武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lecture3
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船舶主推进动力装置课件
船舶主推动动力装置的事故应急处理
应急预案
制定详细的事故应急预案，明确应急组织、通讯联络和救援程序。
紧急停车
在产生紧急情况时，应迅速按下紧急停车按钮，停止主推动动力装 置的运行。
人员疏散
在事故产生时，应迅速疏散现场人员，确保人员安全。同时，应立即 向有关部门报告事故情况，要求支援和协助处理。
THANKS
船舶主推动动力装置的能量转换过程
燃料燃烧
船舶主推动动力装置通过燃烧燃料产生高温高压 气体。
热能转换
高温高压气体推动涡轮旋转，将热能转换为机械 能。
机械能输出
涡轮通过传动轴将机械能传递给推动器，最终转 化为推力。
船舶主推动动力装置的效率与性能指标
热效率
衡量船舶主推动动力装置能量转换效 率的重要指标，数值越高表示能量转 换效率越高。
功能
船舶主推动动力装置的主要功能是为 船舶提供动力，使其能够实现航行、 操纵和作业等任务。
船舶主推动动力装置的分类
按能源类型
船舶主推动动力装置可分为柴油机、燃气轮机、蒸汽轮机、电动机等类型。
按推动方式
船舶主推动动力装置可分为直接推动和间接推动方式，其中直接推动方式是指 发动机直接驱动推动器，间接推动方式则通过传动系统实现发动机与推动器之 间的动力传递。
推动效率
衡量推动器推力转换为推动功率的效 率，数值越高表示推动效率越高。
可靠性
衡量船舶主推动动力装置在规定条件 下完成规定功能的能力，是评估装置 性能的重要指标。
维护性
衡量船舶主推动动力装置维护保养的 难易程度，数值越低表示维护保养越 方便。
03
CATALOGUE
船舶主推动动力装置的维护与保养
船舶主推动动力装置的日常维护
《船舶动力装置》课件
PART 06
船舶动力装置的未来发展
新技术应用与展望
燃料电池技术
随着环保意识的增强，燃料电池作为一种清洁能源，在船舶动力 装置中的应用前景广阔，可有效降低碳排放。
电力推进系统
相较于传统的机械推进方式，电力推进系统具有更高的能效和灵活 性，未来可能成为大型船舶的首选动力形式。
数字化与智能化技术
通过引入先进的传感器、控制系统和大数据分析技术，实现对船舶 动力装置的智能监控、预测性维护和优化管理。
汽轮机
利用蒸汽做功，驱动船舶前进。
蒸汽发生器
将反应堆产生的热量传递给水，产生蒸汽。
循环泵
将冷却剂循环流动，将热量从反应堆带出。
核动力装置的运行与维护
启动与停机
按照规定的操作程序启动和停机，确保安全运行。
维护与检修
定期对核动力装置进行维护和检修，确保设备正常运行。
辐射防护
采取措施降低辐射对人员和环境的影响，确保安全运行。
2023-2026
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《船舶动力装置》 PPT课件
REPORTING
CATALOGUE
目 录
• 船舶动力装置概述 • 船舶柴油机 • 船舶燃气轮机 • 船舶蒸汽轮机 • 船舶核动力装置 • 船舶动力装置的未来发展
PART 01
船舶动力装置概述
船舶动力装置的定义与作用
定义
船舶动力装置是指为船舶提供推 进动力和辅助动力的所有设备、 设施和系统的总称。
船舶动力装置的市场趋势
市场竞争格局
01
全球船舶动力装置市场呈现寡头竞争格局，市场份额主要由几
家大型企业占据。
技术创新驱动
02
船舶动力装置的技术创新是市场发展的重要驱动力，拥有先进
船舶推进装置要点课件
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排除：检查燃油供应系统和发动机，确保燃油供应充足且 发动机工作正常；对发动机进行维护和保养，提高其性能 。
故障预防与预测性维护
01
定期维护与检查
02
预防措施：按照制造商的推举，定期对船舶推动装置进行维护和检查 ，包括润滑、清洁、紧固等作业。
03
使用状态监测系统
04
预防措施：安装船舶推动装置的状态监测系统，实时监测船舶推动装 置的工作状态和性能参数，及时发现潜伏故障并进行处理。
排放性能
衡量船舶推动装置在运行过程 中对环境的影响，包括废气、
噪声和振动等。
船舶推动装置的能效评价
1 2 3
能效评估方法
根据船舶推动装置的性能指标，采用科学的方法 对其能效进行评估，包括实验和模拟分析等。
能效标准与规范
根据国际海事组织和各国的法规要求，制定船舶 推动装置的能效标准和规范，以推动节能减排和 绿色航运的发展。
季节性保养
02
03
长期停放保养
根据季节和环境条件的变化，进 行相应的保养措施，如防冻、防 锈等。
船舶长期停放时，应对推动装置 进行全面的保养和维护，以防止 设备破坏和性能降落。
01
船舶推动装置的故 障诊断与排除
常见故障的诊断与排除
诊断
齿轮箱出现特殊噪音、振动或过热。
排除
检查齿轮磨损情况，更换破坏的齿轮 或轴承；调整齿轮间隙，确保正常运 行。
舵系需要定期进行检查和维 护，以保证其正常运转和使 用寿命。
01
船舶推动装置的特 性与性能
船舶推动装置的特性
多样性
船舶推动装置可根据船舶类型、航行环境和需求进行选择，包括但不 限于柴油机、燃气轮机、电动机等。
