Передача мощности на гребной винт

По способу передачи мощности от двигателя к гребному винту энергетические установки можно разделить на три основные группы:

1.установки с непосредственным (прямым) соединением главного двигателя с гребным винтом фиксированного или регулируемого шага;

2.установки с зубчатой редук-торной передачей;

3.установки с электрической передачей.

На рис. представлены одно-вальные схемы указанных передач.

Прямая передача (рис. а). Главный двигатель 1 с помощью валопровода 2 жестко соединен с гребным винтом 3. В прямой передаче потери в системе двигатель—гребной винт будут минимальными. Это наиболее простая и надежная установка.

Частота вращения главного двигателя обычно не превышает 300 об/мин, что объясняется стремлением повысить проиульснвный КПД гребного винта. Малая частота вращения главного двигателя объективно обусловливает надежность его работы, удобство эксплуатации, большой моторесурс и малый удельный расход топлива.

Наряду с этим применение на судне малооборотного двигателя приводит к некоторому увеличению высоты машинного отделения и массы энергетической установки, а также ухудшает маневренные свойства судна, если оно не имеет специальных подруливающих устройств.

Прямая передача получила широкое распространение в промысловом флоте.

Редукторная передача (рис. б). Чаще всего ее комплектуют из двух главных двигателей, которые связаны через эластичные муфты 4 и понижающую зубчатую передачу 5 с общим гребным валом.

Развитию дизель-редукторных установок способствовало появление мощных среднеоборотных четырехтактных дизелей, применение которых на судах имеет ряд преимуществ, в частности, позволяет производить отбор мощности на работу вспомогательных установок (механизмов) в рабочем (промысловом) режиме, а также снизить массу и габарит энергетических установок.

Частота вращения гребного винта, независимо от номинальных оборотов двигателя, при наличии редуктора может быть установлена с таким расчетом, чтобы обеспечить оптимальные условия работы движителя.

Выигрыш в КПД гребного винта частично компенсирует потери мощности в зубчатой передаче (5—б %). Дизель-редукторпая установка с двумя (или более) двигателями обладает повышенной живучестью и маневренностью по сравнению с прямой передачей. Кроме того, при работе на частичных нагрузках, связанных со значительным увеличением удельного расхода топлива, часть двигателей может быть выключена.

Остальные двигатели при этом продолжают работать с большей нагрузкой и при меньшем удельном расходе топлива. Вместе с тем редукторным передачам по сравнению с прямыми присущи и недостатки, к которым следует отнести конструктивное усложнение установки, ее более низкий КПД вследствие потерь в редукторе и муфтах, меньший моторесурс двигателей и больший удельный расход топлива. Дизель-редукторные передачи получили самое широкое распространение на транспортных рефрижераторах промыслового флота.

Электрическая передача (рис. в). Она состоит из гребного электродвигателя 8, электропроводииков 7 и генератора 6, жестко соединенного с главным двигателем. Дизель-генераторов, как правило, бывает несколько, от двух до шести. Из схемы видно, что происходит двойная трансформация энергии (механической в электрическую, а затем электрической в механическую), сопровождающаяся увеличением потерь в передаче и соответственным снижением ее КПД.

С другой стороны, отсутствие жесткой механической связи между первичным двигателем (дизелями) и гребным винтом, а также наличие нескольких главных дизель-генераторов дает ряд существенных преимуществ:

возможность применения при наличии винта фиксированного шага (ВФШ) нереверсивных дизелей, так как реверс осуществляется гребным электродвигателем;

высокие маневренные качества судна благодаря широкому диапазону частоты вращения гребного электродвигателя.