船舶动力装置概述
第一节船舶动力装置的组成、类型和发展
一、船舶动力装置的组成
现在的船舶动力装置主要由推进装置、辅助装置、管路系统、甲板机械、防污染设备和自动化设备等六部分组成。
1．推进装置
推进装置是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨，推动船舶并保证一定航速航行的设备。它是船舶动力装置中最重要的组成部分，包括：
（1）主机。主机是指提供推动船舶航行动力的机械。如柴油机、汽轮机、燃气轮机等。
（2）传动设备。传动设备的功用是隔开或接通主机传递给传动轴和推进器的功率；同时还可使后者达到减速、反向或减振的目的。其设备包括离合器、减速齿轮箱和联轴器等。
（3）轴系。轴系是用来将主机的功率传递给推进器。它包括传动轴、轴承和密封件等。
（4）推进器。推进器是能量转换设备，它是将主机发出的能量转换成船舶推力的设备。它包括螺旋桨、喷水推进器、电磁推进器等。
2．辅助装置
辅助装置是指提供除推进船舶运动所需能量以外，用以保证船舶航行和生活需要的其他各种能量的设备。主要包括：
（1）船舶电站。
（2）辅锅炉装置。
（3）压缩空气系统。
3．管路系统
管路系统是用来连接各种机械设备，并输送相关流体的管系。由各种阀件、管路、泵、滤器、热交换器等组成，它包括：
（1）动力系统。为推进装置和辅助装置服务的管路系统。主要包括燃油系统、滑油系统、海淡水冷却系统、蒸汽系统和压缩空气系统等。
（2）辅助系统。为船舶平衡、稳性、人员生活和安全服务的管路系统。主要包括压载系统、舱底水系统、消防系统、日用海/淡水系统、通风系统、空调系统和冷藏系统等。
4．甲板机械
为保证船舶航向、停泊、装卸货物所设置的机械设备。它主要包括：舵机、锚机、绞缆机、起货机、开/管舱盖机械、吊艇机及舷梯升降机等。
5．防污染设备
用来处理船上的含油污水、生活污水、油泥及各种垃圾的设备。它包括油水分离装置（附设有排油监控设备）、生活污水处理装置及焚烧炉等。
6．自动化设备
为改善船员工作条件、减轻劳动强度和维护工作量、提高工作效率以及减少人为操作失误所设置的设备。主要包括：遥控、自动调节、监控、报警和参数自动打印等设备。
二、船舶动力装置的类型
1．蒸汽动力装置
根据运动方式的不同，蒸汽动力装置有往复式蒸汽机和汽轮机两种。
汽轮机推进装置的优点：
（1）由于汽轮机工作过程的连续性有利于采用高速工质和高转速的工作轮，因此单机功率比活塞式发动机大。
（2）汽轮机叶轮转速稳定，无周期性扰动力，因此机组振动小、噪声低。
（3）磨损部件少，工作可靠性大。
（4）可使用劣质燃油，滑油消耗率也很低。
汽轮机推进装置的缺点：
（1）装置的总重量、尺寸大。
（2）燃油消耗大，装置效率较低，额定经济性仅为柴油机装置的1/2-2/3；在相同的燃油储备的情况下续航力降低。
（3）机动性差，备车时间长。
2．燃气动力装置
在燃气动力装置中，根据发动机运动方式的不同，有柴油机动力装置和燃气轮机动力装置两种。
1）柴油机动力装置
柴油机动力装置具有如下优点：
（1）具有较高的经济性。
（2）重量轻。
（3）具有良好的机动性，操作简单、启动方便、正倒车迅速。
柴油机动力装置也存在如下缺点：
（1）由于柴油机的尺寸和重量按功率比例增长快，因此单机组功率受到限制。
（2）工作时噪声和振动较大。
（3）中、高速柴油机的运转部件磨损较严重。
（4）传统的柴油机在低速时稳定性差，因此不能有较低的最低稳定转速，影响船舶的低速航行性能。另外，柴油机的过载能力也较差。
2）燃气轮机动力装置
燃气轮机动力装置有如下优点：
（1）单位功率的重量尺寸较小，机组功率也较大。
（2）良好的机动性，从冷态起动至全负荷时间仅需几分钟的时间。
燃气轮机动力装置也有如下缺点：
（1）燃气轮机自身不能反转，如果作为主机，倒车时必须设置专门的变向设备。
（2）必须借助于电机或其他起动机械起动。
（3）由于燃气的高温作用，使叶片工作可靠性较差，寿命短。
（4）由于燃气轮机工作时空气流量大，因此进、排气管道尺寸较大，舱内布置困难，甲班上有较大的管道通过切口，影响船体强度。
（5）燃油消耗率较高。
3．核动力装置
核动力装置是以原子核的裂变反应所产生的巨大能量，通过工质（蒸汽或燃气）推动汽轮机或燃气轮机工作的一种装置。
核动力装置有如下优点：
（1）核动力装置以少量的核燃料能释放出巨大的能量，这就可以保证船舶以较高的航速航行很远的距离。
（2）核动力装置在限定的舱室空间内所能供给的能量，比一般其他型式的动力装置要大很多。（3）核动力装置的最大特点是不消耗空气而获得能量，这就不需要进、排气装置。
核动力装置的缺点：
（1）核动力装置的重量、尺寸较大。
（2）核动力装置的操纵管理、检查系统比较复杂。
（3）核动力装置的造价昂贵。
三、柴油机动力装置发展趋势及管理重心的变化
1．船舶动力装置发展的趋势
1）柴油机动力装置继续占主导地位，并在不断发展
（1）大型低速机向两极发展，即开发多缸、大缸径和少缸、小缸径的机型，以适应大型、超大型船舶和小型船舶。
（2）大功率中速柴油机仍然是大型客船、滚装客船、滚装船的推进动力装置的首选。
（3）船舶柴油机的控制技术向电子化、智能化方向发展。
（4）双燃料发动机用于特种船舶推进装置的前景可观。
LNG船的动力装置基本上是蒸汽轮机，蒸汽轮机输出功率大、排出废气少、维护量少、可靠性高，但是蒸汽轮机的热效率低、燃油消耗率高。近年来，各种替代方案应运而生，例如天然气—燃油的双燃料二冲程和四冲程发动机的诞生等。与常规动力装置相比，双燃料发动机最大限度地利用了气体燃料，大大降低了燃油消耗（节约燃料20％～30％），同时，双燃料发动机的NO X排放量只相当于普通柴油机的1/10，,CO2的排放也相当低。双燃料发动机是LNG船主机的首选。目前主要机型有瓦锡兰公司生产的Wartsila的DF系列双燃料发动机、MAN B&W公司生产的ME-GI 及四冲程双燃料发动机。随着人们对不污染海洋环境和大气的“绿色船舶”的期望，世界上众多的科研部门正在努力，以期减少柴油机动力装置的排放污染。
2）大型豪华旅游船的建造促进了电力推进系统的发展。
电力推进系统是通过电子变频技术，采用简单的交流电动机带动定螺距螺旋桨，根据需要从零到满负荷自由选择转速，以满足机动性和操纵性的要求。
电力推进系统的优点：
①可省去中间轴及轴承，机舱布置灵活。
②可选用中高速柴油机，可使螺旋桨的转速得到均匀、大范围的调节。
③倒车功率大，操纵容易，倒航迅速，船舶机动性提高。
④主电机对外界负荷变化适应性好，甚至可短时堵转。
3）高速船的发展为燃气轮机动力装置带来了生机。
由于燃气机在单位功率重量和尺寸方面的优势，加上其优良的加速性能、可靠性、振动小和低的NO X排放量等优点，被高速客船等采用。与柴油机相比，燃气轮机的不足之处主要是其较低的经济性。因此在作为推进动力时经常配备柴油机，而利用燃气轮机具有良好的起动性能用于加速工况，配上柴油机组成联合动力装置克服低工况油耗高的缺点，是高速船较合适的动力装置。实践表明燃气轮机机组可靠性达99.5％，热效率已达39％，加上其特有的NO X排放量低的优势，因此特别适合渡轮的使用要求。
4）推进装置一改以往单一供货方式而成套供货方式发展。
5）环境保护要求更安全、更低排放的船舶动力装置。
（1）安全要求动力装置的冗裕配置。
除将化学品船、液化气体船、油船等设计成双壳船体，还应采用冗裕配置推进装置及舵系，或设置应急动力装置，可保证主推进一旦失效，船舶仍能在恶劣海况下以6kn航速前进。最常见的方式是轴带发电机，当需要时主机与齿轮箱脱开，轴带发电机转为电动机，以发电机的电力带动螺旋桨实现船舶应急推进。更进一步的发展，是双套主推进系统。
（2）低排放的船舶动力装置
人类对保护环境质量要求的日益严格，使船用柴油机废气排放对大气污染的影响亦受到了密切的关注。根据《MARPOL73/78公约》附则Ⅵ对功率大于130KW的柴油机NO X的排放的规定，现今的智能柴油机通过控制燃烧，能够满足低排放和经济性的要求，此外，燃烧良好还可减少颗粒物排放。在低排放方面，电力推进及燃气轮机更具有优势。
2．轮机管理重心的变化
由于船舶自动化程度大幅度提高，计算机技术迅速发展，与20世纪的船舶相比较，轮机管理工作的重心发生了根本性的改变，因此，对轮机管理人员提出了更高的要求，其重点体现在以下几个方面：
（1）对轮机设备的检修方面。由于对船舶设备的工况检测仪器、仪表、故障诊断方法的日益完善，设备的维护、检修将从定时、定期模式向视情模式发展。
（2）对船机设备的使用方面。由于船机设备的自动控制、自动故障监测的广泛使用，设备的使用管理已由传统的“管机为主”、“管电为辅”向“机电综合管理”方向发展。
（3）对轮机人员的业务要求方面。要求轮机人员不但有精湛的船机方面的知识，还要加强掌握船电方面专业知识和自动化方面的知识，这对于在现代化船舶上担任轮机管理工作的轮机人员显得尤为重要。
（4）对轮机人员的业务培训方面。要加强轮机人员的业务培训工作，使轮机人员尽快掌握和更新机电一体化方面的新技术和相关知识。
（5）对机电设备故障远程诊断方面。要加强专家故障诊断系统的建设和完善。
（6）对机舱的资源更要加强管理。包括人力资源和设备等，使得机舱的资源能够充分发挥各自应有的作用。
第二节船舶动力装置的要求及性能指标
一、对动力装置的要求
对船舶动力装置的要求，主要包括可靠性、经济性、机动性、重量和尺度、续航力、生命力等相关指标。
1．可靠性
影响可靠性的因素主要有三个方面：设计制造（包括修复）的质量、安装工艺的水平、使用管理技术能力。使用管理技术能力对可靠性的影响表现在：严格按照造船规范建造是取得可靠性的先决条件；备件的数量和保管是提高可靠性的有力保障；管理人员的业务能力是影响可靠性的重要因素。
2．经济性
船舶在营运中，船舶动力装置的维护费用占船舶总费用的比例很大，现在已超过50％。为了提高船舶的营运效益，必须尽量提高动力装置的经济性。
3．机动性
机动性是指改变船舶运行状态的灵敏性，它是船舶安全航行的重要保证。船舶起动、变速、倒航和回转性能是船舶机动性能的主要体现，而机动性取决于动力装置的机动性，动力装置的机动性由以下几个指标来体现。
（1）起航时间
从接到起航命令开始，经过暖机、备车和冲试车，使发动机达到随时可用状态的时间。这段时间越短的船舶其机动性越好。
（2）发动机由起动开始至达到全功率的时间
