“育鯤”輪機(jī)槳工況配合特性及調(diào)距液壓系統(tǒng)分析【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　“育鯤”輪機(jī)槳工況配合特性及調(diào)距液壓系統(tǒng)分析</p><p><b>　　內(nèi)容摘要</b></p><p><b>　　摘要：</b>

2、;</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)船舶安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)營，本文通過對(duì)“育鯤”輪的機(jī)槳配合性及調(diào)距液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析，了解CPP的工作特性及優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)CPP系統(tǒng)在營運(yùn)過程中可能出現(xiàn)的故障，并針對(duì)故障提出了相應(yīng)的解決措施及日常維護(hù)事項(xiàng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：調(diào)距槳 機(jī)槳配合 液壓系統(tǒng) 優(yōu)缺點(diǎn) 故障診斷 維護(hù)</p><p><b>　　ABSTRACT:&

3、lt;/b></p><p>　　In order to make the ship run more safely and economical, this thesis analyzed the combination of the controllable pitch propeller (CPP) and the engine, and the system of the hydraulic sys

4、tem of change the pitch. And also found the working characteristics of the CPP and its advantages and disadvantages. At last, we made a conclusion about the troubles that might occur during the running of the CPP. Also w

5、e brought out the maintenance measures and daily check against corresponding malfunctions.</p><p>　　Key words: controllable pitch propeller; combination of the propeller and engine; hydraulic system; advant

6、ages and disadvantages; trouble shooting; maintenance</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　緒論1</b></p><p>　　1調(diào)距槳的工作原理及特性1</p><p>　　1.1 螺旋槳的工作原理1<

7、;/p><p>　　1.2螺旋槳的工作特性1</p><p>　　1.3 調(diào)距槳的工作特性2</p><p>　　1.4 調(diào)距槳的優(yōu)缺點(diǎn)3</p><p>　　2 調(diào)距槳船的機(jī)槳工況配合特性4</p><p>　　2.1 螺旋槳的推進(jìn)特性4</p><p>　　2.2 柴油機(jī)的功率輸出5

8、</p><p>　　2.3 正常航行條件下的機(jī)槳工況配合特性5</p><p>　　3“育鯤”輪調(diào)距槳（CPP）裝置7</p><p>　　3.1 CPP裝置的組成7</p><p>　　3.2 CPP液壓系統(tǒng)工作原理8</p><p>　　3.3 液壓系統(tǒng)重要元件10</p><p&g

9、t;　　3.3.1比例調(diào)節(jié)閥10</p><p>　　3.3.2 液壓鎖10</p><p>　　3.3.3雙止回閥10</p><p>　　3.4 CPP螺距的應(yīng)急設(shè)定11</p><p>　　3.5 故障分析11</p><p>　　3.5.1 配油環(huán)漏油11</p><p>　

10、　3.5.2 螺距不穩(wěn)定11</p><p>　　3.5.3 零點(diǎn)漂移11</p><p>　　3.6 日常維護(hù)12</p><p><b>　　4結(jié)論12</b></p><p>　　“育鯤”輪機(jī)槳工況配合特性及調(diào)距液壓系統(tǒng)原理分析</p><p><b>　　緒論</b

11、></p><p>　　“育鯤”輪是我國第一艘自主研發(fā)、設(shè)計(jì)、建造的現(xiàn)代化專用遠(yuǎn)洋教學(xué)實(shí)習(xí)船，于2008年4月正式投入使用，主要用于航海類專業(yè)的教學(xué)實(shí)習(xí)或代表學(xué)校和國家出訪，并可進(jìn)行交通運(yùn)輸工程、航海技術(shù)和輪機(jī)工程等學(xué)科的科學(xué)研究和實(shí)船實(shí)驗(yàn)。“育鯤”輪由武昌造船廠建造，船體總長度116.00米，型寬18.00米，型深8.35米，總噸6106t，設(shè)計(jì)航速17.3kn，服務(wù)航速16.9kn，續(xù)航力10000nm

12、ile?！坝H”輪人員編制共236人，其中船員定額40人，學(xué)員定額196人?！坝H”輪采用定速主機(jī)和可調(diào)距螺旋槳配合的推進(jìn)方式。本輪主機(jī)為MAN B&W公司生產(chǎn)的6S35MC柴油機(jī)，該機(jī)為6缸、直列、增加中冷的低速二沖程十字頭式柴油機(jī)，最大持續(xù)功率4440KW，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速173r/min；螺旋槳設(shè)計(jì)工況點(diǎn)功率為3996KW，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速170r/min。螺旋槳由丹麥 MAN 公司生產(chǎn)的 VBS980 型可調(diào)螺距螺旋槳 ，為四葉式槳、直

