船舶动力装置原理与设计复习思考题(思考题部分)

船舶动力装置原理与设计复习思考题

一、课件思考题部分

第1章

1、如何理解船舶动力装置的含义？它有哪些部分组成？

答：

船舶动力装置的含义：保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。

组成部分：

1)推进装置：包括主机、推进器、传动设备。

2)辅助装置：发电机组、辅助锅炉、压缩空气系统。

3)机舱自动化设备。

4)全船系统。

5)船舶设备，主要指甲板机械。

2、简述船舶动力装置设计的特点。

答：

1)须符合船舶的特殊使用条件——船用条件，包括环境条件、空间条件;

2)须设计成具有必要的目标任务条件和合适的保障条件，包括营运条件、作业条件、研究

条件及工作条件、生活条件和生存条件。

3)须全面地综合地进行设计、进行通盘考虑，包括动力装置与总体性能、动力装置与其他

专业、动力装置内部各子系统之间的综合平衡和匹配，以实现预定的技术经济指标.

4)须全面掌握动力装置所覆盖的各技术领域，如船舶推进技术、热能转换技术、电气技术、

安全技术、消防技术、防污染技术、冷藏技术、通风和空调技术、仿真技术以及人员生活、生存技术等。

5)受控于国际公约、规则、船级社规范、船旗国法规等要求和约束。

6)须根据市场经济的特点，对设备的选用和配套应在目标成本的控制下进行。

3、简述船舶动力装置的设计的主要内容。

答：

1)主推进系统设计。包括主机选型、主机及齿轮箱配套、主机及齿轮箱和调距桨的配套等；

2)轴系设计；

3)电站设计(主电站及应急电站)；

4)热源系统设计(蒸汽、热媒油等)；

5)动力系统设计(燃油、滑油、冷却水、压缩空气、进排气、加热蒸汽或热媒油等系统)和

辅助设备选择；

6)船舶系统设计(疏排水系统，注入、测量、空气系统，供水系统，舱底水系统，压载水系

统，消防系统等，以及油船、液化气船和化学品船的专用系统)；

7)自动控制、监测、报警系统设计；

8)防污染系统设计(机舱防油污系统、油船防油污系统、生活污水防污染系统及防止有毒液

体物质污染系统等)；

9)机舱通风系统设计。

4、简述柴油机动力装置的特点。

答：

?优点：

a)有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多；

b)重量轻(单位重量的指标小)；

c)具有良好的机动性，操作简单，启动方便，正倒车迅速；

d)功率范围广。

?缺点：

a)柴油机尺寸和重量按功率比例增长快；

b)柴油机工作中的噪声、振动较大；

c)中、高速柴油机的运动部件磨损较厉害；

d)柴油机低速稳定性差；

e)柴油机的过载能力相当差

5、船舶动力装置的技术特征包括哪些技术指标？

答：

a)技术指标标志动力装置的技术性能和结构特征的参数。包括功率指标﹑质量指标和尺寸指标。

b)经济指标代表燃料在该动力装置中的热能转换率。有燃料消耗率﹑装置总效率﹑推进装置热效率﹑每海里航程燃料耗量及动力装置的运转-维修经济性。

c)性能指标代表动力装置在接受命令，执行任务中的服从性﹑坚固性和对外界条件、工作人员的依赖性。因此它包括机动性﹑可靠性﹑自动远操作性能﹑牵曳性能以及噪声振动的控制等指标

6、画简图说明推进装置功率传递过程，并解释各个效率的含义。

答：指示功率→主机额定功率→最大持续功率→轴功率→收到功率→推力功率

→船舶有效功率

?指示功率：表示柴油机气缸中气体作功的能力；

?最大持续功率（额定功率）MCR：在规定的环境状况（不同航区有不同的规定，如无限航区环境条件：绝对大气压为0.1Mpa;环境温度为45℃；相对湿度为60%；海水温度“中冷器进口处”为32 ℃和转速下），柴油机可以安全持续运转的最大有效功率；