这是加速性能的指标，这段时间的长短主要取决于发动机的型式、船体形状、螺旋桨形式、吃水及外界阻力大小等因素。影响发动机加速的因素是它的运动部件的质量惯性和受热部件的热惯性，热惯性更为突出，中速机优于低速机。船舶本身的阻力大小对发动机的加速性能也有很大的影响，由于调距桨对外界条件有很好的适应性，它的加速性能明显好于定距桨。
（3）发动机换向时间和可能的换向次数
发动机换向所需的时间是指主机在最低稳定转速时，由发出换向指令到主机以相反方向开始工作所需的时间。换向时间越短，发动机的机动性越好。主机换向时间不得大于15s。
（4）船舶由全速前进变为倒航所需时间（滑行距离）
这是体现主机紧急倒车性能的指标。由于船舶惯性大，由全速前进变为后退所需的时间，总是大大超过发动机换向所需的时间。船舶开始倒航前滑行的距离主要取决于船舶的装载量、航速、主机的起动换向性能、空气瓶空气压力和主机倒车功率。
（5）发动机的最低稳定转速和转速禁区
在多缸柴油机中，由于各缸喷油泵柱塞偶件、喷油器针阀偶件的间隙和喷孔孔径间的差别，以及一般油量调节杆安装间隙的不同，使得船用主柴油机在低转速（低负荷）运转时，各缸供油量显著不均。严重时个别缸不能发火而使转速不稳，甚至自动停车。因而船用主柴油机都有一个使各缸都能够均匀发火的最低转速，称最低（工作）稳定转速。
船用主柴油机（尤其是直接驱动螺旋桨的主柴油机）的最低稳定转速直接影响船舶微速航行性能。一般低速柴油机的最低稳定转速不高于标定转速的30%，中速机不高于40%，高速机不高于45%。在主机使用转速范围内如果存在引起船舶或轴系共振的临界转速，则应规定为转速禁区，并以红色在主机转速表上标示。在主机使用转速范围内，转速禁区越窄越好。
4．重量和尺度
5．续航力
续航力是指船舶在加足航行所需物资（燃油、滑油、淡水等，主要指燃油）后所能航行的最大距离或最长时间。它是根据船舶的用途和航区确定的。续航力不但和动力装置的经济性、物资储备量有关，也和航速有很大关系。
6．生命力
生命力是指船舶在船机发生故障的情况下最大限度地维持工作的能力。
二、船舶动力装置的基本性能指标
动力装置的基本特性指标是指技术指标、经济指标和性能指标。这些指标是我们对船舶进行选型、设计和判断性能优劣的重要依据。
1．船舶动力装置的技术指标
技术指标指标识动装置的技术性能和结构特性的参数。它主要指下列几个指标：
1）功率指标
功率指标表示船舶做功的能力。为了保证船舶具有一定的航速，就要求推进装置提供足够的功率。动力装置的功率是按船舶的最大航速确定的。在船舶以一定的航速前进时，螺旋桨产生的推力，必须克服船体对水和风的阻力，这些阻力取决于船舶线型、尺寸、航行速度，以及风浪大小和航道深浅等。
（1）船舶有效功率P R
船舶有效功率P R指推进船舶航行所需功率。运行阻力R(N)，船舶的航行速度v s（m/s），则有效功率
P R= R×v s×1/1000 KW
P R常称为拖曳功率，可以从船模或实船的静水试验中得出。阻力R，相当于速度v s拖动船模（或实船）时绳索上的拖曳力。
（2）主机的输出功率
主机的输出功率即主机的制动功率或主机的有效功率。如果考虑了推进轴系的传动损失，主机的供给功率实际上就是主机的额定功率。
新船设计时，估算船舶的有效功率P R可用“海军常数法”进行估算。
（3）相对功率
相对功率就是对应于船舶每吨排水量所需的主机有效功率。
P r= P e/ D kW/t D—船舶排水量，t
2）重量指标
（1）主机的单位重量g m
主机的单位重量g m是指主机单位有效功率的重量，即
g m= G m/ P e kg/kW
式中，G m—主机重量，kg；P e——主机有效功率，kW
（2）动力装置的单位重量g z
动力装置的单位重量g z是指主机单位有效功率所需动力装置的重量，即
g z= G z/ P e kg/kW
式中，G z—主机重量，kg；P e——主机有效功率，kW
（3）主机的相对重量a m
主机的相对重量a m是指主机重量G m与船舶排水量D之比，即
a m= G m/ D kg/t
式中，G m—主机重量，kg； D—船舶满载排水量，t
（4）动力装置的相对重量a z
动力装置的相对重量a z是指动力装置重量G z与船舶满载排水量D之比，即
a z= G z/ D kg/t
式中，G z—主机重量，kg； D—船舶满载排水量，t
3）尺寸指标
对于不同船舶，机舱尺寸要求也不统一，为了表征机舱的面积和容积利用率，特引用面积饱和度和容积饱和度两个指标。
（1）面积饱和度K s：
面积饱和度是指每平方米机舱面积所分配的主机有效功率，即
K s= P e/ S kW/㎡
式中，P e—主机有效功率，kW； S—机舱所占的面积，㎡
（2）容积饱和度K v：
容积饱和度是指每立方米机舱容积所分配的主机有效功率，即
K v= P e/ V kW/m3
式中，P e—主机有效功率，kW；V—机舱所占的容积，m3
2．船舶动力装置的经济性指标
船舶动力装置的经济指标常用六个指标表示。
1）动力装置的总效率
动力装置的总效率主要由推进装置的热效率、柴油发电机组的热效率和燃油锅炉的热效率组成。
（1）推进装置的热效率
推进装置的热效率是指推进装置所产生的有效功的热当量与主机所消耗热量之比。
（2）柴油发电机组的热效率
柴油发电机组的热效率是指柴油发电机组电功率的热当量与其所消耗热量之比。
（3）燃油辅助锅炉的热效率
燃油辅助锅炉的热效率是指燃油辅助功率有效利用的热量与其
所消耗热量之比。
2）柴油机的燃油消耗率g e
柴油机的燃油消耗率是指在单位时间内柴油机额定功率所消耗的燃油量，即
g e=G e/P e kg/(kW.h)
式中，G e——柴油机每小时燃油消耗量，kg/h; P e——主机有效功率，kW
3）船舶主机日耗油量G e
船舶主机日耗油量是指主机在24h内的燃油消耗量
4）船舶日耗油量G D
船舶日耗油量是指每24h全船主机、辅机、辅助锅炉的所消耗的燃油总量。
5）船舶每海里燃油消耗率g n
船舶每海里燃油消耗量指船舶航行每海里所消耗的燃油总量，即
g n= G T / v s = G T e+ G Tg + G Tb + G To / v s t/n mile
G T——船舶每小时燃油消耗量，t/h；v s——航速；G T e、G Tg、G Tb、G To——分别表示主机、发电柴油机、燃油辅助锅炉及焚烧炉等其他耗油设备每小时的耗油量，Kg/h
一般情况下G Tg、G Tb、G To与航速无关。
主机每海里燃油消耗g Te = P e. g e/ v s kg/n mile
g Te既与g e有关又与v s有关。这项经济指标与船舶营运管理水平和轮机管理水平密切相关。图1-2为主机燃料消耗率和每海里航程船舶燃料消耗量随船速变化的关系图。当船舶处于慢速航行时，虽然主机燃油消耗率g e较高，但船舶每海里燃油消耗率g n较低；随着船速的增加，虽然g e 有所降低，但g n却明显增加。图中g n的最小值所对应的航速称为节能航速。
图1-2 燃料消耗随航速变化关系图
g e——燃油消耗率（红线）；g n——每海里燃油消耗率（蓝线）
6）船舶经济航速
经济航速是指船舶营运时取得某种经济效果的航速，常用的经济航速有以下几种：节能航速、最低营运费用航速和最大盈利航速。
（1）节能航速
节能航速是指每小时燃油消耗量最低时的静水航速，它常由主机按推进特性运行时能维持正常工作的最低稳定转速所决定。营运船舶在实现减速航行时，主机所输出的功率大大减少，其每海里燃油消耗率大幅度降低。但航速降低后，营运时间被延长，运输的周转量也少了，故当船舶须实现减速航行时，尚应结合企业的货源、运力及完成运输周转量的情况综合考虑后再决策。（2）最低营运费用航速
船舶航行1天的费用，主要由其固定费用（折旧费、修理费、船员工资、港口驶费、管理费、利息、税金以及船舶停泊期间燃、润油费等）和船舶航行时燃、润油费用构成。最低营运费用航速是指船舶每航行1n mile上述固定费用及航行费用最低时的航速，可供船舶及其动力装置的性能评价及选型用。在满足完成运输周转量的前提下，船舶按最低营运费用航行，其成本费最省，但它并未考虑停港时间及营运收入的影响，故不够全面。
（3）最大盈利航速
最大盈利航速是指指每天（或船舶在营运期间）能获得最大利益的航速。此航速的大小，往往与每海里（或公里）运费收入、停港天数及船舶每天付出的固定费用有关。一般在运费收入低、停港时间长、运距短、油价高的情况下，其最大盈利航速相对较小。
第三节船舶动力装置的可靠性
一．船舶的特殊性
船舶动力装置的可靠性与船舶的特殊性密切相关。船舶的特殊性主要表现在：
（1）船舶大部分时间在海上航行。
（2）设备发生故障时，往往处于复杂的航区和严酷的气象条件，局部故障可能影响全局，甚至导致严重后果。
（3）船舶动力装置的使用环境苛刻多变、运行时工作参数变化范围较大，随时能要船员进行操纵，有时还要求采取应急措施，因此对船员要求较高。
（4）船用机械特别是主机制造台数少，而且母型机的试验难以在陆地上充分进行。
（5）主机型式更新换代速度较快。
（6）机器部件和元件以及它们的质量和功能各异，所需知识面较广。
（7）现场数据主要由船员整理和提供。
二、可靠性在船舶动力装置中的应用
船舶的特殊性，不仅体现出动力装置可靠性的重要性，而且也说明动力装置的可靠性是个复杂的课题。它既与各组成设备的可靠性、维修性有关，也涉及到参与管理的人的因素，因此它和人机工程学、劳动管理学、心理学等领域交错在一起，使问题难以解决。
三、船舶各种机械的故障统计
1．动力装置中各种机械发生故障的比例
在世界四大柴油机制造公司近几年的统计资料表明，在柴油机船上，主机故障占总故障数的比例达到四成，主机是动力装置中最重要的，但也是可靠性最薄弱的环节。在主机发生故障的原因中，约一半是由于材料质量不良和机件污损，前者是制造阶段的原因，后者是使用阶段的原因。所以从设计者到管理者，对主机可靠性都要给予足够的重视。
2．柴油机部件的故障统计
根据劳氏船级社、中国远洋运输总公司、日本相关机构等相关机构对船舶主机故障统计表明，低速柴油机发生故障最多的部件是活塞、气缸盖和十字头轴承。中速柴油机（包括柴油发电机）中曲轴及其轴承故障比较突出。这些部件应作为可靠性技术中的重点问题给予研究，在运行管理中也应格外注意。
第四节提高船舶动力装置可靠性的措施
