1. 船舶螺旋桨的结构组成
吊舱推进器(又称POD推进器)集推进和操舵装置于一体,极大地增加了船舶设计、建造和使用的灵活性,使电力推进的优越性得到了更充分的体现,受到世界造船业广泛关注的新型推进装置。
吊舱推进器一般由永磁电机、导管、螺旋桨和控制器等组成,其结构特点是电机机座与导管一体化,导管采用悬臂方式与机座连接;转子与螺旋桨一体化。希望能帮到你!
2. 船舶螺旋桨的结构组成部分
1.定距螺旋桨
木制螺旋桨一般都是定距的。它的桨距(或桨叶安装角)是固定的。适合低速的桨叶安装角在高速飞行时就显得过小;同样,适合高速飞行的安装角在低速时又嫌大。所以定距螺旋桨只在选定的速度范围内效率较高,在其他状态下效率较低。定距螺旋桨构造简单,重量轻,在功率很小的轻型飞机和超轻型飞机上得到广泛应用。
②变距螺旋桨
为了解决定距螺旋桨高、低速性能的矛盾,遂出现了飞行中可变桨距的螺旋桨。螺旋桨变距机构由液压或电力驱动。最初使用的是双距螺旋桨。高速时用高距,低速(如起飞、爬升状态)时用低距,以后又逐步增加桨距的数目,以适应更多的飞行状态。最完善的变距螺旋桨是带有转速
调节器的恒速螺旋桨。转速调节器实际上
3. 船桨的构造
船,左右结构舟字旁,再查五画。
笔顺,短撇,竖撇,横折钩,上一点,一横,下一点。短撇,横折弯,短竖,横折,短横。共十一画。
chuan船,这个三拼连读音节是,翘舌音声母ch和介母u,前鼻韵母an相拼组成的。
即,ch-u-an~chuan。
组词,划船,木船,小船,船头,船袜,船票,船员,船厂,船桨,船长,上船。
4. 船舶螺旋桨的结构组成包括
船用三叶螺旋桨结构相对简单,四叶螺旋桨与发动机的配合更加良好,拉力系数和功率系数都要比三叶螺旋桨高。
四叶螺旋桨主要用于中低速机上,比如拖船、拖网渔船、大型商船上。这种船主机的转速都不快,最高转速在400转/分钟下,大型商船甚至只有每分钟十几转。
四叶桨最大的优势是桨叶对称,主机效率高,对航速的要求不高。
三叶桨和五叶桨一样,都是用在快速机上,效率一般,但是航速快很多。
5. 船舶螺旋桨的结构组成图
快艇喷水式推进器好和螺旋桨推进器各有优点。
喷水式推进器:是利用喷出的水反作用来产生推力的推进器。喷水推进器由水泵、吸水管道、喷水管道所组成,利用水泵作动力,将水从船底孔吸入,经舷部管子,把水从船后方向排出,靠水的反作用力来推进船舶。其机械部分装于船内,得到良好保护。喷管方向可变,便于船舶操纵。但喷管因直径受限制、管路及水泵效率不高,所以整个系统效率较低,又因水泵及喷管中有水增加了船舶重量,所以在一般快艇很少使用。
喷水推进优点:优异的操纵性和机动性、高航速时推进效率高、主机不易超负荷、适于浅水航行,一般用于高速高性能舰船,并且逐渐应用于大中型舰船。
螺旋桨推进器:由桨毂和若干径向地固定于毂上的桨叶所组成的推进器,俗称车叶。螺旋桨安装于船尾水线以下,由主机(见船舶动力装置)获得动力而旋转,将水推向船后,利用水的反作用力推船前进。螺旋桨构造简单、重量轻、效率高,在水线以下而受到保护。螺旋桨是现代船舶的主要推进工具,现在大多数船舶是用螺旋桨来推进的。
但船舶趋于大型化,使用大功率的主机后,螺旋桨激振造成的船尾振动、结构损坏、噪声、剥蚀等问题。螺旋桨激振的根本原因在于螺旋桨叶负荷加重,在船后不均匀尾流中工作时容易产生局部的不稳定空泡,从而导致螺旋桨作用于船体的压力、振幅和相位都不断变化。
6. 船用螺旋桨结构图
螺旋桨是由一群翼面构建而成,因此它的做功原理与机翼相似。机翼是靠翼面的几何变化和入流的攻角,使流经翼面上下的流体有不同的速度,而由伯努利定律可知这速度的不同会造成翼面上下表面压力的不同,因而产生升力,翼面的升力在前进方向的分量就是螺旋桨的推力。船用螺旋桨一般来说,在同样的桨面直径,同样的螺距比情况下,螺旋桨的叶数越多,推力越好,推进效率越高!