?轴功率：指在扣除传动设备、推力轴承和中间轴承等传动设备后的输出功率；

?螺旋桨收到功率：扣除尾轴承及密封填料损失后所输出的功率。

?推力功率：是螺旋桨产生使船航行的功率。

?船舶有效功率：P e=R×V s×10-3

7、如何理解经济航速的含义？

答：

每海里航程的燃料消耗量b

n ，主机燃油消耗率为b

z

。这里的经济航速，并非船舶最大的盈

利航速，欲获得船舶最大的盈利航速，尚需考虑船舶折旧费用、客货的周转量，运输成本及利润等因素。不同的航区和船种将有其对应的最大盈利航速，需要通过调研、统计及分析加以确定。

8、谈谈你对新型船舶动力装置的认识（喷水推进、电力推进、吊舱推进、表面桨、AIP等。(书上)

第2章

1.画简图说明推进装置的组成。

答：组成：主机、传动设备、轴系和推进器。

2.推进装置的形式有哪些？有何特点？（见课本P18）

答：

?单机单桨刚性直接传动，定距螺旋桨，主机反转

?单机单桨刚性直接传动，调距桨，主机不反转

?单机单桨齿轮减速传动，定距螺旋桨，双转向齿轮箱，主机不反转

?双机单桨齿轮减速传动，定距螺旋桨，主机反转

?三机单桨齿轮减速传动，调距桨，主机不反转

?柴油机—燃气轮机单桨齿轮减速联合传动，调距桨，主机不反转

?燃气轮机—燃气轮机单桨齿轮减速联合传动，调距桨，主机不反转

?双机单桨电传动，定距螺旋桨，主机不反转

3.什么是电力传动推进装置？有哪些优缺点？适用于哪些船舶？

答：

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。主机和螺旋桨间没有机械联系，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，机动性和操纵性好；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运转性能，具有良好的拖动性能。

?缺点：能量经过两次转换，损失大，传动效率低；增加了发电机和电动机，装置总的重量和尺寸较大，造价和维修费用较贵。

适用的船舶：

4.推进装置的选择应考虑哪些问题？

答：

?按船舶用途、种类与要求

?按主机总功率的大小

?按船舶航区的吃水深度

?按推进装置的经济性

?在考虑推进装置型式时，要抓住主要矛盾，从全局的经济性出发，权衡利弊，优化方案，采用最佳的推进装置型式。

5.主机选型与螺旋桨参数确定需进行那几个阶段？各阶段的主要任务是什么？答：

a)初步匹配设计：

已知：

船舶主尺度、船舶要求的航速V

s 、船体的有效功率曲线P

e

(V)、螺旋桨的直径D或转速n

确定：

螺旋桨的效率、螺旋桨参数盘面比、螺距比p/D、螺旋桨的最佳直径、所需主机的功率b)终结匹配设计：

已知：

主机的功率与转速、船舶的有效功率曲线、传动设备与轴系的传送效率η

s 、桨的收到功率 P

d

、

船身效率η

h

等

确定：

船舶所能达到的最高航速、螺旋桨的最佳要素 ( 螺旋桨直径、螺距比及螺旋桨效率) 6.主机选型应考虑哪些问题？

答：

?重量与尺寸

?功率与转速燃油与滑油

?主机的造价、寿命及维修

?振动与噪声

?柴油机的热效率和燃油消耗率

7.轴系的基本任务是什么？由哪些部件组成？

答：

?轴系的基本任务是：连接主机(机组)与螺旋桨,将主机发出的功率传给螺旋桨,同时又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。

