船舶主机转速测量处理技术的相关探讨

合集下载

转速检测技术分析与探讨

器的速度。由频率箱来的频率信号，通过功率放大器进
行功放，再加到稳定器上后就确定了高稳定度的角速度间断值。频率箱在（５０～１５００）赫兹范围内供给一套每隔
冲信号，再通过电子计数器计数并显示其转速值的方法
进行检测。
《计量ｓ渤试技术》２０３年第４ｏ卷第６期
转速检测技术分析与探讨
ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｆＳｐｅｅｄＤｅｔｅｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
闪盘内的真空管来闪光。５Ｏ赫兹频率由１０千赫石英振
荡器分频获得，石英振荡器的频率和标称值的偏差不超过± ０．０１％。基轴的转速范围为（１００～３０００）转／分。用频闪测速法，在基轴上每隔转／分获得一个角速度的间断
接触式转速表又分为离心式转速表和定时式转速表。离心式转速表其工作原理是通过传动轴转动带动重
物离开轴心，再带动指针系统从而得出转速值。通常采用标准转速源通过传动轴带动被测转速表传动轴进行检测，比较其指针示值与标准转速源标准示值的方法。定时式转速其原理与离心式大致相同，不同之处是
关键词：转速；计量；检测技术
１转速表的类型、原理及转速测量技术
分，误差为 ±０．０５％一３个字。检定这些仪表的标准转
转速表是一种广泛应用于制造业的计量器具，由于其能测定电机的转速、线速度及频率，这使得如电机、汽

船舶靠泊的主机转速-概述说明以及解释

船舶靠泊的主机转速-概述说明以及解释1.引言1.1 概述船舶靠泊的主机转速是指船舶在靠近码头或停靠时主机所运转的转速。

在船舶操作过程中，主机转速的合理控制对于船舶的靠岸操作和停靠过程至关重要。

船舶主机转速的适当控制可以确保船舶在靠泊时平稳、安全地停靠。

过高的主机转速可能导致船舶过快靠近码头，难以准确控制船体位置以及与码头的对接，从而引发危险情况。

相反，过低的主机转速则可能导致船舶无法按预期速度接近码头，延误靠泊或停靠进程。

船舶主机转速的掌握对于提高船舶的操作效率至关重要。

合理的主机转速可以帮助船舶更好地掌握船体位置和速度，使得船舶能够准确地停靠在目标位置。

此外，在掌握了合适的主机转速后，船舶操作人员可以更好地应对不同的水流、气流等环境因素，提高船舶靠泊过程中的防风、防雾能力。

总之，船舶靠泊的主机转速在船舶操作过程中具有重要作用。

合理控制主机转速可以确保船舶靠泊过程的安全性和效率，有效规避潜在的危险情况。

因此，进一步深入了解影响船舶主机转速的因素以及优化船舶主机转速的方法对于提高船舶操作的水平和效益具有重要意义。

文章结构部分的内容可以描述该篇长文的整体架构和章节安排。

以下为案例内容供参考：【1.2 文章结构】本文主要围绕船舶靠泊时的主机转速展开讨论，并探讨其重要性和优化方法。

文章共分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，将对本文的主题进行概述，简要介绍船舶主机转速的定义和作用。

接着，说明本文的结构和章节安排，为读者提供一个整体的导引。

正文部分分为两个小节进行论述。

首先，在2.1节中，将深入探讨船舶主机转速的定义与作用。

阐述船舶主机转速在船舶靠泊过程中的作用和影响，并举例说明其在不同情况下的应用。

然后，在2.2节中，将分析影响船舶主机转速的因素。

从机械、环境和操作等方面，分别列举并详细探讨各种因素对主机转速的影响，并指出其中的关键因素和注意事项。

最后，在结论部分进行总结和探讨。

首先，在3.1节中，对船舶主机转速的重要性进行总结，并强调其在船舶靠泊中的关键作用。

测绘工程中的船舶测量技术与方法

测绘工程中的船舶测量技术与方法导语：在测绘工程中，船舶测量是非常重要的一项任务。

船舶测量技术与方法的选择和应用直接影响到航海安全和水文地图的精度。

本文将探讨船舶测量中的一些常用技术与方法。

一、测量设备与仪器船舶测量需要使用多种测量设备与仪器，确保测量结果的准确性和精度。

其中，全球卫星导航系统（GNSS）是最常用的定位测量技术，能够提供高精度的船舶定位信息。

此外，还需要使用传感器、测量系统和数据处理设备等。

1. GNSS技术GNSS技术通过接收多颗卫星发送的信号，利用差分GPS或差分RTK技术获取船舶的准确位置信息。

GNSS技术具有高精度、全球覆盖的特点，已成为当今船舶测量中最常用的技术之一。

2. 惯性导航系统惯性导航系统通过测量船舶的加速度和角速度等参数，结合初始位置信息，实时计算出船舶的运动状态和位置信息。

惯性导航系统能够在GNSS信号不可用或受干扰的情况下提供连续的船舶定位数据，确保测量的连续性和实时性。

3. 船舶传感器船舶传感器包括倾斜传感器、压力传感器、温度传感器等，用于测量船舶的倾斜、深度、温度等物理参数。

这些传感器可以提供关键的测量数据，辅助绘制水文地图和海底地形图。

4. 测量系统与数据处理设备测量系统和数据处理设备用于接收和处理测量数据。

其中，多波束测深仪可以实时获取船舶周围海底的深度信息，进而绘制出精确的海底地形图。

数据处理设备则用于对获取的测量数据进行处理和分析，提取所需的测量信息。

二、船舶测量方法在实际船舶测量中，常用的方法有多波束测深法、单点测深法、相控阵测深法等。

下面将对几种常见的测量方法进行介绍。

1. 多波束测深法多波束测深法是利用多个测深束，即多个声纳波束，同时对船舶周围水域进行测量。

通过同时接收多个声纳波束的回波信号，可以快速获取船舶周围水域的深度分布信息，并绘制出海底地形图。

多波束测深法具有高效、快速的特点，广泛应用于水文地图的制作和航道勘测等领域。

2. 单点测深法单点测深法是最常见、最简单的测量方法之一。

船舶主机转速监测系统设计

船舶主机转速监测系统设计摘要:船舶主机转速监测系统主要完成了以下几个功能：船舶转速信号采集，通过主控ECU计数、分析与处理后，把主机速度值显示在LCD电路中，当船舶主机的转速与车钟传来的转速有差值，输出调节发动机的油门的控制信号，当船舶主机的转速超过极限转速时进行声光报警。

