船舶动力装置原理与设计-第2章2012主推进装置设计

能源与动力工程学院SchoolofEnergyandPowerEngineering船舶动力装置原理与设计船舶动力装置原理与设计船舶动力装置原理与设计船舶动力装置原理与设计第第22章章主推进装置计主推进装置计第第22章章主推进装置设计主推进装置设计主讲胡主讲胡义义副教授副教授主讲：胡主讲：胡义义副教授副教授周周瑞平瑞平教教授授2011年03月主要内容主要内容1.主推进装置设计目的与内容；2.主推进装置形式；柴油机推进装置的类型；几种典型的推进装置3.4几种典型的推进装置；推进装置的选择；5.4.主机选型与机桨匹配设计；6.几种典型柴油机的选型方法。8.主机选型的一般步骤及应考虑的问题；7.2012年3月18日星期日2几种典型柴油机的选型方法。8.主推进装置设计目的与内容主推进装置设计目的与内容•主推进装置的作用由主机发出功率，通过传动设备和轴系传给推进器，以实现推进船舶的使命2012年3月18日星期日3主推进装置设计目的与内容主推进装置设计目的与内容目的设计出一套经济、可靠、机动性及操纵性好的推进装置内容内容„推进装置形式的确定；„主机选型；轴系的设计„轴系的设计；„传动设备的计算与选型。2012年3月18日星期日4主推进装置组成主推进装置组成2012年3月18日星期日5主推进装置组成主推进装置组成2012年3月18日星期日6主推进装置组成主推进装置组成2012年3月18日星期日7主推进装置组成主推进装置组成2012年3月18日星期日82012年3月18日星期日9主推进装置组成主推进装置组成定距桨FixedpitchpropellerFixedpitchpropeller调距桨Controllablepitchpropellerpropeller2012年3月18日星期日10主推进装置的形式主推进装置的形式单机单桨性直接传定螺旋桨机转单机单桨刚性直接传动，定距螺旋桨，主机反转单机单桨刚性直接传动调距桨主机不反转单机单桨刚性直接传动，调距桨，主机不反转单机单桨齿轮减速传动定距螺旋桨双转向单机单桨齿轮减速传动，定距螺旋桨，双转向齿轮箱，主机不反转双机单桨齿轮减速传动，定距螺旋桨，主机反转1—柴油机；2—定距桨；3—调距桨；4—齿轮减速器；5—离合器2012年3月18日星期日11推进装置的形式推进装置的形式三机单桨齿轮减速传动调距桨主机不反转三机单桨齿轮减速传动，调距桨，主机不反转柴油机—燃气轮机单桨齿轮减速联合传动，调距桨，主机不反转燃气轮机—燃气轮机单桨齿轮减速联合传动，调距桨，主机不反转1—柴油机；2—定距桨；3—调距桨；4—齿轮减速器；5—离合器；6—燃气轮机；2012年3月18日星期日12推进装置的形式推进装置的形式双机单桨电传动，定距螺旋桨，主机不反转单桨双桨三桨四桨三桨四桨1柴油机；2定距桨；7发电机；8电动机1—柴油机；2—定距桨；7—发电机；8—电动机2012年3月18日星期日13主推进装置形式的确定主推进装置形式的确定直接传动是主机直接通过轴系把功率传给螺旋桨的传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。柴油机„结构简单；使用寿命长„使用寿命长；„燃料费用低；重量与尺寸大倒车必须利用可逆发动机其„维修保养方便；„噪声低；重量与尺寸大；倒车必须利用可逆发动机，其机动性差；非设计工况下运转时经济性差；低速和微速航行受到柴油机最低稳定转速的限制„传动损失小；„推进效率高以柴油机为动力的船舶占世界商船队的95%以上，柴油机直接驱动55%，柴油机齿轮传动占39%2012年3月18日星期日14主推进装置形式的确定间接传动是通过传动设备（机械的、电动的或液动的），使主推进装置形式的确定主机与轴系连接在一起的一种传动方式。„重量与尺寸小；„结构复杂；„重量与尺寸小；„主机的转速不受螺旋桨要求的转速限制；„结构复杂；„传动损失大；„效率低减速„轴系布置方便；„带倒顺离合器时可选用不可逆转的主机；效率低减速齿轮箱转的主机；„有利于多机并车、单机分车与轴带发电机布置。