可变螺距螺旋桨

关于可调螺距螺旋桨测速的介绍可调螺距螺旋桨作为一种比较先进的推进装置，现在已经得到越来越多的应用。

为了了解其性能，需在船舶建造完工后的航海试验中进行速度测试，文章介绍了此种桨的特点，并结合实船介绍了其测速的过程及注意事项。

标签：可调螺距螺旋桨；优点；运行模式；轴带发电机；航海试验；测速可调螺距螺旋桨（CPP）简称调距桨，可根据船舶装载状况来调节螺距，充分发挥出主机的功率，从而提高推进效率。

船倒退时不改变主机旋转方向，可通过调整螺旋桨的螺距来实现，而螺距是通过机械或液力操纵桨毂中的机构转动各桨叶来调节的。

调距桨对于桨叶负荷变化的适应性较好，在拖船和渔船上应用较多。

但调距桨的毂径比普通螺旋桨的大得多，叶根的截面厚而窄，在正常操作条件下，其效率要比普通螺旋桨低。

可调螺距螺旋桨与定距桨相比具有以下优点：（1）调距桨能够在不改变螺旋桨和主机转向的情况下，仅用改变螺距的方法得到从最大正值到最大负值的各种推力值，既可以省去换向装置，又可缩短船舶换向航行的时间。

（2）对于多工况船舶，可以在不同航行工况下充分吸收主机的功率，若螺旋桨与主机处于联合控制模式下即同时改变主机转速和螺距比并使之匹配适当，可以使船舶在单位时间内消耗的燃料最少。

（3）可以使船舶微速稳定航行，主机保持在高转速时也可通过降低螺距以获得极慢的航速，完全不受主机最低稳定转速的限制。

这在船舶航行中的操纵避碰方面是一个极大的优势。

（4）改善船舶操纵性能。

（5）有利于主机驱动辅助负荷（轴带发电机等）。

（6）延长了发动机的寿命。

（7）便于实现遥控。

由于可调螺距螺旋桨适合多工况船舶，所以我厂某特种船采用了调距桨，此船双机双桨，每台主机最大转速为1600rpm，每台最大输出功率为1500kW，螺旋桨直径D为2600mm，设计吃水为4.6米。

表1表2此船的调距桨具有两种运行模式，一是恒定转速模式，具体参数见表1，顾名思义，恒定转速模式就是把主机及螺旋桨的转速固定住（主机和螺旋桨通过变速箱实现转速变化，转速比是一定的），通过调节调距桨螺距来改变船的航速及主机功率。

可调螺距螺旋桨的工作原理1. 引言说到螺旋桨，大家脑海中肯定会浮现出那种在水面上扑腾的景象，或者在空中“呼呼”作响的飞机翅膀。

但你知道吗，螺旋桨可不是一成不变的，有一种叫做可调螺距螺旋桨的神奇玩意儿，能根据需要调整角度，简直就像是为飞行器量身定做的！想象一下，如果我们的人生也能像它一样，根据不同的情况来调整，那生活可真是“风调雨顺”了。

2. 可调螺距螺旋桨的基础知识2.1 什么是可调螺距螺旋桨？可调螺距螺旋桨听起来高大上，但其实它就是一种可以调节叶片角度的螺旋桨。

就像调音一样，可以让你的“乐器”在不同的情况下奏出最动听的旋律。

比如，当飞机起飞时，叶片的角度可以调整得更大，帮助它快速升空；而在巡航时，则可以调整得更小，以提高燃油效率，真是聪明得让人想为它点赞！2.2 它是如何工作的？那么，这种螺旋桨到底是怎么工作的呢？其实，它的原理就像是我们在厨房里煮汤的时候，调节火力大小。

可调螺距螺旋桨通过一个复杂的机械装置来改变叶片的角度。

通常，这些叶片是通过液压或者电动系统来调整的。

想象一下，一个小小的控制杆，轻轻一动，螺旋桨的叶片就像变魔术一样，悄悄地换了姿势，瞬间让飞机或者船只的表现大不同，简直就像“变脸”一样精彩！3. 可调螺距螺旋桨的优势3.1 提高效率首先，让我们聊聊它的效率。