关键词：船舶主机转速监测显示报警电磁执行器船舶主机以柴油机为主推进器，不仅可靠，动力性能佳，而且燃油消耗率和二氧化碳排放量比汽油机低。

船舶主机的转速是监测船舶航行过程稳定性的一个重要运行指标，它实时反映了船舶主机的外界负荷变化。

船舶主机转速监测系统SMSM(Speed Monitoring System of Ship’s Main Engine)以微机为主控模块，对柴油机主轴转速进行快速检测和分析，能够实时监测柴油机的动态和稳态性能。

1 SMSM系统总体方案设计1.1 工作原理SMSM系统主要有以下几个部分组成：船舶转速信号采集电路、主控ECU、显示电路、D/A转换模块、电磁执行器、报警电路、ECU 通信电路和控制电源等。

电磁测速传感器的检测装置安装在轮端齿轮处，船舶主机旋转，转速传感器就输出转速信号，传到机旁主控ECU计数、分析与处理后，把单位时间内计数脉冲个数根据公式转换成速度值，显示在LCD 显示电路中；当船舶主机的转速与车钟传来的转速有差值，输出控制信号，对发动机的油门进行调节；当船舶主机的转速超过极限转速时进行声光报警。

1.2 SMSM系统框图设计船舶转速信号的采集方法是：将电磁传感器如霍尔传感器与船舶主机轴同轴相连，并在船舶主机轴上安装一个小磁铁，这样船舶主机每旋转一圈，同电磁传感器就接触一次，电磁传感器就会产生一个信号脉冲。

主控ECU：主控ECU包括机旁主控ECU和驾驶台ECU两块，这里选择STC89S52单片机，它接收来自测速传感器的信号，在单位时间内计数，把脉冲个数根据公式转换成速度值，显示在LCD显示电路中。

