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《調(diào)距槳推進裝置機槳優(yōu)化匹配研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、調(diào)距槳作為船舶主推進動力裝置的重要組成部分，在實船中得到了廣泛的應(yīng)用。STCW78／95公約‘1978年海員培訓(xùn)、發(fā)證和值班標(biāo)準(zhǔn)國際公約(1995年修正)》已將調(diào)距槳船舶動力裝置列為高級輪機員的必需培訓(xùn)項目。然而，國內(nèi)船員對于調(diào)距槳的操縱與管理還不熟悉。從整體上看，國內(nèi)調(diào)距槳的研究，無論是控制技術(shù)還是硬件方面都與先進國家有較大的差距。文章就國內(nèi)外幾種主要調(diào)距槳推進系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點、工作原理、控制方式和特性進行分析比較，并具體介紹了目前調(diào)距槳發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展方向。考慮到調(diào)距槳應(yīng)用范圍的廣泛性、推進系統(tǒng)的
2、復(fù)雜性、控制方式的多樣性，結(jié)合實船操縱管理，本文首先具體分析了船舶調(diào)距槳推進系統(tǒng)的工作原理以及遙控系統(tǒng)的一些特點，然后針對聯(lián)合控制模式這種應(yīng)用廣泛的調(diào)距槳遙控方式進行研究。研究了以減少耗油量為目標(biāo)的機槳匹配問題，其中包括以“圖譜法"確定螺旋槳的最高效率曲線，結(jié)合主機推進特性曲線分析耗油率對耗油量的影響。通過對自動負荷控制方式的分析，解決聯(lián)合控制模式中負荷調(diào)定以及如何消除和降低由于隨機干擾(如海浪等導(dǎo)致船舶阻力狀態(tài)的瞬變)可能導(dǎo)致的機槳失配的問題。第1章緒論1．1課題背景隨著船舶動力裝置的大型化、自
3、動化、復(fù)雜化程度不斷提高，對船舶推進裝置的性能提出了更高的要求。首先從常規(guī)能源角度來看，石油作為一種不可再生能源，伴隨著人類近兩百年的使用，已經(jīng)日趨短缺，原油價格不斷上漲，極大地影響到船舶營運者的利益，客觀上要求我們提高推進性能；其次，一些特種船舶，包括軍艦，因其操縱性能及節(jié)能等特殊要求，也對船舶推進型式提出了更高的要求。所有這些，都要求對傳統(tǒng)的船舶推進裝置進行革新。螺旋槳推進已成為船舶推進的主要形式。大多數(shù)商船都配置一個螺旋槳位子船尾部中心平面上。螺旋槳的最大效率可達70％左右，損失的30％可分
4、成三部分t約lO％是由于動量損失，10％是由于摩擦，其余10％是由于螺旋槳尾流轉(zhuǎn)動。改變推進器的形式可以減少多種不同的損失。例如，使用固定槳葉螺旋槳不可能在所有螺旋槳載荷狀態(tài)下利用全部功率。而使用可調(diào)螺距螺旋槳時，這個闖題即可消除。用這種型式螺旋槳，任憑改變螺旋槳載荷(例如，沒有拖曳自由航行狀態(tài)、拖曳、重拖曳、破冰狀態(tài)或船體、氣候或水深條件的變化)，主機功率總是可以被全部吸收。因此，使用調(diào)距槳的船舶可以提高船舶整個營運期間的經(jīng)濟效益，同時滿足一些船舶(在自由航行條件下想要有高速度和在拖曳或系泊試驗
5、條件下想要有大的拉力的船舶)的特殊要求.1．2國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀1．2．1國外的研究現(xiàn)狀調(diào)距槳作為一種特殊的螺旋槳在國外出現(xiàn)已經(jīng)有幾十年的歷史了，隨著船舶制造技術(shù)以及其它相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，其生產(chǎn)技術(shù)隨之不斷發(fā)展進步。但調(diào)距槳及軸系由于要安裝螺距調(diào)節(jié)機構(gòu)及遙控系統(tǒng)，因此其構(gòu)造及毅部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，相應(yīng)的設(shè)計制造工藝也受到液壓等相關(guān)行業(yè)發(fā)展情況的制約，因而在各國的發(fā)展不太均衡。歐洲一些國家在這方面的研究工作開展得較早，不少大公司都有較為成熟的調(diào)距槳遙控系統(tǒng)及其配套產(chǎn)品，如KAMEWA、SCHOTEIL、WAR
6、TSILA、MAN-B&W等都有多年生產(chǎn)調(diào)距槳及其遙控系統(tǒng)的歷史，其產(chǎn)品在航運市場上占有較大的份額，他們在機械、液壓機構(gòu)結(jié)構(gòu)方面的特點基本相同，但具體的遙控系統(tǒng)卻各具特點?，F(xiàn)今比較有名的生產(chǎn)廠家及其產(chǎn)品有：德國MAN-B&W公司研制的Alphatronic遙控系統(tǒng)，用于控制與二沖程或四沖程柴油機相連的調(diào)距槳推進系統(tǒng)；瑞典Berg公司的ERC3000調(diào)距槳控制系統(tǒng)，基于PLC微處理器技術(shù)，適用于各種船型的調(diào)距槳；丹麥倫索(Lyngso)公司的PCS2100推進控制系統(tǒng)，用于對連接到二沖程低速柴油機或
7、四沖程中速柴油機的調(diào)距槳推進系統(tǒng)進行遙控；荷蘭JohnCrane-Lips公司的LIPSTRONICR⑧系列遙控系統(tǒng)，用于遙控裝備調(diào)距槳的側(cè)推器、方位角推進器以及主推進裝置；挪威Kongsberg(即原來的Norcontr01)公司的AutoChief'／型遙控系統(tǒng)，用于對與低速柴油機相連的調(diào)距槳系統(tǒng)進行遙控M。1．2．2國內(nèi)的研究現(xiàn)狀我國于八十年代中期開始引進國外的調(diào)距槳生產(chǎn)技術(shù)：蘇州船用機械廠引進了KAMEWA(現(xiàn)已被ROLLSROYCE公司并購)公司的調(diào)距槳技術(shù)，生產(chǎn)的系列產(chǎn)品如KL40／3
8、。ST調(diào)距槳電液遙控系統(tǒng)取得了船級社的認(rèn)可，并經(jīng)過了實船運行的考驗。SCHOTTEL公司也在我國成立了肖特爾推進器有限公司，專門從事調(diào)距槳的研制生產(chǎn)。但國內(nèi)從事調(diào)距槳研究的科研機構(gòu)及人員較少：八十年代中期，大連海事大學(xué)的郭晨教授曾經(jīng)做過基于單片機的調(diào)距槳遙控系統(tǒng)的仿真研究；九十年代中期，上海交通大學(xué)曾在建立三軸燃氣輪機及調(diào)距槳推進裝置的實時仿真模型的基礎(chǔ)上，采用MIRAGE并行數(shù)字仿真工作站進行了全數(shù)字實時仿真[71；九十年代末期，華東船舶工業(yè)學(xué)院的科研人員采用MC68705R3單
