《船舶液压舵机》PPT课件
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液压舵机
舵机的学习流程
1 舵机概述 2 液压舵机的工作原理与基本组成, 3 液压舵机的基本要求 4 舵机液压系统图 5 液压系统实例
舵机实物图
一、舵机概述 • 舵机是船舶上的一种大甲板机械。舵机的大小由外舾 装按照船级社的规范决定，选型时主要考虑 二、船用舵机类型 • 船用舵机目前多用电液式，即液压设备由电动设备进 行遥控操作。有两种类型： 一种是往复柱塞式舵机，其 原理是通过高低压油的转换而作工产生直线运动，并通过 舵柄转换成旋转运动。另一种是转叶式舵机，其原理是高 低压油直接作用于转子，体积小而高效，但成本较高。 三、工作原理 • 控制电路板接受来自信号线的控制信号（具体信号待会再 讲），控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传 动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的， 舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一 个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根 据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停 止。
单泵四缸工况——适用于开阔水面正常航行。其最 大扭矩等于公称转舵扭矩，转舵时间能满足规范 要求。 双泵四缸工况——适用于进出港、窄水道航行或其 他要求转舵速度较快的场合，转舵速度较单泵四 缸工况约提高一倍，而转舵扭矩与上述工况相同。 单泵双缸工况——在某缸有故障时采用，这时转舵 速度较单泵四缸工作时约提高一倍，转舵扭矩则 比四缸工作大约减小一半，故必须用限制舵角 （或降低速度）的方法来限制水动力矩，否则工 作油压就可能超过最大工作压力而使安全阀开启。
四、基本组成 液压舵机是电动液压舵机的一种简称，他基本上 由转舵机构、液压系统和操舵控制系统三部分组 成是根据液体的不可压缩性及其流量、压力和流 向的可控性来实现转舵的 • 1、泵控型液压舵机 • 双向变量油泵设于舵机室，由电动机驱动作单 向持续回转，而油泵的流量和吸排方向，则通过 与浮动杆的C相连接的控制杆控制，即依靠油泵 控制C偏离中位的方向和距离，来决定泵的吸排 方向和流量。
1 舵机概述 2 液压舵机的工作原理与基本组成, 3 液压舵机的基本要求 4 舵机液压系统图 5 液压系统实例
舵机实物图
一、舵机概述 • 舵机是船舶上的一种大甲板机械。舵机的大小由外舾 装按照船级社的规范决定，选型时主要考虑 二、船用舵机类型 • 船用舵机目前多用电液式，即液压设备由电动设备进 行遥控操作。有两种类型： 一种是往复柱塞式舵机，其 原理是通过高低压油的转换而作工产生直线运动，并通过 舵柄转换成旋转运动。另一种是转叶式舵机，其原理是高 低压油直接作用于转子，体积小而高效，但成本较高。 三、工作原理 • 控制电路板接受来自信号线的控制信号（具体信号待会再 讲），控制电机转动，电机带动一系列齿轮组，减速后传 动至输出舵盘。舵机的输出轴和位置反馈电位计是相连的， 舵盘转动的同时，带动位置反馈电位计，电位计将输出一 个电压信号到控制电路板，进行反馈，然后控制电路板根 据所在位置决定电机的转动方向和速度，从而达到目标停 止。
单泵四缸工况——适用于开阔水面正常航行。其最 大扭矩等于公称转舵扭矩，转舵时间能满足规范 要求。 双泵四缸工况——适用于进出港、窄水道航行或其 他要求转舵速度较快的场合，转舵速度较单泵四 缸工况约提高一倍，而转舵扭矩与上述工况相同。 单泵双缸工况——在某缸有故障时采用，这时转舵 速度较单泵四缸工作时约提高一倍，转舵扭矩则 比四缸工作大约减小一半，故必须用限制舵角 （或降低速度）的方法来限制水动力矩，否则工 作油压就可能超过最大工作压力而使安全阀开启。
四、基本组成 液压舵机是电动液压舵机的一种简称，他基本上 由转舵机构、液压系统和操舵控制系统三部分组 成是根据液体的不可压缩性及其流量、压力和流 向的可控性来实现转舵的 • 1、泵控型液压舵机 • 双向变量油泵设于舵机室，由电动机驱动作单 向持续回转，而油泵的流量和吸排方向，则通过 与浮动杆的C相连接的控制杆控制，即依靠油泵 控制C偏离中位的方向和距离，来决定泵的吸排 方向和流量。
