船舶动力装置概论第九次课

轮机概论前言本书主要根据航海类专业教学指导委员会制定的海洋船舶驾驶专业《轮机概论》课程教学计划规定的内容编写的。

全书共分七章，分别简要讲述了轮机管理及热工基本知识；船舶柴油机动力装置；船舶推进装置；船舶辅助设备；船舶甲板机械；船舶通用系统；船舶电器设备概述。

目前驾驶员在船上的职责范围在不断扩大，其知识结构也要进行相应调整，使其适应新的船舶管理模式。

在轮机方面，要求驾驶员能熟练操作的机械设备除甲板机械外，还包括主柴油机；救生艇机；压载泵；应急消防泵；减摇和侧推装置；甲板空压机和油船专用系统等。

本书简要介绍了以上各种设备的结构和工作原理，同时还介绍了设备的管理和使用方面的知识。

力求理论结合实际，使本书成为驾驶员必备的工具书。

本书还可作为航海院校其他与船舶有关的陆上专业的选修教材和参考书。

本书第一章由吴桂涛博士编写；第二章由朱峰轮机长编写；第三章由迟华方轮机长编写；第四章由边克勤轮机长编写；第六章由张兴彪轮机长编写；第五章和第七章由吴晓光轮机长编写；本书由吴晓光和吴桂涛主编。

编者2007年5月第1章轮机管理基础1.1 轮机概述1.2 热工基础知识第2章船舶柴油机动力装置2.1 柴油机工作原理2.2 柴油机基本结构和实例2.3 柴油机的工作系统2.4 柴油机的操纵系统2.5 柴油机的运转特性2.6 柴油机的主要工作指标2.7 柴油机运行管理（主要的维修工作；正常操作管理）第3章船舶推进装置3.1 船舶推进装置的传动方式3.2 轴系的组成3.3 螺旋桨及螺旋桨特性3.4 可调螺距螺旋桨第4章船舶辅助设备4.1 船用泵4.2 液压泵和液压马达4.3 船舶海水淡化装置4.4 船舶制冷与空调装置4.5 活塞式空气压缩机4.6 船舶辅锅炉第5章船舶甲板机械5.1 船舶起货机5.2 液压舵机5.3 液压锚机和系缆机船舶减摇鳍5.4 船舶减摇鳍5.5船舶侧推装置第6章船舶通用系统6.1 舱底水系统6.2 压载系统6.3 日用水系统6.4 油船专用系统第7章船舶电气概述7.1 船舶电力系统7.2 轴带发电机7.3 船舶电气安全管理第1章 轮机管理基础1.1 轮机概述随着国际贸易的发展和造船技术的不断提高，以及机电设备和装卸机械的日渐改进，当前世界海上运输船正向大型化、专业化和自动化的方向发展，对船员的素质要求也越来越高。

江苏海事职业技术学院《船舶动力装置》课程标准【课程名称】船舶动力装置【适用专业】轮机工程技术专业（船舶动力机械与装置方向）、船舶工程技术（船机工程方向）、船机制造与维修等专业。

1、课程性质《船舶动力装置》是轮机工程技术专业（船舶动力机械与装置方向）的主要专业必修课程之一。

通过本门课程的学习，使学生对船舶推进系统、轴系、传动设备、船舶动力管路、船舶系统、船、机、桨工况配合，机舱布置与规划等有较为系统的认识，使学生初步掌握船舶动力装置类型、组成结构、工作原理和性能特点，为今后从事的船舶动力装置的设计制造、使用维护与管理打下良好的基础。

2、课程设计思路该课程以科学发展观为指导，以就业为导向，能力为本位，岗位需要和职业标准为依据进行课程总体设计。

课程的学习情境根据高职高专学生的认知规律和目前用人单位对于用人需求和适任要求，贯彻“以职业素质为基础，以适岗能力为本位”的教育教学指导思想，将课程教学内容分解为船舶动力装置概论、船舶轴系、推进装置的传动设备、船舶动力管路、船舶系统、推进装置特性与配合、船舶动力装置设计等几大知识模块，每一模块又分成若干学习情境；使学生在学习过程中逐步掌握船舶动力装置方面的专业技能。

