哈工程船舶动力装置复习题.docx
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哈工程船舶动力装置复习题哈工程船舶动力装置复习题哈工程-船舶动力装置复习题作者：
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船舶动力装置复习题1、如何理解船舶动力装置的含义？
它有哪些部分组成？
保证船舶正常航行、作业、停泊以及人员正常工作和生活的全部机械、设备和系统的综合体。
推进装置、辅助装置、机舱自动化系统、船舶系统。
推进装置的性能直接代表动力装置的特点。
2、简述柴油机动力装置的特点。
（1）有较高的经济性，这一优点使柴油机船的续航力大大提高，换句话说，一定续航力下所需之燃油贮备量较少；从而使营运排水量相应增加。
（2）重量轻。
（3）具有良好的机动性，操作简单，启动方便，正倒车迅速。
缺点：
（1）由于柴油机的尺寸和重量按功率比例增长快，因此单机组功率受到限制，低速柴油机也仅达8l04kW左右，中速机2.4104kW左右，而高速机仅在9103kW或更小。
（2）柴油机工作中的噪声、振动较大。
（3）中、高速柴油机的运动部件磨损较厉害，寿命低。
（4）柴油机在低转速时稳定性差，因此不能有较小的最低稳定转速，影响船舶的低速航行性能。
另外，柴油机的过载能力也较差，在超负荷10时，一般仅能运行1h。
3、船舶动力装置的技术特征包括哪些技术指标？
（一）技术指标
（二）、经济性指标（三）、运行性指标
（一）、技术指标：
功率指标重量指标尺寸指标
（二）、经济性指标：
主机燃料消耗率动力装置燃料消耗率推进装置的有效热效率建造的经济性营运的经济性：
每海里航程的燃料消耗量-经济航速最大盈利航速节能投资的经济标准（三）、运行性指标：
可靠性:
动力装置能正常运行的时间正常运行时间越长表示动力装置比较可靠或可靠性高，反之则可靠性低。
可用船舶动力装置在使用阶段的故障发生率和因此而发生的停航时间来考核，并常以主、辅机修理间隔作为衡量依据，故要求其主要零、部件及易损件的使用寿命较长。
机动性：
指装置中的各种机器设备，改变工况时的工作性能。
振动和噪声的控制主机遥控和机舱自动化动力性和配合性：
指柴油机动力的发挥和利用情况及与螺旋桨的配合性能4、如何理解经济航速的含义？
每海里航程装置的燃料消耗量最低5、何谓柴油机功率减额输出？
根据柴油机工作原理，为提高柴油机的热效率，即降低柴油机燃油消耗率的方法之一是提高气缸内最高燃烧压力Pmax和平均有效压力Pe的比值。
PmaxPe越大，柴油机指示热效率i高，燃油消耗率可降低。
如果提高Pmax会受发动机机械负荷限制，只有降低使用负荷Pe来实现。
所谓减额输出，即把最高燃烧压力维持在标定功率时的最高燃烧压力，降低标定功率时的有效压力，使二者比值增大，来实现比标定功率时低的燃油消耗率。
对同一缸径及行程的柴油机，在改变匹配的增压器通道截面、改变气缸压缩容积（用改变活塞杆下部垫片厚度的方法），并用一种可变定时的喷油泵，使其在某一负荷范围内保持其最大燃烧压大不变，以形成一个降低燃油消耗率的功率及转速的输出范围。
6、船舶推进轴系工作时，所受机械负荷有哪些？
螺旋桨在水中旋转的扭应力，推进中正倒车产生的拉应力，轴系自重产生的弯曲应力，轴系安装误差、船体变形、轴系振动以及螺旋桨的水动力等所产生的附加应力等。
7、直接传动和间接传动各有什么优缺点？
