船舶动力系统2-1
船舶闭合模式二级动力定位系统的研究和应用
１ 引 言
动力定位系统 ，能在最大环境条件下 ，使船舶 的位置和
能力高 、安全更 可靠 的优点 ，将成为船东优先选择的方 向保持的动力定位系统 ，能在最大环境条件下 ，使船舶
案 。
的位置和航 向保持在限定范围 源自 ＤＰ２是指船舶装备一套集控手操和 自动航 向保持 的
２ 动 力定位 系统定 义
动力定位系统 ，另外还有一套独立的集控手操和 自动航
动力定位系统的工作原理是 ：应用计算机对采集来 的风 、浪 、流等环境参数 ，根据位置参 照系统提供 的位 置 自动地进行计算 ，控制各个 推力器 的推力大小 ，保持 船舶定位不漂移。
断开模式 动力定位系统 的发电机故 障不需要特别分
警或停车等 ），则要求ＤＰ控制系统发出减螺距信号给侧 析 ，但合排模 式的动力定位系统是重点分析对象之一 ，
推 ，待备用发 电机起动和并联￣Ｉ］ＭＳＢ后才恢 复到正 常螺 调 速器 的命 令信 号 和反馈信 号输 出到主配 电板ＰＭＳ系
距 ，这个降螺距 的信号 只有几十秒 ，而如果是断开模式 统 ，ＰＭＳ系统对 电网无功和有功监测和控制 ，判断是否
ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＳＨＩＰＢＵＩＬＤＩＮＧ 广 东 造船 ２０１６年第 ２期 （总第 １４７期 ）
船舶 闭合模式二级动力定 位系统 的研究和应用
王小 林 ，李 美 玲２
（１．广新海事重工股份有限公司 ， １１１５２８４３７；２．广州顺海造船有限公司，广， ｝Ｈ５１１４４Ｏ）
关于船舶混合动力系统的发展与应用
关于船舶混合动力系统的发展与应用1. 引言1.1 船舶混合动力系统的概念船舶混合动力系统是指在船舶上同时使用不同种类的动力装置来驱动船体前进的动力系统。
这种系统结合了传统的燃油动力和电动动力，以实现更高效率和更环保的船舶运行方式。
船舶混合动力系统的核心思想是根据船舶的不同工况和性能要求，灵活地选择和切换不同的动力装置，以最大程度地提高整体效率和降低运行成本。
船舶混合动力系统的优势在于可以灵活地选择不同动力装置来适应不同的航行工况，如低速巡航、高速航行、靠泊、停泊等，从而达到节能减排的目的。
混合动力系统还可以提高船舶的动力输出效率，减少噪音和振动，提升航行平稳性和舒适性。
船舶混合动力系统的出现不仅符合航运业的可持续发展要求，也是船舶动力技术的一个重要突破，将为船舶运输行业带来革命性的变革和发展。
1.2 船舶混合动力系统的意义船舶混合动力系统的意义在于提高船舶的能源利用效率，减少二氧化碳和其他有害气体的排放，推动船舶行业朝着更加环保和可持续的方向发展。
随着全球环境问题日益严重，航运业也受到了越来越多的关注，要求船舶在减少污染和节约能源方面承担更多责任。
船舶混合动力系统可以结合多种不同的动力来源，如传统的柴油引擎、液化天然气发动机和电动机等，根据航行的需求灵活调整使用不同的动力源，以达到最佳的节能和减排效果。
这样不仅可以降低燃料成本，提高船舶的经济性，还可以减少温室气体和大气污染物的排放，对保护海洋环境和改善空气质量都具有积极的意义。
船舶混合动力系统的意义还在于推动船舶技术的创新和发展，促使船舶制造商和船东不断提高船舶的环保水平，积极应对国际和国内环保法规的要求，为航运业可持续发展提供技术支持和解决方案。
船舶混合动力系统的意义不仅在于个体船舶的节能减排，更在于对整个航运行业的引领和影响，促使其向着更加绿色和环保的方向发展。
2. 正文2.1 船舶混合动力系统的技术原理船舶混合动力系统是指将多种不同类型的动力装置结合在一起，以实现更高效的动力传递和更低的燃料消耗。
一、船舶动力管系.
一、船舶动力管系1．船舶燃油系统图5-3-1 燃油系统示意图燃油系统为主、副柴油机、锅炉等供应足够数量和一定品质的燃料油，以确保船舶动力机械的正常运转；一般由燃油舱（储存柜）、沉淀柜、日用柜、驳运泵、调驳阀箱、分油机、粗细滤器、输送泵、加热设备及有关管路与阀件（如图5-3-1）组成；燃油系统的功能包括如下六个：⑴注入指船舶所需燃油自船舶两舷甲板经注入口和注入管路注入主燃油舱，注入时一般是利用岸上油泵或船上的燃油驳运泵，注油后将注油口封好，以防落入污物；⑵贮存船上设有足够容量的储油舱，储备燃油以满足船舶最大续航力的需要，例如利用双层底的一部分作为双层底燃油舱，利用双层底至上甲板的两舷部分作为深油舱等；⑶测量为了及时了解燃油舱（柜）中的燃油储量、主机的燃油消耗量和系统中各处的燃油温度与压力等，在燃油系统中还设有测量与指示装置，如流量计、温度计和压力表等；⑷驳运为了满足日常使用和船舶稳性的要求，在各燃油储存舱、柜之间进行燃油的相互调驳；⑸净化对于燃油中所含的水分和杂质通常采用加热、沉淀、过滤和分油机分离等方法进行净化和处理；⑹供给将经过沉淀、分离净化后符合要求的燃油驳入日用油柜，再由燃油供给泵或靠重力使燃油经过滤器过滤后输送到主、副柴油机和锅炉。
对船舶燃油系统的管理要注意一下几个要点：⑴正确选用燃油；⑵做好燃油的净化工作；⑶定时排放油舱（柜）的水和脏污物，大风浪天气尤其；⑷做好燃油的申领、加装与日常管理工作；防止混装和溢油。