排除：检查燃油供应系统和发动机，确保燃油供应充足且 发动机工作正常；对发动机进行维护和保养，提高其性能 。
故障预防与预测性维护
01
定期维护与检查
02
预防措施：按照制造商的推举，定期对船舶推动装置进行维护和检查 ，包括润滑、清洁、紧固等作业。
03
使用状态监测系统
04
预防措施：安装船舶推动装置的状态监测系统，实时监测船舶推动装 置的工作状态和性能参数，及时发现潜伏故障并进行处理。
排放性能
衡量船舶推动装置在运行过程 中对环境的影响，包括废气、
噪声和振动等。
船舶推动装置的能效评价
1 2 3
能效评估方法
根据船舶推动装置的性能指标，采用科学的方法 对其能效进行评估，包括实验和模拟分析等。
能效标准与规范
根据国际海事组织和各国的法规要求，制定船舶 推动装置的能效标准和规范，以推动节能减排和 绿色航运的发展。
季节性保养
02
03
长期停放保养
根据季节和环境条件的变化，进 行相应的保养措施，如防冻、防 锈等。
船舶长期停放时，应对推动装置 进行全面的保养和维护，以防止 设备破坏和性能降落。
01
船舶推动装置的故 障诊断与排除
常见故障的诊断与排除
诊断
齿轮箱出现特殊噪音、振动或过热。
排除
检查齿轮磨损情况，更换破坏的齿轮 或轴承；调整齿轮间隙，确保正常运 行。
舵系需要定期进行检查和维 护，以保证其正常运转和使 用寿命。
01
船舶推动装置的特 性与性能
船舶推动装置的特性
多样性
船舶推动装置可根据船舶类型、航行环境和需求进行选择，包括但不 限于柴油机、燃气轮机、电动机等。
船舶动力装置技术管理第三课件
降低排放
减排技术可以减少船舶动力装置的污 染物排放，保护环境。
节能减排技术的应用
优化船舶设计
采用先进的船舶设计理念和方法 ，提高船舶的能效和稳定性。
使用高效发动机
采用高效、低排放的发动机，提高 能源利用效率。
应用智能控制技术
利用智能控制技术对船舶动力装置 进行优化控制，实现节能减排。
节能减排技术的发展趋势
发动机过热
检查冷却系统是否正常工作， 清理散热器等散热部件。
发动机振动过大
检查发动机安装是否稳固，调 整发动机平衡。
预防措施
定期进行维护保养，检查船舶 动力装置的各个系统和部件， 确保其正常工作。
故障诊断与处理的注意事项
安全第一
在进行故障诊断和处理时，必须确保人员和 设备的安全。
准确判断
根据实际情况准确判断故障原因，避免误判 或漏判。
技术管理对船舶安全的影响
船舶动力装置是船舶运行的核心部分，其技术管理直接关系到船舶的安全性能。
通过有效的技术管理，可以确保船舶动力装置的正常运行，避免因设备故障或操作 不当引起的安全事故。
技术管理能够及时发现潜在的安全隐患，并采取相应的措施进行预防和解决，从而 保障船舶的航行安全。
技术管理对船舶性能的影响
检查与调整
定期对船舶动力装置的各 部件进行检查，对需要调 整的部位进行调整，保证 设备的性能和精度。
更换磨损件
定期检查并更换磨损严重 的部件，如轴承、密封圈 等，防止设备故障。
特殊情况下的维护与保养
应急维修
在设备出现故障时，采取紧急措施进行维修，尽 快恢复设备的正常运行。
防冻防锈
在寒冷或潮湿的环境中，采取相应的防冻、防锈 措施，确保设备的正常运转。
船用泵总述
S C
E
p
Z
2g
c
2
hw
＝压力能+位能+速度能+流阻损失
P Z
武汉理工大学 轮机工程系
wangke
泵的定义：
提高液体机械能的设备； 将机械能转变成液体能的机械称之。
武汉理工大学 轮机工程系
wangke
二、泵的分类
按船上的用途分为－－
1. 主动力装置用泵
主海水泵、缸套冷却水泵、油头冷却泵、滑油泵、燃油供给泵以及燃油驳运泵和滑油 驳运泵等。
武汉理工大学 轮机工程系
wangke
三、泵的性能参数
• 最大允许吸高〔Zs〕
贮槽液面0-0’与入口处1-1’两截面间的柏努利方程：
ps Σ hs vs
1‘
Pa Ps vs Zs hs ρg 2g
2
1
Z
s
2 Pa Ps vs
ρg
2g
2
hs
Zs
Z H
Pm K m P
Km—功率储备系数
Pe＝G×H ＝ρ ｇＱ×H Q
Pm
P
武汉理工大学 轮机工程系
wangke
三、泵的性能参数
6．允许吸上真空高度〔Hs〕 保证泵在净正吸入高度情况下，正常吸入而不发生气蚀的最 大允许吸上真空高度。 • 净正吸入：吸入液面低于泵的吸入口 • 流柱吸入：吸入液面高于泵的吸入口 • 液体内空气溶解量与空气分离压力关系：
wangke
辅机分类
按用途分五类
4. 为改善船员劳动和生活条件服务：
制冷及空调装置、海水淡化装置、饮水泵、卫生水泵、热水循 环水泵、通风机、减摇装置、船用锅炉等。 5. 为防污染服务： 油水分离器、生活污水处理装置、焚烧炉、污油泵、污水泵等。
E
p
Z
2g
c
2
hw
＝压力能+位能+速度能+流阻损失
P Z
武汉理工大学 轮机工程系
wangke
泵的定义：
提高液体机械能的设备； 将机械能转变成液体能的机械称之。
武汉理工大学 轮机工程系
wangke
二、泵的分类
按船上的用途分为－－
1. 主动力装置用泵
主海水泵、缸套冷却水泵、油头冷却泵、滑油泵、燃油供给泵以及燃油驳运泵和滑油 驳运泵等。
武汉理工大学 轮机工程系
wangke
三、泵的性能参数
• 最大允许吸高〔Zs〕
贮槽液面0-0’与入口处1-1’两截面间的柏努利方程：
ps Σ hs vs
1‘
Pa Ps vs Zs hs ρg 2g
