船舶动力装置概论第十八次课备课讲稿.ppt

1 12上次课主要内容6.1 概述6.2 联联合动动力装置推进进系统统的组组成和性能（COSAG或COSOG）（CODAG或CODOG）（COGAG或COGOG）（CODAD）（COGAS）36.1.2 联合动力装置的分类和应用3、燃燃联联合动动力装置（COGAG或COGOG） 燃燃联联合动动力有两种运行方式：COGAG燃燃共同使用联联合推进进装置（如采用四台相同型号的燃气轮轮机组组成的推进进装置方案，巡航是使用一台或两台燃机，全速时时使用四台燃机共同工作）；COG1OG2燃燃交替使用联联合推进进装置（如采用小型燃气轮轮机或复杂杂循环环燃气轮轮机作为为巡航动动力装置，采用大型简单简单 循环环燃机作为为加速动动力装置） COGAG与COGOG系统统相比，其好处处是：COGAG模式下驱动齿轮驱动齿轮箱具有并车车和分车车的功能，能满满足任意一台动动力装置投入或退出工作具有更多的工作工况可供选择选择 在高航速时还时还 可以将巡航燃机的功率并入，驱动驱动 螺旋桨桨以提高航速，并没有将巡航燃机“闲闲置”并且COGAG系统统通常采用的都是同型燃机，供油单单一，备备件通用，便于维护维护 56.1.2 联合动力装置的分类和应用4、柴柴联联合动动力装置（CODAD） 在巡航时时使用两台柴油机带动带动 两个螺旋桨桨，全速时时四台柴油机共同工作。

特点:动动力装置经济经济 性好，最大功率适宜维护维护 和后勤方面具有优优越性66.1.2 联合动力装置的分类和应用4、柴柴联联合动动力装置（CODAD）76.1.2 联合动力装置的分类和应用采用CODAD的舰舰船：（1）法国海军军的“卡萨萨尔级级”驱驱逐舰舰、“A69级级”护卫舰护卫舰（2）日本的“峰云级级”、“山云级级”驱驱逐舰舰（3）意大利的“贝贝尔加米尼级级”、“智慧女神”护卫舰护卫舰86.1.2 联合动力装置的分类和应用5、燃蒸联联合动动力装置（COGAS） 在燃气轮轮机排烟道中加装余热锅热锅 炉，利用高温烟气余热产热产 生过热过热 蒸汽，推进进一台蒸汽轮轮机，就构成“兰兰肯循环环”能量回收系统统，可节节省燃料25%96.1.2 联合动力装置的分类和应用5、燃蒸联联合动动力装置（COGAS） 美国“伯克”级驱级驱 逐舰舰从第五艘开始和日本“金刚刚”级级，荷兰兰海军军的M级级都采用能量回收系统统106.1.2 联合动力装置的分类和应用5、燃蒸联联合动动力装置（COGAS） 这这种燃蒸联联合动动力装置在地面发电发电 厂中获获得广泛的应应用，发电总发电总 效率可达60%以上116.1.3联合动力装置的控制 满满足舰舰船对对于全速航行时时功率的要求的同时时,单单一种动动力装置的功率不能超过过限制,也就是保证证功率平衡的技术术。

对对于交替使用的联联合动动力装置在主机切换过换过 程的控制问题问题 要保证证在主机切换过换过 程中,接入主机能平稳稳可靠地接替离线线主机提供推进进功率；还还需保证证线主机能平稳稳地脱离同并车齿轮车齿轮 箱的联联接,逐渐渐降低到惰转转转转 速后停车车126.1.4 XX舰的联合动力装置136.2 联合动力装置推进系统的组成和性能6.2.1 CODAG动动力装置的组组成和性能特点14 2000吨级护卫舰级护卫舰 的主推进进装置柴燃并车联车联 合动动力装置一台燃机LM2500 30型，功率20000kW，两台MTU的20VI163TB82柴油机，单单机持续续功率4045kW两台柴油机加一台燃机最大功率30000kW三种工作方式： 两台柴油机工作，最大航速21.8kn 一台燃机工作，最大航速28kn，最小航速可达5kn 两台柴油机和一台燃机共同工作，最大航速30.3kn6.2.1 CODAG动力装置的组成和性能特点156.2 联合动力装置推进系统的组成和性能6.2.2 CODAD装置的组组成和性能特点166.2 联合动力装置推进系统的组成和性能 2000吨级护卫舰级护卫舰 主推力动动力装置柴柴并车联车联 合动动力装置。