⑸轻、重油切换注意事项，正常航行改成机动操纵时，重油换用轻油，可直接进行（有缓冲器时），然后关闭蒸汽加热系统和粘度计；反之，轻油换用重油，应该加热轻油至85℃，运转一段时间，待高压油泵预热后再换重油，并调节蒸汽加温阀使重油达到所要求温度，由粘度计自动调温。
2．滑油系统船用润滑油系统种类较多，除曲柄箱润滑油系统、透平润滑油系统和气缸润滑油系统外，还包括液压油、冷冻机油、齿轮油等。
通常润滑油系统主要指曲柄箱油润滑系统、透平油润滑系统和气缸油润滑油系统，其中前两种系统又称为滑油循环系统，后者又称为全损润滑油系统。
第一章_船舶动力装置系统_第一节_燃油系统
第一章船舶动力装置系统现代船舶动力装置，按推进装置的形式，可分为5大类：（1）·柴油机推进动力装置；（2）·汽油机推进动力装置；（3）·燃气轮机推进动力装置；（4）·核动力推进动力装置；（5）·联合动力推进装置。
现代民用船舶中，所采用的动力装置系统绝大多数是柴油机动力装置，因此，本书主要介绍以柴油机为动力装置的船舶，图1－1为船舶柴油机动力装置系统燃油供应系统原理图。
图1－1 柴油机动力装置系统燃油供应系统原理图柴油机燃油系统包括三大功能系统，分别是输送、日用和净化。
1）油输送系统燃油输送系统是为了实现船上各燃油舱柜间驳运及注入排出而设计的，所以，系统应包括燃油舱柜、输送泵、通岸接头和相应的管子和阀件。
通过管路的正确连接和阀件的正确设置，实现规格书所要求的注入、调拨和溢流等功能。
设计前，要认真阅读规格书和规范的有关章节，落实本系统所涉及的舱柜和设备所要求的输送功能。
设计时，应注意如下几个方面：a.规格书无特殊要求，注入管应直接注入至各储油舱，再通过输送泵送至各日用柜和沉淀柜，各种油类的注入总管应设有安全阀，泄油至溢流舱，泄油管配液流视察器；b.所有用泵注入的燃油舱柜都要有不小于注入管直径的溢流管，溢流至相应的溢流舱或储油舱，具体规定见各船级社规范，溢流管要配液流视察器；c.从日用柜至沉淀柜的溢流，在日用柜哪的管子上都要开透气孔以防止虹吸作用，两柜的连接管处要有液流视察器。
d.装在日用柜和沉淀壁上低于液面的阀，有的船级社规范对其材料有具体的规定，选阀时应予以注意。
e.一般情况下输送系统的介质，温度和压力都是较低的，所以系统的管材选用III级管即可。
f.通岸接头处要配有温度计、压力表和取样考克。
g.燃油输送泵和柴油输送泵互为备用时，两泵进口与出口的连通管中，双联盲板法兰要设在截止阀柴油侧。
2）燃油日用系统燃油日用系统是为主机、辅机、锅炉等烧油设备能正常服务而设计的系统，主要内容是根据设备的要求，配置适当的油柜、油泵、加热器、滤器和阀件、管子等，保证所供给的燃油在数量、质量、温度和压力等各方面都能满足设备正常运行的要求。
船舶动力系统2-1
四冲程柴油机正时圆周 （曲柄的回转角度 ） 参考：四冲程正时.swf
四冲程中吸、排气 阀的正时
早开晚闭
进气阀
→气阀不能瞬时全开，
且开启之初流通面积小， 则进气早开
→气阀不能瞬时全闭，
且利用气缸内外压差多 进气，进气晚闭
四冲程柴油机正时圆周 （曲柄的回转角度 ） 参考：四冲程正时.swf
✓缺点：柴油机高度和重量大，结 构复杂需在汽缸下部设横隔板， 以免汽缸内的脏油，烟灰，燃气 等漏入曲轴箱，污损曲轴箱底部 的滑油
✓用途：船用大型低速柴油机
筒 形 活 塞 式
十 字 头 式
按照气缸数目
单缸机 多缸机
按照气缸排列方式分类
直列 V形
活塞—连杆机构
上止点：e，活塞距离曲轴 中心最远的位置
汽缸工作容积（Vh）：活塞上、下止点之 间的容积称为一个汽缸的工作容积
Vh
4
D2S
汽缸的最大容积（Va）：活塞在下止点时， 气缸的容积，即气缸工作容积与压缩容积的
之和：
Va=Vh+Vc
汽缸的总容积V，总排量：室内燃机所有汽 缸工作容积的总和
V=Vh*i 式中 i——气缸数
压缩比：汽缸最大容积/压缩室容积 =1+Vh/VC
δ1船用连杆大端垫片 改变垫片厚度，相当于改变连杆
长度，达到调整压缩比的目的 （可用于使柴油机各缸压比一 致，或改变压比）
增加连杆长度，压缩室容积减小， 压比增加
c
h
1
2
1 Vh =1+ h
Vc
c
加厚连杆大端垫片
c1 c2
1 2
船舶电气与通讯-第二章 船舶电力系统
图2-1 典型船舶电力系统简图
1. 船舶电源装置 将机械能、化学能等能源转变为电能的装置。 船舶电源主要是指发电机和蓄电池。 船舶电源按作用分为：主电源、应急电源、临时应急电源
柴油机
发电机
2. 配电装置
对电源即发电机发出的电能、电力网和电力负载进行保护， 分配，转换，控制和检测的装置。
（3）船舶电站参数与其可能协调工作其它船舶基本参 数一致。
1. 电流种类(电制) 船舶电力系统分为：直流电力系统和交流电力系统。 早期船舶多采用直流电力系统。
上世纪50年代开始，交流电制逐渐取代直流电制，目 前几乎所有大中型船舶均采用交流电力系统。
交流电制优点
（1）采用船用交流同步发电机，结构简单，工作可靠； （2）动力电网和照明电网之间的联系通过变压器， 只有磁的关系，没有电的关系； （3）交流电气设备质量小、体积小、价格便宜。
