船舶动力装置的基本类型及其特点

绪论动力装置含义：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：推进装置辅助装置机舱自动化船舶系统甲板机械基本类型：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联合动力推进动力装置的特点：优点:a. 重量尺寸小； b. 操纵方便，备车迅速；c. 自巡航到全速工况加速迅速；d. 具有多机组并车的可靠性；e. 管理与检修费较低。

缺点:a. 必须配备不同燃料及相应的管路及贮存设备；b. 主减速器的小齿轮数目多，结构复杂；c. 在减速器周围布置有难度。

三大指标：技术指标经济指标性能指标对船舶动力装置的要求：机电设备安全可靠经济性好具有一定的续航力良好的操纵性主辅机选型合理, 其他:机桨匹配、自动化、建造成本、重量与结构尺寸、检测与维修、各种规范要求等续航力：是指船舶不需要到基地或港口去补充任何物质所能航行的最大距离或最长时间，是根据船舶的用途和航区确定的。

与动力装置的经济性、每海里航程燃料消耗及其它物质的贮备等有关。

2机动性：是指装置中的各种机器设备，改变工况时的工作性能。

3可靠性：是用船舶动力装置在使用阶段的故障发生率和因此而发生的停航时间来考核，常以主，辅机修理间隔时间作为衡量依据。

4经济航速：是指船舶营运时能取得某种经济效果的航速，常用的经济航速有以下几种:节能航速,最低营运费用航速和最大盈利航速。

直接传动是主机直接通过轴系把功率传给螺旋桨的传动方式，在主机与轴系中无其它传动设备，在任何工况下，螺旋桨与主机具有相同的转速与转向。

特点结构简单；使用寿命长；燃料费用低；维修保养方便；噪声低；传动损失小；推进效率高间接传动是通过传动设备（机械的、电动的或液动的），使主机与轴系连接在一起的一种传动方式。