这种螺旋桨能根据不同的飞行阶段来调整角度，最大限度地利用发动机的动力，减少不必要的浪费。

你可以把它想象成一个勤俭持家的家庭主妇，懂得如何在各种情况下省钱省力。

比如说，当我们在平稳飞行时，调整叶片角度可以节省燃油，这在长途飞行中，简直就像是“锦上添花”。

3.2 增强操控性其次，操控性也是它的一大亮点。

当你在空中飞行，遇到突发情况时，这种螺旋桨的灵活性可大大提高飞行器的反应速度。

比如，飞行员可以快速调整叶片角度来应对风的变化，像是在海面上划船，风向一变，划水的角度也得立马跟着调。

这种即时的调整让飞行变得更加安全，让我们在蓝天白云间翱翔时，也能更加安心。

某轮可变螺距桨故障分析及修复、改进措施作者：辛悦严雄伟来源：《珠江水运》2014年第03期摘要：本文通过对某轮可变螺距桨故障分析及修复过程，提出相应的改进措施。

关键词：可变螺距桨故障修复某轮，1996年德国建造，是一艘航行于烟台至韩国仁川的客箱船，推进系统为2台MAK 6M601C中速柴油机，功率7500×2KW，经减速齿轮箱单轴输出动力，可变螺距单桨型号：PCV 400， 125转/分，单舵。

1.故障现象该轮133398航次，由烟台港驶往韩国仁川港的航行途中， CPP循环油柜低位报警，检查尾轴滑油高置油箱，发现油位在上涨，紧急向CPP油柜补油后，转至机旁应急手操，对CPP 操纵性能测试，发现螺旋桨螺距只能正向变大，不能回零，也无法反向变小，致使船舶暂不能变速航行。

CPP油柜的油位一直在不断减少，同时尾轴高置油箱油大量油溢出，遂确定并通知驾驶台CPP故障，无法操控CPP来控制船舶实现正常航行。

经公司、租家等多方协调，船舶由三艘拖轮协助拖带进港靠泊，然后进坞紧急修理。

2.可变螺距螺旋桨的控制原理及结构介绍可变螺距螺旋浆的可变螺距控制原理。

可变螺距螺旋桨（CPP）在桨毂部分采用特殊设计，由液压油驱动桨毂内油缸的活塞移动，活塞杆上的滑块通过偏心装置使浆叶转动，而改变螺距的。

桨毂内的主要部件有：活塞（活塞杆与活塞造成一体的T型）、滑块（装在活塞杆上）、浆叶转轴，中间法兰以及油管、各种密封等等（见浆毂图）。

油缸设计在浆毂后部，内部的活塞将油缸分成正车（K腔）、倒车（O腔）两个油腔，它和活塞，活塞杆密封等，是使CCP桨叶转动的动力部分，前部是活塞杆上的滑块、使浆叶转动的偏心装置、浆叶转轴等，是CPP的执行部分。

根据驾驶台指令加螺距或减螺距时，50～60bar的液压油被引入油缸的K腔或腔O，活塞在油压差的作用下，向左、或右移动，带动固定在活塞杆上的滑块一起移动，滑块和浆叶转轴是偏心连接的（见桨毂图），进而使浆叶转动，从而改变浆叶的螺矩角。

工作实际，总结出了双车可变螺距螺旋桨导流罩的优点，该种类型的螺旋桨能够改善螺旋桨来流，提高推进效率，改善船舶的机动性和增加航行及靠泊作业的安全性，并且能够减少螺旋桨被外来物绞缠的几率，还能够增加船舶的保向行，同时降低了噪音。