（5）不能随便改变熔断器的工作方式，在熔体熔断后， 应根据熔断管端头上所标明的规格，换上相应的新 熔断管。不能用一根熔丝搭在熔管的两端，装入熔 断器内继续使用。 （6）作为电动机保护的熔断器，应按要求选择熔丝，而 熔断器只能作电动机主回路的短路保护，不能作过 载保护。 （7）在下列线路中，不允许接入熔断器 ①接地线路中。 ②三相四线制的中性线路中。 ③直流电动机的励磁回路。
5、直流电力推进联合电力系统
常规潜艇早期应用较多 的一种电力系统，既可 由蓄电池供电，也可由 推进发电机供电。
2.5 常用控制电器
什么是电器
电器是一种能根据外界的信号 （机械力、电动力和其它物理 量），自动或手动接通和断开 电路，从而断续或连续地改变 电路参数或状态，实现对电路 或非电对象的切换、控制、保 护、检测和调节用的电气元件 或设备。
船舶的主要设备
船舶的主要设备一艘营运的船舶必须安装有各种各样的设备。
通过这些设备的应用来完成船舶的航行、靠离泊、装卸货物等生产作业，并保证船舶和人员的安全。
船舶的主要设备有动力设备、操纵设备、装卸设备和安全设备等。
船舶动力设备船舶必须配置一整套符合规范要求的动力装置和辅助设备后，才能在水上航行。
这些动力装置包括有船舶主动力装置、辅助动力装置、蒸汽锅炉、制冷和空调装置、压缩空气装置、船用泵和管路系统、造水装置和自动化系统等。
这此机电动力设备主要集中于机舱，专门管理这些设备的技术部门是轮机部。
1、主动力装置船舶主动力装置又称“主机”，它是船舶的心脏，是船舶动力设备中最重要的部分，主要包括：（1）船舶主机能够产生船舶推进动力的发动机的一种俗称，包括为主机服务的各种泵和换热器、管系等。
目前商船的主机是以船舶柴油机为主，其次是汽轮机。
（2）传动装置把主机的功率传递给推进器的设备，除了传递动力，同时还可起减速、减震作用，小船还可利用传动设备来改换推进器的旋转方向。
传动设备因主机型式不同而略有差异，总的来说由减速器、离合器、偶合器、联轴器、推力轴承和船舶轴等组成。
（3）轴系和推进器船舶推进器中以螺旋桨应用最为广泛，大多采用固定螺距或可调螺距的螺旋桨推进器；船舶轴系是将主机发出的功率传递给螺旋桨的装置。
船舶主机通过传动装置和轴系带动螺旋桨旋转产生推力，克服船体阻力使船舶前进或后退。
2、辅助动力装置船舶辅助动力装置又称“辅机”，是指船上的发电机，它为船舶在正常情况和应急情况提供电能。
由发动机组、配电盘等机电设备构成了船舶电站。
（1）发电机组原动力主要是由柴油机提供，基于船舶安全可靠和维护管理简便的考虑，大型的船舶配置有不少于两台同一型号的柴油发电机，根据需要可多部同时发电。
为了节能，航行中，有的船舶可利用主机的传动轴来带动发电机发电（轴带发电机）或利用主排出气的余热产生低压蒸汽来推动汽轮发电机组发电等。
（2）配电盘它进行电的分配、控制、输送、变压、变流以保证各电力拖动设备及全船生活、照明、信号及通讯等的需要。
船舶基础知识
船舶基础知识目录一、船舶概述 (2)1. 船舶定义与分类 (3)1.1 船舶定义 (4)1.2 船舶分类及其特点 (5)2. 船舶发展史 (6)2.1 古代船舶简介 (7)2.2 现代船舶发展 (8)二、船舶结构与组成部分 (9)1. 船舶总体结构 (11)1.1 船体结构 (13)1.2 船舶上层建筑 (13)2. 主要组成部分 (14)2.1 船底结构 (16)2.2 船侧结构 (17)2.3 甲板及上层建筑布局 (18)三、船舶动力系统 (20)1. 主机系统 (21)1.1 柴油机简介 (22)1.2 蒸汽轮机概述 (23)1.3 其他主机类型 (24)2. 辅助动力系统 (26)2.1 船舶电力系统 (28)2.2 推进系统辅助设备 (29)四、船舶航海与导航设备 (30)1. 航海仪器及导航设备概述 (32)1.1 罗盘与GPS定位设备 (33)1.2 雷达与自动避碰系统 (34)1.3 其他导航辅助设备 (35)2. 船舶通信与信号设备 (36)2.1 无线电通信设备简介 (37)2.2 信号灯及号笛系统介绍及应用场景分析 (39)一、船舶概述船舶是一种水上交通工具，用于运输人员和货物。
它可以是客船、货船、油轮、驳船等各种类型。
船舶的基本结构包括船体、船舶推进系统、船舶导航系统、船舶通讯系统、船舶救生系统等。
船体：船体是船舶的主体部分，通常采用钢铁材料制成。
它的作用是承载船舶的重量，并提供船舶的浮力。
船体的形状和结构可以根据不同的船舶类型和使用要求而设计。
船舶推进系统：船舶推进系统是使船舶在水中前进的动力系统。
常见的推进系统有蒸汽轮机、柴油机、电动机等。
这些推进系统通过将燃料或电能转化为机械能，驱动螺旋桨或舵扇产生推力，使船舶前进或改变航向。
船舶导航系统：船舶导航系统是帮助船舶安全航行和定位的系统。
它包括罗盘、航海图、雷达、GPS等设备。
通过这些设备，船员可以确定船舶的位置、航向和速度，从而确保船舶安全准确地到达目的地。
船舶动力系统PPT课件
