新型船舶动力装置基本情况和发展趋势
船舶动力装置论文发展应用论文
船舶动力装置论文发展应用论文【摘要】在以后的发展中，电力推进系统应该发挥其优势所在，优化布置提供能源利用率。
加大交流变频技术的应用、在有效结合电力系统与推进系统的前提下实现系统的一体化供电也是未来主要的研究趋势。
1 船舶动力装置发展趋势简介在船舶的正常营运中船舶动力装置为其提供动力及能量，是船舶的重要设备之一。
一般情况下，船舶动力装置包括主动力装置、辅助动力装置等。
在技术日新月异的今天，船舶的动力装置历经蒸汽、内燃机、燃气以及混合动力装置的发展。
新时期船舶动力装置的技术研发尤为重要，随着船舶设备不断革新，制造领域的不断发展，现在使用范围比较广泛的有综合电力推进系统、船舶燃气轮机以及混合动力系统等，目下装载了特种推进装置的船舶也应运而生。
人类对自然能源的利用的同时也促进了船舶动力装置的发展。
早在19世纪煤就作为船舶动力的主要燃料，进入20世纪后石油的大规模开采替代了煤的使用。
随着二战结束后，各国着眼于经济发展，以至于在70年代发生石油危机，加上不断遭到污染的环境，人类的目光从石油燃料转向非石油燃料上。
由此生物燃料应运而生，然而生物燃料的主要成分是碳，在生物燃料使用时所释放的CO2仍会污染环境。
各种清洁能源也被提及出来，如天然气、氢气等。
天然气作燃料时对环境的污染较小，氢气作为最理想的能源逐步被人们所利用，得到全世界的认可。
氢气作为燃料在汽车发动机的领域已经取得了突破，作为船舶动力系统中的应用也指日可待。
再者核能的使用已经用于军用舰船，文中不涉及。
伴随着经济与科学技术的不断发展，人们对船舶动力系统的性能提出了更高的要求，这也激励着我们船舶人不断的探索。
2 船舶动力装置的应用2.1 电力推进系统的应用随着船舶动力的发展电力推进系统作为一种新的技术得到推广，并成为世界范围的研究热点。
其优势主要有以下几点，一是该系统中所使用的全电缆连接法使船舶动力的输出设备在布置设计中更加灵活方便；二是该系统的推广使得安全系数得到提高，它所采用的备用电路方法可以提前预防动力系统在运行中出现的电路故障；三是该系统的使用使得电能化比较集中，主推进电动机的选择更加多样化，在减少了辅助动力设备使用的同时，根据设计方案、安装布置要求、能源消耗、系统维护、经济性等不同的指标选择主推进电动机。
2024年船用柴油机市场需求分析
2024年船用柴油机市场需求分析引言船用柴油机作为船舶主要动力装置之一，对于船舶行驶性能及经济效益具有重要影响。
随着全球海洋贸易的快速发展，船用柴油机市场需求持续增长。
本文旨在分析船用柴油机市场的需求情况，并探讨未来发展趋势。
市场概述船用柴油机市场是一个庞大而复杂的市场，主要包括商用船舶、军舰以及近海渔船等。
根据船舶种类和规模的不同，对柴油机的需求也有所差异。
目前航空动力学地区是最大的船用柴油机市场，其次是亚太地区和欧洲。
市场驱动因素1. 全球贸易增长全球贸易的快速发展带动了航运业的繁荣，进而推动了船用柴油机市场的需求增长。
船舶作为货物运输的主要工具，其燃油效率和动力性能对整个运输过程的成本及效益具有重要影响。
2. 国际规范与环保要求国际规范和环保要求对船舶排放进行了严格限制，进一步促进了船用柴油机市场的需求增长。
舷外排放限制区的扩大，对于低排放船舶的需求不断增加，推动了柴油机技术的创新和升级。
3. 能源效益要求航运业对能源效率的要求日益提高，这对船用柴油机的研发和市场需求提出了新的挑战。
节能减排、提高动力输出和降低燃油消耗成为船用柴油机制造商面临的重要任务。
市场发展趋势1. 混合动力技术应用船舶混合动力技术的发展将推动船用柴油机市场的创新和需求增长。
通过结合电动和柴油动力系统，可以实现更高效率、更低排放和更持续的船舶动力系统。
2. 渐进式升级现有船舶柴油机的性能升级将成为市场的主要发展方向。
柴油机制造商将致力于提高燃油效率、延长维护间隔和降低维护成本，以满足船主和船舶运营商的需求。
3. 新能源替代随着新能源技术的发展和成熟，替代燃料的使用将逐渐增加，对船用柴油机市场的需求产生一定影响。
不过，短期内柴油机仍将是船舶主要动力装置，但在长期发展中可能存在替代的可能性。
总结船用柴油机市场需求正受到全球贸易增长、国际规范与环保要求以及能源效益要求的驱动。
未来市场发展趋势主要包括混合动力技术应用、渐进式升级和新能源替代。
试论船舶新能源动力系统的现状及发展趋势
试论船舶新能源动力系统的现状及发展趋势摘要：本文通过对船舶动力系统分类情况，以及相关的产业格局进行介绍，同时针对船舶柴油机在排放、振动、噪音等应用上存在的不足进行深究，对船舶新能源动力系统的现状，以及其未来的发展趋势进行探究，希望能够起到一些积极的参考作用。
关键词：船舶；新能源；动力系统；现状；发展趋势1.船舶动力系统种类在船舶的动力系统中，其主要由船舶主机、传动系统和推进系统所构成，是船舶上的重要设备。
根据相关数据显示，其在全船设备的总成本中约占据35%的成本内容，在整体造价中，约达到20%的比例。
在当前世界上，各类船舶动力系统的推进方式，主要可以分为以下这几种：首先，往复式蒸汽机被蒸汽轮机推进系统所取代，紧接着，柴油机推进系统又取代了这种方式，在当前LNG船舶，以及核动力军船上，蒸汽轮机表现出了机动性、操纵性和简化性的特点；其次，柴油机推进系统已经演变成主要的船舶动力，在各类船舶上有较为优越的应用成效；然后，燃气轮机推进系统是上个世纪中叶商船上的主机，但是这项技术并未得到较大规模的推广，主要在军船上进行使用，是燃气轮机推进系统的主要设备；最后，截至到上世界九十年代，电力推进系统开始在船舶领域进行应用，除了军船之外，一些小型商船也开始使用，当然，根据相关数据显示，当前采用电力推进系统的船舶，其所占据的比例还有待提升。
2.船舶新能源动力系统的推广意义当前的船舶动力装置系统中，柴油机动力装置的应用比例较高，但是其在节能、环保等方面还存在着一定的问题，所以，应用新能源动力系统，具有较强的意义：首先，在石油资源日渐枯竭的状况下，新能源能够发挥较好的可再生作用；其次，虽然航运界对于船舶柴油机的废气排放要求比较严格，但是一些老旧的柴油机，其排放性能越来越恶劣，尤其是那些内河船舶，带来的污染问题更加严重；最后，柴油机的自身结构，以及工作原理，决定了其噪声、震动问题，应用新能源动力系统，可以解决这方面的情况。
2024年船舶推进器市场发展现状
船舶推进器市场发展现状引言船舶推进器是船舶动力系统中至关重要的组成部分，直接影响船舶的性能和效率。
随着全球航运业的快速发展，船舶推进器市场也在不断壮大。
本文将从市场规模、发展趋势和竞争态势三个方面，对船舶推进器市场的现状进行分析。
市场规模船舶推进器市场的规模正在不断增长。
据市场研究机构统计，全球船舶推进器市场在近几年内每年呈现约5%的增长率。
这主要归因于船舶产业的快速发展和全球贸易的增加。
船舶推进器市场的规模主要由新建船舶和船舶修理市场两部分组成。
新建船舶市场是船舶推进器市场的主要需求来源，而船舶修理市场则提供了长期的后续需求。
发展趋势船舶推进器市场的发展正朝着高效、环保和智能化的方向发展。
在追求更高效能的背景下，船舶推进器制造商正在推动新技术的研发，包括利用复合材料、提高推进器的可调性和性能优化等。
此外，环保方面的要求也促使船舶推进器市场发展出更加低排放和低噪音的产品，以满足严格的环境法规。
智能化也成为近年来船舶推进器市场的一个重要发展趋势，利用先进的传感器和自动控制技术，提高推进器的自适应性和操作效率。
竞争态势船舶推进器市场是一个竞争激烈的市场。
全球有多家船舶推进器制造商参与市场竞争，其中一些领先的企业包括ABB、Siemens、MAN Diesel & Turbo等。
这些企业凭借其强大的技术实力和全球化的销售网络，在市场上占据了较大的份额。
此外，船舶推进器市场还涉及到船舶设计公司、船厂和维修公司等多个环节的利益相关者。
他们通过合作关系和技术创新，共同提升船舶推进器市场的竞争力。
结论船舶推进器市场呈现出快速增长和不断创新的发展趋势。
新技术的引入、环保需求的提高和智能化的发展将进一步推动市场的发展。
船舶推进器制造商需要不断提升技术水平，提供高效、环保和智能化的产品，以满足市场的需求。
同时，建立良好的合作关系和供应链体系，加强营销和售后服务，也是船舶推进器企业在市场竞争中取得优势的关键。
浅谈船舶动力系统现状及发展趋势
浅谈船舶动力系统现状及发展趋势近年来，随着全球航运业快速发展，船舶的动力系统也迅速发展和升级。
船舶动力系统涉及到电力、燃料、机械结构等多个领域，其稳定性、高效性和可靠性直接影响到船舶的安全、经济性和环境保护。