2
1
Z
s
2 Pa Ps vs
ρg
2g
2
hs
Zs
Z H
Pm K m P
Km—功率储备系数
Pe＝G×H ＝ρ ｇＱ×H Q
Pm
P
武汉理工大学 轮机工程系
wangke
三、泵的性能参数
6．允许吸上真空高度〔Hs〕 保证泵在净正吸入高度情况下，正常吸入而不发生气蚀的最 大允许吸上真空高度。 • 净正吸入：吸入液面低于泵的吸入口 • 流柱吸入：吸入液面高于泵的吸入口 • 液体内空气溶解量与空气分离压力关系：
wangke
辅机分类
按用途分五类
4. 为改善船员劳动和生活条件服务：
制冷及空调装置、海水淡化装置、饮水泵、卫生水泵、热水循 环水泵、通风机、减摇装置、船用锅炉等。 5. 为防污染服务： 油水分离器、生活污水处理装置、焚烧炉、污油泵、污水泵等。
船舶动力装置技术管理通用课件船舶推进装置
船舶推动装置的作用
为船舶提供动力，使船舶能够按照需 要实现各种航行状态，包括前进、倒 退、停泊等，并满足船舶在各种工况 下的推动需求。
船舶推动装置的分类与特点
船舶推动装置的分类
按照能源类型，船舶推动装置可以分为柴油机推动装 置、蒸汽轮机推动装置、燃气轮机推动装置、电动机 推动装置等。
船舶推动装置的特点
长船舶使用寿命。
高性能绝缘材料
03
采用新型高性能绝缘材料，提高船舶设备的能源利用效率和运
行稳定性。
推动装置的创新设计
1 2
高效推动器设计
研发新型高效推动器，如对转桨、泵喷推动器等 ，提高船舶推动效率和节能减排性能。
多模式推动系统
结合电力推动和其他新型推动方式，实现船舶推 动系统的多模式运行，满足不同工况需求。
推动器
推动器是船舶推动装置的执行部件，负责将主机产生的动力 转化为推力，推动船舶前进。
推动器包括螺旋桨、喷水推动和空气推动器等，根据船舶 类型和航行条件选择合适的推动器类型和尺寸。
工作原理
船舶推动装置的工作原理是将主机的动力通过传动设备传 递到推动器，推动器将旋转的机械能转化为推力，推动船 舶前进。
船舶动力装置技术管理通用课件
• 船舶推动装置概述 • 船舶推动装置的组成与工作原理 • 船舶推动装置的维护与管理 • 船舶推动装置的节能与环保技术 • 船舶推动装置的未来发展趋势
01
船舶推动装置概述
船舶推动装置的定义与作用
船舶推动装置
是指安装在船上，通过某种情势的能 量转换，将一定量的动力转化为推动 力，使船舶产生运动或保持一定速度 的各种机械设备和系统的总称。
02
船舶推动装置的组成与工作原理
主机
为船舶提供动力，使船舶能够按照需 要实现各种航行状态，包括前进、倒 退、停泊等，并满足船舶在各种工况 下的推动需求。
船舶推动装置的分类与特点
船舶推动装置的分类
按照能源类型，船舶推动装置可以分为柴油机推动装 置、蒸汽轮机推动装置、燃气轮机推动装置、电动机 推动装置等。
船舶推动装置的特点
长船舶使用寿命。
高性能绝缘材料
03
采用新型高性能绝缘材料，提高船舶设备的能源利用效率和运
行稳定性。
推动装置的创新设计
1 2
高效推动器设计
研发新型高效推动器，如对转桨、泵喷推动器等 ，提高船舶推动效率和节能减排性能。
多模式推动系统
结合电力推动和其他新型推动方式，实现船舶推 动系统的多模式运行，满足不同工况需求。
推动器
推动器是船舶推动装置的执行部件，负责将主机产生的动力 转化为推力，推动船舶前进。
推动器包括螺旋桨、喷水推动和空气推动器等，根据船舶 类型和航行条件选择合适的推动器类型和尺寸。
工作原理
船舶推动装置的工作原理是将主机的动力通过传动设备传 递到推动器，推动器将旋转的机械能转化为推力，推动船 舶前进。
船舶动力装置技术管理通用课件
• 船舶推动装置概述 • 船舶推动装置的组成与工作原理 • 船舶推动装置的维护与管理 • 船舶推动装置的节能与环保技术 • 船舶推动装置的未来发展趋势
01
船舶推动装置概述
船舶推动装置的定义与作用
船舶推动装置
是指安装在船上，通过某种情势的能 量转换，将一定量的动力转化为推动 力，使船舶产生运动或保持一定速度 的各种机械设备和系统的总称。
02
船舶推动装置的组成与工作原理
主机
武汉理工大学轮机自动化船舶主机遥控系统PPT课件
一、主车钟发讯原理 1、气动遥控车钟
凸轮
精密调压阀
图9-3-2 气动遥控车钟原理
第三节 车钟系统及操纵部位的转换
二、主车钟发讯原理 1、气动遥控车钟
两位三通阀
精密调压阀
两位三通阀
图9-3-2 气动遥控车钟原理及 逻辑符号图
第三节 车钟系统及操纵部位的转换
2、电动遥控车钟
（a）
（b）
图9-3-3 指令发送器结构原理和输出特性曲线
第三节 车钟系统及操纵部位的转换
二、车钟系统组成及操纵部位的转换
Joystick
INC AH S T O P
INC AS
Port Wing
Engine telegraph System
Remote Control System
Bridge Room
Joystick
INC AH S T O P
INC AS
1）停油条件
控制主机停油有以下几种情况： 车令与凸轮轴位置不一致，换向停油YRL； 车令与主机转向不一致，制动停油YBL； 停车指令，包括正常停车、应急停车和故障停车,IST； 模拟试验时的停油指令,ST。
所以，停油逻辑表达式可以写成：？
第四节 主机遥控系统的逻辑控制
一、换向控制逻辑
换向控制的逻辑包括：换向鉴别逻辑和换向控制条件
起动 停车
正车换 向