要保证和提高船舶动力装置的可靠性，首先在设计时就应满足可靠性要求，然后，在制造和工艺方面尽可能达到设计时规定的可靠度。只有这样在使用中才能体现出转子是否可靠。显然船舶动力装置的可靠性问题贯穿于整个设计、制造和工艺阶段以及全部运转期间。因此，我们可以把影响动力装置可靠性的因素分为设计、制造工艺和管理三个方面。下面我们将着重从管理与维修保养方面探讨如何提高动力装置的可靠性。
一、提高管理水平
一个产品工作是否可靠，除决定于出厂质量外，使用管理维护的好坏对其可靠性也有决定性影响。因此，管理人员的业务水平，对于保证船舶的可靠性具有头等重要的意义。统计表明，许多故障是由于船员采取了不正确的措施和违反技术操作规程所导致的。随着船舶的设备日趋复杂，对船员业务水平、熟练程度、操作技能、发现和排除故障等的能力要求越来越高，其完成任务的职责也在加强。业务水平高的船员，可以保证船舶技术设备的使用和维护的质量始终处于较好状态；能正确执行操作规程，充分做好设备起动前的准备工作，正确判断设备的技术状态和正确地确定负荷高低；还可以迅速发现和排除故障，用较短的时间完成维修工作。在拆装机械、更换零部件时，如果船员水平不高，则可能使部件遭受异常负荷和额外应力，从而导致故障次数增加。国内外的故障统计资料表明，人为故障所占比例越来越大。在人为原因造成的故障中，属于责任心不强（工作不仔细、检查不及时和违章操作）与属于管理水平低（保养维护不良、指挥命令不当、判断错误、操作错误等）所引发的几乎各占一半，而且低职船员的人为事故所占比例高于高职船员。这些事实说明了提高船员管理水平的重要性和迫切性，并应从职业道德教育和业务水平提高两方面去努力。
二、提高维修质量
维修是恢复和保证产品可靠性的一个重要措施。为了使产品发生故障后能很快修好，除了要求有先进的维修手段、熟练的维修人员之外，产品本身也应该有良好的可维修性。可维修性包括易拆卸性、可达性、可还原性、通用性、互换性、适检性等，因此维修时应着重考虑以下几个方面。
1．对设备的维修要及时
2．在有条件的情况下，鼓励船员对设备进行自修
3．在厂修时要做好监修工作
4．做好备件的管理工作
5．要有防错措施
6．维修前应将维修时的方法、步聚及可能发生的问题考虑周全
三、充分利用技术管理指导性文件
1．利用这些技术资料制定操作规程
遵守操作过程可以避免或减少误操作，减少事故和有利于延长设备使用寿命。
2．根据文件资料判断设备的实际技术状态
主机的推进特性曲线和柴油发电机的负荷特性曲线，都是发动机实际工作状态好坏的衡量标准，依据它们可尽早发现故障的隐患，及时采取有效措施。
3．制定维修计划与标准
依据技术文件制定出设备维护、维修计划及标准。利用这些计划及标准，对设备进行维修保养，可以使设备保持在最佳的技术状态。对复杂、重要、技术维护所用平均年劳动量高的设备，若采用事后维修则会造成较大的经济损失、可靠性损失（质量损失）和安全事故。因此，应该依靠平时的检查和维修，使系统和设备始终保持在最佳状态，防止事故的发生，这就是预防性维修。为了做好这项工作，必须对作业的内容、时间，判断缺陷的方法和缺陷特征，应达到的标准等，按指导性文件的要求，结合设备的具体状态，进行周密计划并实施。
4．指导对设备的维修保养
在对设备进行维修保养时，可根据相应的技术文件提供的技术参数、拆卸与安装的步骤、安全注意事项和检修操作注意事项等，对设备进行正确地维修保养，确保设备恢复到最佳的技术性能。
四、做好可靠性数据的收集与管理
可靠性数据的收集与管理是开展提高可靠性活动的基础工作和主要内容。通过对可靠性数据的收集、整理、分类、统计和分析，可达到两个目的：
①了解整个动力装置、装置中各种机械设备和各种零部件的可靠性状况，为新型船舶的开发设计、对有关设备和部件的改进提供可靠的依据，促进造船事业的发展。
②通过故障发生的时间、产生原因、维护和管理工作量的统计分析，正确制定使用和维修的标准及规范，改进管理维修工作，提高管理水平。
第五节船舶动力装置的余热利用
一．船舶动力装置的余热利用方案
1．船舶动力装置热平衡方程式
柴油机船舶动力装置的动力设备主要是主柴油机、柴油发电机组和辅助锅炉等。它们都以液态燃料为能源。船舶航行工况所需要的总热量为
Q=Q m+Q g+ Q b
式中，分别为主机、柴油发电机组和辅助锅炉所消耗的热量，KJ/h。
船舶动力装置热平衡方程式为/
x+y+z=1
式中，x= Q m/Q，y= Q g/Q，z= Q b/Q分别为主机、柴油发电机组和辅助锅炉消耗热量的百分比。动力装置的能量平衡各成分的值x，y，z与船舶用途和动力装置的类型有关。
在进行船舶动力装置设计时，必须考虑整个船舶的能量平衡和各个耗能设备的热平衡，以便找出能量综合利用的途径，决定所采用能量综合利用的装置和方案，从而提高动力装置能量平衡中有效利用热量的比例，以达到节约燃料的目的。
2．船舶动力装置余热利用方案
根据柴油机的热平衡，能量转换的数值范围如下：
①转变为机械功的热为35％～40％。
②排气带走的热为27％～50％。
③冷却介质（缸套冷却水、增压空气冷却水、润滑油等）带走的热15％～30％。
④其他热损失（辐射热、摩擦损失热）2％～8％。
余热利用是提高船舶动力装置经济性的措施之一。废热利用的方法是按废热特点进行的。主机排气废热温度高，可利用的单位热量大；而冷却水的温度较低、量大，可利用的热量也不少。不同类型船舶的余热利用形式是很多的，几种余热利用装置的原理图：
（1）用废气锅炉全部或部分代替辅助锅炉。
（2）用废气锅炉全部代替辅助锅炉，且还可用废气涡轮发电机部分代替柴油机发电。
（3）用废气锅炉产生的蒸汽驱动的汽轮发电机，全部或部分代替柴油机发电。
（4）用废气锅炉产生的蒸汽驱动的汽轮发电机全部代替柴油机发电，并且废气锅炉还可以部分代替辅助锅炉。
（5）用废气锅炉产生的蒸汽驱动的汽轮发电机全部代替柴油机发电，并且用废气锅炉全部代替辅助锅炉。
（6）如冷却水温度较高，则冷却水的热量可用来产生蒸汽，以驱动汽轮发电机。也可用于其他需要加热的设备。
（7）把冷却水直接或间接为冷却预热，作燃油加热、制淡、制冷和生活杂用等的热源。
目前在船上较普遍地实现了余热利用（1）和（2），以及把冷却水的热量部分地用于海水淡化装置和加热空调系统中的空气。
利用废热产生蒸汽和热水，可以减少辅柴油机和辅锅炉的耗油，提高装置经济性。然而，装置上是否被采用以及如何采用，必须结合船舶动力装置的具体情况加以综合平衡，尤其要对下列三个方面问题进行仔细分析研究后才能作出决定：
（1）区别船舶类型和装置功率范围
（2）要用专门措施保证废热供应和废热消耗两者的平衡
（3）废热利用一定要综合考虑经济性
3．最大限度利用余热的联合装置
随着柴油机废气涡轮增压器效率的提高和废气动力涡轮的利用，使柴油机排出废气可利用能量减少，其可利用部分和以前相比约下降50％，所以仅靠废气锅炉所提供的热量，难以满足船舶动力装置及辅助系统的要求，这就要求对能量平衡必须进行研究。另一方面柴油机实现了超高增压，增压空气压力超过0.4MPa，温度超过180℃，其能量、质量和数量增加，利用价值大大提
高，这部分过去未加利用的能量和废气能量的联合利用就可满足新的能量平衡。
废热回收装置的主要设备是多级蒸汽经济器、混压蒸汽涡轮、增压空气冷却器（即炉水预热器）。
图1-4为三菱重工（Mitsubishi）的超级透平发电系统（STG）示意图。该系统在双压废气经济器和混压蒸汽透平发电机的基础上补充了一个热水闪发能量发电系统。另外该系统还将增压空气的废热回收，用于对废气锅炉的给水加热。三菱的MET-SC涡流增压器由于效率提高，只需较少的废气，剩余的废气则提供给一个径流式废气透平。该废气透平的热水闪蒸蒸汽透平通过一个齿轮装置共同驱动发电机。
STG系统比带有热水闪蒸的蒸汽发电系统多获得40％～60％的电能，并且使整个装置的燃油消耗减少2％～3％。当主机在低负荷运转时，所产生的辅助能量能够满足船上用电需要，而不必使用柴油发电机或轴带发电机装置和辅锅炉产生的蒸汽。最早的STG系统已安装在VLCC油船上，主机是装有MET-SC型涡轮增压器的7RTA84M低速柴油机；废气/蒸汽联合驱动的发电机功率为1350KW；轴带发电机/马达为500KW；两台1000KW的柴油发电机组；空气冷却器作为炉
水预热器；废气锅炉产生的低压蒸汽供加热器使用。
图1-5为瓦锡兰公司推出的典型的柴油机余热回收系统，简称WHRS(Waste Heat Recovery System)。该系统除了有效地利用柴油机排出的废气能量，还将柴油机缸套冷却水和扫气空气的余热回收利用，有效地节约了燃油的消耗及废气的排放。
二、船舶动力装置的效率
为了评定和比较柴油机船舶动力装置的经济性，应计算整个动力装置的效率。目前较常用的计算方法有下列几种。
1．柴油机船舶动力装置的总效率
在评价不同形式船舶柴油机动力装置的余热利用效率时，先要明确热量有效利用的范围，不仅包括与螺旋桨功率等值的热量，还包括全船各种耗能装置和动力装置本身需要的热量。在这种情况下，评价船舶柴油机动力装置的经济性标准就是总效率。总效率为所有耗能设备的有效热之和与所消耗总热量之比。
2．船舶能量利用效率
船舶动力装置的主要功用是保证额定航速，所以相对于螺旋桨功率的能量与船舶消耗的总能量之比，可以作为船舶热能利用效率的综合性标准。这个比值称为船舶能量利用效率，即推进轴上总有效功率与所有耗能设备总消耗热能之比。船舶能量利用效率不仅反应动力装置本身的热工完善程度，而且表征综合推进装置的工作效率。
3．推进装置的推进效率
现代大功率柴油机船舶动力装置本身（滑油泵、燃油泵、冷却水泵、分油机、热交换器、通风机等）需要消耗大量的能量，因此推进轴上总有效功率与推进装置消耗的热量之比可用来评定各类船舶动力装置的经济性。因为它仅考虑推进装置的燃料消耗，故可评定各类船舶动力装置的经济性，而不能评定利用废热的经济性。
三、废气锅炉的管理
1．典型的废气锅炉系统
目前MC机型在正常额定负荷下透平后的排气温度为250～270℃，降低负荷运转时将会更低些，因此可利用的排气余热减少，使废气锅炉产生的饱和蒸汽不能满足船舶加热系统的需要，此时燃油辅助锅炉可作为补充。
MAN B&W公司推出两种典型的废气锅炉系统。其一为标准的废气锅炉系统，它用于产生饱和蒸汽供加热之需，废气锅炉有单一的蒸发器组成，是简单的单压蒸汽系统。给水直接泵送到燃油锅炉，废气锅炉与燃油锅炉之间有循环水泵并共用一个水鼓。
该系统具有明显的简单性和低投资成本，又完全满足船舶加热蒸汽量的要求，因而得到广泛应用。
其二为带涡轮发电机的废气锅炉系统，如图1-7所示，它是带有给水预热器、蒸发器和过热器的单压蒸汽系统，其蒸汽除用于加热之外还可以用于驱动涡轮发电机，系统中燃油辅助锅炉的汽鼓一般也作为共用汽鼓。该废气锅炉系统将更加先进些。