13、徑3800mm。“育鯤”輪的調(diào)距機(jī)構(gòu)是以液壓油為動(dòng)力源，液壓伺服單元用于提供具有一定壓力的液壓油以驅(qū)動(dòng)調(diào)距機(jī)構(gòu)工作，可分別在伺服單元上、集控室和駕駛臺(tái)對(duì)變距槳的螺距進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。</p><p>　　1調(diào)距槳的工作原理及特性</p><p>　　1.1 螺旋槳的工作原理</p><p>　　螺旋槳是一種反作用式推進(jìn)器，當(dāng)螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，槳推水向后（或向前），并受到水

14、的反作用力而產(chǎn)生向前（或向后）的推力，使船舶前進(jìn)（或倒退）。螺旋槳的壓力面是一個(gè)螺旋面，螺旋面上母線任一點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)一周在軸線方向前進(jìn)的距離稱為螺距H，螺距H與與直徑D的比值為螺距比。螺旋槳前進(jìn)一周在軸線方向上前進(jìn)的距離為進(jìn)程hp。進(jìn)程與直徑的比值為進(jìn)程比λp。當(dāng)螺旋槳在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)，水被它推向后移，螺旋槳前進(jìn)的距離要比螺距小，這種現(xiàn)象稱為滑失現(xiàn)象?；Ъ绰菥嗯c進(jìn)程的差值?；c直徑的比值為滑失比。</p><p>　

15、　1.2螺旋槳的工作特性</p><p>　　螺旋槳的推力 T=K1ρn2 D4 （N）</p><p>　　螺旋槳的阻力距 M= K2ρn2 D5 （N·m）</p><p>　　式中，K1、K2——分別為推力系數(shù)和扭矩系數(shù)</p><p>　　ρ——水的密度，kg/m3&l

16、t;/p><p>　　D——螺旋槳的直徑，m</p><p>　　n——螺旋槳的轉(zhuǎn)速，r/s</p><p>　　對(duì)于幾何形狀一定的螺旋槳，推力系數(shù)K1和扭矩系數(shù)K2都取決于進(jìn)程比λp。由進(jìn)程比的定義式λp=hp/D=vp/nD可知，對(duì)于一定的螺旋槳，λp取決于船舶的航行狀態(tài)，即取決于船舶的航行工況。因此，當(dāng)船舶在某一工況下穩(wěn)定航行時(shí)，螺旋槳就有一個(gè)固定的λp值，K1和

17、K2也成為常數(shù)。螺旋槳的直徑D是固定不變的，水的密度ρ也可認(rèn)為不變，這樣可以把螺旋槳的工作性能的基本方程式表示為</p><p><b>　　T=C1 n2</b></p><p><b>　　M=C2 n2</b></p><p>　　式中，C1 、C2為系數(shù)，取決于船舶的航行工況，當(dāng)船舶在不變的工況下穩(wěn)定航行時(shí)，均為常

18、數(shù)。</p><p>　　螺旋槳的功率Pp=2πn M，將M=C2n2代入，得到</p><p><b>　　Pp=Cn3</b></p><p>　　式中，系數(shù)C也取決于船舶航行工況。</p><p>　　1.3 調(diào)距槳的工作特性</p><p>　　根據(jù)定距槳功率和轉(zhuǎn)速關(guān)系式可知，當(dāng)船舶航行阻

19、力增加時(shí)，只要船舶處于穩(wěn)定航行狀態(tài)時(shí)，螺旋槳所需功率Pp與其轉(zhuǎn)速n間仍然保持三次方關(guān)系，但由于系數(shù)C將發(fā)生變化，因此螺旋槳特性也要發(fā)生變化，如圖1所示。由圖可見，當(dāng)船舶阻力增加后，相同的螺旋槳轉(zhuǎn)速下，螺旋槳所需的功率將增加。也就是說，螺旋槳隨船舶阻力增加而負(fù)荷變重；反之，則變輕。</p><p>　　圖1-1 船舶阻力對(duì)螺旋槳特性影響</p><p>　　當(dāng)外界條件不變而螺旋槳的螺距比H/

20、D改變，船舶處于穩(wěn)定航行狀態(tài)時(shí)，螺旋槳所需功率與其轉(zhuǎn)速仍然保持三次方的關(guān)系，但是因數(shù)C的變化，使螺旋槳特性也發(fā)生變化。由此可見，同樣的航行條件下，使螺旋槳轉(zhuǎn)速保持不變，采用的螺距越小，螺旋槳所需功率也就越小，螺旋槳負(fù)荷越輕，反之越重。</p><p>　　綜合以上兩種情況，由船舶阻力變化所引起的螺旋槳特性變化可用變螺距比的方法來補(bǔ)償，只要螺距比采用得適當(dāng)，在船舶阻力發(fā)生變化時(shí)，可使螺旋槳的功率—轉(zhuǎn)速特性曲線保持在

