船舶柴油机主推进动力装置832第十一章船舶推进装置161

第十一章船舶推进装置161第一节推进装置的传动方式20考点1：推进装置的传动方式201．直接传动主机功率直接通过轴系传给螺旋桨的传动方式称为直接传动。其主要优点是：（1）传动损失少，传动效率高；（2）主机多采用大型低速柴油机，耗油率低；（3）螺旋桨转速也较低，推进效率较高，经济性好；（4）结构简单，工作可靠，维护管理方便，寿命长。其缺点是：与四冲程柴油机作为主机的动力装置相比，直接传动动力装置的重量尺寸大，非设计工况下运转时经济性差，要求主机有可反转性能，船舶微速航行时受到主机最低稳定转速的限制。2．间接传动主机和螺旋桨之间的动力传递经过轴系和传动设备（离合器或减速器等）的传动方式称为间接传动。它的主要优点是：（1）螺旋桨转速不受主机最低稳定转速的限制，机动性能提高；（2）在带有倒顺车离合器的装置中，主机不用换向，使主机结构简单，管理方便，改善了动力装置的操纵性能和机动性；（3）主机曲轴和螺旋桨轴布置可以同心也可以不同心，这样能够改善螺旋桨的工作条件，使轴系布置比较自由；（4）采用减速器传动，主机可以采用中、高速柴油机，使装置的重量和尺寸缩小，有利于多机并车运行及设置轴带发电机。间接传动的主要缺点是：轴系结构复杂，传动效率较低。这种传动方式多用于中小型船舶以及以大功率中速柴油机、汽轮机和燃气轮机为主机的大型船舶。3．特殊传动（1）Z型传动①操纵性能优于其他传动方式。特别是采用两台主机，而每台分别带动一个Z型传动装置时，可以使船舶原地回转、横向移动、快速进退以及微速航行等。②该装置垂直悬挂在船尾，可由船尾部甲板开口处吊装，检修不用进坞，可大大缩短修理时间。也可以省掉舵、艉柱和艉轴管等结构，使船尾形状简单，船体阻力减少。③主机可以使用不可逆转的中、高速柴油机，不需要单独的减速齿轮装置，可以延长柴油机使用寿命。（2）电力传动①推进装置的配置和布置安排灵活、方便，舱室的利用率高。②主机转速不受螺旋桨转速的限制，可选用中、高速柴油机，并可使处于最佳运转工况。③螺旋桨反转是靠改变主电动机（直流）电流方向来完成的，正倒车具有相同的功率，操纵容易，反转迅速，船舶机动性能提高。④电动机对外界负荷的适应性好，甚至可以短时间堵转。其缺点是：①需要经过机械能变电能、电能变机械能两次能量转换，传动效率低。②增加了发电机及电动机，使动力装置总的重量和尺寸都增加，造价和维护费用较高。（3）可调螺距螺旋桨传动可调螺距螺旋桨又称为调距桨，它通过改变螺旋桨的螺距来改变推力的大小和方向。调距桨的桨叶相对其桨毂可以转动，桨叶的相对转动可以改变螺距的大小，从而改变推力的大小和方向，实现控制船舶航速和航向的目的。调距桨与定距桨相比，主要有如下优点：①部分负荷下的经济性能较好。②能适应船舶阻力的变化，并有利于驱动辅助装置，充分利用主机的功率。③可以不设换向装置和减速齿轮箱，结构简化。④船舶的操纵性和机动性好。其主要缺点是：调距桨本身的结构复杂，其制造、安装、维护保养较困难，造价高；桨毂的尺寸较大，在设计工况下的效率比定距桨低。B1.直接传动的柴油机船舶，在港内微速航行受（）限制。A．主机最低转速B．主机最低稳定转速C．船舶用电D．动力装置燃烧性能B2.Z型传动装置具有（）的优点。A．经济性好，传动效率高B．检修桨轴可以不进坞C．轴系布置比较自由D．结构简单，使用寿命长C3.直接传动的推进装置最突出的优点是（）。A．机动性比调距桨传动好B．轴系布置自由C．低速机油耗低，螺旋桨效率高D．在各种工况下，经济性都高C4.间接传动的推进装置它的主要优点有（）。A．维护管理方便B．轴系传动损失小C．轴系布置自由D．船尾形状简单，减少涡流损失C5.主机和螺旋桨之间是直接传动，没有减速装置，仅有（）。A．制动装置B．支撑轴承C．传动轴系D．离合装置A6.（）机构可以实现船速的无级调速和换向。A．调距桨B．无舵的Z型传动C．设有离合器的推进器D．带减速齿轮的离合器D7.间接传动的优点是（）。A．结构简单B．传动效率高C．经济性好D．机动性能提高B8.