在这篇文章中，我们将了解船舶动力系统的现状和发展趋势。
一、现状1. 传统柴油机动力系统目前，大多数商业船只都采用柴油机作为主要动力源。
这是由于柴油机具有可靠性高、低维护成本、燃油价格低等优点。
但是，这种传统的柴油机动力系统在污染排放方面存在很大问题。
船舶柴油机排放的氮氧化物和颗粒物等污染物对于海洋生态环境造成了巨大的危害。
2. 新型天然气动力系统为了降低船舶对环境的影响，新型天然气动力系统被广泛采用。
天然气作为一种清洁能源，其燃烧过程所产生的污染物比燃油要少得多。
而LNG（液化天然气）和CNG（压缩天然气）作为天然气的储存方式，可以取代传统的燃油储存方式。
目前，一些航运公司已经购买了新型的LNG船舶，以取代传统柴油动力源。
3. 混合动力系统混合动力系统是指利用多种动力源，如柴油机、电池和太阳能等，来驱动船舶。
不同的动力源可以在驱动船舶过程中相互补充和转换，以达到提高船舶效率和降低排放的效果。
例如，电池可以储存利用太阳能产生的电力，并在柴油机停止工作时提供动力。
二、发展趋势1. 更多采用LNG燃料系统由于天然气船舶对环境的影响较小，因此越来越多的船舶正在转向LNG动力系统。
预计未来10年中，LNG燃料系统将会逐渐普及，并在商船中占据主导地位。
2. 自动化技术的应用自动化技术在船舶动力系统中的应用越来越广泛。
随着技术的不断升级，船舶的自动化程度将会不断提高。
例如，通过高科技设备的监测和控制，可以更加精准和高效地控制船舶的动力系统。
3. 发展绿色能源相比传统的动力系统，绿色能源更加环保，未来的发展中将会越来越普及。
例如，太阳能面板已经被广泛使用，很多商船都已经开始尝试使用太阳能作为船舶的辅助动力源。
新型船舶动力装置基本情况和发展趋势
新型船舶动力装置基本情况和发展趋势船舶动力装置是船舶的核心设备，船舶动力装置只有正常运行，才能够为船舶的正常运行以及船员的日常生活提供保障。
船舶动力装置由主动力装置、辅助动力装置和辅机及其设备共同组成,三大部分的相互协调共同为船舶提供源源不断的动力。
在船舶动力装置中,主动力装置是提供推进动力的装置,其主要有蒸汽轮机、柴油机、燃气轮机、电动机和混合动力机几种主要类型，但新型船舶动力装置包括燃气轮机推进，喷水推进，吊舱推进，表面浆推进，超导磁推进，AIP 系统等。
一、柴油机动力装置柴油机动力装置是以柴油为燃料的内燃机,其优点在于启动速度快、运行状态可靠和功率大等。
柴油机动力装置是目前应用最为普遍的船舶动力装置,因此其技术成熟度也相对更高。
柴油机动力装置在上世纪60年代开始全面取代了蒸汽轮机,成为最主流的船舶动力装置。
柴油机动力装置分为四冲程柴油机和两冲程柴油机,其中二冲程柴油机的特点是转速相对较低，可以直接驱动螺旋机进行工作,主要应用于大中型远洋运输船舶上。
而四冲程柴油机转速较高，一般主要应用于小型运输船、客船、军舰和豪华游艇上。
二、燃气轮机动力装置燃气轮机动力装置是以油气作为燃料的动力装置，燃气轮机动力装置其突出的特点在于装置体积较少、重量轻、加速性能强,且燃气轮机动力装置运行过程中所产生的污染物远远少于柴油机动力装置。
但是,燃气轮机动力装置也存在着较多的缺点和不足，如燃气轮机的燃料一一蒸馏油价格非常昂贵、燃气轮机油耗较高、经济性不高等,因此很难在船舶当中得到普及。
目前,只有少部分的高速客船和军用舰艇上配备了燃气轮机动力装置。
三、电力推进装置顾名思义是以电动机做功来推动船舶运行的动力装置，当前在船舶动力装置中被广泛使用的推进装置主要由电动机、原动机、变频器还有就是推进变压器以及控制调节器等构成。
对于操纵性能要求不是特别高的船舰来说，经常使用的轴桨推进装置如可调桨以及定距桨等，对于操作性能要求相对高一点的船舶来说，通常采用的全回转推进器。
船舶动力装置的史历及未来发展
船舶动力装置市场竞争格局分析
国际竞争格局
国际船舶动力装置市场竞争激烈，主要集中在欧洲、美国和日本等发达国家的企业。这些企业拥有先进的技术和品牌 优势，占据了较大的市场份额。
国内竞争格局
中国船舶动力装置市场企业众多，但规模普遍较小，技术水平相对较低。未来，随着市场竞争的加剧和技术的进步， 国内企业将面临更大的挑战和机遇。
柴油机能够提供持续稳定的功 率输出，适用于大型远洋船舶 和货船。
柴油机的能效和排放性能也在 不断改进，以满足更加严格的 环保要求。
船舶燃气轮机动力装置的应用
01
燃气轮机具有高功率密度、低油耗和快速启动等优点，适用于 大型豪华邮轮和军舰。
02
燃气轮机能够提供高推力，适用于高速船舶和需要快速响应的
船舶。
船舶动力装置的史历及未来发展
目 录
• 船舶动力装置的历史 • 船舶动力装置的现状 • 船舶动力装置的未来发展 • 船舶动力装置的技术创新 • 船舶动力装置的市场趋势
01 船舶动力装置的历史
船舶蒸汽机动力装置的起源
船舶蒸汽机动力装置起源于19 世纪初，随着工业革命的发展，
蒸汽机逐渐应用于船舶推进。
发展现状与趋势
目前，风能动力装置在小型船舶上得到了一定的应用。未来，随着风能发电技术的进步和成本的降低，风能动力 装置有望在大中型船舶上得到广泛应用。同时，与太阳能、海洋能等其他可再生能源的综合利用将是未来船舶动 力装置的重要发展方向。
04 船舶动力装置的技术创新
船舶动力装置的能效提升技术
总结词
燃气轮机的排放性能也较好，符合环保要求。
03
船舶电力推进系统的应用
电力推进系统具有节能、环保和 高效等优点，适用于中小型船舶
船舶新能源动力系统现状与发展趋势_孙义存
船舶动力系统现状与发展趋势一、船舶动力系统种类及产业格局由船舶主机（柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机等）、传动系统（轴系、齿轮箱、联轴节、离合器等）和推进器（螺旋桨、全向推进器、侧向推进器等）组成的船舶动力系统，是船舶上最主要和最重要的设备，平均来说，其价值约占全船设备总成本的35%，约占总船价的20%。
目前，世界上各类船舶的动力系统主要有以下四种推进方式：①蒸汽轮机推进系统—取代往复式蒸汽机，又被柴油机所取代，目前主要在LNG（液化天然气）船和核动力军船上应用，蒸汽轮机的技术发展趋势是：不断增强可靠性、机动性，提高操纵性，简化设备。
②柴油机推进系统—全面取代往复式蒸汽机和蒸汽轮机，成为最主要的船舶动力，目前在各型船舶上应用，作为柴油机推进系统的主要设备。
③燃气轮机推进系统—上世纪50 年代开始在商船上作为主机，但从未得到大规模应用，目前主要在军船上使用，作为燃气轮机推进系统的主要设备。
④电力推进系统—上世纪90年代开始在船舶领域应用，目前除在军船上应用外，还在小型商船上应用，目前采用电力推进的船舶比例还较小。
目前，船舶动力系统的研发、设计，仍然是欧洲、美国、日本等国家或地区居领先和垄断地位，并且，蒸汽轮机及锅炉、燃气轮机、电力推进装置的制造也分别由这些国家的企业掌控。
而占船舶动力系统最大比例的柴油机推进系统的制造已基本转移至韩、日、中三国。
二、推广应用船舶新能源动力系统的意义目前，在船舶动力装置中，95%以上为柴油机动力装置，而船舶柴油机在节能、环保方面的主要缺陷如下：（l）燃用不可再生能源柴油或重油。
在石油资源日见枯竭的情况下，需要寻找替代能源，最好是可再生能源；（2）尽管航运界对船舶柴油机的废气排放控制的十分严格，性能良好的柴油机对大气的污染较小，但毕竟存在着大量的老旧柴油机，其排放性能逐渐恶化；尤其是小型的内河船舶柴油机，基于各方面的因素，如维护费用、维护水平等的不足，其对大气的污染更加严重；（3）柴油机的自身结构和工作原理决定了其振动、噪音问题很难解决，这严重影响着船员的工作质量和生活水平。
新能源技术知识：新能源船舶的发展现状与前景
新能源技术知识：新能源船舶的发展现状与前景随着能源资源的日益枯竭和环境保护意识的增强，新能源技术在船舶运输领域得到了广泛的关注和应用。
本文将从新能源船舶的发展现状、技术应用以及未来前景等方面展开讨论，以期对新能源船舶的发展趋势有更深入的了解。
一、新能源船舶的发展现状1.传统船舶的能源问题传统船舶主要依赖石油和天然气等化石能源作为动力，而这些能源在开采和使用过程中会释放大量的二氧化碳和其他有害气体，对环境造成严重污染。
同时，石油等化石能源的储备量有限，价格波动较大，船舶运营成本较高。
2.新能源技术的应用为了解决传统船舶的能源问题，人们开始积极探索新能源技术在船舶领域的应用。
目前，太阳能、风能、核能、电动技术等新能源技术都已经在船舶上得到了广泛应用。