倒车换 向
传令指
操纵系统阀箱
电磁阀/电开 关
气动阀件 液压元件
液压 调速器
主机手动遥控系统结构图
燃油泵齿 条机构 主起动阀 停油装置 换向装置
应急手柄
3．驾驶台遥控：自动遥控
驾驶员操车，操纵人员只需操动一次车钟手柄，自动化设备就会根据主 机当时的运行状态，自动依照主机的操纵规律，实现主机工况的自动控 制与变换，直到主机运行状态同车钟指令完全一致为止。
凸轮
精密调压阀
图9-3-2 气动遥控车钟原理
第三节 车钟系统及操纵部位的转换
二、主车钟发讯原理 1、气动遥控车钟
两位三通阀
精密调压阀
两位三通阀
图9-3-2 气动遥控车钟原理及 逻辑符号图
第三节 车钟系统及操纵部位的转换
2、电动遥控车钟
（a）
（b）
图9-3-3 指令发送器结构原理和输出特性曲线
第三节 车钟系统及操纵部位的转换
二、车钟系统组成及操纵部位的转换
Joystick
INC AH S T O P
INC AS
Port Wing
Engine telegraph System
Remote Control System
Bridge Room
Joystick
INC AH S T O P
INC AS
1）停油条件
控制主机停油有以下几种情况： 车令与凸轮轴位置不一致，换向停油YRL； 车令与主机转向不一致，制动停油YBL； 停车指令，包括正常停车、应急停车和故障停车,IST； 模拟试验时的停油指令,ST。
所以，停油逻辑表达式可以写成：？
第四节 主机遥控系统的逻辑控制
一、换向控制逻辑
换向控制的逻辑包括：换向鉴别逻辑和换向控制条件
起动 停车
正车换 向
倒车换 向
传令指
操纵系统阀箱
电磁阀/电开 关
气动阀件 液压元件
液压 调速器
主机手动遥控系统结构图
燃油泵齿 条机构 主起动阀 停油装置 换向装置
应急手柄
3．驾驶台遥控：自动遥控
驾驶员操车，操纵人员只需操动一次车钟手柄，自动化设备就会根据主 机当时的运行状态，自动依照主机的操纵规律，实现主机工况的自动控 制与变换，直到主机运行状态同车钟指令完全一致为止。
轮机概论第2章-船舶柴油机动力装置(轮机概论共8个课件-我空间全有)
第五页，共76页。
轮机概论
第二章 船舶柴油机动力装置
Introduction to Marine Engineering ] [ 6 曼/曼恩 B&W 苏尔寿
瓦锡兰
卡特彼勒
YANMAR
三菱重工
第六页，共76页。
轮机概论
第二章 船舶柴油机动力装置
Introduction to Marine Engineering
] [ 9
Cylinder head Cylinder
Piston
Connection rod
Crankshaft
Cylinder
第九页，共76页。
轮机概论
第二章 船舶柴油机动力装置
Introduction to Marine Engineering
[ 10 ]
第二节 柴油机的工作原理
Section 2 Working Principle of Diesel Engine
Exhaust out Air in
Air out
Turbo charger of M/V Yulong
第二十二页，共76页。
轮机概论
Introduction to Marine Engineering
第二章 船舶柴油机动力装置
[ 23 ]
Rotator
Compressor Turbine
Compressor blade
气缸
机体 机座、曲轴箱
运动部件 (Moving parts) (★★★★) 活塞 连杆 曲轴
第四页，共76页。
轮机概论
第二章 船舶柴油机动力装置
Introduction to Marine Engineering
船舶柴油机动力装置-PPT课件
第二章 船舶柴油机动力装置 轮机概论
Introduction to Marine Engineering
[ 14 ]
一、四冲程柴油机工作原理
第四行程-排气行程 (Exhaust stroke)：进气阀关闭，排气阀打 开。图中5-下止点，活塞下行，废气靠压差排出。活塞自下止 点上行，废气被活塞排出气缸。排气阀在上止点后关闭。该行 程持续230-260曲轴转角。
第二章 船舶柴油机动力装置 轮机概论
Introduction to Marine Engineering
[5]
第一节 柴油机的基本结构 Section 1 Structure of Diesel Engine
上止点 (Top Dead Center, TDC)：活塞在气 缸中运动到最上端位置，也就是活塞离曲 轴中心线最远的位置。 (★★★★)
[ 20 ]
(1)
(2)
(3)
(4)
(1)简单横流扫气 (Cross/transverse scavenging)
(2)回流扫气 (Loop scavenging)
(3)半回流扫气 (Hemi-loop scavenging)
(4)排气阀-扫气口直流流扫气 (Exhaust valve-scavenge port uniflow scavenging)
曲轴箱
单击查看十字头 单击查看曲轴
第二章 船舶柴油机动力装置 轮机概论
Introduction to Marine Engineering
[ 18 ]
