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船舶机舱组成及推进装置
一、机舱
1推进装置
1.2机舱
1.3主机类型
1.4燃油
1.5冷却
1.6润滑
1.7启动
1.8废气
1.9燃气
1.10轴系
1.11电力
1.12加热器
1.13换热器
1.14泵
1.15安全装置
1.16震动与噪声
1.17淡水
1.18启动装置
- 阀
- 舱底水布置
- 压载水布置
- 消防系统
二、 推进器和舵
- 船舶阻力
-
推进器
- 螺旋桨
- 定距桨
- 调距桨
- 喷嘴
- 舵桨
- 电动舵桨
- 螺旋桨轴
- 喷水推进
- 稳定鳍
- 舵
4.1铲舵
4.2襟翼舵
4.3水手舵
4.4鱼尾舵
5操舵装置
机舱
1.推进装置
船舶的推进通常是由螺旋桨来完成(而不是由推进器、桨轮或着喷气机)，而对于货船来说，经济性比可操作性和高速更加重要，他们大部分只由一个螺旋桨驱动。而这个螺旋桨由一台或两台发动机通过螺旋桨轴驱动，其叶片可以是固定或可调整的。定距桨，与具备倒转功能的发动机或换向变速箱联合使用，可以在带有低速机的沿岸贸易船和大型集装箱船上使用。一般的船带有可调整的螺旋桨。被称作“调距桨”或CPP。具有可控制螺距的螺旋桨，叶片的角度由液压调整来控制船速(前进和后退)。发动机以恒定速度运转，轴带发电机可以和发动机的输出轴相连，位于传动轴旁边。用定距桨时，发动机的转速不断变化，因此轴带发电机不可能产生恒定电压。
1.调距桨2.高度倾斜桨面3.尾轴5联轴器 6.齿轮箱
图一 调距桨组成图
1.2机舱
用于推进、船舶运行和产能的各种部件位于船尾、更靠前的机舱内或超过船舶总长度。具体地点取决于需要放货物的地方。一般货船的机舱在船尾(以限制螺旋桨轴的长度)。在客轮、滚装船、挖泥船、离岸船只上，机舱通常超过船长以限制高度，或者因为机舱的机械设备数量比普通货船大得多。房间的空调安装在单独的房间内或靠近房间的地方。在大多数船舶上安装一个或多个船首推力器，在一些船舶(例如客船)上安装船尾推力器。
油船和挖泥船有独立的泵室。大多数船还为起重机、舱盖、坡道和阀门配有液压联合装置。
所有机舱至少要包含:主机(一至多个，负责推进),辅机(发电)、冷却水系统、润滑油系统、燃油系统、压缩空气系统(启动、控制、工作的空气)、饮用水系统、污水系统、舱底水系统,压载系统、锅炉(加热油柜,房间等)、制冷系统、消防系统、滑油储存柜、液压油、燃油、导热油、零配件商店、控制室和车间。
- 主机 2.辅机 3轴带发电机4.齿轮箱 5.主排气管 6.辅排气管 7.消音器 8.废气加热器，节约器 9.轴10尾轴 11.调距桨 12方向舵 13.中间轴轴承 14. 绞车 15.系泊锚 16.船首推进器 17.船尾推进器 18.稳定鳍
图二 机舱布置图
1.3发动机类型
船舶柴油机可以是二冲程或者四冲程，二冲程意思是活塞上下移动两次完成一次燃烧过程，而四冲程则要移动四次。
二冲程发动机：
1.活塞下行。空气被吸入气缸底部。
2.活塞上行。空气被活塞压缩。同时，废气被压出气缸顶部的气阀。喷射燃油，燃烧过程产生。
四冲程发动机：
活塞下行。空气通过气缸顶部的气阀进入。
1.活塞上行。空气被压缩，喷射燃油，燃烧发生。
2.活塞下行。
3.活塞上行，废气通过气缸上部的气阀被排出。
二冲程发动机总是直线型的。四冲程可以是直线型或V型。