船舶设备与系统-舵设备ppt课件
31
ppt课件
二、舵装置的分类与构造 2.1 舵装置的分类
32
ppt课件
二、舵装置的分类与构造
2.1 舵装置的分类
以上介绍的舵均为普通舵，据有关资料统计， 约70- 80％的船都采用流线型普通舵。
1.一般大型及超大型海船多用支承或双支承的 流线型平衡舵；
2.中小型船用半平衡流线型挂舵的居多； 3.平板舵仅用在非自航船或小艇上。
5
ppt课件
本章目录 一、概述 二、舵装置的分类与构造
三、舵叶的水动力特性及计算 四、舵叶参数的确定 五、舵设备零部件尺寸的确定 六、操舵装置 七、特种舵及其他操纵装置
6
ppt课件
一、概述
舵是船舶操纵装置的一个重要部件。船舶操纵 性是船舶的重要性能之一，广义上来讲是泛指船舶 对驾驶者操纵的反应能力。
上半部支承在舵柱或挂舵臂处舵钮上，而下半部支承 在舵叶的半高处。一般为半平衡舵。
27
ppt课件
二、舵装置的分类与构造
2.1 舵装置的分类
舵的主要类型
半平衡舵 轴平衡舵
半悬挂舵 支承舵
悬挂舵
不平衡舵 多支承舵
三支点平衡舵
穿心舵 双
28
ppt课件
二、舵装置的分类与构造 2.1 舵装置的分类
3. 按舵叶的剖面形状分类 1）平板舵（flat-plate rudder） 又称单板舵。舵叶是一块钢板 或在钢板上两面交替安装的横 向加强筋（舵臂）等构成。
10
ppt课件
一、概述
船用舵是平板或机翼型结构，设于船的尾端， 一般在推进器之后。
11
ppt课件
一、概述 1.1 舵的作用原理
当水流以某攻角作用于舵叶上时，在船尾产生了横向的舵力， 舵力通过舵杆传递于船体上，从而迫使船舶转向，也就达到了 调整航向的目的。
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二、舵装置的分类与构造 2.1 舵装置的分类
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二、舵装置的分类与构造
2.1 舵装置的分类
以上介绍的舵均为普通舵，据有关资料统计， 约70- 80％的船都采用流线型普通舵。
1.一般大型及超大型海船多用支承或双支承的 流线型平衡舵；
2.中小型船用半平衡流线型挂舵的居多； 3.平板舵仅用在非自航船或小艇上。
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本章目录 一、概述 二、舵装置的分类与构造
三、舵叶的水动力特性及计算 四、舵叶参数的确定 五、舵设备零部件尺寸的确定 六、操舵装置 七、特种舵及其他操纵装置
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一、概述
舵是船舶操纵装置的一个重要部件。船舶操纵 性是船舶的重要性能之一，广义上来讲是泛指船舶 对驾驶者操纵的反应能力。
上半部支承在舵柱或挂舵臂处舵钮上，而下半部支承 在舵叶的半高处。一般为半平衡舵。
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二、舵装置的分类与构造
2.1 舵装置的分类
舵的主要类型
半平衡舵 轴平衡舵
半悬挂舵 支承舵
悬挂舵
不平衡舵 多支承舵
三支点平衡舵
穿心舵 双
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二、舵装置的分类与构造 2.1 舵装置的分类
3. 按舵叶的剖面形状分类 1）平板舵（flat-plate rudder） 又称单板舵。舵叶是一块钢板 或在钢板上两面交替安装的横 向加强筋（舵臂）等构成。
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一、概述
船用舵是平板或机翼型结构，设于船的尾端， 一般在推进器之后。
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一、概述 1.1 舵的作用原理
当水流以某攻角作用于舵叶上时，在船尾产生了横向的舵力， 舵力通过舵杆传递于船体上，从而迫使船舶转向，也就达到了 调整航向的目的。
船用舵机(课堂PPT)
F2则又可分解为R和T两个分力 纵向分力R=F2sinα，增加了船舶前进的阻力
横向分力T=F2cos α ，使船向偏舵的相反方向漂移
水作用力F与船舶的重心G并不在同一水平面上
船在转向的同时，还存在着横倾与纵倾力矩
.