船用螺旋桨的分类:
在普通螺旋桨的基础上,为了改善性能,更好地适应各种航行条件和充分利用主机功率,发展了以下几种特种螺旋桨。
一、可调螺距螺旋桨
简称调距桨,可按需要调节螺距,充分发挥主机功率;提高推进效率,船倒退时
7. 船舶螺旋桨设计
这是要具体看船的的大小、发动机输出功率、吃水线高、船的流体阻力等很多因素,一般都是高速情况下用小螺旋桨,低速的用大螺旋桨,小螺旋桨一般适用吨位较小的船舶,大约为800rpm每分以上,大螺旋桨300-450转每分钟,如果发动机功率较小的中型货轮一般都是300转。但是在实际情况中,转速不一定越高越好,也是主要看发动机的输出功率和螺旋桨的构造会不会浪费动力,假设即使发动机的功率很高转速也很高桨叶也很大可是桨叶设计不适用于高速水流的结构也是不可以的船舶螺旋桨的转速为什么不能太快在一定的转速内,船舶螺旋桨的转速越高,产生的推力就越大,航速也就越快。
但当螺旋桨超过最佳转速后,由于它转动时周围的水来不及流过来,会产生“空泡”现象‘因此就降低了它的推力,船跑得反而慢了。
一般民船的最佳转速多在每分钟300转以下,军舰的最洼转速也不到每分钟600转。船舶上的各种管道为什么都涂上不同颜色的油漆这当然不是为了美观,而是用来鉴别管内流动的气体或液体的性质,如红褐色表示蒸汽管,褐色表示燃油管,蓝色表示瓦斯管,浅蓝色表示空气管,黄色表示润滑油管,绿色表示消耗水管,黑色表示污水管和废汽管,等等。
8. 船用螺旋桨结构
船外机,顾名思义是指安装在船体(船舷)外侧的推进用发动机,通常悬挂于艉板的外侧,又称舷外机。船外机集成度高、安装选购简单,是个人休闲娱乐小艇的首选动力,也广泛应用于渔业、商业运营、政府执法领域。根据能量来源不同,船外机分为燃油类、及电动船外机。
基本信息
中文名
船外机
外文名
Marine Equipment
分类
船用设备
船外机分类
根据能量来源不同,船外机分为燃油类船外机、电动船外机两种。
燃油类船外机
原理
燃油类船外机的工作原理是将燃油的化学能通过内燃机转化为机械能,然后通过机械传动、螺旋桨转换为船艇前进的动能。
构造
通常由三大主要部件组成,动力头、齿轮箱、及推进器。
1,动力头是船外机的动力心脏,实际上就是一个完整的内燃机。传统的内燃机为曲轴水平布置并水平方向输出动力,船外机的内燃机曲轴为竖直布置,以方便将动力向下方输出。除了曲轴、活塞、连杆、缸套、缸盖、缸体,一个动力头还包括完整的配气机构(凸轮轴、顶杆、气阀等)、燃油系统、冷却系统、润滑系统、进气系统、以及其他部件等等。
动力头是整个船外机造价最高、技术含量最大、也是重量体积最大的部分。被“寄予厚望”的动力头在船外机的最上端,所以燃油类舷外机看起来都有头重脚轻的感觉
2,齿轮箱位于动力头的下方,负责将动力传递至推进器,并且提供一个减速比——因为内燃机的转速太高而扭矩较小,不适合船舶推进,所以需要齿轮箱来降转速、提扭矩。齿轮箱主要由传动轴、齿轮、及外壳组成,它的主要性能指标是传动效率、水阻系数、及可靠耐用性。这非常具有挑战性,为了提高传动效率、降低水阻,就必须“瘦身”,但会降低可靠耐用性;“用料厚实”会增加可靠性,但又会降低传动效率、增加水阻。所以,问题的关键是如何在两者中间找一个平衡。
3,推进器其实就是螺旋桨,这里面也大有讲究。螺旋桨最基本的指标是螺距,螺距的定义是假设没有滑脱的情况下,螺旋桨旋转一圈前进的距离;这个螺距和螺丝的螺距本质上是一样的,就是在往木头里拧螺丝的时候,拧动一圈,螺丝前进的距离。螺距大,螺旋桨需要的推力就大,每转动一圈前进的距离大(拧起来费力,但很快就全部拧进去了);螺距小,需要的推力小,但每转动一圈前进的距离也短了(拧起来轻松,但多费时间)。
