船舶柴油机操纵装置
船舶操纵系统图解
第一节 操纵系统概述
为了满足船舶在各种工况下的航行需要，将船舶主机的起动、换向和调速等各装置联结成一个 统一整体，并可集中控制的所有机构、设备和管路，总称为柴油机推进装置的操纵系统。
小型柴油机的推进装置，其起动、调速及换向系统的控制件距离近，通常分别设置，各自操纵。 近年来不少船舶也通过机械、气动等型式传输集中至机舱集控台或驾驶室，对推进装置集中操纵。 大、中型柴油机为操纵方便和工作可靠，都将各控制部分通过各种方式有机地联系以便集中控制和 远程控制。
一、对操纵系统的要求
在船舶柴油机中，操纵部分是最复杂的一部分，其部件多、零件杂、相互牵连制约，近代自动 化技术和遥控技术在操纵系统的应用，更增加了操纵系统的复杂程度。为了保证操纵系统能够可靠 地工作，对船舶柴油机的操纵系统有下列基本要求：
（1）必须能迅速而准确地执行起动、换向、变速和超速保护等动作，并能满足船舶规范上相 应的要求。
三、操纵系统和遥控系统的类型
1． 操纵系统的类型 按操纵部位和操纵方式，操纵系统可以分为： 1）机旁手动操纵：操纵台设置在柴油机旁边，使用相应的控制机构操纵柴油机，由轮机员直 接手动操纵，使之满足各种工况下的需要。 2）机舱集中控制室控制：操纵台设置在机舱适当部位的专用控制室内，由轮机员对柴油机实 现操纵和监视。 3）驾驶室控制：在船舶驾驶室内，专设主机遥控操纵台，由驾驶员直接操纵柴油机。 机旁手动操纵是操纵系统的基础，机舱集中控制和驾驶台控制均称为遥控，三者之间常设有转 换装置以便随意转换。每种操纵台上均设操纵手柄，操纵部位转换开关、应急操作按钮及各种显示 仪表，以便对主机进行操纵和运行状态的监视。尽管目前主机遥控技术已经达到了相当高的水平， 但系统中仍然必须保留机旁手动操纵系统，以保证对主机的可靠控制。 2．遥控系统的类型 遥控系统是用逻辑回路和自动化装置代替原有的各种手动操作程序。按遥控系统所使用的能源 和工质，主机遥控系统可分为： 1）电动式遥控系统：以电作为能源，通过电动遥控装置和电力驱动装置对主机进行远距离操 纵。 该系统控制性好，控制准确，遥控距离不受限制，有利于远距离控制；设备简单，不需要油、 气管路，无油、气处理装置，不必担心漏油、漏气；易实现较高程度的自动化，是实现主机遥控的 最佳途径。缺点是管理水平要求高，故障不易发现，操作管理人员要具备一定的电子技术知识。 2）气动式遥控系统：以压缩空气为能源，通过气动遥控装置和气动驱动装置对主机进行远距 离操纵。 气源可直接由起动空气经减压、净化得到，信号传递距离较远，一般在 100 米以内可满足系统 的控制要求，信号受电气、振动、温度等干扰少，动作可靠，故障容易发现，维修方便。但该系统 气源净化品质要求高，需除水、除油、除尘，否则易使气动元件失灵。 3）液力式遥控系统：以油泵产生的压力油作为能源，通过液压阀件和液动机构进行控制。
船舶柴油主推进装置及控制系统分析
船舶柴油主推进装置及控制系统分析随着时代的进步和社会经济的发展，我国船舶制造行业发展迅速;要想促使船舶能够安全航行，就需要合理设计柴油主推进装置及控制系统;如果在这两个方面出现了问题，就会直接影响到船舶整体的建造质量，需要引起人们足够的重视，采取科学措施，进行设计。
本文简要分析了船舶柴油主推进装置及控制系统，希望可以提供一些有价值的参考意见。
标签：船舶;主推进装置;控制系统1 前言船舶主动力推进系统的控制装置就是推进控制系统，它包括诸多方面的组成部分，如柴油主机、齿轮箱、安全保护以及远距离操纵系统等等。
一个现代船舶，非常重要的标志就是推进控制系统，是船舶机舱自动系统的核心内容。
目前，计算机技术、通信技术以及自动控制技术得到了飞速发展和应用，在现代船舶中开始广泛应用以计算机网络技术为基础的综合自动化系统，这样原来那些大量繁重的人工操作就可以替换为数字化以及高层次的自动化技术，促使工作效率得到有效提高。
通过本项技术的应用，可以在很大程度上提高船舶自动化程度，代表了船舶推进控制系统的发展方向。
2 船舶推进动力装置系统概述具体来讲，船舶的主推进动力装置包括很多方面的内容，如柴油机推进动力装置、燃气轮机推进动力装置、电力推进动力装置以及蒸汽推进动力装置和核动力推进装置。
一是蒸汽推进动力装置，主要是将蒸汽作为工质，这种发电机主要是在发电机外的锅炉中燃烧燃料，这种加热方式是间接的，因此也被人们称之为外然式发动机;一般情况下，又可以将其分为两种类型，分别是往复式汽轮机和回转式汽轮机，这种划分依据是运动方式的差异。
它的优点是结构较为简单，可以可靠的运行，并且管理难度不大，但是在实践过程中，因为没有较好的经济性，并且有着较大的尺寸和重量，逐渐淡出了历史舞台。
二是电力推进动力装置：指的是发电机发电有原动机来带动，然后向推进电动机供电，可以直接供电，也可以通过交流器来实现，这样推进器就可以由推进电动机来带动，促使船舶能够正常航行。