8
8-1-2-2 转船力矩与最大舵角
转船力矩 (Ms)
M s F L ( l X c co ) F n D X c si n F L l 1 2 C l A 2 lv
舵叶的偏转由操舵装置(通常称舵机)来控制 舵机经舵柄1将扭矩传递到舵杆3上 舵杆3由舵承支承，它带动舵叶7偏转 舵承固定在船体上，由承及密封填料组成 舵叶还可通过舵销5支承在舵柱8的舵托9或舵钮6上
.
3
几种舵
不平衡舵图8-1(a) 舵杆轴线紧靠舵叶前缘的舵 平衡舵图8—1(b) 舵杆轴线位于舵叶前缘后面一定位置的舵 半平衡舵图8—1(c) 仅于下半部做成平衡型式的舵 后两种舵在舵杆轴线之前有一定的舵叶面积，转舵时水流作用在它上面 产生的扭矩可以抵消一部分轴线后舵叶面积上的扭矩，从而减轻舵机的 负荷
第八章
舵机
.
1
第一节
舵的作用原理和对舵机的要求
.
2
8-1-1舵设备的组成和舵的类型
舵用作为保持或改变航向 舵垂直安装在螺旋桨的后方
早期船舶采用平板舵
为了提高舵效和推进效率，目前多用由钢板焊接而成的空心 舵，称为复板舵
这种舵由于水平截面呈对称机翼形，故又称流线型舵
舵的型式很多，图8—1示出三种
.
4
二、舵的作用原理和转舵扭矩
正舵位置，即α=0时
舵叶两侧所受的水作用力相等，对船的运动方向不产生影响
舵叶偏转任一角度α ，两侧水流如图所示
船舶结构与设备-第5章-舵设备PPT课件
•51
一、一般自动舵
• 3、自动舵的调节 • 1）灵敏度调节 • 又叫天气调节，航摆角调节。调节舵对偏
航信号的敏感程度，即死区大小。 • 海况差时调低。
•52
3、自动舵的调节
• 2）舵角调节
• 调节 k 1 ，又叫比例调节。
• 重载、空载舵叶浸水面积小、海况差时 调高。
•53
3、自动舵的调节
• 3）微分调节（反舵角调节或速率调节）
•26
二、舵机
• 2、液压舵机(hydraulic stearing gear) • 1）、液压舵机的组成、特点
（1）组成：电动机、油泵、管路、转舵 机构。
（2）特点：传动平稳、无噪声、操作方 便能实现无级调速、可靠性高、尺寸小、 重量轻、布置紧凑。
•27
粤海铁1号2号火车轮渡舵机
•28
2、液压舵机
• 4、设置要求：除可共用舵柄或舵扇外，辅 助操舵装置不应属于主操舵装置中的任何 部分。
•23
一、操舵装置的设置
• 5、配置方案： 1）一套主操舵装置和一套辅助操舵装置 2）主操舵装置设置两套相同的动力设备，并设两
套操舵控制系统： a、一套随动控制 b、一套手柄控制
•24
一、操舵装置的设置
随动控制 手柄控制
•50
自动舵的启用
• 当船舶航行于海上，不需要人工操舵时， 可由随动操舵方式转换为自动操舵方式。
• 压舵旋钮和自动改向调节旋钮（如设有） 归零位
• 船舶稳定在指定的航向上。 • 当处于正舵时，将选择开关从随动转至自
动位置上，船舶就进入自动操舵状态。
• 根据船舶载重情况和海况，调节主操舵台 面板上的有关旋钮。
２）充气试验 Ｐ=0.005d+0.025(N/mm2)、保持
一、一般自动舵
• 3、自动舵的调节 • 1）灵敏度调节 • 又叫天气调节，航摆角调节。调节舵对偏
航信号的敏感程度，即死区大小。 • 海况差时调低。
•52
3、自动舵的调节
• 2）舵角调节
• 调节 k 1 ，又叫比例调节。
• 重载、空载舵叶浸水面积小、海况差时 调高。