直线型发动机：气缸彼此间线性排布，V型发动机：气缸和另一个气缸呈沿垂线45°到90°放置。一个12缸V型发动机长度和一个6缸发动机一样。但12缸V型发动机价格比两个6缸直线型发动机便宜。直线型发动机最多有12缸，v型发动机最多有20缸。此外，船舶发动机可以由他们的速度进行分类:高速四冲程发动机转速在960RPMs以上、中速四冲程发动机转速范围在240-960、低速二冲程发动机-转速低于240。高速和中速发动机经减速齿轮箱减速后驱动螺旋桨。低速发动机与螺旋桨直接耦合。
1.曲轴与计重 2.连杆 3.加强活塞 4.缸套 5.喷射冷却的活塞环 6.气缸头部 7.分隔气缸套 8.曲轴箱 9.轴承盖 10.横向曲轴轴承螺栓 11.轴承螺栓 12.气缸盖螺栓 13.凸轮轴燃油喷射 14.燃油泵 15燃油喷射管 16.推杆 17.凸轮轴控制阀 18.摇臂 19.带桨的排气阀 20.进气阀 21.起动阀 22.喷嘴 23.进气管 24.排气管 25.冷却水管 26.空气冷却器 27.废气涡轮 28喷油器正时装置 29.阀正时装置 30.调节器传动装置
图三 主机结构图
1.4燃油
除了船舶的尺寸、可用空间和功率要求外，发动机类型的选择标准是可使用的燃料。柴油(MDO)是最好的，产生的污垢最少，但价格昂贵。重油(HFO)便宜得多，但需要额外的系统，如预清洁和加热系统。它还会产生沉积物和更脏的废气。它比柴油含有更多的硫。这种重燃料只能用于中速和低速发动机。高速发动机需要高质量的柴油。重油粘度更高，不经处理不能通过喷油器压入。它需要加热来降低粘度和净化，以除水和除去那些大到无法通过喷油器的脏的微粒。加热是在燃料加热器中进行的，主要是电加热。清洁是在分油器、离心机中进行的，在那里水和重粒子从油中分离出来。
燃料储存在的油柜和油舱中;在货船中，通常在双层底舱中。燃料通常由燃料船通过软管直接输送到船上的油箱中。它从油箱被抽到机舱里的一个较小的油箱——沉淀柜中，这是一个位于高处的油柜，在那里水和重颗粒沉积。通过强大的吸力，油通过分离器被抽到日用油柜，即清洁油柜。水和污物直接进入污油柜。从清洁油箱中，燃油由低压油泵泵入高压油泵，高压油泵将燃油泵入喷油器。每个气缸有一个高压泵。剩余的燃油量，取决于发动机的需求，流回日用油柜。
分离器排出的污物进入污油柜，在岸上处理或焚化炉处理。新型柴油机有所谓的共轨燃油系统。高压燃油泵保持一段管道在喷射压力下，在该管道和喷油器之间安装一个电动开闭阀。开启和关闭是有规定的，通过计算机，它可以调整燃料的数量和向每个气缸喷油的时间。
1.5冷却
所有的柴油机都会发热，所以需要冷却。这可以通过空气冷却来实现，但更常见的是液体(水)冷却。当舷外冷却水被泵入，并通过过滤器流经发动机，再次泵出舷外时，此过程被直接完成。这只在非常小的船上使用，并且只有当船在淡水中。冷却器、泵和过滤器通常是双路安装，并配有必要的阀门，以便在运行过程中进行维护和清洗。更大的船只使用含有抑制剂的水的闭路冷却系统，以保护柴油机不受腐蚀。冷却液在柴油机外面的热交换器中冷却。冷却介质是海水，通过过滤器和热交换器，最后被泵出舷外。一个独立的海水泵是必须的。在小型船舶中，换热器可以安装在具有海水自然循环的海水柜中。
1.6润滑
每台柴油机都需要润滑。通常情况下，这是通过将油经过轴承泵出并将它从曲轴箱向上压入到气缸套来实现的。小型发动机有一个内置油泵，大型发动机有外部油泵。油通过过滤器被泵入发动机。所有的主轴承都有各自的供油管。使用后，油滴入曲轴箱，从曲轴箱滴入发动机下方的主机油底壳。从油底壳里通过油冷却器和过滤系统将其抽回发动机。过滤的质量对发动机的使用寿命至关重要。过滤系统可能很复杂。在小型发动机中，它只是一个过滤器，每隔几个小时就会更换一次。在大型船舶中，油通过一个非常复杂的微过滤器被泵出，微过滤器有一个内置的通过反冲洗的自清洗系统。有两个并联的过滤器，以避免在过滤器改变时发生停机。润滑油泵主要是螺杆泵或齿轮泵，其输出和压力是恒定的，这与离心泵相反。大型发动机的润滑要复杂得多。润滑油也有冷却功能，特别是对活塞。在带有十字头的大型发动机中，这些系统可分为曲轴箱润滑、气缸润滑和气缸油冷却。
