船舶动力装置
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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。
船舶动力装置是指船舶上通过动力设备产生动力,驱动船舶前进、制动、转弯和进行其他动作所使用的系统。
本文将详细介绍船舶动力装置的基本原理和设计要点。
一、船舶动力装置的基本原理船舶动力装置基本包括船舶的动力系统和传动系统。
1.动力系统:船舶动力系统一般由主机、辅机和相应控制系统组成。
主机是船舶动力装置的核心部分,一般由柴油机、蒸汽机或涡轮机组成。
辅机包括发电机、水泵等。
控制系统用于控制和监测主机和辅机的运行,包括控制柜、传感器、显示器等设备。
2.传动系统:船舶传动系统将主机的动力传递给螺旋桨,使船舶能够前进、转向等。
传动系统通常包括轴线、联轴器、变速器、减速器和螺旋桨。
二、船舶动力装置的设计要点船舶动力装置的设计要点涉及到船舶的动力匹配、传动系统的设计和安全性等方面。
1.动力匹配:船舶的动力匹配要求船舶能够满足航行速度的需求,并考虑到船舶的尺寸、船型、载重量、航行条件等因素。
在动力匹配时,需要考虑选取适当的主机和辅机,以及相应的控制系统。
2.传动系统设计:传动系统设计要考虑到传动效率、稳定性和可靠性。
在传动系统设计中,需要确定传动轴线的布置和传动比,选取合适的联轴器和减速器,以及设计螺旋桨的参数。
3.安全性设计:船舶动力装置的安全性设计非常重要,主要涉及到消防、污水处理、废热回收等方面。
安全性设计还应考虑船舶动力装置的可靠性和防故障能力。
4.节能环保设计:在船舶动力装置的设计中,应考虑节能和环保因素。
通过采用先进的动力装置和传动系统,优化设计,可以降低燃油消耗和排放污染物。
5.维护和检修:船舶动力装置的设计还应考虑到维护和检修的便利性。
合理的布置和设计可以提高维修效率和降低维修成本。
三、船舶动力装置的发展趋势随着技术的不断进步,船舶动力装置也在不断发展和创新。
以下是船舶动力装置的发展趋势:1.高效节能:船舶动力装置的发展趋势是朝着高效节能的方向发展。
通过采用先进的燃烧技术、废热回收技术和涡轮增压技术,提高动力装置的热效率和燃油利用率。
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、旅客正常工作与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、柴油机尺寸与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,效率高与可靠性好的优点(结合电力传动分析挖泥船,破冰船)8、中间轴承中间轴承:就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)。
主动力装置船舶主动力装置又称“主机”,它是船舶的心脏,是船舶动力设备中最重要的部分,主机装于机舱,由轮机部负责使用、操纵、保养和维修,主要包括:(1)船舶主机:能够产生船舶推进动力的发动机的一种俗称,包括为主机服务的各种泵和换热器、管系等。
目前商船的主机是以船舶柴油机为主,其次是汽轮机。
(2)传动装置:把主机的功率传递给推进器的设备,除了传递动力,同时还可起减速、减震作用,小船还可利用传动设备来改换推进器的旋转方向。
传动设备因主机型式不同而略有差异,总的来说由减速器、离合器、偶合器、联轴器、推力轴承和船舶轴等组成。
(3)轴系和推进器:船舶推进器中以螺旋桨应用最为广泛,大多采用固定螺距或可调螺距的螺旋桨推进器;船舶轴系是将主机发出的功率传递给螺旋桨的装置。
船舶主机通过传动装置和轴系带动螺旋桨旋转产生推力,克服船体阻力使船舶前进或后退。
大连国产最大船舶主机展示某船主机气缸缸套辅助动力装置船舶辅助动力装置又称“辅机”,是指船上的发电机,它为船舶在正常情况和应急情况提供电能。