2．废气锅炉烟灰积垢与着火的原因分析
在NK所统计的82艘船舶中，多数为二冲程柴油机和水管锅炉，其中53艘船舶的废气锅炉发生烟垢着火和损坏。废气锅炉着火分为小的烟垢着火和高温着火。
（1）小的烟垢着火
在有充分氧气存在时，烟垢的可燃成分在高温下（高于闪点）自由蒸发，被火花或火焰点燃，并保持小范围和有限的燃烧，称为小的烟垢着火。在柴油机机动操纵和低负荷运转期间容易发生。
烟垢潜在着火温度一般为300～400℃，但存在未燃烧的燃油时着火温度约为150℃，极端情况下甚至低到120℃。这意味着着火也可发生于主机紧急停车之后，因为灼热颗粒（火花）还残留在管路管上。
（2）高温着火
高温着火有氢着火和铸铁着火，可导致废气锅炉损坏。如温度在1000℃以上氢着火可以发生。铸铁着火即高温下发生的铸铁氧化反应，在温度超过1100℃时，铸铁着火可以发生，使锅炉自身燃烧。
废气锅炉烟垢着火的条件：只有在烟垢、火源和氧气同时存在时才可以发生着火现象。烟垢着火的原因往往是由于柴油机燃油燃烧后产生的含油的烟灰微粒所引起的。
主机的型号及制造工艺对烟垢着火无明显影响，甚至和短行程和长行程也没有多大关系。另外，废气锅炉使用水管的形式对烟垢着火也没有明显影响，实际上锅炉安装的简单管件与带有扩展管表面的管件有几乎同样数目的着火问题。最新开发的柴油机排气温度又比较低，容易导致废气锅炉烟灰沉积。统计表明废气锅炉的进口和出口温度对烟垢着火的发生都没有任何明显影响。在现代柴油机较低排气温度下，为了仍能维持船舶蒸汽消耗的需求，促使与其匹配的废气锅炉被设计得更加高效，这包括利用大受热面、锅炉设计为扩展管表面和低燃气流速。上述高效与超扩展锅炉的设计和劣质燃油的使用，使废气锅炉管上烟灰沉积有增加的趋势，并导致烟垢着火。此外，近年来船舶装载不足，也造成着火事故的上升。
3．废气锅炉与柴油机的匹配，锅炉窄点的影响，允许的废气压力损失
图1-9是图1-10可以说明与高效率柴油机匹配的高效率废气锅炉的一些参数对烟垢着火的影响。
1）锅炉的窄点
废气锅炉窄点是废气与饱和蒸汽之间的最小温度差，即废气离开蒸发器时的温度和饱和蒸汽之间的温度差。窄点是可以用来表示废气锅炉利用效率的一个参数。温度/热传导图称为T/Q图，图1-9是图1-7所示废气锅炉系统实例的T/Q图。一般蒸汽压力为0.7MPa（绝对）或以上，相应的最低蒸发温度为165℃，按T/Q图废气出口温度不能低于180℃，则15℃或以上用作窄点。
（1）锅炉窄点对锅炉受热面和蒸汽量的影响。从图1-10的曲线可看出，废气锅炉窄点由15℃改变为10℃和5℃时，蒸汽量增加5％和10％，而废气锅炉受热面增加1.41倍和2.32倍，当流经废气锅炉的压力损失太大时可降低废气流速。
（2）锅炉窄点对锅炉压力损失和废气流速的影响。较低的窄点可提高废气锅炉的利用效率，但废气锅炉须有较大受热面，因此压力损失也较大。对最大允许废气压力损失有一定限制，设计废气锅炉的废气流速必须降低。低废气流速对形成烟垢有特别明显的影响趋势，现今劣质渣油运转使这种趋势变得更糟。
（3）低窄点和烟垢。当窄点及其废气流速低时，窄点是影响烟垢发生的一个参数，相反，高窄点锅炉不必设计成高废气流速的锅炉，原则上，这种锅炉也可以设计成低废气流速，即有低废气压力损失。
2）废气锅炉允许的废气压力损失
如前所述，通过锅炉的允许废气压力损失，对通过废气锅炉的废气流速有重大影响。高压力损失如能接受，那么要设计高废气流速的锅炉就是可能的，但是如果只允许小的压力损失，则废气流速必然是低的。
通过锅炉的允许压力损失依赖于柴油机增压器后总的排气系统的压力损失。
（1）MC型柴油机排气系统的允许背压。在柴油机的约定MCR工况下，增压器后排气系统总背压最大不超过0.0035MPa，可用增压器后测量的静压力表示。
为了系统尾部有背压储备，在约定MCR工况下推荐为0.0030MPa。
排气系统的背压与废气流速有关，即与废气流速的平方成比例，从而与管径4次方成比例。在约定MCR工况下，建议废气管内流速不超过50m/s,实际上为避免压力损失太大，废气流速约为35m/s。
（2）废气锅炉的允许压力损失，在约定MCR工况下，废气锅炉推荐的最大压力损失一般为0.0015MPa。
4．废气锅炉烟灰沉积和着火的预防措施
（1）废气流速不能太低
废气锅炉流速低是烟灰沉积着火的主要影响参数之一。设计废气流速低于10 m/s者几乎都有着火故障，而高于20 m/s很少发生着火故障。考虑到柴油机在部分负荷运转流速高达25～30 m/s，烟灰很少沉积，也无需安装吹灰器。火管锅炉的设计废气平均流速高于20 m/s时，对烟管也具有自动清洗的作用。
（2）烟灰黏性的预防
含有灰分、残炭和硫分的劣质渣油的使用，使烟灰具有黏性，这是烟灰发生沉积的重要因素。使用含有氧化铁的燃油添加剂，可使烟灰失去黏性，导致烟灰沉积趋势的减少。这样对烟垢沉积的废气流速限制也可降低，即烟垢沉积将失去对低废气流速的敏感性。
（3）锅炉受热面废气温度不能太低
锅炉废气出口温度应不低于155℃，锅炉进口给水循环温度，对有预热器的应高于120～130℃，否则凝结的硫酸可使烟灰有黏性，增加烟垢形成的趋势。
（4）锅炉循环水流速度和流量比不能太低
应保持锅炉管表面边界层的废气低于烟灰着火温度，减少烟垢点燃的危险。温度高于150℃可发生烟垢着火危险，极端情况下在120℃时也有着火危险。
（5）柴油机排气不允许恶化
（6）水管锅炉应装自动吹灰器
在船舶经常停航待命和降速航行时，应尽量使用最低燃油费用航速。
若柴油机在航行时经常处于较高负荷下工作，应尽量使用最低耗油率航速。
从节约燃料费用的角度出发，应尽量使用最低燃油费用航速。
最佳经济航速即最大盈利航速。
Sulzer RTA柴油机布置区由R1、R2、R3、R4围成，由经济运转工况点R2可知，平均有效
压力降低1%,燃油消耗可降低0.2%～0.25%。
在常用航速范围内，桨转速降低1%，在航速及载货量不变的条件下，一般可减少油耗0.2～0.3%
动力装置选型确定之后，一般应进行船舶经济性的总体论证以确定最佳航速。Sulzer RTA柴油机布置区由R1、R2、R3、R4围成，R2是经济运转工况点,其特点是A．Ⅰ+Ⅱ+Ⅴ
Ⅰ．最高燃烧压力不变；Ⅱ．平均有效压力降低；Ⅲ．平均有效压力为标定；Ⅳ．功率和转速降低；Ⅴ.转速不变。
船速与航速的概念不同，船速是指船舶相对水的速度，航速是船舶相对陆地的速度；航速等于船速与流速矢量之和。
关于续航力、油耗及航速三者的关系——燃油储备一定时，续航力与航速的平方成反比；续航力相同时，油耗率与航速的平方成正比。
废气锅炉的产气量与蒸汽压力有关，蒸汽压力高，产汽量下降。为了达到节能的目的，应根据使用对象确定——仅用于供热系统的，选用饱和蒸汽可产生更多的蒸汽量；需带动辅助机械的，可以将压力提高。
废气锅炉出口排烟温度t2不得低于160～170℃；
目前，废气锅炉是按进气温度为255℃，排出温度为188℃标定工况设计的。
废气锅炉出口排温t2越低，能够回收的热量就越多。理论上可降至环境温度，但事实上这是不可能的。废气锅炉进口排气温度t1越高，可回收的排气热量就越多。
要想获得更多的余热和废气锅炉蒸发量，必须使蒸汽压力和饱和温度都降低
对船舶余热利用方案中利用发动机冷却水的余热途径理解错误的是________。
A．冷却水的冷却器是制冷机的发生器
B．冷却水的冷却器作为汽轮机给水的加热器
C．冷却水的冷却器作为制淡系统的蒸发器
D．中央冷却水的冷却器作为制淡系统的蒸发器
废气锅炉的窄点是用来表示废气锅炉利用率的一个参数。
船舶动力装置教学内容
船舶动力装置
1.船舶动力装置的含义及组成 含义:船舶动力装置保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。 组成：①推进装置（主发动机、推进器、传动设备）；②辅助装置（船舶电站、辅助锅炉装置）；③机舱自动化；④船舶系统（动力管系、船舶管 系）；⑤甲板机械（锚泊机械、操舵机械、起重机械） 2.动力装置类型 类型：柴油机推进动力装置、汽轮机推进动力装置、燃气轮机推进动力装置、核动力推进动力装置、联合动力推进动力装置 ①柴油机：优点:A. 有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多；B. 重量轻(单位重量的指标小)；C. 具有良好的机动性，操作简单， 启动方便，正倒车迅速；D. 功率范围广。缺点:A. 柴油机尺寸和重量按 功率比例增长快；B. 柴油机工作中的噪声、振动较大；C. 中、高速柴油 机的运动部件磨损较厉害； D. 柴油机低速稳定性差；E. 柴油机的过载能力相当差。 ②蒸汽轮机：优点:a. 单机功率大,可达7.5×104kW以上； b. 转速稳定， 无周期性扰动力，机组振动噪声小；c. 工作可靠性高；d. 可使用劣质燃 料油。缺点:a. 总重量大，尺寸大；b. 燃油消耗率高；c. 机动性差,启 动前准备时间约为30~35min，紧急须15~20min 。 ②燃气轮机：优点:a. 单位功率的重量尺寸小；b. 启动加速性能好；c. 振动小，噪声小。缺点:a. 主机没有反转性；b. 必须借助启动机械启
动；c. 叶片材料昂贵，工作可靠性较差，寿命短；d. 进排气管道尺寸大，舱内布置困难。 ④电力推进：交流电力推进装置具有极限功率大，效率高和可靠性好的优点（结合电力传动分析挖泥船，破冰船） 8.中间轴承 中间轴承：是为减少轴系挠度设置的支承点，用来承受中间轴本身的重量，以及因其变形或运动而产生的径向负荷（非重点） 中间轴承的设置：尾管无前轴承者，则中间轴承尽量靠近尾管前密封；中间轴承应设在轴系上集中质量处附近，如调距桨轴系的配油箱附近;每根中间轴一般只设一个中间轴承（极短中间轴不设）。（非重点） 中间轴承的位置与间距： 位置：靠近一段法兰处，距法兰端面距离0.2l 轴承间距的大小及其数目，对轴的弯曲变形、柔性和应力均有很大的影响。间距适当增加使轴系柔性增加，工作更为可靠，对变形牵制小，使额外负荷反而减小。 3.船舶动力装置性能指标
论述船舶动力装置设计的主要要求