四冲程(4S)、二冲程(2S)柴油机对比(★★★★★) 1. 对于1个工作循环，4S机曲柄转2转，2S机曲柄转1转。 2. 相同工作条件下，2S机功率约为4S机的1.6-1.7倍。 3. 2S机比4S机回转均匀。 4. 2S机比4S机换气质量差。 5. 2S机比4S机结构简单，管理方便。 6. 2S机可以使用劣质燃油，动力、经济性好。 7. 2S机用作主机，4S机可用作主机或发电柴油机。
武汉理工轮机工程船舶柴油机主动力推进装置lecture3
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
2
曲柄连杆机构（主要运动件 ）
柴油机基本组成
主要固定件 主要运动件 配气机构及换气系统 燃油系统 润滑系统 冷却系统 起动及控制系统
2020年1月13日2时45分
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
3
主要运动件
主要运动件
中小型柴油机
活塞 连杆组成
曲轴
作用：将往复运动变为曲轴 的回转运动，使燃气推动活 塞的动力通过曲轴以回转的
2020年1月13日2时45分
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
13
活塞的常用材料
分类
大型低速柴 油机活塞
中型强载柴 油机
强化度小及 小型柴油机
构成 组合式 组合式
一体
名称 活塞头 活塞裙 活塞头 活塞裙
常用材料 耐热合金钢 耐磨（合金）铸铁
铸钢 球墨铸铁
活塞本体
铝合金
2020年1月13日2时45分
35
活塞环
活塞环截面： 要求：密封+有利于磨合+控制调节作用。 形状 ：
2020年1月13日2时45分
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
36
活塞环不同截面特点（1）
1、矩形环 优点：结构简单，加工方便 缺点： （1）与气缸壁的单位面积压力小，
密封和刮油效果都较差； （2）运行时往往因活塞的热膨胀
动速度低，不易形成油膜，润滑条件差，很容易磨损。 3.要求 足够的疲劳强度、刚度、表面硬度和抗冲击韧性 4.材料：低碳优质钢或合金钢+外表面渗碳、淬火处理
(表面足够硬度，内部较高韧性)
2020年1月13日2时45分
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
船舶推进装置教学课件
推进器
将发动机的动力转化为推力， 使船舶前进，如螺旋桨、喷水 推进器等。
控制系统
控制船舶推进装置的运行，包 括控制系统、监测系统等。
船舶推进装置的工作原理
工作原理
船舶推进装置通过发动机产生动力，经过传动设备传递给推 进器，使推进器产生推力，推动船舶前进。同时，控制系统 对推进装置的运行进行监测和控制，确保其正常运转。
随着新能源技术的发展，如电力推进、燃 料电池等，船舶推进装置将更加环保和高 效。
推进装置将更加智能化和自动化，能够实 现自适应调节和远程控制。
新材料的应用
模块化与集成化
新型材料如碳纤维、钛合金等将在推进装 置中得到广泛应用，提高装置的性能和寿 命。
推进装置将趋向于模块化和集成化，便于 维修和更换部件，提高装置的可靠性和经 济性。
船舶推进装置教学 课件
目 录
• 船舶推进装置概述 • 船舶推进装置的主要类型 • 船舶推进装置的设计与优化 • 船舶推进装置的维护与保养 • 船舶推进装置的教学实践
01
船舶推进装置概述
船舶推进装置的定义与分类
定义
船舶推进装置是指用于推动船舶前进的动力装置，包括发动机、传动设备、推 进器等部分。
工作流程
燃料或核能进入发动机，经过燃烧或裂变转化为机械能，机 械能通过传动设备传递给推进器，推进器将机械能转化为推 力，推动船舶前进。控制系统对整个过程进行监测和控制， 确保推进装置的正常运行。
02
船舶推进装置的主要类型
螺旋桨推进器
总结词
最常见的船舶推进器类型
详细描述
螺旋桨推进器是一种将发动机的旋转运动转化为推进力的装置，通过旋转螺旋桨 来产生推力，从而实现船舶的推进。它是最常见的船舶推进器类型，广泛应用于 各类船舶。
船舶柴油机动力装置
[ 14 ]
3.基本换气形式 换气过程：(★★)以新鲜空气驱赶并置换废气的过程。
直流扫气
横流扫气
(Uniflow scavenging) (Cross/transverse scavenging)
第二章 船舶柴油机动力装置 轮机概论
Introduction to Marine Engineering
外燃机 (External combustion engine) 蒸汽机 (Steam engine) 蒸汽轮机 (Steam turbine engine)
第二章 船舶柴油机动力装置 轮机概论
Introduction to Marine Engineering
[3]
2.内燃机(Internal combustion engine)：(★★)燃料在发动机的 内部燃烧，并直接利用燃料燃烧产生的高温高压燃气膨胀作功 的机械。
[4]
二、四冲程柴油机的工作原理
1.柴油机的基本工作过程 (★★★★)进气、压缩、燃烧、膨胀、排气五个过程。这五 个过程既为柴油机的一个基本工作循环。四冲程柴油机是指 柴油机的一个基本工作循环是由四个冲程完成。
2.基本结构
活塞顶部在气缸中运动达到的气
缸最上位置称为上止点(TDC)。
活塞运动达到的气缸最下位置称 为下止点(BDC)。
