船舶动力系统课件

1第3章船的发动机（引擎）发动机是船舶动力的输出设备相当于船舶的心脏.1.蒸汽动力装置2.内燃机动力装置3.核动力装置船舶动力装置的分类（以主机的形式来分类）2.热能转化为机械能的装置，或产生动力的机械装置。任何发动机都要燃烧燃料，后产生热能再转化为动能。发动机的主要种类：蒸汽机、涡轮机、内燃机。主机3.能量转换过程蒸汽机、涡轮机、内燃机.蒸汽涡轮机的工作原理：高速汽流喷射叶片带动轴转动为避免空泡现象，船舶加设减速器蒸汽涡轮机已退出历舞台，只有LNG船在用.蒸汽涡轮的工作原理蒸汽涡轮的工作结构减速器使螺旋桨减速而避免空泡.当前普遍使用的是“柴油机”。与汽车发动机都是内燃机，但有不同：汽车是“点燃”，而船舶是“压燃”两冲程发动机适用于大型船舶.四冲程发动机工作原理：进气、压缩、做功、排气，推动活塞做直线运动两冲程发动机工作原理：压缩、做功、排气，推动活塞做直线运动.内燃机按曲轴转数分为：低速机（转数<300/min)、中速机（转数300~1000/min)、高速机（转数>1000/min)内燃机按工作循环分为：四冲程、二冲程.大型商船使用低速机（烧重油汽缸大体积大较沉重震动）车客渡船使用中速机（烧重油）高速轻量的船使用高速机（烧汽油）.“马力”是船舶发动机的输出的功率。由船的阻力和推进效率决定1马力=75公斤米/秒=0.735kw船的马力=RV/75主机要发出多少马力来推船前进呢?.二、船舶运动所消耗的功率推进系数轴系损失(轴系效率)桨盘损失(相对效率)桨本身效率(敝水效率)船桨配合损失(船身效率).各种推进器的CP

.马力的定义船本身需要的马力=船的阻力X船速(有效马力(EHP)=主机的马力*CP(由主机到船行之间的能量损失).傻大、笨重、噪声、黑烟的柴油机期待改善,节能减排的科学研究一直在路上,任重面道远.一种电控喷射的智能控制柴油机诞生了,改善了原有傻重噪黑柴油机的弊病.电控喷射代替了机控喷射,减少NOX的排量,有益于环境保护,港口冒黑烟的问题得到解决.计算机介入控制系统,使喷油微量、定时、精准，使其动力性能极大提高，也节能，也减排。.较少有专门为船舶开发燃气涡轮机，所以将飞机发动机改装到船上燃气涡轮机与蒸气涡轮机工作原理相同，都是喷射高速流体到涡轮上，带动涡轮轴转动变成机械能高速环保船、军舰等应用燃气涡轮机优点：构造简单、重量轻、功率大、环保（Nox,Sox等排放量少）可以单独将发动机取出进行岸上维修。缺点：燃烧效率低，要以价格更为昂贵的汽油作为燃料；发动机制造成本高，维护费也高。.燃气涡轮机工作原理燃气涡轮机优点：构造简单、重量轻、功率大、环保（Nox,Sox等排放量少）可以单独将发动机取出进行岸上维修。缺点：燃烧效率低，要以价格更为昂贵的汽油作为燃料；发动机制造成本高，维护费也高。.船舶动力装置系统：1船舶动力装置的组成与分类2船用柴油机3动力装置的传动4船舶轴系5船舶动力系统.主机传动设备和轴系辅助机械设备动力管路系统机舱自动化设备船舶动力装置的组成推动船舶航行的动力机械(燃气轮机、内燃机<柴油机、燃气轮机>、推进电机组、核动力等)主机至螺旋桨之间传动设备(减速箱、离合器、推力轴承、轴系)保证主机工组的辅机、装置(空压机、发电机组、燃油泵、滑油泵、冷却水泵)保证主机工组的系统(燃油、滑油、冷却水、压缩空气、排气管路系统)实现主机、辅机遥控集控的设备(自动控制、调节系统、自动操纵、集中监测、报警)20.3动力装置的传动直接传动间接传动Z型传动电力传动可调距螺旋桨液力传动21.1、直接传动直接通过轴系

