船舶综合液压推进液压泵站的设计研究

摘要

目前,我国船舶总吨位已位居世界前列,承接新船订单量位居世界第一。船舶是船舶工业、航运业的主要载体,而主推进装置是船舶的心脏,其性能的优劣决定了整条船性能的好坏。随着船舶向高速化、专业化、安全环保方向发展,现有推进方式在机动性、安全可靠性以及功率重量比等方面的缺点越来越明显,人们越来越渴望一种新型船舶推进方式的出现,以适应蓬勃发展的船舶行业。
　　 论文中,主要对船舶综合液压推进的液压泵站进行了设计及研究,具体工作内容如下:
　　 (1)通过对现有船舶推进方式以及船舶综合液压推进优缺点的分析,确定了船舶综合液压推进的研究对促进船舶行业发展是有积极的作用。
　　 (2)对船舶综合液压推进液压泵站进行设计,论文主要从以下四方面对液压泵站进行设计:1)液压泵的类型；2)液压泵站功率综合运用；3)液压泵组合运行的经济性；4)液压泵组合运行的可靠性。
　　 (3)通过对液压泵站的研究,设计出一种定量泵-变量泵并联的液压泵站。采用这种液压泵站,设计出船舶综合液压推进的系统,并且对其变量控制机构进行了设计,分析该变量机构如何实现对液压系统流量的控制。
　　 (4)采用功率键合图法,对设计的液压泵站进行建模及系统元件的选型。使用Matlab／Simulink软件搭建液压泵站的仿真框图,仿真后得出以下结论:1)采用定量泵-变量泵并联式的液压泵站可以实现无级调速；2)系统压力越高,泵站动态超调量越大,稳定性越差；3)流量增大,会延长泵站稳定时间,对泵站的液力冲击增大；4)负载扭矩越大,泵站的功率损失越大,会导致泵站的效率降低。
　　 通过上述结论可以证明:采用定量泵-变量泵并联式液压泵站可以满足船舶综合液压推进的要求,能够提供系统所需的压力和流量,机动操作性好,系统稳定性较好,整个系统的效率平均在0.78左右。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 前言

1.2 船舶现有的推进方式及其优缺点

1.2.1 柴油机推进

1.2.2 电力推进

1.2.3 磁流体推进

1.2.4 喷水推进

1.2.5 液力推进

1.3 船舶综合液压推进的来源及意义

1.3.1 课题的来源

1.3.2 船舶综合液压推进系统工作原理

1.3.3 课题的意义

1.4 船舶液压推进国内外发展现状

1.4.1 国内发展现状

1.4.2 国外发展现状

1.5 论文研究的主要内容

第2章 船舶综合液压推进液压泵站的设计

2.1 液压泵站的组成及作用

2.1.1 液压泵站的组成

2.1.2 液压泵站的作用

2.2 船舶综合液压推进液压泵组合工作方式的设计

2.2.1 液压泵的类型

2.2.2 功率的综合应用

2.2.3 液压泵组合运行的经济性

2.2.4 液压泵组合运行的可靠性

2.3 油箱的设计计算

2.3.1 油箱箱壁的设计

2.3.2 管路的设计

2.3.3 油箱其它附件的设计

2.3.4 油箱容量的计算

2.4 本章小结

第3章 船舶综合液压推进系统设计方案及工况特性

3.1 船舶综合液压推进系统设计方案

3.1.1 船舶综合液压推进系统设计方案

3.1.2 变量泵伺服控制机构

3.2 船舶综合液压推进系统工作特性

3.2.1 液压马达的转速特性

3.2.2 液压马达的扭矩特性

3.2.3 液压马达的功率特性

3.3 本章小结

第4章 船舶综合液压推进系统液压泵站数学建模与选型

4.1 液压系统数学建模的概念及流程

4.1.1 数学模型的概念及分类

4.1.2 液压系统数学建模流程

4.2 液压系统常用的建模方法

4.2.1 解析法建模

4.2.2 状态空间法建模

4.2.3 功率键合图法

4.3 船舶综合液压推进系统液压泵站数学建模

4.3.1 液压系统液压泵站的功率键合图

4.3.2 液压泵站的功率状态方程

4.4 液压泵站选型计算

4.4.1 液压马达的选型计算

4.4.2 液压泵的选型计算

4.4.3 液压阀的选择

4.4.4 油箱容量的确定

4.5 本章小结

第5章 船舶综合液压推进液压泵站性能分析

5.1 Matlab/Simulink仿真工具简介

5.2 船舶综合液压推进系统液压泵站的仿真框图

5.3 液压泵站仿真结果及分析

5.3.1 液压系统中仅有变量泵工作

5.3.2 液压系统中双泵同时工作

5.3.3 液压泵站仿真结果及分析

5.4 系统参数对液压泵站性能的影响

5.4.1 系统泄漏系数对液压泵站性能的影响

5.4.2 液压油液容对液压泵站性能的影响

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 论文工作总结

6.2 展望

参考文献

致谢

研究生履历