船舶主机转速测量处理技术

船舶主机转速测量处理技术作者：周明华杨伟荣来源：《上海海事大学学报》2009年第04期摘要:针对船舶电控柴油机技术的广泛应用,提出船舶主机转速测量处理技术.该技术包括由计算机系统控制的具有网络通信功能的主机转速信号测量与转换系统、曲柄角度的精确测量和静态位置测量系统.老旧船的测速发电机改造工程及仿真模拟试验表明该技术具有应用价值.关键词: 船舶主机; 转速信号转换; 信号处理电路; 曲柄位置测量中图分类号:U664.142;U664.2文献标志码Rotating speed signal processing technology of marine main enginesZHOU Minghua, YANG Weirong(Merchant Marine College, Shanghai Maritime Univ., Shanghai 200135, China)Abstract:In view of the widespread applications of the technology of electrically controlled marine diesel engine, a rotational speed signal processing technology of marine diesel engine isis controlled by computer and has the network communication function, and system which containsAn improvement project about existing ship’s tachometer-generator and simulating test shows that the technology has some application values.Key words:marine main engine; rotational speed signal conversion; signal processing circuit; crank position measurement0 引言随着电控柴油机技术的飞速发展以及计算机数字技术的广泛应用,对于无凸轮轴的电喷柴油机,主机转速信号已从转速测量提高到曲柄角度的精确测量.而一些老旧船的测速发电机或机械部分已至老化期,亟待更新.因此,开发出1套主机转速信号测量与转换系统和曲柄角度的精确测量系统,尤其是能在静止状态下精确测量主机曲柄角度的系统,显得十分重要.1 主机转速信号的采样方法目前,主机转速测量的方法[1]主要有:(1)电磁脉冲测量.最常用的是从飞轮端齿轮处测取脉冲信号,利用传感器与齿轮之间的间隙变化,生成脉冲信号,经过整形,与时钟频率比较计数后,获得转速信号输出;(2)光电脉冲测量.光电传感器或光电编码器大多安装在凸轮轴处,或者安装在调速器输出轴上;(3)主轴测速发电机电压测量.这是老旧船主机转速测量的主要方法,一般安装在主轴的链轮上,通过链条与测速发电机连接,由测速发电机输出电压信号.目前,大多数船舶都从飞轮端齿轮处测取脉冲信号,其优点是安装便捷、易于管理,但飞轮的位置较低,极易受到舱底水的污染,只有采用电磁脉冲测量,才能使信号受到的影响和干扰达到最小.从船上使用的结果看,垂直在飞轮上方45°左右的位置较好,安装也较方便,具体测量点的选取见图1.图1 主机转速信号探头安装示意以6个气缸的二冲程柴油机为例,其相邻发火的2个气缸曲柄夹角为60°,以1号气缸曲柄上止点记号在飞轮上的垂直位置为基准(0°),与TDC传感器的安装位置在空间上相差12°～25°(考虑到喷油提前角),先确定1号缸上止点曲柄角度,再通过测试,依次确定其他各缸的上止点曲柄角度位置.[2]探头和探测的信号相差半个齿间脉冲,可确定正倒车和脉冲计数和传感器拾起信号经过放大电路放大转换后,数字脉冲信号进入1个相位触发器,输出正倒车信号.图2为主机转速信号脉冲示意图.图2 主机转速信号脉冲示意和的数字脉冲信号是S信号采样频率计数的时间周期,并对S信号采样频率脉冲个数进行计数,从而计算出转速,转换成数字信号(可输出到数字通信模块中,通过CAN总线输出到数字仪表)后,再进入D/A转换器,转换成模拟量的信号输出到显示仪表.点为1号气缸上止点曲柄角度提前角的信号位置,从点脉冲开始,可对和的数字脉冲信号进行计数,按采样频率输出曲柄角度.从图2可知,飞轮端齿轮的齿数越多,测量精度就越高.一般最少需60个齿,多的可以用120,240或360个齿.2 曲柄位置的测量在全电控的柴油机中,当主机在气动启动时,需对各缸的曲柄位置进行静态测量和识别,从而确定各缸空气启动阀门的开启与关闭,并且对排气阀门的开启与关闭进行控制.6缸二冲程柴油机的发火顺序为:1—5—3—6—2—4,见图3.需对二冲程直流扫气柴油机的曲柄位置,主要是上止点的位置、扫气口打开的位置和扫气口关闭的位置,进行测量.图3 主机曲柄静态位置的测量示意从图3可知,气缸2,4,1处于活塞下行阶段,此时,这3个气缸的排气阀门应关闭,启动空气阀门应打开,压缩空气推动活塞下行;转过一定角度后,2号缸的空气阀门关闭,排气阀门打开(开始对和数字脉冲信号进行计数,在该缸的扫气口被关闭前,关闭排气阀门),随着活塞下行,该缸的扫气口被打开;当曲轴转到5缸的上止点曲柄角度位置时,该缸的排气阀门应关闭,启动空气阀门应打开,压缩空气继续推动活塞下行.其他各缸依次进行,使柴油机的转速达到发火转速以上,调速器给出启动油量的供油信号,各缸按照启动油量和供油提前角发火,直至在调速器给定的转速运行.在这一过程中,主机启动时有3个气缸的排气阀门处于开启状态,而常规的柴油机只有1个气缸的排气阀门处于开启状态,2个气缸处于压缩状态.因此,电控柴油机的启动比常规的柴油机前半转轻松一些.此外,电子气缸注油装置的定时基于曲轴转速的计速器反馈信号,通过传感器将活塞的运动信号反馈到注油装置,使活塞处于最合适的位置时(如当第1道活塞环通过喷孔时)向气缸注射润滑油.根据需求,可依据柴油机工况自动或手动调节注油量采用光电编码器测量静态位置是个很好的方法,但在全电控无凸轮轴的柴油机中,需要考虑安装在自由端的输出轴.[3]3 信号的转换与处理从传感器输入的信号有和的2个数字脉冲信号以及各缸的上止点曲柄角度位置点脉冲信号.经过信号转换与处理后,需输出的信号包括:(1)转速或角速度信号.获得的转速信号输出有3种:①模拟量输出,信号由和传感器拾起,经放大电路放大转换整形后,脉冲频率信号进入计数处理,经过D/A转换器转换后,可输出0～20 mA的信号或-10 V～+10 V,-5 V～+5 V以及-～+65 V等各种模拟信号,满足一些老旧船的测速发电机或机械部分老化时更新替换的需要;②数字量输出,可输出到数字通信模块中,通过CAN总线输出到数字仪表;③满足电子调速器的数字量输出.(2)各缸的曲柄角度信号.具有实时、连续和高采样频率的数字信号,满足输送给电喷、电控柴油机的控制单元ECU的通信要求,满足提供柴油机启动时各缸曲柄的静态位置信号的要求.(3)正倒车信号输出.(4)通信与故障信号输出.(5)其他输出,如飞车保护信号,气缸注油控制单元信号等.在由微机芯片处理器组成电路板内部,设置计数时间周期S脉冲(约0.1 s),曲柄角度信号采样频率(考虑柴油机实际使用的转速≤300 r/min时,最低约5 kHz).硬件电路由微机和集成电路的芯片组成,设有1个由低通滤波器以及脉冲整形组成的预处理电路,能除去低频率的杂波和高频率的交叠.取样信号经预处理电路和高速采样转换电路处理后,由微机芯片计算和控制通信及信号的输出,使信号得到实时处理和传输.硬件电路布置结构见图4.编制软件时,首先考虑CAN总线通信接口的协议,并将可调整的飞轮齿轮数、转速范围和输出信号类型作为调试时的基本参数.[4]在初次上电后,系统自动进入自检程序,对所有的传感器、传感器线路以及输出回路进行检查和故障判断.然后,系统进入1个模拟的输入输出程序,检查和判断输入输出信号有无错误(如曲柄角度从0°～359°,转速从0到飞车转速相关的输出信号是否正常等,如无出错,系统进入正常工作状态.图4 硬件电路布置结构4 电源、驱动电路与信号输出设计时,坚持简单、实用和可靠原则.在电源和信号输出电路设计上,采用隔离保护与短路保护.在电源的制作和元件的选择过程中,使用双电源(220 V交流/24 V直流),并使电源不间断自动切换.电源要有承受较大过载电流的能力,输出电流分路输出并在每个回路作限流保护.[5]驱动电路的制作过程中,所有的信号输入回路和信号输出回路都单独设定隔离与保护措施,并设置一定数量空置的输入输出回路备用.D/A转换电路使用可编程的TLC 5618集成芯片,如采用可编程的AD 5750集成芯片,输出电流0～20 mA的信号或输出电压-10 V～+10 V,-5 V～+5 V 和-65 V～等的各种模拟量信号.模拟量信号的输出采用专用电源,与其他电路电源完全隔离.脉冲信号和数字量输出信号全部采用光隔离加驱动输出回路.[6]当柴油机的转速在1 r/min以下时,转速或角速度信号及各缸的曲柄角度信号输出都为0,即无信号输出,此时,只有主机曲柄静态位置的输出信号;当柴油机的转速在1 r/min以上且转过2转后,才有转速或角速度信号及各缸的曲柄角度信号输出5 结束语本文设计的主机转速信号测量与转换系统、曲柄角度的精确测量和静态位置测量系统,具有广泛的应用前景和市场,特别是对全电控柴油机具有重要意义.在老旧船的测速发电机改造中,取得很好的效果.参考文献:[1]蔡萍赵辉. 现代检测技术与系统北京:高等教育出版社, 2005: 106-107.[2]杨胜飞-8型水力测功器控制系统装置的研制及调试上海市高等教育学会实验室管理委员会年会论文集. 上海: 上海市高等教育学会实验室管理委员会, 2003: 21-23.-flex common-Wartsila-New Sulzer Corporation, 2004: 5-6.[4]陈景文王红艳. CAN总线协议及组网方法国内外机电一体化技术, 2005(2): 46-48.[5]张朝晖检测技术及应用北京: 中国计量出版社. 2005: 78-79.[6]冯富德工厂实用在线检测技术北京: 国防工业出版社, 2007: 177-180.(编辑陈锋杰)。