在实践中培养与人合作、团队协作、沟通协调能力；自主学习能力；组织与管理能力。

3、课程培养目标课程的目标通过本课程的学习与实训，使学生比较牢固地掌握船舶动力装置结构原理,具有船舶动力装置基本设计、制造、安装和检修的基本能力，并紧紧围绕“双证书”培养目标和就业岗位的职业能力要求，达到中级轮机安装工、修理工的能力要求，为将来从事轮机工程专业的工程技术工作和管理工作打下坚实的基础，并对学生进行创新与综合能力的培育。

3．1知识（1）具备船舶动力装置的组成和类型、基本性能指标和船舶动力装置的要求等基本常识；（2）具备船舶轴系布置与设计的知识；（3）具备船舶推进装置的传动设备的知识；（4）具备船舶动力管路的知识；（5）具备船舶系统的知识；（6）具备船、机、桨工况配合的知识；（7）具备机舱规划与设备布置的知识。

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。

第一章1、船舶动力装置定义：将燃料化学能转化为热能、机械能是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、设备和系统总和体。

2、就打性能指标：排水量容积航速续航力自给力生命力机动性隐蔽性耐波性3、对动力装置的要求：功率足够大质量轻尺寸小经济性好，耗油率低机动性好，4、动力装置性能指标：1 技术指标功率指标重量指标尺寸指标2 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率动力装置有效热效率动力装置的建造运转及维修经济性3 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动力装置的类型及特点1 柴油机优经济性高（耗油率低）燃大于蒸大于柴重量轻机动性好缺单机功率低工作震动噪声大大修期限短低速工作区稳定性差滑油耗油率高2 汽轮机优单机功率大振动噪声小大修期限长可用劣质油华油耗油率低本身结构简单维修方便缺动力装置复杂燃油耗油率大效率低机动性差3 燃气轮机优单机功率大机动性好缺本身不能反转进出口噪声大叶片造价高，可靠性差耗油高机舱布置困难4 联合优保证足够大功率下尺寸重量小操纵方便备车迅速机动性好加速迅速两机组公用一个减速齿轮具有多机组并车的可靠性缺舰上和基地需准备两种不同机型的备件5 核优功率大不消耗空气而获得能量缺重量尺寸大操纵管理监测系统复杂造价昂贵第二章1 柴油机的组成固定机件（机座机体主轴承气缸套气缸盖）气缸盖（密封气缸，与活塞和汽缸套一起组成燃烧室）运动机件（曲柄连杆机构（活塞组、连杆组、曲轴）活塞组（活塞销，活塞环，衬套，活塞销盖）活塞分非冷却式（整体铝）和冷却式（组合式水冷、组合式油冷）活塞环（密封气缸、导热、调节润滑油量）配气机构（气阀机构，凸轮轴，传动装置）燃油系统辅助机件还有润滑冷却启动和控制等系统2上止点：活塞距离曲轴中心最远的位置称为活塞的上止点进气压缩燃烧膨胀排气（气阀早开晚关）4 二冲程一活塞从下止点向上止点运动，清除废弃，压缩新鲜空气二活塞从上止点向下止点运动，燃烧的燃油推动活塞向下运动作功优功率大扭矩的均匀性好缺扫气时间短各部件温度高5 二冲程柴油机的形式：气孔式直流换气横流换气回流换气6 提高柴油机功率的有效方法是增加进气缸的空气量和燃料7增压柴油机分机械传动的增压机（增压器叶轮通过传动齿轮由曲轴带动）废气涡轮增压机（增压叶轮直接有废气涡轮驱动，与曲轴没有机械联系）8多缸柴油机四冲程柴油机每个工作循环中，只有燃烧膨胀冲程才作功，其他冲程消耗功，造成转速不均匀，达不到匀速运转的要求，又使各运动零件工作过程受到冲击，造成磨损或损毁，故用曲轴上安装飞轮和采用多缸来增加柴油机运转均匀性（发火间隔θ=720/I i为汽缸数）9 柴油机分类结构特点筒形活塞柴油机（结构简单，气缸与缸套磨损较大十字头活塞柴油机（磨损小，不易卡死，寿命长，防止燃油进入曲轴箱汽缸数气缸布置单缸机多缸机用途固定式移动式10 柴油机技术指标动力性指标有效功率标定功率平均有效压力转速和活塞平均速度经济指标燃油耗油率华油耗油率重量和外形尺寸指标（评价柴油机结构紧凑性和金属材料利用率的指标）第三章1、燃气轮机（压气机，燃烧室，燃气涡轮）2、简单开始循环：等熵压缩、等压加热、等熵膨胀、等压放热3、热力性能指标循环比功1kg工质流量完成一个热力循环后向外界输出的功4、温比相同时，压比由小增大循环热效率和循环比功都有一个极大值温比增大效率和比功都显著提高5、改善循环途径提高循环热效率回热循环（利用动力涡轮的排气去加热流出压气机的高压气体，使空气进入燃烧室之前从排气中回收一部分热量）利用排气余热的燃气蒸汽联合循环提高循环比功中间冷却循环再热循环6压气机基元级：视级内的流动为一元流动，就可以用压气机级通流部分平均半径rm,高度为dr 的级流动工作过程来代替整个级的工作过程基元级反动度：动叶栅中增压占整个基元级中增压的比率ρ=动叶栅实际耗功Wb/输入级喘振：当流量减少而轮周转速不变时，出现正冲角，i＞0，当气流正冲角大于某个临界值时，就会迫使气流在叶栅中产生强烈的旋转失速，当再增大气流正攻角时，旋转时速加剧，造成前面级和中间级怎呀能力下降，而造成后面几的堵塞，而后面级的堵塞又会造成前面级的分离更加严重，从而导致喘振，现象：压气机的流量和压力产生大幅度，低频率，周期性波动，并伴随有空气倒流回大气和风啸般的喘吼声，甚至叶片断裂。

