海船培训课件5.2

船舶动力装置左春宽

孙永明

张春来

李世臣

主编中华人民共和国海船船员适任考试培训教材目录一二第一章柴油机及其附属设备的性能评估第二章主柴油机及其附属设备的使用与管理三四第三章船舶主推进动力装置的工况配合及管理第四章电控喷射柴油机五第五章典型液压系统六七第六章制冷与空调系统的操作和维护第七章

船用蒸汽锅炉第五章典型液压系统节双燃料内燃机2节液压甲板机械的原理和管理1节

舵机系统第二节液压甲板机械的原理和管理一、液压甲板机械的工作原理二、液压甲板机械的维护和管理三、液压甲板机械的故障与排除一、液压甲板机械的工作原理1.液压起货机按其额定工作油压的高低可分为：高压、中压和低压系统。通常压力分级标准为：低压6.3MPa以下；中压6.3~10MPa；中高压10~20MPa；高压20MPa以上。采用高压系统的优点：机器及管路的尺寸和重量较小，效率较高。缺点：装置比较复杂，制造及管理要求高等。按油液循环方式的不同分为：开式系统和闭式系统。开式系统：是指油油泵从油箱中吸油，经换向阀输入油马达，而油马达的排油则经换向阀返回油箱。特点：简单，初置费低；可很好地散热冷却、分离气体、沉淀杂质；一台油泵同时驱动几部工作机械。易混入空气和杂质，导致油液变质；使用单向定量泵，用换向阀换向、节流调速、能耗限速，使换向冲击大，油液易发热，工作经济性降低多用于压力较低、功率较小或不经常工作的场合，油泵需有良好自吸性能，或油箱中浸没式布置⑵闭式系统：是指油马达的排油不返回油箱，而是直接返回油泵的吸入口，故油液将在油泵与油马达之间形成封闭的循环。

特点：复杂，初置费高；散热条件差；不能用一台油泵同时驱动几部起货机或其它工作机械。油液污染和进入空气的可能性减小可用双向变量泵，泵换向、容积调速、再生限速，换向平稳，工作经济性提高；用辅泵补油或重力补油，对油泵自吸性要求不高应用：更适合于高压，多用于功率较大的系统中；（1）阀控型开式起升系统：起升主要特点是：无论起升、下降或停止始终存在由货物重力所产生的单方向静负荷。液压系统中始终有一部分管路承受高压，以产生与货物重力相平衡的液压力。对其要求：能控制落货速度，以防因重力作用而过快坠落，而且制动后能握持货重，使其不会自行下滑。①换向和调速：利用手动换向阀进行换向和节流调速。节流调速法：通过改变系统中某一部分的通流面积，造成不同的流动阻力，以调节进入执行机构的流量，从而达到调速的目的。根据所用换向阀结构型式的不同，节流调速可分为：串联节流、并联节流和溢流节流调速。①串联节流：换向阀采用闭式过渡结构（一离开中位，PT即关断）时，就可实现串联节流调速。如设油泵的排出压力为p1，流量为Q1，换向阀通向执行机构的油压力为p2,流量为Q2，那么，油泵的输出功率即为p1Q1，执行机构的输入功率则为p2Q2，调速损失包括通过溢流阀回油箱那部分油液的损失p1(Q1-Q2)和流入执行机构的油液经换向阀时的节流损失(p1-p2)Q2，因此，调速效率为：即使在轻载（p2较小）和低速（Q2较小）时，p1仍保持不变，所以串联节流的调速效率低，功率损失大，油液发热比较厉害，且速度不稳定，受负荷影响较大，起动和制动时也易产生液压冲击。②并联节流：如将图中的换向阀改为右图所示的过渡结构型式，则系统就可实现并联节流调速。当换向阀从中位右移时，由于在油路PA打开时PT并不立即隔断，而是随着PA的开大而逐渐关小。并联节流因轻载和低速时回流口开得较大，使p1的数值较小（一般小于溢流阀的整定压力），所以调速效率稍好，油液发热较轻；轻载时换向阀前后的压降（p1-p2）比串联时小。Q2随滑阀移动的变化比较平缓，调速性能有所改善。③溢流节流：将图中的换向阀改成溢流节流式换向阀，系统就可实现溢流节流调速。在溢流式换向阀中，由于定差溢流阀两端的油腔分别同换向阀前后油路相连通，即右端通入油泵的排压，而左端则经双联单向阀承受油马达的进油压力p2。这样使得流经换向阀的流量，基本上取决于换向阀的阀芯位置，而不受油马达载荷轻重的影响。②限速和制动：a.用单向节流阀限速（见图）作用：在落货时起到限速作用。设置位置：设在尽可能靠近执行元件下降时的回油管路上。功能：在油马达出口造成一定的背压和阻转矩。特点：油马达转速越快，背压和阻转矩就越高。节流阀的开度调节合适，就可达到限制货物下降的目的。存在问题：轻载和空钩下降时油泵的负荷反而比重载下降时高，效率较低。尤其在油温降低、粘度增加以及下降速度较大时，油泵的功耗也随之增加，油液因限速节流还会进一步发热。b.用平衡阀限速（如图所示）设置位置：在尽可能靠近执行机构的下降回油管上装设平衡阀。平衡阀的构成：由一只单向阀和一只直动式顺序阀构成的。类型：分为直控式和远控式平衡阀两种。用直控平衡阀限速的系统简单可靠，且不需串接液控单向阀，在油温、粘度以及下降速度改变时，油马达的进油压力变化不大；但载荷越轻，要达到同样的下降速度所需的pa越大，故轻载时系统的效率仍然较低。远控平衡阀限速的系统（见图示）特点：平衡阀的开度是受低压管路中的pa所控制，货物的下降速度也就受到限制。使用远控平衡阀限速，因平衡阀的控制油压较低，不受油液粘度、下降速度和载荷变化的影响，能维持不变。作为开式系统的限速方案，经济性较①②两种好。c.制动：系统单靠液压锁闭来制动是不够，还必须在起货机中装设机械制动器。这是因为油马达难免有漏泄，要保证货物在空中而不慢慢下滑。制动器的种类：工作性制动器（也称即时抱闸制动器）：不延迟抱闸的制动器是在油马达完全停住之前就抱闸。非工作性制动器（也称延时抱闸制动器）：延迟抱闸的制动器是在油马达已被液压制动后就再抱闸。③限压保护：起货机在吊货时，油泵的排油压力主要取决于油马达的负荷，为防止起货机超负荷导致原动机过载或装置损坏，在油泵的出口处设有安全阀。为防止油压因液压制动而过分升高，在高低压管路之间设置制动溢流阀。其整定压力可与安全阀相同，也可比安全阀提高5%~10%。