21、原來的位置，也就可以用變螺距的方法去適應(yīng)船舶工況的變化。</p><p>　　對(duì)于定距槳，它只有一組工作特性曲線，并且當(dāng)λp=常數(shù)時(shí)，它的推力、阻力矩、功率和轉(zhuǎn)速之間的曲線只有一條；而調(diào)距槳，則可以把它視為一系列同一直徑的具有不同螺距比的定距槳的組合，所以它的特性曲線是由多組類似于定距槳的工作特性曲線共同組成的。</p><p>　　把調(diào)距槳的工作特性曲線繪成圖2的形式，由圖可見，在阻力因

22、素不變的情況下，螺距越大，則相同轉(zhuǎn)速下的推力就越大，轉(zhuǎn)矩也越大，因而當(dāng)船舶阻力發(fā)生變化時(shí)，可通過調(diào)整螺距比來控制螺旋槳轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩及推力之間的關(guān)系，即可滿足船舶阻力變化的需要。</p><p>　　圖1-2 調(diào)距槳工作特性曲線</p><p>　　1.4 調(diào)距槳的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　與定距槳相比，調(diào)距槳具有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　

23、?。?）對(duì)航行條件適應(yīng)性強(qiáng)：如圖2右圖，經(jīng)縱坐標(biāo)的0.26點(diǎn)畫一條與橫坐標(biāo)軸平行的直線，此線是等轉(zhuǎn)矩系數(shù)線，它和一系列等螺距線相交。由此可以看出，無論船舶阻力如何變化，只要取得合適的螺距比即可使K2保持不變，根據(jù)公式M= K2ρn2 D5，由于定距槳的主機(jī)在運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速n不變，槳直徑D不變，水密度不變，則轉(zhuǎn)矩保持不變。例如，當(dāng)在λp=1.0時(shí)，選用H/D=1.2；當(dāng)λp=0.7時(shí)，選H/D選用0.9，兩種情況K2相同。因此航行條件改變的情

24、況下，可以通過調(diào)節(jié)螺旋槳的螺距比H/D，就可使螺旋槳的轉(zhuǎn)矩不變，主機(jī)就可以可以保持原轉(zhuǎn)速不變，并發(fā)出原功率。因此不論船舶在任何工況下，調(diào)距槳均能給予主機(jī)發(fā)出全部功率的能力，船舶可獲得較高的航速并獲得較大的推力。</p><p>　?。?）動(dòng)力裝置的經(jīng)濟(jì)性好：相較于定距槳唯一的效率線，調(diào)距槳有一條最佳n—H/D匹配曲線，可以兼顧螺旋槳效率和主機(jī)燃油消耗率，獲得較好的經(jīng)濟(jì)性。</p><p>

25、　　（3）提高了船舶的機(jī)動(dòng)性；船速可以通過改變主機(jī)轉(zhuǎn)速和槳的螺距來實(shí)現(xiàn)，船舶的進(jìn)退是通過改變螺距角的正負(fù)來實(shí)現(xiàn)的，因此調(diào)距槳船舶的機(jī)動(dòng)性可以體現(xiàn)在下面三個(gè)方面：螺距角的正負(fù)轉(zhuǎn)換比主機(jī)換向時(shí)間短，尤其在船速較高時(shí)；可以給出更大的反向推力；可以進(jìn)行無極調(diào)速，即使主機(jī)轉(zhuǎn)速較高也可以實(shí)現(xiàn)較慢的船速，完全不受主機(jī)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的限制。</p><p>　?。?）有利于驅(qū)動(dòng)輔助負(fù)載：主機(jī)以恒定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)使用軸帶發(fā)電機(jī)或使用

26、軸帶設(shè)備的船舶非常有利。</p><p>　?。?）延長了發(fā)動(dòng)機(jī)壽命：由于調(diào)距槳的變螺距功能,減少了主機(jī)起、停及改變轉(zhuǎn)速的次數(shù)，以此減少了運(yùn)動(dòng)部件的磨損和受熱部件的熱疲勞損壞,大大延長主機(jī)的壽命,減少主機(jī)的維修時(shí)間和維修費(fèi)用。</p><p>　?。?）便于實(shí)現(xiàn)遙控：螺距的調(diào)節(jié)一般在駕駛臺(tái)由駕駛員直接操作，整個(gè)遙控系統(tǒng)較簡單、容易實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　采用調(diào)距

