近几年来船舶节能技术的开发与应用

对近几年来开发并得到应用的船舶节能技术，诸如节能型低速柴油机系列、中速柴油机系列、新型螺旋桨、正反转螺旋桨以及Lips高效舵、流体控制翼等节能附体技术作简要介绍。     

中速柴油机的电子调速器

柴油机燃料的经济性,螺旋桨效率的最佳性以及船舶操纵性能的有效性等等,均取决于对船舶主机和螺旋桨轴转速的控制精度,而且柴油发电机网络的频率,在负载发生变化时,也取决于调速系统如何很好地保持柴油机转速的稳定.以往用的是机械液压离心式调速器,随着对调速系统要求的提高,导致了电子调速器的发展.     

船舶柴油机-调距桨控制系统的设计及仿真研究

推进系统是船舶的动力来源,决定了船舶的动力特性,随着海洋运输行业的迅猛发展,对船舶推进技术的要求也变得越来越高。为了提升船舶的动力特性,适应复杂的航行环境和货物负载,柴油机-可调螺距螺旋桨推进装置被成功研发出来,并获得了较大的装机量。柴油机-可调螺距螺旋桨推进装置可以根据船舶的负载、速度、载荷等工况调节螺旋桨的螺距角,改善推进作用力、推进效率和机动性,具有重要的市场应用价值。本文介绍了柴油机-可调螺距螺旋桨推进装置的结构与数学模型,设计了柴油机-可调螺距螺旋桨推进装置的控制系统,并采用AMESim软件对该控制系统进行仿真试验。     

2160kW海洋救助拖船推进装置工况匹配分析

通过船、机、桨三者之间关系的分析，将实测的柴油机带动螺旋桨的推进特性入主机功率允许工作区域图中，从而判断２１６０ｋＷ海洋救助拖船螺旋桨选配设计不合理。按拖轮使用的主要工况考虑一定的储备，削边修正螺旋桨，使船舶主机长期安全营运。     

基于NAPA的螺旋桨几何造型和图形生成方法研究

螺旋桨设计是船舶设计中重要的组成部分之一．基于船舶设计NAPA软件平台，使用NAPA自带的NAPA BASIC语言，利用坐标变换方法，根据螺旋桨桨叶的伸张轮廓和叶切面形状，得到了桨叶几何造型所需的三维坐标值，同时研究了桨叶二维图形的生成方法，从而有效地将船舶设计软件与螺旋桨的几何造型紧密结合起来，节省了大量的人力物力，提高了工作效率，推动了计算机技术在螺旋桨设计领域的应用，为船用螺旋桨的精确和高效绘图寻求了一条新途径．     

前景灿烂的全电舰船

近年来．全电舰船成为人们的热门话题。所谓全电舰船．就是舰船的动力系统以电传动装置为主体的舰船。具体讲．电传动装置就是由原动机带动发电机发电．再由发电机驱动电动机组、带动螺旋桨旋转的传动装置。它和机械传动装置一道．构成了舰船传动装置的两大门类，电传动装置根据驱动发电机的原动机不同可分为5类：蒸汽轮机，柴油机、燃气轮机．核动力装置和各种蓄电池。一直到二战结束，原动机主要是第一和第二两大类．电传动装置中以直流电机为主。二战以后，随着柴油机及电机技术的进步．有的舰船开始采用“大功率柴油机——交／直流发电机—-交流电动机“的组合方案，个别小型舰船甚至全部以蓄电池作为动力装置。     

“十”字形矢量推进系统的设计

介绍了“十”字形矢量推进系统设计，分析了自主水下航行器（autonomous underwater vehicle，AUV）航程的影响因素．采用低阻力、低能耗的Myring型对推进系统艉部线型进行设计，通过计算流体力学的方法求取航行阻力，在此基础上进行推进系统的设计．利用有限体积法模拟出不同航速下电机转速与推力、螺旋桨效率的关系，对求得数据进行分析，得到螺旋桨效率、阻力系数与航速的对应关系，为经济航速的选取提供参考．发现提高螺旋桨敞水效率或负载功率有利于提高AUV的经济航速，降低负载功率的同时提高低航速下的螺旋桨敞水效率是实现AUV长距离航行的关键．     

螺旋桨转速与直径对船机桨匹配的影响研究

为了研究螺旋桨转速和直径对船机桨匹配的影响,以某149.8 m近海散货船为研究对象,采用NAVCAD软件进行螺旋桨匹配设计。针对设计过程中存在的实际问题,分析了低转速大直径和高转速小直径螺旋桨对螺旋桨推进效率及船舶的动力性和经济性的影响。结果表明：在柴油机额定转速时,低转速大直径螺旋桨比高转速小直径螺旋桨的敞水效率高,船舶动力性和经济性更好。     

免疫算法在舰船柴油主机故障诊断系统的应用

现代大型船舶的控制系统中一般都需要依赖柴油主机提供动力,然后经由发电机转换成电力,从而驱动螺旋桨电机工作,保证整个船舶的正常运行,因此必须避免柴油机系统出现故障。本文通过免疫算法,对船舶柴油机的故障模式进行主动的学习,提高了故障的识别效率。同时通过自主的诊断系统和控制程序,对潜在的故障进行预测,在提高了柴油机的故障诊断效率的同时,也能够优化柴油机的控制参数,进一步提高了其使用寿命。     