船舶测量技术的原理与实践指南

船舶测量技术的原理与实践指南船舶测量技术是航海领域中不可或缺的一部分。

船舶测量技术的发展不仅为船舶运输提供了更精确和安全的数据，同时也为工程师和研究人员提供了关于船舶设计和性能优化的重要信息。

本文将探讨船舶测量技术的原理和实践指南。

一、船舶测量技术的原理船舶测量技术的原理基于物理学和数学原理。

在测量船舶的长度、宽度和高度时，通常会使用激光测距仪或超声波测距仪等设备。

通过将这些测量值与船舶的各种参数进行比较和分析，可以得出船舶的准确尺寸。

此外，船舶的航行速度和航向也是船舶测量技术的重要方面。

通过使用全球卫星导航系统（GNSS）和惯性导航系统（INS），可以实时测量船舶的位置、速度和航向。

这些信息对于船舶的导航和航行安全非常重要。

二、船舶测量技术的实践指南1. 确定测量目标：在进行船舶测量之前，首先需要明确测量的目标。

例如，是为了测量船舶的长度和宽度，还是为了测量其航行速度和航向等参数。

2. 选择合适的测量工具：根据测量目标，选择合适的测量工具。

常用的测量工具包括激光测距仪、超声波测距仪、GNSS接收器和INS等。

3. 进行准备工作：在进行船舶测量之前，需要进行一些准备工作。

首先，要确保测量设备的准确性和稳定性，以获得可靠的测量结果。

其次，要选择适当的测量位置，以便能够覆盖船舶的各个部分。

4. 进行测量和数据记录：根据测量目标，使用选定的测量工具进行测量。

同时，要注意记录测量结果，并将其与船舶的其他参数进行比较和分析。

5. 数据分析和应用：根据测量得到的数据，进行进一步的分析和应用。

例如，可以通过分析船舶的长度和宽度数据，评估其适航性和稳定性。

同时，可以使用测得的航行速度和航向数据，进行航行计划和航行控制。

三、船舶测量技术的挑战与发展趋势尽管船舶测量技术在航海领域中起着重要作用，但仍然存在一些挑战。

其中之一是测量精度和准确性的问题。

由于船舶的复杂性和外部环境的影响，船舶测量结果可能受到一定的误差。

因此，研究人员正在不断努力提高测量技术的精度和准确性。

探究船舶轮机检验方法

探究船舶轮机检验方法
船舶轮机检验是指对船舶的主机、辅机等轮机设备进行检验，以保证其正常运行和安
全性能。

船舶轮机检验方法主要包括以下几种。

外观检查是船舶轮机检验的基础。

通过肉眼观察，检查轮机设备的外观是否存在破损、腐蚀、锈蚀等问题，以及各种连接部位和密封部位是否完好，是否存在泄漏等情况。

功能性能检验是船舶轮机检验的核心内容之一。

通过运行轮机设备，测试其各项功能
性能是否正常。

检查主机的转速是否稳定，辅机的运行是否平稳，润滑系统的工作是否正
常等。

还需要进行参数测试。

主要包括测量轮机设备的各项参数，如主机功率、燃油消耗量、冷却水温度、排气温度等。

通过对这些参数的测试，可以判断轮机设备的运行效率和质量
水平。

在船舶轮机检验中，还需要进行耐久性测试。

通过长时间运行轮机设备，观察其耐久
性能。

运行主机设备连续运行一段时间后，检查其是否存在过热、过载等问题。

对船舶轮机设备的安全性能进行测试。

主要包括轮机设备的防爆性能、防护措施是否
到位等。

通过对这些方面的测试，可以确保轮机设备在工作时的安全性。

船舶轮机检验方法主要包括外观检查、功能性能检验、参数测试、耐久性测试以及安
全性能测试等方面。

通过这些检验方法，可以确保船舶轮机设备的正常运行和安全性能。

船舶轴功率测量原理

船舶轴功率测量原理一、引言船舶轴功率是指船舶主机输出的功率，通常用于评估船舶的性能和燃油效率。

因此，准确测量船舶轴功率对于提高船舶运营效率至关重要。

本文将介绍测量船舶轴功率的原理。

二、测量方法1. 直接法直接法是通过安装传感器在主机轴上来测量输出功率。

这种方法需要在主机轴上安装扭矩传感器和转速传感器，以便通过公式计算出功率值。

这种方法可以提供非常准确的结果，但需要大量的安装工作和成本。

2. 间接法间接法是通过测量其他参数来推断出主机输出功率。

其中最常用的方法是通过测量燃油消耗来计算主机输出功率。

该方法需要考虑到燃油质量、温度和压力等因素对燃油消耗的影响。

另外，还可以通过推算螺旋桨推力来计算主机输出功率。

三、直接法原理及实现1. 扭矩传感器扭矩传感器通常采用应变片技术实现，其原理是将力或扭矩转换为应变，再将应变转换为电信号。

扭矩传感器可以测量主机轴上的扭矩值，从而计算出主机输出功率。

2. 转速传感器转速传感器通常采用霍尔效应或电容式技术实现，其原理是通过检测旋转物体上的磁场或电场来测量旋转速度。

转速传感器可以测量主机轴的旋转速度，从而计算出主机输出功率。

3. 信号处理和计算扭矩传感器和转速传感器产生的电信号需要进行处理和计算才能得到准确的功率值。

通常使用数据采集卡或PLC等设备来采集、处理和存储这些信号，并通过公式计算出功率值。

四、间接法原理及实现1. 燃油消耗测量船舶上通常安装有燃油流量计来测量燃油消耗。

该方法需要考虑到燃油温度、压力和密度等因素对燃油流量的影响。

通过将燃油消耗与主机输出功率关联起来，可以推断出主机输出功率。

2. 螺旋桨推力推算螺旋桨推力可以通过测量船舶速度和水流速度来推算。

该方法需要考虑到水流速度和方向、水流密度和粘度等因素对螺旋桨推力的影响。