1）直接传动推进装置优点：
1.结构简单2.使用寿命长3.燃料费用低4.维修保养方便5.噪声低6.传动损失少7.推进效率高缺点：
1.重量尺寸大2.倒车必须用可逆转柴油机，机动性差3.非设计工况下运转时经济性差4.低速和微速航行时受柴油机最低稳定转速限制2）间接传动推进装置优点：
重量与尺寸小；主机的转速不受螺旋桨要求的转速限制；轴系布置方便易达到要求；带倒顺离合器时可选用不可逆转的主机；有利于采用多机并车、单机分车与轴带发电机布置。
缺点：
结构复杂；传动损失大，效率低。
8、什么是电力传动推进装置？
有哪些优缺点？
电力传动是主机驱动主发电机发电，然后并网，再由电网供电给电动机驱动螺旋桨的一种传动型式，如图。
主机和螺旋桨问没有机械联系，机、桨可任意距离布置。
优点：
机组配置和布置比较灵活、方便，舱室利用率高；改变直流电动机的电流方向可使螺旋桨转向改变，便于遥控，机动性与操纵性好；发电机转速不受螺旋桨转速的限制；正倒车具有相同功率和转速性能，具有良好的拖动性能。
缺点：
能量近两次转换，损失大，传动效率低。
增加了发电机和电动机，装置总重量和尺寸较大，造价和维修费用较高9、联轴器有哪几种？
各起什么作用？
联轴器分类：
刚性、挠性、弹性作用：
1.连接两轴；2.传递主机转矩；3.传递整车推力及倒车时螺旋桨的拉力。
传矩方式：
夹紧的摩擦力；紧配螺栓承受的剪切力。
10、简述滑动式中间轴承和滚动式中间轴承的特点。
滑动轴承的优点：
结构简单，工作较可靠；承受的载荷较大，抗振抗冲击性好；安装修理方便；制造成本低。
其缺点：
摩擦系数大；必须有一定的间隙才能正常工作，转速和载荷变化过大时难于形成较佳的承载油膜；润滑与维护保养麻烦。
滚动轴承的优点：
摩擦损失小；无须冷却，滑油消耗少；轴承有自动调整能力；修理时便于更换，并可直接在市场购置。
其缺点：
工作噪声大；轴承为非剖分式，为能安装，中间轴至少一端要采用可拆联轴节；承载能力小；安装工艺要求高。
11、尾管装置的任务是什么？
由哪几部分组成？
有几种结构形式？
组成部分：
由尾管、尾轴承、密封装置、润滑与冷却系统等部分组成。
任务：
1.支撑螺旋桨轴；2.保持船体的水密性，防止舷外水的大量漏入或滑油的外泄;3、提供润滑。
按润滑方式可分为油润滑和水润滑尾管装置两种。
12、轴系的基本任务是什么？
由哪些部件组成？
船舶轴系的基本任务-连接主机与螺旋桨，将主机发出的功率传递给螺旋桨，同时将螺旋桨所产生的推力通过推力轴承传给船体，以实现推进船舶的使命。
传动轴（推、中、尾轴）轴承（推、中、尾轴承）附件（联轴节、制动器、隔舱填料函、冷却管系等）传动设备13、桨与桨轴有哪几种联结方式？
桨与轴的联接方法（机械、液压、粘接）14、何为轴系的合理校中？
目的是什么？
定义：
在规定的负荷、应力、转角等限制条件下，有意调整各轴承在垂直方向上的高低位置，使轴承负荷高者降低，小者增大，这就称为合理曲线校中，以使各轴系的负荷均匀、寿命长、工作安全可靠。
目的：
安装工艺（影响数小）和合理设计（负荷均匀）需要。
（负荷均匀、影响小）15、船舶后传动设备的在推进装置中主要有哪些作用？
答：
减速及变速传动用以并车和分车组合或分配推进功率离合与倒顺抗振与抗冲击布置中的调节作用16、简述多片式离合、倒顺、减速齿轮箱的原理。
答：
P13017、片式摩擦离合器摩擦面的尺寸由哪些因素决定？
如何考虑？
离合器要确保推进装置正常运转，必须考虑余度系数K。