通常对于重载的船,我们希望船外机提供的扭矩大些,螺旋桨螺距大些,推进效率更高;对于很轻的小船,对扭矩的要求就没这么高,螺旋桨螺距小些,转速高些,推进效率更高。
分类
按燃油类型分,有汽油船外机、柴油船外机、液化石油气船外机、及煤油船外机。
1,汽油船外机:船外机的主流燃料为汽油,具有用途广泛、技术成熟、功率范围广等优势。从燃烧技术上讲,又分两冲程、四冲程、及两冲程直喷。两冲程加速性好(因为曲轴每转一圈就做功一次),但排放太差,在欧美早已不可以销售了;四冲程相对要环保一些,但两冲程人士不太适应它的加速能力(曲轴需转两圈才做功一次);两冲直喷希望将两者的优点结合起来,是在两冲程的基础上实现汽油缸内直接喷射,而不是通过化油器和空气混合。主要的舷外机厂商如雅马哈(Yamaha)、水星(Mercury)等都有这三种技术能力,而美国的喜运来(Evinrude)更加专注在两冲直喷技术上。
2,柴油船外机:由于柴油机的技术特性,决定了柴油船外机不可能广泛应用。即使高压共轨技术大行其道,其压燃式的工作原理也注定了工作时振动及噪声会更大。对于安装在机舱内的舷内机不是问题,但对悬挂在艉板上的舷外机来说是致命的。柴油机通常扭矩较大,传递大扭矩也给齿轮箱带来更大的挑战。柴油舷外机的吸引力来自柴油,一是更安全(比汽油安全);二是对于安放在以柴油作为燃料的大船上的交通艇来说,无需另配(汽油)燃料箱。日本的洋马(Yanmar)公司是为数不多的柴油船外机生产商之一。
3,液化石油气船外机:它的诞生只有一个理由----环保。随着各个国家对环境保护重视程度日益提高,汽油/柴油船外机已无法满足很多地区或湖泊的环保要求,于是液化石油气船外机诞生了。实质上这是传统的汽油船外机稍作改装而来的,就像国内汽车改为液化气车一样。液化气船外机在美国占用相当大的份额,国内也早已开始使用,只是由于太容易挥发泄漏,笼罩于人们头顶的安全疑虑始终不能挥去。国内最常见的是由本田(Honda)汽油舷外机改装而来的。
4, 煤油船外机:在东南亚和南亚市场庞大,使用低品质的煤油作为燃料。优点:省钱;缺点:污染大。
优缺点
各种燃料的船外机优缺点以上已经有所涉及,这里只着重介绍汽油舷外机的优缺点。
优点:
1,安装方便,直接悬挂在艉板上,没有艉轴对中等等复杂环节。
2,不用机舱,节省船舱宝贵空间。
3,本身是一个完整的推进系统,简化了用户和船厂的选购和采购流程。
4,通常重量较轻,有利于提高船、特别是高速艇的航行性能。
缺点:
1,因为安装方式的限制,必须采取轻量化设计,减轻重量的同时大大降低了舷外机的可靠性和寿命。通常商业用途的舷外机寿命在2-5年。
2,能量利用率低,燃油经济性较差,使用成本高。
3,结构复杂,运动部件多,后期需要大量的保养,故障率高。
4,储藏运输不方便,汽油泄漏不可避免,不但带来安全问题,同时污染周围环境。国内很多地区海事局已经禁止超过12客位的船只使用汽油舷外机作为动力。
电动船外机
随着直流无刷电机技术的成熟及电池技术的进步,电动船外机也进入了人们的选择范围。
工作原理
电动舷外机以可以循环使用的蓄电池作为能量源,通过电动机将电能转换为动能。
构造
电动舷外机的核心部件是电机、蓄电池、以及控制电机转速的控制电路,其他就是外壳、连接体、悬挂装置、以及其他增值部件如GPS芯片、电池管理电路等等。
根据电机位置的不同,可分为电机下置式、电机上置式。
1,电机下置式,顾名思义是电机安放在船外机的下部,电机输出轴直接带动螺旋桨轴旋转。常用的电机为直流无刷电机,能量转化率高;转换后的动能直接传递给螺旋桨,能量损耗达到最低;中间连接体不涉及动力传递,外形设计完全从流体力学角度考虑,最大程度降低水阻系数,所以此结构能量利用率最高。电机转子及轴系是唯一的旋转部件,整台舷外机结构简单,故障率低,可靠性高。