间接传动可以轴带发电机，其目的主要在于（）。A．便于维修管理B．节能C．减少机舱舱容D．降低主机功率B9.调距桨船舶可以用来改变航速的因素有（）。A．主机转速和螺旋桨效率B．螺距比和转速C．主机转速D．螺距比B10.Z型传动装置具有（）的优点。A．经济性好、传动效率高B．省掉了舵C．轴系布置自由D．结构简单、使用寿命长C11.船舶采用（）可提高船舶机动性。A．双机单桨B．多机单桨C．调距桨D．除单机单桨外的任何形式B12.推进装置的间接传动方式的主要优点中有（）。A．维护管理最方便B．轴系布置比较自由C．经济性最好D．船尾形状简单可使船体阻力减少C13.下列论述错误的是（）。A．直接传动的推进装置优点是低速机油耗低，且螺旋桨效率高B．间接传动的推进装置优点是轴系布置自由C．Z型传动装置优点是经济性好D．调距桨机构可实现无级调速和换向B14.间接传动多应用于（）柴油机。A．低速B．中速C．可倒转D．大型A15.选择船舶推进装置的传动方式时要考虑的因素有（）。Ⅰ.船舶大小Ⅱ.船舶用途和航区Ⅲ.发动机类型Ⅳ.经济性Ⅴ.可靠性A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ＋ⅤB．Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅳ＋ⅤC．Ⅰ＋ⅢD．Ⅲ＋Ⅳ＋ⅤA16.目前远洋运输船舶使用最多的推进装置传动方式是（）。A．直接传动B．间接传动C．可调螺距螺旋桨传动D．电力传动C17.大吨位、长航线、低速主机的船舶应首选的推进装置传动方式是（）。A．可调螺距螺旋桨传动B．间接传动C．直接传动D．电力传动B18.对机舱尺寸要求较严的滚装船、集装箱船和客船一般选用大功率中速机作主机，其推进装置传动方式应首选（）。A．直接传动B．间接传动C．可调螺距螺旋桨传动D．电力传动C19.传动装置必须加装离合器的是（）。A．单机单桨式B．双机双桨式C．双机单桨式D．单机双桨式C20.对工况多变的船舶（如拖船等）更适宜的推进装置传动方式是（）。A．直接传动B．间接传动C．可调螺距螺旋桨传动D．电力传动第二节传动轴系101考点1：组成、作用和工作条件81．轴系的组成（1）传动轴：推力轴、中间轴和艉轴（螺旋桨轴）。（2）轴承：推力轴承、中间轴承和艉轴承。（3）轴系附件：润滑、冷却、密封装置等。对于间接传动方式，还包括离合器、联轴器和减速箱等。2．轴系的作用轴系的作用是把柴油机曲轴的动力矩传给螺旋桨，以克服螺旋桨在水中转动的阻力矩；同时又把螺旋桨产生的推（拉）力经推力轴承传递到船体，以克服船舶航行中的阻力，使船舶前进或回退。3．轴系的工作条件从上述轴系的作用可知，轴系在工作中要受到：（1）压拉应力：轴系因传递螺旋桨产生的推、拉力而产生。（2）扭应力：轴系因承受扭矩而产生。（3）弯曲应力：因轴系和螺旋桨本身的重量以及其他附件的作用而产生。（4）额外的弯曲应力：风浪天螺旋桨上下运动的惯性力产生。（5）附加应力：因安装误差、船体变形、轴系的扭转振动、横向振动、纵向振动以及螺旋桨的不均匀水动力作用等而产生。（6）轴颈与轴承发生摩擦：当用海水做艉轴承润滑剂时，艉轴管和轴颈还要受到腐蚀作用。轴系承受的这些力和力矩还具有周期性变化的特征，使轴系的工作条件很差，往往会出现损伤，严重时甚至断裂，修理时又往往要使船舶进坞，从而造成较大的经济损失，因此对轴系的要求和管理应相当严格。C1.轴系传递的推力与（）。A．主机指示功率和螺旋桨的效率成正比，与船速成反比B．主机有效功率和航速成正比，与螺旋桨的效率成反比C．螺旋桨吸收的功率和效率成正比，与船速成反比D．螺旋桨吸收的功率和航速成正比，与其效率成反比C2.轴系传递的扭矩与（）。A．主机指示功率成正比，与转速成反比B．主机有效功率成正比，与转速成反比C．轴的传递功率成正比，与转速成反比D．转速成正比，与螺旋桨吸收功率成反比A3.某轮轴系传递的功率为5000kW，转速为100r/min，航速为12kn,螺旋桨的效率为0.6，则输出扭矩为（）。A．478kN·mB．