有往复运动部件） 可使用劣质燃料 滑油消耗率很低，仅0.1～0.5 g/ (kW ·h) 柴油机的滑油消耗率为3～10 g/ (kW ·h)
热效率较低，燃油消耗率高，热经济性低，在全速时要 比柴油机装置的油耗高1.5～2倍，部分工况时要高 2.5～3倍
第一章 绪论
船舶动力装置：保证舰船的正常航行、安 全、正常作业、停泊，保证人员正常工作、 生活与安全的全部机械设备和系统的综合 体
船舶动力装置的主要任务：发出一定功率， 产生各种能量，实现能量转化和分配，以 利船舶正常航行和作业
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船舶动力装置的组成：
1. 主推进装置：产生推进力 主机、传动设备、推进轴系、推进器
干重机器器具管系内部装满工质和消耗物品在一定的排水量下要求动力装置的质量轻一些第31页共46页kwkg单位功率质量各类舰船的质量指标相差很大如驱逐舰的1015kgkw客货轮70150kgkw第32页共46页kg装置相对质量第33页共46页第34页共46页相对尺寸指标机舱相对长度机舱面积饱和度机舱容积饱和度各类舰船的尺寸指标差距很大以面积饱和度为例导弹快艇高达400kw客货船1540kw第35页共46页反映动力装置的热能转换率燃料消耗率装置总热效率每浬航程燃料耗量等燃料消耗率全船热能设备每小时燃料消耗总量经济指标第36页共46页gh3600p动力装置有效热效率全船热能设备每小时燃料消耗总量燃料低发热值第37页共46页每海里燃料消耗量第39页共46页和随航速变化关系曲线经济航速第40页共46页第41页共46页性能指标机动性
组成
➢蒸汽锅炉 ➢蒸汽轮机 ➢凝汽器 ➢……
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船舶发动机与动力系统
船舶发动机与动力系统船舶发动机是船舶的核心动力装置，其效能直接关系到船舶的推进性能和燃油经济性。
船舶动力系统则包括了船舶发动机以及与之配套的所有设备和系统，如燃料供应系统、润滑系统、冷却系统等。
本文将从船舶发动机的分类、工作原理、发展趋势以及动力系统中的相关设备进行讨论。
1. 船舶发动机分类船舶发动机按燃料类型可分为柴油机、涡轮机和柴油涡轮机等。
其中，柴油机在商用船舶中应用最为广泛。
根据工作原理，柴油机又分为两冲程和四冲程柴油机。
二冲程柴油机具有结构简单、功率密度高、重量轻等优点，而四冲程柴油机则更加节能且排放更清洁。
2. 船舶发动机工作原理船舶发动机采用内燃机原理，通过燃烧燃料产生高温高压气体，从而推动活塞运动，产生机械能。
柴油机的工作过程主要包括进气、压缩、燃烧和排气四个阶段。
在进气阶段，气缸内的活塞下行，形成负压吸入空气。
随后，活塞向上运动，将空气压缩，提高温度和压力。
当活塞接近上行程时，喷油器喷射燃油，与压缩空气混合并着火燃烧，产生高温高压气体。
最后，在下行程时，排气门打开，将燃烧产生的废气排出。
3. 船舶发动机发展趋势随着环保要求的不断提高和技术的发展，船舶发动机也在不断改进和更新。
减排和节能是发展趋势的关键词。
船舶发动机设计中加入了更高效的燃烧系统，降低了废气排放和噪音水平。
同时，采用智能化控制系统实现更加精确的燃油供应和排放控制。
另外，船舶发动机也逐渐引入了先进的涡轮增压技术和混合动力技术，进一步提高了燃烧效率和动力输出。
4. 船舶动力系统相关设备船舶动力系统除了发动机外，还包括燃料供应系统、润滑系统、冷却系统等各个组成部分。
燃料供应系统负责将燃油从储油舱输送到发动机，并控制燃油的供应量。
润滑系统则对发动机的各个运动部件进行润滑，减少摩擦和磨损。
冷却系统通过循环冷却剂将发动机的余热散发出去，保持发动机工作温度的稳定。
综上所述，船舶发动机与动力系统是船舶运行的关键组成部分。
船舶发动机的分类、工作原理及发展趋势对于船舶设计和运行具有重要影响。
船舶动力与推进系统分析
1.海上运输：船舶动力与推进系统是海上运输的基础设施，对于保障全球贸易的顺利进行具有重要作用。
2.航海事业：船舶动力与推进系统的发展直接影响到航海事业的进步，包括渔业、海洋勘探、海洋旅游等领域。
3.国防建设：船舶动力与推进系统在海军装备中具有重要地位，对于维护国家安全具有重要作用。
1.提高能源效率和环保性能是船舶动力与推进系统发展的核心议题。通过优化设计、采用清洁能源和实施能效管理，可以显著降低能耗和排放。
2.技术创新和成本控制是推动行业发展的关键因素。自主技术创新能力的提升和规模效应的发挥有助于降低成本，提高市场竞争力。
3.维护可靠性和智能化发展是船舶动力与推进系统面临的挑战，也是未来发展的机遇。通过先进的故障诊断、维护体系建设和智能化运营，可以提高船舶的安全性和运营效率。
-技术创新不断，智能化、自动化技术将成为行业主流。
-国内企业逐步实现技术突破，提升市场份额。
未来展望：
-潜在增长点：新能源船舶、智能船舶、绿色港口等领域。
-新兴领域：深海探测、极地航行等特殊船舶需求增长。
-机遇与挑战：环保要求带来的市场机遇，以及技术创新、成本控制等方面的挑战。
八、结论与后续研究