通过将螺旋桨推力与主机输出功率关联起来，可以推断出主机输出功率。

五、总结本文介绍了测量船舶轴功率的原理及实现方法。

直接法需要安装传感器在主机轴上，可以提供非常准确的结果，但需要大量的安装工作和成本。

船舶主机转速测量处理技术

Ｒｏ・ｉ ’ ｔ ‘ ｐｅｄｉｎａｏｃｓｉ・ｃ ’ ｙｏ一ｍａｌａ● ｅｉｓ一Ａｎｇｓｅ－ｓ ’ ｐｒｅｓｔ ’ ｌａｔ ● ｇｌ ● ｎｇｈｎｏｉｅｏｇｒｍｉｎｇ‘ ● ｎｅｎｎｅ
第３Ｏ卷第４期
２００９年ｌ２月
上
海
海
事
大
学学报
Ｖ０．ＮＯ４１３０．Ｄｅｃ．２９００
ＪｕｎｌｏｈｎｈｉＭａｔｎｖｒｉｏｒａｆＳａｇａｒｉＵｉｅｓｙｉｍｅｔ
文章编号：７１２—９９（０９０－０７０６４８２０）４０６．３
ｔｃｏｔｒｇｎｒｔｒａｄｓｍｕａｉｇｔｓｈｗｓｔａｈｅｈｎｌｇａｏｐｌｃｔｎｖｌｅ．ａｈｍｅｅ — ｅｅａｏｎｉｌｔｎｅｔｓｏｈｔｔｅｔｃｏｏｈｓｓｍｅａｐｉａｉａｕｓｙｏＫｅｒｓ：ｍａｎｉｎｉｅ；ｒｔｔｎｌｓｅｄｓｇａｏｖｒｉｎ；ｓｇａｒｃｓｉｇｃｒｕｔｒｎｏｙｗｏｄｉｒｅｍａｎｅｇｎｏａｉａｐｅｉｎｌｃｎｅｓｏｏｉｎｌｐｏｅｓＵｎｈａ，ＹＡＮＧｅｒｎＭｉｇｕＷｉｏｇ
（ｒａｔｒｅＣｌｇ，ｈｎｈｉｒｉｅＵｉ．Ｓａｇａ２０３，ｈｎ）ＭｅｃｎＭａｎｏｌｅＳａｇａＭａｔｎｖ，ｈｎｈｉ０１５Ｃｉｈｉｅｉｍａ
目前，主机转速测量的方法Ｈ主要有：（）１电磁脉冲测量．常用的是从飞轮端齿轮最

船舶主机测速装置解析

船舶主机测速装置解析船舶主机，即船舶动力装置，是为各类船舶提供动力的机械。

可分为蒸汽机、内燃机、核动力机和电动机。

船舶主机包括三个主要部分：主动力装置、辅助动力装置、其他辅机和设备。

近几年随着航运市场的快速发展，外部环境对船用柴油机的排放要求越来越严格。

为了达到低排放和大幅降低燃油消耗的目的，电控低速二冲程柴油机应运而生。

目前被广泛应用的电控低速二冲程主机主要以MANB&WME（简称ME主机）和 WARTSILA RT-FLEX两种形式为主。

这里仅就ME主机在实际使用中因为 TACHO系统故障导致其不能正常工作的问题进行探讨。

ME主机有两套互为备用的转速采集系统，分别为 System A 和 System B。

它的标准配置是安装在自由端的 Angle Encoder A. Angle Encoder B.转速系统放大器TSA-A/B，以及安装在飞轮端的Semi-circular marking ring和 Pick up Sensor，其中AngleEncode B不配置 Pick up SensorME主机的 Angle Encoder传感器采用磁脉冲式信号输出方式进行工作，共有8个磁感应探头，分别为MMA、MSA、MMB、MSB、Q1AQ2A、Q1B、Q2B，其中A组中的2个为检测转速和方向的，另2个为标记位检测：1个为NO.1CYL TDC零位触发，1个为90°时触发；B 组中也有2个探头检测转速和方向，另2个为标记位，但与A组中的标记位相差45°:1个为45°触发，1个为135°触发。

飞轮端 Pick up Sensor以MSA形式在飞轮角度90°时触发，作为 Angle EncoderA的校验信号。

System A系统由ECUA供电，所产生的信号经由TSA-A处理后传输给ECU和各CCU; System B由ECUB供电，所产生的信号经由TSA-B 处理后传输给ECU和各CCU。

船舶主机安装工艺以及其设计改进探讨

船舶主机为船舶推进系统的动力源，主机定位安装的质量好坏关系到主机功率的正常运行和航行性能。

船舶主机一般通过轴系将其动力传给螺旋桨,所以主机安装时应与轴系安装工艺要求一起考虑, 本文从主机安装过程中遇到的问题，进行一些分析，提出一些观点供大家一起探讨。

一、主机平整度对于散装机来说，是先按轴系中心线对准机座和曲轴，并检查连接法兰之间的平行度和同心度。

先在船上调，后校。

一般来说逐步控制能够很好地了解机座质量和控制主机的平整度。

对于整机来说，主机本身作为类似起吊梁的两点吊点的大型设备，在调运和吊入机舱的过程中受到自身重量分布的弯距和扭距，当然会产生一定的变形，如只是一些可恢复的弹性变形，我们可以忽略；如是一些永久变形，我们需要在船上测量，在专业人员的指导下加一调整和修复。

在船坞内测量记录主机吊入前后的船体主机基座的艏、中、艉的6个点绝对高度的两组数据，由数据得知船体基座的变形情况，根据其基座的变形情况，适当调节变形位置处的底角螺栓来平衡船体基座变形情况(反变形)。

在此基础上进行下面的检验:1、机座的扭曲测量（1）机座本身的扭曲测量在很多船厂被忽略。

主要是船体结构的变形控制问题, 一旦船体结构变形能够控制住,船坞校中也是不远的问题。

（2）机座的扭曲度（水平度）测量方法，在船坞整机状态，拆开主轴承上的润滑油管，在最艏和最艉的上轴承盖的油口位置放置两个专用水平仪。

（建议可调式气泡水平仪，其精度和分辨率高于0.1毫米/米）机座扭曲度的测量结果应符合主机厂家的要求，即第一个轴承盖和倒数第二个轴承均在水平偏差的0.1mm/1000mm内）。

如超出要求,可以调节地脚螺栓来首先满足扭曲度的要求。

从而避免主机相对船体基座呈单V字型。

当然主机的扭曲度调好后，需要在主机机座底部与船体基座四个角烧焊四个测量销以直观形象表征主机的扭曲，在后面的调节其他主机安装质量指标的参照，即主机平行升高，对称调节。