关键词：双车船 螺旋桨 导流罩 优点1.引言随着造船业的发展，人们一直在摸索一种更合理、更节能、更高效、能够产生更大推力的推进器方式，并且一直在不断的改进。

然而，大推力推进器势必会在航行中伴生强烈的尾流场，过强的尾流会显著增加燃油的消耗量，降低船舶运营的经济性。

船艉螺旋桨导流罩就是能够改善螺旋桨的来流提高了船舶推进效率的一种推进方式，这种推进方式经过无数次的论证后已被越来越广泛的应用。

螺旋桨导流罩不但改善了船舶的机动性，而且增加了安全性，便于安装和拆卸。

早在1995年德国，在德国波茨坦SVA船模试验所的研究和帮助下，Schottle公司在7000GRT “世纪号”的螺旋桨上安装了导流罩，并行了水池和空泡实验，试验表明表明该船采用双桨导流罩式推进系统，航速可提高0.5节，或者在同一航速下，燃油可节省10%。

船舶导流罩安装在螺旋桨轴中心线上，罩径为浆径的1.1-1.3倍，罩长为其直径的2.5-3.5倍。

螺旋桨导流筒体的导流作用将水流导向后方，大大提高了螺旋桨动力的利用率，降低了运行成本。

可变螺距的增设使得导流罩还能够减少了螺旋桨被外来物的绞缠的几率，而且增加了船舶的保向性，降低了噪音。

2.双车可变螺距螺旋桨导流罩的优点分析2.1防止外来物绞缠螺旋桨一般情况下，三用工作船的螺旋桨都是采用双车外旋，采用这种推进方式虽然能够在表层水面上产生向外的推力避免吸入异物，但是，在两个螺旋桨中间就会产生一个向上的强大的吸力，尤其是在水深超过尾轴（螺旋桨中线以下）时。

目前一般船上的外输管线接头都在船尾两舷，靠近螺旋桨的位置附近，在给平台供油、供水时大多数平台的加水管和加油软管上都没有增设浮具，管线稍长一点就会沉入水下，也属正常现象。

CPC-95型可变螺距桨的故障分析与诊断广州打捞局佘朝富CPC-95 型可变螺距桨是日本KAMOME PROPELLER CO.,LTD.公司的产品，目前救捞系统6000马力的拖轮“德平”“德安”“德顺”“德利”均装配这种型号的变距桨。

笔者根据自身的经历，在此谈一下对这一系统装置的认识，但愿能给众多的同行在日常管理中提供一点参考。

一．系统结构及工作原理CPC-95型可变螺距桨是一种比较老式的变距桨，整个系统由螺旋桨、艉轴、分油轴、动力油缸、油泵及控制部分组成。

它的动力油缸设在艉轴前端（即机舱），通过一条推杆与桨毂中的十字头相连；这种桨毂结构比较简单，内部各运动部件采用润滑脂润滑；动力油缸活塞前端装有一个反馈环，反馈环与螺距角发讯器连接；分油轴设在动力油缸与中间轴之间。

当需要改变螺距时，只要输出一个螺距角指令，对应的电磁阀打开，液压油经分油轴进入动力油缸，油缸中的活塞带动推杆和桨毂中的十字头、滑块，驱动桨叶转动，从而改变螺距角。

实际螺距角度通过螺距角发讯器反馈到驾驶台控制系统，当这一反馈值与输出指令相对应时，电磁阀关闭，液压油将动力活塞锁定某一位置，螺距角保持不变。

二．系统故障及其诊断和处理本人先后在“德顺”“德利”这两条船担任过轮机长，根据本人的认识，这种型号的变距桨主要存在两方面的故障，第一是设备缺陷产生的故障；第二是失修或加油方法不当引起的故障。

先谈第一方面——缺陷故障：这种故障发生在两个部位部件，第一个是系统的两个液控单向阀，这两个阀装在动力油缸的法兰缘边上，介于两法兰连接螺栓之间。

这两个阀的缺陷是没有固定的机构，它的固定是靠阀体上的三道O形胶圈与阀座产生的摩擦力来实现的，一旦胶圈老化，弹性减弱或系统液压油工作压力升高时，都会将此阀推出，离开阀座，导致系统大量液压油泄漏，系统瘫痪。

