船舶液压推进节能研究

论文摘要

船舶大型化、专业化、高速化已成为发展趋势,主机的功率也相应加大,柴油机直接推进逐渐表现出一些不适应其发展的缺点。正因如此,电力推进、超导电磁推进、喷水推进、液力推进等推进方式随之出现。这些推进方式相对于直接推进方式各有优点,但都存在不足。液压驱动因具有驱动功率大、适应重负荷、调速性和安全性好、便于集中控制、液压动力源可以一机多用等优点,因此船舶液压综合推进被提出。本文在对船舶液压推进系统原理分析和总结液压系统节能的途径的基础上,建立船舶液压推进的液压系统效率模型,这一模型除考虑传动过程中的损失外,还考虑了冷却系统以及补油系统的功率消耗,对船舶液压推进的液压推进系统效率进行了分析和研究,并以压力、油温、管路直径为变量,运用遗传算法及Matlab遗传算法与直接搜索工具箱对效率模型进行优化。最后分析了管径、温度及压力的变化对系统效率的影响,并从节能的角度对综合液压推进系统总效率与直接推进系统总效率进行了对比分析。最后对课题的研究作了总结和展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的来源
• 1.2 课题的提出及意义
• 1.2.1 课题的提出
• 1.2.2 课题的意义
• 1.3 船舶现有的推进方式
• 1.4 船舶液压推进国内外发展现状
• 1.4.1 国内发展简况
• 1.4.2 国外发展简况
• 1.5 液压推进的特点
• 1.6 本课题的意义及主要内容
• 1.6.1 本课题的意义
• 1.6.2 本课题的研究内容
• 第2章 船舶液压推进工作原理及系统介绍
• 2.1 船舶推进基本结构和工作原理
• 2.1.1 船舶推进装置
• 2.1.2 船舶推进装置工作原理
• 2.2 船舶液压推进基本结构和工作原理
• 2.3 液压传动系统设计
• 2.3.1 调速方式
• 2.3.2 油路循环方式
• 2.3.3 动力源形式
• 2.3.4 拟定液压系统图
• 2.4 本章小结
• 第3章 液压系统节能设计原理及节能的途径
• 3.1 提高液压传动系统效率的基本原理
• 3.2 提高液压传动系统效率的方法
• 3.2.1 液压源与原动机的功率匹配
• 3.2.2 合理选择系统元件
• 3.3 改善和提高液压回路效率
• 3.3.1 合理选择液压系统的设计压力
• 3.3.2 合理选择液压回路
• 3.3.3 合理的选择液压油
• 3.3.4 布置管路
• 3.3.5 能量回收
• 3.4 本章小结
• 第4章 船舶液压推进系统建模
• 4.1 数学模型、数学建模及其过程
• 4.1.1 数学模型
• 4.1.2 数学建模
• 4.1.3 数学建模的几个过程
• 4.2 液压系统建模方法
• 4.2.1 解析法建模
• 4.2.2 状态空间法建模
• 4.2.3 功率键合图法
• 4.3 建立液压系统效率数学模型
• 4.3.1 建模前的假设
• 4.3.2 液压系统能量流动简述
• 4.3.3 传动系统
• 4.3.4 冷却系统
• 4.3.5 补油系统
• 4.3.6 系统效率模型
• 4.4 本章小结
• 第5章 船舶液压推进系统的优化与分析
• 5.1 遗传算法概述
• 5.1.1 遗传算法的运算流程
• 5.1.2 遗传算法的运算流程的组成部分
• 5.2 关于系统效率的目标函数建立及优化
• 5.2.1 目标函数建立
• 5.2.2 关于系统效率优化分析
• 5.3 各个参数对系统效率的影响
• 5.3.1 管径对系统效率的影响
• 5.3.2 压力对系统效率的影响
• 5.3.3 温度对系统效率的影响
• 5.4 液压推进与直接推进总效率的比较与经济性比较
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 全文工作总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历