由发动机组、配电盘等机电设备构成了船舶电站。
(1)发电机组。
原动力主要是由柴油机提供,基于船舶安全可靠和维护管理简便的考虑,大型的船舶配置有不少于两台同一型号的柴油发电机,根据需要可多部同时发电。
为了节能,航行中,有的船舶可利用主机的传动轴来带动发电机发电(轴带发电机)或利用主排出气的余热产生低压蒸汽来推动汽轮发电机组发电等。
(2)配电盘。
它进行电的分配、控制、输送、变压、变流以保证各电力拖动设备及全船生活、照明、信号及通讯等的需要。
某散货船辅机蒸汽锅炉以柴油机为主机的船上,都需要设有蒸汽锅炉,它由辅助燃油炉和废气锅炉以及为其配套服务的管系、设备所组成。
辅助燃油锅炉是供应船上上些辅助性蒸汽的需要,如加热燃油和滑油、暖气、生活用水、厨房、开水等,并满足一些辅机用蒸汽的需要。
为节能,航行中废气锅炉利用柴油机排气中的余热来产生蒸汽,在停泊时只使用辅助燃油锅炉。
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X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)。
(对)1.气缸套在柴油机上的安装状态是上端固定,下端可以自由膨胀。
(对)2.柴油机气缸套在工作中承受较大的机械应力和热应力、受燃气和冷却水的腐蚀。
(对)3.柴油机中,气缸盖封闭气缸套顶部,与活塞、气缸套共同组成气缸工作空间。
(对)4.柴油机气缸盖螺栓预紧力不足或严重不均会造成缸盖与缸套贴合面发生泄漏。
(错)5.柴油机轴承间隙过大会产生冲击,导致白合金疲劳脱落,因此轴承间隙越小越好。
(对)6.柴油机活塞环气密性好坏与搭口间隙和天地间隙的大小有关。
(错)7.柴油机同一活塞上的一组气环的开口间隙大小要一样。
(对)8.柴油机活塞环刮油环的作用是上行布油,下行刮油,安装时不能装反。
(对)9.柴油机活塞拆出后的清洁工作中,若环槽下平面上存有硬质碳渣不清除,可能会导致活塞环工作中弯曲断裂。
(对)10.柴油机运转中若机油油位逐渐上升,最大的可能是有水漏入曲轴箱。
(错)11.滑油滤器进、出口无压力差表明滤网脏堵严重。
(对)12.决定滑油滤器是否该清洗或更换滤芯的主要依据是滑油进、出滤器的压力差变化。
(对)13.柴油机运转中能表明滑油滤器滤芯破损的现象是滤器进、出口的压力差变小。
(对)14.齿轮泵具有自吸能力,但第一次起动前仍需注油。
(对)15.在拆检齿轮泵时,应仔细检查齿轮、泵体及端盖的工作表面有无擦伤、划痕。
(错)16.齿轮泵虽有自吸能力,但不能空泵起动,因此起动时应先关闭排出阀,在泵内充满油后,再逐步开启排出阀供油。
(对)17.泵吸入空气后,在工作中会产生噪声和振动。
(对)18.吸入阀未开足可能会使离心泵产生汽蚀现象。
(错)19.空压机在运转中,若发现其缺水时,应立即供水,加强冷却。
(对)20.空压机气阀检修后,还需要进行气密性、牢固性和灵活性检查后,才能装机使用。
(对)21.根据《钢质内河船舶建造规范》规定,船舶必须具有转换迅速、可靠和互不影响的一套主操舵装置和一套辅操舵装置,或主操舵装置配备有两套以上的动力设备。
(对)22.内河船舶规定:蓄电池组的容量必须保证主电源失效时,足以向应急动力和照明负载同时供电至少1小时。
(对)23.根据《钢质内河船舶建造规范》规定:采用电动液压舵机时,应设两套电动液压泵组,以备交换使用,两套转换时间不超过10秒;对于急流航段船舶,还应设应急能源。
(错)24.根据《钢质内河船舶建造规范》规定,舵机采用液压或机械操纵方式时,滞舵时间不大于2秒。
(对)25.根据《钢质内河船舶建造规范》规定,用舵轮操纵者,舵轮的空转应不大于半圈,舵角指示误差,电舵角指示器应不大于1°,其它舵角指示器不大于1.5°。
(对)26.根据《钢质内河船舶建造规范》规定,对转舵角度为±35°的舵机,舵从一舷35°转至另一舷30°所需时间,内河非急流航段船舶不超过20秒。