船舶主推进动力装置课件
交通运输
用于海上货物运输、邮轮旅游等。
科学考察
用于海洋科学考察、研究等。
船舶主推进动力装置的发展趋势与展望
高效能
智能化
随着能源消耗的日益增加，船舶主推进动 力装置正朝着高效能、低能耗的方向发展。
随着智能化技术的不断发展，船舶主推进 动力装置将逐步实现智能化控制和管理。
环保化
多样化
随着环保意识的不断提高，船舶主推进动 力装置正朝着环保化、低排放的方向发Hale Waihona Puke 。船舶主推进动力 装置课件
• 船舶主推进动力装置概述 • 船舶主推进动力装置的工作原理 • 船舶主推进动力装置的维护与保养 • 船舶主推进动力装置的应用与发展趋势 • 船舶主推进动力装置的安全操作与规范
01
CATALOGUE
船舶主推进动力装置概述
船舶主推进动力装置的定义与功能
定义
船舶主推进动力装置是船舶中用于提 供推进动力的核心设备，包括发动机、 传动系统、推进器等部分。
功能
船舶主推进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。
船舶主推进动力装置的分类
按能源类型
船舶主推进动力装置可分为柴油机、燃气轮机、蒸汽轮机、电动机等类型。
按推进方式
船舶主推进动力装置可分为直接推进和间接推进方式，其中直接推进方式是指 发动机直接驱动推进器，间接推进方式则通过传动系统实现发动机与推进器之 间的动力传递。
根据故障原因采取相应的措施进行排除，如更换部件、调整参数等。
预防措施
针对已发生的故障制定预防措施，防止类似故障再次发生。
04
CATALOGUE
船舶主推进动力装置的应用与发展趋势
船舶主推进动力装置的应用领域
船舶主机可变喷油定时调节装置
5400船舶主机可变喷油定时调节装置简介中远青岛轮轮机长：陈立春可变喷油定时调节装置(Variable Injection Timing,简称VIT),是根据主机负荷的变化自动调整高压油泵的喷油定时提高爆压。
当主机在部分负荷（50-85%）下工作时提高爆压，以保持尽可能低的油耗和最佳燃烧状态；当主机的负荷达到85%-100%额定负荷时，使爆压保持恒定，此时爆压等于100%额定负荷的爆压值，以防止主机的机械负荷和热应力超过材料允许值。
现代船用推进柴油机为了降低油耗提高热效率，提高爆压是主要措施之一，同时受材料等诸多因素的影响限制了在额定功率时的最大爆压，兼顾并调和上述两者矛盾的VIT 装置应运而生，在实船得以很好的应用。
近年来，我司建造的第五代集装箱船---5400型船舶，主机是MAN-B&W10L90MC 型,MCO 是43100KW,最大爆压值为142.8bar,就在主机的高压油泵上安装了VIT 调节装置，为了充分发挥它的作用，保证机器长期可靠的工作，下面就5400船舶主机可变喷油定时调节装置的工作原理、调节方法、日常管理作一介绍。
一、工作原理图1 图1告诉我们VIT 系统由油量调节轴（Fuel regulating shaft ）、位置置传感单元、止回节流阀（Throttle valve ）、指示压力表（Pressure gauge ）、位置伺服器（Positioner ）、喷油定时调节杆（Injection timing regulation ）、油量调节杆（Fuel regulation ）、高压技术交流 柱塞 位置传感单元油泵柱塞、配有双头螺纹套桶（Pump barrel）等部件组成。
其中位置置传感单元包括位置传感阀（Reducing valve）和控制杆（Control lever），它的气源是7bar控制空气，它的最大输出值是4bar驱动力，二者相互连接依赖位置传感阀触头地伸缩和控制杆地摆动。
船舶动力装置
第一章 绪论一、 船舶动力装置的含义及组成船舶动力装置是保证船舶正常航行、作业、停泊及船上人员正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。
船舶动力装置的任务是产生各种能量，并实现能量的转化和分配，以利于船舶正常航行和作业。
有船舶“心脏”之称。
船舶动力装置也称“轮机”，主要由推进装置、辅助装置、船舶管路系统、船舶甲板机械、机舱的机械设备遥控及自动化组成。
1. 推进装置推进装置是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨，推动船舶并保证一定航速前进的一整套设备。
包括：1) 主机：指推动船舶航行的动力机。
2) 传动设备：包括离合器、减速齿轮箱、联轴器、电力推进专用设备。
3) 船舶轴系：包括传动轴、轴承、密封件。
4) 推进器：能量转化设备。
2. 辅助装置辅助装置：除供给推进船舶的能量之外，用以产生船舶上需要的其他各种能量的设备。