但因为下部空间限制,电机尺寸不可能太大,所以此结构通常应用于较小马力的电动船外机上。如德国Torqeedo公司所有8马力以下的舷外机都采用此结构。
2,电机上置式,电机安放在船外机的顶端。电机动能输出通过齿轮箱中的传动轴传递到螺旋桨上。齿轮箱的结构和设计和传统的燃油船外机没有本质不同。这种设计的优点是上部电机受空间限制较小,体积可以相对较大,适合较大马力的舷外机。Torqeedo公司的20、40、80马力舷外机就是采用此设计。
另外根据蓄电池位置不同,分为内置式、外置式,通常较小马力对电池容量需求较小,可以做成电池内置式,这样用户使用更加方便;较大马力对电池容量需求较大,通常需要外置电池。
优缺点
优点:
1,绿色环保,零污染。这体现在两个层次。一是对环境无污染,对保护水资源和空气有积极意义;二是对使用者个体来说,储藏、运输、使用都很干净,没有讨厌的汽油味、油污、及吸入废气。
2,安全。不管是汽油、液化气、还是柴油,都易燃易爆,非专业技术人员的普通用户操作时还是有些风险的。电动舷外机完全不用担心此类风险。
3,推进效率高。低转速、高扭矩的输出特性非常适合船舶推进。
4,使用成本低。日常充电的费用远远低于购买燃油的费用;结构简单,转动部件少,工作可靠,维护成本极低。
5,储藏、运输、使用方便。
缺点:
1,电池续航能力有限。续航能力较强的型号在经济航速下也只能达到2-3小时的续航能力,虽然个人休闲娱乐不是问题,但商业运营就必须通过增加电池组来满足续航要求。
2,功率范围较小。目前马力最大的量产电动舷外机是德国Torqeedo公司的80马力,和汽油舷外机雅马哈、水星等动辄300、350马力相比还是太小,限制了它在大型船只的推广应用。
3,首次购置成本较高。作为舷外机行业的高端产品,给用户提供优秀的使用体验的同时,因为成本的原因,价格也较高。
需要指出的是,常见的众多的拖弋马达(Trolling Motor),包括进口的国产的,并不是严格意义上的“船外机”。他们的功率较小,扭矩更小,推进效率低,只能作为辅助动力调整船的位置、方向,而无法作为推进动力快速、持续航行。
9. 船的螺旋桨作用
这个跟飞机机翼在空气中的升力产生一样,各种说法都有。总的来说可以从宏观和微观两个角度去看。微观,桨叶各部分受到水的压力不同,两面受到的总压力也不同,这个压力差形成个推力。
宏观看,牛顿第三定律,作用力等于反作用力,只要想办法对水有个向后的推力,谁就会对螺旋桨一个向前的推力。
具体到细节的公式,水是不可压流体,在不考虑空泡的情况下,可以用伯努利方程(高中物理课本上有)来分析,整个流场各部分速度不等,就带来各处压力不等,实现了刚刚介绍的第一条的情况。
10. 螺旋桨船原理构造
(1)螺旋桨旋转时,桨叶不断把大量空气(推进介质)向后推去,在桨叶上产生一向前的力,即推进力。桨叶上的气动力在前进方向的分力构成拉力。在旋转面内的分量形成阻止螺旋桨旋转的力矩,由发动机的力矩来平衡,桨叶剖面弦(相当于翼弦)与旋转平面夹角称桨叶安装角。
(2)螺旋桨旋转一圈,以桨叶安装角为导引向前推进的距离称为桨距。为了使桨叶每个剖面与相对气流都保持在有利的迎角范围内,各剖面的安装角也随着与转轴的距离增大而减小。这就是每个桨叶都有扭转的原因。
(3)螺旋桨效率以螺旋桨的输出功率与输入功率之比表示。随着前进速度的增加,螺旋桨效率不断增大,速度在200~700公里/时范围内效率较高,飞行速度再增大,由于压缩效应桨尖出现波阻,效率急剧下降。
螺旋桨在飞行中的最高效率可达85%~90%。螺旋桨的直径比喷气发动机的大得多,作为推进介质的空气流量较大,在发动机功率相同时,螺旋桨后面的空气速度低,产生的推力较大,这对起飞(需要大推力)非常有利