这种事故在“德顺”“德利”两条船都发生过。

解决的办法是旋开阀座上靠外缘的内六角闷塞（这种闷塞共两个，它的作用是封闭加工油道形成的两个加工孔），分别测量出单向阀阀体油孔的直径和阀座上的加工孔直径，然后用钢材加工一个阶梯形的定位销，装上定位单向阀阀座胶圈闷塞加工定位销销后形成右图的结构。

可调螺距螺旋桨CPP ---之生产商篇可调螺距螺旋桨CPP（Controllable Pitch Propeller)，一般称为可调桨或调距桨，此称呼是相对于定距桨FPP（Fixde Pitch Propeller）而言的，在推进器中属于高端产品，性能好，价格高。

可调桨技术来源于国外，世界知名的推进器制造商有：瑞典的卡梅瓦(KAMEWA)、芬兰的瓦锡兰（WASILTA）、德国的肖特尔（SCHOTTEL）、挪威的博格（BERG）。

卡梅瓦的调距桨技术全世界首屈一指，“Aquamaster”是其旗下世界知名的全回转舵桨品牌，现在卡梅瓦被英国罗尔斯-罗伊斯（Rolls-Royce）兼并，但是人们一直对“卡梅瓦”津津乐道，当初卡梅瓦是世界上生产调距桨最大的公司，根据生产卡普兰水轮机的经验，该公司从1937年即生产出第一台船用调距桨，全球多家公司均引进卡梅瓦专利进行生产，如日本三菱公司、美国伯德.约翰逊公司等。

肖特尔的产品有可调桨、侧向推进器、舵桨、喷水推进器等，其SRP舵桨是世界第一品牌。

瓦锡兰不但生产推进器，还是世界上最著名的柴油机制造商，兼并了荷兰的列泼斯（LIPS）推进器，列泼斯是专门生产推进器的厂商，创立于1928年，是世界上从事调距桨生产较早的公司之一，在日本、法国、美国、意大利、西班牙、加拿大等地均有该公司子公司或制造商，其产品涵盖侧推、调距桨、定距桨、舵桨、喷水推进器等，并入瓦锡兰后其推进器品牌仍为LIPS。

国内从事可调桨生产的公司数量很少，整体技术实力不强，均处于起步、探索之阶段。

国内70年代引进了瑞典卡梅瓦和德国肖特尔的技术，以上海704船舶研究所为设计单位，苏州船用机械厂和武汉船用机械厂（即编号461厂）为生产单位，三家单位均有卡梅瓦和肖特尔的整套图纸，是国内最早从事可调桨设计、生产的单位。

但是早期无论704所还是苏船和461厂均是国企的性质，企业的发展没有竞争机制，满足于现状，不求进取，对技术不够重视，推进器技术的发展与国家重金引进的投入不成正比，导致国内推进器技术一直比较落后，大量船舶所需推进器仍然严重依赖进口。

一、可调螺距螺旋桨的应用船舶用可调螺距螺旋桨是利用在桨榖内部的操纵机构来转动桨叶，进而改变桨叶的螺距角。

在不改变桨轴的转速以及转向的情况下，使船舶推进的推力大小和方向得以变化，以适应舰船前进、后退、加减速等航行及机动要求。

比起定距桨而言，可调螺距螺旋桨可以在不同工况下充分利用主机功率及转速，发挥桨的最大性能，使船舶能够最大程度兼顾经济性、机动性以及快速性要求。

现已广泛用于各类舰艇、公务船、拖轮、渔船、科考船、海洋调查船、破冰船、散货船、滚装船、渡轮、工程船、石油平台船等。

二、可调螺距螺旋桨装置主要组成和工作原理可调螺距螺旋桨装置主要由桨叶、桨榖、液压装置、配油器及油管、电控设备等组成。

①推进器（桨叶+桨毂）②配油器③液压系统④电控系统（操纵手柄由监控系统提供）我们操作电控设备的手柄或按钮，通过液压装置中的电磁换向阀，将正/倒车液压油通过轴系内双油管注入在桨榖内部油缸的正/倒车腔，推动活塞正或倒往复移动时通过曲柄滑块机构驱动桨叶在一定范围内转动，而形成不同的正负螺距角。

