第五章 船舶动力装置的工况配合特性及管理

为了适应船舶实际营运的需求，船舶经常要航行在各种工况下：如：不同的吃水、多种气象条件、窄航道或浅水区、船舶污底及拖曳航行等；多种机动航行状态下：如：起航加速状态、倒航状态和转向状态等。

轮机人员应很好地掌握船舶推进装置在各种航行条件下的运转情况，以便正确地进行操纵和实施管理。

以直接传动方式的推进装置为例进行讨论：.分析工况配合特性所采用的方法。

在同一坐标系里画出螺旋桨（也代表船）和主机各自的功率——转速（或扭矩——转速）特性线，主机的特性线代表推进装置的驱动特性，而螺旋桨特性线代表推进装置的负荷特性。

.两曲线的交点符合能量守恒定律，推进装置可在此点稳定工作。

可将船舶航行分成两个不同阶段：即船舶正常（定速）航行工况；船舶机动（过渡）航行工况。

商船95％以上的时间航行于正常航行工况，船舶的航行条件（船舶阻力和主机工况）相对稳定，船舶的机桨配合点不发生大的变化。

机动工况下航行条件一直处于变化中，船舶的机桨配合点也一直变化。

一、船舶污底和装载量改变时的工况配合特性1.船舶吃水改变时的工况配合特点，船舶的营运特点船舶的装载经常变化，吃水也经常发生相应的变化，船舶航行时的阻力发生变化。

当船舶吃水增大时，船舶航行阻力增大、进程减小、航速将减慢、桨进程比减小、所需转矩增加、特性线变陡。

如为保持转速而加大油门,导致主机超负荷运转。

一般情况下：船舶主机大都装有全制式调速器，当船舶阻力增大时，将自动加大油门，以保持设定转速。

.因此，当装载量增大时，应将负荷限制适当调小。

当装载量减少时，变化的情况恰恰相反，进程比λ增大，桨特性线变平坦。

对装有全制式调速器的主机，应将转速限制适当调小。

2.船舶污底船舶水下部分表面附着海生物以及发生锈蚀船舶污底。

船舶发生污底后将使船体阻力增加，其对机、桨配合的影响同装载量增多的情况的相同。

图5-2-19二、船舶在不同气象条件下和不同航区中航行时的工况配合特性及管理要点大风浪天气航行条件下的工况配合特点：逆风航行时，风力会使船舶的空气阻力增加，顺风航行时则相反。

武汉理工大学2007年1月7日星期日船舶推进装置的特性与配合武汉理工大学能源与动力工程学院主讲：周瑞平樊红胡义1.1功率传递过程2007年1月7日星期日1.3.1frictional resistanceFRAFig. 2: Total ship towing resistance RT = RF + RW + RE + RAPower and speed relationship for a 600 TEU container shipA R与船体线型与航行情况(装载、拖带、污底桨旋转时，叶梢顶尖划出的圆叫叶梢圆，叶梢圆的直径叫桨径1.3.2桨的特性2007年1月7日星期日1.3.2桨的特性2007年1月7日星期日1.3.2桨的特性2007年1月7日星期日1.3.3柴油机的特性柴油机的工况 发电机工况：调速器控制使n恒定（如电 力传动主机和发电副机） 螺旋桨工况：直接驱动桨的主机稳定工况 下，主机发出功率等于桨吸收功率 其它工况：功率与转速没有一定的关系， 功率由阻力决定。

（如驱动调距桨的主 机，驱动应急救火泵或应急空压机的柴油 机，变工况主机）2007年1月7日星期日1.3.3柴油机的特性柴油机的特性可认为，保持喷油量不变,柴 油机在不同转速时，平均有 效压力为常数。

故有P随供油量增加而增 大；供油量一定，P∝n2007年1月7日星期日柴油机试验台上测定，将喷油量调节机构固定在某一位 置，改变负荷，使转速变换。

全负荷速度特性：标定转速发出标定功率的供油位置，标 准试验环境（大气压p0=100kpa，相对湿度φ0=30%/无 限航区60%，环境温度T0=298K/318K）及持续功率下测 定。