(2)喘振原因(★★★) 根本上是由于压气机的实际流量小于该转速下引起喘振的限 制流量，造成气流与叶片的强烈撞击与脱离。
①气流通道堵塞。 ②增压器和柴油机的运行失配。***该项下页详述*** ③环境温度变化。 ④各缸负荷严重不均。
第二章 船舶柴油机动力装置 轮机概论
Introduction to Marine Engineering
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动速度低，不易形成油膜，润滑条件差，很容易磨损。 3.要求 足够的疲劳强度、刚度、表面硬度和抗冲击韧性 4.材料：低碳优质钢或合金钢+外表面渗碳、淬火处理
改善措施： 圆弧过渡：非冷却整体铝活塞 隔热槽：整体铝活塞 耐磨镶座：第一环槽
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
21
耐磨镶座
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
22
活塞运行过程的变形
活塞受热膨胀（图2-6活塞顶部变大） 活塞裙部的椭圆变形
2020/5/13
中型强载柴 油机
强化度小及 小型柴油机
构成 组合式 组合式
一体
名称 活塞头 活塞裙 活塞头 活塞裙
常用材料 耐热合金钢 耐磨（合金）铸铁
铸钢 球墨铸铁
活塞本体
铝合金
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
14
筒状活塞
活塞的热负荷 活塞的冷却方式 组合式活塞的“薄壁强背”结构 （热负荷/机械负
方式向外输出。
大型低速柴油机
十字头组件
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 பைடு நூலகம்塞组
4
曲柄连杆机构简图
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
5
曲柄连杆简图
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
6
活塞组概述
活塞的分类 活塞组的基本构成 活塞组的功用 活塞的工作条件 常用活塞材料
(2)销座周围的裙部表面内凹
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
26
2.2.2 活塞组
活塞组的工作条件 活塞本体的常用材料 筒状活塞组 十字头式柴油机活塞组
结构
活塞销
活塞环
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
27
活塞销
1.功用 连接活塞与连杆，将活塞承受的力传给连杆。 2.工作条件 (1)承受燃烧压力产生的交变冲击力。 (2)与活塞销座及连杆的配合面承压面积不能大，相对运
温度和温度场 热变形 热应力
活塞热负荷和机械负荷
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
17
活塞的冷却
按其散热方式分：冷却式和非冷却式
活塞组件
1-活塞本体；2-气环；3-油环；4-活塞销
热量主要由冷却介质带走。 (轴向散热)
热量通过活塞环向气缸套 及其外侧的冷却水带走
头部结构要便于散热
复习回顾
柴油机的增压 船舶柴油机的分类 船舶柴油机的总体结构 船舶柴油机的主要技术指标 作业简评
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
1
本课次主要内容
主要运动机件（曲柄连杆机构）简介 活塞组概述 筒状活塞组的结构特点
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
2. 铝合金：密度小，但热强度较差，热膨胀系 数较大
3. 球墨铸铁和耐热合金：在强载柴油机中，常 用这种材料制成薄壁式的活塞结构，以增加 其承受热负荷的综合能力。耐热合金钢一般 用作组合式活塞的头部材料。
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
13
活塞的常用材料
分类
大型低速柴 油机活塞
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
9
活塞组件的功用
安装的活塞环，与缸套、气缸盖共同组成密闭 的气缸工作空间；
活塞承受缸内气体向力，经连杆传递给曲轴；
在筒状活塞式柴油机中，承受侧推力，起往复 运动的导向作用；
二冲程柴油机中，开启、关闭气口，控制换气。
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
10
活塞组的工作条件
受气体力、往复惯性力以及侧推力的周期性作用；
高温燃气体周期加热，使活塞材料的强度降低， 同时触火面产生热变形和很大的热应力；
和气缸之间不可能建立液体动力润滑。筒状活塞 式柴油机的侧推力使活塞不断撞击气缸套，引起 活塞变形和气缸套振动。在中、高速柴油机中往 复惯性力，使得振动加剧。
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
23
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
24
