船舶柴油机操纵装置

船舶柴油主推进装置及控制系统分析随着时代的进步和社会经济的发展，我国船舶制造行业发展迅速;要想促使船舶能够安全航行，就需要合理设计柴油主推进装置及控制系统;如果在这两个方面出现了问题，就会直接影响到船舶整体的建造质量，需要引起人们足够的重视，采取科学措施，进行设计。

本文简要分析了船舶柴油主推进装置及控制系统，希望可以提供一些有价值的参考意见。

标签：船舶;主推进装置;控制系统1 前言船舶主动力推进系统的控制装置就是推进控制系统，它包括诸多方面的组成部分，如柴油主机、齿轮箱、安全保护以及远距离操纵系统等等。

一个现代船舶，非常重要的标志就是推进控制系统，是船舶机舱自动系统的核心内容。

目前，计算机技术、通信技术以及自动控制技术得到了飞速发展和应用，在现代船舶中开始广泛应用以计算机网络技术为基础的综合自动化系统，这样原来那些大量繁重的人工操作就可以替换为数字化以及高层次的自动化技术，促使工作效率得到有效提高。

通过本项技术的应用，可以在很大程度上提高船舶自动化程度，代表了船舶推进控制系统的发展方向。

2 船舶推进动力装置系统概述具体来讲，船舶的主推进动力装置包括很多方面的内容，如柴油机推进动力装置、燃气轮机推进动力装置、电力推进动力装置以及蒸汽推进动力装置和核动力推进装置。

一是蒸汽推进动力装置，主要是将蒸汽作为工质，这种发电机主要是在发电机外的锅炉中燃烧燃料，这种加热方式是间接的，因此也被人们称之为外然式发动机;一般情况下，又可以将其分为两种类型，分别是往复式汽轮机和回转式汽轮机，这种划分依据是运动方式的差异。

它的优点是结构较为简单，可以可靠的运行，并且管理难度不大，但是在实践过程中，因为没有较好的经济性，并且有着较大的尺寸和重量，逐渐淡出了历史舞台。

二是电力推进动力装置：指的是发电机发电有原动机来带动，然后向推进电动机供电，可以直接供电，也可以通过交流器来实现，这样推进器就可以由推进电动机来带动，促使船舶能够正常航行。

5400船舶主机可变喷油定时调节装置简介中远青岛轮轮机长：陈立春可变喷油定时调节装置(Variable Injection Timing,简称VIT),是根据主机负荷的变化自动调整高压油泵的喷油定时提高爆压。

当主机在部分负荷（50-85%）下工作时提高爆压，以保持尽可能低的油耗和最佳燃烧状态；当主机的负荷达到85%-100%额定负荷时，使爆压保持恒定，此时爆压等于100%额定负荷的爆压值，以防止主机的机械负荷和热应力超过材料允许值。

现代船用推进柴油机为了降低油耗提高热效率，提高爆压是主要措施之一，同时受材料等诸多因素的影响限制了在额定功率时的最大爆压，兼顾并调和上述两者矛盾的VIT 装置应运而生，在实船得以很好的应用。

近年来，我司建造的第五代集装箱船---5400型船舶，主机是MAN-B&W10L90MC 型,MCO 是43100KW,最大爆压值为142.8bar,就在主机的高压油泵上安装了VIT 调节装置，为了充分发挥它的作用，保证机器长期可靠的工作，下面就5400船舶主机可变喷油定时调节装置的工作原理、调节方法、日常管理作一介绍。

一、工作原理图1 图1告诉我们VIT 系统由油量调节轴（Fuel regulating shaft ）、位置置传感单元、止回节流阀（Throttle valve ）、指示压力表（Pressure gauge ）、位置伺服器（Positioner ）、喷油定时调节杆（Injection timing regulation ）、油量调节杆（Fuel regulation ）、高压技术交流 柱塞 位置传感单元油泵柱塞、配有双头螺纹套桶（Pump barrel）等部件组成。

其中位置置传感单元包括位置传感阀（Reducing valve）和控制杆（Control lever），它的气源是7bar控制空气，它的最大输出值是4bar驱动力，二者相互连接依赖位置传感阀触头地伸缩和控制杆地摆动。

第一章 绪论一、 船舶动力装置的含义及组成船舶动力装置是保证船舶正常航行、作业、停泊及船上人员正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。