本文通过对船舶动力与推进系统的深入分析，得出以下核心观点和研究发现：
1.高效率：船舶动力与推进系统需要具备较高的能量转换效率，以满足远洋航行对能源的需求。
2.可靠性：船舶在航行过程中，动力与推进系统的可靠性直接关系到船舶及船员的安全。
3.环保性：随着全球环保意识的提高，船舶动力与推进系统需要降低排放，减少对海洋环境的污染。
4.经济性：船舶动力与推进系统的经济性是影响海上运输成本的关键因素，关系到船舶运输企业的经济效益。
海运船舶的船舶动力与推进系统
海运船舶的船舶动力与推进系统船舶动力和推进系统是海运船舶的核心组成部分，它们直接决定了船舶的运行效率和能源利用率。
本文将探讨海运船舶的船舶动力与推进系统，介绍其基本原理、常见类型及其发展趋势。
一、船舶动力系统的基本原理与组成船舶动力系统主要由发动机、传动装置和船舶的推进装置组成。
发动机是船舶动力系统的核心，其作用是将能源（如燃油、天然气等）转化为机械能，进而驱动船舶前进。
传动装置负责将发动机输出的动力传输至推进装置，常用的传动装置包括液力传动和机械传动。
推进装置是船舶的“动力发射器”，它将能源转化为推进力，驱动船舶在水中运行。
二、海运船舶常见的动力与推进系统1. 内燃机与传统推进系统内燃机是目前海运船舶中最常见的动力设备之一，其主要包括柴油机和涡轮机两种类型。
柴油机具有功率大、效率高的特点，常用于大型远洋船舶；而涡轮机则适用于小型船舶和高速船舶。
传统推进系统主要包括螺旋桨和水喷推进器两种形式，螺旋桨是目前最常用的推进装置，通过调整桨叶的转速和角度来实现推进力的调控。
2. 涡轮电力推进系统涡轮电力推进系统是一种较新的船舶动力与推进系统，它将柴油发电机和电动机相结合，通过电力传输实现船舶的推进。
涡轮电力推进系统具有能源利用率高、噪音低、污染少等优点，在环保节能方面具有较大的潜力。
3. 涡轮帆船推进系统涡轮帆船推进系统是将风能与动力系统相结合的一种创新推进方式。
它采用了先进的涡轮技术，将风能转化为动力，并通过转子驱动船舶前进。
涡轮帆船推进系统减少了对化石燃料的依赖，具有环保节能的特点，是未来船舶发展的一种趋势。
三、船舶动力与推进系统的发展趋势随着科技的不断进步和环保意识的不断提升，船舶动力与推进系统也在不断创新和发展。
首先，船舶动力系统将更加注重能源的利用效率，提高动力装置的效率，减少能源的浪费和环境污染。
其次，船舶推进系统将继续向着高效、低噪音和低振动的方向发展，以提升船舶的航行性能和舒适性。
此外，随着新能源技术的不断成熟和应用，如太阳能、风能等，未来船舶动力系统可能会采用更多的清洁能源，并实现多能源混合驱动。
船舶动力装置原理与设计
船舶动力装置是指船舶上通过动力设备产生动力，驱动船舶前进、制动、转弯和进行其他动作所使用的系统。
本文将详细介绍船舶动力装置的基本原理和设计要点。
一、船舶动力装置的基本原理船舶动力装置基本包括船舶的动力系统和传动系统。
1.动力系统：船舶动力系统一般由主机、辅机和相应控制系统组成。
主机是船舶动力装置的核心部分，一般由柴油机、蒸汽机或涡轮机组成。
辅机包括发电机、水泵等。
控制系统用于控制和监测主机和辅机的运行，包括控制柜、传感器、显示器等设备。
2.传动系统：船舶传动系统将主机的动力传递给螺旋桨，使船舶能够前进、转向等。
传动系统通常包括轴线、联轴器、变速器、减速器和螺旋桨。
二、船舶动力装置的设计要点船舶动力装置的设计要点涉及到船舶的动力匹配、传动系统的设计和安全性等方面。
1.动力匹配：船舶的动力匹配要求船舶能够满足航行速度的需求，并考虑到船舶的尺寸、船型、载重量、航行条件等因素。
在动力匹配时，需要考虑选取适当的主机和辅机，以及相应的控制系统。
2.传动系统设计：传动系统设计要考虑到传动效率、稳定性和可靠性。
在传动系统设计中，需要确定传动轴线的布置和传动比，选取合适的联轴器和减速器，以及设计螺旋桨的参数。
3.安全性设计：船舶动力装置的安全性设计非常重要，主要涉及到消防、污水处理、废热回收等方面。
安全性设计还应考虑船舶动力装置的可靠性和防故障能力。
4.节能环保设计：在船舶动力装置的设计中，应考虑节能和环保因素。
通过采用先进的动力装置和传动系统，优化设计，可以降低燃油消耗和排放污染物。
5.维护和检修：船舶动力装置的设计还应考虑到维护和检修的便利性。
合理的布置和设计可以提高维修效率和降低维修成本。
三、船舶动力装置的发展趋势随着技术的不断进步，船舶动力装置也在不断发展和创新。
以下是船舶动力装置的发展趋势：1.高效节能：船舶动力装置的发展趋势是朝着高效节能的方向发展。
通过采用先进的燃烧技术、废热回收技术和涡轮增压技术，提高动力装置的热效率和燃油利用率。
船舶绿色动力系统构型与谱系化技术
船舶绿色动力系统构型与谱系化技术船舶绿色动力系统构型与谱系化技术是为了减少船舶对环境的影响和提高能源效率而研发的一种系统。
在过去的几十年中，随着全球能源危机和环境保护意识的提高，绿色动力系统在船舶领域得到了广泛应用。
船舶绿色动力系统构型主要包括以下几个方面：1.船舶动力系统：船舶动力系统是绿色动力系统的核心，主要包括发动机、电力传动系统、电池等。