桨叶改变的螺距角又通过内油管传递到配油器的连杆机构，指示出当前螺距角，并反馈回电控设备，进一步形成闭环控制。

调距桨的工作原理可参见下图可调螺距螺旋桨的操纵通常分为本地操纵和远程操纵，远程操纵是在船舶的集控室以及驾驶室进行。

在本地操纵下，船员在船舶的机舱里通过按钮和观察螺距表读数，按动“正车”按钮或“倒车”按钮将可调螺距螺旋桨的螺距角调整到所需要的螺距角。

在远程操纵时，船员在集控室或驾驶室里推拉螺距操纵手柄，可以使可调螺距螺旋桨的螺距角自动跟踪到相对应手柄位置的螺距角。

操纵手柄是在试航时通过机桨匹配得到的手柄位置、主机工况、螺距角三者最优对应，使用时也可以用作手柄位置与螺距角两者对应。

当电控和液压系统全部损坏时，还备有一套独立的手动应急机械装置可使桨叶调整到正车位置做定距桨的应急措施。

三、可调螺距螺旋桨的一般维护保养（具体按提供的相关手册或使用说明书提供的型号以及指标）日常维护保养工作和计划a)每周检查油箱和重力油箱油位；b)每周检查高压软管及管路连接；c)每周启动主泵；d)第一次运转500h 以后和每一次更换新油经过液压系统清洗后，均需要更换滤器滤芯；e)每周检查各截至阀位置是否正确；f)半年化验油样一次；g)每年检查一次溢流阀、调速阀、电磁阀的工作性能；h)每年检查一次压力继电器、液位继电器工作性能；i)每年检查一次手摇泵（抽油泵）工作性能；j)根据需要每年更换一个桨叶密封圈。

可变螺距螺旋桨一、概述船舶推进螺旋桨的早期是桨壳与桨叶铸成同一整体，螺旋桨的螺距角是固定不变的。

1908年SEFELE公司研究并制造了首台可变螺距螺旋桨，它的桨叶与桨壳分开制造，桨叶用螺钉安装到桨壳上并能在桨壳上旋转。

这就是今天我们使用的可变螺距螺旋桨，简称变距桨，又称调距桨。

可变螺距螺旋桨的优良性能早在20世纪初就被人们所认识，但由于当时的生产和科学技术水平的限制，并没有得到推广应用，直到上个世纪70年代中期才得到迅速发展。

现在，从特种船舶、军用舰艇到一般的远洋货轮，从中、小功率到几万千瓦大功率的变距桨都已见使用，今后变距桨必须还会获得更大的发展。

(下图)为变距桨装置在船舶中的配置情况示意图。

与普通定距桨相比，变距桨的主要优点可归纳如下：1.可简化主机乃至整个动力装置的结构。

采用变距桨的柴油主机可以省去一套倒车机构，或者使汽轮机主机省去倒车级，且可提高倒车的功率。

此外，由于变距桨为主机的恒速运转提供了条件，所以可用主机来直接驱动发电机，因而可以省掉发电柴油机。

2.提高了主机和尾轴管轴承的使用寿命。

据测算，通常柴油机每起动一次的汽缸磨损量相当于额定功率下工作8小时的磨损量。

而采用变距桨的主机，其起动次数只有原来的几十分之一。

就尾轴管轴来说，变距桨经定距桨重量大，且力臂长，因此，承受负荷较大。

但是实践表明，变距桨的尾轴管轴承却更为经久耐用。

这是因为轴承中加剧磨损的主要原因在于油膜的状态，是否出现干摩擦或半干摩擦。

在定距桨的船舶上，由于经常地起动、换向、停车，因而经常地对油膜起破坏作用。

3.改善了船舶的操纵性能。

有利于实现驾驶自动化。

由于液压传动技术的运用，使变距桨易于实现遥控，如需改变航速，只需要通过遥控装置来改变螺距角，便可实现从零到最大航速之间的无级调速，并在主机不停车亦无需换向的情况下，可以很容易地实现倒航。

这一性能，为提高船舶的自动化程度和实现无人机舱提供了极为有利的条件。

4.提高了船舶的机动性。