包括：1) 船舶电站：作用---供给辅助机械及全船所需要的电能。
组成---发电机组、配电板、其他电气设备。
发电机组主要由柴油发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组、余热发电机组。
2) 辅助锅炉装置：作用---民用船舶用它产生低压蒸汽，以满足加热、取暖及其他生活需要。
组成---辅助锅炉及为其服务的燃油、给水、鼓风、送气设备及管路、阀件等。
3) 船舶管路系统：作用---用来连接各种机械设备，并传递有关工质。
组成---动力管路、船舶系统。
4) 船舶甲板机械：作用---保证船舶航向、停泊及装卸货物所需要的机械设备。
组成---锚泊机械设备（锚机，绞盘）、操舵机械设备（舵机及操纵机械、执行机构）、起重机械设备（起货机，吊艇机及吊杆）。
5) 机舱的机械设备遥控及自动化：组成---对主、辅机和有关机械设备等的远距离控制、调节、检测和报警系统。
二、船舶动力装置的类型及特点类型：柴油机动力装置、汽轮机动力装置、燃气轮机动力装置、联合动力装置、核动力装置三、船舶动力装置的基本特性指标动力装置的基本特性指标是指技术指标、经济指标和性能指标。
船舶动力装置概述
一、船舶动力装置的组成现在的船舶动力装置主要由推进装置、辅助装置、管路系统、甲板机械、防污染设备和自动化设备等六部分组成。
1．推进装置推进装置是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨，推动船舶并保证一定航速航行的设备。
它是船舶动力装置中最重要的组成部分，包括：（1）主机。
主机是指提供推动船舶航行动力的机械。
如柴油机、汽轮机、燃气轮机等。
（2）传动设备。
传动设备的功用是隔开或接通主机传递给传动轴和推进器的功率；同时还可使后者达到减速、反向或减振的目的。
其设备包括离合器、减速齿轮箱和联轴器等。
（3）轴系。
轴系是用来将主机的功率传递给推进器。
它包括传动轴、轴承和密封件等。
（4）推进器。
推进器是能量转换设备，它是将主机发出的能量转换成船舶推力的设备。
它包括螺旋桨、喷水推进器、电磁推进器等。
2．辅助装置辅助装置是指提供除推进船舶运动所需能量以外，用以保证船舶航行和生活需要的其他各种能量的设备。
主要包括：（1）船舶电站。
（2）辅锅炉装置。
（3）压缩空气系统。
3．管路系统管路系统是用来连接各种机械设备，并输送相关流体的管系。
由各种阀件、管路、泵、滤器、热交换器等组成，它包括：（1）动力系统。
为推进装置和辅助装置服务的管路系统。
主要包括燃油系统、滑油系统、海淡水冷却系统、蒸汽系统和压缩空气系统等。
（2）辅助系统。
为船舶平衡、稳性、人员生活和安全服务的管路系统。
主要包括压载系统、舱底水系统、消防系统、日用海/淡水系统、通风系统、空调系统和冷藏系统等。
4．甲板机械为保证船舶航向、停泊、装卸货物所设置的机械设备。
它主要包括：舵机、锚机、绞缆机、起货机、开/管舱盖机械、吊艇机及舷梯升降机等。
5．防污染设备用来处理船上的含油污水、生活污水、油泥及各种垃圾的设备。
它包括油水分离装置（附设有排油监控设备）、生活污水处理装置及焚烧炉等。
6．自动化设备为改善船员工作条件、减轻劳动强度和维护工作量、提高工作效率以及减少人为操作失误所设置的设备。
第一章 船舶动力装置概述
任务
提供能量 利用能量 转换能量
5
船舶装置动力概论
第一节 船舶动力装置的含义及其组成
二、船舶动力装置的组成
推进装置 辅助装置 管路系统 甲板机械 自动化设备 防污染设备
6
船舶装置动力概论
第一节 船舶动力装置的含义及其组成
1．推进装置 推进装置的作用：产生和提 供船舶推进动力的成套动力 设备，以满足船舶正常航行 需要。 组成：它由船舶主机、传动 设备、船舶轴系和推进器以 及为这些推进设备服务的辅 助设备、管路系统和仪表所 组成。如图1-1所示。
24
船舶装置动力概论
第二节 船舶动力装置的类型及特点
一、蒸汽动力装置
2．蒸汽动力装置的主要特点
• 蒸汽动力装置的缺点： ➢ （1）结构复杂，重量尺寸大。蒸汽动力装置由于装备锅炉、冷凝
器以及辅机和设备，故整个动力装置比较复杂，装置重量尺寸大。 动力装置单位重量为24～26kg/kw，占去了船舶许多营运排水量。 ➢ （2）热效率较低,燃油消耗率大。蒸汽动力装置热效率较低，约为 25％～35％，燃油消耗率较高，一般为232～313g/KW·h，经济性 较差。 ➢ （3）机动性差。由于起动前要加热滑油冷凝器，主机暖机时蒸汽 参数达到规定值才能起动，故起动前准备时间大约为30～35 min， 缩短暖机过程后也需要10～15 min。另外从一种工况变换到另一种 工况的过渡时间也较柴油机长2～3倍。
一、蒸汽动力装置