因为主机输出转矩不均匀，并且当发生过载时要保证摩擦片不打滑而离合器仍能可靠地传递转矩。
另外，考虑摩擦表面经过磨合，或介质性质、温度发生变化等因素引起摩擦系数f值下降，造成打滑。
从这两方面考虑，K值取得越大越安全，越不会产生打滑现象。
但K值取得过大，会使离合器尺寸过大，当离合器离合时可使动作过猛，冲击大，对传动系统不利。
当发生意外时，如发生严重超负荷或螺旋桨被卡住等，就不能对主机和传动设备起有效的保护作用。
因此，必须根据不同情况、不同要求，K值选取某一合理的范围。
通常对多缸高速柴油机，K值在1.52.5范围内选取，少数取2.8。
如杭州齿轮箱厂生产的小功率摩擦离合器K值取1.82.5。
柴油机气缸数少，K值应取大值，反之应取小值。
对于燃气轮机，转速高、运转平稳，K值可取1.5。
尺寸系数C：
其值选取大小直接影响摩擦片面积有效利用的程度以及离合器能否正常、可靠地工作。
C值大，意味着摩擦片工作环带狭窄，有效摩擦半径增大，以及沿摩擦片宽度方向上的滑摩线速度差小，故摩损与发热均匀，摩擦片不会因为内、外圈温差太大而引起翘曲。
C值大也存在一定问题，如有效工作面积减少，单位面积的比压q值和热负荷相应升高，以及摩擦片太狭窄使得刚度下降，容易变形等。
C值过小，情况相反。
因此，c值要有一定的范围，一般取C=0.650.8摩擦面数Z：
摩擦面数取多些，可使传递转矩能力成比例提高，或在相同的传递转矩能力下减小离合器的尺寸，但是摩擦片数太多将使离合器不易脱排，造成带排，使得操纵失灵，引起事故。
此外，z值大还会增加离合器的轴向尺寸，液压推动活塞的行程相应增大。
一般限制Zmax=8，设计时尽量取ZZmax在实际设计中，当z8时，一般要采取相应的措施解决带排问题。
为了避免片数过多，而又要传递较大的转矩，故出现了双向作用的液压缸结构，虽然每组摩擦片Z8，而总摩擦面数却提高一倍，从而可传递较大的转矩。
18、船用齿轮箱主要性能指标有哪些？
标定传递能力；标定输入转速；输入轴、输出轴；减速比；标定螺旋桨推力；中心距；允许工作倾斜度；换向时间（s）；操纵方式；重量与尺寸19、如何选用船用齿轮箱？
按推进系统形式选择减速齿轮箱的功能b）按推进系统布置的尺寸要求选择减速齿轮箱的结构形式c）按船舶吃水、航速（螺旋桨的最大可能直径）及主机转速大小考虑适当的减速比。
d）算出传扭能力，即输入额定功率（kW或BHP）/输入转速（r/min）。
e）在所有型号的减速齿轮箱选择图表上查出具体规格。
f）在名义减速比的基础上进一步查出实际减速比。
g）根据实际减速比核算具体规格的正确性，并核定减速齿轮箱实际输出转速。
20、推进轴系中弹性联轴器有哪些作用？
a）可以大幅度地降低轴系扭振的自振频率b）缓解由于船体变形所引起的柴油机、齿轮箱和轴承增加的负荷c）可允许轴线有微小的倾角和位移，补偿安装中的误差，使轴线校中容易，并能保护齿轮装置d）降低轴系校中的安装工艺要求21、如何选择弹性联轴器？
弹性联轴器要根据发动机的标定功率及在标定功率时的转速及标定转矩来选择。
22、推进轴系中弹性联轴器有哪些作用？
答：
a）可以大幅度地降低轴系扭振的自振频率b）缓解由于船体变形所引起的柴油机、齿轮箱和轴承增加的负荷c）可允许轴线有微小的倾角和位移，补偿安装中的误差，使轴线校中容易，并能保护齿轮装置d）降低轴系校中的安装工艺要求23、画简图说明燃油管路的主要功用燃油管路向船舶柴油机和燃油锅炉供应足够数量的合格燃油，以确保船舶的营运需要。
包括：