轮机概论课程教学大纲-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN“轮机概论”课程教学大纲一、课程教学大纲基本信息二、课程性质、任务与目的及基本要求课程性质：《轮机概论》是航海技术专业的必修课程。

学生通过学习《轮机概论》，可以更好地了解船舶轮机设备的基本知识，科学地操纵使用船舶设备，确保船舶设备的正常使用，保证船舶的正常营运意义重大。

任务与目的：本课程是为航海技术专业的学生了解船舶机械设备的类型、工作原理、作用和基本使用特点，为提高学生全面素质，增强适应职业的能力和继续学习的能力打下一定的基础。

基本要求:1.了解轮机管理基础知识；2.熟悉船舶柴油机动力装置的基本结构和工作原理、主要系统和工作特性及运行管理要求；了解船舶推进装置的传动方式、轴系的组成；3.了解船用泵、液压马达、海水淡化装置、活塞式空气压缩机、船舶辅锅炉、制冷与空调装置的基本原理；4.掌握各种甲板机械工作原理；船舶系统的种类、组成、工作原理及管理使用要求；5.了解船舶电气的基础知识。

三、教学内容及要求第一章轮机管理基础【目的要求】1．了解轮机的基本知识；2．掌握热力状态参数；3．理解热与功的定义，水蒸汽的性质和湿空气的性质，传热的三种基本方式。

【主要内容】1．轮机的含义，轮机装置的基本组成；2. 热力状态参数；3．热与功、水蒸汽与湿空气、传热的三种基本方式。

重点：船舶动力装置的组成；热力状态参数。

难点：水蒸汽与湿空气。

第二章船舶柴油机动力装置【目的要求】1．了解柴油机的工作原理、基本结构、工作系统和操纵系统；2．理解柴油机的运转特性及主要工作指标，了解主机在各种航行条件下操纵要领；3．掌握柴油机的运行管理。

【主要内容】1．柴油机的工作原理和基本结构；2.柴油机的运转特性及主要工作指标；3．柴油机的工作系统；4．柴油机的运行管理。

重点：柴油机的工作原理、基本结构、工作系统和运行管理。

难点：柴油机的运转特性和在各种航行条件下的操纵。