对转螺旋桨的结构原理及特点分析.pdf

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1、50船电技术2005年第2期对转螺旋桨的结构原理及特点分析聂延生韩学胜曾鸿刘镇宇(大连海事大学轮机工程学院大连116026)摘要：本文对目前实船应用的三种对转螺旋桨系统的结构原理和特点进行了简要的分析。并对它们的应用现状和发展趋势谈了作者的看法。关键词：对转螺旋桨电力推进吊舱式推进器AnalysisabouttheConstructionPrincipleandCharacteristicsofContraRotatingPropellerNieYansheng；HanXuesheng；ZengHong；LiuZhenyu(MarineEngineeringC

2、ollegeofDalianMaritimeUniversity,Dalian116026,China)Abstract:Abriefanalysisabouttheconstructionprincipleandcharacteristicsofthreecontrarotatingpropellerswhichhavebeenusedinshipsaregiveninthispaper.Thenitsapplicationanddevelopmenttendencyarediscussed.Keywords:contrarotatingpropeller;

3、electricpropulsion;poddedpropulsor作为一种有效的船舶推进的节能方案，对转螺同一轴线上的内外两根轴上，后螺旋桨安装在内轴旋桨（简称CRP,ContraRotatingPropeller）一直受上，通过推力轴承和主机相连，类似于单螺旋桨系到业界的关注。所谓的对转螺旋桨就是在螺旋桨推统的结构；前螺旋桨则是安装在外轴上，通过反转进轴线上，一前一后布置有两个螺旋桨，前面的螺齿轮机构使其转动方向和后螺旋桨的转动方向相旋桨的直径大于后面的螺旋桨的直径，两个螺旋桨反，柴油主机的输出功率按比例分配给前后螺旋的旋转方向相反。桨。其结构原理如图2所

4、示。日本石川岛播磨重工我们知道，在传统的单螺旋桨推进系统中，螺业公司对此种基于机械传动装置实现的CRP系统旋桨尾流中涡动能量无法得到利用；而在对转螺旋进行了几十年的研究，其成果也安装了几条船。实桨推进系统中，前螺旋桨产生的未被有效利用的涡船运行表明，其节能在14%左右。动能量在后一螺旋桨上得到了利用，转化为有效的研究这种类型的CRP系统的出发点是节能，实推进动力。对转螺旋桨的工作原理如图一所示，研际的结果也达到了提高螺旋桨推进效率、节能的目究表明，其节能效果可达10~20%。这就是几十年来，人们一直在不停地研究它的主要原因。目前主要有三种形式的对转螺旋桨系统获

5、得了实船应用，这里对它们的结构原理及特点进行简要的分析。1同心轴式CRP系统的结构原理和特点同心轴式CRP系统的前后螺旋桨分别安装在图1对转螺旋桨的工作原理图2同心轴式CRP系统的结构原理———————————收稿日期：2004-11-29船电技术2005年第2期51的。但复杂的机械结构、高昂的初投资，带来了成2Dual-EndCRP系统的结构原理和特点本上升，可靠性下降，船舶的安全性也存在着更多STEERPROP公司提出的基于电力推进的的不确定因素。在系统构成上，它主要有三个缺点：Dual-EndCRP系统的结构原理如图3(a),(b)所示。1)主机到螺旋桨

6、间的轴过长；对于单螺旋桨推中间的垂直轴由电动机带动，通过伞型齿轮把功率进系统来讲，这个问题并不明显，但对于同心的内按比例分配给前后两个螺旋桨。由图3b可以看到，外轴结构，其复杂性、维护管理的难度则大大增加；两个螺旋桨间的部分称为吊舱，它在设计上考虑增2)连接螺旋桨的内外轴间需要密封，由于前后加其前面的压力波。这个压力波对前螺旋桨来讲，螺旋桨的旋转方向相反，内外轴衬套间的相对速度有助于增加其推力。这种类型CRP系统的特点是：加倍，实现可靠的轴间密封难度很大。对此，石川1)用短轴取代了内外轴形式的长轴结构。大大岛播磨重工业公司在技术上采用了鼓气式的密封降低了机械结

7、构的复杂性。推进功率不仅按比例分装置来保证密封的可靠性，但这种装置的价格、耐配到了两个螺旋桨，还分配到了两套独立的齿轮传久性和更换时的复杂性都是值得注意的问题；动机构。3)反转齿轮机构的结构复杂，给维护管理的带2)前螺旋桨是牵引式螺旋桨,在稳流状态下,具来了相当的难度。有推进效率高，尾流平滑，低噪声，低振动的优点。总体看来，这种基于机械传动装置实现的CRP3)吊舱式结构可采用更大的螺旋桨，以较低的系统在实现节能的同时，产生的问题也有待于解转速运行，从而减少了磨擦损耗，提高了推进效率。决。尽管实船应用已有十几年的历史，但一直没有4)取消了舵机系统，船舶的航行方向

8、可通过改得到业界的认可，其应用也局限于