2．蒸汽动力装置的主要特点
蒸汽动力装置的优点： ➢ （1）单机功率大。蒸汽轮机的转子在高温、高压、高速流动的蒸
汽作用下连续工作，转速较高（船舶推进主机一般为3×103～ 7×103r/min，汽轮发电机大多≥3×103r/min），而且可采用高压、 低压几级汽轮机，因此，单机功率很大。现代蒸汽轮机单机功率 可达1.2×103MW，因此，主机本身的单位重量尺寸指标优越。 ➢ （2）蒸汽轮机运行平稳，工作可靠。蒸汽轮机工作时，由于没有 周期性作用力，因此噪声和振动小，可靠性高，使用寿命长。蒸 汽轮机的使用期限高达105小时以上。 ➢ （3）蒸汽轮机对所采用燃料要求比较低，可使用劣质燃油。
柴油机调速装置
Koukiepin
轮机维护与修理
Introduction to ship
轮机知识
[ 19 ]
液压调速器
一、液压调速器的分类 1、无反馈液压调速器（直接作用式）
p217 p568
218 图8一4 p569图2.7一6这种调速器在实际中是不能使用的。
2、刚性反馈液压调速器（间接作用式）
p219 图8一5 p570图2.7一7保证调速过程中具有一定稳定调速率。
轮机知识
[ 9 ]
二、静态指标
1、稳定调速率δ2
p215 p566
根据国家标准，调速器在标定工况下的稳定调速率δ2为：
δ2=（ n最高空载转速– n标定）/n标定× 100％ 我国有关规定：主机δ2 ≯ 10％ ；交流发电机δ2 ≯ 5％ 。
稳定调速率δ2 用来衡量调速器的准确性，其值愈小，表示 调速器的准确性愈好。
Koukiepin
轮机维护与修理
Introduction to ship
轮机知识
[ 4 ]
二、调速器的类型
2、按执行机构的结构原理分
p213 p563
（1）机械式调速器（直接作用式调速器）
它是直接利用飞重产生的离心力去移动油量调节机构来调整柴油机的转 速。其结构简单、工作可靠、维护方便，广泛应用于中小型柴油机上。
船舶动力装置
◎
12.5系统的功能试验
•
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12.6DGS8800e数字调速系统的工作原理及调整
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12.7SSU8810主机安全保护系统的工作原理及调整
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13现场总线型主机遥控系统（以AC C20型遥控系统为例）
5
0
0
13.1AC C20主机遥控系统的硬件结构及其网络结构
•
13.2分布式处理单元（DPU）的种类及其功能
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3. 2.3拉缸的应急处理
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3. 2.4敲缸的原因及处理
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3. 2.5扫气箱着火的原因及处理
.
3. 2.6曲轴箱爆炸的原因及处理
.பைடு நூலகம்
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3. 2.7烟囱冒火原因及处理
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3. 2.8紧急刹车的操作和注意事项
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4轮机技术的应用
8
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4.1主机PMI测试系统的应用及管理
.
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4.2带LCD执行器的气缸注油系统、气缸油电子喷射系统的管理
◎
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8.1.2船舶发电机的外部短路、过载、欠压和逆功率保护参数的 调整
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8.1.3电网绝缘监视系统的工作原理及参数的调整
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8.1.4船舶岸电接用的操作注意事项
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8.2船舶自动化电站