小结：优点—阀控型开式液压系统设备简单；油液在油箱中也能较好地散热和沉淀杂质。缺点—但必须采用节流调速和能耗限速，工作时能量损失大，油液容易发热，空气易渗入导致油液变质。适用场合—用于压力较低、功率不大或不经常工作的场合。（2）泵控型闭式起升系统：①换向和调速：

换向:

改变油泵的吸排方向。调速:

容积调速法。可实现无级调速。容积调速不产生额外的节流损失，故经济性好，油液发热亦少。②限速和制动：限速:再生限速。制动:

中位阀12:

用于解决油泵的回中误差；

电磁阀6:

意外失电时，制动器抱闸，防止货物的坠落。单向节流阀7:

防止起动松闸后因中位阀失灵不能隔断或停车时因制动器失灵不能抱闸而发生坠货事故；

单向节流阀8:起到即时抱闸延时松闸的作用，以让中位阀先行割断，待管路建立起油压后再松闸，从而避免重物瞬间下坠。

③限压保护（安全溢流阀14）：防止因超载而导致系统油压过高，对系统限压。（可兼作制动溢流阀）④失压保护：（图中没有）⑤补油和散热：低压选择阀11:由辅泵从低压侧进行补油以达到散热目的。起升系统比较半闭式系统系统补油量可多达主泵流量的l／3用容积调速调速时不产生额外的节流损失落货时进行能量反馈工作经济性大大提高，减少了油液发热因而更适应高压油液污染和进入空气的可能性也大大减小但系统采用变量油泵设备比较复杂，初置费也因而提高

