经典故障树分析方法案例
电力设备的故障诊断与故障树分析
电力设备的故障诊断与故障树分析电力设备故障的诊断与修复对于保障电力系统的稳定运行至关重要。
而其中一种常见和有效的方法是故障树分析。
故障树分析是一种定性的分析方法，通过对故障的逻辑关系进行推理和分析，找出导致故障发生的根本原因，进而制定相应的修复措施。
本文将介绍电力设备故障诊断的一般步骤以及如何运用故障树分析方法。
一、电力设备故障诊断的一般步骤1. 收集故障现象和数据在进行故障诊断之前，首先需要收集电力设备故障的现象和数据。
这包括通过仪器仪表获取的参数、设备的运行状态、故障前的预警信息等。
通过收集这些信息，可以更好地了解故障的性质和表现。
2. 初步判断故障类型根据收集到的故障现象和数据，初步判断故障的类型。
电力设备故障可以分为电气故障、机械故障、过载故障等不同类型。
初步判断可以帮助缩小故障范围，提高诊断效率。
3. 寻找故障原因根据故障类型的初步判断，进一步寻找故障的具体原因。
这可以通过检查电力设备的相关部件、分析数据记录以及借助专业仪器进行测量等方式来实现。
在寻找故障原因的过程中，需要有系统性的思维，排除一些常见且可能造成故障的因素。
4. 故障树分析如果上述步骤无法确定故障根本原因，可以运用故障树分析方法。
故障树分析通常使用逻辑门进行推理和分析，并将导致故障的各个因素进行组合，得出导致故障的最基本原因。
在故障树分析中，识别最顶层事件是非常重要的，这将帮助确定最佳的修复方案。
5. 制定修复措施最后，根据故障树分析的结果，制定修复措施。
修复措施可能涉及更换故障部件、优化系统参数、加强维护等方面。
制定修复措施时，需要综合考虑成本、效果和时间等因素。
二、故障树分析方法故障树分析方法是一种建立逻辑关系图的定性分析方法，它通过分析事件之间的逻辑关系，找出导致事故或故障发生的最基本原因。
下面是一个简单的故障树分析图的例子：（在此插入一个故障树分析图的示意图）在这个故障树分析图中，最顶层事件是故障的发生，而根本原因可以通过多个逻辑门的组合来确定。
设备故障分析方法—故障树分析法
设备故障分析方法—故障树分析法1.故障树分析法的产生与特点从系统的角度来说，故障既有因设备中具体部件（硬件）的缺陷和性能恶化所引起的，也有因软件，如自控装置中的程序错误等引起的。
此外，还有因为操作人员操作不当或不经心而引起的损坏故障。
20世纪60年代初，随着载人宇航飞行，洲际导弹的发射，以及原子能、核电站的应用等尖端和军事科学技术的发展，都需要对一些极为复杂的系统，做出有效的可靠性与安全性评价；故障树分析法就是在这种情况下产生的。
故障树分析法简称FTA (Failute Tree Analysis)，是1961年为可靠性及安全情况，由美国贝尔电话研究室的华特先生首先提出的。
其后，在航空和航天的设计、维修，原子反应堆、大型设备以及大型电子计算机系统中得到了广泛的应用。
目前，故障树分析法虽还处在不断完善的发展阶段，但其应用范围正在不断扩大，是一种很有前途的故障分析法。
总的说来，故障树分析法具有以下一些特点。
它是一种从系统到部件，再到零件，按“下降形”分析的方法。
它从系统开始，通过由逻辑符号绘制出的一个逐渐展开成树状的分枝图，来分析故障事件（又称顶端事件）发生的概率。
同时也可以用来分析零件、部件或子系统故障对系统故障的影响，其中包括人为因素和环境条件等在内。
它对系统故障不但可以做定性的而且还可以做定量的分析；不仅可以分析由单一构件所引起的系统故障，而且也可以分析多个构件不同模式故障而产生的系统故障情况。
因为故障树分析法使用的是一个逻辑图，因此，不论是设计人员或是使用和维修人员都容易掌握和运用，并且由它可派生出其他专门用途的“树”。
例如，可以绘制出专用于研究维修问题的维修树，用于研究经济效益及方案比较的决策树等。