优点：1）结构简单，维护管理方便，不易出现故障2）经济性好，传动损失少，传动效率高3）工作可靠，寿命长4）振动噪声小缺点：1）动力装置重量、尺寸大2）主机必需可反转3）非设计工况经济性差4）船舶微速航行航速受到主机最低稳定转速的限制应用范围：低速机→远洋和沿海货轮、油轮、舰主机（低速机）22.2、间接传动中、高速机轴系以及离合器、减速器等优点：1）主机不需换向，且转速不受螺旋桨要求低转速的限制2）主机结构简单，工作可靠，管理方便，机动性好3）轴系布置自由4）利于多机并车运行，也利于设置轴带发电机缺点：1）轴系结构复杂2）传动效率低应用范围：冰区航行船舶内河航行中小型船舶23.3、Z型传动显著特点：螺旋桨可绕垂直轴座360o回转。优点：1）操纵性好2）可以不设舵、尾柱和尾轴管等结构3）不需要单独的减速齿轮装置、不需要主机换向机构、延长柴油机使用寿命4）修理桨，不需进坞应用范围：小型船舶，如港作船。1-柴油机；2-联轴节；3-带万向接头的传动筒；4-上锥齿轮；5-蜗杆；6-传动轴；7-尾管；8-滚动轴承；9-下锥齿轮；10-舵叶；11-滚动轴承；12-螺旋桨；13-蜗轮；14-支架1-柴油机；2-联轴节；3-带万向接头的传动筒；4-上锥齿轮；5-蜗杆；6-传动轴；7-尾管；8-滚动轴承；9-下锥齿轮；10-舵叶；11-滚动轴承；12-螺旋桨；13-蜗轮；14-支架24.选择传动方式需要考虑的因素

船舶的大小船舶的用途船舶的航区发动机的形式和发展传动设备的形式和发展经济性安全可靠性运转管理25.4船舶轴系4.1轴系的组成4.2轴系的布置26.4.1轴系的组成27.4.1轴系的组成1推力轴与推力轴承——承受轴向推力.4.1轴系的组成2中间轴与中间轴承——承受径向负荷和重量.4.1轴系的组成3尾轴与尾轴管.4.2轴系的布置轴线：主机至螺旋浆间的轴系，几段轴连接而成两舷方向的布置：1）单轴----船舶中线面上2）双轴----中线面两侧对称布置3）三轴----中、左、右高度方向的布置：与主机、螺旋浆高度位置相适应1）与船体基线平行（最理想）2）一定倾角<0-5度，快艇10-16度>（输出中心法兰高而吃水浅时）.5船舶动力系统1.燃油系统2.润滑油系统3.冷却水系统4.压缩空气系统.5船舶动力系统1.燃油系统基本任务:为主机、副机、锅炉供油存储于:油舱（双层底燃油舱、深舱）系统组成:33.5船舶动力系统2.润滑油系统基本任务:将清洁的压力和温度适宜的润滑油送至各摩擦表面进行润滑使柴油机各零部件能够正常工作。其他作用:冷却、洗涤、气密、防锈、减震等不同部位采用不同的滑油:汽缸油、透平油等34.5船舶动力系统柴油机工作温度过高或过低都会降低它的动力性和经济性。冷却系统的作用：在最适宜的温度状态下工作，以获得良好的经济性、动力性和耐久性。开式循环：舷外水→滤器→循环水泵→滑油冷却器→舷外闭式循环：淡水冷却水经海水冷却后对主机进行冷却，内循环3.冷却水系统35.6.5船舶动力系统压缩空气的作用：1）启动主机、副机；2）汽笛；3）海底门冲洗，海水、淡水压力柜充气；4）气动工具、气动控制等。系统组