船舶动力装置的任务是产生各种能量，并实现能量的转化和分配，以利于船舶正常航行和作业。

有船舶“心脏”之称。

船舶动力装置也称“轮机”，主要由推进装置、辅助装置、船舶管路系统、船舶甲板机械、机舱的机械设备遥控及自动化组成。

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前进的一整套设备。

包括：1) 主机：指推动船舶航行的动力机。

2) 传动设备：包括离合器、减速齿轮箱、联轴器、电力推进专用设备。

3) 船舶轴系：包括传动轴、轴承、密封件。

4) 推进器：能量转化设备。

2. 辅助装置辅助装置：除供给推进船舶的能量之外，用以产生船舶上需要的其他各种能量的设备。

包括：1) 船舶电站：作用---供给辅助机械及全船所需要的电能。

组成---发电机组、配电板、其他电气设备。

发电机组主要由柴油发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组、余热发电机组。

2) 辅助锅炉装置：作用---民用船舶用它产生低压蒸汽，以满足加热、取暖及其他生活需要。

组成---辅助锅炉及为其服务的燃油、给水、鼓风、送气设备及管路、阀件等。

3) 船舶管路系统：作用---用来连接各种机械设备，并传递有关工质。

组成---动力管路、船舶系统。

4) 船舶甲板机械：作用---保证船舶航向、停泊及装卸货物所需要的机械设备。

组成---锚泊机械设备（锚机，绞盘）、操舵机械设备（舵机及操纵机械、执行机构）、起重机械设备（起货机，吊艇机及吊杆）。

5) 机舱的机械设备遥控及自动化：组成---对主、辅机和有关机械设备等的远距离控制、调节、检测和报警系统。

二、船舶动力装置的类型及特点类型：柴油机动力装置、汽轮机动力装置、燃气轮机动力装置、联合动力装置、核动力装置三、船舶动力装置的基本特性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。

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。

船舶推进系统的组成船舶推进系统是船舶的核心部件之一，主要作用是将船舶推动在水中前进。

船舶推进系统一般由以下几个组成部分：1. 主机：主机是船舶推进系统的核心，主要的功率输出器。

主机的类型有很多，包括柴油机、涡轮机和电动机等。

柴油机是最常用的主机类型，其具有结构紧凑、功率大、经济实用等特点。

2. 转向装置：转向装置是控制船舶方向的关键部件，主要包括舵机和操纵系统。

舵机可以通过转动舵叶实现船舶方向的变化，而操纵系统则是控制舵机的执行机构。

3. 螺旋桨：螺旋桨是船舶推进系统的动力输出器，通过螺旋桨叶片的旋转产生推力，从而驱动船舶前进。

螺旋桨的类型有很多，包括固定桨、可调桨和船尾推进等。

4. 螺旋桨轴线系统：螺旋桨轴线系统负责将主机输出的动力传递到螺旋桨上，并保证其转动平稳。

主要包括轴线、轴承、轴封等组件，其中轴封是保护水密性的一种关键部件。

5. 油系统：船舶推进系统需要多种液体来提供润滑、冷却和燃料等功能。

油系统通常包括储油箱、油泵、滤器等部件。

6. 冷却系统：船舶推进系统需要通过冷却系统将发动机的余热排出。

冷却系统通常包括水泵、散热器、海水冷却器等组件。

7. 控制系统：控制系统是船舶推进系统的大脑，其负责协调和监控整个推进系统的运行。

控制系统可以通过自动化和智能化手段提高系统的控制精度和灵活性。

总之，船舶推进系统的组成部分是复杂而多样的，需要各个部件之间协调配合，方可实现高效而可靠的航行。

在船舶使用过程中，还需要对各个部件进行定期检查和维护，以确保系统的正常运行。

船舶动力装置的基本类型及其特点近代舰船上动力装置的型式按主推进装置发动机的类型来分，有柴油机装置、蒸汽轮机装置、燃气轮机装置、联合装置和原子能装置。

一、柴油机动力装置柴油机动力装置常根据主机功率传递方式的不同，分为直接传动螺旋桨、通过离合器- 减速齿轮机组驱动桨的间接传动和通过发动机、电动机-驱动桨的电力传动，以及不采用桨的喷水推进装置等几种型式。

柴油机的动力装置有如下几个方面的优点：（1）有较高的经济性。

它的油耗率（kg/(Kw*H)）比蒸汽、燃气动力装置低得多，高速柴油机油耗率为0.21~0.245，中速（300~800r/min ）机为0.166~0.190；低速（300r/min 以下）机为0.160！0.176，一般蒸汽轮机装置 油耗率要0.245~0.47。

燃气轮机装置油耗率则更大，为0.27~0.47（kg/(Kw*H)）。

这一优点使柴油机的续航力大大提高，换句话说，一定续航力所需之燃油储带量较少，从而使营运排水量相应增加。

（2）质量轻。

柴油机动力装置中除主机和传动组外，不需要主锅炉、燃烧器以及工质输送管道，所以辅助机械和设备相应较少，布置简单，因此单位质量指标较小。

（3）有良好的机动性，操作简单，启动方便，正倒车迅速。

一般正常启动到全负荷只需10~30 min ，紧急时仅需3~10 min 。

虽然比燃气轮机差些，但它不需像燃气轮机装置那样一套复杂的启动和倒车设备。

柴油机装置停车只需2~5 min ，主机本身停车只要几秒钟即可。

柴油机装置存在如下几个缺点：（1）由于柴油机的尺寸和质量按功率比例增长快，因此单机组功率受到限制，低速柴油机也达6* 410 Kw 左右，中速机2*410Kw 左右，而高速机仅在8* 310 K 或更小，这就限制了它在大功率船上使用的可能性，大功率舰艇常希望有3* 410~3* 510Kw ，故其无法胜任。

