哈工程-船舶動力裝置復(fù)習(xí)題

PAGEPAGE5船舶動力裝置復(fù)習(xí)題如何理解船舶動力裝置的含義？它有哪些部分組成？保證船舶正常航行、作業(yè)、停泊以及人員正常工作和生活的全部機械、設(shè)備和系統(tǒng)的綜合體。推進(jìn)裝置、輔助裝置、機艙自動化系統(tǒng)、船舶系統(tǒng)。推進(jìn)裝置的性能直接代表動力裝置的特點。簡述柴油機動力裝置的特點。(1)有較高的經(jīng)濟(jì)性，這一優(yōu)點使柴油機船的續(xù)航力大大提高，換句話說，一定續(xù)航力下所需之燃油貯備量較少；從而使?fàn)I運排水量相應(yīng)增加。(2)重量輕。(3)具有良好的機動性，操作簡單，啟動方便，正倒車迅速。缺點：(1)由于柴油機的尺寸和重量按功率比例增長快，因此單機組功率受到限制，低速柴油機也僅達(dá)8×l04kW左右，中速機2.4×104kW左右，而高速機僅在9×103kW或更小。(2)柴油機工作中的噪聲、振動較大。(3)中、高速柴油機的運動部件磨損較厲害，壽命低。(4)柴油機在低轉(zhuǎn)速時穩(wěn)定性差，因此不能有較小的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，影響船舶的低速航行性能。另外，柴油機的過載能力也較差，在超負(fù)荷10％時，一般僅能運行1h。船舶動力裝置的技術(shù)特征包括哪些技術(shù)指標(biāo)？（一）技術(shù)指標(biāo)（二）、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)（三）、運行性指標(biāo)（一）、技術(shù)指標(biāo)：①功率指標(biāo)②重量指標(biāo)③尺寸指標(biāo)（二）、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：①主機燃料消耗率②動力裝置燃料消耗率③推進(jìn)裝置的有效熱效率④建造的經(jīng)濟(jì)性⑤營運的經(jīng)濟(jì)性：每海里航程的燃料消耗量經(jīng)濟(jì)航速最大盈利航速⑥節(jié)能投資的經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn) （三）、運行性指標(biāo)：①可靠性:動力裝置能正常運行的時間正常運行時間越長表示動力裝置比較可靠或可靠性高，反之則可靠性低?？捎么皠恿ρb置在使用階段的故障發(fā)生率和因此而發(fā)生的停航時間來考核，并常以主、輔機修理間隔作為衡量依據(jù)，故要求其主要零、部件及易損件的使用壽命較長。②機動性：指裝置中的各種機器設(shè)備，改變工況時的工作性能。③振動和噪聲的控制④主機遙控和機艙自動化⑤動力性和配合性：指柴油機動力的發(fā)揮和利用情況及與螺旋槳的配合性能如何理解經(jīng)濟(jì)航速的含義？每海里航程裝置的燃料消耗量最低何謂柴油機功率減額輸出？根據(jù)柴油機工作原理，為提高柴油機的熱效率，即降低柴油機燃油消耗率的方法之一是提高氣缸內(nèi)最高燃燒壓力Pmax和平均有效壓力Pe的比值。Pmax／Pe越大，柴油機指示熱效率ηi高，燃油消耗率可降低。如果提高Pmax會受發(fā)動機機械負(fù)荷限制，只有降低使用負(fù)荷Pe來實現(xiàn)。所謂減額輸出，即把最高燃燒壓力維持在標(biāo)定功率時的最高燃燒壓力，降低標(biāo)定功率時的有效壓力，使二者比值增大，來實現(xiàn)比標(biāo)定功率時低的燃油消耗率。對同一缸徑及行程的柴油機，在改變匹配的增壓器通道截面、改變氣缸壓縮容積(用改變活塞桿下部墊片厚度的方法)，并用一種可變定時的噴油泵，使其在某一負(fù)荷范圍內(nèi)保持其最大燃燒壓大不變，以形成一個降低燃油消耗率的功率及轉(zhuǎn)速的輸出范圍。船舶推進(jìn)軸系工作時，所受機械負(fù)荷有哪些？