论述船舶动力装置设计的主要要求： 一．总体设计要求 动力装置是一套很复杂的机电设备，各个机械设备和系统之间互相联系又互相制约。对设计的要求也是多方面的，总的要求主要可以简介为如下几个方面。1．技术性与经济性 谓技术性是指船舶能满足预定的使用要求。对运输船舶而言，主要是从动力装置设计方面考虑如何保证运输能力，如装载能力、航速、装卸效率等；对于专用的作业船舶和海洋平台，要能具备完成特定的施工或作业的能力，并能保证作业质量。保证新船的适用性是设计中处理各种矛盾时首先要考虑的因素。 提高船舶的经济性是设计工作的重要目标。船舶的经济性涉及三个基本要素，即建造成本、营运开支和营运收入。设计中的技术措施是否恰当，决策是否正确，对船舶的经济性会产生很大的影响。设计工作中必须把经济性放在十分重要的地位来考虑。有时，一项好的技术措施可能会节约大笔的投资，因此对不同用途的船舶，对于动力装置的选型就非常重要。但是，一般来说，动力装置的各项要求，往往是相互联系、相互影响的。把一个要求的指标提高，往往会使另一个要求的指标被迫降低。设计中经常遇到的是技术性能和经济性相互矛盾的情况，这就需要进行技术与经济的综合评估或论证，使之得到合理的统一。经济是技术发展的基础和动力，技术是实现经济目的的手段和工具，两者相互渗透、相互推动。 2．安全与可靠性 船舶的安全是关系到人命和财产以及环境污染的重大问题。因此，安全性是船舶的一项基本质量指标。为保证船舶的安全，政府主管机关制定了船舶设计和建造的法规，国际组织(例如IMO——国际海事组织)通过政府间的协定，制定各种国际公约和规则。这些法规公约和规则对船舶的安全措施提出了全面的要求。政府法规是强制执行的，凡是船籍国政府接受、承认或加入的国际公约和规则都纳入在法规之中，船舶设计必须满足这些法规的要求。 此外，入级船舶还要满足船级社制定的入级与建造规范，规范的规定主要也是基于船舶安全方面的考虑。总之．动力装置设计中必须严格遵守法规和规范的规定，满足法规和规范的要求，这是保证船舶安全的最基本的措施。 所以在具体的船舶动力装置选型设计当中，必须要有一个全局和综合的观念，相关和协调的思路去考虑问题，充分论证，才能做出一个合理的船舶设计。 二．船舶设计阶段的划分和工作内容 船舶总体设计的任务是针对设计任务规定的要求，制定一个既切实可行又效果良好的的工程设计。 总体设计，技任务的性伍，可分为两大类，一种叫发展性设计，一种叫生产件设计。 根据用船部门的发展计划提出，用船部门需要一种新船型，这种新船具有更复杂和更高级的要求，设计工作不能以某船为仿效典型而必须针对任务的要求进行大量的分析工作，运用不同的技术和措施，提出可能的方案，以便进行对比，然后选取其中性能优良的设计方案，这种设计称为发展性设计。对于发展性设计，其特点是要求严格，但技术上的具体约束比较小，例如机器设备的选择有较大自由度，有些特殊性的没备在建造前或建造间可能还要经过试验或试制等，它往往是性能先进的产品，常常要采用新技术和措施，因而常有一定程度的试验性．按此设计建成的第一艘新船称为原型船。原型船建成后要经过试用考验，从实践中检查新技术的使用是否成功，各种技术措施的实际性能是否与预计相符等。对试用中出现的问题和缺点，必须加以改进和再试研。如试用结果是良好的，说明设计是成功的，可以正式投入生产。如暴露出较大问题，则设计必须作较大的修改。如问题很严重，例如性能不稳定或离设汁指际较远，
船舶动力装置原理与设计复习思考题及答案
船舶动力装置原理与设计复习思考题 第1章 1、如何理解船舶动力装置的含义？它有哪些部分组成？ 答：船舶动力装置的含义：保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所 必需的机械设备的综合体。 组成部分：推进装置：包括主机、推进器、轴系、传动设备。 辅助装置：发电机组、辅助锅炉、压缩空气系统。 甲板机械 船舶管路系统 机舱自动化设备。 特种设备 2、简述柴油机动力装置的特点。 优点： a)有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多； b)重量轻(单位重量的指标小)； c)具有良好的机动性，操作简单，启动方便，正倒车迅速； d)功率范围广。 缺点： a)柴油机尺寸和重量按功率比例增长快； b)柴油机工作中的噪声、振动较大； c)中、高速柴油机的运动部件磨损较厉害； d)柴油机低速稳定性差； e)柴油机的过载能力相当差 3、船舶动力装置的技术特征包括哪些技术指标？ a)技术指标标志动力装置的技术性能和结构特征的参数。包括功率指标﹑质量指标和 尺寸指标。 b)经济指标代表燃料在该动力装置中的热能转换率。有燃料消耗率﹑装置总效率﹑推 进装置热效率﹑每海里航程燃料耗量及动力装置的运转-维修经济性。 c)性能指标代表动力装置在接受命令，执行任务中的服从性﹑坚固性和对外界条件、 工作人员的依赖性。因此它包括机动性﹑可靠性﹑自动远操作性能﹑牵曳性能以及噪声振动的控制等指标
4、说明推进装置功率传递过程，并解释各个效率的含义。 指示功率 →主机额定功率 →最大持续功率 →轴功率 →收到功率 →推力功率 →船舶有效功率 指示功率：表示柴油机气缸中气体作功的能力； 最大持续功率（额定功率）MCR ：在规定的环境状况（不同航区有不同的规定，如无限航 区环境条件：绝对大气压为0.1Mpa;环境温度为45℃；相对湿度为60%；海水温度“中冷器进口处”为32 ℃和转速下），柴油机可以安全持续运转的最大有效功率； 轴功率：指在扣除传动设备、推力轴承和中间轴承等传动设备后的输出功率； 螺旋桨收到功率： 扣除尾轴承及密封填料损失后所输出的功率。 推力功率：是螺旋桨产生使船航行的功率。 船舶有效功率：P e =R ×V s ×10-3 7、如何理解经济航速的含义？ 1.节能航速：节能航速是指每小时燃油消耗量最低时的静水航速，它常由主机按推进特性运行时能维 持正常工作的最低稳定转速所决定。营运船舶在实现减速航行时，主机所输出的功率大大减少，其每海里燃油消耗率大幅度降低。但航速降低后，营运时间被延长，运输的周转量也少，故当船舶需实现减速航行时，应结合企业的货源、运力及完成运输周转量的情况综合考虑后再决策。 2.最低营运费用航速：船舶航行一天的费用，主要由其固定费用(折旧费、修理费、船员工资、港口 驶费、管理费、利息、税金，以及船舶停泊期间的燃、润油费等)和船舶航行时燃、润油费用构成。最低营运费用航速是指船舶每航行1海里上述固定费用及航行费用最低时的航速，可供船舶及其动力装置的性能评价及选型用。在满足完成运输周转量的前提下，船舶按最低营运费用航速航行，其成本费用最省，但它并未考虑停港时间及营运收入的影响，故不够全面。 3.最大盈利航速：最大盈利航速是指每天(或船舶在营运期间)能获得最大利益的航速。此航速的大小， 往往与每海里(或公里)运费收入、停港天数及船舶每天付出的固定费用有关。一般在运费收入低、停港时间长、运距短、油价高的情况下，其最大盈利航速相对较小。 （图在下一页） BHP 、主机输出有效功率； DHP 、螺旋桨收到功率； EHP 、螺旋桨发出
《船舶动力装置》课程
《船舶动力装置》教学大纲 一、课程性质与任务 本课程是船舶专业的一门主干专业课。本课程的教学任务是重点讲授船舶动力装置的原理与设计，使学生掌握：船舶动力装置的基本组成；船舶推进装置、船舶传动设备等的构造及工作原理；船舶管路系统的原理、组成及布置设计原则；船舶推进装置的特性与配合的基本知识。学生通过本课程的学习，对船舶推进系统、轴系、管系、船、机、桨工况配合，机舱布置与规划等有较为系统的认识，为以后从事的工作打下良好的基础。 二、课程教学目标 使学生具有一定的从事船舶动力装置设计的基本知识，具有如下基本技能：掌握轴系及推进装置各主要设备、船舶后传动设备的构造及初步设计能力；能根据使用要求，正确选用船舶有关机电设备；了解各种管路的布置设计原则。 本课程的基本要求是： 1. 熟练掌握动力装置的基本概念、性能及相关的技术指标。 2. 熟练掌握船舶推进装置的组成、布置、型式及主要设备的工作原理和设计要求。 3. 了解各种后传动设备的结构、工作原理与选型。 4. 能进行简单的机桨工况配合分析。 5. 能看懂并分析机舱布置图，懂得基本的机舱布置方法。 三、教学内容结构 第一部分船舶动力装置总论 第二部分推进装置设计 第三部分船舶传动设备 第四部分船舶推进装置的特性和匹配 第五部分船舶推进节能和特种推进器 第六部分船舶动力装置设计 四、教学内容与要求 第一部分船舶动力装置总论 教学要点： 1、正确叙述和理解船舶动力装置的含义、任务及组成 2、正确理解船舶动力装置的类型、特征、性能及结构概况 主要内容： 第一节船舶动力装置的含义及组成 什么是船舶动力装置 船舶动力装置的组成都有什么 第二节船舶动力装置的类型及特点
2013船舶主推进动力装置8203机考试卷2
试题二 1 链传动中涟的瞬时速度是( )的，平均速度是( )的 A变化/不变B不变/变化C变化/变化D不变/不变 2 关于液力传动，叙述正确的是（） A离心泵连着输出轴B涡轮泵连着输入轴 C离心泵把液体动能转换为机械能D涡轮泵把液体动能转换为机械能 3 黄铜制件在酸性溶液或盐溶液中的脱锌是（）腐蚀 A宏观电化学B电偶C应力D微观电化学 4 船舶定速航行值班期间，接班人员在进入机舱之前，应首先观察（） A烟囱排气颜色B伙食冰机C空调装置D伙食冰机和空调装置 5 防止化学腐蚀的措施，可选用（） A加锌块B覆盖保护层C电化学保护或进行介质处理D进行介质处理 6 柴油机燃烧室零件与高温高压燃气接触时，燃气中某些低熔点灰分融化附着在温度较高的零件金属表面并发生（），作用而使零件表面破坏（）称为腐蚀 A化学/硫酸B电化学/钒C电化学/硫酸D.化学/钒 7 低速柴油机采用贯穿螺栓结构将（）连在一起 A气缸盖、气缸体、机架和机座B气缸盖、气缸体和机架 C气缸体、机架和机座D机架和机座 8 关于柴油机机械式气阀传动机构不正确的说法是（） A气阀启闭的动作规律是由凸轮机构直接控制的 B开关气阀过程中摇臂作用于阀杆端的力与阀杆轴线方向可能不同 C柴油机运行中摇臂端与气阀阀杆之间始终保持有间隙，即气阀间隙 D带阀壳的气阀结构中，气阀传动机构不装在阀壳中 9 如图，当活塞销孔中心线与平台4平行时，活塞中心线垂直于平台，测量l长度内百分表的读数差为（） A垂直位置度误差B.垂直度误差C平行位置度误差D平行度误差 10 便用液压拉伸器应按说明书规定的油压泵油，任何情况下均不得超过规定油压的（）和螺栓的（） A 10%/最大外露量 B 5%/最大伸长量 C 5%/最小拉伸量 D 10%/最大拉伸量 11 当代船用二冲程超长行程柴油机使用的无冷却式喷油器与一般的喷油器相比，在使用中的显著特点是（）A仍为冷却式B.结构简单C启阀压力不可调节D采用自然风冷 12 液力偶合器与液力变矩器在结构上的关键不同是液力偶合器没有（） A泵轮B渴轮C导轮D叶轮 13 气缸套内表面的布油槽与注油孔成（） A水平方向布置B倾斜向上布置C倾斜向下布置D垂直方向布置 14 ISO船用燃料油标准中，各指标的数值表示（） A燃油质量指标应达到的值B燃油质量指标的高限值C闪点的低限值，其他各指标的高限值D各指标的低限值15 柴油机活寒环与缸套正常工作期间，在活塞处于行程中部位置时，其润滑状态为（）