8. 2.1船舶自动化电站的基本功能
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8. 2.2船舶发电机的自动起动与停机
8. 2.2.1备用机组的自动起动
9. 2.3电力推进系统的变频装置
船舶推进系统的组成
船舶推进系统的组成船舶推进系统是船舶的核心部件之一，主要作用是将船舶推动在水中前进。
船舶推进系统一般由以下几个组成部分：1. 主机：主机是船舶推进系统的核心，主要的功率输出器。
主机的类型有很多，包括柴油机、涡轮机和电动机等。
柴油机是最常用的主机类型，其具有结构紧凑、功率大、经济实用等特点。
2. 转向装置：转向装置是控制船舶方向的关键部件，主要包括舵机和操纵系统。
舵机可以通过转动舵叶实现船舶方向的变化，而操纵系统则是控制舵机的执行机构。
3. 螺旋桨：螺旋桨是船舶推进系统的动力输出器，通过螺旋桨叶片的旋转产生推力，从而驱动船舶前进。
螺旋桨的类型有很多，包括固定桨、可调桨和船尾推进等。
4. 螺旋桨轴线系统：螺旋桨轴线系统负责将主机输出的动力传递到螺旋桨上，并保证其转动平稳。
主要包括轴线、轴承、轴封等组件，其中轴封是保护水密性的一种关键部件。
5. 油系统：船舶推进系统需要多种液体来提供润滑、冷却和燃料等功能。
油系统通常包括储油箱、油泵、滤器等部件。
6. 冷却系统：船舶推进系统需要通过冷却系统将发动机的余热排出。
冷却系统通常包括水泵、散热器、海水冷却器等组件。
7. 控制系统：控制系统是船舶推进系统的大脑，其负责协调和监控整个推进系统的运行。
控制系统可以通过自动化和智能化手段提高系统的控制精度和灵活性。
总之，船舶推进系统的组成部分是复杂而多样的，需要各个部件之间协调配合，方可实现高效而可靠的航行。
在船舶使用过程中，还需要对各个部件进行定期检查和维护，以确保系统的正常运行。
船舶动力装置的基本类型及其特点
船舶动力装置的基本类型及其特点近代舰船上动力装置的型式按主推进装置发动机的类型来分，有柴油机装置、蒸汽轮机装置、燃气轮机装置、联合装置和原子能装置。
一、柴油机动力装置柴油机动力装置常根据主机功率传递方式的不同，分为直接传动螺旋桨、通过离合器- 减速齿轮机组驱动桨的间接传动和通过发动机、电动机-驱动桨的电力传动，以及不采用桨的喷水推进装置等几种型式。
柴油机的动力装置有如下几个方面的优点：（1）有较高的经济性。
它的油耗率（kg/(Kw*H)）比蒸汽、燃气动力装置低得多，高速柴油机油耗率为0.21~0.245，中速（300~800r/min ）机为0.166~0.190；低速（300r/min 以下）机为0.160！0.176，一般蒸汽轮机装置 油耗率要0.245~0.47。
燃气轮机装置油耗率则更大，为0.27~0.47（kg/(Kw*H)）。
这一优点使柴油机的续航力大大提高，换句话说，一定续航力所需之燃油储带量较少，从而使营运排水量相应增加。
（2）质量轻。
柴油机动力装置中除主机和传动组外，不需要主锅炉、燃烧器以及工质输送管道，所以辅助机械和设备相应较少，布置简单，因此单位质量指标较小。
（3）有良好的机动性，操作简单，启动方便，正倒车迅速。
一般正常启动到全负荷只需10~30 min ，紧急时仅需3~10 min 。
虽然比燃气轮机差些，但它不需像燃气轮机装置那样一套复杂的启动和倒车设备。
柴油机装置停车只需2~5 min ，主机本身停车只要几秒钟即可。
柴油机装置存在如下几个缺点：（1）由于柴油机的尺寸和质量按功率比例增长快，因此单机组功率受到限制，低速柴油机也达6* 410 Kw 左右，中速机2*410Kw 左右，而高速机仅在8* 310 K 或更小，这就限制了它在大功率船上使用的可能性，大功率舰艇常希望有3* 410~3* 510Kw ，故其无法胜任。
（2）柴油机工作中的噪声、振动较大。
（3）中高速柴油机的运动部件磨损较厉害，高速强载柴油机的整机寿命仅1~5 kh 。
船用柴油机调速器简介
第六章柴油机的调速和操纵第一节柴油机的调速柴油机调速装置的作用是通过改变油量调节机构，将柴油机的转速调节到规定的转速范围，并且根据柴油机负载的大小自动调节供油量，使其转速维持在一规定范围内。
一、柴油机调速的必要性船舶柴油机主要用作船舶主机带动螺旋桨和作为船舶副机带动发电机。
船舶推进主机与发电用柴油机的运转条件和要求不同，因而对调速的要求也不同。
1．船舶主机的调速船舶主机(直接驱动螺旋桨)因船舶航速要求而需变转速运转，其工作特性为柴油机推进特性(3cnpe)，它与螺旋桨配合工作特性曲线如图6-1-1所示。
图中曲线Ⅰ为速度特性，Ⅱ为柴油机推进特性。
稳定工作点为B点，柴油机的有效功率与桨的阻力功率相等。
