汽輪機(jī)動(dòng)力裝置 以汽輪機(jī)為主機(jī)的動(dòng)力裝置。蒸汽從鍋爐進(jìn)入汽輪機(jī)膨脹作功,將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)?a target="_blank" class="mmstipa1" >機(jī)械能,經(jīng)齒輪減速器和軸系驅(qū)動(dòng)螺旋槳冀瓦。蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹作功后排入凝汽器,被舷外水冷卻而凝結(jié)成水写烤,由凝水泵送入給水預(yù)熱器和除氧器中秘舅,再由鍋爐給水泵將給水經(jīng)給水預(yù)熱器送回鍋爐,重新在鍋爐中受熱蒸發(fā)成蒸汽,從而形成一個(gè)閉合循環(huán)。為了提高循環(huán)效率培车,從汽輪機(jī)中抽出部分作過功的蒸汽加熱鍋爐給水猩烘,即實(shí)現(xiàn)回?zé)嵫h(huán)。民用船舶的汽輪機(jī)動(dòng)力裝置均采用這種循環(huán)唬研,給水預(yù)熱級(jí)數(shù)已多至5級(jí)假祝。軍艦經(jīng)常在低負(fù)荷下運(yùn)行,為簡(jiǎn)化設(shè)備和提高操縱性靡庵,一般僅用輔機(jī)的二次蒸汽加熱給水尼削,而且預(yù)熱級(jí)數(shù)也大大減少虎内。
汽輪機(jī)動(dòng)力裝置一般采用水管鍋爐,它比火管鍋爐輕巧静瞄,可使用較高的蒸汽參數(shù)诅挖,而且蒸發(fā)量大,能適應(yīng)汽輪機(jī)的要求蓄惫,但對(duì)給水品質(zhì)要求較高虚烂。為了除去溶于給水中的氧氣和減少鍋爐的腐蝕,設(shè)有專門的除氧器萨驶。
在民用船舶中歉摧,除發(fā)電機(jī)和給水泵用輔助汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)外,其余輔機(jī)大都用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)腔呜。而在軍艦中叁温,輔機(jī)一般由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。
汽輪機(jī)是高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械,為了保證螺旋槳的效率,通常采用齒輪傳動(dòng)或電力傳動(dòng)核畴。齒輪傳動(dòng)效率高膝但、質(zhì)量小、造價(jià)便宜谤草,但汽輪機(jī)要裝設(shè)倒車跟束,以獲得倒航能力。大多數(shù)汽輪機(jī)船舶采用這種傳動(dòng)丑孩。汽輪機(jī)電力傳動(dòng)一般只用于要求操縱性較好的船舶冀宴。
汽輪機(jī)動(dòng)力裝置的特點(diǎn)是單機(jī)功率大,振動(dòng)和噪聲小温学,維修費(fèi)用低花鹅,但熱效率較柴油機(jī)裝置低,且設(shè)備多枫浙,主要用于大型軍艦呐缸、大型客船和油船上。采用再熱循環(huán)和沸騰爐以降低燃料消耗率尼缨,使用煤或混合燃料等疫谱,是汽輪機(jī)動(dòng)力裝置的發(fā)展方向(見船用汽輪機(jī))。
柴油機(jī)動(dòng)力裝置 以柴油機(jī)為主機(jī)的動(dòng)力裝置综货。它具有熱效率高嚣惭、啟動(dòng)快、操縱方便螃势、可直接倒車罕擒、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn),是船舶上用得最多的一種動(dòng)力裝置。它的缺點(diǎn)是零部件磨損較快氧液,維修費(fèi)用高跟媚,振動(dòng)噪聲大。