什么是船舶动力装置
什么是船舶动力装置 1主推动装置 包括主发动机，传动设备，轴系和螺旋桨等保证船舶正常航行的整套设备。 主发动机 主发动机将化学能转变为机械能，通过传动设备，轴系，推进器转换为船舶推进动力，是动力装置最核心的设备。主动类型有柴油机，蒸汽轮机，燃气轮机等。 传动设备 传动设备的功能是脱开或接合主发动机传递给传动轴系和推进器的功率，同时可以达到减速，变速，反向和减振的目的。它包括离合器，减速或变速齿轮箱，弹性联轴器等设备。推进轴系 推进轴系将由传动设备传递的主发动机的功率转传递给螺旋桨，从主机至推进器依次由推力轴，中间轴，艉轴及其支撑设备所组成。 推进器 推进器是将轴系传递的主机功率转变为推进动力的设备，主要有定距浆或可调浆装置，喷漆推进装置等 动力设备及管系 为保证主推进装置能正常运行，还需要为主机提供燃料，冷却水和进排气系统等，统称为动力管路系统。 2辅助机械设备 主要包括发电装置，供热装置，制冷装置和环保设备，提供除推进功率以外的各种能量以供航行和工作，生活需要，为保证上述个各种能量的输送，储存的设备和系统。 3 全船管路系统 保证船舶生命力，安全稳定地航行和人员的正常生活需要，如防水，防火，通风，取暖，空调，照明，通信，供水等设备和系统以及环境保护方面的烟气治理，污水处理装置及系统 4 其他机械及设备 为保证船舶正常航行，停泊和装卸货物的需要，船舶还需要操舵装置，锚装置和装卸设备等，统称为甲板机械，对工程船舶应包括工程作业机械，对军舰来说还有相应的各种武器装备及其系统等。 5 自动检测和控制系统 主要包括自动监测，自动调节，自动操纵和控制系统及故障诊断，专家系统等，有完整的自动监测和控制系统，以改善工作条件，提高生产效率及进行故障诊断等。 调速器的类型 1 极限调速器 只用于限制柴油机的最高转速不超过某规定值，而在转速低于此规定值时不起调节作用的调速器称为极限调速器。 2 定速调速器是在任何负荷下直接调节供油量以保持柴油机在预定转速下稳定运转的调速器 3双制式调速器能维持柴油机的最低运转转速并可限制其最高转速的调节器称双制式调速器，中间转速由人工手动调节。 4 全制动调速器在从最低稳定转速到最高转速的全部运转范围内，均能自动调节优良以保持任一设定转速不变的调速器称为全制式调速器 按照执行机构分类
船舶动力装置课程设计
船舶动力装置课程设计 一、设计目的 1、进一步掌握舰船动力装置的基本概念和基本理论； 2、掌握船机浆设计工况选择的理论和方法； 3、掌握工况船舶采用双速比齿轮箱速比优先选计算方法； 4、掌握主机选型的基本步骤方法； 5、初步掌握船机浆工况配合特性的综合分析方法。 二、基本要求 1、独立思考，独立完成本设计； 2、方法合适，步骤清晰，计算正确； 3、书写端正，图线清晰。 三、已知条件 1、船型及主要尺寸 (1) 船型：单机单桨拖网渔船 (2) 主尺度 序号尺度单位数值 1 水线长M 41.0 2 型宽M 7.8 3 型深M 3.6 4 平均吃水M 3.0 5 排水量T 400.0 6 浆心至水面距离M 2.5 (3) 系数 名称方形系数Cb 菱形系数Cp 舯刻面系数数值0.51 0.60 0.895 (4) 海水密度ρ =1.024T/M3 2、设计航速 状态单位数值 自航KN 10.4 拖航KN 3.8 3、柴油机型号及主要参数 序号型号标定功 率(KW) 标定转速 (r/min) 柴油消耗率 （g/kw·h） 重量（kg） 外形尺寸（L× A×H）mm 1 6E150C-1 163 750 238 2500 2012×998× 1325 2 6E150C-1 220 750 238 3290 2553×856× 1440 3 8E150C-A 217 1000 228 2700 2065×1069× 1405 4 8E150C-A 289 1000 228 3500 2591×957× 1405
5 6160A-13 164 1000 238 3900 3380×880× 1555 6 X6160ZC 220 1000 218 3700 3069×960× 1512 7 6160A-1 160 750 238 3700 3380×880× 1555 8 N-855-M 195 1000 175 1176 9 NT-855-M 267 1000 179 1258 1989×930× 1511 10 TBD234V8 320 1000 212 4、齿轮箱主要技术参数 序号型号 额定传递能 力kw/(r/min) 额定输入 转速 （r/min） 额定扭 矩N*m 额定推 力KN 速比 1 300 0.184--0.257 750--1500 1756.2-- 2459.8 49.0 2.04,2.5,3 ,3.53,4.1 2 D300 0.184--0.257 1000-2500 1193.64- -2459.8 49.0 4,4.48,5.0 5,5.5,5.9, 7.63 3 240B 0.18 4 1500 1756 30--50 1.5,2.3 4 SCG3001 0.16--0.22 750--2300 30--50 1.5,2.3,2. 5,3.5 5 SCG3501 0.257 750--2300 1.3,2.3,2. 5,3.5,4 6 SCG3503 0.25 7 1000-2300 4.5,5,5.5, 6,6.5,7 7 SCG2503 0.184 1000-2300 4,4.5,5,6, 6.5,7 8 GWC3235 0.45--1.35 --1800 4283--12 858 112.7 2.06,2.54, 3.02,3.57, 4.05,4.95 5、双速比齿轮箱主要技术参数 序号型号额定传递能 力 kw/(r/min) 额定输入转 速（r/min） 额定推力 KN 速比 1 GWT36.39 0.42--1.23 400--1000 98.07 2--6 2 GWT32.35 0.52--1.32 --1800 112.78 2--6 3 MCG410 0.74--1.8 4 400--1200 147.0 1--4.5 4 S300 0.18--0.26 750--2500 49.03 2.23,2.36，2.52,2.56
哈工程版船舶动力装置概论样本
第一章，总论 1，船舶的主要性能指标有哪些? 答: 排水量△: 船舶总重量, 由空载重量LW和载重量DW组成; 容积▽: 水面航行船舶的水下部分的体积,也称作容积排水量; 航速: 1海里=1.852km 续航力S: 舰船在用尽全部燃料及其它消费品储量前, 以恒速所航行过的距离称为续航力, 以海里计; 自给力T: 舰船在海上航行, 中途不补给任何储备品所能持续活动的时间称为自给力, 以昼夜计; 生命力: 舰船能抵御战斗破坏或失事破损并保持其运载、战斗能力的性能称为生命力; 机动性: 舰船起锚开航、改变航速和航向的性能; 隐蔽性: 舰船在海上航行并完成战斗运输任务而不被敌方发现的性能; 耐波性: 舰船能在大风浪不良天气下完成任务的性能; 2，船舶动力装置是由哪些装置系统组成的? 答: 推进系统: 主机、传动设备、推进器 辅助设备: 发电副机组、辅助锅炉装置、压缩空气系统 机舱自动化系统 船舶系统 3，船舶对动力装置有哪些要求? 答: 技术性能和经济性能, 对于军用舰船来说着重于战术技术性能;
而民用船舶则倾向于经济性能。 4，船舶动力装置的主要性能指标是什么? 答: 技术指标: 功率指示, 重量指标, 尺寸指标 经济指标: 动力装置燃料消耗率, 主机燃料消耗率, 动力装置每海里航程燃料消耗量, 动力装置有效热效率, 动力装置的建造、运转及维修的经济性 运行性能指标: 机动性, 可靠性, 隐蔽性, 遥控和机舱自动化, 生命力 5，高、中、低速柴油机的转速范围如何? 答: 低速机: 300r/min, 中速机: 300-1000r/min,高速机: >1000r/min 6，柴油机的消耗率一般是多少? 答: 低速机: 160-180g/(kw.h), 中速机: 150-220 g/(kw.h), 高速机: 200-250 g/(kw.h) 7，柴油机的优缺点为何? 答: 优点: 有较高的经济性、重量轻、具有良好的机动性缺点: 单机功率低、柴油机工作中振动、噪声大, 大修期限较短、柴油机在低速区工作时稳定性差, 滑油消耗率高 8，蒸汽轮机的优缺点为何, 为什么主要应用在大型船舶上? 答: 单机功率很大; 汽轮机叶轮转速稳定, 没有周期性作用力, 因此汽轮机组振动噪声小 汽轮机工作时只是转子轴承处有摩擦阻力, 故磨损部件少, 工
船舶动力装置(题库)
一、单项选择题 1．以下的热力发动机中，不属于内燃机的是（）。(答案：C) A．柴油机B．燃气轮机C．汽轮机D．汽油机 2．在热力发动机中，柴油机最突出的优点是（）。(答案：A) A．热效率最高B．功率最大C．转速最高D．结构最简单 3．（）不是柴油机的优点。(答案：D) A．经济性好B．机动性好 C．功率范围广D．运转平稳柔和，噪声小 4．发电柴油机多用四冲程筒形活塞式柴油机主要是因为（）。(答案：C) A．结构简单B．工作可靠 C．转速满足发电机要求D．单机功率大 5．四冲程柴油机完成一个工作循环曲轴转（）周。(答案：B) A．1 B．2 C．3 D．4 6．测量偏移和曲折的工具，在内河船舶中常采用（）。(答案：B) A．百分表+塞尺B．直尺+塞尺C．百分表D．专用量具 7．中小型柴油机的机座结构形式大都采用（）。(答案：B) A．分段铸造结构B．整体铸造结构C．钢板焊接结构D．铸造焊接结构8．会导致柴油机机座产生变形的原因中，不正确的是（）。(答案：A) A．曲轴轴线绕曲B．船体变形 C．机座垫块安装不良D．贯穿螺栓上紧不均 9．下述四个柴油机部件中，不安装在机体上的部件是（）。(答案：A) A．进、排气管B．气缸套C．凸轮轴D．气缸盖 10．柴油机贯穿螺栓上紧力矩不均匀度过大最易产生的不良后果是（）。(答案：B) A．上紧力矩过大的螺栓会产生塑性伸长变形 B．会引起机座变形 C．会破坏机体上下平面的平行度 D．会造成机体变形缸线失中 11．四冲程柴油机气缸盖上安装的部件中，不包括以下哪一种? （）。(答案：B)