?轴系的组成：

1. 传动轴：中间轴、推力轴、尾轴或螺旋桨轴

2. 支承轴承：中间轴承、推力轴承及尾管轴承

3. 联轴器：固定联接法兰、可拆联轴节、液压联轴节、弹性联轴节、夹壳联轴节、齿形联轴节、万向联轴节等

4. 轴系附体（用于连接传动轴的联轴器；制动器；隔舱填料函、尾管密封；还有中间轴承、推力轴承、尾管轴承的润滑与冷却管路；接地装置；防腐蚀装置等）

5. 减速齿轮箱

6. 电气接地装置。

8.船舶推进轴系工作时，所受机械负荷有哪些？

答：

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。

9.在传动轴系中，尾轴的工作条件比较恶劣，主要表现在哪些方面？通常发生的故障有哪些？

10.轴系设计有哪些具体要求？

答：

1.有足够的强度和刚度，工作可靠并有较长的使用寿命；

2.有利于制造和安装，在满足工作需要的基础上，力求简化，使制造与安装方便并便于日常的维护保养；

3.传动损失小、合理选择轴承种类、数目及润滑方法；

4.对船体变形的适应性好，力求避免在正常航行状态下因船体变形引起轴承超负荷；

5.保证在规定的运行转速范围内不发生扭转、横向和耦合共振；

6.避免海水对尾轴的腐蚀，尾管装置具有良好的密封性能；

7.尽可能减小轴的长度和减轻轴的重量。

11.何为轴线？理想轴系是如何确定的？为什么有些船舶的轴线具有倾斜角和

偏斜角？

答：

?轴线是指主机（或离合器或齿轮箱）输出法兰端面中心至螺旋桨桨毂端面中心间的连线。

?理想轴线的布置与龙骨线平行。

有时为保证螺旋桨浸入水中有一定的深度，而主机位置又不能放低，只能使轴线向尾部有一倾斜角，轴线与基线的夹角α，一般限制在0一5°之间。双轴线时除α角外，其与船舶纵中垂面偏角β，一般限制在0-3 °，从而保证轴系有较高的推力，不会因α、β角太大而使推力损失过多。

12.中间轴轴承跨距的确定受哪些因素的影响？（轴的弯曲变形、柔性和应力）

答：

?尾管无前轴承者，则中间轴承尽量靠近尾管前密封；

?中间轴承应设在轴系上集中质量处附近，如调距桨轴系的配油箱附近

?热源附件避免设中间轴承，如滑油循环舱顶上

?每根中间轴一般只设一个中间轴承（极短中间轴不设）。

13.画简图说明螺旋桨轴尾部结构各部分的作用。

14.桨与桨轴有哪几种联结方式？

? 答：机械联接，油压无键套合联接，环氧树脂粘结。

15.螺旋桨导流罩的主要作用是什么？

答：减少桨后面的涡流损失及保持轴末端的水密性。

16.如何防止轴的腐蚀？

答：

? 轴的防腐措施一般采用的 “ 阴极保护法 ” ，或使轴和海水隔离

? 轴上涂防腐漆或镀金属

? 联合保护法：即在涂层上面又包上一层防护层，并在其上面刷涂防腐漆。

? 轴上包以橡胶复盖层

17.写出海规轴径计算的基本公式，并给出式中各量的含义。 答：)160560(3+=b e e n N FC d σ mm ? d —— 轴的直径， mm ；

? F —— 推进装置型式系数， ? F=95 ，对于涡轮推进装置﹑具有滑动型联轴节的柴油机推进装置和电力推进装置； ? F=100 ，对于所有其它型式的柴油机推进装置；

? C —— 不同轴的设计特性系数；

? Ne —— 轴传递的额定功率， kW ；

? ne —— 轴传递 Ne 的额定转速， r/min ； ? σ b —— 轴材料的抗拉强度 ? 对于中间轴，若σ b >800N/mm2 时，取 800N/mm2 ? 对于螺旋桨轴和尾管轴，若σ b >600 N/mm2 时，取 600 N/mm2 。

34a 0c d d -11d ???? ??=

mm （轴的孔径大于0.4d 时） dc ——修正后轴的直径；d ——轴的计算直径；d0轴的实际孔径；da 轴的实际外径。

18.如何进行中间轴、螺旋桨轴的强度校核计算？

答：

19.在轴的强度校核计算中，如何确定许用安全系数？

答：

许用安全系数由以下原则确定：1.轴的负荷情况；2.材料性质及加工、装配质量；3.军用船舶轴系的工作条件较好，为了减轻重量采用较低的安全系数。

20.滑动式中间轴承润滑性能的校核应从哪些方面着手？

答：

应从承载能力、最小油膜厚度、轴承工作时的温度。

21.简述滑动式中间轴承和滚动式中间轴承的特点。

答：滑动式中间轴承：优点：结构简单，工作较可靠；承受载荷较大，抗

振抗冲击性好；安装修理方便；制造成本低。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。

滚动式中间轴承：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。缺点：工作噪声大；轴承为非剖分式，为能安装，中间轴至少一端用可