超负荷速度特性：超负荷功率为标定功率的110%（对应 103%neb），并且在12h运转期内允许超负荷运转1h。

部分负荷速度特性：喷油泵油量固定在小于标定功率油量2007年1月7日星期日B—燃油消耗量 be —燃油消耗率 tr—排气温度2007年1月7日星期日2007年1月7日星期日调速特性调速器作用下柴油机的功率、转矩 与其转速的关系 全制调速器2007年1月7日星期日试验台或实船条件下测取。

船舶动力设备操作教案第一章：船舶动力设备概述1.1 教学目标1.1.1 了解船舶动力设备的基本概念和组成1.1.2 掌握船舶动力设备的主要类型和作用1.1.3 理解船舶动力设备在船舶运行中的重要性1.2 教学内容1.2.1 船舶动力设备的定义和组成1.2.2 船舶动力设备的主要类型及其特点1.2.3 船舶动力设备的作用和重要性1.3 教学方法1.3.1 讲授法：讲解船舶动力设备的基本概念、类型和作用1.3.2 案例分析法：分析实际案例，加深对船舶动力设备的理解1.4 教学评估1.4.1 课堂问答：检查学生对船舶动力设备基本概念的理解第二章：船舶主机操作2.1 教学目标2.1.1 掌握船舶主机的基本结构和工作原理2.1.2 学会船舶主机的操作方法和步骤2.1.3 了解船舶主机操作的安全注意事项2.2 教学内容2.2.1 船舶主机的基本结构及其组成部分2.2.2 船舶主机的工作原理及其工作过程2.2.3 船舶主机的操作方法和步骤2.3 教学方法2.3.1 讲授法：讲解船舶主机的基本结构、工作原理和操作方法2.3.2 实践操作法：学生在模拟环境中进行船舶主机的操作练习2.4 教学评估2.4.1 课堂问答：检查学生对船舶主机结构、工作原理和操作方法的理解2.4.2 操作考核：评估学生在模拟环境中的船舶主机操作能力第三章：船舶辅机操作3.1 教学目标3.1.1 掌握船舶辅机的基本结构和工作原理3.1.2 学会船舶辅机的操作方法和步骤3.1.3 了解船舶辅机操作的安全注意事项3.2 教学内容3.2.1 船舶辅机的基本结构及其组成部分3.2.2 船舶辅机的工作原理及其工作过程3.2.3 船舶辅机的操作方法和步骤3.3 教学方法3.3.1 讲授法：讲解船舶辅机的基本结构、工作原理和操作方法3.3.2 实践操作法：学生在模拟环境中进行船舶辅机的操作练习3.4 教学评估3.4.1 课堂问答：检查学生对船舶辅机结构、工作原理和操作方法的理解3.4.2 操作考核：评估学生在模拟环境中的船舶辅机操作能力第四章：船舶动力设备维护与管理4.1 教学目标4.1.1 了解船舶动力设备维护的重要性4.1.2 掌握船舶动力设备维护的基本方法和步骤4.1.3 学会船舶动力设备的管理方法和技巧4.2 教学内容4.2.1 船舶动力设备维护的意义及其重要性4.2.2 船舶动力设备维护的基本方法和步骤4.2.3 船舶动力设备的管理方法和技巧4.3 教学方法4.3.1 讲授法：讲解船舶动力设备维护的意义、方法和步骤4.3.2 案例分析法：分析实际案例，加深对船舶动力设备维护和管理的方法的理解4.4 教学评估4.4.1 课堂问答：检查学生对船舶动力设备维护的意义、方法和步骤的理解第五章：船舶动力设备故障诊断与处理5.1 教学目标5.1.1 理解船舶动力设备故障诊断的重要性5.1.2 掌握船舶动力设备常见故障的诊断方法5.1.3 学会船舶动力设备故障的处理技巧5.2 教学内容5.2.1 船舶动力设备故障诊断的意义及其重要性5.2.2 