船用泵及油马达

第四章 船用泵和油马达 轮机概论
Introduction to Marine Engineering
• 1）径向柱塞泵的工作原理：可借图4-5来说明。外圆4
代表能左右移动的浮动环。中间的圆盘1表示油缸体， 在缸体中径向地安装着若干个柱塞2，柱塞的顶部带有 滑履3，滑履安装在浮动环的环形滑轨内，并可沿环形 滑轨滑移。中间的内圆8表示配油轴，9、10分别表示 吸、排油口。缸体由原动机驱动，绕配油轴回转。假 设原动机驱动缸体作顺时针方向回转，当浮动环处于 中央位置时，由于浮动环与缸体同心，柱塞在油缸中 不产生任何往复运动，这时油泵空转，不产生任何吸 排作用，流量为零。如果通过操纵机构将浮动环拉离 中央位置，使其偏向右侧，则吊挂于浮动环滑轨上的 柱塞，就会在油缸体的带动下转过上半周时，不断从 油缸中退出，使油缸的容积增加，压力下降，经油口9 从吸油管吸入油液；而当柱塞转过上半周后，则又会 不断压入油缸，油缸容积减小，压力增加，将缸内的 油液从油口10排出。
• 1.流量：是指泵在单位时间内所输送液体的 量，可用容积或质量来度量，分别称为容积 流量Q(m3／s)或质量流量G(kg／s)。质量流 量与容积流量之间的关系为： G＝ρQ kg／s 式中：ρ——液体的密度，kg／s。
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往复泵工作原理简图
单缸单作用
单缸双作用
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M/V Tianhuai
MAM Lab.
往复泵实物图
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• ⑶喷射泵：是通过喷射工作流体所产生的高 速射流，吸引周围流体，进行动量交换，把 动能传给输送的流体，然后再将动能转换为 压力能，从而达到输送流体的目的。有水射 水泵、水射真空泵、蒸汽喷射泵和空气喷射 泵等。
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• 2. 种类：1）按用途可分为：
• ⑴船舶通用泵：是为船舶营运及船上人员生活需要而设 置的，是机动船舶都须装备的泵，主要有压载水泵、舱 底水泵、消防水泵、卫生水泵和淡水泵等。
• ⑵船舶动力装置用泵：是为船舶动力装置的工作需要而 设置的。柴油机船舶主要有燃油驳运泵、燃油输送泵、 主机缸套和活塞冷却泵、海水循环泵、润滑油泵、润滑 油驳运泵、柴油发电机的冷却水泵和海水泵等。
• 输出功率又称为有效功率，指泵单位时间内实际传 给液体的能量，用Pe表示，可由下式求得：Pe＝ρg Q H （W）。
• 泵的输入功率也称轴功率，是指泵轴所接受的功率， 用P表示。
• 由于泵在实际工作中总存在各种能量损失，所以泵 的有效功率总小于轴功率，可用效率η来衡量。
• 输出功率和输入功率之比称为泵的效率，即η＝ Pe/P 。
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• 2．柱塞泵：主要用于船舶液压系统中作为
变向变量油泵：即在不改变原动机转向时，
泵的吸排方向和流量皆可以改变。柱塞式变
向泵根据运动部件的运动特点，可以分为径 向柱塞泵和轴向柱塞泵。下面对径向柱塞泵
的工作原理分别加以介绍。
• ⑶船舶辅助机械用泵：主要是为船舶辅助机械提供服务 的。
• ⑷船舶专用泵：是用来满足特殊船舶的需要，如油船上 的货油泵、挖泥船上的吸泥泵、破冰船上的压载泵、深 水打捞船上的打捞泵、消防船上的消防泵以及油船上的 货油泵等。
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• 容积式泵往往不标注额定扬程而是额定排出 压力，它是按照试验标准连续工作所允许的 最高排出压力。容积式泵工作时的实际排出 压力不允许超过额定排出压力。
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第一节 船用泵
Section 1 marine pump
一、泵的功用和分类
• 1.作用：在船上经常需要输送水、油和其它各
种液体，这些输送任务都是通过一种称为泵的 设备来完成的，所以泵是用来输送液体的一种 机械。液体不可能自发地从压力比较低处流入 压力比较高处，而需要向输送的液体提供足够 的机械能才能达到输送液体的目的，从这种意 义讲，泵是用来提高液体机械能的一种设备。