发动机可以使用多种燃料，如液化天然气（LNG）、氢气等，以减少对环境的污染。
电力传动系统则可以通过电池将发电机产生的电能存储起来，提高能源利用效率。
2.船体设计：船体设计方面，可以采用轻量化材料，如高强度钢、铝合金等，减轻船舶自重，降低能耗。
另外，还可以采用光伏发电技术，在船体上安装太阳能电池板，利用太阳能产生电能，为船舶供电。
3.船舶控制系统：船舶控制系统主要包括船舶自动控制和智能控制技术。
船舶自动控制可以通过船舶自动导航系统，自动控制船舶航行和操纵，提高船舶的安全性和操作效率。
智能控制技术可以通过传感器和智能算法，实时监测和优化船舶的动力系统，提高能源利用效率。
4.节能技术：节能技术在船舶绿色动力系统中占据重要地位。
例如，可以采用节能设备，如节能螺旋桨、永磁电机等，减少能量的损失。
同时，还可以通过能量回收技术，利用船舶排放的废热和废水产生的能量，提高船舶的能源利用效率。
船舶绿色动力系统的谱系化技术主要是指不同类型的船舶绿色动力系统之间的关联和演变。
谱系化技术可以根据船舶的特点和需求，选择合适的绿色动力系统构型，并进行相应的改进和创新。
例如，满足大型客轮的绿色动力系统需求的技术可能与满足小型渔船的需求的技术不同。
谱系化技术可以帮助船舶设计师和运营者根据实际情况选择适用的技术，提高绿色动力系统的适用性和可持续性。
总的来说，船舶绿色动力系统构型与谱系化技术是为了解决船舶能源消耗和环境污染问题而研发的一种系统。
通过优化动力系统、船体设计、控制系统和节能技术，以及谱系化技术的应用，可以实现船舶的绿色动力和可持续发展。
船舶工程中的动力系统设计与研究
船舶工程中的动力系统设计与研究船舶是人类一项重要的交通工具，扮演着联通世界各地的重要角色。
然而，船舶的每一次出海都需要消耗大量的燃料，并且对环境造成严重的影响。
为了解决这些问题，船舶工程师们纷纷将目光投向了动力系统的设计和研究，希望减少燃料消耗和环境污染。
在本文中，我们将深入探讨船舶工程中动力系统设计与研究的相关问题。
1. 船舶动力系统的分类在开始进行船舶动力系统的研究前，我们需要先了解船舶动力系统的分类。
一般来说，船舶动力系统可以分为机械动力系统、液压动力系统和电力动力系统三种类型。
机械动力系统主要由柴油机、汽油机和涡轮机等部件组成；液压动力系统则主要由液压泵、压力控制阀和执行元件等组成；电力动力系统则主要由发电机、电动机和电池等部件组成。
2. 动力系统设计中的优化了解了船舶动力系统的分类后，我们来看看在设计动力系统时需要进行的优化。
优化可以分为三个方面：燃料消耗、排放减少和节约成本。
燃料消耗的优化是船舶动力系统设计中的重要问题，这也是船舶工程师们关注的热点。
燃料消耗主要与船体的建造材料有关系。
通常来说，船体质量越小，所需的动力系统就越小，所需消耗的燃料也就越小。
而在船体设计中，应合理选择材料，以降低船体质量，减少燃料消耗。
排放减少也是一个重要的设计问题。
在船舶动力系统中，燃烧产生的尾气排放不仅会危害人体健康，还会对环境造成影响。
因此，我们需要减少尾气排放，防止它们造成二次污染。
为此，船舶工程师们应当合理选择动力系统中的设备，并提高设备的效率，减少尾气的排放。
节约成本也是动力系统设计中需要进行优化的方面。
在设计过程中，需要考虑到设备的维护成本、运行成本和更新成本。
因此，我们需要在设备的选型和设计中，尽可能地降低成本，在保证良好性能的前提下，节约预算。
3. 动力系统设计中的新技术随着科技的发展，船舶动力系统设计中也出现了一些新技术，这些新技术将会在航行中起到更好的效果，使得航行的质量和效率得到显著提高。
船舶动力系统
计算机介 入控制系 统,使喷 油微量、 定时、精 准，使其 动力性能 极大提高 ，也节能 ，也减排 。
较少有专门 为船舶开发 燃气涡轮机 ，所以将飞 机发动机改 装到船上
高速环保 船、军舰 等应用
燃气涡轮 机与蒸气 涡轮机工 作原理相 同，都是 喷射高速 流体到涡 轮上，带 动涡轮轴 转动变成 机械能
液力传动
可调距螺旋桨过轴系
主机 （低速机）
优点： 1）结构简单，维护管理方便，不易出现故障 2）经济性好，传动损失少，传动效率高 3）工作可靠，寿命长 4）振动噪声小
缺点： 1）动力装置重量、尺寸大 2）主机必需可反转 3）非设计工况经济性差 4）船舶微速航行航速受到主机最低稳定转速的限制
船舶动力装置系统：
1 船舶动力装置的组成与分类
2 船用柴油机
3 动力装置的传动 4 船舶轴系 5 船舶动力系统
船舶动力装置的组成
主机
推动船舶航行的动力机械
(燃气轮机、内燃机<柴油机、燃气轮机>、 推进电机组、核动力等)
传动设备和轴系
主机至螺旋桨之间传动设备
(减速箱、离合器、推力轴承、轴系)
辅助机械设备
大型商船使用低速机（ 烧重油汽缸大体积大较 沉重震动）
车客渡船使用中速机 （烧重油）
高速轻量的船使用高 速机（烧汽油）
“马力”是船舶发动机的 输出的功率。由船的阻 力和推进效率决定
1马力=75公斤米/秒 =0.735kw
船的马力=RV/75
主机要发出多少马力来 推船前进呢?
