海船培訓課件5.2

船舶動力裝置左春寬

孫永明

張春來

李世臣

主編中華人民共和國海船船員適任考試培訓教材目錄一二第一章柴油機及其附屬設備的性能評估第二章主柴油機及其附屬設備的使用與管理三四第三章船舶主推進動力裝置的工況配合及管理第四章電控噴射柴油機五第五章典型液壓系統(tǒng)六七第六章制冷與空調系統(tǒng)的操作和維護第七章

船用蒸汽鍋爐第五章典型液壓系統(tǒng)節(jié)雙燃料內燃機2節(jié)液壓甲板機械的原理和管理1節(jié)

舵機系統(tǒng)第二節(jié)液壓甲板機械的原理和管理一、液壓甲板機械的工作原理二、液壓甲板機械的維護和管理三、液壓甲板機械的故障與排除一、液壓甲板機械的工作原理1.液壓起貨機按其額定工作油壓的高低可分為：高壓、中壓和低壓系統(tǒng)。通常壓力分級標準為：低壓6.3MPa以下；中壓6.3~10MPa；中高壓10~20MPa；高壓20MPa以上。采用高壓系統(tǒng)的優(yōu)點：機器及管路的尺寸和重量較小，效率較高。缺點：裝置比較復雜，制造及管理要求高等。按油液循環(huán)方式的不同分為：開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。開式系統(tǒng)：是指油油泵從油箱中吸油，經(jīng)換向閥輸入油馬達，而油馬達的排油則經(jīng)換向閥返回油箱。特點：簡單，初置費低；可很好地散熱冷卻、分離氣體、沉淀雜質；一臺油泵同時驅動幾部工作機械。易混入空氣和雜質，導致油液變質；使用單向定量泵，用換向閥換向、節(jié)流調速、能耗限速，使換向沖擊大，油液易發(fā)熱，工作經(jīng)濟性降低多用于壓力較低、功率較小或不經(jīng)常工作的場合，油泵需有良好自吸性能，或油箱中浸沒式布置⑵閉式系統(tǒng)：是指油馬達的排油不返回油箱，而是直接返回油泵的吸入口，故油液將在油泵與油馬達之間形成封閉的循環(huán)。