•53
3、自动舵的调节
• 3）微分调节（反舵角调节或速率调节）
•26
二、舵机
• 2、液压舵机(hydraulic stearing gear) • 1）、液压舵机的组成、特点
（1）组成：电动机、油泵、管路、转舵 机构。
（2）特点：传动平稳、无噪声、操作方 便能实现无级调速、可靠性高、尺寸小、 重量轻、布置紧凑。
•27
粤海铁1号2号火车轮渡舵机
•28
2、液压舵机
• 4、设置要求：除可共用舵柄或舵扇外，辅 助操舵装置不应属于主操舵装置中的任何 部分。
•23
一、操舵装置的设置
• 5、配置方案： 1）一套主操舵装置和一套辅助操舵装置 2）主操舵装置设置两套相同的动力设备，并设两
套操舵控制系统： a、一套随动控制 b、一套手柄控制
•24
一、操舵装置的设置
随动控制 手柄控制
•50
自动舵的启用
• 当船舶航行于海上，不需要人工操舵时， 可由随动操舵方式转换为自动操舵方式。
• 压舵旋钮和自动改向调节旋钮（如设有） 归零位
• 船舶稳定在指定的航向上。 • 当处于正舵时，将选择开关从随动转至自
动位置上，船舶就进入自动操舵状态。
• 根据船舶载重情况和海况，调节主操舵台 面板上的有关旋钮。
２）充气试验 Ｐ=0.005d+0.025(N/mm2)、保持
《船舶液压舵机》PPT课件
• ②溢流节流阀4：调 节流量，使伺服活 塞获得合适的移动 速度
• ③安全阀5：防止系 统油压过高
• ④液控旁通阀8：油 泵工作时截止，以 保证系统工作正常 （控制油压 ≮0.4~0.8MPa）； 油泵不工作时旁通 ，不防碍其它操纵 机构的工作
• ⑤单向阀6：启阀压 力0.6~0.8MPa，保 证泵工作时阀8在截 止位置
舵机 Steering Gear
• §8-1 舵的作用原理和对舵机的要求 • 一、舵设备的组成和舵的类型 • 类型：
1. 平板舵：早期 2. 复板舵（流线型舵）：目前多用
1） 不平衡舵：舵杆轴线紧靠舵叶前缘 2） 平衡舵：舵杆轴线位于舵叶前缘后面一定位置 3） 半平衡舵：仅下半部做成平衡型式
式中：R= R0/ cosα——转舵力臂； R0——舵杆中心线到撞杆中心线的距离 ηm——机械效率，滑式机构一般取0、
75~0.85；
z——油缸对数
• 当D、p、R0既定时，α↑→M↑，这种扭矩 特性与舵的水动力矩的变化趋势相适应 。因此当公称转舵扭矩既定时，滑式转 舵机构的尺寸或最大工作油压较其它转 舵机构小
• 1.组成：电气遥控：将驾驶台发出的操舵信号 传递到舵机室
• 液压伺服：将信号转换成伺服油缸活塞杆的位 移，再通过浮动杆式追随机构控制主油泵的变 量机构，以实现远距离操舵
• 2.动作原理：
• 限位开关：限制伺服活塞的最大移动位置，以 限制最大操舵角
3.各阀的作用：
• ①油路锁闭阀2：换 向阀回中时锁闭油 路；锁闭备用油路
二、舵的作用原理和转舵扭矩
1、几个名词：
• 迎水面、背水面、导边、随边 • 舵叶展舷比λ=舵叶高度h / 舵叶平均宽度
b。海船＞河船 • 平衡系数K=舵杆中心线前的舵叶面积A` /
• ③安全阀5：防止系 统油压过高
• ④液控旁通阀8：油 泵工作时截止，以 保证系统工作正常 （控制油压 ≮0.4~0.8MPa）； 油泵不工作时旁通 ，不防碍其它操纵 机构的工作
• ⑤单向阀6：启阀压 力0.6~0.8MPa，保 证泵工作时阀8在截 止位置