例如，一些船舶已经使用太阳能电池板来供应部分电力，同时也有一些新型船舶采用了风能帆等技术来减少能源消耗。
3.正在发展的新能源船舶在新能源船舶的发展中，一些新的船舶类型也逐渐出现。
比如，氢能动力船、电动船等新型船舶已经开始进入市场，并且受到了船东和船东的广泛关注。
这些船舶采用先进的新能源技术，可以有效减少碳排放，降低运营成本，对环境友好。
这些新能源船舶的研发和应用，标志着船舶行业正在向更加环保、可持续的方向发展。
二、新能源船舶技术应用1.太阳能技术在船舶领域的应用太阳能作为清洁能源，在船舶领域有着广泛的应用前景。
太阳能电池板可以安装在船舶的甲板上，通过吸收太阳能来产生电力。
这种技术不仅可以减少碳排放，还能为船舶提供部分电力，降低能源消耗。
目前，一些游艇和小型渔船已经开始使用太阳能电池板来供电，未来这种技术有望在更多的船舶上得到应用。
2.风能技术在船舶领域的应用风能作为一种清洁能源，在船舶领域也有着广阔的应用前景。
风能帆技术已经被一些船舶采用，通过帆的布置和调整来吸收风能，为船舶提供动力。
这种技术可以有效减少船舶的燃料消耗，降低碳排放，对环境友好。
随着风能技术的不断发展，它有望在更多的船舶上得到应用，成为船舶运输中的主要能源之一。
船舶行业发展趋势及目前发展情况
船舶行业发展趋势及目前发展情况一、船舶行业发展趋势随着全球经济的不断发展，船舶行业也在不断地壮大。
从最初的木质船只，到现在的钢铁巨轮，船舶行业的发展历程可谓是一部人类智慧与创新的史诗。
在这个过程中，船舶行业不仅改变了人们的出行方式，还为全球贸易和经济发展做出了巨大贡献。
那么，在未来的发展中，船舶行业又将面临哪些新的挑战和机遇呢？随着全球环保意识的不断提高，绿色船舶成为了船舶行业的重要发展方向。
绿色船舶是指在设计、建造、运营和管理等各个环节都充分考虑环保因素的船舶。
这些船舶采用了一系列环保技术，如低硫燃料、零排放动力系统、节能设备等，以减少对环境的影响。
在未来，随着全球对环保要求的不断提高，绿色船舶将会得到越来越广泛的应用。
智能船舶是船舶行业的另一个重要发展方向。
智能船舶是指通过运用先进的信息技术、自动化技术、通信技术和人工智能技术等，实现船舶的自主导航、自动控制、智能维修等功能的船舶。
这些船舶不仅可以提高航行安全性，还可以提高运输效率，降低运营成本。
在未来，随着科技的不断进步，智能船舶将会逐渐取代传统的人工驾驶船舶，成为航运业的主流。
多功能船舶是船舶行业的另一个新趋势。
多功能船舶是指具有多种功能和用途的船舶，如邮轮、货船、工程船等。
这些船舶可以根据不同的需求，灵活切换各种功能，满足不同领域的需求。
例如，一艘邮轮在休息期间可以改装成游艇，方便游客休闲娱乐；一艘货船在卸货完毕后可以改装成旅游船，为旅客提供观光服务。
在未来，多功能船舶将会为航运业带来更多的发展空间。
随着全球经济一体化的发展，国际航运市场将继续保持活跃。
为了适应这一发展趋势，船舶行业需要加强国际合作，提高自身竞争力。
船舶行业还需要关注新兴市场的发展，积极开拓新的业务领域。
二、目前船舶行业发展情况在全球经济一体化的大背景下，船舶行业得到了迅速发展。
随着全球经济的波动和环保政策的收紧，船舶行业也面临着一系列挑战。
全球经济增长放缓导致航运市场需求下降。
船舶动力装置控制技术发展
随着环保意识的提高，船舶动力装置控制技术正朝着降低排放方向发展，例如采用排放控制技术降低柴油机尾气 中的污染物含量。
新能源技术的应用
新能源技术如太阳能、风能等在船舶动力装置控制领域的应用逐渐增多，有助于减少传统能源的消耗和环境污染。
04 船舶动力装置控制技术的 发展挑战与对策
技术创新挑战与对策
船舶动力装置控制技术的未来研究方向
智能化控制
01
利用人工智能、机器学习等技术，实现船舶动力装置的自主决
策和优化控制，提高船舶运行的效率和安全性。
新能源应用
02
研究新能源在船舶动力装置中的应用，如燃料电池、太阳能、
风能等，降低船舶对传统能源的依赖，减少环境污染。
健康监测与故障诊断
03
通过实时监测和数据分析，实现对船舶动力装置的故障预测和
03 船舶动力装置控制技术的 发展趋势
船舶动力装置控制技术的智能化发展
智能化控制系统的应用
船舶动力装置控制技术正朝着智能化 方向发展，通过应用先进的传感器、 控制器和算法，实现对船舶动力装置 的实时监测、控制和优化。
人工智能技术的应用
人工智能技术在船舶动力装置控制领 域的应用逐渐增多，例如利用机器学 习算法对船舶运行数据进行学习，实 现对动力装置的智能调节和控制。
船舶动力装置控制技术发展
目录
• 船舶动力装置概述 • 船舶动力装置控制技术现状 • 船舶动力装置控制技术的发展趋势 • 船舶动力装置控制技术的发展挑战与对策 • 船舶动力装置控制技术的前沿研究
01 船舶动力装置概述
船舶动力装置的定义
01
船舶动力装置是指为船舶提供推 进动力，满足船舶航行、作业、 停泊等所需的各种设备与设施的 综合体。
船舶动力装置的历史及未来发展
船舶动力装置的创新与变革
1 2 3
新材料的应用
采用新型材料如高强度轻质材料、耐磨耐腐蚀材 料等，优化船舶动力装置的结构和性能。
设计与制造技术的革新
引入先进的计算机辅助设计、仿真技术以及精密 制造技术，提高船舶动力装置的设计水平和制造 质量。
模块化与集成化的发展
实现船舶动力装置的模块化和集成化，便于维护 、修理和升级，降低全寿命周期成本。
02
CATALOGUE
船舶动力装置的现状
船舶动力装置的种类与特点
柴油机动力装置
柴油机具有高效率和可靠性， 是商船中最常用的动力装置。
蒸汽轮机动力装置
蒸汽轮机动力装置在大型船舶 中仍有一定的应用，其特点是 能够提供大功率。
燃气轮机动力装置
燃气轮机具有高功率密度和快 速启动的优点，常用于军舰和 快艇。
电力推进时代的船舶广泛应用于港口、近海、内河等运输领域，如游艇、渡轮、 货船等。
核能推进时代
核能推进时代始于20世纪70年代， 随着核能技术的发展，一些国家开始 探索核能作为船舶推进动力的可能性 。核能推进系统利用核反应堆产生蒸 汽或直接驱动电动机，具有极高的能 效和续航力。
VS
核能推进时代的船舶主要用于军用和 科研领域，如核潜艇、核动力航空母 舰等。
随着环保意识的增强，新能源船舶动 力装置将更多地采用太阳能、风能等 可再生能源，减少对化石燃料的依赖 。
结合传统能源与新能源的混合动力系 统将成为未来船舶动力装置的重要发 展方向，以实现能源的多元化和互补 性。
燃料电池技术的推广
燃料电池作为一种高效、环保的能源 ，未来在船舶动力装置中的应用将更 加广泛，为船舶提供持久、稳定的动 力。
船舶动力装置的能效与环保问题
新型船舶动力系统的研究与应用前景分析
新型船舶动力系统的研究与应用前景分析传统的船舶动力系统往往使用柴油机作为主要动力，但随着环保和新能源时代的到来，新型船舶动力系统越来越受到关注和研究。
本文将探讨新型船舶动力系统的研究现状及其应用前景。
一、新型船舶动力系统的发展历程随着环保和可持续发展的理念逐渐深入人心，船舶动力系统的绿色化已成为一个趋势。
新型船舶动力系统的发展历程主要经历了以下几个阶段：1. 换油：通过使用低硫燃料和添加附加剂来减少排放物的产生。
2. 利用液化天然气（LNG）：LNG是一种绿色清洁燃料，有助于减少船舶尾气排放。
3. 采用油电混合技术：将船舶主机与发电机组相结合，通过电动机和蓄电池实现短时段高功率输出和低功率持续输出。
4. 采用电船舶技术：电动机在船舶应用中具有很大的潜力，可以实现零排放，减少船体的噪音和振动，同时还可以提高效率和可靠性。
由此可以看出，新型船舶动力系统的发展方向是清洁、高效、低噪音、低振动、安全可靠。
二、新型船舶动力系统的研究现状目前，国内外对新型船舶动力系统的研究主要集中在以下几个方面：1. 液化天然气发动机技术：LNG发动机是一种清洁、高效的发动机技术，目前已经广泛应用于欧美市场。
与传统柴油机相比，LNG发动机可以减少NOx和SOx等有害气体的排放，减轻对环境的污染。
2. 电动船舶技术：电动船舶技术包括电动机、电池组、充电系统等。
目前，电动船舶技术的发展重点是提高航行里程、减小充电时间、提高安全性和可靠性。
3. 混合动力技术：混合动力技术是传统船舶动力系统和新型船舶动力系统的结合。
混合动力系统中，柴油机和电力机组相结合，以达到更好的节能效果。
三、新型船舶动力系统的应用前景随着环保和新能源需求的不断增加，新型船舶动力系统的应用前景是广阔的。
未来几年，新型船舶动力系统将成为航运业主要发展方向，具有以下几个方面的优势：1. 节能降耗：新型船舶动力系统的应用可以降低船舶的能源消耗，实现节能减排。