拆联轴节；承载能力小；安装工艺要求高。

22.画简图说明油楔形成原理。

答：见课本P139

23.选择滑动式推力轴承主要应考虑哪些参数？

答：

轴承间隙Δ =0.001d+0.10mm

极限间隙：Δj=2.5Δ

长径比L/d =0.8-1.2

承载能力的校核

24.简述隔舱填料函的作用、要求及结构形式。

答：

?作用：保证水密性，防止海水进入水密舱室。

?要求：1.在传动轴通过隔舱填料函时，无论轴系转动与否，应能承受一定的水压不发生泄漏；2.拆装方便，能在舱壁的一侧调整其松紧；3.外形尺寸小，结构简单，重量轻；4.

当轴正常工作时，温度不超过60℃。

?结构形式：整体式和可分式。可分式有两种形式：1.填料函孔与轴同心布置；2.填料函体外形为椭圆，其轴线对函体偏心布置。

25.尾管装置的任务是什么？由哪几部分组成？有几种结构形式？

答：

?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。?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。

?按润滑方式可分为油润滑和水润滑尾管装置两种。

26.简述白合金轴承、橡胶轴承、铁梨木轴承和赛龙轴承的特点。

答：

?白合金轴承：耐磨性好，不伤轴颈，抗压强度较高，散热性好，不易发生发生摩擦发热而致烧轴。

?橡胶轴承：

?铁力木轴承：适用于水润滑，重量大，具有抗腐蚀性能。

?赛龙轴承：

27.何为轴系的合理校中？有哪些计算方法？

答：

?在规定的负荷、应力、转角等限制条件下，通过校中计算确定各轴承的合理位移，使轴系中各轴承负荷分配合理，确保轴系可靠的运转。

?计算方法有：有限元法、传递矩阵法、三弯矩方程法。

28.船舶推进轴系的技术状态通常从哪几方面检查？

第3章

1.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

2.片式摩擦离合器摩擦面的尺寸由哪些因素决定？如何考虑？

答：

3.简述多片式离合、倒顺、减速齿轮箱的原理。

答：P164

4.船用齿轮箱主要性能指标有哪些？

答：

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

5.如何选用船用齿轮箱？

答：

a)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（注意船级社的不同）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。

6.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

7.如何选择弹性联轴器？

答：

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。

第4章

1.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。

?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。

?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、货油系统等。

2.燃油的质量指标有哪些？

答：

?影响燃油燃烧性能的质量指标: a.十六烷值 b.柴油指数 c.馏程 d.发热值 e.粘度?影响燃烧产物构成的质量指标： a.硫分b.灰分c.沥青分 d.残碳值 e.钒和钠的含量?影响燃油管理工作的质量指标： a.闪点b.密度c.凝点 d.浊点 e.倾点 f.水分和机械杂质

3.画简图说明燃油管路的主要功用（图略）

答：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。

4.画简图说明日用油柜的结构特点

答：

日用油柜为箱体，一般用钢板焊接而成，为能承受柜内液体的压

力，通常在其内壁设加强筋和衬板。其上一般设有注入管，用于

注入燃油；输出管用于输出燃油；透气管使柜内与大气相通，以

利燃油进出油柜；溢流管用来将超出油柜贮量的油溢出，并流回

油舱；液位计用来观察燃油的消耗情况；打开手孔（或人孔）盖

即可清除柜中油渣；置于油柜下方的放水阀可放出存于油柜底部

的油水混合液体。透气管与溢流管直径一般略大于输入管。燃油

舱柜的出口设速闭阀。（燃油日用油柜结构示意图1-箱体；2-注

入管；3-输出管；4-透气管；5-溢流管；6-液位计；7-手孔（人孔）盖；8-放水阀）

或者答：

1.日用油柜为箱体，一般用钢板焊接而成，为能承受柜内液体的压力，通常在其内壁设加强筋和衬板。

2.注入管，用于注入燃油；

3.输出管用于输出燃油；

4.透气管使柜内与大气相通，以利燃油进出油柜；

5.溢流管用来将超出油柜贮量的油溢出并流回油舱；

6.液位计用来观察燃油的消耗情况；

7.打开手孔(或人孔)盖即可清除柜中油渣；

8.置于油柜下方的放水阀可放出存于油柜底部的油水混合液体。透气管与溢流管直径一般赂大于输入管。

5.油舱总容积在理论计算的基础上，还应该考虑哪些系数？

答：辅机负荷系数、容积系数、储备系数。

6.燃油管路设计要求。

答：

?燃油系统应保证在船舶横倾10 纵倾7 的情况下，管路仍能正常供油。为此，各舱(柜)间应有管路连通，管路上应装截止阀，以便关断，保证船舶倾斜时正常供油。每台主机应设置独立的日用油柜。