特點：復雜，初置費高；散熱條件差；不能用一臺油泵同時驅動幾部起貨機或其它工作機械。油液污染和進入空氣的可能性減小可用雙向變量泵，泵換向、容積調速、再生限速，換向平穩(wěn)，工作經(jīng)濟性提高；用輔泵補油或重力補油，對油泵自吸性要求不高應用：更適合于高壓，多用于功率較大的系統(tǒng)中；（1）閥控型開式起升系統(tǒng)：起升主要特點是：無論起升、下降或停止始終存在由貨物重力所產(chǎn)生的單方向靜負荷。液壓系統(tǒng)中始終有一部分管路承受高壓，以產(chǎn)生與貨物重力相平衡的液壓力。對其要求：能控制落貨速度，以防因重力作用而過快墜落，而且制動后能握持貨重，使其不會自行下滑。①換向和調速：利用手動換向閥進行換向和節(jié)流調速。節(jié)流調速法：通過改變系統(tǒng)中某一部分的通流面積，造成不同的流動阻力，以調節(jié)進入執(zhí)行機構的流量，從而達到調速的目的。根據(jù)所用換向閥結構型式的不同，節(jié)流調速可分為：串聯(lián)節(jié)流、并聯(lián)節(jié)流和溢流節(jié)流調速。①串聯(lián)節(jié)流：換向閥采用閉式過渡結構（一離開中位，PT即關斷）時，就可實現(xiàn)串聯(lián)節(jié)流調速。如設油泵的排出壓力為p1，流量為Q1，換向閥通向執(zhí)行機構的油壓力為p2,流量為Q2，那么，油泵的輸出功率即為p1Q1，執(zhí)行機構的輸入功率則為p2Q2，調速損失包括通過溢流閥回油箱那部分油液的損失p1(Q1-Q2)和流入執(zhí)行機構的油液經(jīng)換向閥時的節(jié)流損失(p1-p2)Q2，因此，調速效率為：即使在輕載（p2較小）和低速（Q2較小）時，p1仍保持不變，所以串聯(lián)節(jié)流的調速效率低，功率損失大，油液發(fā)熱比較厲害，且速度不穩(wěn)定，受負荷影響較大，起動和制動時也易產(chǎn)生液壓沖擊。②并聯(lián)節(jié)流：如將圖中的換向閥改為右圖所示的過渡結構型式，則系統(tǒng)就可實現(xiàn)并聯(lián)節(jié)流調速。當換向閥從中位右移時，由于在油路PA打開時PT并不立即隔斷，而是隨著PA的開大而逐漸關小。并聯(lián)節(jié)流因輕載和低速時回流口開得較大，使p1的數(shù)值較小（一般小于溢流閥的整定壓力），所以調速效率稍好，油液發(fā)熱較輕；輕載時換向閥前后的壓降（p1-p2）比串聯(lián)時小。Q2隨滑閥移動的變化比較平緩，調速性能有所改善。③溢流節(jié)流：將圖中的換向閥改成溢流節(jié)流式換向閥，系統(tǒng)就可實現(xiàn)溢流節(jié)流調速。在溢流式換向閥中，由于定差溢流閥兩端的油腔分別同換向閥前后油路相連通，即右端通入油泵的排壓，而左端則經(jīng)雙聯(lián)單向閥承受油馬達的進油壓力p2。這樣使得流經(jīng)換向閥的流量，基本上取決于換向閥的閥芯位置，而不受油馬達載荷輕重的影響。②限速和制動：a.用單向節(jié)流閥限速（見圖）作用：在落貨時起到限速作用。設置位置：設在盡可能靠近執(zhí)行元件下降時的回油管路上。功能：在油馬達出口造成一定的背壓和阻轉矩。特點：油馬達轉速越快，背壓和阻轉矩就越高。節(jié)流閥的開度調節(jié)合適，就可達到限制貨物下降的目的。存在問題：輕載和空鉤下降時油泵的負荷反而比重載下降時高，效率較低。尤其在油溫降低、粘度增加以及下降速度較大時，油泵的功耗也隨之增加，油液因限速節(jié)流還會進一步發(fā)熱。b.用平衡閥限速（如圖所示）設置位置：在盡可能靠近執(zhí)行機構的下降回油管上裝設平衡閥。平衡閥的構成：由一只單向閥和一只直動式順序閥構成的。類型：分為直控式和遠控式平衡閥兩種。用直控平衡閥限速的系統(tǒng)簡單可靠，且不需串接液控單向閥，在油溫、粘度以及下降速度改變時，油馬達的進油壓力變化不大；但載荷越輕，要達到同樣的下降速度所需的pa越大，故輕載時系統(tǒng)的效率仍然較低。遠控平衡閥限速的系統(tǒng)（見圖示）特點：平衡閥的開度是受低壓管路中的pa所控制，貨物的下降速度也就受到限制。使用遠控平衡閥限速，因平衡閥的控制油壓較低，不受油液粘度、下降速度和載荷變化的影響，能維持不變。作為開式系統(tǒng)的限速方案，經(jīng)濟性較①②兩種好。c.制動：系統(tǒng)單靠液壓鎖閉來制動是不夠，還必須在起貨機中裝設機械制動器。這是因為油馬達難免有漏泄，要保證貨物在空中而不慢慢下滑。制動器的種類：工作性制動器（也稱即時抱閘制動器）：不延遲抱閘的制動器是在油馬達完全停住之前就抱閘。非工作性制動器（也稱延時抱閘制動器）：延遲抱閘的制動器是在油馬達已被液壓制動后就再抱閘。③限壓保護：起貨機在吊貨時，油泵的排油壓力主要取決于油馬達的負荷，為防止起貨機超負荷導致原動機過載或裝置損壞，在油泵的出口處設有安全閥。為防止油壓因液壓制動而過分升高，在高低壓管路之間設置制動溢流閥。其整定壓力可與安全閥相同，也可比安全閥提高5%~10%。