若在外界负荷不变情况下增加喷油泵的供油量，使其速度特性曲线变为Ⅰ´，由图6-1-1可见在油量增加瞬时，柴油机的有效功率大于在原运转点B时桨的阻力功率，柴油机的转速增加。
当达到新的稳定运转点B´时，两者功率重新相等，即柴油机稳定运转在较高的转速下。
反之，若减少供油量，则柴油机在较低的转速下稳定运转。
因此，变更柴油机喷油量可有效地对柴油机进行调速。
若喷油泵的供油量不变而外负荷增加(如海面阻力增加)，使曲线Ⅱ左移至Ⅱ´与曲线Ⅰ交点为C，在曲线Ⅱ变化的瞬时，桨阻力功率大于柴油机有效功率，使柴油机转速降低至cn时两者功率重新平衡而稳定运转。
反之，若外负荷降低，则柴油机在较高的转速下稳定运转。
因此，船舶主机有自动改变转速以适应外界负荷变化的能力。
综上所述，船舶主柴油机有自动调速能力。
若不严格要求转速恒定不变，则不必装调速器。
但为了防止主机运转中断轴、螺旋桨失落或出水等造成柴油机超速飞车，根据我国有关规范规定，船舶主机必须安装可靠的调速器(限速器)，使主机转速不超过115%标定转速。
不装调速器的船舶主机虽然可以稳定运转，但其转速将随外界负荷的变化而变化。
这种变化将对柴油机的可靠性、寿命和经济性带来不良影响。
船舶动力装置
总重 GE ：机器及管系和管子里的工质及贮备重量
相对指标：
每千瓦重
y
Gy Pe
gy
Gy D
kg / kw kg /T
每吨重
通常用 0.1gy %来表示相对重量。
3、尺寸指标
绝对尺寸：机舱长、面积、容积
相对尺寸：相对长度：机舱长度与船长之比
面积饱和度：单位机舱面积的有功功率
容积饱和度：单位机舱容积的有功功率
联合装置解决了船舶巡航时的经济性与战斗时的加速性的矛盾及较大续航能力与加速性的
矛盾。主要用于大型水面舰艇。
五、核动力装置
❖ 优点：
❖ 1）功率大，续航能力高；
❖ 2）不消耗空气，可水下航行。
❖ 缺点：
❖ 1）尺寸重量大，危险性大
❖ 2）操纵复杂
❖ 3）造价高，运营费用高（燃料价高）。
§1-3 船舶动力装置的技术、经济及性能指标
§1-1 船舶动力装置的含义(definition)及组成(composition) 一、含义：船上所有机械设备及系统的总称 任务：提供各种能量并通过应用这些能量以保证船舶的正常航行、生活和作业。 二 、组成 1、主推进装置 主机组：原动机及为其服务的设备和系统。 原动机有：柴油机（DIESEL）、汽轮机（STEAM TURBINE）、燃气轮机（GAS TURBINE） 其它设备如锅炉、推进器、传动装置等。 2、辅助设备 电能：用于证明及电器设备，有柴油发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组、余热发电机 组。 热能：用于加热、取暖等。有辅助锅炉或余热锅炉。 压缩空气 ：用于柴油机启动、换向、舰艇鱼雷发射、潜艇沉浮及船上其它作业。有压缩机、 空气瓶及管件等。 3、全船系统：保证船舶正常工作和生活，安全航行的系统。如通风、空调、照明冷藏、制 淡等。 4、甲板机械：舵机、锚机、装卸设备及吊艇设备等 5、机舱自动化设备 §1-2 船舶动力装置的基本类型和特点 一、柴油机动力装置 优点： 1、较高的经济性，耗油率低 2、质量轻 3、机动性好，操作简单，起动快，正倒车迅速 4、功率范围大 1—80000 千瓦 缺点： 1、单机功率小 2、噪声振动大 3、寿命短（大修期），高强载机只有 1—5Kh 二、蒸汽轮机动力装置 优点： 1、单机功率大 2、噪声振动小 3、寿命长，10 万小时以上 4、可用劣质燃料 缺点： 1、尺寸重量大 2、效率低 3、机动性差 三、燃气轮机动力装置 优点： 1、质量尺寸小 2、单机功率大 3、机动性好
第九章-柴油机的起动、换向和操纵系统
起动转速的高低与柴油机的结构类型（开 式燃烧室、缸径大起动转速低）、环境温度 （缸内温度、柴油机温度、冷却水温、外界 气温）、柴油机技术状态（雾化质量、气缸 密封状况）、燃油品质等有关。
它也是鉴别柴油机起动性能的重要标志。
起动转速的一般范围是：
高速柴油机80～150r/min；
A.飞轮指示在下止点前0~120°的缸为故 障缸
B.飞轮指示在上止点的缸为故障缸
C.飞轮指示在上止点前0~120°的缸为故 障缸
D.飞轮指示在上止点后0~120°的缸为故 障缸
(3)必须保证最少气缸数 二冲程柴油机不少于4缸（i=360°/100°） 四冲程柴油机不少于6缸（i=720°/140°） 若缸数少于上述限值，则起动前应盘车至起
a.单气路式：与单气路气缸起动阀相配， 滑阀套上有4个气孔；不启动时在弹簧作用 下滑阀和滚轮脱离，避免在柴油机运转中滑 阀磨损。
b.双气路式：与双气路气缸起动阀相配， 不启动时在弹簧作用下滑阀控制阀与空气分配器之间，作 用：压缩空气起动系统的总开关
2）要求
动位置。