?为保证系统连续供油，大中型船舶设置独立驱动的燃油输送泵，小型船舶设手动泵。如依靠重力油柜供油，则油柜必须位于柴油机高压油泵上方至少1m处。现代低速柴油机加压燃油系统还需增设燃油加压输送泵。

?各油舱、油柜供油管路上的截止阀或旋塞应设置在舱（柜）壁上；双层底以上的储油舱(柜)的供油出口应安装速闭阀，以便在机舱以外易于接近的安全处遥控关阀。遥控方式可用油压、气压或钢丝绳等进行控制。小于500总吨的船舶，仅需在日用燃油柜上设遥控关闭装置。

7.滑油管路的功用、组成、种类

答：

●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。

8.简述船舶设计对滑油管路的要求。

答：

（1）滑油管系的布置应保证船舶在一定的横倾和纵倾范围内可靠地供油。同时，应尽可能缩短管子长度。

（2）滑油循环泵的布置应使吸入管长度尽可能短，因此油泵应尽量靠近柴油机或循环油柜。

（3）为了减少管路阻力和管路振动现象，在滑油循环泵到过滤器管路上要使弯头尽可能少，并缩短此管路长度。

(4) 滑油过滤器前后要装设压力表，管路中还应设低压警报器，以检测和控制滑油的工作压力。

(5)滑油贮存柜要靠近甲板注油口，并有一定高度，以借重力给循环柜补充滑油或进入驳油泵。

(6) 如果增压器采用强制循环式压力润滑，则设置增压器滑油重力柜作为应急用，重力柜的高度必须在增压器轴线上方约12m处。

9.冷却管路的功用和主要形式

答:

?功用:

冷却管路的功用是对船舶上需要散热的机械设备供以足够的液体(淡水、海水、江水和冷却油)进行冷却，以保证其正常工作。

?形式:

a.开式冷却管路

冷却液体为舷外水(海水、江水)，舷外水由船外吸进，冷却机械设备后，仍排出船外，进行开式循环，又叫直接冷却。

b. 闭式冷却管路

由淡水泵吸入淡水对主辅机进行冷却，舷外水则通过淡水冷却器带走淡水的热量，又叫间接冷却。

c. 集中式冷却管路

用一个中央冷却器取代管路中服务于不同冷却对象的各分冷却器，进行海水和淡水的热量交换。

d. 舷外冷却管路

将淡水冷却器装在船舶水线以下船壳的外板上，利用舷外水进行自然冷却。

10.船舶柴油机的冷却系统中所使用的冷却介质有哪些？其各有什么特点？答：

?海水：水质差，对金属壁有腐蚀作用并在冷却空间沉淀水垢，使传热条件变化，金属壁过热受损；但水源丰富。

?淡水：水质好，不会产生堵塞流道和盐析现象，积垢少

?冷却油：

11.简述冷却管路的功用和形式。

答：

?是对主辅柴油机、主辅机的滑油冷却器、淡水冷却器等热交换器、轴系中的齿轮箱、轴承、尾轴管等需要散热的设备供以足够的淡水、江水、海水或冷却油，进行冷却，以确保其在一定温度范围内可靠工作。

?分为开式冷却系统和闭式冷却系统。

12.画简图说明开式冷却管路的原理和特点.