小結：優(yōu)點—閥控型開式液壓系統(tǒng)設備簡單；油液在油箱中也能較好地散熱和沉淀雜質。缺點—但必須采用節(jié)流調速和能耗限速，工作時能量損失大，油液容易發(fā)熱，空氣易滲入導致油液變質。適用場合—用于壓力較低、功率不大或不經(jīng)常工作的場合。（2）泵控型閉式起升系統(tǒng)：①換向和調速：

換向:

改變油泵的吸排方向。調速:

容積調速法?？蓪崿F(xiàn)無級調速。容積調速不產(chǎn)生額外的節(jié)流損失，故經(jīng)濟性好，油液發(fā)熱亦少。②限速和制動：限速:再生限速。制動:

中位閥12:

用于解決油泵的回中誤差；

電磁閥6:

意外失電時，制動器抱閘，防止貨物的墜落。單向節(jié)流閥7:

防止起動松閘后因中位閥失靈不能隔斷或停車時因制動器失靈不能抱閘而發(fā)生墜貨事故；

單向節(jié)流閥8:起到即時抱閘延時松閘的作用，以讓中位閥先行割斷，待管路建立起油壓后再松閘，從而避免重物瞬間下墜。

③限壓保護（安全溢流閥14）：防止因超載而導致系統(tǒng)油壓過高，對系統(tǒng)限壓。（可兼作制動溢流閥）④失壓保護：（圖中沒有）⑤補油和散熱：低壓選擇閥11:由輔泵從低壓側進行補油以達到散熱目的。起升系統(tǒng)比較半閉式系統(tǒng)系統(tǒng)補油量可多達主泵流量的l／3用容積調速調速時不產(chǎn)生額外的節(jié)流損失落貨時進行能量反饋工作經(jīng)濟性大大提高，減少了油液發(fā)熱因而更適應高壓油液污染和進入空氣的可能性也大大減小但系統(tǒng)采用變量油泵設備比較復雜，初置費也因而提高

換檔手柄

換向手柄2.液壓錨機3.絞纜機系纜設備主要由系纜索、帶纜樁、導纜孔(或導纜鉗)、絞纜機以及繩車、碰墊等所組成利用絞纜機收絞纜索，可使船舶系靠在船首，系纜卷筒和錨機用同一動力，用離合器嚙合或脫開在船尾則大多設置獨立的絞纜機普通絞纜機在停泊期間需視潮汐的漲落和船舶吃水的變化，相應調整纜繩的松緊操作時也很難保證各根纜繩受力均勻尚使一根纜繩因過載而拉斷，則其它幾根也將受到影響特別是在巨型油輪和散裝船上，由于纜繩的直徑很大，更增加了操作上的困難和不安全性自動絞纜機自動絞纜機型式很多，工作原理相同油馬達的輸出扭矩由馬達的每轉排量和工作油壓決定對定量油馬達而言只要能自動控制馬達輸人油液的工作壓力就能控制油馬達的扭矩即自動地調整系纜張力根據(jù)具體實現(xiàn)的不同方法可分為兩大類：（1）壓力調節(jié)閥控制的定量泵式自動絞纜機采用定量油泵纜繩張力減小，油泵壓力油驅動油馬達旋轉，收纜。油壓上升到某一規(guī)定數(shù)值時，油馬達停轉。油泵的油，除少量補油，其余返回油箱纜繩張力上升，油馬達反轉，放纜。此時，油馬達與油泵