柴油機(jī)可分為低速沧仿、中速和高速3種箍秧。其中,低速柴油機(jī)因轉(zhuǎn)速低,可直接與軸系連接驅(qū)動(dòng)螺旋槳馁筐,設(shè)備簡(jiǎn)單,工作可靠涂召,壽命長(zhǎng),熱效率高敏沉,單機(jī)功率可達(dá)40000千瓦果正,可燃用劣質(zhì)燃料,所以發(fā)展較快盟迟。缺點(diǎn)是質(zhì)量和尺寸較大舱卡。遠(yuǎn)洋和沿海的貨船、油船大多采用低速柴油機(jī)直接傳動(dòng)方式队萤。新研制的長(zhǎng)行程低速柴油機(jī)轮锥,行程約為缸徑的3倍,耗油率在163克/(千瓦?時(shí))以下要尔,熱效率高于50%舍杜。由于轉(zhuǎn)速降低,推進(jìn)效率得到進(jìn)一步的提高赵辕。但其質(zhì)量既绩、尺寸較大,柴油機(jī)干重約為21~65千克/千瓦膘掀,適用于吃水深的大型船舶殿腺。中速柴油機(jī)常通過齒輪傳動(dòng)或電力傳動(dòng)減速后驅(qū)動(dòng)螺旋槳,也有用調(diào)距槳進(jìn)行變工況和正倒車的既倾。中速柴油機(jī)操縱簡(jiǎn)單瓮窑,效率較高,質(zhì)量队屋、尺寸小拱屈。其中,以大功率中速柴油機(jī)發(fā)展較快卵手,單缸功率達(dá)1215千瓦鸦贩,單機(jī)功率達(dá)21870千瓦,采用齒輪減速后,具有推進(jìn)效率高的優(yōu)點(diǎn),且能燃用劣質(zhì)燃料。不宜采用尺寸過大的低速柴油機(jī)的船舶诫列,如滾裝船垄怯、渡船水水、中小型軍艦和聯(lián)合裝置的巡航機(jī)組,可采用大功率中速柴油機(jī)迂卢。高速柴油機(jī)燃用中質(zhì)或輕質(zhì)柴油某弦,耗油量大,燃料成本高冷守,使用壽命短,噪聲大惊科,但質(zhì)量和尺寸均小拍摇,多用于艦艇和小型內(nèi)河淺水船舶。高速柴油機(jī)利用離合器和倒順車齒輪減速器實(shí)現(xiàn)倒車馆截。
中小型軍艦充活、渡船和海洋救助拖輪等,要求有較大的推進(jìn)功率蜡娶,而機(jī)艙的容積和裝置的質(zhì)量大小又受到限制混卵,因此常通過減速齒輪和離合器等將尺寸、質(zhì)量較小的兩臺(tái)或多臺(tái)中速柴油機(jī)的功率合并到一根螺旋槳軸上組成大功率的多機(jī)并車推進(jìn)裝置窖张。低負(fù)荷時(shí)幕随,可脫開部分柴油機(jī)而使其余柴油機(jī)接近于全負(fù)荷運(yùn)行。多機(jī)并車裝置能提高船舶低速航行的經(jīng)濟(jì)性和裝置的可靠性宿接。
進(jìn)一步提高熱效率赘淮,采用劣質(zhì)燃料或混合燃料,采用機(jī)帶或軸帶發(fā)電機(jī)和輔機(jī),減少輔機(jī)所需的功率等,是柴油機(jī)動(dòng)力裝置的發(fā)展方向醇盏。
燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置 以燃?xì)廨啓C(jī)為主機(jī)的動(dòng)力裝置腔族。它具有質(zhì)量小、尺寸小秘乍、啟動(dòng)快羽折、加速性好、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)崖郎,因而在艦艇上得到廣泛應(yīng)用巍樟。從小型的氣墊船到大型軍艦,都有用燃?xì)廨啓C(jī)作為主機(jī)的写雾。燃?xì)廨啓C(jī)裝置的缺點(diǎn)是耗油率大帚棚,需要很大的進(jìn)排氣管道,熱效率低于柴油機(jī)裝置捎虚,因而適用范圍有限兆性。
船用燃?xì)廨啓C(jī)有航空派生型和工業(yè)型兩種。前者較輕巧泳柴,設(shè)備簡(jiǎn)單赋荆,但須燃用輕質(zhì)燃料笋妥,通常為艦艇使用。后者壽命較長(zhǎng)窄潭,可燃用重柴油春宣,一般用于民用船舶上。
燃?xì)廨啓C(jī)一般不能反轉(zhuǎn)嫉你,故須采用可逆轉(zhuǎn)齒輪減速器月帝、可逆轉(zhuǎn)液力耦合器、電力傳動(dòng)裝置或調(diào)距槳實(shí)現(xiàn)倒車幽污。