答：

（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。

13.闭式冷却管路的原理和特点

答：图为闭式冷却管路原理图

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。

14.膨胀水箱的作用

答：

?膨胀：适应管路内淡水随温度变化而产生的体积变化；

?透气：在柴油机的淡水管最高处接出透气管与膨胀水箱上部相通，让淡水中分离出来的

汽体逸入大气；

?保持水压：位于淡水泵吸入端前，使吸入管路保持一定的水压，防止产生汽化现象；

?补水：各管路中补充淡水。

?投药：对淡水水质进行处理。

15.为什么船舶要设低位和高位海底门？有何要求？

答：

?设低位海底门可以避免：当船舶在海上运行时，由于风浪引起海底门出口处的阻力增大，

影响其性能。

?设高位海底门可以避免：当船舶在河道或浅海区运行时，泥沙进入船内。

?要求：

?船舶机舱至少设两个海底门，布置在船舶的左右两舷，低位海底门在机舱底部，高位

海底门则设与舭部。对于大型船舶尾机舱，海底门要尽量布置在机舱前部，以避免吸入空气和污水。

?海底门应设隔栅或孔板，以阻挡大的污泥杂质进入海水管路。

?海水箱上应设透气管，压缩空气管和蒸汽管，以便吹除污物和冰粒等。

16.海底门结构特点

答：

17.冷却水进出柴油机的温度有何要求？为什么？

答：

?柴油机工作时，冷却水的正常温度应保持在75~90℃，此时柴油机可发出最大功率，燃油

消耗最经济，机件磨损也不大。

?原因：

1)冷却水温度过高对柴油机的影响：加速零件磨损；零件配合间隙被破坏，强度下降；充

气量减少，功率降低；

2)冷却水温度过低对柴油机的影响：热损失增加，燃料消耗量增大；燃烧恶化，整机性能

变坏；加速零件磨损，输出功率减少。

18.画简图说明温度调节器的作用。（图略）

答:

当柴油机运行时，其工作温度将随其负荷及环境温度而变化，为了能使柴油机正常工作，冷却水管路应该保持其温度变化尽可能小，并限制它在一定范围。通过温度调节器可控制此旁通水量，从而控制冷却水在一定温度范围内。