船舶动力设备常见故障类型及其诊断方法5.2.3 船舶动力设备故障的处理流程及技巧5.3 教学方法5.3.1 讲授法：讲解船舶动力设备故障诊断的意义、方法和步骤5.3.2 案例分析法：分析实际案例，加深对船舶动力设备故障诊断和处理的理解5.3.3 模拟操作法：学生在模拟环境中进行船舶动力设备故障诊断和处理的练习5.4 教学评估5.4.1 课堂问答：检查学生对船舶动力设备故障诊断的意义、方法和步骤的理解5.4.2 操作考核：评估学生在模拟环境中的船舶动力设备故障诊断和处理的能力第六章：船舶动力设备安全管理6.1 教学目标6.1.1 理解船舶动力设备安全管理的重要性6.1.2 掌握船舶动力设备安全操作规程6.1.3 学会船舶动力设备事故应急预案6.2 教学内容6.2.1 船舶动力设备安全管理意义及其重要性6.2.2 船舶动力设备安全操作规程及其注意事项6.2.3 船舶动力设备事故应急预案的制定及实施6.3 教学方法6.3.1 讲授法：讲解船舶动力设备安全管理的意义、操作规程和应急预案6.3.2 案例分析法：分析实际案例，加深对船舶动力设备安全管理的方法的理解6.3.3 模拟演练法：学生在模拟环境中进行船舶动力设备安全操作和应急预案的演练6.4 教学评估6.4.1 课堂问答：检查学生对船舶动力设备安全管理的意义、操作规程和应急预案的理解6.4.2 演练考核：评估学生在模拟环境中的船舶动力设备安全操作和应急预案的实施能力第七章：船舶动力设备环保与节能7.1 教学目标7.1.1 理解船舶动力设备环保与节能的重要性7.1.2 掌握船舶动力设备环保与节能的技术和方法7.1.3 学会船舶动力设备环保与节能的评估和管理7.2 教学内容7.2.1 船舶动力设备环保与节能的意义及其重要性7.2.2 船舶动力设备环保与节能的技术和方法7.2.3 船舶动力设备环保与节能的评估和管理7.3 教学方法7.3.1 讲授法：讲解船舶动力设备环保与节能的意义、技术和管理方法7.3.2 案例分析法：分析实际案例，加深对船舶动力设备环保与节能的方法的理解7.3.3 实践操作法：学生在模拟环境中进行船舶动力设备环保与节能的实践操作7.4 教学评估7.4.1 课堂问答：检查学生对船舶动力设备环保与节能的意义、技术和管理方法的理解7.4.2 操作考核：评估学生在模拟环境中的船舶动力设备环保与节能的实践操作能力第八章：船舶动力设备发展趋势与新技术8.1 教学目标8.1.1 了解船舶动力设备的发展历程8.1.2 掌握船舶动力设备当前的发展趋势8.1.3 了解船舶动力设备的新技术和发展方向8.2 教学内容8.2.1 船舶动力设备的发展历程及其重要事件8.2.2 船舶动力设备当前的发展趋势及其影响因素8.2.3 船舶动力设备的新技术和发展方向8.3 教学方法8.3.1 讲授法：讲解船舶动力设备的发展历程、发展趋势和新技术8.3.2 文献调研法：要求学生查阅相关文献，了解船舶动力设备的发展情况8.4 教学评估8.4.1 课堂问答：检查学生对船舶动力设备发展历程、发展趋势和新技术的理解8.4.2 研究报告：评估学生对船舶动力设备发展情况的调研报告的质量第九章：船舶动力设备的经济性分析9.1 教学目标9.1.1 理解船舶动力设备经济性的重要性9.1.2 掌握船舶动力设备投资成本和运行成本的构成9.1.3 学会船舶动力设备经济性分析的方法和技巧9.2 教学内容9.2.1 船舶动力设备经济性的概念及其重要性9.2.2 