船舶推进装置要点课件

第三章船舶推进装置任务:将推进动力装置的动力转变为推进力,并把推进力传给船体,推动船舶前进组成:螺旋桨、轴系和传动装置作用：

螺旋桨将转动力转换为推进力传动装置传递转动动力轴系传递转动力；将螺旋桨的推力传递给船体第三章船舶推进装置任务:将推进动力装置的动力转变为推进力1第一节船舶推进装置的传动方式一、直接传动主机的动力直接经轴系传给螺旋桨，螺旋桨与主机保持相同的转向和转速优点：结构简单、工作可靠、传动效率高、工作寿命长、维护管理方便缺点：只适用于低速主机，高速时螺旋桨效率低，使用定矩桨（FPP）的主机必须可换向第一节船舶推进装置的传动方式一、直接传动2二、间接传动主机与轴系间设减速器和离合器等中间传动环节优点：主机可以不受螺旋桨要求的低速限制；主机可不用换向；有利于多机并车运行及设置轴带发电机；轴系布置灵活。缺点：结构复杂，传动效率低二、间接传动主机与轴系间设减速器和离合器等中间传动环节3三、Z型传动（直角传动）特点：螺旋桨轴可饶垂直轴做360回转，推力方向在360范围内任意改变。优点：（1）省舵、尾轴管，船尾形状简单，阻力小；（2）操纵性能好，船可以原地回转（3）与中高速机连用，且不设单独的减速装置；（4）主机不用换向，寿命延长;缺点：传递功率小，只使用小船上或做大船的侧推三、Z型传动（直角传动）特点：缺点：传递功率小，只使用小船上4第二节轴系组成

包括推力轴、中间轴、尾轴及相应的轴承第二节轴系组成

包括推力轴、中间轴、尾轴及5一、推力轴和推力轴承作用：（1）将主机的扭矩传给中间轴（2）把中间轴上螺旋桨的推力传给船体（3）对轴系轴向定位推力传递过程：螺旋桨→推力环→油膜→推力块→推力轴承座→船体二、中间轴及轴承作用：连接推力轴和尾轴，传递扭矩及推力，承受中间轴重量，轴线定位一、推力轴和推力轴承6船舶推进装置要点课件7三、螺旋桨轴和尾轴管三、螺旋桨轴和尾轴管8四、螺旋桨及螺旋浆特性螺旋桨（3-5片叶），可看作是一个具有多头螺纹的一段短而粗的螺杆，浆叶既是螺纹。浆转动一圈，水若不动则前进一个螺距的距离，船也前进同样的距离1、螺距和螺距角浆叶扭曲的原因：为得到不同半径处的叶素具有大致相同的螺距，随R的增加，螺距角θ应逐渐减少事实上，叶梢处螺距稍大于叶根处螺距四、螺旋桨及螺旋浆特性9螺距-H螺距角θ叶素空间轨迹叶素圆周轨迹展开线L半径R处叶素L=2πRH=Ltgθ=2πRtgθ螺距-H螺距角θ叶素空间轨迹叶素圆周轨迹展开线L半径R处叶素102、螺旋桨的进程比进程hp:螺旋桨转一周，轴向实际前进距离，hp小于H，因水被推动后移滑失h：螺距与进程的差值h=H-hp进程比λp:进程与螺旋桨直径的比值