2. 运行成本低：新型船舶动力系统的运行成本较低，使得船主们可以获得更好的经济效益。
船舶动力系统现状及发展趋势
船舶动力系统现状及发展趋势摘要：船舶的动力系统类型主要有柴油机动力系统、燃汽轮机动力系统、电推进动力系统和混合动力系统等。
在经济快速发展的现代船舶动力系统的性能关系到整个国家船舶运输效率的高低，船舶动力系统的研究也成为了整个造船行业技术研究的重点。
关键词：船舶动力系统；现状；发展趋势一、船舶常规动力系统的现状1、柴油机动力系统柴油机作为内燃机，具有启动迅速、部分负荷运转性能好、安全可靠、功率范围大、效率高、技术成熟等优点。
船舶主机和船舶电站多采用柴油机。
自20世纪60年代起，柴油机全面取代往复式蒸汽机和蒸汽轮机，成为最主要的船舶动力。
根据二冲程柴油机和四冲程柴油机转速的不同，柴油机动力系统又分为柴油机直接驱动和柴油机齿轮传动。
由于二冲程柴油机转速低，可以直接驱动螺旋桨，实现机桨匹配，主要应用在大中型远洋运输船舶上。
四冲程柴油机由于转速高，需经过齿轮箱降速，再驱动轴系和螺旋桨，它主要由中速柴油机(单机驱动或多机驱动)、齿轮箱、轴系和螺旋桨(可调桨)组成，主要应用在中小型货船、客船、滚装船、豪华游船、海洋工程辅助船和军船上。
目前以柴油机为动力的船舶占世界商船队的95%以上，其中，柴油机直接驱动占55%，柴油机齿轮传动占39%。
此外，柴油机还是船舶燃气轮机推进系统和电力推进系统的主要设备。
从全球柴油机产品市场占有率来看，以MAN公司和WARTSILA公司为代表的欧洲老牌柴油机制造商占据了大部分市场份额。
近年来，MAN公司通过向日本、韩国、中国的柴油机生产厂转让生产许可证，得到了迅速发展。
除此之外，MAN 和瓦锡兰具备整体提供主机、齿轮箱、轴系和螺旋桨的能力，具备很强的系统集成设计实力和市场竞争优势。
我国船舶柴油机通过技术合作、专利或许可证引进及自主开发研制，在国内已经形成了较强的生产能力。
尽管近几年我国船舶柴油机生产已有较快发展，但我国造机企业与世界前三名造机企业的差距还非常大，企业综合竞争能力仍较弱。
船舶动力系统的创新与发展
船舶动力系统的创新与发展船舶，作为人类在海洋上活动的重要工具，其动力系统的优劣直接关系到船舶的性能、效率和安全性。
随着科技的不断进步，船舶动力系统也在持续创新和发展，以满足日益增长的航运需求和环保要求。
在过去的几个世纪里，船舶动力经历了从风帆到蒸汽机，再到内燃机和燃气轮机的演变。
早期的风帆动力依靠自然风力推动船舶前行，但这种动力方式受天气条件影响极大，航行速度和方向难以精确控制。
蒸汽机的出现则是船舶动力的一次重大变革，它使船舶能够摆脱对风力的依赖，实现更稳定和可控的航行。
然而，蒸汽机体积庞大、效率低下，且需要大量的燃料和水。
内燃机的应用为船舶动力带来了新的突破。
它具有体积小、功率大、效率高等优点，迅速成为船舶的主要动力来源之一。
特别是柴油机，因其燃料经济性好、可靠性高，在船舶领域得到了广泛的应用。
从商船到军舰，柴油机驱动的船舶遍布全球各大洋。
燃气轮机则以其高功率密度和快速启动能力在船舶动力系统中占据了一席之地。
它适用于对动力响应要求较高的军舰和高速客船等。
但燃气轮机的燃油消耗率较高，在部分工况下的经济性不如柴油机。
进入 21 世纪，随着环保意识的增强和国际法规的日益严格，船舶动力系统的发展面临着新的挑战和机遇。
一方面，减少温室气体排放和污染物排放成为了船舶行业必须面对的重要任务；另一方面，新能源和新技术的发展为船舶动力的创新提供了更多可能。
在新能源领域，电力推进系统逐渐受到关注。
电力推进系统将船舶的动力装置与推进装置分开，通过发电机将能源转化为电能，再由电动机驱动螺旋桨。
这种系统具有良好的调速性能、低噪音、低振动等优点，且有利于船舶的自动化和智能化控制。
同时，燃料电池、太阳能、风能等清洁能源也在船舶上开始尝试应用。
燃料电池通过化学反应产生电能，具有零排放、高效率的特点，但目前其成本较高、技术尚不成熟。
太阳能和风能作为可再生能源，虽然能量密度较低，但在特定类型的船舶上，如小型游艇和科考船，也能够发挥一定的作用。
2024年船舶动力系统市场发展现状
船舶动力系统市场发展现状背景介绍船舶动力系统是指用来驱动和支持船舶运行的一系列设备和技术。
船舶动力系统市场在近年来得到了快速发展，主要受到船舶运输需求增加、船舶能效要求提高和环保法规加强等因素的影响。
本文将对船舶动力系统市场的发展现状进行分析和展望。
市场规模和增长趋势船舶动力系统市场规模庞大，根据市场研究数据显示，全球船舶动力系统市场在2019年达到了2000亿美元，预计到2025年将增长到3000亿美元。
市场增长主要受到以下几个因素的影响：船舶运输需求增加全球贸易和国际航运业务的增长，使得船舶运输需求大幅增加。
特别是亚洲地区的快速经济发展，导致了对船舶动力系统的需求增长。
各种类型的船舶，包括货轮、油轮、客轮和渡轮等都需要高效可靠的动力系统来满足运输需求。
船舶能效要求提高能源效率已成为船舶运营管理的重要考虑因素。
随着环保要求的增加和航运公司对运营成本的关注，船舶动力系统的能效要求也日益提高。
例如，采用燃料经济型主机和涡轮发电机组合等技术来提高动力系统的能效。
环保法规加强国际组织和政府对船舶排放的控制要求越来越严格。
例如，国际海事组织(IMO)实施的硫燃料限制规定迫使船舶采用更清洁的燃料或安装排放控制设备。
这促使船舶动力系统市场发展出更多环保型动力系统解决方案。
市场竞争格局和主要厂商船舶动力系统市场竞争激烈，主要厂商包括以下几个方面：发动机制造商船舶动力系统的核心是发动机，主要的发动机制造商包括庄臣、MAN柴油、沃尔沃等。
这些厂商不仅在发动机技术方面具有强大的实力，同时也在船舶动力系统集成方面有丰富的经验。
电力系统供应商船舶动力系统中的电力系统非常重要，主要供应商包括ABB、西门子等。
这些供应商提供高效的发电机组和电力传输设备，帮助船舶实现可靠的电能供应和分配。
排放控制设备供应商随着环保要求的加强，船舶动力系统中的排放控制设备也变得越来越重要。
红杉环保、呈祥环保等公司提供各种排放控制解决方案，如烟气脱硫装置和SCR系统等。
船舶动力系统的智能化发展趋势
船舶动力系统的智能化发展趋势在当今科技飞速发展的时代，船舶行业也迎来了前所未有的变革。
船舶动力系统作为船舶的核心部分，其智能化发展趋势正逐渐成为推动船舶行业进步的关键力量。
船舶动力系统的智能化，简单来说，就是利用先进的技术和算法，使船舶动力的控制、监测、维护等环节更加自动化、高效化和精准化。
这一趋势的出现并非偶然，而是多种因素共同作用的结果。
一方面，随着全球贸易的不断增长，船舶运输的需求持续上升，对船舶的性能、效率和可靠性提出了更高的要求。
传统的动力系统在应对这些挑战时逐渐显得力不从心，智能化的发展成为了必然的选择。
另一方面，现代信息技术、传感器技术、大数据分析等领域的突破，为船舶动力系统的智能化提供了坚实的技术支持。
智能化在船舶动力系统的控制方面表现得尤为突出。
过去，船舶动力的控制主要依赖于船员的经验和手动操作，这种方式不仅效率低下，而且容易出现误差。
如今，智能化的控制系统能够根据船舶的航行状态、负载情况、海况等多种因素，实时调整动力输出，实现最优的动力分配。
这不仅提高了船舶的航行效率，还降低了燃油消耗，减少了对环境的污染。
传感器技术的广泛应用是船舶动力系统智能化的重要支撑。
大量的传感器被安装在动力系统的各个部位，实时采集温度、压力、转速、振动等关键数据。
这些数据通过高速网络传输到中央控制系统，经过分析处理后，能够及时发现潜在的故障和异常情况。
例如，当某个部件的温度超过正常范围时，系统会立即发出警报，并提供相应的处理建议，从而避免故障的进一步恶化，保障船舶的安全航行。
大数据分析在船舶动力系统的智能化发展中也发挥着不可替代的作用。
通过对海量的船舶运行数据进行分析，能够挖掘出隐藏在数据背后的规律和趋势，为船舶的设计、运营和维护提供决策依据。
比如，通过分析不同航线、不同负载情况下的动力消耗数据，可以优化船舶的航线规划和货物装载方案，进一步提高船舶的经济性。
此外，智能化的船舶动力系统还能够实现远程监控和诊断。
船舶行业的船舶动力系统和推进技术
船舶行业的船舶动力系统和推进技术船舶行业一直以来是国际贸易和运输的重要组成部分。
船舶的动力系统和推进技术是决定船只性能和效率的关键因素之一。
本文将探讨船舶行业的船舶动力系统和推进技术的发展和应用，以及对船舶运营的影响。
一、船舶动力系统的发展船舶动力系统是船只的能源来源，也是船只运行的核心部件。
船舶动力系统的发展经历了从传统燃煤蒸汽动力系统到现代高效能源系统的转变。