舵机 Steering Gear
• §8-1 舵的作用原理和对舵机的要求 • 一、舵设备的组成和舵的类型 • 类型：
1. 平板舵：早期 2. 复板舵（流线型舵）：目前多用
1） 不平衡舵：舵杆轴线紧靠舵叶前缘 2） 平衡舵：舵杆轴线位于舵叶前缘后面一定位置 3） 半平衡舵：仅下半部做成平衡型式
式中：R= R0/ cosα——转舵力臂； R0——舵杆中心线到撞杆中心线的距离 ηm——机械效率，滑式机构一般取0、
75~0.85；
z——油缸对数
• 当D、p、R0既定时，α↑→M↑，这种扭矩 特性与舵的水动力矩的变化趋势相适应 。因此当公称转舵扭矩既定时，滑式转 舵机构的尺寸或最大工作油压较其它转 舵机构小
• 1.组成：电气遥控：将驾驶台发出的操舵信号 传递到舵机室
• 液压伺服：将信号转换成伺服油缸活塞杆的位 移，再通过浮动杆式追随机构控制主油泵的变 量机构，以实现远距离操舵
• 2.动作原理：
• 限位开关：限制伺服活塞的最大移动位置，以 限制最大操舵角
3.各阀的作用：
• ①油路锁闭阀2：换 向阀回中时锁闭油 路；锁闭备用油路
二、舵的作用原理和转舵扭矩
1、几个名词：
• 迎水面、背水面、导边、随边 • 舵叶展舷比λ=舵叶高度h / 舵叶平均宽度
b。海船＞河船 • 平衡系数K=舵杆中心线前的舵叶面积A` /
哈工程船舶辅机-08-09-船舶舵机PPT课件
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补油放气
➢ 因为主泵排出油难免有外漏，所用需 要解决补油问题。 ➢ 本系统设辅泵3，经减压阀7以及单向 阀8a、8b向低压侧油路补油。若舵机主 泵吸入性能好，允许有较低的吸入压力 时，也可不用辅泵补油，而只设高位补 油柜，在吸入侧压力降低时进行补油。 ➢ 系统还在各液压缸顶部和油管高处设 放气阀，以便在初次充油或必要时放气， 这对闭式系统是必不可少的。
见上图见上图ccll变化引起变化引起mm变化并产生极大值变化并产生极大值转船力矩出现极大值时的舵角数值与舵叶的几何形状有转船力矩出现极大值时的舵角数值与舵叶的几何形状有关并主要取决于舵叶的展弦比关并主要取决于舵叶的展弦比舵叶高度舵叶高度hh舵叶平均舵叶平均宽度宽度bb
升力FL
FL = 1/2 CL ρ A v2
➢感谢聆听
➢不足之处请大家批评指导
➢Please Criticize And Guide The Shortcomings
➢演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
二
伺 服 电 机 式 舵 机 遥 控 系 统
34
三 液压式舵机遥控系统
35
36
第五节 舵机液压系统实例
37
38
➢ 其中1#、4#和2#、3#缸各成一对。系统中设有专门工况选择 阀箱。
➢ 与液压缸相接的C1~C4缸称缸阀，平时常开；
➢ 01~04称旁通阀，平时常闭。如果某液压缸因故不能工作，可 将它与另一只液压缸一起停用。这时应将停用的一对缸的缸阀关 闭，相应的旁通阀要开启。
阻力FD
FD = 1/2 CD ρ A v2
舵压力中心至舵导边的距离X
X = CX b
XC = X - Z = CX b – Z
第四节液压舵机的遥控系统 - PowerPoint Presentation