同時向同一管路排油，返回油箱。結構簡單，但有大量高壓油流經(jīng)調節(jié)閥，油溫升高，需充分冷卻，不經(jīng)濟，適用于小功率場合。（2）帶蓄能器的定量泵式自動絞纜機采用定量油泵用溢流閥控制油馬達收纜供油側工作油壓系泊期間油泵排油僅補充系統(tǒng)漏泄多余油經(jīng)溢流閥回油箱為減輕功率消耗和油液發(fā)熱在停泊時改用小流量輔泵供油或藉蓄壓器和壓力繼電器使主泵間斷工作（3）變量泵式自動絞纜機主泵用限壓式變量泵，或采用壓力繼電器對普通變量泵進行二級變量控制主泵達到要求工作壓力后就改為小流量工作可省去輔泵但主泵價格較高和系泊期間工作時間長，因而磨損較大的缺點圖示即為由壓力繼電器控制變量泵的系統(tǒng)原理圖二、液壓甲板機械的維護和管理（1）保持油液的清潔（2）新裝或大修后的液壓系統(tǒng)充油前要徹底清洗（3）控制油溫。溫度增加，氧化速度大大加快。（4）保持合適的工作溫度。（5）要按時清洗過濾器。（6）油液的更換。（7）油位（8）保證密封，透氣孔暢通（9）起動前檢查。三、液壓甲板機械的故障與排除故障現(xiàn)象故障原因排除措施無壓力或壓力很低油泵零件磨損，間隙過大，泄漏嚴重；伺服變量機構故障，油孔堵塞等；油箱油位太低，泵吸空、濾器堵；輔泵供油壓力過低；吸人管路密封不良，吸人壓力低；溢流閥工作失靈或調整不當；換向閥或卸荷閥失靈、卡死等；油溫過高，造成機件膨脹等不勻、卡死、泄漏增加等；油溫過低，黏度過低，吸入困難修復或更換零件；檢查、找出原因進行修復；補油到規(guī)定油位，清洗濾器；檢查輔泵工作情況及補油系統(tǒng)，找出原因進行修復；檢查管路，消除泄漏；檢查溢流閥或重新調節(jié)；查看其閥芯是否拉毛，油液臟，線圈有否燒壞、斷電，針對原因修復；檢查油冷卻器是否斷水、堵塞等，并改正；升高油溫或油箱內裝加熱器三、液壓甲板機械的故障與排除故障現(xiàn)象故障原因排除措施爬行液壓馬達在低于穩(wěn)定轉速下運轉；執(zhí)行機構內部泄漏過大；節(jié)流閥或調速閥流量不穩(wěn)定，開度過小等；系統(tǒng)內有空氣；油箱油位過低；回油管沒插入油面以下；密封不良；吸、排油管相距太近；停車以后系統(tǒng)內油液流失等；平衡閥性能不良；油液不潔；外部機件摩擦過大盡可能在高于穩(wěn)定轉速下工作；找出泄漏原因或更換部件；更換性能好的流量控制閥，增加閥開度；針對原因進行修復，并打開放氣閥，驅除系統(tǒng)內空氣；換用性能好的平衡閥；更換油液或加強過濾器清洗；調整有關機件故障現(xiàn)象故障原因排除措施噪音或振動過大油泵配流盤裝反，阻尼孔堵塞，泵反轉；系統(tǒng)內有空氣；油泵與原動機軸線不對；聯(lián)軸節(jié)或固定螺栓松動；泵的零件磨損、間隙過大；油溫太低、黏度過高，吸入困難；溢流閥尖叫；系統(tǒng)內有空氣；阻尼孔堵塞；彈簧斷裂；閥芯與閥體間隙過大；流量過大、超過規(guī)定值；閥的性能不良；負載過大；機械振動；與其他元件發(fā)生共振檢查原因，找出后修復；找出空氣來源，驅除系統(tǒng)內空氣；重新校對軸線；拆修、上緊松動螺栓；換新零件，重調間隙；升高油溫，若油液變質則換新油液；檢查系統(tǒng)內是否有空氣、清洗；降低負載；檢查振動源，設法消除；