(对)27.电动锚机按驱动轴的布置方式可分为立式和卧式。
(对)28.立式电动起锚,人力起锚应脱开主甲板下面的牙嵌离合器。
(错)29.电动锚机在进行起锚作业时,链轮处啮合器处于脱开状态。
(错)30.三相对称负载不论作星形连接,还是三角形连接,相电流都等于线电流。
(对)31.额定相电压为220V的三相异步电动机,接入线电压为380V的电网,需接成星形运行。
(错)32.在三相电路中,鼠笼式电动机是对称负载,每相绕组的额定电压为220伏,在三相电源线电压为380伏时,电动机应接成三角形。
(对)33.没有剩磁的交流同步发电机起动后不能建立起空载电压。
(对)34.交流同步发电机长期过载会过热。
(错)35.接触器银质主触头烧成凸凹不平,有黑色斑点时应使用细锉刀修平。
(对)36.保护接地是将电气设备在正常情况下不带电的金属壳罩或构架等接地。
(对)37.电气设备的罩壳等与系统的零线连接,即保护接零。
(对)38.电器设备着火,对可能带电的设备要使用CO<下标>2</下标>灭火器进行灭火。
(对)39.船用电气设备必须符合船用环境技术条件。
(C)1.四冲程柴油机的膨胀冲程进行到_____为止。
A.进气阀开B.进气阀关C.排气阀开D.排气阀关(B)2.柴油机进气阀开启的时刻为______。
A.上止点B.上止点前C.上止点后D.下止点前(A)3.柴油机进气阀关闭的时刻为______。
A.下止点后B.下止点前C.下止点D.上止点(A)4.柴油机排气阀开启的时刻为______。
A.下止点前B.下止点后C.下止点D.上止点(A)5.四冲程柴油机一个工作循环中的四个冲程中,对外做功的冲程数有______。
A.一个 B.二个 C.三个 D.四个(C)6.柴油机对外作功的行程是______。
A.进气行程B.压缩行程C.膨胀行程D.排气行程(A)7.四冲程柴油机气阀重叠角位置是在______。
A.上止点前后B.下止点前后C.上止点前D.下止点后(B)8.四冲程柴油机进、排气阀定时规律为______。
A.早开,早关B.早开,晚关C.晚开,早开D.晚开,晚关(A)9.柴油机进气阀开启瞬时,曲柄位置与上止点之间的曲柄夹角称______。
A.进气提前角B.进气持续角C.进气延时角D.气阀重叠角(B)10.四冲程柴油机的排气定时为______。
A.下止点后开,上止点后关B.下止点前开,上止点后关C.下止点后开,上止点前关D.下止点前开,上止点前关(B)11.在柴油机的各种定时中,喷油器开启时刻称为________。
A.配气定时B.喷油定时C.启动定时D.供油定时(D)12.以下关于机座的作用的说法中,不正确的是_____。
A.承受柴油机的全部重量B.安装主轴承C.收集并贮存润滑油D.承受曲轴工作中的扭转应力(B)13.中型柴油机的主轴承安装在_____。
A.机体上B.机座上C.机架上D.油底壳上(D)14.下列______是柴油机的固定部件之一。
A.曲轴B.连杆C.活塞D.机座(B)15.对机座的描述错误的是______。
A.机座是柴油机安装的基础B.机座属固定部件,不易出现故障,所以无需定期检查 C.机座安装在船舶基座上时应保证支承面紧密配合 D.机座密封不良会导致滑油漏入舱底(B)16.柴油机机座的安装要求是______。
A.确保上平面结合紧密、牢固,下平面水平B.确保下平面结合紧密、牢固,上平面水平C.确保上、下平面结合紧密、牢固D.确保上、下平面水平、牢固(B)17.柴油机机座安装的地脚螺栓应确保不少于______。
A.2个B.4个C.6个D.8个(D)18.柴油机机座裂纹的主要原因是由于______。
A.材料的疲劳B.材料缺陷C.安装不良D.材料缺陷、疲劳和安装不良(D)19.机体安装在机座的上平面上,它的作用有______。
①支承气缸组②顶面安装气缸盖③与机座组成曲柄箱A.①B.②C.③D.①②③(A)20.机体在整台柴油机中的位置处于______。