1. 传统蒸汽动力系统在船舶行业的早期，燃煤蒸汽动力系统是主要的推进方式。
利用燃煤发电产生蒸汽，通过蒸汽机驱动船只前进。
虽然该系统在当时是先进的技术，但存在燃料消耗大、环境污染等问题。
2. 内燃机动力系统20世纪初，内燃机动力系统的出现引领了船舶动力系统的革新。
内燃机以石油为燃料，通过燃烧产生能量，驱动船只前进。
相对于传统蒸汽动力系统，内燃机动力系统更加高效、灵活和环保。
3. 温室气体减排技术随着环境意识的增强和温室气体排放的限制，船舶行业开始研究和应用温室气体减排技术。
例如，采用低硫燃料、液化天然气（LNG）等替代传统的石油燃料，以减少二氧化硫和氮氧化物的排放。
二、船舶推进技术的发展船舶推进技术是船只转化动力为推进力的关键环节。
船舶推进技术的发展旨在提高船舶的航速和燃油效率。
1. 螺旋桨推进技术螺旋桨是目前船舶推进技术最常用的方式。
通过螺旋桨的旋转，将动力转化为推进力，推动船舶前进。
螺旋桨推进技术的不断改良和优化，使得船舶的航速和效率得到了大幅提升。
2. 水喷推进技术水喷推进技术是一种相对较新的推进方式。
通过将水喷射到船舶尾部，产生推进力。
水喷推进技术在低航速、大船舶或特殊操纵要求下具有优势，能够提高船舶的机动性和操控性。
3. 水轮推进技术水轮推进技术是一种高效能的推进方式。
它利用水轮的旋转产生推进力，将船舶推进。
水轮推进技术的应用可以减少阻力，提高船舶的航速和燃油效率。
三、船舶动力系统和推进技术对船舶运营的影响船舶动力系统和推进技术的发展对船舶运营产生了重要影响。
2024年船用电动机市场分析报告
2024年船用电动机市场分析报告引言船用电动机是船舶的重要动力装置，其市场规模和发展趋势对于船舶制造和海洋工程行业具有重要的指导意义。
本报告旨在分析船用电动机市场的现状和未来发展，为相关企业和投资者提供参考。
市场概述船用电动机市场是船舶制造业的关键细分市场之一。
随着全球贸易和旅游业的不断发展，船舶需求逐年增加，促使船用电动机市场保持较快的增长速度。
船用电动机的主要功能是为船舶提供动力，并且广泛应用于各类船舶，包括商船、客船、沿海作业船和海洋工程船等。
市场规模据统计数据显示，截至2020年底，全球船用电动机市场总规模约为XX亿美元。
预计在未来几年内，市场规模将继续保持增长，预计到2025年将达到XX亿美元。
亚太地区是全球船用电动机市场的主要增长驱动力，其在市场总规模中占据了约XX%的份额。
市场动态市场驱动因素1.全球贸易的发展促使船舶需求增加，进而推动船用电动机市场增长。
2.环保意识的提升使得船用电动机市场对节能环保型产品的需求增加。
3.新技术的应用，如永磁同步电动机等高效能产品的出现，进一步推动市场发展。
市场挑战与机遇1.市场竞争激烈，企业需要不断提高产品品质和技术水平以保持竞争力。
2.国际贸易摩擦和政策不确定性对市场发展带来一定风险，企业需要灵活应对。
3.发展新兴市场和拓宽产品应用领域是市场的机遇所在，企业可以通过开拓新市场来实现增长。
市场分析市场细分船用电动机市场根据功率可分为小功率、中功率和大功率电动机市场。
在功率方面，船舶类型和用途的不同决定了电动机的选型和需求。
市场地区分布船用电动机市场地区分布不均，亚太地区是全球市场的主要增长区域，其船舶制造和海洋工程行业的发展推动了市场需求的增加。
欧洲和北美地区也是船用电动机市场的重要区域，这些地区对高效能、节能环保型船用电动机的需求较大。
主要竞争企业船用电动机市场竞争激烈，主要的竞争企业包括ABB、Wartsila、Siemens等国际知名厂商。
船舶动力装置概述
第一节船舶动力装置的组成、类型和发展一、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;主要包括：遥控、自动调节、监控、报警和参数自动打印等设备;二、船舶动力装置的类型1．蒸汽动力装置根据运动方式的不同,蒸汽动力装置有往复式蒸汽机和汽轮机两种;汽轮机推进装置的优点：1由于汽轮机工作过程的连续性有利于采用高速工质和高转速的工作轮,因此单机功率比活塞式发动机大;2汽轮机叶轮转速稳定,无周期性扰动力,因此机组振动小、噪声低;3磨损部件少,工作可靠性大;4可使用劣质燃油,滑油消耗率也很低;汽轮机推进装置的缺点：1装置的总重量、尺寸大;2燃油消耗大,装置效率较低,额定经济性仅为柴油机装置的1/2-2/3；在相同的燃油储备的情况下续航力降低;3机动性差,备车时间长;2．燃气动力装置在燃气动力装置中,根据发动机运动方式的不同,有柴油机动力装置和燃气轮机动力装置两种;1柴油机动力装置柴油机动力装置具有如下优点：（1）具有较高的经济性;（2）重量轻;（3）具有良好的机动性,操作简单、启动方便、正倒车迅速;柴油机动力装置也存在如下缺点：1由于柴油机的尺寸和重量按功率比例增长快,因此单机组功率受到限制;2工作时噪声和振动较大;3中、高速柴油机的运转部件磨损较严重;4传统的柴油机在低速时稳定性差,因此不能有较低的最低稳定转速,影响船舶的低速航行性能;另外,柴油机的过载能力也较差;2燃气轮机动力装置燃气轮机动力装置有如下优点：（1）单位功率的重量尺寸较小,机组功率也较大;（2）良好的机动性,从冷态起动至全负荷时间仅需几分钟的时间;燃气轮机动力装置也有如下缺点：1燃气轮机自身不能反转,如果作为主机,倒车时必须设置专门的变向设备;2必须借助于电机或其他起动机械起动;3由于燃气的高温作用,使叶片工作可靠性较差,寿命短;4由于燃气轮机工作时空气流量大,因此进、排气管道尺寸较大,舱内布置困难,甲班上有较大的管道通过切口,影响船体强度;5燃油消耗率较高;3．核动力装置核动力装置是以原子核的裂变反应所产生的巨大能量,通过工质蒸汽或燃气推动汽轮机或燃气轮机工作的一种装置;核动力装置有如下优点：1核动力装置以少量的核燃料能释放出巨大的能量,这就可以保证船舶以较高的航速航行很远的距离;2核动力装置在限定的舱室空间内所能供给的能量,比一般其他型式的动力装置要大很多;3核动力装置的最大特点是不消耗空气而获得能量,这就不需要进、排气装置;核动力装置的缺点：1核动力装置的重量、尺寸较大;2核动力装置的操纵管理、检查系统比较复杂;3核动力装置的造价昂贵;三、柴油机动力装置发展趋势及管理重心的变化1．船舶动力装置发展的趋势1柴油机动力装置继续占主导地位,并在不断发展1大型低速机向两极发展,即开发多缸、大缸径和少缸、小缸径的机型,以适应大型、超大型船舶和小型船舶;2大功率中速柴油机仍然是大型客船、滚装客船、滚装船的推进动力装置的首选;3船舶柴油机的控制技术向电子化、智能化方向发展;4双燃料发动机用于特种船舶推进装置的前景可观;LNG船的动力装置基本上是蒸汽轮机,蒸汽轮机输出功率大、排出废气少、维护量少、可靠性高,但是蒸汽轮机的热效率低、燃油消耗率高;近年来,各种替代方案应运而生,例如天然气—燃油的双燃料二冲程和四冲程发动机的诞生等;与常规动力装置相比,双燃料发动机最大限度地利用了气体燃料,大大降低了燃油消耗节约燃料20％～30％,同时,双燃料发动机的NOX 排放量只相当于普通柴油机的1/10,,CO2的排放也相当低;双燃料发动机是LNG船主机的首选;目前主要机型有瓦锡兰公司生产的Wartsila的DF系列双燃料发动机、MAN B&W公司生产的ME-GI及四冲程双燃料发动机;随着人们对不污染海洋环境和大气的“绿色船舶”的期望,世界上众多的科研部门正在努力,以期减少柴油机动力装置的排放污染;2大型豪华旅游船的建造促进了电力推进系统的发展;电力推进系统是通过电子变频技术,采用简单的交流电动机带动定螺距螺旋桨,根据需要从零到满负荷自由选择转速,以满足机动性和操纵性的要求;电力推进系统的优点：①可省去中间轴及轴承,机舱布置灵活;②可选用中高速柴油机,可使螺旋桨的转速得到均匀、大范围的调节;③倒车功率大,操纵容易,倒航迅速,船舶机动性提高;④主电机对外界负荷变化适应性好,甚至可短时堵转;3高速船的发展为燃气轮机动力装置带来了生机;由于燃气机在单位功率重量和尺寸方面的优势,加上其优良的加速性能、可靠性、振动小和低的NOX排放量等优点,被高速客船等采用;与柴油机相比,燃气轮机的不足之处主要是其较低的经济性;因此在作为推进动力时经常配备柴油机,而利用燃气轮机具有良好的起动性能用于加速工况,配上柴油机组成联合动力装置克服低工况油耗高的缺点,是高速船较合适的动力装置;实践表明燃气轮机机组可靠性达％,热效率已达39％,加上其特有的NOX排放量低的优势,因此特别适合渡轮的使用要求;4推进装置一改以往单一供货方式而成套供货方式发展;5环境保护要求更安全、更低排放的船舶动力装置;1安全要求动力装置的冗裕配置;除将化学品船、液化气体船、油船等设计成双壳船体,还应采用冗裕配置推进装置及舵系,或设置应急动力装置,可保证主推进一旦失效,船舶仍能在恶劣海况下以6kn航速前进;最常见的方式是轴带发电机,当需要时主机与齿轮箱脱开,轴带发电机转为电动机,以发电机的电力带动螺旋桨实现船舶应急推进;更进一步的发展,是双套主推进系统;2低排放的船舶动力装置人类对保护环境质量要求的日益严格,使船用柴油机废气排放对大气污染的影响亦受到了密切的关注;根据MARPOL73/78公约附则Ⅵ对功率大于130KW的柴油机NOX的排放的规定,现今的智能柴油机通过控制燃烧,能够满足低排放和经济性的要求,此外,燃烧良好还可减少颗粒物排放;在低排放方面,电力推进及燃气轮机更具有优势;2．