λp=hp/D=Vp/nD(Vp=hp·n)3、螺旋桨工作特性浆的推力T=K1ρn2D4浆的扭力矩M=K2

ρn2D52、螺旋桨的进程比11

设：C1=K1

ρD4C2=K2

ρD5则：T=C1n2M=C2n2螺旋桨功率P=ω

·M=2πn·M

=2πn·C2n2=2πC2·n3设：C=2πC2则：P=C·n3结论：功率与转速立方关系，推力、扭矩与转速平方关系。设：C1=K1ρD412总结：阻力增加，进程hp减少，λp减少，K1、K2、K3、C1、C2、C增加，特性曲线变陡，反之变平坦。变矩浆的螺距角越大，即螺距越大，特性曲线越陡。PMTTMPn0λpηK1K2总结：阻力增加，进程hp减少，λp减少，K1、K2、K3、13第三节各种航行条件下主机的工况一、船、机、浆的配合前言：船机浆之间保持力、力矩和功率的平衡，螺旋桨的推力克服船舶阻力，主机提供螺旋桨推力所须扭矩和功率。1、船舶阻力包括：水力阻力（摩擦阻力、形状阻力、兴波阻力）、风力阻力、惯性阻力第三节各种航行条件下主机的工况一、船、机、浆的配合142、与螺旋桨配合工作时的主机工作点以主机发出功率等于螺旋桨吸收功率为原则，二者的配合工作点既是，柴油机速度特性曲线与螺旋桨特性曲线的交点cabn（%）nHNH02、与螺旋桨配合工作时的主机工作点cabn（%）nHNH015二、航行条件变化时主机的工况1、航行阻力变化时主机的工况二、航行条件变化时主机的工况16806040208060402020406080正转矩M/Me负转矩020406080ab’bcc’e’edd’ADBC％％n/ne倒转转数正转转数％％2、主机换向和船舶倒航时主机的工况8060402017第四章船用泵和油马达第一节船用泵概述一、泵的功用和分类功用：输送流体,提高液体机械能按用途分类：1、船舶通用泵：为营运和船上人员生活服务有：压载泵、舱底水泵、消防泵、卫生水泵、淡水泵2、船舶动力装置用泵：为动力装置服务有：燃油驳运泵、燃油输送泵、主机冷却泵、主海水泵、滑油泵、滑油驳运泵、发电柴油机冷却泵第四章船用泵和油马达第一节船用泵概述183、船舶辅助机械用泵为辅助机械服务，包括辅锅炉用泵，空压机用泵，制冷装置用泵，海水淡化装置用泵，甲板机械用泵，防污染装置用泵。4、船舶专用泵特殊船舶用泵，包括货油船、挖泥船泥浆泵、消防船消防船等3、船舶辅助机械用泵19按工作原理分类：1、容积式泵通过运动部件的位移使泵工作空间容积发生变化来吸排液体，把机械能传给液体达到输送液体的目的。包括往复泵、齿轮泵,螺杆泵,叶片泵和水环泵2、叶轮式泵包括离心泵,轴流泵,混流泵和旋涡泵.3、喷射泵，包括水射水泵、水射真空泵、蒸汽（空气）喷射泵4、电磁泵，用电磁力输送液态金属，如原子锅炉循环泵按工作原理分类：1、容积式泵20二.泵的性能参数

1.流量：单位时间内输送流体的量

有：体积流量Q,质量流量G G=Qkg/s2.扬程H（压头或水头）

单位重量液体通过泵后所增加的机械能。其包括位能（Z）、动能（V2/2g）、压力能(p/

ρg)

工作扬程表达式:二.泵的性能参数

1.流量：单位时间内输送流体的量21(Pdr-psr)/ρg—吸排液面间的压力头（吸排液面间的压差）Z—排吸液面间的高度差Σh—吸排管中的管路阻力（水力损失）(Pdr-psr)/ρg—吸排液面间的压力头（吸排液面22船舶推进装置要点课件23

3.转速

指每分钟的回转数.nr/min4.功率和效率1）输出功率：即有效功率Pe，单位时间内泵实际传给液体的能量。.Pe=gQH=(pd-ps)Q2）输入功率：即轴功率P，泵轴接收的功率3）效率：输出功率和输入功率之比

=Pe/P5.允许吸上真空度

指泵工作时,所允许的最大吸入真空度Hs.否则可能产生汽化. 影响因素:大气压力降低,液体温度升高(pv增加)或流量增加,都会使Hs减小.因此,必须有厂方试验标定值。 允许吸上真空高度用[Hs]表示:[Hs]=Hs/g

3.转速4.功率和效率24第二节容积式泵一、往复泵1.往复泵的原理第二节容积式泵一、往复泵25船舶推进装置要点课件262、往复泵的流量和效率往复泵的容积效率：

v=Q/Qt

往复泵的实际流量:Q=Qt

v2、往复泵的流量和效率273、往复泵的特点:1）具有较强的自吸能力.2）理论流量与压头无关,只取决转速,泵缸几何尺寸和作用次数3）能产生很高的压头。压头与尺寸，作用次数,转速无关,仅取决于外界负荷；额定排出压力取决于泵的功率,强度和密封性能等.4）流量不均匀,采用空气室、多作用5）转速不能太高（200-300转）6）结构复杂、易损件多.7）泵阀易被固体杂质摩擦和垫起3、往复泵的特点:28二、柱塞泵1、径向柱塞泵工作原理1)流量2）流量大小及方向的调节3）瞬间流量不均匀，柱塞多奇数时较均匀二、柱塞泵1、径向柱塞泵工作原理292、轴向柱塞泵工作原理1）流量大小及方向的调节2）轴向柱塞泵结构紧凑、体积小、重量轻、变量机构布置方便、寿命长、应用广泛。2、轴向柱塞泵工作原理30船舶推进装置要点课件31三、齿轮泵工作部件是相互啮合的齿轮1、外齿轮泵的工作原理三、齿轮泵工作部件是相互啮合的齿轮32船舶推进装置要点课件332、内齿轮泵的工作原理2、内齿轮泵的工作原理34船舶推进装置要点课件35齿轮泵的特点