568kN·mC．658kN·mD．748kN·mA4.在主机功率和螺旋桨效率不变的情况下，航速降低时，轴系所承受的推力（）。A．减少B．增大C．不变D．A或CC5.传动轴系包括从（）间的轴及轴承等。A．曲轴自由端到螺旋桨B．推力轴法兰到螺旋桨C．曲轴动力输出法兰到螺旋桨D．曲轴最后法兰一个到艉轴C6.螺旋桨推力与吸收的功率和船速之间的关系是（）。A．推力与吸收的功率和船速成正比B．推力与吸收的功率和船速成反比C．推力与吸收的功率成正比，与船速成反比D．推力与吸收的功率成反比，与船速成正比C7.传动轴系的工作条件，下列说法错误的是（）。A．承受扭应力和弯曲应力B．承受剪切应力和附加应力C．承受压应力但不承受拉应力D．承受摩擦磨损和腐蚀作用A8.轴系的两端轴是指（）。A．主机曲轴与艉轴B．相邻两轴C．齿轮减速箱输出轴与第一节中间轴D．离合器中心与第一节中间轴考点2：布置方案及各组成部分的布置要求271．轴线的布置轴系通常是由位于同一直线上的轴连接起来的，这种位于同一直线上的轴中心线称为轴线。轴心线的数目主要由船舶类型、主机形式、装置的经济性及可靠性而定。远洋货船通常用一根，一些船速较快、经常进出港口的客船或集装箱船往往用两根。单桨船的轴线布置在纵向中剖面上，双桨船的轴线常对称布置在船中剖面两舷。轴系一般是从主机伸向船尾，但也有特种船的轴系伸向船首。轴线的长度主要取决于主机和螺旋桨的位置。有两根及以上中间轴的轴系称为长轴系，用于中机舱船；有一根或无中间轴的轴系称为短轴系，用于尾机舱船。在主机位置和螺旋桨的位置确定之后，轴线的位置和长度便可决定。轴线首尾两个端点中，前面一个是主机功率输出端法兰中心，后面一个是螺旋桨中心。理想的轴线位置最好与船体的龙骨线（基线）平行，而在多轴线时，轴线还应保持与船纵中剖面相对称。但是这种理想的轴线有时很难实现，因为它的首尾位置必须服从于主机的位置和螺旋桨的位置。如主机位置比较高而船舶吃水比较浅时，为了保证螺旋桨能浸入水下一定距离，有时不得不使轴线向尾部倾斜一定的倾斜角α。有些双桨或多桨船的轴系，为了使螺旋桨叶的边缘离开船的外板并留有一定的空隙，允许轴线在水平投影面上离开船舶纵中垂面偏斜一个偏斜角β。当轴线出现倾斜和偏斜时，螺旋桨输出的推力将受到损失，这一方面是由于此时螺旋桨推力与船舶运动方向变得不一致，另一方面，轴线倾斜使轴系重量产生方向朝后的轴向分力，抵消了一部分桨的推力。为了不致使桨的推力损失太多以及保证主机的工作可靠，一般α不超过5°，β不超过3°。2．轴承的布置（1）推力轴承推力轴承主要承受螺旋桨产生的轴向推力或拉力，并将其传递给船体，使船舶前进或后退，有些推力轴承承担一部分的径向负荷。新型低速主柴油机采用直接传动，推力轴承一般由主机自带，设在曲轴箱内；减速箱间接传动的推进装置，推力轴承多设在减速箱中。（2）中间轴承中间轴承作用是支撑中间轴并给予径向定位。每根中间轴多由一个中间轴承支撑，少数也有设两个的。中间轴承的位置、数量和间距对轴系工作的可靠性有很大影响，在轴系布置时必须认真考虑。装载量的变化、航行中波浪的冲击都会导致船体发生不同程度的变形。若把中间轴承置于刚性较差的位置，当船体变形时，会使轴承受到很大的附加负荷，造成发热和迅速磨损，有时甚至使轴在轴承中咬死，所以应尽量使中间轴承布置在船体刚性较强的部位，如隔舱壁附近。①造成轴的挠度过大，导致轴承负荷不均匀，并容易使轴系产生回转振动和横向振动，同时对轴系的制造安装带来一定的困难。②轴系的固有频率随轴承跨距的增大而降低，容易造成轴系的工作转速范围内出现临界转速。中间轴承的间距确定以后，布置轴承时应使轴承中心到连接法兰端面的距离等于（0.18～0.2）L处（L为一根中间轴的长度）示。这样在轴系对中时，在距另一端法兰端面0.18～0.2L处装一个临时支撑，使中间轴因自重产生弹性变形对两端法兰的偏移影响很小，而且仍与不发生弹性变形时的轴中心线垂直。（3）艉轴承螺旋桨轴一般由两道艉轴承支撑。较短的艉轴也可用一道艉轴承，艉轴过长时也可用三道艉轴承。当采用三道艉轴承时，将使船体