护卫舰推进系统设计动态模拟模型

护卫舰推进系统的运行工况变化较大，主机在全寿期中的大部分时间均以部分负荷和不稳定状态运行。采用费效比较好的巡航柴油机使推进系统的设计更加复杂，因此柴油机的负荷比通常使用的燃气轮机限制更多。其噪声特性方面的要求限制了调距桨的运行。基于以上考虑，荷兰海军研究开发了推进系统设计的动态模拟模型及描述整体模型以及螺旋桨和舰船的水动力子模型。说明了如何应用该模型对推进系统的设计进行评估。由于有了这种设计，模拟模型为荷兰海军提供了一种工具，可以用来指导螺旋桨加／减速时无空泡运行的设计。由于包括了海情对螺旋桨负荷的影响，应用该模型可以对螺旋桨在各种偏离设计点时的空泡性能进行评估。     

船舶主柴油机NO_x排放实船测试方案探讨

针对NOx排放实船测试的特点和要求,探讨各主要测量参数的测量方法及测量设备,以及按推进特性运行的船舶主柴油机的试验循环工况标准。提出在船舶试航时进行NOx排放测试,并以试航工况曲线为基础建立相应的试验循环工况标准,以便NOx排放实船测试切实可行,并有利于减小测试工况偏差而引起的NOx排放测试误差。     

大型船可调桨推进装置机动工况分析不容忽视

论述主柴油机螺旋桨(FPP、CPP)推进特性的同时,结合螺旋桨推力系数(KP)、扭矩系数(Km)、随螺旋桨进程比,(λp)的变化情况,指出λp在大于某一定值后,螺旋桨将出现负推力和负转矩,这称为螺旋桨的水涡轮工况。此现象多发生在船舶机动作业的紧急换向工况中,对于CPP船若控制不慎,可能引发主机飞车或使船舶实际换向时间太长,两者都将延误船舶紧急避碰时机。现推荐一种"能耗法"的控制方法,可以有效地缩短船舶紧急换向实际时间,避免海难事故,保障航行安全。     

船舶主柴油机NOx排放实船测试方案探讨

针对NOx排放实船测试的特点和要求,探讨各主要测量参数的测量方法及测量设备,以及按推进特性运行的船舶主柴油机的试验循环工况标准。提出在船舶试航时进行NOx排放测试,并以试航工况曲线为基础建立相应的试验循环工况标准,以便NOx排放实船测试切实可行,并有利于减小测试工况偏差而引起的NOx排放测试误差。     

三峡消防艇动力装置设计

介绍了三峡消防艇动力装置的设计概况,通过列表对比的方法阐述了“主机飞轮端＋OMEGA无级调速齿轮箱＋定距桨,自由端＋对外消防泵”、“主机飞轮端＋标准齿轮箱＋定距桨,单独设2台消防泵发动机”及“主机飞轮端＋齿轮箱＋调距桨,自由端＋对外消防泵”三种方案各自的优势和劣势。着重介绍了最终选择的动力装置的性能、OMEGA齿轮箱的结构原理以及消防船专用的电子遥控系统——EC200FIFI的模式设置,并阐述了它们在消防船上应用的优越性。     

模糊控制在调距桨负荷控制中的应用

负荷控制就是把调距桨作为主机负荷的调节器。在主机转向和转速一定的情况下,通过改变调距桨桨叶角度实现主机负荷的增大和减小,保持主机的负荷与转速关系沿设定的负荷曲线变化,以改善舰船在不同航行工况下的主机推进效率和舰船操纵性能.文中在介绍负荷控制原理的基础上,将模糊控制方法应用到负荷控制中,并进行仿真验证了模糊控制负荷控制器的有效性.     

重载情况下船舶及主机加速问题分析

针对目前一些船舶在恶劣海况下遇到的加速问题，以及通过转速禁区时间过长的问题，从螺旋桨匹配和主机内部设计两方面进行原因分析。围绕转速禁区功率裕度，结合相关案例，从轻螺旋桨裕度、转速禁区及MAN主机输出扭矩能力等方面入手，提出改进措施。     

机桨联合控制方法研究

介绍了机桨联合控制的基本思想和原理,分析了机桨联合控制的关键问题,针对机桨联合控制的交叉耦合问题,提出了通过预测控制实现机桨联合控制的方法,结论表明该方法是有效的。     

机桨匹配初步设计软件实现方法研究

研究现有机桨匹配初步设计软件设计方法及其存在缺点,提出正确实现机桨匹配初步设计软件思路和实现方法.该方法从初步设计概念出发,搜索满足机桨匹配且效率最高的桨及对应主机,可用于绘制船舶一定航速下,定桨径不同转速及不同桨径最佳转速机桨匹配分析曲线.变换不同航速,还可得到完整的分析图谱.     

吸盘挖泥船采用全电力驱动系统设计论证

通过对定距桨推进器与调距桨推进器的比较,以及针对该吸盘挖泥船全电力驱动配置方案和一拖二(柴油机拖动螺旋桨和轴带发电机)动力配置方案的主要性能与参数进行论证分析比较,得出推荐采用全电力驱动配置方案的结论,并对全电力驱动配置方案中采用何种电力驱动方式及配电系统进行简单论证,为船东选择采用全电力驱动配置方案提供技术支持。     

某船用中速柴油机NOx排放特性分析

对一船用中速柴油机进行了NOx排放试验,得出并分析了其用作船舶主机时,在持续运行区域内随运行工况变化的NOx排放特性.柴油机NOx排放水平与其运行工况密切相关.对于按推进特性运行的船舶主机,排放法规有必要针对NOx排放实船测试特点,规定合适的标准测试工况,并在台架试验的基础上对因测试工况偏差而引起的NOx排放误差进行修正.