图四 滑油循环系统
1.7启动
小型发动机是用电池上的电动启动马达启动的。然而，较大的发动机是使用气缸中释放的压缩空气启动的，通过气缸盖上的启动空气阀，启动顺序与燃烧顺序相同。从空气管到发动机的主空气管道包含一个分布器，一个带孔的旋转圆盘，由发动机曲轴驱动，将空气引至合适的气缸。
当发动机转动时，燃油喷射，进气就可以停止了。压缩空气被保存在压缩空气管中，保持在压力下，再由空气压缩机填充。所需压力大约是25帕。
1.8废气
燃烧产生废气。这是一个由高温二氧化碳，氮氧化物，未燃燃料，剩余氧气，二氧化硫，和碳(碳烟)组成的混合物。二氧化硫是有害的。混合水以后，它们会形成酸，腐蚀钢制排气管，对环境也有害。当然这也包括二氧化碳和氮氧化物。压力被定在降低氮氧化物和硫氧化物的位置。废气中的热量可以用来加热燃料和其他用途，如居住供暖。在排气管道中可以安装一个热交换器，可以将水或其他液体泵过热交换器。当液体是水并蒸发时，热交换器被称为废气锅炉。当它不蒸发时，加热器被称为废气节约器。
1.9燃烧气
气缸中燃烧所需的空气通常是从机舱吸入的。在小船上，和大气相通就足够了。在大型船舶中，电控鼓风机为机舱提供大量的空气，使机舱温度保持足够低。发动机的性能可以通过给气缸提供较高压力的空气来提高。更多的空气意味着更多的燃料可以得到燃烧。这也意味着更多的输出功。发动机的输出受到废气温度的限制。当气缸内温度过高时，会对排气气阀、气缸等造成损坏。
因此，空气必须有一定的余量用于冷却。在空气进入气缸之前，通过压缩空气可以进一步增加空气量。利用废气的速度可以压缩空气。在排气管道中安装了涡轮，驱动旋转压缩机。空气温度由于压缩而上升。
1.10 轴
轴系装置将发动机产生的扭矩传递给螺旋桨。通常，最简单和可靠的系统，是一种整体铸造。调距桨也很常见，但更为复杂、昂贵，而且容易发生故障。然而，他们的优点是有每个速度和恒定的转速所需的最佳螺距，这允许使用一个主机驱动轴带发电机。
当轴带发电机与变频器结合使用时，转速也是可变的。这允许转速和螺距的最佳组合。
通常轴系由一个中间轴和一个尾轴组成。当尾轴需要取下时，中间轴需要让道。然后将中间轴放置一旁。该系统有许多轴承------一个或两个轴承在中间轴上，一些轴承在尾轴瓦上。总数可以根据系统的长度和轴的重量而变化。
最后面的轴，即尾轴，由尾轴承支承。这些都位于尖舱内，船内看不到。这些轴承是尾轴管的一部分，尾轴完全注满润滑油，使尾轴在油中旋转。在尾轴管的尾部安装了一个复杂的密封系统，以保证海水在尾管外而油在尾管内。这个密封装置位于螺旋桨的正前方。外部密封由周围的环，即护索设施来保护。在尾轴的末端的前方，也就是轴离开机舱的地方，安装了一个和护索设施类似但没那么复杂的密封装置，再次将油保留在尾管中，防止其泄漏到机舱中。
螺旋桨安装在尾轴上，通常采用压紧配合。尾轴后端为锥形，与螺旋桨锥形孔精确配合。有时它用键锁住来防止转动。但是这种方法现在已经过时了，通常很少采用键配合，而是使螺旋桨受到高油压的作用压在锥形表面。调距桨被法兰上的螺栓定在尾轴后端。这样轴必须向外拉出，这常常使舵的拆卸很必要。由于
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