艦艇長(zhǎng)期以巡航速度航行嚷辅,巡航速度與全速航行所需功率相差很大。為使整個(gè)動(dòng)力裝置在質(zhì)量距误、尺寸簸搞、耗油率、機(jī)動(dòng)性准潭、航速和續(xù)航力等方面獲得最合理的組合趁俊,常將幾臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)與其他發(fā)動(dòng)機(jī)并車,共同驅(qū)動(dòng)螺旋槳而組成聯(lián)合動(dòng)力裝置完骑。聯(lián)合動(dòng)力裝置有3種型式剩跛。①蒸-燃并列聯(lián)合裝置(COSAG):巡航時(shí)用汽輪機(jī),加速時(shí)并入燃?xì)廨啓C(jī)共同驅(qū)動(dòng)螺旋槳谢佩。由于汽輪機(jī)裝置質(zhì)量和尺寸較大,這種型式已漸被淘汰拘栅。②柴-燃聯(lián)合裝置:柴油機(jī)作為巡航機(jī)組,燃?xì)廨啓C(jī)作為加速機(jī)組休贴。巡航機(jī)組的使用方式有兩種角涯,一種是柴油機(jī)僅在巡航時(shí)使用,加速時(shí)不工作,稱作柴-燃交替聯(lián)合裝置(CODOC)。一般在柴油機(jī)功率占總功率的比例較小時(shí)(~25%)采用這種方式钥陪。另一種是加速時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)和柴油機(jī)都投入運(yùn)行以獲得最大的航速腻区,稱為柴-燃并列聯(lián)合裝置(CODAG)。這種方式通常是在巡航速度較高螟扮、柴油機(jī)功率在總功率中所占比例較大時(shí)(>50%)采用份良,并車后可獲得較大的航速。③燃-燃聯(lián)合裝置:或稱全燃聯(lián)合裝置,也有兩種使用方式骏挎。巡航時(shí)采用小功率燃?xì)廨啓C(jī)汗忠、加速時(shí)改用大功率燃?xì)廨啓C(jī)的稱為燃-燃交替聯(lián)合裝置(COGOG)。這種型式通常用于巡航速度較低的艦艇兜叨。對(duì)于一些排水量較大的軍艦穿扳,要求有較大的巡航功率,又要保證較高的全航速国旷,這時(shí)巡航機(jī)組和加速機(jī)組采用功率較大且機(jī)型相同的燃?xì)廨啓C(jī)矛物。巡航時(shí)只用巡航機(jī)組茫死,加速時(shí)巡航機(jī)組和加速機(jī)組同時(shí)使用,稱為燃-燃并列聯(lián)合裝置(COGAG)履羞。
燃?xì)廨啓C(jī)加速機(jī)組(即主燃?xì)廨啓C(jī))與巡航機(jī)組并車峦萎,經(jīng)減速齒輪箱和軸系驅(qū)動(dòng)螺旋槳。發(fā)電機(jī)組用柴油機(jī)作為原動(dòng)機(jī)忆首,設(shè)有四臺(tái)爱榔,輔助鍋爐設(shè)有兩臺(tái)。大部分直接為燃?xì)廨啓C(jī)服務(wù)的輔助設(shè)備都裝在燃?xì)廨啓C(jī)上糙及。
燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率低于柴油機(jī)详幽,而且對(duì)燃油品質(zhì)要求較高,因而在民用船舶上尚未普及丁鹉。為了提高動(dòng)力裝置的經(jīng)濟(jì)性妒潭,工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已著手研究燃?xì)廨啓C(jī)排氣的余熱利用拥宜。其原理是將燃?xì)廨啓C(jī)的高溫排氣送入廢氣鍋爐榆博,產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)作功,汽輪機(jī)與燃?xì)廨啓C(jī)共同驅(qū)動(dòng)螺旋槳挺赞,稱為燃-蒸聯(lián)合循環(huán)裝置(COGAS)侧焚。這種裝置把燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度高與汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度低的特點(diǎn)結(jié)合起來,使裝置熱效率達(dá)40%以上津阻,是效率較高的一種動(dòng)力裝置摆地。
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