以免乱了套。

船舶主机安装质量的好坏表征首先是保证柴油机本身的扭曲度,即不仅保证曲轴和轴系理论线在一条线,而且保证主机的机座面与线是平行,并与船体舯线垂直。

船舶主机转速信号采集与无线传输模拟系统的设计

ｐｅｉｔｄ．Ｉａｅａｅｔｘｉｔｎｏａｉｅｓｅｉｐｌｙｄｖｉｅｗｉｈｉｉｉｎｄｃｔｏｈｒｄｃｅｔｃｎｒｐｌｃｈｅｅｓｉｇｒｔｔｖｐｅｄｄｓａｅｃｔｎｌｔａｏｎｒｌｔｅｍｃｔｏｎｇｎｅｉｇａｅｈｌｇｙａｅｌｚｈｅｒａ — ｉｅｍｏｔｒｎｇｏｈｉｏａｉｐｅｏｓｆｅｉｅｒｎｎｄｔｃｎｏｏｎｄｒａｉｅｔｅｌｔｍｎｉｏｉｆｓｐｒｔｔｖｅｓｅｄｔｒｇｈａｖｒｔｅｏｅｐｔ．ｈｏｕｅｉｙｏｆｒｍｔｏｒｓＫｅｗｏｄｓＳｈｐｍａｎｅｇｉＲｏｔｔｖｐｅｄＷｉｅｅｓｔａｍｉｓｏｙｒｉｉｎｎｅａｉｅｓｅｒｌｓｒｎｓｓｉｎＲｅｌｔｍｅｍｏ — ａ — ｉｎｉ — — ｔｉｇＳｉｕｌｔｏｙｔｍｏｒｎｍａｉｎｓｓｅ
对船舶转速实时检测的显示。
关键词
船舶主机转速
Ｕ６１６
无线传输实时检测
文献标识码Ａ
模拟系统
Hale Waihona Puke 中图分类号ＳｉａｎＥｎｉｅＲｅｏｕｉｎＳｇｌＡｃｉｉｉｎａｉｅｅｓｈｐＭｉｇｎｖｌｔｏｉｎａｑｕｓｔｏｎｄＷｒｌｓＴｒｎｍｉｓｏｉｕａｉｎＳｓｅＤｅｉｎａｓｓｉｎＳｍｌｔｏｙｔｍｓｇ

船舶主机车令与转速对应关系探讨

一主机车令与转速间的关系1．主机车令系统主机车令系统是对主机进行各种操作的指令发送系统。

驾驶人员在驾驶室的控制站遥控推进装置上，对主机进行起动、调速和停车的遥控。

对可逆转低速柴油机还可实现换向遥控，对不可逆转柴油机则通过对齿轮箱进行啮合、脱开和倒车的遥控实现主推进系统正／倒车。

其中遥控操作手柄的推动方向应与船舶运动方向一致。

2.主机车令的实现主机车令实际上是通过内部指令传送系统实现。

如驾驶室发出改变航速控制指令，则主机机旁控制箱接收指令，并下达到机调速器，调速器再根据指令协调柴油机进行加速或减速,最后达到驾驶室车令所要求的转速位置，反映到船舶本身，则为船舶航速增加或递减。

如驾驶室发出改变船舶前进方向控制指令。

对于可逆转柴油机则直接换向即可实现;对于不可逆转柴油机则通过齿轮箱内的倒顺车离合器实现。

3.主机车令与转速主机车令与转速间有一定的对应关系。

这种对应关系主要根据不同主推进系统采取相应的设定原则，力求车令信号准确、主机响应迅速、控制过程主机工作平稳。

二主机车令挡位与转速设定的原则1.几种典型的柴油机推进装置遥控系统船舶的主推进系统由主机、减速齿轮箱、轴系、螺旋桨等组成。

为保证船舶能在各种复杂情况下航行,必须为柴油机设置起动、换向、调速和安全保护装置,也称主推进装置遥控系统。

按柴油机推进装置的传动方式及螺旋桨的形式,主要有以下几类遥控系统：1)可逆转柴油机与定距桨直接连接传动的遥控系统;2)可逆转柴油机与调距桨连接的遥控系统；3)不可逆转柴油机与调距桨经减速齿轮箱传动的遥控系统;4)不可逆转柴油机与定距桨经减速齿轮箱传动的遥控系统。

在上述4种遥控系统中，1)和4)是比较常见的主推进遥控系统方式，是本次车令与转速关系研究的重点。

而带调距桨的推进系统，还涉及螺距控制，一般由调距桨厂家打包整个遥控系统，因此本文不作赘述。

2.可逆转柴油机与定距桨直接连接传动的遥控系统此遥控系统是由主机车令操作手柄、逻辑程序控制电路和执行机构组成。

船舶主机转速测量处理技术

船舶主机转速测量处理技术
周明华;杨伟荣
【期刊名称】《上海海事大学学报》
【年(卷),期】2009(030)004
【摘要】针对船舶电控柴油机技术的广泛应用,提出船舶主机转速测量处理技术.该技术包括由计算机系统控制的具有网络通信功能的主机转速信号测量与转换系统、曲柄角度的精确测量和静态位置测量系统.老旧船的测速发电机改造工程及仿真模拟试验表明该技术具有应用价值.
【总页数】4页(P67-69,74)
【作者】周明华;杨伟荣
【作者单位】上海海事大学,商船学院,上海,200135;上海海事大学,商船学院,上海,200135
【正文语种】中文
【中图分类】U664.142;U664.2
【相关文献】
1.我国自主研发的船舶主机节能转速测量技术可轻松节油1/3 [J],
2.船舶主机转速测量处理技术的相关探讨 [J], 刘磊;江凯
3.柴油机瞬时转速测量中误差处理技术研究 [J], 张永祥;孙云岭;李军;朴甲哲
4.一种基于视频处理技术的转速测量方法 [J], 彭可;彭年香;陈燕红
5.单片机在船舶主机转速测量中的应用研究 [J], 秦珩
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

