舰船调距桨推进装置的建模与仿真分析

近年来,内河航运和远洋货物运输行业发展迅速,作为最安全、承载量最大的运输工具-船舶的操纵性和动力特性引起了业内的广泛关注。螺旋桨是船舶动力系统的主要组成部分,很大程度上决定了船舶的推进效果。为了进一步提升船舶的动力特性,使舰船能够适应复杂的海洋气候条件和动力系统负载,可调螺距螺旋桨推进装置的装机量越来越多。通过调节螺旋桨的螺距角,调距桨在一定范围内灵活调节舰船的推进力、主机负荷等动力参数,使舰船的推进效率和机动性能大幅提高。本文详细介绍了可调螺距螺旋桨的运行特点,建立了螺旋桨控制系统的力学模型,利用Matlab/Simulink平台建立了舰船可调螺距螺旋桨推进装置的仿真模型,并对该调距桨进行仿真分析。本研究在改善调距桨的结构设计,提升舰船动力推进性能等方面有重要的意义。     

主机调距桨液压油乳化故障实例

正1故障现象某船采用双机双桨推进,螺旋桨选用五叶可调螺距螺旋桨(以下简称调距桨),其螺距的改变是通过独立的液压系统驱动桨叶安装盘面下的曲柄销实现的。该船在太平洋海域航行,常规保养右主机调距桨滤芯时,发现液压油有乳化现象。取出左主机调距桨液压油进行检查比较,油液取样情况如图1所     

英国开发自动调距螺旋桨

据报道,英国一工程师花了10年时间开发成功一种船用自动调距螺旋桨。该型螺旋桨在船舶前进或后退的情况下,均能自动选择最佳螺距,其桨叶安装在螺旋桨轴上。     

非线性PID技术在船舶调距桨控制的应用

推进系统是船舶的动力来源,近年来,我国船舶工业发展迅速,对船舶推进技术的要求越来越高。可调螺距螺旋桨可以根据船舶的实际工况(速度、载荷等)调节螺距角,从而提高螺旋桨的推进效率和机动性,提高船舶的航运能力,是一种应用较为广泛的螺旋桨。本文针对船舶可调螺距螺旋桨的自动化控制问题,系统介绍了非线性PID控制技术,在此基础上研究了基于PID的船舶调距桨控制系统,并对该系统进行了仿真研究。     

基于CAN总线的调距桨控制系统研究

可调螺距螺旋桨(简称调距桨CPP)是船舶推进系统的主要设备,调距桨能在所有工况下充分吸收主机的全功率,提高螺旋桨效率,并实现螺旋桨与主机转速的最佳匹配.它有良好的机动与操纵性能且易于实现遥控,在多种船舶上得到广泛应用.基于CAN总线的调距桨控制系统,结构简单,成本低,可靠性高,具有很好的推广价值.     

调距桨推进特性分析及其控制系统设计研究

具体归纳了船舶调距桨推进装置的工作特性及特点，并与定距桨进行了对比分析，总结出适用于可调螺距螺旋桨的三类船舶;在此基础上提出了基于模糊神经网络控制的调距桨控制系统的设计，仿真试验结果表明了调距桨控制系统设计的合理性.     

KL72/4-ST型调距桨简介

0引言船舶调距桨省去了主机换向装置,可实现船舶的无级变速,改善船舶操纵性能;其广泛应用于具有多样航行工况的运输船舶、工程船舶及军舰。本文简单介绍KL72/4-ST型调距桨的结构组成和工作原理,供同人参考。1调距桨系统调距桨系统主要由桨毂桨叶部分、调距机构、传动轴部分、配油器和液压系统等组成。1.1桨毂桨叶部分可调螺距螺旋桨的桨毂桨叶部分由桨毂和桨叶组成。桨毂内部装有调距机构,用于调整桨叶螺距;     

船舶调距桨推进系统的建模与仿真

介绍了集装箱船舶可调螺距桨推进仿真系统,建立了主机、螺旋桨转速、液压离合器和螺距控制的数学模型.依据容积法模型建立了柴油机仿真的实时算法及PID调速器、螺距、螺旋桨推力及船舶阻力实时仿真模型,设计了调距桨推进系统机旁、集控室和驾驶室的控制逻辑和软硬件设备.对调螺距、主机供油、主机转速、船舶航速的仿真结果与实船推进系统相似.用Visual Basic语言在Windows 2000操作系统上开发了包含仿真软件及人机界面的轮机模拟器系统,并成功应用于船员实操培训和轮机工程专业本科生教学.     