（2）柴油机工作中的噪声、振动较大。

（3）中高速柴油机的运动部件磨损较厉害，高速强载柴油机的整机寿命仅1~5 kh 。

第六章柴油机的调速和操纵第一节柴油机的调速柴油机调速装置的作用是通过改变油量调节机构，将柴油机的转速调节到规定的转速范围，并且根据柴油机负载的大小自动调节供油量，使其转速维持在一规定范围内。

一、柴油机调速的必要性船舶柴油机主要用作船舶主机带动螺旋桨和作为船舶副机带动发电机。

船舶推进主机与发电用柴油机的运转条件和要求不同，因而对调速的要求也不同。

1．船舶主机的调速船舶主机(直接驱动螺旋桨)因船舶航速要求而需变转速运转，其工作特性为柴油机推进特性(3cnpe)，它与螺旋桨配合工作特性曲线如图6-1-1所示。

图中曲线Ⅰ为速度特性，Ⅱ为柴油机推进特性。

稳定工作点为B点，柴油机的有效功率与桨的阻力功率相等。

若在外界负荷不变情况下增加喷油泵的供油量，使其速度特性曲线变为Ⅰ´，由图6-1-1可见在油量增加瞬时，柴油机的有效功率大于在原运转点B时桨的阻力功率，柴油机的转速增加。

当达到新的稳定运转点B´时，两者功率重新相等，即柴油机稳定运转在较高的转速下。

反之，若减少供油量，则柴油机在较低的转速下稳定运转。

因此，变更柴油机喷油量可有效地对柴油机进行调速。

若喷油泵的供油量不变而外负荷增加(如海面阻力增加)，使曲线Ⅱ左移至Ⅱ´与曲线Ⅰ交点为C，在曲线Ⅱ变化的瞬时，桨阻力功率大于柴油机有效功率，使柴油机转速降低至cn时两者功率重新平衡而稳定运转。

反之，若外负荷降低，则柴油机在较高的转速下稳定运转。

因此，船舶主机有自动改变转速以适应外界负荷变化的能力。

综上所述，船舶主柴油机有自动调速能力。

若不严格要求转速恒定不变，则不必装调速器。

但为了防止主机运转中断轴、螺旋桨失落或出水等造成柴油机超速飞车，根据我国有关规范规定，船舶主机必须安装可靠的调速器(限速器)，使主机转速不超过115%标定转速。

不装调速器的船舶主机虽然可以稳定运转，但其转速将随外界负荷的变化而变化。

这种变化将对柴油机的可靠性、寿命和经济性带来不良影响。

CDQY2A-----PC2-6型船用主柴油机电气遥控系统说明书河南光彩电器有限公司HENAN GUANGCAI ELECTRIC CO.,LTD地址：河南省安阳市太行路三枪工业园区Add: Sangqiang Industrial Park Taihang Rd.Anyang Henan Province,ChinaTel：+86-0372-******* (office)+86-0372-******* (technical department)Fax: +86-0372-******* (office)+86-0372-******* (technical department)P.C.：455000E-mail：*********************目录1、概述2、功能3、技术规格4、主机及齿轮箱的配合条件5、系统组件6、操纵说明7、操纵程序8、安装调试9、保养10、其他控制对象：主机：陕西柴油机厂PC2-6系列进口调速器柴油机齿轮箱：重庆齿轮箱厂、杭州齿轮箱厂GW系列齿轮箱船东：船厂：船舶用途：产品设计：河南光彩电器有限公司一、概述1. CDQY2A-PC2-6型船用主柴油机电气遥控系统适用于单转向中速机、带倒顺离合器齿轮箱的船舶主推进装置。

船员通过操纵驾驶室的遥控操作器即可直接操纵齿轮箱的脱合排换向和主机的转速调节。

2. 产品特点:本系统为电气混合式,电控部分采用日本OMRON 公司PLC 微机作为主控单元，气控部分采用进口阀件组成。

本系统具有可靠性高、操作方便、维修简便等特点。

3. 主要用途及使用范围本系统主要控制由陕柴PC2-6型船用主机及气控换向齿轮箱组成的主推进系统，可在驾驶室遥控主机调速和齿轮箱换向，也可关闭遥控系统气源，按照主车钟或应急车钟指令直接手操主机调速和齿轮箱机旁换向阀。

4. 型号及含义主机型号 PLC 微机控制 遥控系统 气控 电控 船用5. 环境条件a 、可在0~+55℃范围内正常工作，能在70℃时不失效。