Чтобы соответствовать требованиям различных судов и районов плавания, структура и форма двигательных установок в судовых энергетических устройствах различны. Ниже приводится краткое описание нескольких распространенных типов судовых приводных механизмов и их оборудования: прямой привод, непрямой привод, электрический привод, Z-образный привод и привод гребного винта с регулируемым шагом.

Прямая трансмиссия

Между основным двигателем и воздушным винтом, в дополнение к системе трансмиссионных валов, в оборудовании, не имеющем другой передачи мощности, эта форма передачи называется прямой передачей. Как показано на рисунках 1-2.

Характеристики прямой трансмиссии: высокая эффективность трансмиссии и хорошая экономичность. В настоящее время на многих судах по всему миру используется этот тип трансмиссии. В настоящее время китайские верфи используют этот метод трансмиссии для производства нефтяных танкеров и грузовых судов грузоподъемностью более 10000 тонн.

На большинстве судов этого типа используются большие и средние мощные низкооборотные и среднеоборотные дизельные двигатели, которые имеют низкий расход топлива и могут непосредственно приводить во вращение гребной винт, что является основной причиной высокой экономической надежности. Но при таком типе трансмиссии размер главного двигателя очень высок, а диаметр самого гребного винта обычно относительно велик, поэтому он подходит для использования на морских судах, как показано на рис. 1-5(а) и (б).

Непрямая трансмиссия

Как показано на рисунках 1-3, в дополнение к системе трансмиссионного вала между основным двигателем и воздушным винтом также установлены такие устройства, как редуктор и сцепление, которые мы называем непрямой передачей.

При использовании мощной паровой турбины в качестве основного двигателя приводной механизм сконфигурирован для обеспечения работы на низких оборотах и вращения гребного винта в обратном направлении по часовой стрелке. Как показано на рисунках 1-3 и 1-5(f).

При использовании высокооборотных и среднеоборотных дизельных двигателей в качестве основного двигателя в сочетании с подходящей редукторной коробкой можно снизить частоту вращения гребного винта для повышения эффективности тяги. Этот тип двигателя необратим и не требует механизма реверса. Движение вперед и назад осуществляется с помощью сцепления.

Благодаря небольшой массе и размерам на единицу мощности высокооборотных и среднетоннажных дизельных двигателей, их легко монтировать. Этот тип трансмиссии широко используется на небольших и среднетоннажных судах, плавающих вдоль побережья и по внутренним рекам.

Муфты сцепления в основном используются для разъединения или приведения в контакт соединения между основным двигателем и системой трансмиссионных валов, а некоторые из них также выполняют функцию реверсирования. После включения пониженной передачи частота вращения основного двигателя может быть неограниченной из-за низкой скорости вращения пропеллера и поддерживать хорошую тяговую эффективность (0,96-0,98).

В зависимости от различных методов управления сцеплением, судовые муфты бывают разных типов, таких как механические, гидравлические и электромагнитные. Механические муфты имеют простую конструкцию и часто используются. Гидравлическая муфта (также известная как гидравлическая муфта сцепления) выполняет функцию амортизации ударных нагрузок. Когда гребной винт попадает в воду или застревает, можно защитить главный двигатель. Благодаря этой характеристике гидравлические муфты широко используются на инженерных судах, таких как спасательные буксиры, подводные лодки, земснаряды и ледоколы, как показано на рисунках 1-5(в) и (г).

Электропривод:

Электропривод состоит из двух основных частей: генератора и основного движителя. Главный двигатель приводит в действие главный генератор, и вырабатываемая электрическая энергия подается на гребной двигатель в другой каюте судна через распределительный щит, который используется для приведения во вращение гребного винта, как показано на рисунках 1-4 и 1-5 (е).

Характеристики электрических трансмиссионных устройств:

Частота вращения главного двигателя не ограничена частотой вращения гребного винта, и могут использоваться высокоскоростные или среднеоборотные дизельные двигатели, которые могут работать на постоянной скорости без изменения рулевого управления. Изменяя текущее направление тягового двигателя, можно добиться прямого и обратного вращения гребного винта. Таким образом, главный двигатель может приводиться в действие дизельным двигателем необратимого действия, который прост и универсален. В подвешенном состоянии мощность, вырабатываемая главным двигателем, может быть использована для других целей.

Благодаря своим преимуществам, таким как хорошая маневренность и удобное расположение, это передающее устройство используется на некоторых инженерных и специальных судах, таких как буксиры, паромы, земснаряды, суда-кабелеукладчики и ледоколы.