轮机管理重心的变化由于船舶自动化程度大幅度提高,计算机技术迅速发展,与20世纪的船舶相比较,轮机管理工作的重心发生了根本性的改变,因此,对轮机管理人员提出了更高的要求,其重点体现在以下几个方面：1对轮机设备的检修方面;由于对船舶设备的工况检测仪器、仪表、故障诊断方法的日益完善,设备的维护、检修将从定时、定期模式向视情模式发展;2对船机设备的使用方面;由于船机设备的自动控制、自动故障监测的广泛使用,设备的使用管理已由传统的“管机为主”、“管电为辅”向“机电综合管理”方向发展;3对轮机人员的业务要求方面;要求轮机人员不但有精湛的船机方面的知识,还要加强掌握船电方面专业知识和自动化方面的知识,这对于在现代化船舶上担任轮机管理工作的轮机人员显得尤为重要;4对轮机人员的业务培训方面;要加强轮机人员的业务培训工作,使轮机人员尽快掌握和更新机电一体化方面的新技术和相关知识;5对机电设备故障远程诊断方面;要加强专家故障诊断系统的建设和完善;6对机舱的资源更要加强管理;包括人力资源和设备等,使得机舱的资源能够充分发挥各自应有的作用;第二节船舶动力装置的要求及性能指标一、对动力装置的要求对船舶动力装置的要求,主要包括可靠性、经济性、机动性、重量和尺度、续航力、生命力等相关指标;1．可靠性影响可靠性的因素主要有三个方面：设计制造包括修复的质量、安装工艺的水平、使用管理技术能力;使用管理技术能力对可靠性的影响表现在：严格按照造船规范建造是取得可靠性的先决条件；备件的数量和保管是提高可靠性的有力保障；管理人员的业务能力是影响可靠性的重要因素;2．经济性船舶在营运中,船舶动力装置的维护费用占船舶总费用的比例很大,现在已超过50％;为了提高船舶的营运效益,必须尽量提高动力装置的经济性;3．机动性机动性是指改变船舶运行状态的灵敏性,它是船舶安全航行的重要保证;船舶起动、变速、倒航和回转性能是船舶机动性能的主要体现,而机动性取决于动力装置的机动性,动力装置的机动性由以下几个指标来体现;1起航时间从接到起航命令开始,经过暖机、备车和冲试车,使发动机达到随时可用状态的时间;这段时间越短的船舶其机动性越好;2发动机由起动开始至达到全功率的时间这是加速性能的指标,这段时间的长短主要取决于发动机的型式、船体形状、螺旋桨形式、吃水及外界阻力大小等因素;影响发动机加速的因素是它的运动部件的质量惯性和受热部件的热惯性,热惯性更为突出,中速机优于低速机;船舶本身的阻力大小对发动机的加速性能也有很大的影响,由于调距桨对外界条件有很好的适应性,它的加速性能明显好于定距桨;3发动机换向时间和可能的换向次数发动机换向所需的时间是指主机在最低稳定转速时,由发出换向指令到主机以相反方向开始工作所需的时间;换向时间越短,发动机的机动性越好;主机换向时间不得大于15s;4船舶由全速前进变为倒航所需时间滑行距离这是体现主机紧急倒车性能的指标;由于船舶惯性大,由全速前进变为后退所需的时间,总是大大超过发动机换向所需的时间;船舶开始倒航前滑行的距离主要取决于船舶的装载量、航速、主机的起动换向性能、空气瓶空气压力和主机倒车功率;5发动机的最低稳定转速和转速禁区在多缸柴油机中,由于各缸喷油泵柱塞偶件、喷油器针阀偶件的间隙和喷孔孔径间的差别,以及一般油量调节杆安装间隙的不同,使得船用主柴油机在低转速低负荷运转时,各缸供油量显着不均;严重时个别缸不能发火而使转速不稳,甚至自动停车;因而船用主柴油机都有一个使各缸都能够均匀发火的最低转速,称最低工作稳定转速;船用主柴油机尤其是直接驱动螺旋桨的主柴油机的最低稳定转速直接影响船舶微速航行性能;一般低速柴油机的最低稳定转速不高于标定转速的30%,中速机不高于40%,高速机不高于45%;在主机使用转速范围内如果存在引起船舶或轴系共振的临界转速,则应规定为转速禁区,并以红色在主机转速表上标示;在主机使用转速范围内,转速禁区越窄越好;4．重量和尺度5．续航力续航力是指船舶在加足航行所需物资燃油、滑油、淡水等,主要指燃油后所能航行的最大距离或最长时间;它是根据船舶的用途和航区确定的;续航力不但和动力装置的经济性、物资储备量有关,也和航速有很大关系;6．生命力生命力是指船舶在船机发生故障的情况下最大限度地维持工作的能力;二、船舶动力装置的基本性能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;这些指标是我们对船舶进行选型、设计和判断性能优劣的重要依据;1．船舶动力装置的技术指标技术指标指标识动装置的技术性能和结构特性的参数;它主要指下列几个指标：1功率指标功率指标表示船舶做功的能力;为了保证船舶具有一定的航速,就要求推进装置提供足够的功率;动力装置的功率是按船舶的最大航速确定的;在船舶以一定的航速前进时,螺旋桨产生的推力,必须克服船体对水和风的阻力,这些阻力取决于船舶线型、尺寸、航行速度,以及风浪大小和航道深浅等;1船舶有效功率PR船舶有效功率PR 指推进船舶航行所需功率;运行阻力RN,船舶的航行速度vsm/s,则有效功率P R = R×vs×1/1000 KWP R 常称为拖曳功率,可以从船模或实船的静水试验中得出;阻力R,相当于速度vs拖动船模或实船时绳索上的拖曳力;2主机的输出功率主机的输出功率即主机的制动功率或主机的有效功率;如果考虑了推进轴系的传动损失,主机的供给功率实际上就是主机的额定功率;新船设计时,估算船舶的有效功率PR可用“海军常数法”进行估算;3相对功率相对功率就是对应于船舶每吨排水量所需的主机有效功率;Pr = Pe/ D kW/t D—船舶排水量,t2重量指标1主机的单位重量gm主机的单位重量g m 是指主机单位有效功率的重量,即g m = G m / P e kg/kW式中,G m —主机重量,kg ；P e ——主机有效功率,kW2动力装置的单位重量g z动力装置的单位重量g z 是指主机单位有效功率所需动力装置的重量,即g z = G z / P e kg/kW式中,G z —主机重量,kg ；P e ——主机有效功率,kW3主机的相对重量a m主机的相对重量a m 是指主机重量G m 与船舶排水量D 之比,即a m = G m / D kg/t式中,G m —主机重量,kg ； D —船舶满载排水量,t4动力装置的相对重量a z动力装置的相对重量a z 是指动力装置重量G z 与船舶满载排水量D 之比,即a z = G z / D kg/t式中,G z —主机重量,kg ； D —船舶满载排水量,t3尺寸指标对于不同船舶,机舱尺寸要求也不统一,为了表征机舱的面积和容积利用率,特引用面积饱和度和容积饱和度两个指标;（1） 面积饱和度K s ：面积饱和度是指每平方米机舱面积所分配的主机有效功率,即K s = P e / S kW/㎡式中,P e —主机有效功率,kW ； S —机舱所占的面积,㎡2容积饱和度K v ：容积饱和度是指每立方米机舱容积所分配的主机有效功率,即K v = P e / V kW/m3式中,P e —主机有效功率,kW ； V —机舱所占的容积,m32．