船舶主机转速测量处理技术

船舶主机转速测量处理技术随着电控柴油机技术的飞速发展以及计算机数字技术的广泛应用,对于无凸轮轴的电喷柴油机,主机转速信号已从转速测量提高到曲柄角度的精确测量.而一些老旧船的测速发电机或机械部分已至老化期,亟待更新.因此,开发出1套主机转速信号测量与转换系统和曲柄角度的精确测量系统,尤其是能在静止状态下精确测量主机曲柄角度的系统,显得十分重要.1 主机转速信号的采样方法目前,主机转速测量的方法主要有:(1)电磁脉冲测量.最常用的是从飞轮端齿轮处测取脉冲信号,利用传感器与齿轮之间的间隙变化,生成脉冲信号,经过整形,与时钟频率比较计数后,获得转速信号输出;(2)光电脉冲测量.光电传感器或光电编码器大多安装在凸轮轴处,或者安装在调速器输出轴上;(3)主轴测速发电机电压测量.这是老旧船主机转速测量的主要方法,一般安装在主轴的链轮上,通过链条与测速发电机连接,由测速发电机输出电压信号.目前,大多数船舶都从飞轮端齿轮处测取脉冲信号,其优点是安装便捷、易于管理,但飞轮的位置较低,极易受到舱底水的污染,只有采用电磁脉冲测量,才能使信号受到的影响和干扰达到最小.从船上使用的结果看,垂直在飞轮上方45°左右的位置较好,安装也较方便,具体测量点的选取见图1.图1 主机转速信号探头安装示意以6个气缸的二冲程柴油机为例,其相邻发火的2个气缸曲柄夹角为60°,以1号气缸曲柄上止点记号在飞轮上的垂直位置为基准(0°),与TDC传感器的安装位置在空间上相差12°～25°(考虑到喷油提前角),先确定1号缸上止点曲柄角度,再通过测试,依次确定其他各缸的上止点曲柄角度位置.探头T1和T2探测的信号相差半个齿间脉冲,可确定正倒车和脉冲计数.T1和T2传感器拾起信号经过放大电路放大转换后,数字脉冲信号进入1个相位触发器,输出正倒车信号.图2为主机转速信号脉冲示意图.图2 主机转速信号脉冲示意T1和T2的数字脉冲信号是S信号采样频率计数的时间周期,并对S信号采样频率脉冲个数进行计数,从而计算出转速,转换成数字信号(可输出到数字通信模块中,通过CAN总线输出到数字仪表)后,再进入D/A转换器,转换成模拟量的信号输出到显示仪表.G点为1号气缸上止点曲柄角度提前角的信号位置,从G点脉冲开始,可对T1和T2的数字脉冲信号进行计数,按采样频率输出曲柄角度.从图2可知,飞轮端齿轮的齿数越多,测量精度就越高.一般最少需60个齿,多的可以用120,240或360个齿.2 曲柄位置的测量在全电控的柴油机中,当主机在气动启动时,需对各缸的曲柄位置进行静态测量和识别,从而确定各缸空气启动阀门的开启与关闭,并且对排气阀门的开启与关闭进行控制.6缸二冲程柴油机的发火顺序为:1—5—3—6—2—4,见图3.需对二冲程直流扫气柴油机的曲柄位置,主要是上止点的位置、扫气口打开的位置和扫气口关闭的位置,进行测量.图3 主机曲柄静态位置的测量示意从图3可知,气缸2,4,1处于活塞下行阶段,此时,这3个气缸的排气阀门应关闭,启动空气阀门应打开,压缩空气推动活塞下行;转过一定角度后,2号缸的空气阀门关闭,排气阀门打开(开始对T1和T2数字脉冲信号进行计数,在该缸的扫气口被关闭前,关闭排气阀门),随着活塞下行,该缸的扫气口被打开;当曲轴转到5缸的上止点曲柄角度位置时,该缸的排气阀门应关闭,启动空气阀门应打开,压缩空气继续推动活塞下行.其他各缸依次进行,使柴油机的转速达到发火转速以上,调速器给出启动油量的供油信号,各缸按照启动油量和供油提前角发火,直至在调速器给定的转速运行.在这一过程中,主机启动时有3个气缸的排气阀门处于开启状态,而常规的柴油机只有1个气缸的排气阀门处于开启状态,2个气缸处于压缩状态.因此,电控柴油机的启动比常规的柴油机前半转轻松一些.此外,电子气缸注油装置的定时基于曲轴转速的计速器反馈信号,通过传感器将活塞的运动信号反馈到注油装置,使活塞处于最合适的位置时(如当第1道活塞环通过喷孔时)向气缸注射润滑油.根据需求,可依据柴油机工况自动或手动调节注油量.采用光电编码器测量静态位置是个很好的方法,但在全电控无凸轮轴的柴油机中,需要考虑安装在自由端的输出轴.3 信号的转换与处理从传感器输入的信号有T1和T2的2个数字脉冲信号以及各缸的上止点曲柄角度位置G点脉冲信号.经过信号转换与处理后,需输出的信号包括:(1)转速或角速度信号.获得的转速信号输出有3种:①模拟量输出,信号由T1和T2传感器拾起,经放大电路放大转换整形后,脉冲频率信号进入计数处理,经过D/A转换器转换后,可输出0～20 mA的信号或-10 V～+10 V,-5 V～+5 V以及-65 V～+65 V等各种模拟信号,满足一些老旧船的测速发电机或机械部分老化时更新替换的需要;②数字量输出,可输出到数字通信模块中,通过CAN总线输出到数字仪表;③满足电子调速器的数字量输出.(2)各缸的曲柄角度信号.具有实时、连续和高采样频率的数字信号,满足输送给电喷、电控柴油机的控制单元ECU的通信要求,满足提供柴油机启动时各缸曲柄的静态位置信号的要求.(3)正倒车信号输出.(4)通信与故障信号输出.(5)其他输出,如飞车保护信号,气缸注油控制单元信号等.在由微机芯片处理器组成电路板内部,设置计数时间周期S脉冲(约0.1 s),曲柄角度信号采样频率(考虑柴油机实际使用的转速≤300 r/min时,最低约5 kHz).硬件电路由微机和集成电路的芯片组成,设有1个由低通滤波器以及脉冲整形组成的预处理电路,能除去低频率的杂波和高频率的交叠.取样信号经预处理电路和高速采样转换电路处理后,由微机芯片计算和控制通信及信号的输出,使信号得到实时处理和传输.硬件电路布置结构见图4.编制软件时,首先考虑CAN总线通信接口的协议,并将可调整的飞轮齿轮数、转速范围和输出信号类型作为调试时的基本参数.在初次上电后,系统自动进入自检程序,对所有的传感器、传感器线路以及输出回路进行检查和故障判断.然后,系统进入1个模拟的输入输出程序,检查和判断输入输出信号有无错误(如曲柄角度从0°～359°,转速从0到飞车转速),相关的输出信号是否正常等,如无出错,系统进入正常工作状态.图4 硬件电路布置结构4 电源、驱动电路与信号输出设计时,坚持简单、实用和可靠原则.在电源和信号输出电路设计上,采用隔离保护与短路保护.在电源的制作和元件的选择过程中,使用双电源(220 V交流/24 V 直流),并使电源不间断自动切换.电源要有承受较大过载电流的能力,输出电流分路输出并在每个回路作限流保护.驱动电路的制作过程中,所有的信号输入回路和信号输出回路都单独设定隔离与保护措施,并设置一定数量空置的输入输出回路备用.D/A转换电路使用可编程的TLC 5618集成芯片,如采用可编程的AD 5750集成芯片,输出电流0～20 mA的信号或输出电压-10 V～+10 V,-5 V～+5 V和-65 V～+65 V等的各种模拟量信号.模拟量信号的输出采用专用电源,与其他电路电源完全隔离.脉冲信号和数字量输出信号全部采用光隔离加驱动输出回路.当柴油机的转速在1 r/min以下时,转速或角速度信号及各缸的曲柄角度信号输出都为0,即无信号输出,此时,只有主机曲柄静态位置的输出信号;当柴油机的转速在1 r/min以上且转过2转后,才有转速或角速度信号及各缸的曲柄角度信号输出.5 结束语本文设计的主机转速信号测量与转换系统、曲柄角度的精确测量和静态位置测量系统,具有广泛的应用前景和市场,特别是对全电控柴油机具有重要意义.在老旧船的测速发电机改造中,取得很好的效果.。