主机主机2012年3月18日星期日15低速柴油机推进装置低速柴油机推进装置特点低速柴油机直接连接传动定距桨（LDF）特点„装置简单、成本低、管理方便、维修最小；„推进效率高；„使用最广„使用最广低速柴油机直接连接传动调距桨（LDC）特点特点„使用调距桨能提高船舶操纵性，适用于工况复杂的船舶；„造价比定距桨高2012年3月18日星期日16低速柴油机推进装置低速柴油机推进装置低速柴油机经减速齿轮箱传动调距桨（LGC）特点„使用调距桨能提高船舶操纵性低速柴油机经减速齿轮箱传动调距桨（LGC）„使用调距桨能提高船舶操纵性；„减速后螺旋桨直径增大，能提高推进效率；„增加齿轮箱系统，装置较复杂；适小型低速柴油机使较少„适用于小型低速柴油机，使用较少低速柴油机经减速齿轮箱传动定距桨（LGF）低速柴油机经减速齿轮箱传动定距桨（LGF）特点特点„减速后螺旋桨直径增大，能提高推进效率；„增加齿轮箱系统，装置较复杂；„适用于小型低速柴油机使用较少2012年3月18日星期日17„适用于小型低速柴油机，使用较少中速柴油机推进装置中速柴油机推进装置„装置简单；可逆转中速柴油机直接传动定距桨（MDF）„装置简单；„螺旋桨转速高、推进效率低；„机型较老，除小型船舶外已很少采用不可逆转中速柴油机经减速齿轮箱传动定距桨(MGF)定距桨(MGF)„装置较简单；螺旋桨转速可降低能提高推进效率„螺旋桨转速可降低、能提高推进效率；„齿轮箱须具有倒车功能；„国外已改用调距桨，国内尚有使用2012年3月18日星期日18中速柴油机推进装置中速柴油机推进装置不可逆转中速柴油机经减速齿轮箱传动调距桨(MGC、MGC/PTO)„典型的中速柴油机动力装置，应用最广；„按船的吃水可选最大的桨径，使推进效率尽可能高；„按船的吃水可选最大的桨径，使推进效率尽可能高；„齿轮箱不必具有倒车功能；„采用调距桨，能提高船舶操纵性；„轴系不必装制动装置；„典型设计可在齿轮箱上接出PTO（PowerTakeOff），驱动轴带发电机供正常航行时用电；带发电机，供正常航行时用电；2012年3月18日星期日19中速柴油机推进装置中速柴油机推进装置双机并车传动调距桨(TMGC、TMGC/PTO、TMGC/2×PTO)TMGC/2×PTO)„能满足船舶不同航行工况的功率需要；„装置的可靠性提高；„齿轮箱可接PTO驱动轴带发电机典型设计接一个PTO也可„齿轮箱可接PTO、驱动轴带发电机。典型设计接个PTO，也可设计2个PTO，也可不要PTO2012年3月18日星期日20高速柴油机推进装置高速柴油机推进装置„主要用于小型船舶上；„主要用于小型船舶上；„高速机均为不可逆转；2012年3月18日星期日21各类船舶与柴油机推进装置的适配要点各类船舶与柴油机推进装置的适配要点1.大型货船，包括散货船、油船、集装箱船.大型货船，包括散货船、油船、集装箱船选配方案„基本型：低速柴油机直接连接传动定距桨（LDF）；„变化型：对某些中型船舶如要求有较高的操纵性（如需进出较狭水道者），则可改用调距桨（LDC）2.中小型船，特别是中小型集装箱船选配方案选配方案„基本型：中速柴油机经减速齿轮箱传动调距桨（MGC/PTO）（并轴带发电机）。变化型基本型不带轴带发电机„变化型：基本型不带轴带发电机（MGC）2012年3月18日星期日22各类船舶与柴油机推进装置的适配要点各类船舶与柴油机推进装置的适配要点3.客船、车客渡船、调查船、火车渡船等船舶3.客船、车客渡船、调查船、火车渡船等船舶„基本型：2×MGC/PTO„变化型：2×MGC4.政务船，如渔政船、海监船等船舶„基本型双（中速柴油）机并车驱动调距桨（TMGC/PTO）„基本型：双（中速柴油）机并车驱动调距桨（TMGC/PTO）；„变化型1：基本型带两组轴带发电机（TMGC/2×PTO）；„变化型2：基本型不带轴带发电机（TMGC）„变化型2：基本型不带轴带发电机（TMGC）5.