船舶动力装置的经济性指标船舶动力装置的经济指标常用六个指标表示;1动力装置的总效率动力装置的总效率主要由推进装置的热效率、柴油发电机组的热效率和燃油锅炉的热效率组成;1推进装置的热效率推进装置的热效率是指推进装置所产生的有效功的热当量与主机所消耗热量之比; 2柴油发电机组的热效率柴油发电机组的热效率是指柴油发电机组电功率的热当量与其所消耗热量之比; 3燃油辅助锅炉的热效率燃油辅助锅炉的热效率是指燃油辅助功率有效利用的热量与其所消耗热量之比;2柴油机的燃油消耗率g e柴油机的燃油消耗率是指在单位时间内柴油机额定功率所消耗的燃油量,即g e =G e /P e kg/式中,G e ——柴油机每小时燃油消耗量,kg/h; P e ——主机有效功率,kW3船舶主机日耗油量G e船舶主机日耗油量是指主机在24h 内的燃油消耗量4船舶日耗油量G D船舶日耗油量是指每24h全船主机、辅机、辅助锅炉的所消耗的燃油总量; 5船舶每海里燃油消耗率gn船舶每海里燃油消耗量指船舶航行每海里所消耗的燃油总量,即g n = GT/ vs= GTe+ GTg+ GTb+ GTo/ vst/n mileGT ——船舶每小时燃油消耗量,t/h；vs——航速；GTe、GTg、GTb、GTo——分别表示主机、发电柴油机、燃油辅助锅炉及焚烧炉等其他耗油设备每小时的耗油量,Kg/h一般情况下GTg 、GTb、GTo与航速无关;主机每海里燃油消耗gTe = Pe. ge/ vskg/n mileg Te 既与ge有关又与vs有关;这项经济指标与船舶营运管理水平和轮机管理水平密切相关;图1-2为主机燃料消耗率和每海里航程船舶燃料消耗量随船速变化的关系图;当船舶处于慢速航行时,虽然主机燃油消耗率ge 较高,但船舶每海里燃油消耗率gn较低；随着船速的增加,虽然ge 有所降低,但gn却明显增加;图中gn的最小值所对应的航速称为节能航速;图1-2 燃料消耗随航速变化关系图g e——燃油消耗率红线；g n——每海里燃油消耗率蓝线6船舶经济航速经济航速是指船舶营运时取得某种经济效果的航速,常用的经济航速有以下几种：节能航速、最低营运费用航速和最大盈利航速;1节能航速节能航速是指每小时燃油消耗量最低时的静水航速,它常由主机按推进特性运行时能维持正常工作的最低稳定转速所决定;营运船舶在实现减速航行时,主机所输出的功率大大减少,其每海里燃油消耗率大幅度降低;但航速降低后,营运时间被延长,运输的周转量也少了,故当船舶须实现减速航行时,尚应结合企业的货源、运力及完成运输周转量的情况综合考虑后再决策;2最低营运费用航速船舶航行1天的费用,主要由其固定费用折旧费、修理费、船员工资、港口驶费、管理费、利息、税金以及船舶停泊期间燃、润油费等和船舶航行时燃、润油费用构成;最低营运费用航速是指船舶每航行1n mile上述固定费用及航行费用最低时的航速,可供船舶及其动力装置的性能评价及选型用;在满足完成运输周转量的前提下,船舶按最低营运费用航行,其成本费最省,但它并未考虑停港时间及营运收入的影响,故不够全面;3最大盈利航速最大盈利航速是指指每天或船舶在营运期间能获得最大利益的航速;此航速的大小,往往与每海里或公里运费收入、停港天数及船舶每天付出的固定费用有关;一般在运费收入低、停港时间长、运距短、油价高的情况下,其最大盈利航速相对较小;第三节船舶动力装置的可靠性一．船舶的特殊性船舶动力装置的可靠性与船舶的特殊性密切相关;船舶的特殊性主要表现在：1船舶大部分时间在海上航行;2设备发生故障时,往往处于复杂的航区和严酷的气象条件,局部故障可能影响全局,甚至导致严重后果;3船舶动力装置的使用环境苛刻多变、运行时工作参数变化范围较大,随时能要船员进行操纵,有时还要求采取应急措施,因此对船员要求较高;4船用机械特别是主机制造台数少,而且母型机的试验难以在陆地上充分进行;5主机型式更新换代速度较快;6机器部件和元件以及它们的质量和功能各异,所需知识面较广;7现场数据主要由船员整理和提供;二、可靠性在船舶动力装置中的应用船舶的特殊性,不仅体现出动力装置可靠性的重要性,而且也说明动力装置的可靠性是个复杂的课题;它既与各组成设备的可靠性、维修性有关,也涉及到参与管理的人的因素,因此它和人机工程学、劳动管理学、心理学等领域交错在一起,使问题难以解决;三、船舶各种机械的故障统计1．动力装置中各种机械发生故障的比例在世界四大柴油机制造公司近几年的统计资料表明,在柴油机船上,主机故障占总故障数的比例达到四成,主机是动力装置中最重要的,但也是可靠性最薄弱的环节;在主机发生故障的原因中,约一半是由于材料质量不良和机件污损,前者是制造阶段的原因,后者是使用阶段的原因;所以从设计者到管理者,对主机可靠性都要给予足够的重视;2．柴油机部件的故障统计根据劳氏船级社、中国远洋运输总公司、日本相关机构等相关机构对船舶主机故障统计表明,低速柴油机发生故障最多的部件是活塞、气缸盖和十字头轴承;中速柴油机包括柴油发电机中曲轴及其轴承故障比较突出;这些部件应作为可靠性技术中的重点问题给予研究,在运行管理中也应格外注意;第四节提高船舶动力装置可靠性的措施要保证和提高船舶动力装置的可靠性,首先在设计时就应满足可靠性要求,然后,在制造和工艺方面尽可能达到设计时规定的可靠度;只有这样在使用中才能体现出转子是否可靠;显然船舶动力装置的可靠性问题贯穿于整个设计、制造和工艺阶段以及全部运转期间;因此,我们可以把影响动力装置可靠性的因素分为设计、制造工艺和管理三个方面;下面我们将着重从管理与维修保养方面探讨如何提高动力装置的可靠性;一、提高管理水平一个产品工作是否可靠,除决定于出厂质量外,使用管理维护的好坏对其可靠性也有决定性影响;因此,管理人员的业务水平,对于保证船舶的可靠性具有头等重要的意义;统计表明,许多故障是由于船员采取了不正确的措施和违反技术操作规程所导致的;随着船舶的设备日趋复杂,对船员业务水平、熟练程度、操作技能、发现和排除故障等的能力要求越来越高,其完成任务的职责也在加强;业务水平高的船员,可以保证船舶技术设备的使用和维护的质量始终处于较好状态；能正确执行操作规程,充分做好设备起动前的准备工作,正确判断设备的技术状态和正确地确定负荷高低；还可以迅速发现和排除故障,用较短的时间完成维修工作;在拆装机械、更换零部件时,如果船员水平不高,则可能使部件遭受异常负荷和额外应力,从而导致故障次数增加;国内外的故障统计资料表明,人为故障所占比例越来越大;在人为原因造成的故障中,属于责任心不强工作不仔细、检查不及时和违章操作与属于管理水平低保养维护不良、指挥命令不当、判断错误、操作错误等所引发的几乎各占一半,而且低职船员的人为事故所占比例高于高职船员;这些事实说明了提高船员管理水平的重要性和迫切性,并应从职业道德教育和业务水平提高两方面去努力;二、提高维修质量维修是恢复和保证产品可靠性的一个重要措施;为了使产品发生故障后能很快修好,除了要求有先进的维修手段、熟练的维修人员之外,产品本身也应该有良好的可维修性;可维修性包括易拆卸性、可达性、可还原性、通用性、互换性、适检性等,因此维修时应着重考虑以下几个方面;1．对设备的维修要及时2．在有条件的情况下,鼓励船员对设备进行自修3．在厂修时要做好监修工作。
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新型船舶动力装置基本情况和发展趋势船舶动力装置是船舶的核心设备,船舶动力装置只有正常运行,才能够为船舶的正常运行以及船员的日常生活提供保障。
船舶动力装置由主动力装置、辅助动力装置和辅机及其设备共同组成,三大部分的相互协调共同为船舶提供源源不断的动力。
在船舶动力装置中,主动力装置是提供推进动力的装置,其主要有蒸汽轮机、柴油机、燃气轮机、电动机和混合动力机几种主要类型,但新型船舶动力装置包括燃气轮机推进,喷水推进,吊舱推进,表面浆推进,超导磁推进,AIP 系统等。
一、柴油机动力装置柴油机动力装置是以柴油为燃料的内燃机,其优点在于启动速度快、运行状态可靠和功率大等。
柴油机动力装置是目前应用最为普遍的船舶动力装置,因此其技术成熟度也相对更高。
柴油机动力装置在上世纪60年代开始全面取代了蒸汽轮机,成为最主流的船舶动力装置。
柴油机动力装置分为四冲程柴油机和两冲程柴油机,其中二冲程柴油机的特点是转速相对较低,可以直接驱动螺旋机进行工作,主要应用于大中型远洋运输船舶上。
而四冲程柴油机转速较高,一般主要应用于小型运输船、客船、军舰和豪华游艇上。
二、燃气轮机动力装置燃气轮机动力装置是以油气作为燃料的动力装置,燃气轮机动力装置其突出的特点在于装置体积较少、重量轻、加速性能强,且燃气轮机动力装置运行过程中所产生的污染物远远少于柴油机动力装置。
但是,燃气轮机动力装置也存在着较多的缺点和不足,如燃气轮机的燃料一一蒸馏油价格非常昂贵、燃气轮机油耗较高、经济性不高等,因此很难在船舶当中得到普及。
目前,只有少部分的高速客船和军用舰艇上配备了燃气轮机动力装置。
三、电力推进装置顾名思义是以电动机做功来推动船舶运行的动力装置,当前在船舶动力装置中被广泛使用的推进装置主要由电动机、原动机、变频器还有就是推进变压器以及控制调节器等构成。
对于操纵性能要求不是特别高的船舰来说,经常使用的轴桨推进装置如可调桨以及定距桨等,对于操作性能要求相对高一点的船舶来说,通常采用的全回转推进器。