温度调节器主要包括两部分：一是三通阀，使从柴油机出来的热水，一路通向淡水冷却器，另一路通到淡水冷却泵进口；二是感温机构，主要由感温体和调节阀组成。

19.简述船舶设计对冷却管路的要求。

答：

a)冷却管系的布置，要可以有效的调节冷却水的进水温度，闭式冷却系统要有淡水膨胀水

箱

b)冷却泵至少连接于不少于2个舷外海水吸口

c)海水冷却系统必须设有海水吸入滤器

d)主柴油机闭式冷却管系应按需要装设适当的加热设备或与辅机淡水冷却管路连通，以备

主机暖缸

e)以柴油机作为主推进装置的船舶，冷却水泵的配备与柴油机的台数、用途、和所采用的

冷却水系统有关，必须要满足相关规范的要求。

f)多台辅柴油机共用一个冷却水系统时，需设备用泵。所以用海水冷却的装置，均应有防

腐措施。

g)航行于冰区的船舶，其冷却水系统应确保船舶冰区航行时冷却水的供给。

h)为使柴油机冷却系统不遭受腐蚀和结垢，通常在冷却水中加入处理药剂。

i)在高温淡水冷却泵及低温淡水冷却泵的出口应装截止止回阀。

j)海水箱应设透气管、压缩空气管和蒸汽管，以便吹除污物和冰粒等。

k)海水管路的布置应在满足对各种设备的压力和温度参数的要求下，力求设备能量小、管路短、方便操纵和检修。

20.压缩空气在船上的主要用途

答：

1)柴油机起动

2)柴油机换向

3)离合器操纵

4)海底门、排水集合井、油渣柜的冲洗

5)压力柜的充气海、淡水压力柜和液压装置中的压力油柜等的充气

6)气笛、雾笛的吹鸣

7)气动仪表和阀件的操纵使用

8)灭火剂的驱动喷射

9)军用船舶上武器装备的发射和吹洗；

10)杂用

21.空气瓶上有哪些附件及作用？

答：

?空气瓶的主要附属设备有充气阀、出气阀、压力表、安全阀和泄水阀等，一般安装在瓶

头上。

?作用：

22.简述船舶设计对压缩空气管路的要求。

答：

●答案一：

?用压缩空气管系启动的主机，必须有独立的空气压缩机。

?空气瓶的布置，可以直立或卧放，一般放在船体结构较强的部位。

?在空压机向空气瓶充气的管路上，应装气水分离器。在空压机、空气瓶、冷却器和减压

阀的出口管路上，须装设压力表和安全阀。

?压缩空气管系一般采用集中供气方式

●答案二：

?用压缩空气起动的主机，必须有独立的空压机。空压机应布置在船体结构较强的部位，或予以专门加强。为保证空气质量，空压机不能布置在易吸入高温多潮的空气或油气的地方。

?空气瓶的布置，可以直立或卧放，一般放在船体结构较强的部位。卧放时，其底座最好能与船体横梁或甲板纵骨相重合，并有一定的斜度，以利泄放存水。

?在空压机向空气瓶充气的管路上，应装气水分离器，其排出气体的温度不得超过 180 ，为此采用多级压缩机和中间冷却方式来解决。

?在空压机、空气瓶、冷却器和减压阀的出口管路上，须装设压力表和安全阀。安全阀的开启压力为工作压力的1.1倍，若工作压力为0.98MPa以下者，则安全阀开启压力为高于工作压力0.98MPa。

?充满空气瓶的时间不超过1小时，其压力为从0.69MPa充到2.94MPa。小船设手摇空压机。

?空气瓶的容量，应在不充气的情况下，保证可换向的柴油机从冷机连续起动12次，不可换向的柴油机连续起动6次所需空气量。

?辅机起动空气瓶容量应满足连续起动6次所需空气量。

23.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。

24.排气管路的功用是什么？有哪几种形式？

答：

?排气管的功用是将主、辅柴油机及辅锅炉的废气排到机舱外的大气中去，使机舱保持良好的环境。此外，还要考虑降低排气噪声、余热利用和满足特殊要求(熄灭废气中的火星)。?柴油机的排气是由各气缸排出汇集于排气总管，然后经过废气涡轮增压器、补偿装置、废气锅炉或消声器排入大气，其形式有水上排气和水下排气两种。水下排气用在军用船上较多。

25.舱底水系统作用，其布置设计有何特点？

答：

作用：抽除舱底积水；此外当发生海损事故，船体破损而大量进水时．舱底水系统也担负着排出的任务。

舱底水系统吸口的布置设计：

?吸入口应布置在每个舱底的最低处。

?在有舭水沟的舱室，设于该舱两舷的最低一端；

?当无舭水沟时，则要在两舷或中剖面处设污水井以便吸出。

?机舱内至少设两个吸口，并且至少有1个通过吸入支管与舱底水泵直接相连，其余则可经过舱底水总管到舱底水泵。

?为在机舱破损时应急排水，一般还应设有接至主冷却海水泵的应急排水支管，并应装设截止止回阀。不必配置泥箱，阀杆应适当延伸以使手轮在花钢板以上的高度至少为460mm，并设醒目的标示牌。若主冷却水泵不适合用于抽除舱底水时，则应总舱底水吸口可接至除舱底泵外的最大排量的一台动力泵舱底水吸口。

?除舱底水应急吸口外，机舱和轴隧内的舱底水吸口均设置泥箱，直管下端或应急吸口不得装设滤网。

?货舱及除机器处所和轴隧外的其他舱室舱底水吸入管的开口端，应封闭在网孔直径不大于10mm的滤网箱内，滤网的流通面积应大于该舱底水吸入管截面积的两倍。

舱底水系统管隧的布置设计：

?管路布置应便于操纵管理．并且要尽量减少隔舱壁开孔。

?机舱后各货舱和轴隧等处的舱底水抽吸支管，往往通过轴隧接至机舱内的舱底水总管。?不少大型船舶从机舱前部至首尖舱为止，在船舶纵中剖面附近专门设一管隧，将舱底水管(包括压载水管)铺设其中。187

舱底水系统水泵的布置设计:

?支管式：对各需要排水的舱室，从每个吸口引出支管通过截止止回阀或截止止回阀箱，经舱底水总管接至舱底泵。

?单总管式：单总管式多用在带管隧的大型船上，总管敷设在管隧内，并在适当部位引出各舱室支吸管，各支吸管上的阀件设在管隧内，一般为遥控式的截止止回阀，这些阀件既能就地操作也可从控制室进行遥控液压或气压操纵，单总管的管径应与机舱内舱底水总管管径相同，并在机舱内装设单总管截止阀。