船舶动力设备投资成本和运行成本的构成要素9.2.3 船舶动力设备经济性分析的方法和技巧9.3 教学方法9.3.1 讲授法：讲解船舶动力设备经济性的概念、成本构成和分析方法9.3.2 案例分析法：分析实际案例，加深对船舶动力设备经济性分析的理解9.3.3 实践操作法：学生在模拟环境中进行船舶动力设备经济性分析的练习9.4 教学评估9.4.1 课堂问答：检查学生对船舶动力设备经济性概念、成本构成和分析方法的理解9.4.2 操作考核：评估学生在模拟环境中的船舶动力设备经济性分析的能力第十章：船舶动力设备的维修与保养10.1 教学目标10.1.1 理解船舶动力设备维修与保养的重要性10.1.2 掌握船舶动力设备维修与保养的基本知识和技能10.1.3 学会船舶动力设备维修与保养的计划制定和实施10.2 教学内容10.2.1 船舶动力设备维修与保养的概念及其重要性10.2.2 船舶动力设备维修与保养的基本知识和技能10.2.3 船舶动力设备维修与保养的计划制定和实施10.3 教学方法10.3.1 讲授法：讲解船舶动力设备维修与保养的概念、知识和技能10.3.2 案例分析法：分析实际案例，加深对船舶动力设备维修与保养的理解10.3.3 实践操作法：学生在模拟环境中进行船舶动力设备维修与保养的练习10.4 教学评估10.4.1 课堂问答：检查学生对船舶动力设备维修与保养概念、知识和技能的理解10.4.2 操作考核：评估学生在模拟环境中的船舶动力设备维修与保养的能力第十一章：船舶动力设备的法规与标准11.1 教学目标11.1.1 理解船舶动力设备法规与标准的重要性11.1.2 掌握船舶动力设备相关法规与标准的内容11.1.3 学会船舶动力设备法规与标准的应用和遵守11.2 教学内容11.2.1 船舶动力设备法规与标准的意义及其重要性11.2.2 船舶动力设备相关法规与标准的内容及其要求11.2.3 船舶动力设备法规与标准的应用和遵守11.3 教学方法11.3.1 讲授法：讲解船舶动力设备法规与标准的意义、内容和应用11.3.2 案例分析法：分析实际案例，加深对船舶动力设备法规与标准遵守的理解11.3.3 小组讨论法：学生分组讨论船舶动力设备法规与标准的应用和遵守11.4 教学评估11.4.1 课堂问答：检查学生对船舶动力设备法规与标准意义、内容和应用的理解11.4.2 小组报告：评估学生对船舶动力设备法规与标准应用和遵守的讨论质量第十二章：船舶动力设备的培训与教育12.1 教学目标12.1.1 理解船舶动力设备培训与教育的重要性12.1.2 掌握船舶动力设备培训与教育的方法和技巧12.1.3 学会船舶动力设备培训与教育的计划制定和实施12.2 教学内容12.2.1 船舶动力设备培训与教育的概念及其重要性12.2.2 船舶动力设备培训与教育的方法和技巧12.2.3 船舶动力设备培训与教育的计划制定和实施12.3 教学方法12.3.1 讲授法：讲解船舶动力设备培训与教育的概念、方法和技巧12.3.2 案例分析法：分析实际案例，加深对船舶动力设备培训与教育的理解12.3.3 实践操作法：学生在模拟环境中进行船舶动力设备培训与教育的练习12.4 教学评估12.重点和难点解析本文主要介绍了船舶动力设备操作的教案，包括船舶动力设备的基本概念、类型和作用，船舶主机和辅机的操作方法，维护与管理，故障诊断与处理，安全管理，环保与节能，发展趋势与新技术，经济性分析，维修与保养，法规与标准，培训与教育等内容。