二、船舶运动所消耗的功率
应用范围： 低速机→远洋和沿海货轮、油轮、舰
船舶机舱自动化
船舶机舱自动化船舶机舱自动化是指利用先进的自动化技术和设备，对船舶机舱内的各种系统进行集成和控制，以提高船舶的操作效率、安全性和可靠性。
船舶机舱自动化系统主要包括动力系统、润滑系统、冷却系统、通风系统、电气系统等。
下面将详细介绍船舶机舱自动化系统的各个方面。
1. 动力系统自动化船舶的动力系统是船舶的核心部份，包括主机、发机电、推进器等。
动力系统自动化主要包括以下几个方面：- 主机自动控制：通过自动化控制系统对主机进行启动、住手、调速等操作，实现船舶动力的精确控制。
- 发机电自动控制：通过自动化控制系统对发机电进行负荷调节、电压调节等操作，确保船舶电力供应的稳定性。
- 推进器自动控制：通过自动化控制系统对推进器进行启动、住手、转向等操作，实现船舶的航行控制。
2. 润滑系统自动化船舶的润滑系统主要用于对各种机械设备进行润滑和冷却，以减少磨擦和磨损。
润滑系统自动化主要包括以下几个方面：- 润滑油系统自动控制：通过自动化控制系统对润滑油的供给、循环和过滤等操作进行控制，确保机械设备的正常运行。
- 冷却水系统自动控制：通过自动化控制系统对冷却水的供给、循环和温度控制等操作进行控制，确保机械设备的温度在正常范围内。
3. 冷却系统自动化船舶的冷却系统主要用于对发动机、发机电等设备进行冷却，以保证设备的正常运行。
冷却系统自动化主要包括以下几个方面：- 冷却水循环系统自动控制：通过自动化控制系统对冷却水的循环、流量和温度等参数进行控制，确保设备的冷却效果。
- 冷却风扇自动控制：通过自动化控制系统对冷却风扇的启动、住手和转速等操作进行控制，以适应不同负荷下的冷却需求。
4. 通风系统自动化船舶的通风系统主要用于保持机舱内的空气流通，排除有害气体和烟雾。
通风系统自动化主要包括以下几个方面：- 风机自动控制：通过自动化控制系统对风机的启动、住手和转速等操作进行控制，以保证机舱内的空气流通。
- 空气质量监测：通过自动化控制系统对机舱内的空气质量进行监测，一旦检测到有害气体或者烟雾，即将采取相应的措施。
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长度，达到调整压缩比的目的 （可用于使柴油机各缸压比一 致，或改变压比）
增加连杆长度，压缩室容积减小， 压比增加
c
h
1
2
1 Vh =1+ h
Vc
c
加厚连杆大端垫片
c1 c2
1 2
即加厚连杆大端垫片厚度，压缩比增加
柴油机的基本结构
运动件：活塞、 连杆、曲轴飞 轮
扫气泵气缸a 扫气泵吸入阀b 排出阀c 扫气箱d 扫气口e
排气口f 排气管g
二冲程柴油机的换气形式
1）直流扫气：
气缸盖上装有排气阀，气缸套下部 设周围均匀开设一圈有一定倾斜角 的扫气口
✓优点：排气干净，换气质量好， 不易混气。适用于超长行程机；缸 套、活塞受热均匀，不易变形和产 生裂缝。
✓缺点：有排气阀，结构复杂
气门摇臂
活塞环 活塞 飞轮 连杆
曲轴
凸轮轴由曲轴带动
四冲程机，凸轮轴与曲轴转速比为1：2 二冲程机，凸轮轴与曲轴转速比为1：1
传动方式
齿轮传动：传动平稳，可靠、耐久，但结构复 杂，要求严格
链条传动：结构简单，但链条加工要求高，易 断裂、松动，不可靠
凸轮传动机构
齿轮传动（四冲程）
链条传动（四、二冲程）
ca：活塞上行，强制排气 a6：排气流有惯性，利用惯性，
尽可能排气
c a
正时（定时）：以曲柄上下止点为基准， 用曲柄转角表示的进排气阀、喷油器、起动 阀刚刚开启和完全关闭的时刻
正时圆周（定时图）：将柴油机的各种正 时，以曲柄上下止点为基准，按一定的转向， 用曲柄转角位置来表示在同一个圆上的图形。
机构参数，柴油机一般=11-20，过大or过小， 柴油机的经济性均下降【汽油机8-12，点火】
压缩比愈大，压缩终点的压力和温度愈高，易于 着火起动；but过大，最高燃烧压力提高，机件 受力增大，影响工作可靠性和使用寿命，压缩室 容积减小，混合气形成和燃烧带来困难，机械效 率降低
压缩比愈小，压缩终点的压力和温度下降，燃油 不易自燃、燃烧耗油量增加，功率下降，起动困 难
ab：活塞从上止点～下止点，p< 大气压力
b2：补充进气。利用内外压差， 多进气，且气阀不能瞬时全关
a
b
喷油提前角：由于柴油存在发 火延迟期（0.001~0.005秒） 在上止点前10~35度曲柄转角时 开始将雾化的的燃料喷入汽缸
排气行程，排气阀提前打开、 延后关闭
5c，为减小排气上行的时的缸 内压力，提前开启排气阀
膨胀作功，容积↗p, ｔ↘p＝0.25～ 0.45Mpa，ｔ＝600～ 700℃
第四行程：排气
燃气排出气缸，为下次循 环做准备
只有一个冲程作功, 其他三个冲程靠惯性完 成
发动机的输出端加飞轮，增加惯性，运行平 稳性增加
单缸发动机飞轮转动惯量大
进气行程，进气阀提前打开、 延后关闭
1a：进气准备。原因，气阀不能 瞬时全开，初始时气流流通面积 小
四冲程机正时图
进气阀开 喷油开始
起动开始 排气阀关
进气阀关
起动结束 排气阀开
气阀重叠角：进、排气阀同时开启，这段 时间用曲轴转角来表示，称为气阀重叠角
排气快终了时，废气流有惯性，且惯性流在燃烧 室内造成一定的低压，帮助抽吸新鲜空气充入 气缸气阀重叠角不会引起废气倒灌
气阀重叠角有利于提高换气质量、降低热负 荷
固定件：机座、 机架、缸套、主 轴承、缸盖、贯 穿螺栓
系统部分：燃油系统、配气系统、润滑系统、 冷却系统、操纵系统、增压系统
WARTISA 四冲程柴油机结构剖分图
四冲程柴油机工作原理