27、槳的主要缺點(diǎn)有：</p><p>　　（1） 調(diào)距槳和軸系的構(gòu)造復(fù)雜，制造工藝要求高，造價(jià)較高。</p><p>　　（2） 槳轂中的轉(zhuǎn)葉機(jī)構(gòu)零件較多，而空間又小，可靠性不如定距槳,一旦損壞必須進(jìn)塢維修，造成巨大損失。</p><p>　?。?） 在相同情況下，調(diào)距槳由于槳轂部結(jié)構(gòu)較定距槳復(fù)雜，使得其轂徑比（d/D）較大。在相同的設(shè)計(jì)工況時(shí)，其效率要比定距槳低1%～

28、3%。</p><p>　　（4） 調(diào)距槳槳葉根部由于受葉根法蘭尺寸限制和布置固定螺栓的需要，使葉根剖面寬度較小，為保證根部強(qiáng)度，葉根厚度相應(yīng)增加，使槳葉根部容易產(chǎn)生空泡。</p><p>　　2 調(diào)距槳船的機(jī)槳工況配合特性</p><p>　　2.1 螺旋槳的推進(jìn)特性</p><p><b>　　由上述可知 </b>&

29、lt;/p><p><b>　　T=C1 n2</b></p><p><b>　　M=C2 n2</b></p><p><b>　　Pp=Cn3</b></p><p>　　式中 C1、C2、C取決于船舶的航行工況，n為螺旋槳的轉(zhuǎn)速。上述公式說明推力和扭矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，對(duì)

30、于同一條船舶，當(dāng)外界航行工況發(fā)生變化時(shí)，阻力發(fā)生變化，螺旋槳的負(fù)荷也就發(fā)生變化，因此系數(shù)C1、C2也就發(fā)生變化，推力和扭矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系就變成了另外一條二次曲線，因此推力和扭矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系可以用一組二次曲線來表示如圖3（左）所示。公式中的系數(shù)C也由螺旋槳的工作狀態(tài)即船舶的航行工況決定，由一組三次方曲線組成。如圖3（右）所示。</p><p><b>　　圖2-1</b></p>

31、<p>　　上面是定距槳的功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，調(diào)距槳的功率還與第二變量螺距比H/D有關(guān)。當(dāng)航行阻力不變時(shí)即λ為常數(shù)，螺距每調(diào)整一次，特性曲線就變化一次，H/D越大，曲線越陡。H/D與功率的關(guān)系可以由圖4所示。</p><p><b>　　圖2-2</b></p><p>　　2.2 柴油機(jī)的功率輸出</p><p>　　柴油的功率輸出表

32、達(dá)式為</p><p>　　Pe=peVsnmi/6000 0 (kw)</p><p>　　式中：pe—平均有效壓力，Pa</p><p>　　Vs—?dú)飧坠ぷ魅莘e，m3</p><p>　　n—柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min</p><p>　　m — 每轉(zhuǎn)工作行程數(shù),四沖程m=1/2,二沖程 m=1

33、 </p><p><b>　　i — 氣缸數(shù)</b></p><p>　　對(duì)于既定的柴油機(jī)其VS和m為定值，為簡化計(jì)算，令VSm/60000為C，C成為氣缸常數(shù)。則上面的公式可以簡化為</p><p>　　Pe=Cpeni （kw）<

34、;/p><p>　　2.3 正常航行條件下的機(jī)槳工況配合特性</p><p>　　由于“育鯤”輪在航行時(shí)AT2000-PCS采用的是定速控制模式，因此以下分析是建立在定速模式的基礎(chǔ)之上。</p><p>　　在忽略傳動(dòng)機(jī)組（齒輪箱）及軸系的傳動(dòng)損失的情況下，柴油機(jī)所發(fā)出的功率Pe等于螺旋槳所吸收的功率?！坝H”輪是單機(jī)配單槳直接傳動(dòng)方式,忽略傳動(dòng)損失</p>

35、<p>　　Pe = Pp；Me = Mp；ne = np</p><p>　　在正常航行時(shí)，由于“育鯤”輪主機(jī)轉(zhuǎn)速保持恒定，為170r/min，氣缸為6缸，根據(jù)公式 </p><p>　　Pe=Cpeni （kw）</p><p>　　式中C、i、n均保持不變，可以看出，柴油機(jī)的輸出功率Pe只和每循環(huán)的平均有效壓力pe成正比，平均有效

36、壓力pe可近似的認(rèn)為和柴油機(jī)每循環(huán)的供油量有關(guān)，當(dāng)供油量一定時(shí)，平均有效壓力pe不變，則柴油機(jī)的輸出功率Pe不變，與螺距比H/D無關(guān)。由圖2-2可以看出，在轉(zhuǎn)速不變的情況下，螺旋槳的吸收功率隨著螺距比H/D的增大而增大，則“育鯤”輪的機(jī)槳配合特性可近似如下圖所示。</p><p>　?、?、Ⅱ、Ⅲ—螺旋槳的的推進(jìn)特性；1、2、3—柴油機(jī)在各平均有效壓力下的功率，Pe=f（pe）曲線；H1>H0>H2&l