由于故障树是一种逻辑门所构成的逻辑图，因此适合于用电子计算机来计算；而且对于复杂系统的故障树的构成和分析，也只有在应用计算机的条件下才能实现。
显然，故障树分析法也存在一些缺点。
其中主要是构造故障树的多余量相当繁重，难度也较大，对分析人员的要求也较高，因而限制了它的推广和普及。
故障树十大经典案例分享
故障树十大经典案例分享一、汽车打不着火的故障树案例。
你有没有遇到过早上急着出门，汽车却怎么也打不着火的情况？这就像一个倔强的家伙，任你怎么转动钥匙就是不吭声。
故障树的顶事件就是“汽车无法启动”。
那原因可能有哪些呢？首先是电源方面，就像人没吃饱饭哪有力气干活呀。
电瓶没电了，可能是你前一天忘记关大灯，电瓶把电耗光了。
还有可能是电瓶本身寿命到了，就像人老了干不动了一样。
然后是油路的问题。
油泵要是不工作，那汽油就送不到发动机里去，就像快递员罢工了，包裹到不了目的地。
可能是油泵坏了，或者油泵的保险丝烧了，这就好比是快递员的交通工具坏了或者他走的路被堵住了。
再就是点火系统。
火花塞要是不打火，汽油就没法燃烧，这就像炉灶没火，菜怎么能炒熟呢？火花塞可能积碳太多了，就像炉灶的出火口被油垢堵住了，也可能是点火线圈故障，这就像炉灶的点火装置坏了。
二、电脑蓝屏故障树。
顶事件“电脑蓝屏”。
硬件方面可能是内存条出问题了。
就像一个团队里的某个成员突然犯迷糊了。
内存条松动或者内存条本身有损坏，数据就不能正常传输了。
还有可能是硬盘故障，硬盘就像一个大仓库，如果仓库管理混乱或者仓库本身结构有问题，那里面的数据读取就会出错，导致蓝屏。
软件方面呢，可能是驱动程序不兼容。
这就好比两个合不来的人非要在一起工作，肯定会出乱子。
比如你刚装了一个新的显卡驱动，结果和电脑里的其他软件或者系统不兼容，就容易蓝屏。
还有可能是系统文件损坏，就像一本书缺页了，系统运行到那部分就会出错。
三、手机死机故障树。
手机死机也是很让人头疼的事。
“手机死机”是顶事件。
电池问题是一个因素，要是电池老化，电量供应不稳定，就像手机的能量来源时有时无，手机就容易死机。
就像一个人一会儿有力气一会儿没力气，啥也干不好。
另外，运行的程序太多也会死机。
就像一个人同时做很多件事，忙得晕头转向。
比如说你开了好多后台程序，像微信、游戏、视频软件都在后台运行，手机的内存和处理器就会不堪重负，然后就死机了。
系统可靠性设计中的故障树分析案例分享
系统可靠性设计中的故障树分析案例分享在工程设计领域，系统可靠性是一个至关重要的问题。
无论是在航天航空、汽车工业、电力系统还是医疗设备等领域，系统的可靠性设计都是至关重要的。
而在系统可靠性设计中，故障树分析是一个被广泛应用的方法，它可以帮助工程师们找出系统中的潜在故障原因，进而制定相应的改进措施。
故障树分析是一种定量分析方法，它可以用来分析系统中可能导致故障的各种原因，并将这些原因按照逻辑关系组合成一棵“树”，从而找出系统发生故障的概率。
下面，我们将通过一个案例来具体了解故障树分析在系统可靠性设计中的应用。
案例：飞机液压系统故障树分析假设我们需要对一架飞机的液压系统进行可靠性分析，我们首先需要确定故障树的顶事件，即飞机液压系统发生故障。
然后，我们可以根据该事件下可能的导致原因进行分类，并逐步构建故障树。
首先，我们可以将导致液压系统故障的可能原因分为两类：机械故障和操作失误。
而对于机械故障而言，可能的原因包括液压泵故障、液压管路泄漏、液压油温过高等；而对于操作失误而言，可能的原因包括操作人员疏忽、操作程序错误等。
接下来，我们可以进一步对每个可能原因进行细分。
以液压泵故障为例，可能的原因包括液压泵内部零部件损坏、液压泵密封圈老化等。
而对于操作人员疏忽而言，可能的原因包括操作手册不清晰、操作人员疲劳等。