1、吸排方向取决于泵轴的回转方向2、有自吸能力，但因间隙较多，不如往复泵3、理论流量与压力无关，由工作部件尺寸和转速决定4、额定压力与转速、尺寸无关，取决于轴承强度、电机容量、密封性能。 普通齿轮泵压力不能过高，否则影响容积效率。高压齿轮泵，则应采取：(1).采用液压装置自动补偿装置。(2).采取平衡或减小径向力的措施，采用承载能力高的轴承，改善轴承冷却条件等。5、流量连续，但有脉动。流量脉动率：11%~27%。6、结构简单，易损件少，耐冲击，工作可靠价格低廉，直接驱动高速回转。7、因磨擦面较多，故适用于排送具有润滑性的油类。 在船上，齿轮泵一般被用作排出压力不高、流量不大，以及对流量和排出压力的均匀性要求不很严的油泵，常作滑油泵、驳油泵以及液压传动中的供油泵等。在船上高压齿轮泵用作液压泵。齿轮泵的特点

1、吸排方向取决于泵轴的回转方向36四、叶片泵双作用叶片泵属于卸荷式叶片泵，因作用在转子上的液压力完全平衡四、叶片泵双作用叶片泵属于卸荷式叶片泵，因作用在转子上的液压37船舶推进装置要点课件38属非卸荷式叶片泵，转子和轴承承受不平衡的径向液压力属非卸荷式叶片泵，转子和轴承承受不平衡的径向液压力39第三节叶轮式泵

一、离心泵1、离心泵工作原理第三节叶轮式泵

一、离心泵40船舶推进装置要点课件412、离心泵特性曲线（定速特性曲线）(1).Q－H曲线：是选择和使用离心泵的主要依据。流量可用节流法调节。(2).Q－P曲线：是合理选择原动机功率和泵起动方式的依据。(3).Q－曲线：是判断离心泵工作经济性的依据。2、离心泵特性曲线（定速特性曲线）42离心泵的特点1.流量均匀，范围大，易调节。2.转速高，结构简单、重量轻尺寸小，可靠，易管理、维修。3.对杂质不敏感，易损件少，能输送多种液体。4.没有自吸能力。可以封闭起动。5.流量随扬程而变。6.扬程取决于叶轮外径和转速。不适合高扬程、小流量。离心泵的特点43二、旋涡泵闭式旋涡泵配闭式叶轮，开式流道二、旋涡泵闭式旋涡泵配闭式叶轮，开式流道44开式旋涡泵配开式叶轮，闭式流道。开式旋涡泵配开式叶轮，闭式流道。45旋涡泵的特点1)结构简单,重量轻体积小,制造维护方便2)小流量高扬程(Q:0.1~11l/s,H:5~20m)是离心泵的2~4倍。3）陡降的扬程和下降的功率特性曲线，不易节流，可采用变速和回流调节4）有自吸能力5）抗汽蚀性能较差6）效率低7）不易输送含固体颗粒和粘度高的液体应用：小流量、高扬程功率小、自吸的场合如，离心旋涡泵。旋涡泵的特点1)结构简单,重量轻体积小,制造维护方便46第四节油马达油马达:将油液的压力能转变为机械能输出的动力装置。油泵：将原动机输入的机械能转变为油液的压力能。原理上讲，容积式油泵都可以改为小扭矩高转速的油马达。一、油马达的工作性能1、转速：nt=60Q/qr/minn=60Q

v/qr/min2扭矩：Mt=pq/2

M=pqm/2

3、输出功率P=Mωt=pQ

第四节油马达油马达:将油液的压力能转变为机械能输出的动力装47二、油马达的工作原理1、柱塞式油马达（高速小扭矩油马达）1）径向柱塞式油马达二、油马达的工作原理1、柱塞式油马达（高速小扭矩油马达）482）轴向柱塞式油马达2）轴向柱塞式油马达492、活塞连杆式油马达2、活塞连杆式油马达50船舶推进装置要点课件51性能特点：1、结构简单，零部件少，耐冲击、对材料无特殊要求2、球铰和缸体流道工艺性差3、径向力不平衡，机械效率及容积效率较低，起动扭矩只达理论扭矩80％～85％4、转矩和转速脉动率大，润滑油膜易受破