37、t;/p><p>　　圖中1、2、3分別為主機(jī)在超負(fù)荷、額定負(fù)荷、部分負(fù)荷功下的工作曲線，曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為標(biāo)定工況下的螺旋槳阻力特性曲線、船舶阻力增加下的螺旋槳阻力特性曲線、船舶阻力減少下的螺旋槳阻力特性曲線。為了分析方便，忽略儲(chǔ)備功率及傳動(dòng)損失，即圖中的A是額定功率Pe,并位于MCR點(diǎn)上。</p><p>　　▲機(jī)配槳條件下的機(jī)槳配合情況</p><p>　　當(dāng)船

38、舶航行在良好的海況，（風(fēng)浪較小，對(duì)船舶阻力影響不大）條件下，由于船舶的吃水及船體的清潔度不會(huì)發(fā)生大的改變，近似認(rèn)為螺旋槳工作在推進(jìn)曲線Ⅰ，在此條件下，假設(shè)船舶現(xiàn)航行于機(jī)槳配合點(diǎn)B，對(duì)應(yīng)主機(jī)功率為Pb，對(duì)應(yīng)螺距比為H1/D，現(xiàn)在需要提高航速，由于主機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，只有增大螺距比，當(dāng)螺距比增加到H0/D時(shí)，功率也要增加到PMCR，配合點(diǎn)移動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，這樣船速就加快了。當(dāng)需要減速時(shí)，只需較小螺距比到H1/D，主機(jī)功率會(huì)自動(dòng)從PMCR降到Pb。&l

39、t;/p><p>　　▲槳配機(jī)條件下的機(jī)槳配合情況</p><p>　　假設(shè)主機(jī)現(xiàn)在按標(biāo)定工況工作于A點(diǎn)。</p><p>　　當(dāng)外界阻力變大時(shí)，如航行在惡劣海況，頂風(fēng)頂浪，或者吃水增大及船體清潔不良時(shí)，螺旋槳的推進(jìn)特性曲線將變陡，如成曲線Ⅱ所示，這種配合情況稱為“槳重”。如果此時(shí)仍保持原有螺距比H0/D不變，主機(jī)將超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，這種情況只允許短時(shí)工作，不允許長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)。

40、由于“育鯤”輪配有變距槳，此時(shí)可以改變螺距比，使其螺距比變成H1/D，工況配合于d點(diǎn)，則主機(jī)仍能發(fā)出全功率，不會(huì)出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　當(dāng)外界阻力減小時(shí)，如航行時(shí)順風(fēng)順浪，或者吃水減小或者船體清潔良好，此時(shí)螺旋槳將按推進(jìn)曲線Ⅲ工作。如果此時(shí)仍保持原有螺距比H0/D不變，主機(jī)將按部分負(fù)荷曲線工作，工況配合于b點(diǎn)，不能發(fā)出全部功率，這種情況稱為“槳輕”。由于調(diào)距槳可以改變螺距比，此時(shí)使螺距比增大到H2/

41、D，使工況配合c點(diǎn)，主機(jī)仍能發(fā)出全功率。無論外界阻力如何變化，調(diào)距槳都能使主機(jī)發(fā)出全功率。</p><p>　　“育鯤”輪通過AT2000-PCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上述操作。</p><p>　　3“育鯤”輪調(diào)距槳（CPP）裝置</p><p>　　3.1 CPP裝置的組成</p><p>　　CPP裝置由調(diào)距槳、傳動(dòng)軸、調(diào)距機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)和操作系統(tǒng)組

42、成 </p><p>　　調(diào)距槳包括可轉(zhuǎn)動(dòng)的槳葉、槳轂和槳轂內(nèi)部裝設(shè)的轉(zhuǎn)葉機(jī)構(gòu)等。轉(zhuǎn)葉機(jī)構(gòu)（見下圖）采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，將往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。</p><p>　　圖3-1轉(zhuǎn)葉機(jī)構(gòu)示意圖</p><p>　　傳動(dòng)軸一般由螺旋槳軸和配油軸組成，兩者用套筒聯(lián)軸器相連。這種傳動(dòng)軸和定距槳的傳動(dòng)軸不同，它是中空的，伺服油缸位于槳轂內(nèi)，傳動(dòng)軸內(nèi)是進(jìn)、排油通道。<

