门同时开启时期所对应的曲轴转角。排气终了时：

气缸压力p：0.105~0.12MPa

气缸温度T：900~1100K四、排气冲程31第二章船舶柴油机装置2.2四冲程柴油机工作原理四冲程汽油机示功图ra段曲线：进气行程ac段曲线：压缩行程czb段曲线：作功行程br段曲线：排气行程32第二章船舶柴油机装置2.2四冲程柴油机工作原理

3、在四冲程柴油机的四个冲程中，只有第三冲程即工作冲程才产生动力对外做功，而其余的三个冲程都是消耗功的准备过程。为此在进油一个气缸的单缸柴油机上必须安装飞轮，利用飞轮的转动惯量，使曲轴在四个冲程中连续而均匀的运转。

1、由于进排气阀都是早开晚关的，所以在排气冲程之末和进气冲程之初，活塞处于上止点附近时，有一段时间进排气阀门同时处于开启状态。这段时间用曲轴转角表示，称为气阀重叠角。

2、排气冲程结束之后，又开始了进气冲程，于是整个工作循环就依照上述过程重复进行。由于这种柴油机的工作循环由四个活塞冲程及曲轴旋转两圈完成的。故称为四冲程柴油机。33第二章船舶柴油机装置2.3二冲程柴油机工作原理必须有扫气泵，进气孔布置在气缸下部，其高度为活塞行程的10-20%左右，进气孔的打开和关闭由汽缸内运动的活塞控制；排气阀布置在汽缸盖上，由凸轮轴驱动，保证在曲轴转一转时气阀打开一次扫气泵用于清除气缸内的废气和填充新鲜空气。特点34第二章船舶柴油机装置2.3二冲程柴油机工作原理第一冲程活塞从下止点向上止点运动（a-k-c线）。活塞在下止点时排气阀和进气孔已经打开，储气室中的压缩空气进入气缸，并冲向排气阀，具有清除废气的功能。活塞向上运动时关闭进气口，同时排气阀也关闭。空气在缸内受到压缩。这就是进气压缩过程。a-k线为扫气过程，k点为扫气终点(它取决于进气孔与排气阀关闭时刻)，k-c线为压缩过程，c’点为喷油时刻。第一冲程35第二章船舶柴油机装置2.3二冲程柴油机工作原理第二冲程活塞从上止点向下止点运动。完成燃烧膨胀。从示工图上可以看到压缩，喷油，最高压力，排气，进气等各个关键的时刻。其中c-m线为膨胀线，c-z线为燃料剧烈燃烧压力急剧上升阶段,z点为最高压力点，m点为排气阀开始打开的时刻,m-n线为燃烧产物从气缸排入大气，压力迅速下降,n时进气孔打开，此时气缸内压力约等于贮气室的压力,n-a线为扫气过程，新鲜空气进入气缸内。第二冲程36第二章船舶柴油机装置二冲程与四冲程柴油机比较具有以下优点：1.提高了柴油机的作功能力2.改善了柴油机的动力性3.简化了柴油机的结构除此之外，区别还有：1