船舶主机功率和转速

航海裕度的基础上，确定一个合理的推进器设计裕度，设计裕度的确定因素包括： ①运转裕度和航海裕度：由于在设定运转裕度时包括了航海裕度所应考虑的因素，又或在设定航行裕度时包括了主机功率经年变化等运转裕度中所应考虑的因素，必要时可以不用简单叠加这两个裕度作为推进器的设计裕度。 ②附加的转速裕度：某些情况下还采用另外附加转速裕度的方法，进一步加大设计裕度，以减少主机过载情况的发生。这个附加的转速裕度，一般范围是 0~l%。 ③设计误差：由于设计计算方法和有效功率预报以及伴流分数预估的误差，应根据设计者的经验，适当调整裕度的数值。 (2) 确定盘面比和叶片厚度时的主机工况。确定盘面比和叶片厚度时，应按主机的 MCR 工况的功率和转速进行计算。 3) 推进器设计的船体条件采用航海裕度时，船舶有效功率应与定义航海裕度的船体条件一致，即清洁船体、满载情况下的有效功率，计及空气阻力、附体阻力、操舵引起的阻力增加等，见“船模试验和实船换算”和“实船快速预报” 。不采用航海裕度时，应在上述有效功率上增加平均运转情况下的污底阻力增加（见“污底阻力” ）和风浪中阻力增加（见“风浪中阻力增加及失速的估算” ）。如果在船舶设计的最后阶段，有效功率已通过船模试验或相似实船的试航结果得以比较准确地预报，建议增加 3%左右的裕度。在方案设计和初步设计阶段，则依设计者的经验增加一定的裕度。 4) 各种裕度的综合计算确定设计工况时对各种裕度应按其定义进行计算，例如综合考虑 EM 和 SM 时，按功率裕度计算的驱动功率为 MCR×(1-EM) /(1+SM)，即当 SM=15%，EM=10%时，运转功率为 MCR 的 78.26 %。此外，在讨论裕度时，应明确地把 EM 和 SM 分别计算。
实际航海状态所需功率 1） 100％清洁船体和推进器、平静深水中所需功率航海裕度通常按照船舶的航行区域或航线、船舶类型、主机型式，航速高低，由船东或

船舶主机经济转速

船舶主机经济转速船舶主机经济转速是指在保证船舶正常运行的前提下，以最低的燃油消耗来推动船舶前进的转速。

船舶的主机是船舶的动力来源，主机的运行状态和效率直接影响船舶的燃油消耗和经济性能。

船舶主机经济转速的确定需要考虑多个因素。

首先，船舶的设计速度是确定经济转速的基础。

设计速度是指船舶在设计时规定的理论最高航行速度，因此经济转速应该与设计速度相匹配。

其次，船舶的推进效率与船速之间存在一定的关系，船舶在不同速度下的推进效率曲线是经验性的，通过对船舶的试航和实际运行数据进行分析，可以确定出船舶在不同速度下的推进效率。

在实际运营中，船舶应该尽可能在推进效率最高的速度下运行，以降低燃油消耗。

此外，还需要考虑船舶的载货量和航行条件等因素，确定船舶的经济转速。

在船舶运行中，经济转速的选择对于船舶的经济性和环保性都有着重要的意义。

首先，经济转速的选择可以降低船舶的燃油消耗，减少运营成本。

船舶的燃油消耗是船舶运营中的一个重要费用，通过选择适当的经济转速，可以降低船舶的燃油消耗，提高经济性能。

其次，经济转速的选择还可以减少船舶排放的污染物，保护海洋环境。

船舶主要排放的污染物包括二氧化碳、氮氧化物和硫化物等，这些污染物对海洋生态环境造成了一定的影响。

通过选择适当的经济转速，可以降低船舶的燃烧排放，减少对环境的影响。

船舶主机经济转速的实际操作需要船舶的船员具备一定的技术和经验。

船舶的经济转速是根据船舶的性能参数和运营条件来确定的，船员需要根据这些参数和条件进行合理的调整。

船舶的主机通常具有多个档位，船员可以通过调整主机的档位来改变转速。

在实际操作中，船员应该根据船舶的运行状态和运行要求，选择适当的档位和转速。

此外，船员还需要密切监控船舶的运行情况，根据实际情况及时调整转速，以保证船舶的安全和经济性能。

船舶主机经济转速是保证船舶正常运行的前提下，以最低的燃油消耗来推动船舶前进的转速。

经济转速的选择对船舶的经济性能和环保性能有着重要的影响，需要根据船舶的设计速度、推进效率曲线、载货量和航行条件等因素来确定。