43、/p><p>　　調(diào)距機(jī)構(gòu)包括產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)槳葉動(dòng)力的伺服油缸、伺服活塞，分配壓力油給伺服油缸的配油器，槳葉定位和槳葉位置的反饋裝置及其附屬設(shè)備等。它的主要任務(wù)是調(diào)距、穩(wěn)距以及對(duì)螺距進(jìn)行反饋和指示。調(diào)距是短暫的，穩(wěn)距是長期的。</p><p>　　液壓系統(tǒng)主要由油泵、控制閥（換向閥）、油箱和管件等組成。它的作用是為伺服油缸提供符合要求的液壓油。</p><p>　　操縱系統(tǒng)主

44、要由操縱臺(tái)、控制和指示系統(tǒng)組成。它的作用是按預(yù)先確定的控制程序同時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和調(diào)距槳的螺距，以獲得所要求的工況。在調(diào)距槳裝置中還設(shè)有應(yīng)急鎖緊槳葉裝置，利用它可在應(yīng)急情況下（例如液壓系統(tǒng)失靈），把槳葉固定在一定的正螺距值上，使調(diào)距槳變?yōu)槎ň鄻?lt;/p><p>　　“育鯤”輪調(diào)距槳推進(jìn)裝置采用單手柄控制，由AT 2000-PCS系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。AT2000-PCS系統(tǒng)的操作模式有獨(dú)立控制模式、螺距控制模式和聯(lián)合控

45、制模式。單獨(dú)控制模式即主機(jī)和螺距分開控制；螺距控制模式即主機(jī)以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，手柄變化的位置僅控制螺距的變化；而聯(lián)合控制模式，操縱手柄位置變化時(shí)，同時(shí)發(fā)出控制螺旋槳轉(zhuǎn)速n和螺距H/D最佳配合的指令，按設(shè)定程序工作。</p><p>　　3.2 CPP液壓系統(tǒng)工作原理</p><p>　　下圖為“育鯤”輪液壓伺服系統(tǒng)原理圖</p><p>　　調(diào)距工況：當(dāng)操縱臺(tái)給出后退

46、調(diào)距指令后，指令通過伺服遙控箱2傳到比例調(diào)節(jié)閥7的右端，右端通電，比例調(diào)節(jié)閥工作于右為，P與A相通，B與T相通，液壓油柜14中的液壓油經(jīng)濾器29由電動(dòng)伺服油泵28加壓后過止回閥13，壓力濾器20，比例調(diào)節(jié)閥的右位進(jìn)入管道A，經(jīng)軟管25進(jìn)入配油環(huán)，再經(jīng)過液壓鎖23 配油軸6中的管道進(jìn)入伺服活塞9的右端，伺服活塞左端的液壓油經(jīng)配油軸6中的管道再經(jīng)液壓鎖23流到比例調(diào)節(jié)閥的BT口，經(jīng)液壓冷卻器15，止回閥13濾器12回到液壓油柜14，伺服活塞

47、則在兩側(cè)液壓油壓力差的作用下向左移動(dòng)，通過十字滑塊和曲柄機(jī)構(gòu)帶動(dòng)槳葉回轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，伺服活塞9還帶動(dòng)活塞桿5和位置變送器3、4，將槳葉的動(dòng)作反饋給伺服遙控箱2，當(dāng)達(dá)到要求的槳葉角時(shí)，調(diào)距指令取消，比例調(diào)節(jié)閥7失電，閥芯回中，液壓鎖23鎖閉，調(diào)節(jié)過程結(jié)束，位置變送器4將活塞桿的位置傳送到操縱臺(tái)的槳葉角指示器，即螺距指示器顯示螺距大小。A、B管中的液壓油經(jīng)泄油口T回到液壓油柜14。</p><p>　　穩(wěn)距工況：液壓

48、鎖23鎖閉后，伺服活塞兩側(cè)的油都被液壓鎖23封閉在伺服油缸中，靠油液的不可壓縮性將槳葉固定在所要求的位置上。伺服油壓調(diào)節(jié)閥8的作用是調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的工作油壓。在不進(jìn)行螺距調(diào)節(jié)時(shí)，A、B管中的液壓油泄放，雙止回閥22沒有壓力油輸出，此時(shí)伺服油壓調(diào)節(jié)閥8的外控口沒有壓力油輸入，伺服油壓調(diào)節(jié)閥8就將比例調(diào)節(jié)閥7前的油壓調(diào)節(jié)在20bar。當(dāng)進(jìn)行變螺距操作時(shí)，無論比例調(diào)節(jié)閥7工作于左位或右位，A、B管中始終有一個(gè)管中有高壓油，則雙止回閥22的輸出端有