船舶动力装置技术特点及管理方法发布时间：2022-07-13T01:15:41.009Z 来源：《科学与技术》2022年第3月第5期作者：蔡长江[导读] 由于目前的船舶动力装置管理方法难以保证动力装置的维修保养质量，导致船舶动力装置容易出现机械故障，蔡长江中海油能源发展装备技术有限公司天津市300452摘要：由于目前的船舶动力装置管理方法难以保证动力装置的维修保养质量，导致船舶动力装置容易出现机械故障，影响了船舶动力装置的工作效率，研究船舶动力装置技术特点及管理方法。

分析船舶动力装置技术特点，以柴油机动力装置为研究对象，控制船舶动力装置能耗，检测柴油缸内工作情况，分析耗油量升高因素，判定油耗状态；通过动力装置故障预测与健康管理，融合多源信息，制定维修与保养计划，设计应急管理方案。

经实验论证分析，对比本文方法实施前后的船舶柴油机动力装置运行情况，经本文方法实施后，主机完好率提升为100%，其发电机及时消缺率超过了95%，设备故障与事故次数明显减少，证明本文方法具有良好的管理效果，具有可行性。

关键词：船舶动力装置技术特点；船舶动力装置管理；故障预测分析；柴油机；耗油率；柴油机气缸热状态；中图分类号:TK421*.27文献标识码:A0引言近年来，自动化技术与信息技术在各行业领域中不断发展和普及，使社会经济发展水平有了显著的提高，其中航运业发展的智能化程度也随之提高，智能船舶逐渐成为最重要的海洋技术之一，智能船舶的发展关系着我国未来航运业发展的方向，因此，有效地进行船舶动力装置技术管理对保证船舶航行的安全性而言，是十分必要的[1]。

船舶动力装置是船舶的核心，由于船舶动力装置常常受外部工作环境的影响，导致动力装置出现停机状况，进而影响船期，会造成不可避免的损失。

随着动力装置结构日渐复杂，船舰发展日益扩大，对动力装置的安全可靠性能提出了更高的要求，为了保证船舶动力装置的可靠运行，避免船上人员的生命安全受到影响，需要对动力装置进行技术管理[2]。