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第四章船用泵和油马达 Chapter 4 Marine Pump and Hydraulic Motor
主要内容：主要介绍船上常用泵的结构、 原理、性能及管理要点；常用液压泵和液 压马达的结构、工作原理
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齿轮泵的特点
(1)有自吸能力，但因间隙较多，不如往复泵; (2)理论流量与压力无关，由工作部件尺寸和转速决定; (3)额定压力与转速、尺寸无关，取决于轴承强度、电机容量、 密封性能; (4)流量连续，但有脉动 ; (5)结构简单，易损件少，直接驱动,高速回转; (6)因磨擦面较多，故适用于排送具有润滑性的油类; 应用：滑油泵、驳油泵、液压传动中的供油泵等。
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• 2)往复泵的特点：
• (1)有自吸能力。 • (2)可以产生很高的压头。 • (3)理论流量与压头无关。 • (4)输送液体不均匀。 • (5)转速不能太高。 • (6)当输送的液体含有固体杂质时，泵阀容易
摩擦和垫起。所以，在吸入口常设滤器。 • (7)结构比较复杂，易损件多。
• 效率表示泵性能的好坏以及动力的利用程度，效率 越高说明泵的工作越经济。
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输出功率(有效功率)Pe(Effective Power)：液体得到的功率。 输入功率(轴功率)P(Shaft Power)：原动机传给泵轴的功率。
有效功率 Pe=gQ=Pe/P (%)
轴功率
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第二节 容积式泵
Section 2 容积式泵(Positive displacement pump)
• 一、往复泵：属于容积式泵，它是利用活塞 或柱塞在泵缸中作往复运动，从而引起工作 腔室的容积变化来产生吸排作用。因此，可 称为活塞泵或柱塞泵。
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• 2）对尺寸既定的径向柱塞泵：当转速恒定
时，只要改变浮动环偏心距e的大小，就能 改变油泵的流量。而改变浮动环偏心方向， 如图4-5(d)所示，在柱塞转过下半周时，不 断从油缸中退出，经油口10吸人油液；而 当柱塞转过上半周时，又从油口9排出油液。 油液的吸排方向与图4-5(b)相反。 显然，由 于柱塞在油缸中作往复运动时的速度是不 均匀的，故每个油缸的瞬时流量也就不均 匀。柱塞个数越多，泵的理论流量越均匀， 而且柱塞个数为奇数时，又要比为相邻偶 数时均匀。因此，单列径向柱塞泵的柱塞 个数常为7、9、11等。
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• 泵的工作扬程取决于系统的工作条件，可以 用下式计算(参看图4-1)：H＝（pc-pa） /ρg+Z+∑h （m）。
• 如果知道泵的排出压力pd(Pa)和吸入压力 ps(Pa)，其压头即可近似地表示为： H＝ (pd﹣ps)／ρg （m）。
• 3．转速：是指泵轴每分钟的回转数，用n 表示，单位是r／min。往复泵由于结构上的 特点，它的转速也可用活塞在每分钟所完 成的双行程数来表示。铭牌上所标出的是 泵轴的额定转速。
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• 4．功率和效率：泵的功率有输出功率和输入功率。
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3)往复泵的应用：
由于具有以上特点，在流量相同时往复泵比 其它泵笨重，造价较高，管理和维护工作比 较繁琐，所以在许多场合已经被离心泵所取 代。但在工作中容易吸入气体，在需要有比 较好自吸能力的场所，如舱底水泵、锅炉给 水泵和油轮扫舱泵，常常采用往复泵；另外， 有时还用于其它小流量高压头的场所。
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• 二、齿轮泵(Gear pump)：
齿轮泵分为外齿轮泵和内齿轮泵,船上外齿轮泵应用 较多.
外齿轮泵工作原理
1-主动齿轮 2-从动齿轮 3泵体 4-吸入口 5-排出口
吸排方向取决于转向，脱开啮合 的一侧与吸入管连通，插入啮合 的一侧与排出管连通。理论上， 转向改变，吸排方向改变。