49、壓力油輸出即伺服油壓調(diào)節(jié)閥8的外控口有壓力油輸入，使該閥的設(shè)定壓力升高。因此該閥可以使系統(tǒng)不進(jìn)行操作時(shí)將系統(tǒng)的工作油壓控制在一個(gè)較低的值上，而在系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)系統(tǒng)的工作油壓將會(huì)隨著負(fù)荷增加而增加，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是可以節(jié)省能量。 </p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)中的油壓過高，超過安全閥21的設(shè)定壓力70ba時(shí)，安全閥開始，系統(tǒng)泄壓。油壓過低由壓力開關(guān)57發(fā)出報(bào)警信號(hào)。液壓油柜油位過低由液位開關(guān)49發(fā)出報(bào)警信號(hào)。</

50、p><p>　　配油環(huán)泄放管24及配油環(huán)中的漏油回到泄放油柜30，當(dāng)泄放柜中的液位較高時(shí)，觸發(fā)高液位開關(guān)52，此時(shí)輸送泵27啟動(dòng)，將泄放油柜30中的油輸送到液壓油柜14，當(dāng)泄放油柜中的液位降低到低液位開關(guān)時(shí)，輸送泵27停止。輸送泵和電動(dòng)伺服油泵均有兩臺(tái)，互為備用。</p><p>　　3.3 液壓系統(tǒng)重要元件</p><p>　　3.3.1比例調(diào)節(jié)閥</p>

51、<p>　　比例調(diào)節(jié)閥 7 是液壓伺服系統(tǒng)中的重要部件，它能夠接受伺服遙控箱2發(fā)出的控制信號(hào)并動(dòng)作從而使控制系統(tǒng)中液壓油的流動(dòng)方向與流量。由于閥芯的位移與控制信號(hào)的強(qiáng)弱成正比例關(guān)系，所以比例調(diào)節(jié)閥可以起到比例調(diào)節(jié)的作用，即來自于調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)越強(qiáng)，閥芯的位移也越大，閥口通流面積越大，通過的流量也越大，伺服活塞的位移也就越大，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)葉機(jī)構(gòu)，使螺距變化越大。當(dāng)沒有調(diào)距指令時(shí)，電磁鐵不通電時(shí)，控制閥芯由復(fù)位彈簧保持在中位。

52、該閥為 Y 型中位機(jī)能,即 中位時(shí)A、B 口與 T 口接通。</p><p>　　3.3.2 液壓鎖 </p><p>　　調(diào)距槳的穩(wěn)距工況主要是由液壓鎖來完成的，它可以鎖閉伺服油缸兩端的液壓油，靠油液的不可壓縮性來完成螺距的穩(wěn)定。</p><p>　　原理圖如下，當(dāng)A（或B）口有壓力油輸入時(shí)，不僅能將本側(cè)的單向閥芯4頂開，A和A1相通，還可以推動(dòng)控制活塞2先使另一

53、側(cè)的卸荷閥芯3開始，然后再使閥芯4開啟，允許B1中回油流過。當(dāng)A、B均無油壓時(shí)，兩側(cè)單向閥芯在彈簧作用下皆關(guān)閉，可使油路鎖閉。</p><p><b>　　圖3-3結(jié)構(gòu)原理圖</b></p><p><b>　　3.3.3雙止回閥</b></p><p>　　雙止回閥22即或門式梭閥，用于選擇某一路高壓油。它有兩個(gè)壓力油入

54、口和一個(gè)出油口。壓力油只能由任一口供入，推動(dòng)閥芯關(guān)閉另一側(cè)入口，即只有相對(duì)較高壓力的入口油與出口油溝通到達(dá)高壓輸出的目的。其出口油壓輸送到伺服油壓的外空口控制其卸荷壓力。</p><p><b>　　圖3-4</b></p><p>　　3.4 CPP螺距的應(yīng)急設(shè)定</p><p>　?。?）確認(rèn)或使油泵處于停止?fàn)顟B(tài)；</p>&

55、lt;p>　?。?）拆下配油環(huán)軸套上部的接頭和軟管；</p><p>　?。?）拆下配油環(huán)軸套上部的固定裝置；</p><p>　?。?）拆下配油環(huán)軸套下部的泄油接頭；</p><p>　?。?）安裝應(yīng)急接頭并檢查其槽中的密封圈；</p><p>　?。?）安裝中間接頭及快速接頭；</p><p>　?。?）利用

56、拆下的軟管將快速接口的另一端連接到應(yīng)急油路的EP和ER端；</p><p>　　（8）起動(dòng)一臺(tái)油泵，設(shè)定需要的螺距；</p><p><b>　　（9）停止油泵；</b></p><p>　　（10）利用快速接頭脫開軟管，此時(shí)，配油環(huán)的軸套將隨軸一起旋轉(zhuǎn)，因?yàn)閼?yīng)急接頭起到一個(gè)驅(qū)動(dòng)銷的作用。由于軸套在應(yīng)急操作時(shí)無法獲得潤滑，因此必須隨著油環(huán)的回轉(zhuǎn)

