第二章船舶推进动力装置

船舶推进动力装置也称主动力装置，是船舶轮机装置中最主要的部分。它包括主机、传动设备、轴系和推进器。

主机发出动力，通过传动设备及轴系驱动推进器产生推力，使船舶克服阻力以一定航速航行。

一、船舶推进动力装置类型

（一）蒸汽动力装置

在蒸汽动力装置中，有往复式蒸汽机和汽轮机两种。

1、往复式蒸汽机——最早应用于海船，并于初期应用占据主导地位。

优点：结构简单、运转可靠、管理方便等。

缺点：经济性差、尺寸重量大、不能适应机组功率增长的需要。

2、回转式汽轮机

优点：运转平稳，摩擦、磨损较少，振动、噪声较轻。

缺点：热效率低，总重量重和尺寸较大（要配置重量、尺寸较大的锅炉、冷凝器、减速齿轮装置以及其它辅助机械）。

（二）燃气动力装置

1、柴油机动力装置

优点：热效率最高，起动迅速、安全可靠、装置的重量较轻、功率范围大（从几kW至数万kW）等。

缺点：噪音大，振动强烈，对零部件受力要求高等。　

柴油机是一种热机，应用广泛，目前向大功率、中速、增压和节能环保方向发展。

2、燃气轮机动力装置

优点：重量轻、结构紧凑，机动性高，操纵管理简便，便于实现自动化。

缺点：经济性差、进排气管道大、机舱布置困难、不能直接倒车、装置较复杂、叶片及燃气发生器均在高温高压状态下工作、寿命较短。

目前，此类动力装置在船上应用较少。

3、核动力装置

优点：船舶续航力强（燃料的重量极轻），噪音低，不用设置进排气系统。

缺点：造价高，防护要求严格，操纵管理检查系统复杂。

在商船上应用甚少，未来发展可期。

二、船舶推进装置的传动方式

（一）直接传动

1、特点：

（1）主机动力直接经轴系传给螺旋桨；

（2）运转时，螺旋桨与主机始终保持相同的转向和转速。

2、优缺点：

结构简单、工作可靠、传动效率高、寿命长、维护管理方便，为商船所普通采用。但高速时螺旋桨效率较低，故只适于低速机。

（二）间接传动

1、特点：

在主机和轴系之间设有减速器和离合器等中间传动环节的推进装置。齿轮减速器是应用最广泛的一种减速器。减速器和离合器可以单独使用，也可共同使用。

2、优缺点：

优点是主机转速可以不受螺旋桨要求低转速的限制；在采用正倒车离合器的装置中，可使用不换向主机；有利于多机并车运行及设置轴带发电机；轴系布置灵活性大等。

缺点是结构复杂，传动效率低。

（三）Z型传动

1、特点：跟以上直线传动不同，Z型传动的结构原理是使用由两个螺旋齿轮副和组成的两个直角（亦称L型）传动机构，把经万向传动轴而来的主机动力传递给螺旋桨。

2、优缺点：

（1）可以省掉舵、尾柱和尾轴管等结构，使船尾形状简单，减少船体阻力；

（2）操纵性好。螺旋桨推力方向可变，可直接用作转向动力，能使船舶实现原地回转，特别适合于对定点作业船舶的控制；

（3）可以使用重量轻体积小的中、高速柴油机，而不需要单独的减速齿轮装置；

（4）不需要主机换向，可以延长主机使用寿命；

（5）这种传动装置传递的功率较小，仅适用于小型船舶的推进装置和大型船舶的侧推装置。

三、轴系的组成

轴系的组成：包括推力轴、左端的尾轴和它们之间的中间轴及相应的轴承。

（一）推力轴和推力轴承：在直接传动装置中，推力轴与主机曲轴的飞轮端直接连接；而在间接传动装置中，它则与齿轮减速器的主齿轮相连。推力轴的功用是将主机的扭矩传递给相邻的中间轴，同时把经中间轴传递来的螺旋桨推力传递给船体，并对轴系进行轴向定位。

（二）中间轴及中间轴承：中间轴的作用在于连接推力轴和尾轴，并进行扭矩及推力的传递。中间轴的长度及数量取决于主机布置位置与螺旋桨轴的距离。每段中间轴的轴颈处，均由中间轴承支承，以承受中间轴重量并保持正确的轴线。中间轴承系滑动轴承，采用飞溅润滑。

（三）螺旋桨轴和尾轴管：螺旋桨轴是轴系的最末一段，因其穿过尾轴管，也称做尾轴。在尾轴管内设有尾轴承，以支承尾轴和螺旋桨的重量，并吸收螺旋桨引起的径向振动。

尾轴承根据使用材料的不同，有铁梨木式、层压板式、白合金式等不同型式，在小型船舶上橡胶尾轴承也有使用。除白合金尾轴承采用润滑油润滑外，其它型式的尾轴承均直接用海水润滑。铁梨木经海水浸泡后有很好的润滑性能，是良好的尾轴承材料，只是因材料来源少而价格较贵。在尾轴管内还设有尾轴密封装置，以防止海水沿尾轴流入船内或在润滑油润滑轴承的情况下防止润滑油漏泄。

（四）螺旋桨

螺旋桨一般有3～5片桨叶，它可以被看作是具有多头螺纹的一段短而粗的螺杆，桨叶即是螺纹。当螺杆在轴向运动受限的螺帽中转动一周时，螺杆会轴向移动一个螺距的位移。假如螺旋桨所推的海水静止不动，螺旋桨转动一周也将前进一个螺距的距离，并推动船舶作同样的位移。