柴油机的一个工作循环：由进气、压缩、燃烧、 膨胀、排气5个过程完成
四冲程柴油机：
活塞走完4个行程才完成一个工作循环的柴油机
汽缸工作容积（Vh）：活塞上、下止点之 间的容积称为一个汽缸的工作容积
Vh
4
D2S
汽缸的最大容积（Va）：活塞在下止点时， 气缸的容积，即气缸工作容积与压缩容积的
之和：
Va=Vh+Vc
汽缸的总容积V，总排量：室内燃机所有汽 缸工作容积的总和
V=Vh*i 式中 i——气缸数
压缩比：汽缸最大容积/压缩室容积 =1+Vh/VC
现代船用大型柴油机主要换气形 式
二冲程.swf
2）横流扫气：
气缸盖没有排气阀，扫气口与排气 口布置在气缸下部圆周两侧，排气 口高于扫气口。
新气由一侧扫气口进，同时将废气 从对面排气口逐出
✓优点：结构简单，管理方便。
✓缺点：活塞上行，先关扫气口后 关排气口， 形成过后排气，损失部 分新鲜空气， 扫气有死角，易新、 废气混合，且两侧气缸受热不同， 易产生变形，校中时活塞中心线偏 向排气口的对侧。
240 °，曲柄在下止点前 35o左右（点e），排气阀 开启，点f排气阀关闭
四冲程柴油机正时圆周 （曲柄的回转角度 ） 参考：四冲程正时.swf
四冲程中吸、排气 阀的正时
早开晚闭
进气阀
→气阀不能瞬时全开，
且开启之初流通面积小， 则进气早开
→气阀不能瞬时全闭，
且利用气缸内外压差多 进气，进气晚闭
四冲程柴油机正时圆周 （曲柄的回转角度 ） 参考：四冲程正时.swf
✓缺点：路程长，换气差，新废气 易混
2q01.swf
【结论】：二冲程柴油机
结构上，全部或部分取消进、排气阀
二冲程柴油机曲柄1个回转中作功1次，四 冲程机曲柄2个回转中作功1次
气缸尺寸和转速相同时，
理论， P二冲程机=2P四冲程机 实际， P二冲程机=(1.6~1.7)P四冲程机 二冲程机扭矩均匀性较好，运转平稳，可
下止点：c，活塞距离曲轴 中心最近的位置
活塞冲程（行程，S ）： 活塞上止点和下止点间 的距离，S=2R
1－气缸；2－气缸盖；3－活塞； 4－连杆；5－连杆上轴承；（活塞销轴承） 6－连杆下轴承（曲柄销轴承）；7－曲柄臂；
8－主轴；9－主轴承；10－飞轮
参考：柴油机名词解释.swf
压缩室容积（Vc）：活塞位于上止点时， 活塞顶部与缸盖间的容积，又称燃烧室容 积
排气同时进行） 到下止点活塞上行 点3除扫气口闭 点4处排气口闭
压缩、燃烧和膨胀过程
为保证先进行自由排气，排气 口f略高于扫气口e
扫气泵气缸a 扫气泵吸入阀b 排出阀c 扫气箱d 扫气口e
排气口f 排气管g
该类型柴油机正时圆数 据：
约上止点前6o开始喷油， 上止点后36o燃烧结束
扫、排气口的开闭时刻 分别为下止点前后40o和 30o左右
利用飞轮的转动惯量，使曲轴在四个行程中连续、均 匀运转。
并列连杆机.swf
二冲程柴油机工作原理
二冲程柴油机：
5个工作过程在活塞的2个行程中完成的柴油机 活塞 2冲程，曲柄1周360度
结构特点：
全部或部分取消进、排气阀，而采用气口换气，或者是二 者兼而有之
二冲程柴油机没有独立的进气和排气过程，进气、 排气过程重叠，在下止点前后约120 ～ 150 °内 同时进行
（活塞平均速度v=6-9m/s）
高速机：>1000 r/min
（活塞平均速度v>9m/s）
按结构特点分类
筒形活塞柴油机
✓缺点：活塞裙部起向导作用，在侧推力的作 用下，活塞与缸套磨损较大。
✓优点：结构简单，紧凑，轻便
✓用于中，高速柴油机
十字头活塞柴油机
✓优点：活塞与缸套间无侧推力， 侧推力由十字头滑块和导板承受， 活塞和缸套磨损较小，不易擦伤 和老死
排气阀
为减小活塞上行的背 压，则排气阀提前开
利用惯性尽量排尽废 气，晚闭
四冲程柴油机正时圆周 （曲柄的回转角度 ） 参考：四冲程正时.swf
四冲程柴油机，吸气 和排气过程长；燃烧、 膨胀和压缩过程短
点a~点f，吸气阀和 排气阀同时开启
排气快终了时，废气流 有惯性，且惯性流在 燃烧室内造成一定的 低压，帮助抽吸新鲜 空气充入气缸气阀 重叠角不会引起废气 倒灌
✓缺点：柴油机高度和重量大，结 构复杂需在汽缸下部设横隔板， 以免汽缸内的脏油，烟灰，燃气 等漏入曲轴箱，污损曲轴箱底部 的滑油
✓用途：船用大型低速柴油机
筒 形 活 塞 式
十 字 头 式
按照气缸数目
单缸机 多缸机
按照气缸排列方式分类
直列 V形
活塞—连杆机构
上止点：e，活塞距离曲轴 中心最ห้องสมุดไป่ตู้的位置
柴油机工作原理.flv
第一行程：进气
使气缸中充入新鲜空气 p=0.085-0.095MPa ，压
力大致保持不变
第二行程：压缩 气缸容积↘，温度↗ 近上止点时，
p＝3～4MPa， ｔ＝600～700℃
喷入柴油 柴油在高温下自行
发火
第三行程：工作行 程，燃烧膨胀
燃油剧烈燃烧
ｐ，ｔ急剧↗ ，p＝6～ 8Mpa，ｔ＝1400～ 1800℃
【总结】四冲程柴油机
四冲程柴油机完成一个循环，活塞往复4个行程，曲轴 回转2转（720o），吸气阀、排气阀各启、闭一次
每个循环中，只有工作行程（第3行程）作功。其它3 个行程都是为工作行程服务的，都要消耗功（压缩气 体，克服进、排气阻力）
柴油机转速不均匀 运动零件受到冲击，磨损严重 柴油机上必须安装飞轮（单缸机飞轮尺寸、质量相当大），
前例
3）回流扫气： 气缸盖无排气阀，由扫气口和排气 口进气、排气。扫气口、排气口在 气缸同一侧，排气口在上。气口与 气缸在纵、横方向均有倾斜角，以 控制气流方向。 新气由扫气口进，先冲向对缸 壁， 折回转向上，驱赶废气，再回向下， 将废气从排气口逐出。
✓优点：结构简单，扫、排气口位 于同侧，便于增压器管理布置。