通过不断地细分，我们最终可以构建出一棵完整的故障树，从而找出导致飞机液压系统故障的各种可能原因，并计算出各个原因发生的概率。
通过这种方法，我们可以有针对性地对系统进行改进，提高飞机液压系统的可靠性。
除了飞机液压系统，故障树分析在其他系统设计中也有着广泛的应用。
比如在汽车工业中，可以通过故障树分析来找出可能导致汽车刹车系统故障的原因；在电力系统领域，可以通过故障树分析来找出可能导致输电线路故障的原因。
通过这种方法，工程师们可以更好地理解系统的脆弱环节，从而有针对性地进行改进和优化。
然而，值得注意的是，故障树分析作为一种定量分析方法，其结果往往受到输入参数的影响。
(完整版)故障树分析法
什么是故障树分析法故障树分析(FTA)技术是美国贝尔电报公司的电话实验室于1962年开发的，它采用逻辑的方法，形象地进行危险的分析工作，特点是直观、明了，思路清晰，逻辑性强，可以做定性分析，也可以做定量分析。
体现了以系统工程方法研究安全问题的系统性、准确性和预测性，它是安全系统工程的主要分析方法之一。
一般来讲，安全系统工程的发展也是以故障树分析为主要标志的。
1974年美国原子能委员会发表了关于核电站危险性评价报告，即“拉姆森报告”，大量、有效地应用了FTA，从而迅速推动了它的发展。
什么是故障树图(FTD)故障树图 ( 或者负分析树)是一种逻辑因果关系图，它根据元部件状态(基本事件)来显示系统的状态(顶事件)。
就像可靠性框图(RBDs)，故障树图也是一种图形化设计方法，并且作为可靠性框图的一种可替代的方法。
一个故障树图是从上到下逐级建树并且根据事件而联系，它用图形化"模型"路径的方法，使一个系统能导致一个可预知的，不可预知的故障事件（失效），路径的交叉处的事件和状态，用标准的逻辑符号(与，或等等)表示。
在故障树图中最基础的构造单元为门和事件，这些事件与在可靠性框图中有相同的意义并且门是条件。
故障树和可靠性框图(RBD)FTD和RBD最基本的区别在于RBD工作在"成功的空间"，从而系统看上去是成功的集合，然而，故障树图工作在"故障空间"并且系统看起来是故障的集合。
传统上，故障树已经习惯使用固定概率(也就是，组成树的每一个事件都有一个发生的固定概率)然而可靠性框图对于成功(可靠度公式)来说可以包括以时间而变化的分布，并且其他特点。
故障树分析中常用符号故障树分析中常用符号见下表:故障树分析法的数学基础1.数学基础(1)基本概念集:从最普遍的意义上说，集就是具有某种共同可识别特点的项(事件)的集合。
这些共同特点使之能够区别于他类事物。
并集:把集合A的元素和集合B的元素合并在一起，这些元素的全体构成的集合叫做A与B的并集，记为A∪Ｂ或A+B。
故障树(FTA)方法详细讲解ppt课件
路集、最小路集概念
路集：故障树中一些底事件的集合，当这些底事件 同时不发生时，顶事件必然不发生；
最小割集：若将路集中所含的底事件任意去掉一个 就不再成为路集了，这样的路集就是最小路集。 16
最小割集的意义
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案例一：故障树分析法在化学生产上的应用
化工生产常处于易燃、易爆、有毒的生产环境中，经常会引发各类事故。[3]拟建的亚洲首家甲醇 羰基化合成醋酐生产即属此类。应用FTA对其进行分析，目的在于找出事故发生的基本原因事件， 以便对甲醇羰基化生产醋酐采取安全措施和加强安全监控。
1.甲醇羰基化生产醋酐合成反应釜爆炸事故树的编制
故障树指用以表明产品哪些组成部分的故障或外 界事件或它们的组合将导致产品发生一种给定 故障的逻辑图。
故障树是一种逻辑因果关系图，构图的元素是 事件和逻辑门
事件用来描述系统和元、部件故障的状态 逻辑门把事件联系起来，表示事件之间的逻辑关系