活塞运行过程的变形
变形的原因 1）气体力作用； 2）侧推力作用； 3）裙部金属堆积（活塞销座）
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
25
筒形活塞裙部形状
变形情况： 设计方法 (1)短轴在活塞销中心线上
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
18
筒状活塞冷却
自由喷射冷却
2020/5/13
循环冷却
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
振荡冷却
19
组合式活塞
头部：球墨铸铁或耐热 合金钢材料
裙部：铝合金或球墨铸 铁材料
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
20
活塞的改善措施
2
曲柄连杆机构（主要运动件 ）
柴油机基本组成
主要固定件 主要运动件 配气机构及换气系统 燃油系统 润滑系统 冷却系统 起动及控制系统
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
3
主要运动件
主要运动件
中小型柴油机
活塞 连杆组成
曲轴
作用：将往复运动变为曲轴 的回转运动，使燃气推动活 塞的动力通过曲轴以回转的
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
7
活塞的分类
筒状活塞
按散热方式分类：非冷却式 /冷却式 按结构分类：整体式/组合式 按材料分类：
十字头式活塞
冷却式和组合式 按散热方式分类：水冷/油冷
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
8
活塞组的基本构成
2020/5/13
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
11
活塞组件的要求
活塞组件的要求 活塞强度高刚度大，尽可能减轻重量 气密可靠 冷却效果好 摩擦损失小 耐磨损，较少的润滑油消耗量 良好的润滑、较小的磨损
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
12
活塞本体材料
1. 合金铸铁（铸钢）：较高的机械强度、较小 的热膨胀系数以及良好的耐磨和耐腐蚀性能， 价格低廉，工艺性好，但密度大，吸热性和 导热性差
荷）
活塞裙部型面和活塞变形 （热变形） 活塞销 活塞环
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
15
筒状活塞组的结构
组成 活塞、活塞销、活塞环、衬套和活塞销盖
活塞的热负荷
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
16
活塞的热负荷
活塞的热负荷概念和热负荷故障 活塞热负荷的表达
改善措施： 圆弧过渡：非冷却整体铝活塞 隔热槽：整体铝活塞 耐磨镶座：第一环槽
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
21
耐磨镶座
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
22
活塞运行过程的变形
活塞受热膨胀（图2-6活塞顶部变大） 活塞裙部的椭圆变形
2020/5/13
中型强载柴 油机
强化度小及 小型柴油机
构成 组合式 组合式
一体
名称 活塞头 活塞裙 活塞头 活塞裙
常用材料 耐热合金钢 耐磨（合金）铸铁
铸钢 球墨铸铁
活塞本体
铝合金
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
14
筒状活塞
活塞的热负荷 活塞的冷却方式 组合式活塞的“薄壁强背”结构 （热负荷/机械负
方式向外输出。
大型低速柴油机
十字头组件
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 பைடு நூலகம்塞组
4
曲柄连杆机构简图
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
5
曲柄连杆简图
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
6
活塞组概述
活塞的分类 活塞组的基本构成 活塞组的功用 活塞的工作条件 常用活塞材料
(2)销座周围的裙部表面内凹
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
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2.2.2 活塞组
活塞组的工作条件 活塞本体的常用材料 筒状活塞组 十字头式柴油机活塞组
结构
活塞销
活塞环
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
27
活塞销
1.功用 连接活塞与连杆，将活塞承受的力传给连杆。 2.工作条件 (1)承受燃烧压力产生的交变冲击力。 (2)与活塞销座及连杆的配合面承压面积不能大，相对运
温度和温度场 热变形 热应力
活塞热负荷和机械负荷