低负荷工况下调距桨的使用

调距桨装置可使螺旋桨在任何工况下都能吸收主机功率,但调距桨装置的使用并不是不受限制的,尤其是低负荷工况下的使用。不合理的使用调距桨装置(螺距和转速的匹配)可能会引起螺旋桨效率和空泡性能下降。本文以低负荷工况为常用工况的某型船为例介绍了调距桨装置的设计,对低负荷工况运行调距桨的设计具有参考和借鉴意义。     

可调螺距螺旋桨控制系统仿真平台设计

针对船舶可调螺距螺旋桨(以下简称调距桨)控制系统设计、调试困难的现状,设计了调距桨控制系统仿真平台,以使调距桨控制系统的设计及调试变得简单、便捷．仿真结果表明,该平台极大地方便了调距桨控制系统的设计,对实际系统的调试具有指导作用．     

船舶CPP系统海试典型故障及解决方案

本文通过两例可调螺距螺旋桨海试典型故障,对可调距螺旋桨内部的润滑方式进行分析,总结了两种类型可调螺距桨安装时的注意事项,为今后类似的轴系安装提供参考。     

船用主推调距桨装置液压系统仿真研究

针对某船用主推进调距桨装置液压系统,建立了系统非线性数学模型,并在AMES-im液压系统专用仿真软件平台上进行了仿真分析与优化研究.即在液压系统设计过程中通过选用不同额定流量的电液比例换向阀,仿真分析系统的动态响应特性,以实现与螺旋桨调距液压油缸的最优匹配,并通过对螺旋桨负荷工况下的螺距比采用PID控制,实现桨叶螺距的精确控制.     

低负荷使用工况调距桨的设计和试验验证

调距桨装置可使螺旋桨在任何工况下都能吸收主机功率,但调距桨装置的使用并不是不受限制的,尤其是低负荷工况下的使用。不合理地使用调距桨装置(螺距和转速的匹配)可能会引起螺旋桨效率和空泡性能下降。文章以低负荷工况为常用工况的某型船为例,介绍了调距桨装置的设计和试验验证,对低负荷工况运行调距桨的设计具有参考和借鉴意义。     

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。     

调距桨主要零部件光弹性试验研究

一、前言可调螺距螺旋桨的主要受力零件大多数布设在桨毂部件内,有桨叶、叶根螺钉、曲柄销盘、活塞杆滑板和桨毂。从流体力学角度来看,桨毂直径要尽可能小,这样,桨毂及其内部零件的几何尺寸就要受到严格的限制。而作用于桨叶上的水动力和水动力矩以及作用于桨毂部件内部调距机     

控制船舶调距桨用的操纵泵

本文介绍可调螺距螺旋桨操纵泵在多年实际使用过程中的技术发展,对操纵泵的一些结构要点如传动、转子、工作滚子和配油轴等有详细的分析,并提出了一些设计工作中可供参考的技术依据。关于泵的密封性问题,本中提出了一些有效的方法,可供设计、制造时参考。文中对操纵泵的操纵力矩提出了经验公式,并介绍克服该操纵力矩在结构上的需要。文中介绍的稳距装置,有一些新的概念,并介绍了相应的结构保证。文章最后还介绍了这种操纵泵的吸头问题。总之,本文对于设计或制造用泵操纵调节螺距的调距桨,有一定参考价值。     

基于PLC的调距桨控制系统的设计

可调螺距螺旋桨CPP(简称可调桨或调距桨)广泛应用于拖船、渔船、工程船(布缆船、挖泥船等)、调查船、科学考察船、油船、渡船、滚装船、破冰船等。基于PLC的调距桨控制系统使用PLC为主要控制单元,通过程序控制系统各部件工作;辅以HMI为主要显示部件,组成高性能的CPP控制系统。克服了以往的分立元件控制方式下故障多、维修困难的问题,使设备具有集成度高,简单灵活,易于维护的特点。在海洋勘察船上一年多的使用,取得良好的效果,不仅各项性能完全达到设计要求,工作稳定可靠,而且产品维护升级非常方便。基于PLC的调距桨控制系统,将PLC和HMI技术引入船舶CPP智能控制领域,增强了产品功能,降低了产品成本,具有较好的经济效益,同时对推动船舶电气的标准化建设也具有十分重要的意义。     

某船可调螺距螺旋桨推进装置应急系统改进

为了更好地实现可调螺距螺旋桨推进装置应急操作的功能,在进行调距桨液压系统和机械应急的原理分析的基础上,分析该船调距桨装置应急失效的原因,提出增加手动应急装置的改进措施。合理地选取新增应急装置的性能参数和布置位置,达到正常应急的目的,并且通过实船验证取得了实现正、倒车应急功能的预期效果,排除了应急失效的故障。     

可调螺距螺旋桨的特性分析

具体归纳了可调螺距螺旋桨的结构组成动作原理及其特性,并通过实例与定距桨进行了对比分析。总结出可调螺距螺旋桨在部分负荷下经济性好以及能有效提高船舶机动性和操纵性等优点及其实应用前景。     

导管调距桨的定常性能预估

本文建立了一个预估导管可调螺距螺旋桨水动力性能的数值计算方法，即螺旋浆用升力面理论、导管采用面元法，通过迭代计算考虑浆和导管的相互影响。引入了一个修正的螺旋浆尾涡模型，来模拟尾涡片的扭曲变形及分离现象，对导管桨性能预估的各种影响因素分析了系统研究，并考虑了桨毂对性能的影响。对JD简易导管桨和导管调距桨（JD7704导管＋JDC三叶可调螺距螺旋浆）分别进行了计算，并与实验结果进行了比较。结果表明，本文所建立的方法可较好地预估导管桨的水性能，精度比以往有较大的提高。