57、。</p><p>　　（11）如果螺距由于時(shí)間長而發(fā)生變化，可以停機(jī)重新按以上步驟設(shè)定螺距。</p><p><b>　　3.5 故障分析</b></p><p>　　3.5.1 配油環(huán)漏油</p><p>　　造成配油環(huán)漏油的主要原因是配油環(huán)白合金軸承損壞或者螺旋槳軸和密封環(huán)之間的O型密封圈損壞，解決措施是更換配油環(huán)

58、或者密封圈。</p><p>　　3.5.2 螺距不穩(wěn)定</p><p>　　現(xiàn)象：在正常航行時(shí)，當(dāng)車鐘手柄停留在某一位置時(shí)，此時(shí)的變距槳應(yīng)當(dāng)是某一螺距下的定距槳，而現(xiàn)在螺距不停地動(dòng)作進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　原因：可能是系統(tǒng)中存在空氣、液壓鎖22漏油或者是液壓油缸內(nèi)部漏油；也可能是反饋系統(tǒng)故障，如滾輪或者反饋可變電阻器損壞；或者是控制系統(tǒng)死區(qū)設(shè)置太小。<

59、;/p><p>　　解決方案：檢查是否漏油，更換損壞的元件，適當(dāng)增大死區(qū)。</p><p>　　3.5.3 零點(diǎn)漂移</p><p>　　當(dāng)操縱指令為零時(shí)，在螺距指示表上螺距大幅度偏離零位的現(xiàn)象稱為零位漂移。由于AT2000-PCS系統(tǒng)在主機(jī)起動(dòng)時(shí)具有螺距不為零的安全保護(hù)作用，因此零位漂移會(huì)導(dǎo)致主機(jī)起動(dòng)失敗，再者，即使強(qiáng)行起動(dòng)也會(huì)加重主機(jī)的起動(dòng)負(fù)荷。</p>

60、<p>　　造成零位漂移的原因：（1）反饋滾輪磨損或潤滑不良；（2）機(jī)械指示器上的滑塊潤滑不良；（3）螺距反饋系統(tǒng)故障；（4）螺距系統(tǒng)故障。具體是哪方面出現(xiàn)問題應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況判斷。</p><p>　　解決措施：當(dāng)車鐘手柄在停車位置時(shí)，檢查駕駛臺(tái)和機(jī)艙的螺距指示儀和尾軸洞的機(jī)械螺距指示表指示的螺距是否一致，若保持一致且均偏離零位則初步判斷反饋系統(tǒng)正?？刂葡到y(tǒng)出現(xiàn)問題，則以機(jī)械螺距指示儀為依據(jù)對(duì)控制

61、系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，直至螺距為零；若不一致且機(jī)械螺距指示表上的螺距為零則說明反饋系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則以機(jī)械螺距指示儀為依據(jù)對(duì)反饋電位器進(jìn)行調(diào)整。</p><p><b>　　3.6 日常維護(hù)</b></p><p>　　定期檢查尾軸洞中的反饋圓環(huán)和滾輪是否清潔潤滑；定期打開滾輪旁的油帽并加注滑油；檢查尾軸重力油柜和CPP油柜液位；檢查配油環(huán)密封情況及定位銷潤滑；伺服油泵定期切換

62、使用。</p><p><b>　　4結(jié)論 </b></p><p>　　調(diào)距槳是“育鯤”輪推進(jìn)系統(tǒng)的重要組成部分，掌握調(diào)距槳與主機(jī)的工況配合特性以及調(diào)距原理對(duì)于傳播安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)營十分重要。本文通過介紹“育鯤”輪的機(jī)槳配合特性，了解了調(diào)距的基本原理，分析了調(diào)距槳在運(yùn)營過程中出現(xiàn)的故障，總結(jié)歸納出針對(duì)故障的維修方案，希望能對(duì)調(diào)距槳更佳地工作盡綿薄之力。在寫作的過程中，

63、輪機(jī)員、老師及身邊的同學(xué)給予了很多的幫助，在此衷心的感謝他們。</p><p>　　由于學(xué)生水平有限，本文中存在許多不足，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。</p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】</b></p><p>　?。?］李斌等編．船舶柴油機(jī)．大連：大連海事大學(xué)出版社，2009．</p><p>　?。?］陳海泉等編．船

64、舶輔機(jī)．大連：大連海事大學(xué)出版社，2009．</p><p>　?。?］于洪亮等編．船舶動(dòng)力裝置技術(shù)管理．大連：大連海事大學(xué)出版社，2009．</p><p>　?。?］陳海泉．船舶液壓設(shè)備原理及維修技術(shù)．大連：大連海事大學(xué)出版社，2009．</p><p>　?。?］MAN B &W ．Propeller Instruction Manual．</p