9-4-1力矩马达式舵机遥控系统
当操作驾驶台的舵 轮，带动发信自整 为了改善操舵性能， 电压 Ud1 经放大后， 角机 Dm1 转子向某 力矩马达带动一个自 加在力矩马达（伺 转舵过程中，转 整角变压器 Dm"1和 方向转过 θ 角度时， 服电动机）的控制 一个测速发电机。 舵机构通过反馈 若实际舵角 θ ´与 绕组上。使马达产 自整角变压器 Dm“1 指令舵角 θ 不同， 机构带动反馈自 产生的负反馈电压 生大小与 Ud1成比 Up 则单相绕组产生一 整角机 Dm ´1转 与力矩马达的偏转角 例、方向与 Ud1 相 个与 θ θ ´的方 成比例关系。偏转角 动而实现反馈作 对应的力矩Ｍ。再 向和大小有关系的 大则偏转力矩小。 用。当 θ = θ´时， 克服回中弹簧力后， 测速发电机产生负反 电压 Ud1。 带动油泵变量机构 油泵油泵停止供 馈电压Ud与力矩马达 偏离中位。泵供油。 的偏转角速度成正比 油。
9-4-3 交流伺服电机式遥控系统补充
• 差动活塞偏离中位即带动径向柱塞泵7的浮 动环偏离中位，泵即按相应方向排油转舵， 同时舵柄经连杆带动反馈自整角机作相应 的转动。当舵角转至指令舵角时，反馈自 整角机发出的反馈信号与控制信号相抵消， 伺服电机的控制信号为零，输出转矩消失， 法兰盘10在回中弹簧11作用下回至中位， 变量泵7在伺服机构作用下也回至零位，舵 即停止转动
定量叶片油泵7
压力油 — 单向阀6 — 溢流 节流阀4 — 三位四通电磁换 向阀3
换向阀处于中位时
油路PT沟通 压力油—经滤器9 —油箱 伺服油缸不动，舵叶不转
当驾驶室使换向阀通电
换向阀芯移向一侧 供油：压力油 — 经PA或PB 油路 — 顶开油路锁闭阀2相 应一侧的单向阀 — 进入伺服 油缸1的相应的空间。 回油：压力油 — 还将阀2回 油一侧的单向阀顶开 — 以使 伺服油缸回油侧的油液能够 流回油箱
第九章 液压舵机
换向阀式
操 纵 阀
控 制 油 缸
手式 、换 液向 动阀 主油泵
转 舵 机 构
舵 叶
工作原理：
驾驶台给出的指令舵角信号和与舵柄（或舵 柱）相连接的舵角反馈发讯器发出的实际舵角信号 相比较，当两者偏离时，舵角偏差信号经放大后， 根据偏差方向不同，使换向阀相应一侧的电磁线圈 通电，阀芯从中位向一端偏移，于是向某侧转舵油 缸供油，另侧油缸的油路则由换向阀通回泵的吸口 （闭式系统），油缸中的柱塞移动，推动舵柄和舵 叶转动。
转舵油缸偏近端部的上方设有放气阀，以便 初次充油或其他必要时候释放空气。 阀控型舵机也可采用开式系统，即换向阀回 油回到工作油箱，泵从油箱吸油。开式系统油散热 较好，系统内有空气容易释放，但回油管上应装设 由泵排出压力远控的顺序阀，以免舵承受负扭矩时 转得太快，导至泵来不及供油以至排压过低，产生 气穴、噪声和液压冲击。开式系统在舵被水流带动 （负扭矩）时无法向液压泵反馈能量，运行经济性 差。
当舵转至反馈发讯器送回电气控制系统的实 际舵角信号与指令舵角信号相符时，换向阀电磁线 圈断电，阀芯回到中位，泵的排油经换向阀卸荷， 通转舵油缸的油路被封闭，舵叶停在与指令舵角相 符的舵角。 当指令舵角偏离实际舵角的方向相反时，换向 阀的另一侧线圈通电，阀芯偏移的方向及转舵方向 也就相反。 舵机液压系统应设安全阀，它在两种情况下起 作用：
驾驶室与舵机室之间应有通信设备。