4台同种型号的柴油机，每两台带动带动 一轴轴一桨桨巡航时时每轴轴一台发动发动 机工作，高速时时每轴轴两台发动发动 机工作CODAG和CODAD比较较： 从占据机舱舱空间间尺寸方面：两种要求差不多，但后者要求机舱舱上面甲板面积积要大一些 最低航速：前者5kn，后者11.5kn 机械重量：前者比后者少 加速性：由于燃机从冷态态启动动到全功率需要约约2min，而柴油机所需时间时间 更长长，所以前者加速性优优于后者176.3 船舶电力推进和电磁推进动力装置1、电电力推进进装置的组组成Y-原动动机 G-发电发电 机 M-电动电动 机 J-螺旋桨桨 K-控制设备设备水下潜艇通常包括蓄电电池组组，因为为水下无空气工作条件 6.3.1电电力推进进装置的组组成性能特点18 德国海军近期将装备世界上第一艘复合使用常规蓄电池及燃料电池的212A型柴电潜艇U31号长56米，宽7米，高6米，潜航排水量1830吨，水上排水量1524吨，满载时最大潜航速度20节，水面速度12节，最大下潜深度400米6.3 船舶电力推进和电磁推进动力装置192、电电力推进进装置的特点 操作灵活，机动动性好 易于获获得理想的拖动动特性，提高船舶的战术战术 技术术性能 a、低速特性好 b、机动动性好 c、良好的恒功率特性，利于原动动机的恒功率工作，发发挥挥原动动机的潜力 d、电电流特性好 e、良好的“堵转转特性”6.3 船舶电力推进和电磁推进动力装置20 推进进装置总总功率可以由好几个机组组承担，增加了设备设备选择选择 的灵活性，提高了船舶的生命力 原动动机与螺旋桨桨无硬性联联接，有利于减低振动动，降低噪声；可使原动动机与螺旋桨桨分别别在各自最佳转转速下工作 电电力推进进装置重量大，中间损间损 耗大，初投资资大，需要维护维护 和运行人员员的技术术水平高6.3 船舶电力推进和电磁推进动力装置216.3.2 超导电磁推进船舶 磁流体推进进原理 磁流体推进进可以算作电电力推进进的范畴。

同常规规机械推进进是根本不同的利用海水含盐盐量较较高（海水平均含盐盐量是3.5），海水可以导电导电 的特性，当导电导电 海水通过过船体管道内相互垂直的电场电场 与磁场时场时 ，海水就会受到电电磁力的作用而在管道内运动动，船体管道就将受到海水运动动方向相反的反作用力此反作用力就可推动动船舶前进进 22 电电磁推进进船舶是一种无螺旋桨桨的水下推进进船舶，具有振动动噪声小，航行速度快，控制灵活等特点和传统传统 的螺旋桨桨推进进受到空泡腐蚀蚀的限制不同，电电磁推进进船舶推进进装置之内部没有转动转动 机械，不会受到类类似“空泡”问题问题的限制因而可以大大提高主机的功率理论论分析认为认为电电磁推进进船舶的航行速度可以达到100节节以上 6.3.2 超导电磁推进船舶236.4船舶齿轮箱246.4.1船舶齿轮齿轮 箱的功能（1）减速和变变速（2）采用并车车和分车车以组组合或分配推进进功率（3）离合与倒顺车顺车 ，船舶齿轮齿轮 箱中离合器是主要设备设备（4）自动动同步切换换工作主机（5）抵抗冲击击和振动动（6）满满足主机布置要求6.4船舶齿轮箱256.4.2对船舶齿轮箱的特殊要求 齿轮齿轮 箱是船舶动动力装置重要组组成部分，其破坏的主要形式为齿轮损为齿轮损 坏。

主要表现现在以下三方面：点蚀蚀、轮齿轮齿 断裂、胶合 由于船体运行过过程中会发发生变变形，动动力装置各部件安装会有误误差，运行中推进轴进轴 系高度会发发生变变化等等，这这些都会影响到齿轮齿轮 的啮啮合面上，引起载载荷不均匀这这些可以成为为“环环境”对齿轮对齿轮 箱的影响，主要体现现在以下三个方面：（1）轴轴系对对船舶齿轮齿轮 箱的影响（2）发动发动 机对对船舶齿轮齿轮 箱的影响（3）机座对对船舶齿轮齿轮 箱的影响 四点支撑对对称分布266.4.3船舶齿轮箱的组成部分 齿轮齿轮 箱具有传递传递 功率、减速、润润滑冷却、倒顺车顺车 、并车车以及功率输输出端等装置1）传递传递 功率 通常为为各种形式的联轴联轴 器，多数是柔性联轴联轴 器，把主机的功率传递传递 到齿轮齿轮 箱当速比8时时，使用2级级减速2）减速、润润滑和冷却大小齿轮啮齿轮啮 合达到减速的目的啮啮合齿轮齿轮 副所传递传递 的功率很大，必须须保证啮证啮 合面间结间结 合时时要有足够够的润润滑；齿轮齿轮 箱的能量损损失变变成热热量，需要冷却276.4.3船舶齿轮箱的组成部分（3）倒顺车顺车 常见见的倒车车方式有单单离合器惰轮轮倒车车和单单离合器平行轴轴倒车车（a）（b）（a）单单离合器惰轮轮；（b）单单离合器平行轴轴1-输输入轴轴 2-输输出轴轴 3-离合器（4）并车车 一级级减速布置中可以使用三齿轮齿轮 并车车，即螺旋桨轴桨轴 由大齿轮带动齿轮带动 ，并车车的二主机各驱动驱动 一个小齿轮齿轮 。