A.机座上B.机架上C.曲柄箱上D.气缸上(B)21.柴油机检修道门通常设在______。
A.气缸盖上B.机体上C.机座上D.油底壳上(D)22.曲轴箱防爆门的作用是________ 。
A.防止曲轴箱爆炸B.爆炸前释放曲轴箱内气体C.检测曲轴箱门漏气D.防止曲轴箱爆炸及爆炸前释放曲轴箱内气体(A)23.冷却水腔盖板内侧设有保护机体和缸套的________ 。
A.防腐锌块B.压力继电器C.水位控制器D.温度传感器(D)24.对机体的检查保养正确的是______。
①保持清洁,以便及时发现是否有裂纹②发现泄漏应及时找出原因并消除③定期打开可供检查的道门检查内部情况A.①B.②C.③D.①②③(C)25.根据我国有关规定,船舶柴油机曲轴箱防爆门的开启压力不大于________ 。
A.0.05MPaB.0.1MPaC.0.02MPaD.0.5MPa(A)26.气缸套置于机体的气缸体孔中,固定的方法是由______。
A.气缸盖压紧固定B.气缸套下方支撑定位C.机座支撑固定D.机架固定(B)27.缸套顶部的垫片起着密封燃烧室的作用,其材质为______。
A.橡胶B.紫铜C.铸铁D.合金(A)28.气缸套下部装有密封橡胶圈,其作用是______。
A.防止冷却水漏入曲柄箱B.防止冷却水漏入燃烧室C.防止润滑油漏入冷却水腔 D.防止燃气泄漏(D)29.关于气缸套冷却的说法中,正确的是______。
A.在缺水过热时不能停车,应尽快注入冷水迅速降温以防损坏B.柴油机冷车起动后应迅速增大负荷,以尽快提高冷却水温到正常范围C.气缸套冷却水温降低有利于减少缸套热应力D.气缸套冷却水进口在冷却水腔的下部,出口则应在上部(C)30.关于四冲程柴油机气缸套功用中不正确的是_____。
A.与气缸盖,活塞组成燃烧室B.承担活塞的侧推力C.开有气口构成扫气通道D.与气缸体形成冷却水通道(D)31.检修气缸套时,缸套下部的密封橡胶圈_____。
A.若长度增加10%,应更换B.若检查有缺陷,应更换C.若发生磨损,应更换D.无论情况如何,应更换(C)32.柴油机气缸套内壁不可能发生的磨损类型是_____。
A.熔着磨损B.磨料磨损C.穴蚀磨损D.腐蚀磨损(B)33.所谓柴油机“拉缸”实质上是一种_____。
A.磨料磨损B.熔着磨损C.腐蚀磨损D.机械磨损(B)34.使用中的气缸套会出现正常的磨损,磨损严重的部位是______。
A.气缸套下部B.气缸套上部C.气缸套中部D.不一定(C)35.活塞环与气缸套的拉缸一般发生在______。
A.柴油机高速运转期间B.柴油机长期低速运转期间C.柴油机运转初期D.柴油机稳定运转较长时间后(B)36.缸套检修时一般是通过_____来检查其磨损状况。
A.肉眼或用放大镜观察B.用量缸表测量缸径C.用塞尺测量活塞与缸套之间的间隙D.测量其压缩压力(B)37.测量气缸套内径的工具是________ 。
A.游标卡尺B.内径百分表C.螺旋测微器D.拐档表(B)38.柴油机上紧单体式气缸盖螺母的顺序要求是_____。
A.按顺时针方向逐个进行B.按对角交叉的顺序进行C.按逆时针方向逐个进行D.上紧的先后顺序不重要(D)39.四冲程柴油机的进、排气管安装在_____。
A.机座上B.机体上C.机架上D.气缸盖上(A)40.承受柴油机热负荷的部件是_____。
A.气缸盖B.主轴承C.曲轴D.飞轮(D)41.拆装气缸盖时应注意的事项是______。
①移走气缸盖之前一定要确认与之连接的附件已全部拆除②安装气缸盖紧固螺帽时不能弄乱,需按照做好的记号上③上紧螺帽时从中间往两边对角分次进行A.①B.②C.③D.①②③(D)42.运转中的柴油机,对气缸盖的管理和维护要点中不正确的是______。
A.如发现气阀有敲击声,应首先检查气阀间隙B.气缸盖上的运动部件需定时人工加油润滑C.如刚检修拆装过的气缸盖接合面漏气,可适当上紧紧固螺帽D.如轻微上紧无效,继续上紧直到消除漏气现象(C)43.缸盖检修时应着重检查_____是否出现裂纹。