第五章船舶推进装置第一节船舶推进装置的传动方式船舶推进装置按传递到螺旋桨功率方式不同可分为以下几种。

一、直接传动直接传动是主机动力直接通过轴系传给螺旋桨的传动方式。

在这种传动方式中，主机和螺旋桨之间除了传动轴系外，没有减速和离合设备，运转中螺旋桨和主机始终具有相同的转向和转速。

它的主要优点是：（1）结构简单，维护管理方便。

只要安装时定位正确，平时管理中注意润滑冷却，一般不会出现大问题。

（2）经济性好，传动损失少，传动效率高。

主机多为耗油率低的大型低速柴油机。

螺旋桨转速较低，推进效率较高。

（3）工作可靠，寿命长。

因此普遍应用于大、中功率的民用船上。

其缺点是：整个动力装置的重量尺寸大，要求主机有可反转性能，非设计工况下运转时经济性差，船舶微速航行速度受到主机最低稳定转速的限制。

二、间接传动间接传动是主机和螺旋桨之间的动力传递除经过轴系外，还经过某些特设的中间环节（离合器、减速器等）的一种传动方式。

根据中间传动设备的不同，又可分为只带齿轮减速器；只带滑差离合器和同时具有齿轮减速器和离合器三种。

它的主要优点是：（1）主机转速可以不受螺旋桨要求低转速的限制。

只要适当选择减速比，就可使主机的转速适应螺旋桨的转速要求。

（2）轴系布置比较自由。

主机曲轴和螺旋桨轴可以同心布置也可以不同心布置，以改善螺旋桨的工作条件。

（3）在带有倒顺车离合器的装置中，主机不用换向，使主机结构简单，工作可靠，管理方便，机动性提高。

（4）有利于多机并车运行及设置轴带发电机。

间接传动的主要缺点是轴系结构复杂，传动效率较低。

这种传动方式多用于中小型船舶以及以大功率中速柴油机、汽轮机和燃气轮机为主机的大型船舶。

近年来由于动力装置节能的需要，提高螺旋桨的推进效率越来越被人们重视，而采用大直径低转速螺旋桨是有效途径。

在70年代初，低速柴油机利用直接传动方式带动的螺旋桨转速多在100r/min以上，中速机通过减速箱减速一般也不低于90r/min。

第五章船舶动力装置的工况配合特性及管理第一节船、机、桨特性和螺旋桨的选配01D 限制柴油机在各种转速下的最大有效功率，使柴油机的机械负荷和热负荷不超出为保证它可靠工作而规定的允许范围称________，是________的一种。

A．等转矩限制特性/推进特性C．限制特性/负荷特性B．额定外特性/速度特性D．限制特性/速度特性02B 船舶在“前进三”航行时，主机工况点常在________速度特性线上运行。

A．80%负荷B．85%负荷C．90%负荷D．100%负荷03B 分析柴油主机在________工况下运行，增压器的压气机容易发生喘振。

a．单独增压系统风浪天发生飞车时；b．并联增压系统在高负荷运行时；c．柴油机紧急降速运行时；d．柴油机加速过快时；e．串联增压系统在高负荷运行时；f．串联增压系统风浪天发生飞车时。

A．a+b+c+eB．a+c+d+eC．b+c+d+eD．b+d+e+f04A 柴油机带动螺旋桨工作时，其________的关系也应按螺旋桨特性的规律变化，这就是柴油机的推进特性，它也是________的一种。

A．功率和转速/速度特性B．转速/限制特性C．负荷/负荷特性D．转速或负荷/限制特性05A 增压柴油机按推进特性工作时，充量系数Фc过量空气系数α随转速n变化________。

a．n增加，Фc减小，负荷变化对Фc的影响很小；b．n增加，α降低，且增压柴油机α的降低幅度比非增压小；c．n增加，Фc急剧下降，负荷变化对Фc的影响很大；d．n增加，α增加。

A．a+bB．c+dC．仅仅是aD．仅仅是b06D 在下列表达式中________柴油机推进特性。

A．P R=A R·v3 B．P e=CniP eC．3n pC P=D．3n eC P=07C 柴油机带动螺旋桨工作时，其功率与转速的3次方成正比，这称为________。

A．柴油机的速度特性B．螺旋桨的推进特性C．柴油机推进特性D．柴油机外特性08D 关于柴油机特性理解正确的是________。

GDOU-B-11-213《船舶动力装置》课程教学大纲课程简介本课程是轮机工程（陆上）专业的主干专业课。

主要内容有：船舶动力装置的基本组成；船舶推进装置、船舶后传动设备等的结构、工作原理及设计原理；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。

该课程涉及的内容广、理论性强，是从事船舶动力装置设计、制造、研究和管理必须具备的基本知识。

通过该课程的学习，可以帮助学生为以后从事船舶动力装置工作打下坚实的专业基础。

课程大纲一、课程的性质与任务：本课程是轮机工程专业（陆上）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、船舶后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；机舱机械设备的布置与规划原则。

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，为以后的船舶动力装置课程设计、动力装置毕业设计打下良好的基础。

二、课程的目的与基本要求：本课程的教学目的是：使学生具有一定的从事船舶动力装置设计、制造、研究和管理的高级人才必须具备的基本知识，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；初步学会推进装置工况调节的基本方法。

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. 具备管系设备的选型与计算的能力，能完成管系原理图的设计。

5. 能进行简单的机桨工况配合分析。

6. 能看懂并分析机舱布置图，懂得基本的机舱布置方法。

三、面向专业：轮机工程（陆上）专业四、先修课程：画法几何及机械制图、机械设计基础、工程材料、流体力学与液压传动、船舶柴油机、船舶辅机、船舶电气。