重量与尺寸小；主机的转速不受螺旋桨要求的转速限制；轴系布置方便；带倒顺离合器时可选用不可逆转的主机；有利于多机并车、单机分车与轴带发电机布置。

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。

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。

海运船舶的船舶动力与推进系统船舶动力和推进系统是海运船舶的核心组成部分，它们直接决定了船舶的运行效率和能源利用率。

本文将探讨海运船舶的船舶动力与推进系统，介绍其基本原理、常见类型及其发展趋势。

一、船舶动力系统的基本原理与组成船舶动力系统主要由发动机、传动装置和船舶的推进装置组成。

发动机是船舶动力系统的核心，其作用是将能源（如燃油、天然气等）转化为机械能，进而驱动船舶前进。

传动装置负责将发动机输出的动力传输至推进装置，常用的传动装置包括液力传动和机械传动。

推进装置是船舶的“动力发射器”，它将能源转化为推进力，驱动船舶在水中运行。

二、海运船舶常见的动力与推进系统1. 内燃机与传统推进系统内燃机是目前海运船舶中最常见的动力设备之一，其主要包括柴油机和涡轮机两种类型。

柴油机具有功率大、效率高的特点，常用于大型远洋船舶；而涡轮机则适用于小型船舶和高速船舶。

传统推进系统主要包括螺旋桨和水喷推进器两种形式，螺旋桨是目前最常用的推进装置，通过调整桨叶的转速和角度来实现推进力的调控。

2. 涡轮电力推进系统涡轮电力推进系统是一种较新的船舶动力与推进系统，它将柴油发电机和电动机相结合，通过电力传输实现船舶的推进。

涡轮电力推进系统具有能源利用率高、噪音低、污染少等优点，在环保节能方面具有较大的潜力。

3. 涡轮帆船推进系统涡轮帆船推进系统是将风能与动力系统相结合的一种创新推进方式。

它采用了先进的涡轮技术，将风能转化为动力，并通过转子驱动船舶前进。

涡轮帆船推进系统减少了对化石燃料的依赖，具有环保节能的特点，是未来船舶发展的一种趋势。

三、船舶动力与推进系统的发展趋势随着科技的不断进步和环保意识的不断提升，船舶动力与推进系统也在不断创新和发展。

首先，船舶动力系统将更加注重能源的利用效率，提高动力装置的效率，减少能源的浪费和环境污染。

其次，船舶推进系统将继续向着高效、低噪音和低振动的方向发展，以提升船舶的航行性能和舒适性。

此外，随着新能源技术的不断成熟和应用，如太阳能、风能等，未来船舶动力系统可能会采用更多的清洁能源，并实现多能源混合驱动。

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 。

简述船舶推进装置的几种方式船舶推进装置是指用于提供船舶运动动力的设备。

根据不同的技术原理和应用领域，船舶推进装置可以分为多种类型。

本文将从以下几个方面对船舶推进装置进行详细介绍。

一、螺旋桨推进螺旋桨是目前最常见的一种船舶推进装置，其工作原理是将功率转化为水流动能，从而产生向后的推力。

根据螺旋桨的结构形式和安装位置，可以将其分为固定式、可调式和缩水式三种类型。

1. 固定式螺旋桨：这种螺旋桨的叶片角度无法调整，在安装时需要根据预先计算好的设计参数进行固定。

由于受到水流阻力等因素影响较大，因此其效率相对较低。

2. 可调式螺旋桨：这种螺旋桨可以通过调整叶片角度来改变推力大小和方向。

相比固定式螺旋桨，可调式螺旋桨具有更高的效率和灵活性。

3. 缩水式螺旋桨：这种螺旋桨在停泊或航行时可以将叶片缩回船体内部，从而减少水阻和噪声。

当需要推进时，叶片会自动展开。

二、水喷推进水喷推进是一种通过向后喷出高速水流来产生推力的船舶推进方式。

它主要应用于速度较快的高速艇和游艇上。

根据喷嘴结构和排列方式的不同，可以将其分为单个喷嘴、多个聚流式喷嘴和环形喷嘴三种类型。

1. 单个喷嘴：这种水喷推进方式只有一个向后喷射的喷嘴，通过调整其角度来改变推力方向。

2. 多个聚流式喷嘴：这种水喷推进方式有多个小型聚流式喷嘴组成，可以产生更大的推力。

3. 环形喷嘴：这种水喷推进方式是在船体周围安装环形的多个小型聚流式喷嘴，可以实现全向运动。

三、气浮式推进气浮式推进是一种通过向后排放压缩空气来产生推力的船舶推进方式。

它主要应用于低速平底船和浅水船上。

根据气浮装置的结构形式和排列方式，可以将其分为气垫式、气囊式和喷气式三种类型。

1. 气垫式：这种气浮推进方式是在船体底部安装多个小型喷嘴，通过向下喷射压缩空气来产生气垫，从而减少水阻和摩擦力。

2. 气囊式：这种气浮推进方式是在船体两侧安装多个充气的橡胶气囊，通过调整充气量来控制推力大小和方向。

3. 喷气式：这种气浮推进方式是在船体底部安装一个大型喷嘴，通过向后喷射压缩空气来产生推力。

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)。

船舶轮机知识船舶轮机是指船舶上的动力装置，用于驱动船舶前进和提供电力供应。

船舶轮机包括主机、辅机和配套设备等部分，是船舶的核心动力系统。

一、主机主机是船舶轮机中最重要的部分，通常由内燃机或蒸汽机构成。

内燃机主要有柴油机和涡轮增压器，而蒸汽机则分为蒸汽轮机和蒸汽往复式机。

1. 柴油机柴油机是船舶轮机中最常见的主机类型，其工作原理是通过压缩空气使燃油燃烧，产生高温高压气体驱动活塞运动。

柴油机具有功率大、效率高和运行稳定等优点，广泛应用于商船和海军舰艇。

2. 涡轮增压器涡轮增压器是一种通过废气能量驱动的设备，主要用于提高柴油机的进气压力和增加燃烧室内的空气密度，从而提高柴油机的功率输出。

涡轮增压器可有效提高柴油机的燃烧效率和动力性能。

3. 蒸汽轮机蒸汽轮机利用蒸汽的热能转化为机械能，是船舶轮机中较为传统的主机类型。

蒸汽轮机具有功率大、扭矩大和可靠性高的特点，适用于大型商船和军舰。

4. 蒸汽往复式机蒸汽往复式机是一种以蒸汽压力驱动活塞往复运动的主机，适用于小型商船和内河船舶。

蒸汽往复式机具有结构简单、维护方便和启停快速的优点，但功率和效率较低。

二、辅机辅机是船舶轮机中的附属设备，包括发电机、空调设备、压缩机、冷却器等。

辅机主要用于船舶的电力供应、空气处理和冷却系统。

1. 发电机发电机是船舶轮机中的重要辅机，用于产生电能供应给船舶的各个系统和设备。

发电机通常由柴油机或蒸汽轮机驱动，具有功率大、稳定性好和可调性强的特点。

2. 空调设备船舶中的空调设备主要用于调节船舱内的温度和湿度，提供舒适的工作和生活环境。

空调设备通常采用冷却剂循环制冷的原理，通过压缩、膨胀和换热等过程实现空气的冷却和除湿。

3. 压缩机压缩机是船舶轮机中的关键设备，用于将气体压缩成高压气体，提供动力和压力支持。

压缩机广泛应用于船舶的空气系统、冷冻系统和液压系统等。

4. 冷却器船舶中的冷却器主要用于散热和降温，保持轮机和船舶其他设备的正常工作温度。