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
17
活塞的冷却
按其散热方式分：冷却式和非冷却式
活塞组件
1-活塞本体；2-气环；3-油环；4-活塞销
热量主要由冷却介质带走。 (轴向散热)
热量通过活塞环向气缸套 及其外侧的冷却水带走
头部结构要便于散热
复习回顾
柴油机的增压 船舶柴油机的分类 船舶柴油机的总体结构 船舶柴油机的主要技术指标 作业简评
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
1
本课次主要内容
主要运动机件（曲柄连杆机构）简介 活塞组概述 筒状活塞组的结构特点
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
2. 铝合金：密度小，但热强度较差，热膨胀系 数较大
3. 球墨铸铁和耐热合金：在强载柴油机中，常 用这种材料制成薄壁式的活塞结构，以增加 其承受热负荷的综合能力。耐热合金钢一般 用作组合式活塞的头部材料。
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
13
活塞的常用材料
分类
大型低速柴 油机活塞
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
9
活塞组件的功用
安装的活塞环，与缸套、气缸盖共同组成密闭 的气缸工作空间；
活塞承受缸内气体向力，经连杆传递给曲轴；
在筒状活塞式柴油机中，承受侧推力，起往复 运动的导向作用；
二冲程柴油机中，开启、关闭气口，控制换气。
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
10
活塞组的工作条件
受气体力、往复惯性力以及侧推力的周期性作用；
高温燃气体周期加热，使活塞材料的强度降低， 同时触火面产生热变形和很大的热应力；
和气缸之间不可能建立液体动力润滑。筒状活塞 式柴油机的侧推力使活塞不断撞击气缸套，引起 活塞变形和气缸套振动。在中、高速柴油机中往 复惯性力，使得振动加剧。
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
23
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
24
活塞运行过程的变形
变形的原因 1）气体力作用； 2）侧推力作用； 3）裙部金属堆积（活塞销座）
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
25
筒形活塞裙部形状
变形情况： 设计方法 (1)短轴在活塞销中心线上
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
18
筒状活塞冷却
自由喷射冷却
2020/5/13
循环冷却
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
振荡冷却
19
组合式活塞
头部：球墨铸铁或耐热 合金钢材料
裙部：铝合金或球墨铸 铁材料
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
20
活塞的改善措施
2
曲柄连杆机构（主要运动件 ）
柴油机基本组成
主要固定件 主要运动件 配气机构及换气系统 燃油系统 润滑系统 冷却系统 起动及控制系统
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
3
主要运动件
主要运动件
中小型柴油机
活塞 连杆组成
曲轴
作用：将往复运动变为曲轴 的回转运动，使燃气推动活 塞的动力通过曲轴以回转的
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
7
活塞的分类
筒状活塞
按散热方式分类：非冷却式 /冷却式 按结构分类：整体式/组合式 按材料分类：
十字头式活塞
冷却式和组合式 按散热方式分类：水冷/油冷
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
8
活塞组的基本构成
2020/5/13
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
11
活塞组件的要求
活塞组件的要求 活塞强度高刚度大，尽可能减轻重量 气密可靠 冷却效果好 摩擦损失小 耐磨损，较少的润滑油消耗量 良好的润滑、较小的磨损
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
12
活塞本体材料
1. 合金铸铁（铸钢）：较高的机械强度、较小 的热膨胀系数以及良好的耐磨和耐腐蚀性能， 价格低廉，工艺性好，但密度大，吸热性和 导热性差
荷）
活塞裙部型面和活塞变形 （热变形） 活塞销 活塞环
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
15
筒状活塞组的结构
组成 活塞、活塞销、活塞环、衬套和活塞销盖
活塞的热负荷
2020/5/13
第二章 主要运动机件 第一节 活塞组
16
活塞的热负荷
活塞的热负荷概念和热负荷故障 活塞热负荷的表达