A．喷油器B．喷油泵C．示功阀D．进、排气阀 12．柴油机在冷态时应留有合适的气阀间隙的目的是（）。(答案：C) A．为了加强润滑B．为了加强冷却 C．为防止运转中气阀关闭不严D．为防止运转中气阀卡死 13．柴油机气缸盖安装后试车时发现密封圈处漏气，原因分析中不正确的是（）。(答案：C) A．密封平面不洁夹有异物B．缸盖螺母上紧不足或上紧不均 C．最高爆发压力过高D．气缸盖发生了变形 14．柴油机主轴承的润滑介质是（）。(答案：C) A．水B．柴油C．滑油D．重油 15．柴油机曲轴的每个单位曲柄是由（）组合而成。(答案：D) A．曲柄销、曲柄臂B．曲柄销、主轴颈 C．曲柄臂、主轴颈、主轴承D．曲柄销、曲柄臂、主轴颈 16．柴油机飞轮制成轮缘很厚的圆盘状，目的是要在同样质量下获得最大的（）。 (答案：C) A．刚性B．强度C．转动惯量D．回转动能 17．中、高速柴油机都采用浮动式活塞销的目的是（）。(答案：D) A．提高结构的刚度B．增大承压面积，减小比压力 C．有利于减小配合间隙使运转更稳定D．活塞销磨损均匀，延长使用寿命 18．测量柴油机新换活塞环搭口间隙时应将环平置于气缸套的（）。(答案：C) A．内径磨损最大的部位B．内径磨损不大也不小的部位 C．内径磨损最小的部位D．首道气环上止点时与缸套的接触部位 19．倒顺车减速齿轮箱离合器主要用于哪种主机？（）。(答案：A) A．高速柴油机B．低速柴油机C．四种程柴油机D．二冲程柴油机20．四冲程柴油机连杆在工作时的受力情况是（）。(答案：C) A．只受拉力B．只受压力 C．承受拉压交变应力D．受力情况与二冲程连杆相同 21．当柴油机排气阀在长期关闭不严情况下工作，不会导致（）。(答案：C) A．积炭更加严重B．燃烧恶化C．爆发压力上升D．阀面烧损 22．把柴油机回油孔式喷油泵下的微调螺钉旋入，使柱塞位置有所降低，会使（）。(答
船舶动力装置课程设计苏星
、设计目的 1、进一步掌握舰船动力装置的基本概念和基本理论; 2、掌握船机浆设计工况选择的理论和方法; 3、掌握工况船舶采用双速比齿轮箱速比优先选计算方法; 4、掌握主机选型的基本步骤方法; 5、初步掌握船机浆工况配合特性的综合分析方法。 、基本要求 1、独立思考，独立完成本设计; 2、方法合适，步骤清晰，计算正确; 3、书写端正，图线清晰。 三、已知条件 1、船型及主要尺寸 (1)船型：单机单桨拖网渔船 (2)主尺度 (3)系数 ⑷海水密度P =M3
2、设计航速 3、柴油机型号及主要参数
4、齿轮箱主要技术参数 5、双速比齿轮箱主要技术参数 1、船体有效功率，并绘制曲线
2、确定推进系数 3、主机选型论证 4、单速比齿轮箱速比优选，桨工况特性分析 5、双速比齿轮箱速比 6、综合评判分析 五、参考书目 1、渔船设计》 2、船舶推进》 3、船舶概论》 4、船舶设计实用手册》（设计分册） 六、设计计算过程与分析 1、计算船体有效功率 ⑴ 经验公式：EHP=（EOA E）AV L 式中：EHP ---- 船体有效马力, A 排水量（T），L 船长（M）。在式①中船长为时，A E的修正量极微，可忽略不计。所以式①可简化为EHP=EA V L。 根据查《渔船设计》 5、可知EO 计算如下：船速v= X 十=S, L=,C p=;V/(L/10)3= - /(41 - 10）3=;v/ Vgl=VX 41）=; 通过查《渔船设计》可得E0=。 (2)结果：EHP=E(O AXV L = 2、不确定推进系数 (1)公式PX C=P/ P s=n c Xn sXn pXn r 式中P E：有效马力；P s：主机发出功率；n C：传动功率；n S：船射效率；n P： 散水效率；n r :相对旋转效率。 2）参数估算 伴流分数：w=－= 推力减额分数：由《渔船设计》得t= －=
船舶动力装置概论
00第一章 1.船舶动力装置的定义及其组成：指将燃料化学能转化成热能，机械能使船舶产生推进力保证船舶航行和提供能量消费的全部机械，设备和系统的总合体。1推进装置；主机，传动设备，推进器2辅助装置；发电副机组，辅助锅炉装置，压缩空气系统3机舱自动化系统4传播系统。 4.动力装置运行性能指标主要包括那几个方面？1机动性2可靠性3隐蔽性4遥控和机舱自动化5生命力 5.船舶动力装置的优缺点：汽轮机，燃气轮机，联合动力循环，核动力装置。汽轮机：优点，汽轮机的转子在高温高压高速度流动的撑起作用下连续工作，转速较高，而且可采用高压、低压几级汽轮机，因此单机功率很大。汽轮机叶轮转速稳定，没有周期性作用力，因此汽轮机组振动噪声小。汽轮机工作时只是转子轴承处有摩擦阻力。可使用劣质燃油，滑油耗率也低。缺点：汽轮机动力装置由于装备锅炉、冷凝器以及辅机和设备，故动力装置比较复杂、装置重量尺寸大。燃料消耗量大，装置效率低。机动性差。 燃气轮机：优点：单位功率重量尺寸小，机组效率较大。良好的机动性能。缺点：主机本身不能自行反转，可反转的机组其结构也较复杂，一般需设置专用的倒车设备。由于燃气的高温，叶片使用的合金钢材料价格昂贵，工作可靠性差，寿命短。燃气轮机耗油率比柴油机高，现已接近高速柴油机水平。由于燃气轮机工作时空气流量大，所以排气管道尺寸较大，给机舱布置带来困难，甲板上较大的管道通过切口，影响船体强度。 联合动力装置：优点：在保证足够大功率的情况下，洞里装置尺寸重量小。操纵方便，备车迅速，紧急情况下可用燃气轮机立即开车。自巡航到全速工况加速迅速。两机组共用一个减速齿轮箱，具有多机组并车的可靠性。缺点：舰上和基地需准备两种机型的备件。 核动力装置：优点：极高的能量密度。不消耗空气而获得热能，这可使潜艇长期在水下航行，隐蔽性能大大提高。缺点：核动力装置的重量尺寸较大。操纵管理监测系统比较复杂。核动力装置造价昂贵。 第三章 1.燃气轮机装置的定义：一种将燃料的化学能转换成热能，继而再转变成机械功的回转式热机装置。 2.船舶主推进燃气轮机动力装置的定义，他有哪几部分组成？驱动螺旋桨的燃气轮机装置称为船舶主推进燃气轮机装置。由燃气轮机装置，减速器，轴系，和螺旋桨等组成。 5.改善燃气轮机热循环的措施主要有哪两种途径？每种途径又包括哪些循环？1提高循环热效率：回合循环，利用排气余热的燃气--蒸汽联合循环。2提高循环比功：中间冷却循环，再热循环。 7.压气机产生喘振的机理是什么？防喘措施有哪些？当空气流量减少到一定限度以下，压气机运行工况点就移到喘振边界，整台压气机就不能稳定地工作，产生世俗和喘振。1中间级放气法2可转导叶法3双转子压气机法4合理选择运行工况线。 8.燃气轮机的燃烧室主要由哪几部分组成？并简单描述燃烧室的工作原理。由燃烧室外壳1，火焰管2，涡流器3，喷油嘴4和混合器5组成。原理：从压气机出口的高压空气，经导管引入燃烧室后分成两股：一股经涡流器，进入火焰管，这股是燃料完全燃烧锁必须的参与燃烧空气，称为一次空气，约占空气总流量的25%;另一股空气进入火焰管与燃烧室外壳之间的唤醒空间，这部分空气哦是冷却用空气，称为二次空气。二次空气的一部分经火焰管上的许多小孔或缝隙进入燃烧室进入燃烧区，以冷却火焰管内壁，而大部分二次空气沿着火焰管与外壳之间的唤醒空间流动，以冷却火焰管外壁与燃烧室外壳，然后经混合器进入混合空间，把高温燃烧产物的温度降低，以达到给定的燃烧室出口的燃气温度--燃气初温。燃料经油泵输送至雾化喷嘴，喷入火焰管内，形成雾状，与一次空气混合，经点火器点火后，即连续地
船舶柴油机主推进动力装置832第一章柴油机的基本知识22
第一章柴油机的基本知识 考点1 柴油机的工作参数22题 1．最高爆发压力pz 燃烧过程中气缸内工质的最高压力称最高爆发压力pz。pz是柴油机周期性变化的机械负荷的主要外力，它引起各受力部件的应力和变形，造成疲劳破坏、磨损和振动。 2．排气温度tr 非增压柴油机的排气温度指排气管内废气的平均温度，增压柴油机的排气温度指气缸盖排气道出口处废气的平均温度。 在船舶上通常用排气温度衡量热负荷的大小。通常船用柴油机排气温度的最高值应低于550℃。 3．活塞平均速度Cm 在曲轴一转两个行程中活塞运动的平均值称为活塞平均速度Vm。如果柴油机的转速为n （r/min），活塞的行程为S（m），当曲轴转一转时活塞移动两个行程长度2S（m）。提高Cm 可以提高柴油机的功率，但零件的机械负荷、热负荷同时增加，机件的磨损也相应增加，因而靠提高Vm来提高功率是有限的。 4．行程缸径比S/D 行程缸径比是柴油机的主要结构参数之一。S/D在不同条件下影响不同，在活塞平均速度Cm 及缸径为D定值的条件下，S/D对柴油机的影响有： （1）影响柴油机的尺寸和重量。S/D增大，则柴油机的宽度、高度及重量均相应增加。（2）影响柴油机负荷。缸内气体压力不直接受S/D的影响，但最大往复惯性力将随S/D的增加而减小。 （3）影响热负荷。S/D增大，气缸散热面积增大，热负荷将减小，同时影响燃烧室各部件的传热量分配比例。 （4）影响混合气形成。S/D增大，燃烧室余隙高度增大，对混合气形成有利。 （5）影响扫气效果。S/D增大，因气流在缸内流动路线长将降低扫气效果，但此影响随扫气形式不同各异。如对直流扫气的影响较小，允许使用较大的S/D值，而对弯流扫气的影响较大，其使用的S/D通常不高于2.2。 （6）影响曲轴刚度。S/D增大使曲柄半径变大，曲轴轴径的重叠度降低，曲轴刚度下降。（7）影响轴系的振动性能。S/D增大，轴系的纵振及扭振固有频率降低，容易产生不允许的纵振和扭振。 5．强化系数pe．Cm 强化系数pe．Cm系用来表示柴油机所受热负荷和机械负荷两方面的综合强烈程度。 6．压缩比ε 压缩比是一个对柴油机性能影响很大的结构参数，它的影响主要表现在经济性、燃烧与启动及机械负荷等方面。 B1. 柴油机运转中，检查活塞环漏气的最有效方法是（）。 A．测最高爆发压力 B．测压缩压力 C．测排气温度 D．测缸套冷却水温度 D2. 在柴油机运转中测量气缸内压缩压力的主要用途是（）。 A．判断气口堵塞
船舶动力装置课程设计说明书
《船舶动力装置原理与设计》 说明书 设计题目：民用船舶推进轴系设计 设计者：陈瑞爽 班级：轮机1302班 华中科技大学船舶与海洋工程学院 2015年7月