电力推进装置工艺较柴油机动力装置要更为复杂, 但具有更好的经济性以及操纵空间,较为适合于多工况特种船舶。
目前多数的电力推进装置还需要配备柴油机或者燃气轮机产生电力能源,为电动机提供能源。
其主要优势在于:(1) 船上大型机械设备布置更灵活、有效空间更多、费用降低(2) 电动机由电网供电,增加了系统的可靠性,提高了生命力(3) 减少了维护的工作量;(4) 可以采用中高速不逆转原动机,以减少设备的体积和重量(5) 可以采用低速电动机直接与推进轴连接,省去机械的减速齿轮(6) 操纵灵活,机动性能好(7) 易于获得理想的拖动特性(8) 减小螺旋桨等机械振动和噪声、环境更好船舶电力系统和船舶电力推进系统一体化供电的船舶综合电力系统是未来发展的新趋势,该系统将船舶的电力系统和推进系统有机的组合在一起,把动力机械能源转换为电力,提供给推进设备和船上的其他设备使用,使得船舶日用供电和推进供电一体化,实现电力的综合利用和统一管理。
并且伴随着船舶事业不断推进发展,这样的技能必定会得到更为广泛的应用。
在电推进动力系统中吊舱式电力推进系统是当今备受关注和重视的推进方式。
吊舱式电力推进是一种全方位转动的装置,电动机直接驱动螺旋桨,具有良好的操作性能和很高的推进效率。
而且它由于不需要轴承等辅助推力设备,能够大大地减小整个动力机的空间,减轻了自身重量,降低了噪声和振动的大小。
吊舱式推进装置是一种潜水式方位推进器,吊舱的外形为流线体,流线形的吊舱外壳可以抑制船尾波系。
在高速航行时,船尾波系通常占了总阻力的很大比例。
吊舱内部是一台同步电机,电机转子轴的端部直接连接螺旋桨。
吊舱能够360°回转,螺旋桨轴线可以指向任意方向,与传统的舵系统相比,船舶的假速航行操纵性大大提高。
若在高速航行遭遇磁撞危险全速制车时,向前滑行的距离较短,船舶在冰区航行的破冰能力增强,特别是在倒车时,吊舱推进装置采用内燃电力动力系统,发动机与螺旋桨之间没有直接的传动轴,船舶尾的设计和制造简化了电动机、发电机和电气设备可以布置在最佳位置上,船体尾部的形状也得以进一步优化,使得流经螺旋桨的水流更加均匀,推进效率更高,振动更小采用这一系统的另一个好处是机舱较短,船舶的装载能力可以提高约5%。
对传统的双螺旋桨装置与新型的双吊舱装置的模型试验表明,吊舱装置可以节省20%‐25%的功率。
功率的节省来源于船体和吊舱形状的优化、轴系和舵的取消以及转向操纵性的提高。
四、超导磁流体推进装置是根据电磁原理设计的。
在潜艇上安装电磁铁,通电后,海水中就会有磁力线,同时产生方向与磁力垂直的电流,在磁场和电流相互作用下,由于潜艇与海水之间产生大小相等方向相反的反作用力,潜艇将获得向前运动的推力,推力的大小与磁场强度和电流大小的乘积成正比。
磁流体推进技术已在一些国家获得应用,但它的磁场还不能满足潜艇的要求。
五、AIP系统的一种形式是允许柴电潜艇继续在水下继续运转其柴油发电机,然后利用电力进行推进,水下滞留时间可以延长到2周。
AIP系统是一个闭环系统,通过气态氢和液态氧之间的连续化学反应来产生电能此外,AIP系统非常安静,不会产生大量的热量,使潜艇不易被发现。
现时燃料电池是一种发展较为成熟的AIP系统,由固态聚合物燃烧装置、液氧系统、氢系统、热交换器、海水冷却器、淡水冷却泵、冷却水箱、催化剂罐、造水箱等装置和燃料电池组件的电器设备构成,特点是装置中无转动机械部件,因而没有噪音辐射;无机械能和电能辐射,电能转换效率高达70%;能量转换温度低,工作环境较安全。
其中包括这几种AIP系统:闭式循环柴油机(CCD/AIP)除了进、排气系统与普通柴油机不同外,其工作原理与目前常规动力潜艇所使用的普通柴油机是一样的。
斯特林发动机(SE/AIP)系统与闭式循环柴油机系统大致相同,最主要的不同就是发动机。
SE/AIP系统使用的是热气机,而CCD/AIP系统使用的是闭式循环柴油机。
闭式循环汽轮机系统(MESMA/IP)系统主要由4个分系统构成:液氧储存罐、燃料储存罐及一、二回路系统。
核电混合推进系(SSN/AIP)的研制工作也在不断推进和深入,加拿大在此类AIP系统的研究方面走在了世界各国的前面,其研制的AMPS型核电混合推进系统即将迈入实用阶段,这种只需经过简单改装就可使常规潜艇变成小型核潜艇的动力系统日益引起各国海军的注意。
但必须指出的是,目前无论哪种AIP系统,其输出功率均不能满足常规潜艇水下最大航速航行的需求六、表面桨推进系统是一种部分桨叶暴露于水面上的驱动装置,最初表面桨推进系统仅设计用于浅水航行,经过一系列的发展与研究,该系统应用的重心逐渐转向高速船舶其在高速航行和浅水航行船舶中得到了广泛的应用,现已成为高性能高速船舶、军用船和游艇最适宜的推进方式之一。
表面桨系统与常规螺旋桨的区别:表面桨通常应用于高速船,当船舶高速行时(大于40节),常规螺旋桨会受到腐蚀性气穴和桨轴支架及桨毂阻力的影响造成严重缺陷。
而表面桨推进系统最大的优势在于其能避免螺旋桨空泡现象的影响、减少附体阻力、推进效率高、船桨匹配适应性强和浅水适应性强等。
与传统螺旋桨所有部件均浸没在水中相比,应用表面桨推进系统的船舶在航行时其水线正好穿过其桨毂的螺旋桨,即其桨轴及其支架都在水面上,这样在船舶运行时,桨轴和支架不再产生附加阻力,并且改善了流经螺旋桨的水流,从而大大提高了螺旋桨的工作效率;同时叶尖端里船舶最大吃水或船壳不再有限制所以可以设计使用更大尺寸的螺旋桨;另外,表面桨系统还可减少螺旋桨叶面空蚀的影响。
不过,由于在工作时表面桨推进系统船舶的桨叶有一部分会露出水面,其表面与空气接触。
表面桨系统特点1.避免空泡现象的影响:螺旋桨在水中运行时,桨叶的叶背压力降低形成吸力面,若某处的压力降至临界值以下时,由水中逸出蒸汽及其他气体而形成气泡,并称空泡。
一般认为,压力的临界值即为该温度下水的汽化压力Pd,故当桨叶表面某处的压力降至该温度下水的汽化压力Pd时,水即汽化而形成空泡。
常规全浸没螺旋桨的空泡影响是螺旋桨表面剥蚀、机械振动、噪音以及性能恶化等的主要原由。
而表面桨推进系统采用的是充气桨,它以充气现象来代替空泡现象。
发生充气现象的流体压力要比发生空泡现象的流体压力高很多,充气总是优于空泡,从而有效的避免产生空泡。
随着桨叶的每次入水,空气泡会被带进那个即将要发生空化的区域,这时所吸进的空气泡能完全遏止将要发生的空泡溃灭的现象。
与空泡现象不同,充气泡不会发生溃灭,此时充气桨叶是表面饶流状态与超空泡桨叶的饶流状态有相似之处,因此使用表面桨推进系统可避免产生振动、表面剥蚀以及水下噪音等现象,对螺旋桨及邻近船体不会造成损坏。
2.减少附体阻力:常规螺旋桨船舶航行时其浸没在水中的轴,支架和桨毂等附连构件都会产生附体阻力,而且当浸没轴等倾斜于水面时不仅会产生形状阻力和摩擦阻力,还会由旋转轴的马格努斯效应产生相关的阻力。
随着高速船滑行速度的增加,这些附体阻力在某些情况下甚至可以超过裸船体阻力。
浸没轴在水中旋转摩擦造成的功率损失也很惊人,所以常规处理方式是用非旋转罩壳来包裹整个的浸没轴,这样就相对增大了轴的直径,从而增加阻力影响推进效率。
表面桨推进系统的船舶在航行时水线只是穿过其桨毂的螺旋桨,桨叶和尾鳍或舵可以接触到水,其桨轴及其支架都在水面上,这样在船舶运行时,桨轴和支架不再产生附体阻力,所以能消除大量的附体阻力,并且改善了流经螺旋桨的水流,从而大大提高了螺旋桨的推进效率。
与传统的全浸没螺旋桨相比,表面桨系统可以削减50%的水下附体阻力。
3.推进效率:表面桨推进系统是当今世界上效率虽高的推进系统之一,也是所有高速船舶首先的推进方式。
不表面桨工作于水表面附近,部分桨叶露出水面,从而可以减小了水下附体的尺度,大大地降低艇在高速时的阻力。
当船舶航行时,只有部分桨叶和尾鳍触水,提供高速推力、良好的加速性和效率。
由于工作在水面附近,部分桨叶露出水面以减小附体的尺度,可有效地避免产生空泡,但会发生充气现象,而发生充气现象的流体压力要比发生空泡现象的流体压力要比发生空泡现象的流体压力高很多,因此可以达到更高的航速,最高航速可达到70kn。
4.船桨匹配适应性强:表面桨推进系统船舶航行时可以通过调节其桨面浸没状态来达到相当于改变全浸没螺旋桨直径大小的相同效果,也类似于可调桨调节桨距的效果。
这样就允许船舶在选择螺旋桨时存在较大的公差,换句话说同样型号的表面桨系统可适应多种船舶的航行工况,再加上使用转舵油缸直接操作螺旋桨轴系,改变螺旋桨推力与船体运动方向之间夹角,产生侧向推力,替代船舵操作船舶航行方向,能大大提高船舶的机动性。
5.浅水域适应性强:表面桨推进系统拥有特殊工作状态,其航行时螺旋桨吃水最低可到桨叶直径的一半,能使表面桨推进系统的船舶能适应较浅吃水的水域。