螺旋槳在水中旋轉(zhuǎn)的扭應(yīng)力，推進(jìn)中正倒車產(chǎn)生的拉應(yīng)力，軸系自重產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，軸系安裝誤差、船體變形、軸系振動以及螺旋槳的水動力等所產(chǎn)生的附加應(yīng)力等。直接傳動和間接傳動各有什么優(yōu)缺點？1）直接傳動推進(jìn)裝置優(yōu)點：1.結(jié)構(gòu)簡單2.使用壽命長3.燃料費用低4.維修保養(yǎng)方便5.噪聲低6.傳動損失少7.推進(jìn)效率高缺點：1.重量尺寸大2.倒車必須用可逆轉(zhuǎn)柴油機，機動性差3.非設(shè)計工況下運轉(zhuǎn)時經(jīng)濟(jì)性差4.低速和微速航行時受柴油機最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速限制2）間接傳動推進(jìn)裝置優(yōu)點：重量與尺寸??；主機的轉(zhuǎn)速不受螺旋槳要求的轉(zhuǎn)速限制；軸系布置方便易達(dá)到要求；帶倒順離合器時可選用不可逆轉(zhuǎn)的主機；有利于采用多機并車、單機分車與軸帶發(fā)電機布置。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜；傳動損失大，效率低。什么是電力傳動推進(jìn)裝置？有哪些優(yōu)缺點？電力傳動是主機驅(qū)動主發(fā)電機發(fā)電，然后并網(wǎng)，再由電網(wǎng)供電給．電動機驅(qū)動螺旋槳的一種傳動型式，如圖。主機和螺旋槳問沒有機械聯(lián)系，機、槳可任意距離布置。優(yōu)點：機組配置和布置比較靈活、方便，艙室利用率高；改變直流電動機的電流方向可使螺旋槳轉(zhuǎn)向改變，便于遙控，機動性與操縱性好；發(fā)電機轉(zhuǎn)速不受螺旋槳轉(zhuǎn)速的限制；正倒車具有相同功率和轉(zhuǎn)速性能，具有良好的拖動性能。缺點：能量近兩次轉(zhuǎn)換，損失大，傳動效率低。增加了發(fā)電機和電動機，裝置總重量和尺寸較大，造價和維修費用較高聯(lián)軸器有哪幾種？各起什么作用？聯(lián)軸器分類：剛性、撓性、彈性作用：1.連接兩軸；2.傳遞主機轉(zhuǎn)矩；3.傳遞整車推力及倒車時螺旋槳的拉力。傳矩方式：夾緊的摩擦力；緊配螺栓承受的剪切力。簡述滑動式中間軸承和滾動式中間軸承的特點?；瑒虞S承的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，工作較可靠；承受的載荷較大，抗振抗沖擊性好；安裝修理方便；制造成本低。其缺點：摩擦系數(shù)大；必須有一定的間隙才能正常工作，轉(zhuǎn)速和載荷變化過大時難于形成較佳的承載油膜；潤滑與維護(hù)保養(yǎng)麻煩。滾動軸承的優(yōu)點：摩擦損失??；無須冷卻，滑油消耗少；軸承有自動調(diào)整能力；修理時便于更換，并可直接在市場購置。其缺點：工作噪聲大；軸承為非剖分式，為能安裝，中間軸至少一端要采用可拆聯(lián)軸節(jié)；承載能力小；安裝工藝要求高。尾管裝置的任務(wù)是什么？由哪幾部分組成？有幾種結(jié)構(gòu)形式？組成部分：由尾管、尾軸承、密封裝置、潤滑與冷卻系統(tǒng)等部分組成。任務(wù)：1.支撐螺旋槳軸；2.保持船體的水密性，防止舷外水的大量漏入或滑油的外泄;3、提供潤滑。按潤滑方式可分為油潤滑和水潤滑尾管裝置兩種。軸系的基本任務(wù)是什么？由哪些部件組成？船舶軸系的基本任務(wù)連接主機與螺旋槳，將主機發(fā)出的功率傳遞給螺旋槳，同時將螺旋槳所產(chǎn)生的推力通過推力軸承傳給船體，以實現(xiàn)推進(jìn)船舶的使命。傳動軸（推、中、尾軸）軸承（推、中、尾軸承）附件（聯(lián)軸節(jié)、制動器、隔艙填料函、冷卻管系等）傳動設(shè)備槳與槳軸有哪幾種聯(lián)結(jié)方式？槳與軸的聯(lián)接方法(機械、液壓、粘接）膨脹水箱的作用?膨脹水箱的作用是：A適應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)冷卻介質(zhì)因溫度變化引起的體積變化。