4
基本概念
故障树分析（ FTA ）
通过对可能造成产品故障的硬件、软件、环境、 人为因素进行分析，画出故障树，从而确定产 品故障原因的各种可能组合方式和(或)其发生 概率。
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最小割集比较
根据最小割集含底事件数目(阶数)排序，在各个 底事件发生概率比较小，且相互差别不大的条件 下，可按以下原则对最小割集进行比较：
阶数越小的最小割集越重要 在低阶最小割集中出现的底事件比高阶最小割集中的
底事件重要 在最小割集阶数相同的条件下，在不同最小割集中重
复出现的次数越多的底事件越重要
顶事件 T
X1
中间事件 M
故障树分析FTA
析的事件。
它表示省略事件，主要用于表示不必 菱形の枠 进一步剖析的事件和由于信息不足，
不能进一步分析的事件 。
ａ ａ FTA图示上表示关联部分的移动或者 (IN) (OUT) 三角形の是枠 连接。三角形顶上的线表示向此方
向移动，横向的表示横向移动。
X
表示出现所有输入现象时才会引起输
故障树分析 (Fault Tree Analysis)
何谓FTA？
原因
问题
原因
原因
• 一个问题不只有一个原因。
何谓FTA？
滑跤了
跌跤了
绊倒了
踩空了
何谓FTA？
原因
原因 = 问题
原因
原因
• 有时原因也是问题。 • 此外,对于问题也有很多的原因。
何谓FTA？
鞋底磨光
滑倒了 = 为什么滑倒了？
（※在原理上是摩擦 系数太小）
火种
起火 and
燃烧物
起火是因为有「火种」而且还有 「燃烧物」才会发生。
→双方只要一个不存在,就不会 发生「and」。
车祸 or
打瞌睡 速度太快
交通事故因「打瞌睡」发生,也会 因「速度太快」而发生。
→只要有一个存在,就会发生 「or」。
FMEA与FTA
目的 对象
重点 方法 输入 输出
FMEA 分析识别缺陷
故障树分析的基本程序
6.画出故障树: 从顶上事件开始，采取演绎分析方法，逐层 向下找出直接原因事件，直到所有最基本的事件为止。每 一层事件都按照输入（原因）与输出（结果）之间逻辑关 系用逻辑门连接起来。这样得到的图形就是事故树图。要 注意，任何一个逻辑门都有输入与输出事件，门与门之间 不能直接相连。初步编好的事故树应进行整理和简化，将 多余事件或上下两层逻辑门相同的事件去掉或合并。如有 相同的子树，可以用转移符号表示省略其中一个，以求结 构简洁、清晰。
经典故障树分析方法案例
扭矩自动顺桨停车
顺桨泵供高压油 （65±10）kgf/cm2 飞机顺桨泵 飞机顺桨继电器工作 当扭矩压力下降到（10±1） 扭矩自动顺桨传感器 kgf/cm2以下时，扭矩顺桨传 感器的顺桨开关接通 油门35.5°～37.5°以上接通燃油调节器连锁机构 扭矩压力252 kgf/cm2以上扭矩顺桨传感器的准备 1 顺桨开关接通，使飞机准备顺桨继电器工作并自锁
2013-11-4 17
c将发动机停车开关扳到“关闭”位置。 d将油门杆扳回到0°位置，并关掉防火开关。不 论螺旋桨是否进入顺桨，都要用液压系统对发动 机再次顺桨 e如果螺旋桨自动回桨，应该再次用AN-12顺桨按 钮使之顺桨。
2013-11-4
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在下降中一台发动机失效 下降中，当发动机的工作状态低于油门杆位置 24°时，如果一台发动机失效，螺旋桨不会自 动顺桨，而是自转状态，必须立即用顺桨按钮 使失效发动机的螺旋桨顺桨，关闭失效发动机 的防火开关，并用液压系统再次顺桨，将发动 机停车开关放在“关闭”位置。
FTA故障树分析实例教学
2013-11-4
1
螺旋桨顺桨系统FTA故障树分析