注入、储存、驳运、净化、供应、测量。
24、何谓船舶管路系统？
船舶管路系统有哪几类？
答：
船舶管路系统是船舶为了完成一定任务而专门用来输送和排放液体或气体的管路（管子及其附件的组合）、机械设备和检测仪表等的总称，常简称为船舶管系。
船舶管路系统按其用途不同，可分为动力管路和船舶系统两大类。
前者主要为船舶动力装置中的主、辅机服务，后者主要保证船舶安全和满足人员的生活需要。
船舶系统可分为如下几种：
舱底水系统、压载水系统、消防系统、通风系统、制冷与空调系统、按任务不同，动力管路可分为五种：
燃油管路、滑油管路、冷却管路、压缩空气管路、排气管路等。
25、油舱总容积在理论计算的基础上，还应该主要考虑哪些系数？
答：
容积系数、储备系数。
26、滑油管路的功用、组成、种类功用：
滑油管系给柴油机、增压器等船舶动力装置设备供应足够的、合乎质量要求的滑油，确保有关摩擦副处于良好的润滑状态，避免发生干摩擦，并在润滑过程中带走部分热量，起一定的冷却作用。
减磨：
润滑的主要作用冷却：
带走部分热量清洁：
洗涤运动表面的污物和金属磨粒密封：
如活塞与缸套间的油膜还起密封燃烧室的作用。
防腐：
油膜使金属表面与空气、酸不能接触减轻噪声：
缓冲作用传递动力：
如推力轴承中推力盘与推力块之间的动压润滑组成：
滑油管系一般由滑油贮存舱（柜）、滑油循环柜、滑油泵、净化设备（滤器、分油机）及滑油冷却器等组成。
种类:
滑油管系通常根据柴油机的结构型式可分为湿底壳式和干底壳式两种。
27、柴油机的冷却有何作用？
冷却系统的功能是对船舶动力装置中需要散热冷却的设备和装置提供足够的冷却介质进行冷却，以保证其在允许的温度范围内可靠工作。
28、简述冷却管路的形式和特点。
.冷却形式1）开式冷却：
用冷却泵抽取舷外水对设备进行冷却的工作方式。
优点：
设备少、管路简单、维护方便、水源丰富。
缺点：
水质差，温度变化大。
应用：
小型机、冷却要求不高的设备中。
2）闭式冷却：
又称间接冷却，分两步工作，设备用淡水冷却，淡水用舷外水冷却。
优点：
水质好，温度易于控制。
缺点：
设备多、管路复杂、维护不便。
应用：
中、小型机、冷却要求高的设备中。
3）集中式冷却：
将船舶上所有需要冷却的设备热量通过一组集中的热交换器进行散热冷却，也称中央冷却系统。
应用：
中、大型机、冷却要求高的设备中。
29、画简图说明开式冷却管路的原理和特点。
（图为：
开式冷却管路原理图1-海底门；2-通海阀；3-滤器；4-海水冷却泵；5-温度调节器；6-滑油冷却器；7-主机；8-单向阀）特点：
a.管路较简单，维护方便，舷外水资源丰富；b.舷外水水质差；c.舷外水温度变化大，直接受季节、区域的影响，变化幅度大，直接进入柴油机气缸，势必造成缸壁内外温差悬殊，使缸壁热应力过大而导致碎裂，不利于进入柴油机进行冷却。
d.开式管路只能应用于工作要求不高的小型柴油机气缸，以及一些冷却温度不高或对冷却水质要求不十分严格的设备部件。
如：
各种热交换器、空气压缩机、排气管、艉轴管等。
30、画简图说明闭式冷却管路的原理和特点。
1-淡水冷却泵；2-膨胀水箱；3-主机；4-海水冷却泵；5-通海阀；6-海底门；7-滑油冷却器；8-淡水冷却器特点：
a.淡水水质好，不会产生堵塞，流道畅通；b.不会产生析盐现象、积垢少；c.利于控制柴油机进出水温度；d.管路设备多、管路复杂、维修管理不及开式管路方便。
闭式冷却管路广泛用于大多数柴油机。
31、膨胀水箱的作用?