B放出冷卻系統(tǒng)中產(chǎn)生的氣體。C使吸入管路保持一定的水壓，防止發(fā)生汽化。D向系統(tǒng)補充冷卻介質(zhì)。壓縮空氣在船上有哪些用途？1）主機起動、換向；2）離合器操縱；3）壓力水柜充氣，蓄壓器蓄壓等；4）海底門吹洗；5）氣、霧笛；6）控制氣源，如速閉閥；7）滅火氣源；8）雜用，如氣動工具；9)軍用船舶上武器裝備的發(fā)射和吹洗；10)雜用簡述汽水分離器的工作原理答：其工作原理是空壓機排出的空氣，經(jīng)彎管進(jìn)入二慮板之間，而后空氣穿過濾板有排出彎管接頭送入空氣瓶內(nèi)。利用急劇改變氣流流動方向，是所帶油水微粒因其慣性互相碰撞而滴入分離器底部，定期將其通過放泄接頭排出。壓載水系統(tǒng)的主要功用是什么？答：壓載水管系的功用是對壓載水艙注入或排除壓載水，達(dá)到：1)保持適當(dāng)?shù)呐潘?、吃水和船體縱、橫向平衡；2）維持適當(dāng)?shù)姆€(wěn)心高度；3）減小過大的彎曲力矩和剪切力；4）減輕船體振動。水消防系統(tǒng)的基本組成？答：水滅火系統(tǒng)由消防泵、管系、閥件、消防水帶消防水槍、消火栓及國際通岸接頭等組成。管路系統(tǒng)的管徑如何確定？與哪些因素有關(guān)？答：管路系統(tǒng)的管徑是根據(jù)管內(nèi)流體的流速和流體流經(jīng)管子的能量損失來決定的。在流量一定的情況下管徑主要取決于管內(nèi)流體的流速。管內(nèi)流體的流速依據(jù)管內(nèi)的能量損失或管子的腐蝕程度而定。簡述船機槳三者之間的關(guān)系。答：主機是能量發(fā)生器，槳是能量轉(zhuǎn)換器，船是能量吸收器。如何反映船、機、槳的工作特性？答：船的特性：用航速變化時的阻力特性表示機的特性：主要用柴油機的供油量、平均有效壓力、軸的輸出扭矩及功率等隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系表示槳的特性;受到槳的結(jié)構(gòu)和水動力因素的影響，常用推力和扭矩表示。何謂工況？研究工況與配合的目的是什么？答：工況：船、機、槳三者的工作條件。目的：1.合理地確定設(shè)計平衡點的負(fù)荷，使能量供求平衡。2.對船、機、槳進(jìn)行合理的組合和優(yōu)化，以提高經(jīng)濟(jì)效益和滿足使用要求。3.找出具有最佳營運經(jīng)濟(jì)性和投資效果的設(shè)計方案，并能合理地進(jìn)行管理。什么叫柴油機工況？根據(jù)其用途不同，船舶柴油機有哪幾種工況？簡述其運轉(zhuǎn)特點？答：柴油機的工作條件。發(fā)電機工況：調(diào)速器控制使n恒定（如電力傳動主機和發(fā)電副機）螺旋槳工況：直接驅(qū)動槳的主機穩(wěn)定工況下，主機發(fā)出功率等于槳吸收功率其它工況：功率與轉(zhuǎn)速沒有一定的關(guān)系，功率由阻力決定。何謂柴油機的外特性？包括哪幾種？有何實用意義？答：外特性：柴油機運轉(zhuǎn)中，指改變轉(zhuǎn)速，而Pe保持不變的運轉(zhuǎn)特性。包括：1小時功率特性；12小時功率特性；標(biāo)定外特性和部分外特性。意義：確定柴油機允許工作的最高負(fù)荷限制線，用于分析機帶槳工作時的匹配情況。何謂柴油機的推進(jìn)特性？有何實用意義？答：當(dāng)柴油機作為船舶主機帶螺旋槳，按螺旋槳特性工作，為柴油機的推進(jìn)特性。意義：1.根據(jù)柴油機的工作能力合理的設(shè)計、選用螺旋槳；2.確定使用中功率與轉(zhuǎn)速的配合點；3.確定推（拖）船舶在各種工況下的負(fù)荷；4確定船舶的經(jīng)濟(jì)航速。為什么柴油機要設(shè)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速線？答：1.隨著曲軸轉(zhuǎn)速的降低，調(diào)速器與柴油機在配合中可能出現(xiàn)較大的波動，最終導(dǎo)致柴油機不能正常工作；2.曲軸轉(zhuǎn)速過低時，會導(dǎo)致柴油機的熱力循環(huán)不能正常進(jìn)行；3.