第五章 船舶推进装置

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1、第五章船舶推进装置第一节船舶推进装置的传动方式船舶推进装置按传递到螺旋桨功率方式不同可分为以下几种。一、直接传动直接传动是主机动力直接通过轴系传给螺旋桨的传动方式。在这种传动方式中，主机和螺旋桨之间除了传动轴系外，没有减速和离合设备，运转中螺旋桨和主机始终具有相同的转向和转速。它的主要优点是：（1）结构简单，维护管理方便。只要安装时定位正确，平时管理中注意润滑冷却，一般不会出现大问题。（2）经济性好，传动损失少，传动效率高。主机多为耗油率低的大型低速柴油机。螺旋桨转速较低，推进效率较高。（3）工作可靠，寿命长。因此普遍应用于大、中

2、功率的民用船上。其缺点是：整个动力装置的重量尺寸大，要求主机有可反转性能，非设计工况下运转时经济性差，船舶微速航行速度受到主机最低稳定转速的限制。二、间接传动间接传动是主机和螺旋桨之间的动力传递除经过轴系外，还经过某些特设的中间环节（离合器、减速器等）的一种传动方式。根据中间传动设备的不同，又可分为只带齿轮减速器；只带滑差离合器和同时具有齿轮减速器和离合器三种。它的主要优点是：（1）主机转速可以不受螺旋桨要求低转速的限制。只要适当选择减速比，就可使主机的转速适应螺旋桨的转速要求。（2）轴系布置比较自由。主机曲轴和螺旋桨轴可以同心布

3、置也可以不同心布置，以改善螺旋桨的工作条件。（3）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，工作可靠，管理方便，机动性提高。（4）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。近年来由于动力装置节能的需要，提高螺旋桨的推进效率越来越被人们重视，而采用大直径低转速螺旋桨是有效途径。在70年代初，低速柴油机利用直接传动方式带动的螺旋桨转速多在100r/min以上，中速机通过减速箱减速一般也不低于9

4、0r/min。以后随着节能型船舶的出现，减速齿轮装置已扩大到低速柴油机的领域，直到有的船舶低速机经减速后，螺旋桨转速仅为43r/min，螺旋桨直径竟达11m。以中速机为主机的船舶，为了进一步降低螺旋桨转速，减速齿轮箱的减速比也相应加大，螺旋桨转速有的已降至60r/min。随着动力装置节能技术的进一步发展，间接传动方式的应用范围将会进一步扩大。三、Z型传动Z型传动装置又称悬挂式螺旋桨装置。图5-1为Z型传动装置的结构原理图。主机1的功率经联轴器2、离合器3、带有万向节的传动轴4、上水平轴8、上部螺旋锥齿轮9、垂直轴12、下部螺旋锥齿

5、轮14及下水平轴15传递给螺旋桨13，从而推动船舶前进。15Z型传动方式最显著的特点是螺旋桨可绕垂直轴作360°回转。当起动一个电动机带动蜗轮蜗杆装置10运动时，蜗轮带动旋转套筒16在支架17中回转，同时使螺旋桨13绕垂直轴12在360°范围内作平面旋转运动。由于螺旋桨可绕垂直轴作360°回转，因此它具有以下优点：（1）操纵性能好。螺旋桨推力方向可以自由变化，使船舶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）可以省掉航、尾柱和尾轴管等结

6、构，使船尾形状简单，船体阻力减少。（3）可以使用重量轻体积小中、高速柴油机，而不需要单独的减速齿轮装置，不需要主机有换向机构，可以延长柴油机使用寿命。（4）另外，由于这种传动装置是垂直悬挂在船尾，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。但因传递功率受到一定的限制，仅适用于小型船舶，如港作船等。四、电力传动电力传动是主机驱动主发电机，将发出的电供到主配电板，再由主配电板供电给主电动机，从而驱动螺旋运转的一种传动方式。这种传动方式的优点是：（1）主机和螺旋桨之间没有机械联系，可省去中间轴及轴承，机舱布置灵活；（2）

7、主机转速不受螺旋桨转速的限制，可选用中、高速柴油机，并可在柴油机恒定转速下调节电动机转速，使螺旋桨转速得到均匀、大范围的调节；（3）螺旋桨反转是靠改变主电动机（直流）电流方向来完成的，倒车功率大，操纵容易，反转迅速，船舶机动性能提高；（4）主电动机对外界负荷的变化适应性好，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）增加了主发电机及主电动机，使动力装置总的重量和尺寸都增加，造价和维护费用提高。电力传动主要用于破冰船、拖船、渡船等。除以上四种传动方式外，尚有调距桨装置、喷水推

8、进器传动装置等。由于发动机、传动设备、传动方式及推进器的类型很多，因此它们可组合成多种推进装置。15第二节传动轴系一、传动轴系的组成、作用和工作条件从曲轴动力输出端法兰到螺旋桨间的轴及其轴承称为传动轴系，简称轴系。1.轴系的组成(1)传动轴包括推力