【船机帮】船用柴油机双机单浆成套技术

随着我国经济与科学技术的稳步提升，不管是商船还是军舰，其载重量越来越多，航速也越来越快，要求推进柴油机提供更为强劲的动力，船用柴油机并车运行也是在增多。

双机双桨，单机单桨船舶较为普遍

从理论的角度来分析，通过采用合适的离合器与齿轮结构，不同功率与速度的柴油机都可以双机或多机并车运行，不过这回导致装置复杂、操作困难、维修不便等，进而大幅度的削减了其优越的性能，为此本文对于双机单桨成套技术开展相关的研究。

船舶推进柴油机的有效输出功率是Ne （kW）同船舶排水量 Δ（t）、 航速u（kn）的关系，在无船模拖拽设备或者是参照物的时候，可以通过下式计算：

其中 C 是系数，水面舰船取值为136-153。 

船舶排水量提升，机舱容积也会变大，可以选择更大体积的柴油机；

不过在航速增加，排水量不变，机舱容量并未增加，柴油机的输出功率却是大大提升，传统的一台柴油机传动一根螺旋桨已经不能满足实际需求，常见的为两台或更多的柴油机传动一根螺旋桨的模式。 

双机并车传动比一机一桨传动模式节省了空间，其相比于单机单桨具有下面的优势，首先低航速时，可以一台工作一台休息，这样柴油机可以在较高负荷下运行，防止出现低负荷积碳。

其次多机推进是并联模式，提升了系统的可靠性，如果一台出现故障，其余的还可以工作；

再次由于离合器的存在，便于柴油机开展维修、试运转以及停泊试验；

最后对于传动定距桨的可逆柴油机环向速度快速，机动性能比较高。

1.齿轮箱与离合器

双机并车模式，齿轮箱与离合器必不可少，大功率柴油机双机并车齿轮多数为单级减速，齿轮的布置模式取决于两台柴油机的中心距与机舱设计，离合器可以采用摩擦或转差耦合器。

双机并车之后两台转速会具有一定的差别，为了降低表面的冲击荷载、延长使用寿命，双机并车的离合器采用转差式耦合，齿轮箱输入轴与柴油机输出轴的同心度要求较低。

2.并车柴油机调速器与执行器

并联运行的柴油机调速器与执行器满足下面的要求： 

首先对于调速器，因为各国对于柴油机超速保护装置的设置为12-15%，为此调速系统的瞬态调速率δd 必须<12%，进而保证标定公路突然卸载而引起的瞬态或稳态提升，不会因为超速保护装置动作而出现事故。 

其次为调速系统转速波动率 v，进而保证柴油机稳定。 

最后为了保证柴油机在全功率范围内负荷接近平衡，不灵敏度ε≤ 0.5%，调速特性线的非直线γ≤1%。 

3.负荷分配与调控对象

依据柴油机负荷特征，柴油机对于同一转速下，可以含有不同的负荷。

双机并车可靠、稳定运行的关键为两台柴油机负荷都可以依赖于一定比例分配或保持平衡，不会出现超负荷的情况。

依据柴油机特征，柴油机输出功率 p 可以表示为：

并车的两台柴油机冲程数一致，如采用摩擦离合器转速 n 必然一致，采用液压离合器其转速 n 近似。对于特定的柴油机，i、S、D 都是常数，所以两极输出功率比，

也就是双机并车之后柴油机的输出功率负荷分配可以通过调控平均有效压力 Pme 的 比例来实现。两台同型号的柴油机并车，k=1，只要两台柴油机平均有效压力一致，负荷就平衡，因为：

4.双机并车柴油机的控制模式

如今的双机并车柴油机控制具有下面的几种，其一为双调速器互联控制，两台相同的柴油机各自安装同一型号的调速器，依据操控指令设计各自的转速与相关的油门位置，之后在根据反馈的两台柴油机油门位置计算平均数值，在根据平均值与各自反馈的测量数值进行比较分析，对于设定数值开展修正，实现机器的平衡负荷。 

其二为单调调速器，单调速器控制就是并联运行的两台柴油机由同一台调速器控制。

调速器中存有两台柴油机的油门一功率曲线，调速器按照操纵指令设定柴油机的转速并根据油门位置与输出功率之间的对应关系给出每台柴油机各自的油门位置。

每台柴油机可由反馈本柴油机油门位置的测量值对其进行修正，使两台柴油机的负荷按预定的比例分配或平衡。

采用这种控制方式的两台柴油机在相同转速和负荷时，两台柴油机的油门位置可以相同，也可以不同。 

但两台柴油机的油门位置与输出功率值之间的对应关系必须是确定的。 

最后为其他参数对柴油机运行的限制为了防止并车的两台柴油机超出柴油机允许的运行范围。

柴油机控制器不仅要做到负荷平衡，还要根据柴油机转速对最大油门位置进行限制。

柴油机将测得的油门位置、增压空气压力、增压器转速等参数报告给控制器，控制器对这些参数与原先的设定参数进行比较，如超出正常范围，将对油门位置进行修正。

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