双减速比齿轮箱在推船上应用可行性研究

论文摘要

目前我国内河存在大量的顶推船队,随着内河河道的改善和推船相关技术的提高,顶推船船队将成为我国内河的主要运输方式之一。在我国当前营运推船船队中,推进装置多采用中、高速柴油机、单级减速齿轮箱、定距桨等。采用这种推进方式,存在以下缺点:(1)推船营运一段时间以后,主机服务功率下降:并且船体污底使船体阻力增加,导致机、桨配合达不到原来的设计匹配工况点,螺旋桨无法在最佳工况下工作,推进效率大大降低,主机油耗上升。(2)针对多工况推船而言,当螺旋桨按满载工况设计时,如果船队工作在空载工况下,主机处于部分负荷下工作,性能下降;并且螺旋桨处于“轻载”,桨效下降。这样,推进装置的经济性降低,螺旋桨产生的推力减小,主机的功率也得不到充分利用,达不到提高航速的目的、影响营运效率。而当螺旋桨按船队空载工况设计时,如果船队工作在满载工况下,主机一直在部分负荷工作,主机工作状况变坏。并且而螺旋桨处于重载下运转,桨效明显降低。这样,推进装置的经济性降低,船队航速降低。本文提出,采用双减速比齿轮箱可以解决推船推进装置存在的上述问题。为了论证双减速比齿轮箱在推船上应用的可行性,本文作了以下研究:(1)从理论上定性分析推进装置采用单减速齿轮箱和双减速齿轮箱的机、桨配合特性,提出改造的理论依据。(2)选择一母型船队,利用MAU图谱法进行螺旋桨的设计,以及推进装置双减速比的计算。(3)绘制螺旋桨的敞水特性曲线;在空载工况、推进装置采用两种减速比时,主机推进特性曲线并对船队改造的可行性进行分析。本文的研究可为内河航运公司对老旧推船推进装置的改造,以提高经济性,提供一定的参考意见。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外现状
• 1.2.1 分节驳顶推船队状况
• 1.2.2 推船状况
• 1.3 我国推船推进装置系统状况
• 1.4 论文研究目标和内容
• 1.4.1 论文研究目标
• 1.4.2 研究内容
• 第2章 顶推船队机、桨配合
• 2.1 单机单桨顶推船队航行工况
• 2.2 顶推船机、桨配合
• 2.2.1 机、桨配合概述
• 2.2.2 单机单桨推船机—定距桨配合
• 2.3 推船减速传动意义
• 2.3.1 提高螺旋桨效率
• 2.3.2 改善螺旋桨的空泡性能
• 2.3.3 主机轴带副装置
• 2.3.4 提高装置的经济性
• 2.4 双减速比齿轮箱的推进特性
• 2.4.1 螺旋桨满载工况设计的推进特性
• 2.4.2 螺旋桨按空载工况设计推进特性
• 第3章 螺旋桨设计及齿轮箱的双减速比的计算
• 3.1 螺旋桨的重新设计
• 3.1.1 螺旋桨重新设计的目的
• 3.1.2 螺旋桨设计分类
• 3.1.3 推船螺旋桨的设计问题
• 3.1.4 螺旋桨设计方法
• 3.2 螺旋桨MAU图谱法介绍
• 3.2.1 AU型图谱
• 3.2.2 B型螺旋桨和AU型螺旋桨图谱区别
• 3.3 母型船队选择及船队参数
• 3.3.1 船队介绍
• 3.3.2 推船参数
• 3.3.3 分节油驳参数
• 3.4 船队功率——航速曲线
• 3.5 推船机、桨配合点的选定
• 3.5.1 推船主机使用功率
• 3.5.2 主机功率储备
• 3.6 螺旋桨设计与双减速比计算
• 3.6.1 螺旋桨设计与双减速比计算的分类
• 3.6.2 计算
• 3.7 螺旋桨特性曲线图
• 3.7.1 螺旋桨敞水曲线
• 3.7.2 推进特性曲线
• 第4章 技术经济可行性分析
• 4.1 技术理论可行性
• 4.1.1 定距桨与调距桨的配合特性比较
• 4.1.2 双速齿轮箱的可选性
• 4.2 经济性分析
• 4.2.1 技术经济分析概述
• 4.2.2 采用双减速齿轮箱营运经济性分析
• 第5章 改造对推进装置系统影响及采取措施
• 5.1 主机燃油系统的影响
• 5.2 主机增压系统的影响
• 5.3 其他影响简析
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 研究生履历