发电副机采用加在曲轴自由端的气力马达起 动就不必保证有最少气缸数。
3.气缸启动阀和空气分配器的机构原理
a.单气路控制式气 缸起动阀 b.柱塞式空气分配 器
三. 压缩空气起动装置的主要设备
1.气缸起动阀 1）要求 （1）起动要求：速开速关并减少节流损失
减少起动空气消耗量 ，为了减轻阀盘与阀 座间的撞击落座速度要慢，缸内发火时阀不 应开启，以防燃气倒冲危险 （2）制动要求：当缸内压力稍高于起动空 气压力时阀仍能保持开启
2)起动时曲轴虽然转动，但未达起动转速， 原因及排除：
（1）起动空气压力太低，应予以补气 （2）柴油机暖缸不足，应予以充分暖缸 （3）个别气缸起动阀或空气分配器咬死或
cdqy2a-pc2-6 型 船用主柴油机电气遥控系统说明书
CDQY2A-----PC2-6型船用主柴油机电气遥控系统说明书河南光彩电器有限公司HENAN GUANGCAI ELECTRIC CO.,LTD地址：河南省安阳市太行路三枪工业园区Add: Sangqiang Industrial Park Taihang Rd.Anyang Henan Province,ChinaTel：+86-0372-******* (office)+86-0372-******* (technical department)Fax: +86-0372-******* (office)+86-0372-******* (technical department)P.C.：455000E-mail：*********************目录1、概述2、功能3、技术规格4、主机及齿轮箱的配合条件5、系统组件6、操纵说明7、操纵程序8、安装调试9、保养10、其他控制对象：主机：陕西柴油机厂PC2-6系列进口调速器柴油机齿轮箱：重庆齿轮箱厂、杭州齿轮箱厂GW系列齿轮箱船东：船厂：船舶用途：产品设计：河南光彩电器有限公司一、概述1. CDQY2A-PC2-6型船用主柴油机电气遥控系统适用于单转向中速机、带倒顺离合器齿轮箱的船舶主推进装置。
船员通过操纵驾驶室的遥控操作器即可直接操纵齿轮箱的脱合排换向和主机的转速调节。
2. 产品特点:本系统为电气混合式,电控部分采用日本OMRON 公司PLC 微机作为主控单元，气控部分采用进口阀件组成。
本系统具有可靠性高、操作方便、维修简便等特点。
3. 主要用途及使用范围本系统主要控制由陕柴PC2-6型船用主机及气控换向齿轮箱组成的主推进系统，可在驾驶室遥控主机调速和齿轮箱换向，也可关闭遥控系统气源，按照主车钟或应急车钟指令直接手操主机调速和齿轮箱机旁换向阀。
4. 型号及含义主机型号 PLC 微机控制 遥控系统 气控 电控 船用5. 环境条件a 、可在0~+55℃范围内正常工作，能在70℃时不失效。
船舶柴油机操纵装置共39页
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
船舶起动、换向和操纵系统
• 控制方式:单气路控制式
双气路控制式
主起动阀 主起动阀的作用
• 是压缩空气起动系统的总开关，用来启闭空气
瓶至空气分配器和气缸起动阀间的主起动空气 通路。 对主起动阀的要求:
•满足起动所需要的压缩空气量，又可以使供气迅 速可靠并减少压缩空气的节流损失。
• 起动完毕后能迅速切断进入起动总管的压缩空
《规范》对起动空气瓶的规定：
–起动空气瓶的容量必须能保证在不补充空气的 情况下，能冷机倒顺车交替起动不少于12次(不 可换向主机为6次)。 –供主机起动用的空气瓶至少需有两个 –起动空气的压力应保持为2.5MPa～３.０MPa
– 起动空气管应装有安全阀，开启压力为1.1 倍的最高起动压力。
2、起动条件
–速开、速关，但落座速 度缓慢。 –缸内发火时阀不开启。 –而且当起动阀已处于全 开状态时，起动阀仍能 保持开启状态 缺点: 结构复杂
Байду номын сангаас
空气分配器
空气分配器的作用
• 按照柴油机的发火顺序，在要求的起动定时时
刻内将控制空气分配到相应的气缸起动阀并将 它们打开，让压缩空气进入气缸，起动柴油机 空气分配器的类型: •结构: –回转式(分配盘式) –柱塞式(单体式和组合式)
L-ＭＣ型柴油机的气缸起动阀
•特点: –开关迅速，起动空气消 耗少，而且结构简单
• 缺点:
– 关闭时落座速度快，撞击 严重，容易损坏 – 不能兼顾起动和制动两方 面的要求
起动阀进气管有安全保护帽
双气路控制式气缸起动阀
结构形式: 启阀活塞采 用阶梯形状 特点:满足了起动方面和制 动两方面对起动阀的要求
2、实现差动换向方法：
•第一种：曲轴不动，换向装置使凸轮轴相对于 曲轴差动。——滞后差动。
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弹性反馈液压调速器特点