膨胀水箱的作用是：
A适应系统内冷却介质因温度变化引起的体积变化。
B放出冷却系统中产生的气体。
C使吸入管路保持一定的水压，防止发生汽化。
D向系统补充冷却介质。
32、压缩空气在船上有哪些用途？
1）主机起动、换向；2）离合器操纵；3）压力水柜充气，蓄压器蓄压等；4）海底门吹洗；5）气、雾笛；6）控制气源，如速闭阀；7）灭火气源；8）杂用，如气动工具；9）军用船舶上武器装备的发射和吹洗；10）杂用33、简述汽水分离器的工作原理答：
其工作原理是空压机排出的空气，经弯管进入二虑板之间，而后空气穿过滤板有排出弯管接头送入空气瓶内。
利用急剧改变气流流动方向，是所带油水微粒因其惯性互相碰撞而滴入分离器底部，定期将其通过放泄接头排出。
34、压载水系统的主要功用是什么？
答：
压载水管系的功用是对压载水舱注入或排除压载水，达到：
1）保持适当的排水量、吃水和船体纵、横向平衡；2）维持适当的稳心高度；3）减小过大的弯曲力矩和剪切力；4）减轻船体振动。
35、水消防系统的基本组成？
答：
水灭火系统由消防泵、管系、阀件、消防水带消防水枪、消火栓及国际通岸接头等组成。
36、管路系统的管径如何确定？
与哪些因素有关？
答：
管路系统的管径是根据管内流体的流速和流体流经管子的能量损失来决定的。
在流量一定的情况下管径主要取决于管内流体的流速。
管内流体的流速依据管内的能量损失或管子的腐蚀程度而定。
37、简述船机桨三者之间的关系。
答：
主机是能量发生器，桨是能量转换器，船是能量吸收器。
38、如何反映船、机、桨的工作特性？
答：
船的特性：
用航速变化时的阻力特性表示机的特性：
主要用柴油机的供油量、平均有效压力、轴的输出扭矩及功率等随转速的变化关系表示桨的特性;受到桨的结构和水动力因素的影响，常用推力和扭矩表示。
39、何谓工况？
研究工况与配合的目的是什么？
答：
工况：
船、机、桨三者的工作条件。
目的：
1.合理地确定设计平衡点的负荷，使能量供求平衡。
2.对船、机、桨进行合理的组合和优化，以提高经济效益和满足使用要求。
3.找出具有最佳营运经济性和投资效果的设计方案，并能合理地进行管理。
40、什么叫柴油机工况？
根据其用途不同，船舶柴油机有哪几种工况？
简述其运转特点？
答：
柴油机的工作条件。
发电机工况：
调速器控制使n恒定（如电力传动主机和发电副机）螺旋桨工况：
直接驱动桨的主机稳定工况下，主机发出功率等于桨吸收功率其它工况：
功率与转速没有一定的关系，功率由阻力决定。
41、何谓柴油机的外特性？
包括哪几种？
有何实用意义？
答：
外特性：
柴油机运转中，指改变转速，而Pe保持不变的运转特性。
包括：
1小时功率特性；12小时功率特性；标定外特性和部分外特性。
意义：
确定柴油机允许工作的最高负荷限制线，用于分析机带桨工作时的匹配情况。
42、何谓柴油机的推进特性？
有何实用意义？
答：
当柴油机作为船舶主机带螺旋桨，按螺旋桨特性工作，为柴油机的推进特性。
意义：
1.根据柴油机的工作能力合理的设计、选用螺旋桨；2.确定使用中功率与转速的配合点；3.确定推（拖）船舶在各种工况下的负荷；4确定船舶的经济航速。
43、为什么柴油机要设最低稳定转速线？
答：
1.随着曲轴转速的降低，调速器与柴油机在配合中可能出现较大的波动，最终导致柴油机不能正常工作；2.曲轴转速过低时，会导致柴油机的热力循环不能正常进行；3.曲轴转速过低，就不能保证建立连续的油膜。
44、如何描述螺旋桨的敞水特性？
答：
45、如何确定螺旋桨设计负荷点？
答：
螺旋桨的设计负荷点与设计时所选定的机、桨特性曲线有关，将他们的特性曲线示于同一功率-转速特性图上，其交点就是配合点。
46、何谓功率储备、转速储备、阻力储备？
答：
功率储备：
取主机功率的某一百分比，转速为百分百，船体阻力取新船满载试航时的阻力作为设计工况。
转速储备：
取100%主机功率，适当增加转速，而船体阻力取满载试航时的阻力作为设计工况点。
阻力储备：