一.设计目的 主机与传动设备、轴系和推进器以及附属系统，构成船舶推进装置。因此，推进装置是动力装置的主体，其技术性能直接代表动力装置的特点。推进装置的设计包括轴系布置、结构设计、强度校核以及传动附件的设计与选型等，而尾轴管装置的作用是支承尾轴及螺旋浆轴，不使舷外水漏人船内，也不能使尾轴管中的润滑油外泄，因此，尾轴管在推进系统设计中意义重大。本设计是根据指导老师给出的条件，对船舶动力装置进行设计，既是对课程更深入的理解，也是对自身专业能力的锻炼。 二,设计详述 2.1：布置设计 本船为单机单桨。主机经减速齿轮箱减速后将扭矩通过中间短轴传给螺旋桨轴和螺旋桨。本计算是按《钢质海船入级规范》（2006年）（简称《海规》）进行。 因此，我们将轴系布置在船舶纵中剖面上，其中，轴的总长为9000mm，轴系布置草图及相关尺寸，见图1。 图1 2.2：轴系计算
（一）：已知条件： 1．主机：型号：8PC2-6 型式：四冲程，直列，不可逆转，涡轮增压，空冷船用柴油机 缸数：8 缸径/行程：400/460mm 最大功率（MCR）：4400kW×520rpm 持续服务功率：3960kW×520rpm 燃油消耗率：186g/kW·h+5% 滑油消耗率：1.4g/kW·h 起动方式：压缩空气3~1.2MPa 生产厂：陕西柴油机厂 2．齿轮箱：型号300，减速比3：1。 3．轴：材料35#钢，抗拉强度530MPa，屈服强度315MPa。 4．键：材料45#钢，抗拉强度600MPa，屈服强度355MPa。 5．螺栓：材料35#钢，抗拉强度530MPa，屈服强度315MPa (二)：轴直径的确定 根据已知条件和“海规”，我们可以计算出轴的相关数据，计算列表见表3.1： 表3.1轴直径计算 考虑到航行余量，轴径应在计算的基础上增大10%。故最终取297.70 mm 根据计算结果，取螺旋桨轴直径为379.96 mm，中间轴直径为297.70mm。 上表螺旋桨直径计算中，F为推进装置型式系数
第一章 船舶动力装置概述
第一节船舶动力装置的组成、类型和发展 一、船舶动力装置的组成 现在的船舶动力装置主要由推进装置、辅助装置、管路系统、甲板机械、防污染设备和自动化设备等六部分组成。 1．推进装置 推进装置是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨，推动船舶并保证一定航速航行的设备。它是船舶动力装置中最重要的组成部分，包括：（1）主机。主机是指提供推动船舶航行动力的机械。如柴油机、汽轮机、燃气轮机等。 （2）传动设备。传动设备的功用是隔开或接通主机传递给传动轴和推进器的功率；同时还可使后者达到减速、反向或减振的目的。其设备包括离合器、减速齿轮箱和联轴器等。 （3）轴系。轴系是用来将主机的功率传递给推进器。它包括传动轴、轴承和密封件等。 （4）推进器。推进器是能量转换设备，它是将主机发出的能量转换成船舶推力的设备。它包括螺旋桨、喷水推进器、电磁推进器等。 2．辅助装置 辅助装置是指提供除推进船舶运动所需能量以外，用以保证船舶航行和生活需要的其他各种能量的设备。主要包括： （1）船舶电站。 （2）辅锅炉装置。 （3）压缩空气系统。 3．管路系统 管路系统是用来连接各种机械设备，并输送相关流体的管系。由各种阀件、管路、泵、滤器、热交换器等组成，它包括： （1）动力系统。为推进装置和辅助装置服务的管路系统。主要包括燃油系统、滑油系统、海淡水冷却系统、蒸汽系统和压缩空气系统等。 （2）辅助系统。为船舶平衡、稳性、人员生活和安全服务的管路系统。主要包括压载系统、舱底水系统、消防系统、日用海/淡水系统、通风系统、空调系统和冷藏系统等。 4．甲板机械 为保证船舶航向、停泊、装卸货物所设置的机械设备。它主要包括：舵机、锚机、绞缆机、起货机、开/管舱盖机械、吊艇机及舷梯升降机等。 5．防污染设备 用来处理船上的含油污水、生活污水、油泥及各种垃圾的设备。它包括油水分离装置（附设有排油监控设备）、生活污水处理装置及焚烧炉等。 6．自动化设备
船舶柴油机 主推进动力装置 42834四
中华人民共和国海事局 2007年第1期海船船员适任证书全国统考试题(总第42期) 科目：主推进动力装置试卷代号：834 适用对象：750-3000KW船舶二/三管轮 （本试卷卷面总分100分，及格分为70分，考试时间为100分钟） 答题说明：本试卷试题均为单项选择题，请选择一个最合适的答案，并将该答案按答题卡要求，在其相应位置上用2B铅笔涂黑。每题1分，共100分。 1. 低速二冲程十字头式柴油机广泛用于船用主机，主要原因是______。 A. 重量和尺寸较小 B. 操纵简单，管理方便 C. 寿命长，经济而可靠 D. 结构简单，管理方便 2. 气缸进气阀开启瞬时，曲柄位置与上止点之间的曲轴转角称______。 A. 进气提前角 B. 进气定时角 C. 进气延时角 D. 进气持续角 3. 与二冲程柴油机比较，在相同工作条件下四冲程柴油机______。 A. 回转不均匀，换气质量好 B. 换气质量差，作功能力差 C. 输出功率小，回转均匀 D. 输出功率大，回转不均匀 4. 柴油机采用增压的根本目的是______。 A. 降低油耗 B. 提高效率 C. 提高平均有效压力和有效功率 D. 提高最高爆发压力 5. 现代船用柴油机的结构特点有______。 Ⅰ、采用液压式气阀传动机构Ⅱ、采用钻孔冷却Ⅲ、焊接曲轴 Ⅳ、采用厚壁轴承Ⅴ、减小行程缸径比 A. Ⅰ+Ⅱ B. Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ C. Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ D. Ⅰ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ 6. 筒形柴油机的主要运动部件有______。 Ⅰ、活塞Ⅱ、活塞杆Ⅲ、连杆Ⅳ、十字头Ⅴ、曲轴Ⅵ、滑块 A. Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ B. Ⅱ+Ⅳ+Ⅵ C. Ⅰ+Ⅲ+Ⅴ D. Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ 7. 对于筒形活塞式柴油机为了减轻重量，其主要固定件可没有______。 A. 机体 B. 机架 C. 机座 D. 气缸体 8. 关于活塞的作用下列说法不正确的是______。 A. 压缩气缸内的空气 B. 二冲程柴油机中启闭气口 C. 组成燃烧室 D. 二冲程柴油机中排出气缸内废气 9. 下述筒形活塞式柴油机的特点中，错误的是______。 A. 缸套左右方向的磨损小 B. 活塞起导向作用 C. 使用连杆连接活塞与曲轴 D. 中、高速柴油机均使用筒形活塞 10. 筒形活塞式柴油机的活塞上通常装有______。 A. 压缩环与承磨环 B. 压缩环与刮油环 C. 刮油环与承磨环 D. 压缩环、刮油环与承磨环 11. 对于活塞环工作面与气缸套内表面材料匹配不合适的是______。 A. 镀铬活塞环与铸铁缸套 B. 镀铬活塞环与镀铬缸套 C. 喷铜活塞环与铸铁缸套 D. 喷钼活塞环与镀铬缸套12. 有关活塞环下列论述中错误的是______。 A. 整个活塞环圆周漏光弧度相加不得超过90° B. 活塞环搭口处两侧30°范围内不得漏光 C. 相邻活塞环搭口应相互错开180° D. 将活塞环置于缸套中部测量搭口间隙 13. 对活塞销的主要要求有______。 Ⅰ、强度高Ⅱ、刚性好Ⅲ、抗高温腐蚀 Ⅳ、耐磨损Ⅴ、表面光洁Ⅵ、抗低温腐蚀 A. Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅵ B. Ⅰ+Ⅱ+Ⅳ+Ⅴ C. Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ+Ⅵ D. Ⅱ+Ⅲ+Ⅴ+Ⅵ 14. 关于十字头柴油机活塞杆填料函的错误说法是______。 A. 活塞杆填料函固定在活塞杆上起密封与刮油作用 B. 活塞杆填料函固定在横隔板上起密封与刮油作用 C. 通常，在填料函内有两组填料环分别为密封环与刮油环 D. 活塞杆填料函可以明显减缓曲轴箱滑油的变质速度 15. 气缸套正常磨损最严重的位置是______。 A. 第一环上止点 B. 十字头机行程中间活塞速度最大，磨损最大 C. 第一环上止点和下止点 D. 筒形活塞在行程中间侧推力最大，磨损最大 16. 通常通过气缸体观察孔的观察可以判断______。 Ⅰ、活塞环的磨损情况Ⅱ、活塞环的粘着状态Ⅲ、喷油量情况 Ⅳ、活塞环的弹力如何Ⅴ、气缸注油量是否适当Ⅵ、气缸套的磨损情况 A. Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ+Ⅴ+Ⅵ B. Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ+Ⅵ C. Ⅰ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ+Ⅵ D. Ⅰ+Ⅱ+Ⅳ+Ⅴ+Ⅵ 17. 四冲程柴油机气缸盖触火面的裂纹最容易发生的部位是______。 A. 阀孔间区域(俗称鼻梁处) B. 缸盖周边 C. 排气阀孔周围 D. 起动阀周边 18. 二冲程柴油机的气缸盖上没有______附件。 A. 进气阀 B. 气缸起动阀 C. 示功阀安全阀 D. 排气阀 19. 关于柴油机连杆受力，论述不正确的是______。 A. 增压二冲程柴油机连杆受压应力作用 B. 四冲程柴油机连杆受拉压交变作用 C. 二冲程和四冲程柴油机连杆螺栓都受拉伸作用 D. 连杆不受弯矩作用 20. 中、高速强载筒形活塞式柴油机连杆的材料与杆身横断面通常是______。 A. 优质碳钢、工字型断面 B. 合金钢、工字型断面 C. 优质碳钢、圆形断面 D. 合金钢、圆形断面 21. 连杆大端轴承采用斜切口时在剖分面上使用锯齿形啮合的主要目的是______。 A. 便于下瓦及下轴承的安装 B. 便于上下瓦对中 C. 防止连接螺栓承受剪应力而损坏 D. 增加轴瓦的强度和刚度 22. 四冲程柴油机连杆大端螺栓为改善其工作可靠性，正确的要求是______。 A. 采用刚性结构 B. 采用柔性结构 C. 粗牙螺纹连接 D. 选用铸铁材料