曲軸轉(zhuǎn)速過低，就不能保證建立連續(xù)的油膜。如何描述螺旋槳的敞水特性？答：如何確定螺旋槳設(shè)計負(fù)荷點？答：螺旋槳的設(shè)計負(fù)荷點與設(shè)計時所選定的機、槳特性曲線有關(guān)，將他們的特性曲線示于同一功率轉(zhuǎn)速特性圖上，其交點就是配合點。何謂功率儲備、轉(zhuǎn)速儲備、阻力儲備？答：功率儲備：取主機功率的某一百分比，轉(zhuǎn)速為百分百，船體阻力取新船滿載試航時的阻力作為設(shè)計工況。轉(zhuǎn)速儲備：取100%主機功率，適當(dāng)增加轉(zhuǎn)速，而船體阻力取滿載試航時的阻力作為設(shè)計工況點。阻力儲備：取100%主機功率，100%轉(zhuǎn)速，而船體阻力則取滿載運行時船底有一定程度的污底、并有風(fēng)浪時的阻力作為設(shè)計工況點。簡述單機直接帶槳的特點，畫簡圖說明其配合特性（λ=常數(shù)λ≠常數(shù)看PPT）特點：1、單機、單槳直接傳動推進(jìn)裝置只有一個最佳配合工作點，即在設(shè)計載荷時的設(shè)計工作點（A)。2、在非設(shè)計工作點工作時，推進(jìn)裝置功率不能全部利用，綜合效率下降，經(jīng)濟(jì)性變壞。3、因此，這種推進(jìn)裝置對工況和載荷多變的船舶不太適應(yīng)，而對工況穩(wěn)定的（如海洋和沿海運輸）船舶，則能發(fā)揮其優(yōu)越性。減速傳動有何意義？答：意義:對于中、高速柴油機，采用減速齒輪箱傳動，借以獲得較低的轉(zhuǎn)速，有以下好處：可提高螺旋槳效率2)改善螺旋槳的空泡性能何謂調(diào)距槳？有何特點？答：調(diào)距槳：通過轉(zhuǎn)動槳葉來改變螺距，從而改變船舶航速或正、倒航的一種螺旋槳推進(jìn)裝置。特點：1任何工況下均能吸收主機的全功率。2不同的轉(zhuǎn)速和螺距比相配合，可得到需要的船舶航速。3槳轉(zhuǎn)速n不變下，改變螺距比可改變航速。結(jié)合螺旋槳水動力特性曲線和機、槳配合特性曲線，分析調(diào)距槳在船舶任何（重載、輕載）工況下均能吸收主機全部功率？答：重載工況當(dāng)船舶由設(shè)計工況改為重載或推(拖)航行時，若螺旋槳的螺距比仍保持標(biāo)定值，機、槳的特性變化如圖所示，槳離開設(shè)計推進(jìn)線1A，移到重載特性線3B，機、槳工作平衡于B點。此時螺旋槳的進(jìn)速系數(shù)由Jeb降到J，轉(zhuǎn)矩系數(shù)由K2增加到kq，槳的扭矩超過標(biāo)定值。由于受主機標(biāo)定轉(zhuǎn)矩的限制，槳轉(zhuǎn)速被迫下降，主機的功率由于轉(zhuǎn)速下降而不能全部發(fā)出。同時槳處于重載下運轉(zhuǎn)，槳效下降。使推進(jìn)裝置的經(jīng)濟(jì)性顯著下降。此時如果將螺距比調(diào)小到2組特性線，保持轉(zhuǎn)矩系數(shù)不變(即K2)，則槳的轉(zhuǎn)矩隨之變小，在主機標(biāo)定轉(zhuǎn)矩的作用下，漿轉(zhuǎn)速升高，直到Qp恢復(fù)到標(biāo)定值。這時機、槳轉(zhuǎn)速又回到標(biāo)定值，主機的標(biāo)定功率又得以全部利用、螺旋槳的工作效率也高于重載時。機、槳性能的改善，一方面提高了推進(jìn)裝置的經(jīng)濟(jì)性，另一方面提高了船舶在重載工況下的航速。此航速高于標(biāo)定螺距比工作時B點的航速。輕載工況輕載工況時，機、槳的工作特性如圖。當(dāng)船舶航行于輕載工況時，如果螺旋槳的螺距比保持標(biāo)定值不變，則槳的推進(jìn)特性線由1A移到3C，機、槳工作平衡于C點。由于螺旋槳負(fù)荷變輕，使進(jìn)速系數(shù)增大(由，Jcb增加到，J)，轉(zhuǎn)矩系數(shù)由K2減小到kq，使螺旋槳的轉(zhuǎn)距小于標(biāo)定值。在柴油機標(biāo)定轉(zhuǎn)矩的作用下，機、槳的轉(zhuǎn)速上升，由于柴油機受額定轉(zhuǎn)速的限制，螺旋槳的轉(zhuǎn)矩就只能低于標(biāo)定值，