豪华游船等需要很大功率的双桨船舶基本型2TMGC/PTO„基本型：2×TMGC/PTO；„变化型：2×TMGC2012年3月18日星期日23专专用用运运输输船船舶舶介介绍绍2012年3月18日星期日24船舶分类船舶分类1.军船22.民船z运输船:大致可分为8种类型：①客船、客货船、渡船；②普通货船（即杂货船）；③集装箱船、滚装船、载驳船；普通货船（即杂货船）；③集装箱船、滚装船、载驳船；④散粮船、运煤船、矿砂船；⑤油船、液化气体船、液体化学品船；⑤多用途散货船，包括矿砂／油两用船、矿砂／散货／油三用船；⑦特种货船指运木船、冷藏船、汽／散货／油三用船；⑦特种货船，指运木船、冷藏船、汽车运输船等；⑧驳船，有拖船拖带和顶推船顶推两种运输方式z程作业船主要有挖泥船打捞船测量船起重船z工程作业船:主要有挖泥船、打捞船、测量船、起重船、打桩部、钻探船等z工作船舶诸如破冰船、引航船、供应船、消防船、航标船作船舶诸破冰船引航船供应船消防船航标船、科学调查船、航道测量船等z渔业船2012年3月18日星期日251客船及客货船1.客船及客货船2012年3月18日星期日26客船及客货船客船及客货船2012年3月18日星期日27客船及客货船2012年3月18日星期日28客船及客货船2012年3月18日星期日29客船及客货船2012年3月18日星期日302普通货船(generalcargoship)2.普通货船(generalcargoship)2012年3月18日星期日31普通货船(generalcargoship)„杂货船载重量不可能很大普通货船(generalcargoship)„杂货船载重量不可能很大„多数为中尾机型，一般有首楼和桥楼杂货船大多为大型船体方型系数较大有多层板„杂货船大多为肥大型船体，方型系数较大，有多层甲板„杂货船一般都有起货设备„大多数杂货船每个货舱一个舱口，少数采用双排舱口„万吨级杂货船，因压载的要求，一般有深舱万吨级杂货船，因压载的要求，般有深舱„不定期杂货船一般为低速船,沿海11～15kn,远洋14～18kn„杂货船般都是单机单桨单舵„杂货船一般都是单机，单桨，单舵2012年3月18日星期日32普通货船(generalcargoship)普通货船(generalcargoship)2012年3月18日星期日33普通货船(generalcargoship)2012年3月18日星期日34普通货船(generalcargoship)2012年3月18日星期日353散货船(bulkcargoship)3.散货船(bulkcargoship)2012年3月18日星期日36散货船(bulkcargoship)散货船(bulkcargoship)„散货船的积载因数较大„散货船的载重量大、吨位大、经济性好„散货船都采用单层甲板„散货船都为尾机型,其方型系数较大,船型肥大„都采用专门的起货设备„货舱内设有上下压载边舱„货舱口一般比杂货船大„散货船一般为低速船,13～15kn2012年3月18日星期日37散货船(bulkcargoship)散货船(bulkcargoship)2012年3月18日星期日384矿砂船(orecarrier)4.矿砂船(orecarrier)矿砂的积载因数较小大致在3之间„矿砂的积载因数较小，大致在0.4～0.6m3/t之间„矿砂船的载重量大、吨位大、经济性好„矿砂船货舱的横断面做成矿斗形，双层底高度较大„矿砂船一般都设置大容量压载边舱„矿砂船是重结构船，为减轻船体重量，普遍采用高强度钢，货舱内底板要加厚货舱口一般比杂货船大„大型矿砂船不设置起货设备，而是利用码头上的装卸设备„为了装卸货方便，矿砂船的货舱口尽量加长，有的舱设置多个舱口„矿砂船都是尾机型、单甲板、低速船,14~15kn2012年3月18日星期日39矿砂船(orecarrier)矿砂船(orecarrier)2012年3月18日星期日405集装箱船(containership)