取100%主机功率，100%转速，而船体阻力则取满载运行时船底有一定程度的污底、并有风浪时的阻力作为设计工况点。
47、简述单机直接带桨的特点，画简图说明其配合特性（=常数常数看PPT）特点：
1、单机、单桨直接传动推进装置只有一个最佳配合工作点，即在设计载荷时的设计工作点（A）。
2、在非设计工作点工作时，推进装置功率不能全部利用，综合效率下降，经济性变坏。
3、因此，这种推进装置对工况和载荷多变的船舶不太适应，而对工况稳定的（如海洋和沿海运输）船舶，则能发挥其优越性。
48、减速传动有何意义？
答：
意义:
对于中、高速柴油机，采用减速齿轮箱传动，借以获得较低的转速，有以下好处：
1）可提高螺旋桨效率2）改善螺旋桨的空泡性能49、何谓调距桨？
有何特点？
答：
调距桨：
通过转动桨叶来改变螺距，从而改变船舶航速或正、倒航的一种螺旋桨推进装置。
特点：
1任何工况下均能吸收主机的全功率。
2不同的转速和螺距比相配合，可得到需要的船舶航速。
3桨转速n不变下，改变螺距比可改变航速。
50、结合螺旋桨水动力特性曲线和机、桨配合特性曲线，分析调距桨在船舶任何（重载、轻载）工况下均能吸收主机全部功率？
答：
重载工况当船舶由设计工况改为重载或推（拖）航行时，若螺旋桨的螺距比仍保持标定值，机、桨的特性变化如图所示，桨离开设计推进线1A，移到重载特性线3B，机、桨工作平衡于B点。
此时螺旋桨的进速系数由Jeb降到J，转矩系数由K2增加到kq，桨的扭矩超过标定值。
由于受主机标定转矩的限制，桨转速被迫下降，主机的功率由于转速下降而不能全部发出。
同时桨处于重载下运转，桨效下降。
使推进装置的经济性显著下降。
此时如果将螺距比调小到2组特性线，保持转矩系数不变（即K2），则桨的转矩随之变小，在主机标定转矩的作用下，浆转速升高，直到Qp恢复到标定值。
这时机、桨转速又回到标定值，主机的标定功率又得以全部利用、螺旋桨的工作效率也高于重载时。
机、桨性能的改善，一方面提高了推进装置的经济性，另一方面提高了船舶在重载工况下的航速。
此航速高于标定螺距比工作时B点的航速。
轻载工况轻载工况时，机、桨的工作特性如图。
当船舶航行于轻载工况时，如果螺旋桨的螺距比保持标定值不变，则桨的推进特性线由1A移到3C，机、桨工作平衡于C点。
由于螺旋桨负荷变轻，使进速系数增大（由，Jcb增加到，J），转矩系数由K2减小到kq，使螺旋桨的转距小于标定值。
在柴油机标定转矩的作用下，机、桨的转速上升，由于柴油机受额定转速的限制，螺旋桨的转矩就只能低于标定值，柴油机处于部分负荷下工作，性能下降；螺旋桨处于轻载，桨效下降，推进装置的经济性下降，主机的功率也得不到充分利用，达不到提高航速的目的。
如果将螺旋桨的螺距比增大到3组特性线，见图，并保持机、桨的标定转速不变，增大进速系数，同时保持螺旋桨的转矩系数不变（即K2）。
这样，螺旋桨的转矩恢复到额定值，主机的功率被全部吸收，在同样的船舶载荷下，就能增大推力，提高航速。
52、画出系泊工况的配合特性图，并加以说明。
此时，J=0时，KT、Kq最大，此时推进特性线最陡。
如装全制式调速器，不能把主机转速开到额定值，否则超负荷。
配合点b的转速要求nB=（0.80.85）nA.51、画简图说明船舶起航和加速时的特性。
加速时，供油量增，外特性线由12，瞬时Vs不变主机转速n增大，故J减小，推进特性线变陡，机桨匹配沿II线由aa，此时供大于求，沿外特性线2由ab，故总的过程为aab。
52、根据下图分析倒车工况的过程。
53、如何理解船舶动力装置设计的观点。
1.全局和综合观点：
。
2.相关和协调的观点：
3.优化的观点：
54、船舶设计一般分为哪几阶段？
各阶段主要解决的问题是什么？
初步设计、详细设计（解决造什么船的问题）、生产设计（解决怎么造的问题）、和完工文件编制四个阶段。
（其余课堂讲的和PPT的内容）
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