Передача Z-типа:

На рисунке 1-6 представлена принципиальная схема передаточного устройства Z-типа. Устройство состоит из секции передачи мощности и секции вращения пропеллера вокруг вертикальной оси. Часть передачи мощности: Мощность, вырабатываемая дизельным двигателем 1, передается через упругую муфту 2, карданный вал 3, верхнюю коническую передачу 4, вертикальный передаточный вал 6, нижнюю коническую передачу 9, гребной винт 12 и т.д., чтобы управлять движением судна.

Вращающаяся часть гребного винта, приводимая в движение электродвигателем, червячная передача 5 приводится в движение через червячную передачу 13 для вращения вращающейся втулки 7 в плоскости, находящейся в пределах диапазона вращения кронштейна 14, для управления поворотом судна. Лопасть 10 рулевого колеса играет важную роль в управлении поворотом судна.

Характеристики этого передаточного устройства: гребной винт может поворачиваться на 360 градусов вокруг вертикальной оси, быстро поворачиваться при аварийной остановке, быстро двигаться вперед и назад, перемещаться в поперечном направлении и перемещаться на малых скоростях.

Из-за сложного процесса передачи мощности устройства эффективность передачи низкая. Благодаря своим преимуществам, таким как хорошая маневренность, это движительное устройство больше всего подходит для судов, работающих в портах, и небольших транспортных судов, плавающих по узким водным путям.

Привод гребного винта с регулируемым шагом:

Конструктивной особенностью этого устройства является то, что лопасти воздушного винта отделены от ступицы воздушного винта, и механизм регулировки шага может вращать лопасти воздушного винта для изменения шага, тем самым изменяя вращение лопастей воздушного винта для изменения шага, тем самым изменяя величину тяги воздушного винта для адаптации к нагрузке от двигателя. пропеллер и корабль. Когда шаг гребного винта устанавливается на отрицательное значение, тяга становится отрицательной, и судно начинает отступать. (конкретный состав и конструкция показаны на рисунках 1-7 и 1-8).

Установка гребного винта с регулируемым шагом заключается в одновременном повороте лопастей на определенный угол, так что гребной винт может находиться в таком состоянии, как "вперед" (положительный угол наклона, тяга назад), "стоп" (угол наклона равен нулю, тяга равна нулю) или "реверс". (отрицательный угол тангажа, тяга вперед) в соответствии с командой, для достижения цели маневрирования кораблем.

В зависимости от формы мощности вращающихся лопастей пропеллера, способы вращения регулируемых пропеллеров можно разделить на ручные, механические, гидравлические и электрические.

На рис. 1-8 приведена схема регулируемого гребного устройства с гидравлическим приводом. При перемещении рычага 7 влево регулирующий клапан 9 перемещается влево из центрального положения, а впускной патрубок 11 подключается к масляному контуру справа. Масло, находящееся под давлением, поступает в левую часть гидравлического поршня 12, толкает поршень вперед и проходит через полый шток 3, зажим 4 и штифт 5 на основании лопасти для вращения лопасти. Когда лезвие повернется на требуемый угол, остановите рычаг 7, проследите за рычагом 8, чтобы вернуть регулирующий клапан 9 в исходное среднее положение, отключите питание, и лезвие перестанет вращаться. Давление масла во впускном и выпускном регулирующих клапанах 9 обеспечивается специальным электрическим насосом.

Гребное устройство с регулируемым шагом:

(1) Движение судна вперед и назад не требует изменения направления главного двигателя и гребного винта, но может быть достигнуто путем вращения лопастей гребного винта. Для этого требуется всего лишь дизельный двигатель с одним оборотом, что делает устройство простым и легким.

(2) Когда судно движется с частичной нагрузкой, регулируя шаг гребного винта, можно добиться хорошей координации между главным двигателем и гребным винтом, а главный двигатель работает при меньшем расходе топлива, что повышает экономичность и выносливость.

(3) Судно обладает хорошей маневренностью.

(4) Сложное изготовление и установка системы лопастей и вала регулируемого гребного винта сопряжены с трудностями, а первоначальные инвестиции высоки.

(5) Размер лопасти относительно велик, а ее максимальная эффективность на 1-3% ниже, чем у гребных винтов фиксированного шага с аналогичными параметрами.

На основании приведенного выше анализа можно сделать вывод, что регулируемое расстояние подходит для судов в различных навигационных условиях. А также суда с высокими требованиями к маневренности или с предполагаемой низкой скоростью плавания. Например, спасательные катера, аварийно-спасательные шлюпки, землечерпалки, рыболовецкие суда и ледоколы (рис. 1-5(g)).