三、对舵机的基本要求 3.安全阀 开启压力≮1.25倍最大工作压力；最小排量≮ 泵总流量的110%，压力升高≯开启压力的10%且不 超过设计压力。 4.液压系统 系统设有清洁设备、循环油箱低液位报警器和 一个固定贮油箱。 5.监测和报警 主机处、 动力设备或控制系统的 在 集控室、驾 动力故障、自动舵机故障、 驶室发出声、 电路或电动机断相与过载、 光报警 油位低、油温高或压差大等
相关主题
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二、舵的作用原理和转舵扭矩
1、几个名词：
• 迎水面、背水面、导边、随边 • 舵叶展舷比λ=舵叶高度h / 舵叶平均宽度
b。海船＞河船 • 平衡系数K=舵杆中心线前的舵叶面积A` /
整个舵叶面积A。一般K=0.15~0.35
2. 转船力矩Ms：
• 舵的水作用力F对船舶重心G形成的转矩 • Ms=FL（L＋Xccosα）＋
中点，即已开始排油。
ACB：表示浮动杆的三点均处于中
B1
B
位，舵角处于零位，泵停止供油，
舵也回到零舵角。
3、储能弹簧6（可双向压缩）：
• 作用：使控制点A一次达到所要求的较大 操舵角，以使油泵在较长时间保持最大 流量，从而加快转舵速度
• 储能弹簧刚度须适当：太软，操舵无法 进行；太硬，储能弹簧不起作用
4、安全阀（防浪阀）13： storm valve
• 作用：防止海浪等冲击舵叶时舵杆负荷 过大，系统油压过高和电机过载，使液 压舵机能够很好地适应冲击负荷
二、阀控型液压舵机
• 使用单向定量泵，油液进出转舵油缸的方向由驾驶 台遥控的换向阀控制，以改变转舵方向
• 换向阀处于中位时，油泵排油经换向阀旁通返回油 泵进口（闭式系统）或油箱（开式系统），转舵油 缸的油路锁闭而稳舵
FDXcsinα≈FLL=1/2 CLρA v2L Nm
式中：CL——升力系数 ρ——水的密度，kg/m3； A——舵叶单侧浸水面积，㎡； V——舵叶处水流速度，m/s； L——舵杆轴线至船舶重心的距离。
• 3. 水动力矩Ma：
舵压力FN对舵杆轴线产生的力矩 Ma=FN Xc=1/2 CNρA v2Xc Nm
舵机 Steering Gear
• §8-1 舵的作用原理和对舵机的要求 • 一、舵设备的组成和舵的类型 • 类型：
1. 平板舵：早期 2. 复板舵（流线型舵）：目前多用
1） 不平衡舵：舵杆轴线紧靠舵叶前缘 2） 平衡舵：舵杆轴线位于舵叶前缘后面一定位置 3） 半平衡舵：仅下半部做成平衡型式
三、对舵机的基本技术要求
1.每艘船舶均应设置一套主操舵装置和一套辅操舵装置。 2. 舵自任一舷35°转至另一舷的35°，并且于相同条件下自一舷35°转至另一 舷30°所需时间不超过28s； 3.辅操舵装置能在最大营运前进航速的一半但不小于7 kn时进行操舵，从一舷 15°转至另一舷15°，所需时间不超过60s； 4.主、辅操舵装置动力设备的布置应能在动力源发生故障失效后又恢复输送时 ，能自动再起动 5. 主操舵装置当其管系或一台动力设备发生单项故障时，此缺陷能被隔离，使 操舵能力能够保持或迅速恢复， 6.操舵装置应设有有效的舵角限位器。舵装置应有保持舵位不动的制动装置。 7. 安全阀开启压力应凋整为不小于1.25倍最大工作压力；安全阀能够排出的量 ，应不小于所有液压泵总流量的110％。压力升高应不超过开启压力的10％。 8.对于舵柄处舵杆直径大于230 mm的所有船舶，应设有能在45s内向操舵装置 自动提供的替代动力源，1万Gt及以上船舶连续工作30 min，其他船舶10 min。
