调距桨推进装置机桨优化匹配研究

论文摘要

随着船舶制造工业以及自动控制技术的发展,作为船舶主推进动力装置的重要组成部分,调距桨推进系统在实船中得到了广泛的应用。STCW78/95公约(《1978年海员培训、发证和值班标准国际公约(1995年修正)》)已将调距桨船舶动力装置列为高级轮机员的必需培训项目。然而,国内船员对于调距桨的操纵与管理还不熟悉。从整体上看,国内调距桨的研究,无论是控制技术还是硬件方面都与先进国家有较大的差距。文章就国内外几种主要调距桨推进系统的结构特点、工作原理、控制方式和特性进行分析比较,并具体介绍了目前调距桨发展状况及发展方向。考虑到调距桨应用范围的广泛性、推进系统的复杂性、控制方式的多样性,结合实船操纵管理,论文提出如下课题:利用搜集到的实船资料,对调距桨推进系统进行总体研究,重点对船舶机动航行时采用的调距桨联合控制模式进行分析研究,以期将研究结果用于大连海事大学教学实习船“育鲲”轮的航行操作管理和培训教学。本文首先具体分析了船舶调距桨推进系统的工作原理以及遥控系统的一些特点,然后针对联合控制模式这种应用广泛的调距桨遥控方式进行研究。研究了以减少耗油量为目标的机桨匹配问题,其中包括以“图谱法”确定螺旋桨的最高效率曲线,结合主机推进特性曲线分析耗油率对耗油量的影响。通过对自动负荷控制方式的分析,解决联合控制模式中负荷调定以及如何消除和降低由于随机干扰(如海浪等导致船舶阻力状态的瞬变)可能导致的机桨失配的问题。最后分析了联合控制模式在“育鲲”轮实船上的应用。本文对可调距桨船舶推进系统所做的基础性研究,可望有助于船员对变距桨进行操作管理以及培训机构对学员进行培训教学,从而发挥可调距桨推进装置的优越性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 国外的研究现状
• 1.2.2 国内的研究现状
• 1.2.3 教学实习船"育鲲"
• 1.3 课题的提出
• 1.4 论文的主要内容
• 1.5 论文的结构
• 第2章 调距桨推进系统分析
• 2.1 调距桨工作原理
• 2.2 调距桨推进系统
• 2.2.1 调距桨系统的组成及结构
• 2.2.2 调距桨推进系统的几种主要配置方式
• 2.2.3 调距桨运行特征
• 2.2.4 调距桨基本工作特性
• 2.3 调距桨推进系统控制方式
• 2.3.1 调距桨推进系统的主要控制方式
• 2.3.2 调距桨控制方式的要求
• 2.4 调距桨的优缺点及应用
• 2.4.1 调距桨的优缺点
• 2.4.2 调距桨应用
• 2.5 本章小结
• 第3章 调距桨联合控制系统机桨匹配优化
• 3.1 机桨联合控制原理
• 3.2 机桨联合控制的关键问题
• 3.2.1 机桨联合控制的目标
• 3.2.2 机桨联合控制的方法分析
• 3.3 机桨联合控制的机—桨匹配优化
• 3.3.1 机桨匹配优化目标的影响因素
• 3.3.2 机桨匹配优化中螺旋桨效率的确定
• 3.3.3 机桨匹配优化中主机耗油率的综合分析
• 3.4 机桨联合控制的自动负荷控制方式
• 3.4.1 自动负荷控制原理
• 3.4.2 负荷与转速变化速率的控制
• 3.4.3 负荷限制曲线
• 3.4.4 自动负荷控制的特点
• 3.5 本章小结
• 第4章 "育鲲"轮调距桨控制系统介绍及实训项目设计
• 4.1 主机的转速控制系统
• 4.1.1 驱动调距桨的主机的调速原理
• 4.1.2 "育鲲"主机转速和负荷控制系统
• 4.2 调距桨推进装置的控制系统
• 4.2.1 "育鲲"调距桨推进控制系统概述
• 4.2.2 Alphatromc2000 PCS推进控制系统
• 4.3 基于"育鲲"轮的调距桨推进系统的实训项目设计
• 4.3.1 培训目的
• 4.3.2 培训项目、内容要求、方式
• 4.3.3 培训内容实例分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