?混合式

26.舱底水油水分离器应满足哪些要求？

答：

要求：

?舱底水经处理后应达到所规定的排放标准。

?在15度倾斜下仍能正常工作。

?能自动排油。

?造简单、体积小、重量轻、易于检修。

27.压载系统的主要功用是什么？其主要形式有哪些？

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。

?压载水管系的主要形式：

1）：支管式：适用于双层底内压载舱，且压载管径较小、压载舱数不多的小型船舶。

2）：总管式：阀门一般采用遥控阀门。

3）：环形总管式：大中型船舶上被广泛采用。

4）：管隧式及半管隧式。

28.各系统一般选用的泵的型式。

答：

29.压载系统的布置设计有何特点？

答：

?压载水在管内的流动是“有进有出”。即要通过同一管道将压载水注入某压载水舱和自该舱排出压载水．因此在管系中不可设置止回阀，而要通过截止阀箱调驳。

?在大型船舶上，为防止海水自压载水管泄漏至货舱，压载水管都敷设在双层底舱中央的管弄内。其吸入口在各舱的布置，应有利于压载水的排出。

?首尖舱和尾尖舱的压载水管穿过首、尾隔舱时，最好设有可在上甲板启闭的闸阀，以便在船体首尾部撞破时立即关闭闸阀，防止舷外水进入压载水系统。

30.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。

31.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。

32.从总体上说，管路的布置应满足哪些要求？

第5章

1.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。

2.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。

3.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。

4.下列哪些属于稳定工况？哪些属于变动工况？

前进工况后退工况变速工况系泊工况拖顶工况制动工况

5.什么叫柴油机特性？研究柴油机特性的目的是什么？

答：柴油机特性：是指柴油机的性能及主要参数与运转情况之间的变化关系，主要有：速度特性、负荷特性、调速特性、万有特性及减额功率输出特性、限制特性、推进特性。

目的：

6.什么叫柴油机工况？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。

7.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。

8.何谓柴油机的负荷特性？有何实用意义？

答：

负荷特性是指在某一固定不变的转速下，柴油机的性能参数随负荷变化的规律。

意义：1.确定非增压柴油机的标定工况；

2.常在柴油机调试、改变设计时用作检验调试效果

3.作为带发电机工作的特性；

4.测出不同转速的负荷特性，用于制取万有特性。

9.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，按螺旋桨特性工作室，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。

10.柴油机的万有特性有何实际意义？

答：

1.选配柴油机；

2.确定柴油机的允许工作界限；

3.用于检查柴油机的工作状态。

11.解释桨叶、桨毂、螺旋桨直径、螺距、螺距比、盘面比、叶数、叶背、叶

面、叶梢、叶根、导边、随边、左（右）旋。

答：

12.何谓螺旋桨进速？他和船速有何差别？

答：

13.如何描述螺旋桨的敞水特性？

答：

14.画简图说明柴油机的允许使用范围。

15.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。

16.画图分析不同螺距比对柴油机工作的影响？

答：

17.指出图中各线的含义，并说明I、II、III区的意义。

答：

18.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。

19.现代船用大型柴油机在选配螺旋桨时为什么均留有一定的功率储备

答：

船舶在航行中遇到风浪或使用一段时间后因污底而使船体阻力增加，这会导致螺旋桨加“重”，进而导致转速和功率降低。为了保证在长期运行期间主机负荷不会过重，就要在选螺旋桨时留有一定的功率储备。

20.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。

21.简述单机直接带桨的特点，画简图说明其配合特性。

答：

22.减速传动有何意义？

答：

23.简述双机并车的特点，并说明其配合特性。

答：优点：

24.多机多桨传动有何优点？

答：

1.明显减少了剩余功率范围。

2.一旦某台主机发生了故障，船舶仍可继续航行，提高了装置的可靠性。

3.对工况多变和装载多变的舰船，相应地具有较好的操作性。同时，主机可以轮换工作、方便维修，总体上可以延长装置的寿命。

25.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。

26.画出系泊工况的配合特性图，并加以说明。

答：

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=(0.8~0.85)nA.