学习要求
能够综合运用故障树分析复杂机电液系统的重大故 障和事故。
教学内容
产品描述 产品FTA约定与要求 建立产品故障树 FTA分析要求
2013-11-4
2
顺桨系统概述
什么是顺桨？
对于多发动机螺旋桨飞机，当发动机处于停车状态 时，必须将该发动机的螺旋桨处于顺桨状态，即将桨叶 置于最小飞行阻力的位置，这样使该发动机螺旋桨的迎 面阻力最小，产生的偏航力矩也最小，便于操纵飞机保 持单发直线飞行，防止灾难性事故的发生。
2013-11-4 8
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2018/11/9
9
功能和原理-负拉力自动顺桨
发动机减速器上装有负拉力自动顺桨传感器，当发动机油门角在 （26±2）º 以上时，如果螺旋桨桨轴上产生的负拉力超过 （720～850）kg，传感器会向调速器输送信号，负拉力自动顺 桨系统使螺旋桨顺桨。 TS－14C调速器上装有负拉力自动顺桨活门。当发动机油门角大 于（26±2）º 时，RT-9E燃油调节器的联锁开关关闭，使负拉力 顺桨分流活门上腔的回油路封闭，通过节流器使负拉力自动顺桨 活门上油腔的油压上升至12+3 0kgf／cm2，此压力的大小由小 减压活门来保证。此时，当桨轴上负拉力超过(720～850)kg时， 负拉力自动顺桨活门下腔通过油路由负拉力顺桨传感器泄油活门 不断泄油。当负拉力自动顺桨活门下油腔油压低于2.5kgf／cm2 时，该活门将下移，高压油通过负拉力顺桨活门环槽进入顺桨分 流活门上腔，使顺桨分流活门下移，为高压油进入大距油路打开 通道。同时，另一油路的高压油接通调速器上负拉力顺桨电门， 通过电路使飞机自动顺桨电气系统开始工作。以后的工作情况与 扭矩自动顺桨相同。
2018/11/9
2
2018/11/9
顺桨
3
J16G10A顺桨系统描述
为实现螺旋桨顺桨，WJ5AI发动机和J16-G10A螺旋桨顺桨系统 具有扭矩自动顺桨、负拉力自动顺桨、人工顺桨和应急顺桨四种 顺桨工作方式。其系统原理示意图如下
顺顺顺顺顺顺
顺顺顺顺顺顺 桨 速 顺顺顺顺 器 桨 桨 顺顺顺顺顺顺顺 活 桨 打 桨
2018/11/9
6
功能和原理-扭矩自动顺桨
WJ5AI发动机在0.7额定状态以上工作时，若扭矩压力 下降到10kgf/cm2，螺旋桨即自动顺桨，发动机停车。 RT-9E燃油调节器保证扭矩顺桨联锁开关在0.7额定以 上时接通（即当油门角在35.5°～37.5°以上时，联 锁开关接通）。 保证扭矩顺桨的另外两个联锁开关由SJG-1B扭矩压力 自动顺桨传感器控制。当扭矩压力在25+2 1kgf/cm2以上时，准备顺桨开关接通，使飞机电气系 统中准备顺桨继电器工作并自锁。当扭矩测量传感器内 的油压下降至（10±1）kgf/cm2以下时，顺桨开关接 通，使顺桨继电器工作，并通过飞机电气系统控制飞机 的顺桨泵开始工作，顺桨泵工作信号灯亮。顺桨泵出口 的高压油通过调速器进入大距油路，使桨叶变大距直至 顺桨（桨叶角达到92.5°）。在顺桨泵开始工作的同 时，飞机电气系统将发动机停车继电器接通，使发动机 停车。
2018/11/统失效或在必要时应进行人 工顺桨。此时可通过电气设备操纵调速器进行 工作，使螺旋桨进入顺桨位置。 人工顺桨时，应按下顺桨按钮。 按下顺桨按钮后，顺桨按钮会自锁，并接通下 列部件：顺桨时间自动装置、顺桨泵接触器和 顺桨继电器。 顺桨泵接触器接通后，顺桨泵工作信号灯亮， 使桨叶进入顺桨位置。 顺桨继电器接通后，电流经其闭合触点使发动 机停车继电器工作，向发动机停车电磁活门供 电，使发动机停车。
2 2顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 25 kgf / cm 1 顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺
螺 旋 桨 桨 桨
大 距 油 缸
顺顺顺顺顺
顺顺顺顺顺顺顺顺 顺顺顺顺顺顺顺
顺顺顺顺顺顺
2 顺 顺 顺 顺 顺 顺 30顺 70顺 kgf / cm 顺顺顺顺顺顺顺顺
顺顺顺顺顺顺顺顺
顺顺顺顺顺顺顺 2 顺 65± 10顺 kgf / cm 顺顺顺顺顺 顺顺顺顺顺顺顺顺顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 10± 1顺 2顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 kgf / cm 顺顺顺顺顺顺顺顺顺 顺 顺 35. 5° 顺 37. 5° 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺
螺旋桨顺桨系统FTA故障树分析
学习要求
能够综合运用故障树分析复杂机电液系统的重大故 障和事故。
教学内容
产品描述 产品FTA约定与要求 建立产品故障树 FTA分析要求
2018/11/9
1
顺桨系统概述
什么是顺桨？
对于多发动机螺旋桨飞机，当发动机处于停车状态 时，必须将该发动机的螺旋桨处于顺桨状态，即将桨叶 置于最小飞行阻力的位置，这样使该发动机螺旋桨的迎 面阻力最小，产生的偏航力矩也最小，便于操纵飞机保 持单发直线飞行，防止灾难性事故的发生。
2018/11/9 10
2018/11/9
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功能和原理-应急顺桨
在电气操纵设备发生故障及在必要时应进行应急顺桨。 此时，可用液压油操纵调速器使桨叶强制进入应急顺桨 位置。 应急顺桨时，应接通应急顺桨开关，此时，由飞机液压 系统来的压力为（30～70）kgf/cm2的液压油沿油路 流向顺桨分流活门。 在液压油的压力作用下，顺桨分流活门向下移动，从而 通过顺桨分流活门的环槽使大距油路与调速器油泵的压 力油路相通。此时，来自调速器油泵的压力油沿大距油 路进入螺旋桨大距油腔内，使桨叶进入顺桨位置。 液压油同时引入RT-9E燃油调节器应急停车开关，使发 动机停车。 应急顺桨时，螺旋桨不能完全顺桨，桨叶角停在约 （60～70）º 位置。这是因为当应急顺桨时，应急顺桨 信号迫使发动机停车，靠发动机的惯性力运转所产生的 滑油压力不足以使螺旋桨达到完全顺桨状态。
顺顺顺顺顺顺顺顺顺 顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺
顺顺顺顺顺顺
2顺 顺 顺 顺 顺 顺 2. 5kgf / cm
顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺顺
顺顺顺顺顺顺顺
顺 顺 顺 26± 2顺 ° 顺 顺 2顺 顺 顺 顺 顺 顺 顺 720顺 850顺 kgf / cm
WJ5AI发动机和J16-G10A螺旋桨顺桨系统框图
2018/11/9 4
2018/11/9
5
产品描述
运七飞机螺旋桨顺桨系统由与WJ5AI发动机对接的 J16-G10A螺旋桨和安装在发动机上的TS-14C调速器、 SJG-1B扭矩压力自动顺桨传感器、负拉力自动顺桨检 查电磁活门（YDF-25液压电磁阀）、RT-9E燃油调节 器上的扭矩自动顺桨联锁开关以及飞机上的顺桨泵和螺 旋桨顺桨电气控制装置（包括顺桨按钮、应急顺桨手柄、 顺桨继电器、回桨继电器、停车继电器、信号灯等）组 成。 为实现螺旋桨顺桨，WJ5AI发动机和J16-G10A螺旋桨 顺桨系统具有以下几种顺桨功能（顺桨系统框图见附图 1）：