• 缓冲器油缸两侧 油通过针阀流转， 使活塞的移动比 缓冲器油缸的移 动滞后，起到缓 冲作用 • 针阀开度过大， 缓冲器移动小， 相当于无反馈液 压调速器，调速 器失去稳定性 • 针阀开度太小， 滑阀很快复位， 使油量调节不足， 转速稳定时间延 长。
相对散热面小 活塞与缸套配合间隙小
电力起动
若顶齿，调节偏心支点的螺钉
起 动 控 制 电 路
用比重计检查 电解液比重 用电压表检查 电压
时间长发热烧毁
电量是否充足
起动持续时间：不大于15秒； 起动间隔时间：1分以上 连续4次不能起动，检查原因
电解液比重变小 －添加蒸馏水
两组电压均不足短时串联使用后拆去
操纵装置
•起动 •调速 •换向
起动系统
• 起动的必要条件：
– 1、外力
• 电力起动：电磁阀芯－拨叉－小齿轮与飞轮齿 圈啮合 • 压缩空气起动：在膨胀冲程空气进入
– 2、达到一定的转速
• 起动性能的主要标志－起动转速的高低
– 中高速机：80～150转/分 – 大型低速机：60～70转/分 – 高速机低速机
电子调速器
柴油机的换向
• 齿轮箱 • 可调桨 • 双凸轮或单凸轮
– – – – 主机＋固定螺矩的螺旋桨（主机逆转） 起动时符合反转要求 前后的工作循环各过程次序不变 前后的发火次序变化
• 1－5－3－6－2－4 反向：1－6－2－4－3－5
• “Z”型换向
双凸轮换向
1 5
正车：1、6进气 反向：5、3进气
增加调节垫圈厚度 摩擦片打滑
传递扭矩能力不足时 电机过载保护
压缩空气起动
间接控制式压缩空气起动系统
分配 器与 气缸 起动 阀
对压缩空气起动的要求
• 压力
– 1.5~3.5MPa
• 容量
– 可换向主机
• 倒顺车交替连续起动不少于12次
– 不可换向主机
• 连续起动不少于6次
对压缩空气起动的要求
• 机械式
– 定速调速器
• 驱动交流发电机的柴油机
– 极限调速器
• 应用于直接传动轴系的主机 • 超速时限制，正常范围不起稳定转速的作用
– 全制式调速器
• 在整个速度范围起稳定转速的作用
最低稳定转速
• 不高于预标定转速的
– 高速机－45％ – 中速机－40％ – 低速机－30％
机械 式调 速器 工作 原理 图
6 2 4
3
关于单凸轮换向
• 四冲程不能采用单凸轮换向
– 进气与排气凸轮换向的差动方向相反
• 二冲程
– 凸轮相对于凸轮轴转过一个差动角2（－） – 弯流扫气换向后
• 变化的
– 供油定时、起动定时
• 不变的
– 扫气定时
• 燃油换向阀换向机构
– 工作凸轮不换也不差动－反向发火次序 – 喷油泵正车和倒车分别向不同的气缸供油
– 在负荷变化的一定范围，调速器不起作用 – 越小对负荷变化反应越迅速
• 不灵敏度
动态指标
• 瞬时调速率1 –调速平稳性；不大于10％ • 过渡时间（稳定时间） –带交流发电机的不大于5秒
液压调速器原理
• 刚性液压调速器
• 刚性反馈液压调速器
• 弹性反馈液压调速器
无反馈简单液压调速器特点
• A点安装在固定 铰链上 • 滑阀和动力活 塞的运动总是 滞后于发动机 转速的变化 • 调节总是位移 过度 • 转速连续波动 不能稳定工作
柴油机调速意义
• 柴油机速度稳定的条件：
– 外界负荷＝供油量 – 调速弹簧的预紧力＝飞铁离心力
• 增大预紧力－转速升高 • 断裂－停车
• 不调速将会使柴油机：
– “飞车”转速
• 船舶主机：标定转速的120％ • 发电柴油机：标定转速的115％
调速器的分类
• 液压式（灵敏度高）
– 离心力－液压放大－油量调节机构
• 定时要求 –压缩过程上死点前5～10度 •排气阀开前 –四冲程：不超过140度 –二冲程：100～120度
对压缩空气起动的要求
• 最少起动缸数 • 一个工作循环的曲柄转角不同,最少起 动缸数不同
–四冲程：6 –二冲程：4 –达不到最少启动缸数，存在起动 死角
应用问题
• 气缸起动阀漏气－气缸盖上的起动空气支 管发热 • 起动无力－不是因为主起动阀芯卡死不开 • 安全阀开启压力应为最高起动压力的1.1倍 • 换气瓶的方法：先关闭原空气瓶出口阀， 再打开备用瓶出口阀 • 空气冲车的目的：检查气缸内有无油、水 或杂物存在
机械式调速器工作原理
• 负荷 －转速 － 离心力 （飞 铁张开）－调油量 －稍高的速度 稳定 • 负荷 －转速 － 离心力 （飞 铁收缩）－调油量 －稍低的速 度稳定
135型调速器
135 机械 式调 速器 调速 原理
调速器的性能指标
静态指标
• 稳定调速率2
–调速器调节准确性能指标，越小越好 –取决于弹簧的刚度 –船用主机不大于10％；带发电机不大于5％ –不能等于0；不能进行调节
齿轮箱换向
“Z”型推进装置换向
刚性 无反 馈式 液压 调速 器原 理
刚性 反馈 式液 压调 速器 原理
弹性 反馈 液压 调速 器原 理