油泵额定排出压力≮舵机的最大工作压力。舵机最 大工作压力越高，装置的尺寸和重量会变小，但受 限。目前液压舵机的最大工作压力≯20MPa
转舵速度取决于油泵的流量。进出港及窄水道航行 时双泵并联，转舵速度几乎提高一倍
2、泵控型液压舵机多采用浮动杆式追随机构
• 控制点A（发指令）：由驾驶台通过遥控系统控制 或在舵机室由手轮控制
A1CB1表示舵已转到并稳定在所要 求的角度；泵的控制杆回中，泵停 止供油。
浮动杆式(三点式)追随机构
The Floating Lever
舵从处于一定舵角到回中的过程
A
A1
C1 C
A1CB1表示舵已转到并稳定在所要 求的角度；泵的控制杆回中，泵停
止供油。
AC1B1：表示控制点A1已拉回中位， 舵还未转动，但泵的控制杆已偏离
§8-2 液压舵机工作原理和基本组成
• 组成：转舵机构、液压系统、操作系统 • 分类：1、电动舵机：小型船舶
2、液压舵机：多采用
①泵控型液压舵机 ②阀控型液压舵机
一、泵控型液压 舵机
• 1、双向变量泵2：由控制杆4控制其流量大小 及吸排方向，以改变撞杆和舵叶的运动方向
油泵的工作油压主要取决于推动撞杆所需的力即转 舵扭矩。
• 控泵点C：与变量泵控制杆相连，以改变泵的流量 和方向
• 反馈点B：经反馈杆8与舵柄相连，反映实际舵角 大小和方向
• 动作过程：
浮动杆式(三点式)追随机构
The Floating Lever
舵从处于零舵角到转到一定舵角的过程
A
A1
A-----操纵指令控制点Control point
（驾驶台遥控或在舵机室手轮控制）
B-----反馈点Hunting point（与舵柄
相连)
C
C1
C-----控泵点Pump control point （与变量泵的控制杆相连）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱB1
B
ACB表示浮动杆的三点均处于中位， 舵角处于零位；油泵变量机构回中， 不排油；舵也处于零舵角。
A1C1B表示控制点拉到一定舵角， 舵还未转动，但泵的控制杆已偏离 中点，泵已开始排油。
• 2） 正航偏舵时Ma和Ms随舵角α变化的规律
α↑→Ms↑，并在某一舵角出现最大值，海船300~350， 河船350~450。
• 3） 现代船舶多用平衡舵。Xc↓→Ma↓，但Ms 几乎不受影响
• 4）倒航时Xc↑→Ma↑，但倒航航速≯正航最大 航速的1/2。平衡舵倒航时最大Ma一般为正航 最大值的60%
• 与泵控型液压舵机相比，阀控型舵机的特点：
油泵和系统较简单，造价相对较低 用换向阀换向，液压冲击较大 停止转舵时主泵仍以最大流量排油，油液发热较多，经
济性较差 适用的功率范围比泵控型小
式中：Xc——舵压力中心至舵杆轴线距离，m；
CN——舵叶压力系数。
• 4. 转舵扭矩M：
舵机施加于舵杆上的扭矩。舵匀速转动时， M=Ma＋Mf
Mf——舵各支承处的总摩擦扭矩，平衡舵一般Mf=（ 0.15~0.20）Ma
舵机的公称转舵扭矩：在最大舵角输出的最大扭 矩
综述：
• 1） 转船力矩Ms比水动力矩Ma大得多，它们 都与A及v2成正比