换档手柄

换向手柄2.液压锚机3.绞缆机系缆设备主要由系缆索、带缆桩、导缆孔(或导缆钳)、绞缆机以及绳车、碰垫等所组成利用绞缆机收绞缆索，可使船舶系靠在船首，系缆卷筒和锚机用同一动力，用离合器啮合或脱开在船尾则大多设置独立的绞缆机普通绞缆机在停泊期间需视潮汐的涨落和船舶吃水的变化，相应调整缆绳的松紧操作时也很难保证各根缆绳受力均匀尚使一根缆绳因过载而拉断，则其它几根也将受到影响特别是在巨型油轮和散装船上，由于缆绳的直径很大，更增加了操作上的困难和不安全性自动绞缆机自动绞缆机型式很多，工作原理相同油马达的输出扭矩由马达的每转排量和工作油压决定对定量油马达而言只要能自动控制马达输人油液的工作压力就能控制油马达的扭矩即自动地调整系缆张力根据具体实现的不同方法可分为两大类：（1）压力调节阀控制的定量泵式自动绞缆机采用定量油泵缆绳张力减小，油泵压力油驱动油马达旋转，收缆。油压上升到某一规定数值时，油马达停转。油泵的油，除少量补油，其余返回油箱缆绳张力上升，油马达反转，放缆。此时，油马达与油泵

同时向同一管路排油，返回油箱。结构简单，但有大量高压油流经调节阀，油温升高，需充分冷却，不经济，适用于小功率场合。（2）带蓄能器的定量泵式自动绞缆机采用定量油泵用溢流阀控制油马达收缆供油侧工作油压系泊期间油泵排油仅补充系统漏泄多余油经溢流阀回油箱为减轻功率消耗和油液发热在停泊时改用小流量辅泵供油或藉蓄压器和压力继电器使主泵间断工作（3）变量泵式自动绞缆机主泵用限压式变量泵，或采用压力继电器对普通变量泵进行二级变量控制主泵达到要求工作压力后就改为小流量工作可省去辅泵但主泵价格较高和系泊期间工作时间长，因而磨损较大的缺点图示即为由压力继电器控制变量泵的系统原理图二、液压甲板机械的维护和管理（1）保持油液的清洁（2）新装或大修后的液压系统充油前要彻底清洗（3）控制油温。温度增加，氧化速度大大加快。（4）保持合适的工作温度。（5）要按时清洗过滤器。（6）油液的更换。（7）油位（8）保证密封，透气孔畅通（9）起动前检查。三、液压甲板机械的故障与排除故障现象故障原因排除措施无压力或压力很低油泵零件磨损，间隙过大，泄漏严重；伺服变量机构故障，油孔堵塞等；油箱油位太低，泵吸空、滤器堵；辅泵供油压力过低；吸人管路密封不良，吸人压力低；溢流阀工作失灵或调整不当；换向阀或卸荷阀失灵、卡死等；油温过高，造成机件膨胀等不匀、卡死、泄漏增加等；油温过低，黏度过低，吸入困难修复或更换零件；检查、找出原因进行修复；补油到规定油位，清洗滤器；检查辅泵工作情况及补油系统，找出原因进行修复；检查管路，消除泄漏；检查溢流阀或重新调节；查看其阀芯是否拉毛，油液脏，线圈有否烧坏、断电，针对原因修复；检查油冷却器是否断水、堵塞等，并改正；升高油温或油箱内装加热器三、液压甲板机械的故障与排除故障现象故障原因排除措施爬行液压马达在低于稳定转速下运转；执行机构内部泄漏过大；节流阀或调速阀流量不稳定，开度过小等；系统内有空气；油箱油位过低；回油管没插入油面以下；密封不良；吸、排油管相距太近；停车以后系统内油液流失等；平衡阀性能不良；油液不洁；外部机件摩擦过大尽可能在高于稳定转速下工作；找出泄漏原因或更换部件；更换性能好的流量控制阀，增加阀开度；针对原因进行修复，并打开放气阀，驱除系统内空气；换用性能好的平衡阀；更换油液或加强过滤器清洗；调整有关机件故障现象故障原因排除措施噪音或振动过大油泵配流盘装反，阻尼孔堵塞，泵反转；系统内有空气；油泵与原动机轴线不对；联轴节或固定螺栓松动；泵的零件磨损、间隙过大；油温太低、黏度过高，吸入困难；溢流阀尖叫；系统内有空气；阻尼孔堵塞；弹簧断裂；阀芯与阀体间隙过大；流量过大、超过规定值；阀的性能不良；负载过大；机械振动；与其他元件发生共振检查原因，找出后修复；找出空气来源，驱除系统内空气；重新校对轴线；拆修、上紧松动螺栓；换新零件，重调间隙；升高油温，若油液变质则换新油液；检查系统内是否有空气、清洗；降低负载；检查振动源，设法消除；