可调螺距螺旋桨ppt课件

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可调螺距螺旋桨
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一、概述
船舶推进螺旋桨（CPP）的早期是桨壳与桨叶铸成同一整体，螺旋桨的螺距 角是固定不变的。1908年SEFELE公司研究并制造了首台可变螺距螺旋桨， 它的桨叶与桨壳分开制造，桨叶用螺钉安装到桨壳上并能在桨壳上旋转。这 就是今天我们使用的可变螺距螺旋桨，简称变距桨，又称调距桨。 可变螺距螺旋桨的优良性能早在20世纪初就被人们所认识，但由于当时的生 产和科学技术水平的限制，并没有得到推广应用，直到上个世纪70年代中期 才得到迅速发展。现在，从特种船舶、军用舰艇到一般的远洋货轮，从中、 小功率到几万千瓦大功率的变距桨都已见使用，今后变距桨必须还会获得更 大的发展。
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5.提高了船舶的营运经济性。虽然，船模试验池中的事实表明，变距桨的推进 效率比定距桨的要低1%-3%左右，其原因是变距桨的毂径和桨叶根部尺度都比 较大，这些因素影响到螺旋桨的效率。但上述试验结果都是在设计工况下取得 的，在研究船舶营运的经济效益时，航运部门更感兴趣的是总的经济价值。有 关资料说明，在风平浪静时，装变距桨的船比装定距桨的船要快0.1节左右，在 恶劣的海面情况下，甚至要快1-2节。此外，变距桨能使主机维持在最佳工况下 运行，有利于充分发挥主机的功率和降低单位功率的耗油量。
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二、变距桨系统的组成及工作原理
（下图wk.baidu.com为变距桨桨毂内部结构的立体图
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可变螺距螺旋桨是以液体的压力来传递动力和运动的。依靠液压系统中的 执行元件变距油缸5，通过推拉杆7来驱动固定在推拉杆上滑座10。由于桨 叶根部偏心销的偏心作用，从而将推拉杆的平移直线运动转变为桨叶的旋 转运动，以实现桨叶螺距变化的目的。 该系统由伺服变量泵B1或B2作为主油路系统的驱动元件，由三位四通过比 例阀V3作为该系统的主自动控制阀，由二位三通手动阀V4、二位四通液动 阀V1和三位四通电磁阀V2组成应急遥控系统。由棱阀C4获得主油泵伺服 控制油路，溢流阀Y1起安全阀作用，其调定压力大于实际工作压力的10% 左右。溢流阀Y2为实际最高工作压力的调整压力。继电器G1为主泵的启 动控制，压力继电器G2为低压报警控制。
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由伺服变量泵B1或B2输出的压力油经单向阀C1或C2，通过粗滤器进入 比例方向阀V3。假定DT1断电，DT2通电，则比例方向阀的右位工作， 压力油经过液动阀V1进入B腔，A腔的油液经液动阀V1、比例方向阀V3 直接回油箱组成回路。变距油缸5克服外负载向左移动视为顺车（即正螺 距），船舶向前行驶。当DT1通电，DT2断电时，比例方向阀的左位工 作，压力油经过液动阀V1进入A腔，B腔的油液经液动阀V1、比例方向 阀V3直接回油箱组成回路，变距油缸5克服外负载向右移动视为倒车 （即负螺距），船舶向后行驶。当变距油缸的活塞至螺距位置时，船舶 处在停航状态。
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3.改善了船舶的操纵性能。有利于实现驾驶自动化。由于液压传动技术的运用， 使变距桨易于实现遥控，如需改变航速，只需要通过遥控装置来改变螺距角，便 可实现从零到最大航速之间的无级调速，并在主机不停车亦无需换向的情况下， 可以很容易地实现倒航。这一性能，为提高船舶的自动化程度和实现无人机舱提 供了极为有利的条件。 4.提高了船舶的机动性。如第一章柴油机特性中所述，采用定距桨的柴油主机， 其最低航速因受柴油机最低稳定转速的限制（一般为6-7节①）如果要使船舶以 超低速航行，就必须使主机断续地起动、停止，而一旦螺旋桨停转，就会失去舵 效，影响船舶操纵。在大型船舶通过复杂航道，或进出港时，通常是需要超低速 航行的，且又要有良好的舵效和机动性。采用变距桨，则可以在主机不停车的情 况下实现任意的超低速航行，而且在必要时还可以使桨交替地以正车或倒车工作 来保证舵效。此外，采用变距桨也改善了船舶的停船性能。据估算，一艘65000 吨，功率为18000马力的油轮，由17.6节到全停车，采用定距桨需要12分钟，而 采用变距桨仅需要6分50秒，停船距离也大大缩短。
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三、优点
1. 可简化主机乃至整个动力装置的结构。采用变距桨的柴油主机可以省去一 套倒车机构，或者使汽轮机主机省去倒车级，且可提高倒车的功率。此外， 由于变距桨为主机的恒速运转提供了条件，所以可用主机来直接驱动发电机， 因而可以省掉发电柴油机。 2.提高了主机和尾轴管轴承的使用寿命。据测算，通常柴油机每起动一次的 汽缸磨损量相当于额定功率下工作8小时的磨损量。而采用变距桨的主机， 其起动次数只有原来的几十分之一。 就尾轴管轴来说，变距桨经定距桨重量大，且力臂长，因此，承受负荷较大。 但是实践表明，变距桨的尾轴管轴承却更为经久耐用。这是因为轴承中加剧 磨损的主要原因在于油膜的状态，是否出现干摩擦或半干摩擦。在定距桨的 船舶上，由于经常地起动、换向、停车，因而经常地对油膜起破坏作用。