28（5）功率输输出轴轴 轴带发电轴带发电 机、轴带应轴带应 急滑油泵泵、轴带应轴带应 急海水泵泵、手动盘车动盘车6.4.3船舶齿轮箱的组成部分轴带发电轴带发电 机组组29船用双锥锥面摩擦离合器6.5船舶离合器及液力耦合器306.5船舶离合器及液力耦合器 6.5.1船舶离合器的功能和要求（1）离合器的主要功能 便于主机在任何时时候都能和螺旋桨桨脱开 带带有弹弹性联轴联轴 器的离合器调调整临临界转转速，从而避开临临界转转速 可以使用非反转转主机，用离合器实现实现 倒车车及双速传传动动 微速航行 保护设备护设备 ，安全离合器31常用的离合器有： 摩擦式离合器 三S（自动动同步超越离合器）离合器 液力耦合器6.5船舶离合器及液力耦合器32（1）摩擦离合器 多片式摩擦离合器 锥锥形摩擦离合器6.5船舶离合器及液力耦合器336.5船舶离合器及液力耦合器三S（自动动同步超越离合器）离合器34A-棘爪 B-啮啮合齿轮齿轮 C-中间间滑移件 D-螺旋花键轴键轴E-输输入轴轴 F-输输出法兰兰 G-棘齿齿6.5船舶离合器及液力耦合器356.5.2液力耦合器的原理和应应用（1）液力耦合器的原理 由泵轮泵轮 、涡轮涡轮 和转动转动 外壳组组成。

油的流动动是耦合器工作、传传递递功率的关键键，泵轮泵轮 可以看作是离心泵泵，而把涡轮涡轮 看作是涡轮涡轮 机主动轴带动动轴带动 离心泵泵工作，使一定压头压头 的油经过经过 管道而冲动涡轮动涡轮机的叶片使涡轮转动涡轮转动 ，从而带动带动从动轴动轴 工作油推动涡轮动涡轮 后回到泵轮进泵轮进 油口循环环使用6.5船舶离合器及液力耦合器361-飞轮 2-涡轮 3-泵轮 4-导轮 5-变矩器输出轴 6-曲轴 7-导轮固定套 6.5船舶离合器及液力耦合器376.5.2液力耦合器的原理和应用（2）液力耦合器的特性 扭矩特性 主动轴动轴 通过泵轮过泵轮 将机械能（扭矩）转换转换 成为为油的动动能和压压力能根据动动量矩定理，油能量的增加就是动动量矩的增加（油在出口动动量矩和油在进进口动动量矩之差），于是主动动轴给泵轮轴给泵轮 油的力矩可表示为为油的油的质质质质量量、油的流速油的流速和出口出口进进进进口的平均半径口的平均半径三者的乘积积之差 对对于流进涡轮进涡轮 的油来说说是释释放能量，油的压压力能和动动能的减少转转化成了从动轴输动轴输 出的功率同样样根据动动量矩定理，油给涡轮释给涡轮释 放的扭矩可表示为为油的质质量、油的流速和出口进进口的平均半径三者的乘积积之差。

38 效率特性 耦合器工作过过程中主要有三种损损失：油在循环圆环圆 内流动时进动时进 口的冲击损击损 失；流道的局部阻力和摩擦阻力损损失；其次还还有轴轴承、密封和空气阻力损损失输输出功率总总是小于输输入功率，效率小于1.03）液力耦合器的应应用 耦合器以液体介质传递质传递 扭矩，具有良好的隔振特性船用柴油机的输输出轴轴接有液力耦合器已经经成为为柴油机动动力装置的通用布置液力耦合器使柴油机输输出扭矩固有的波动动振幅减小，从而提高传动传动齿轮齿轮 箱轮齿轮齿 工作的可靠性6.5.2液力耦合器的。