船用齿轮箱减速比自动调节系统分析

姚壮

摘要：本文简要介绍了船用齿轮箱减速比自动调节系统的设计思想，由此提出了船桨应用机制，继而探索了减速比控制系统的设计方案：主控制器、液压动力装置、其他问题调节等，以此提升自动调节系统的减速比控制能力，提升船用齿轮箱的应用性能。

Abstract： This paper briefly introduces the design idea of the automatic adjustment system of the deceleration ratio of the marine gearbox， and puts forward the application mechanism of the propeller， and then explores the design scheme of the deceleration ratio control system： the main controller， the hydraulic power device， the other problem adjustment， etc. In order to improve the deceleration ratio control ability of the automatic adjustment system and the application performance of the marine gearbox.

关键词：齿轮箱;柴油机;自动调节系统

Key words： gear box;diesel engine;automatic regulation system

中图分类号：U261.24+2                              文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）06-0064-02

0  引言

船只整体具有能量运作的平衡性，船舶主控系统，在油料燃烧状态下，将会产生扭矩，在传动装置、螺旋桨共同作用下，将扭矩转化为推力，借助推力消除船体自身形成阻力，以此提升船舶运行速度。在船舶航行期间，船只、船桨之间存在相互作用，如若工况发生浮动，将会难以维持系统原有平衡性，由此造成其它方面的工况变化。

1  船用齿轮箱减速比自动调节系统设计简述

1.1 传动装置设计准确性需求

柴油机在实际运行期间，含有特定的工况运行范围。在标准工况情况下，柴油机运行效率较高，同时产生的耗油问題较低，由此能够最大化彰显柴油机功率运行价值。同理，螺旋桨含有运行的最佳工况，在此条件下，能够高效完成能量转换。由此发现：螺旋桨与柴油机两者在运行期间，如若能够形成最佳组合状态，能够提升燃料使用的最大化价值，为船舶经济获取带来更多可能性。螺旋桨、柴油机的协作运行，作为航运部门较为关心的话题。螺旋桨设计期间，应完成主机信号选择与设计，保障传动装置的设计准确性。

1.2 减速箱添加必要性

一旦在船舶荷载的设计中，保持在设计状态，就会使得船、机、浆可以有效的配合，让船舶的营运的经济性实现最佳的状态。另一方面，在船舶的营运状态方面，经常发生着变化。在一些运营过程中，会出现超载、空载方面的问题。为此，就使得在实际的运行过程中，让主机需要保障处于一个合理的运行状态当中，避免出现运输经济性的下降。而为了处理这样的问题，就需要在实际的设计过程中，能够在传动装置当中安装一些多级或者无级减速箱。或者，也可以使用一些可调螺旋桨。在这样的设计下，就可以很好的在设计过程中，能够有效的利用基浆配合的方式，有效的实现技术的优化调整。让主机在运行的过程中，可以很好的回到额定的工况当中，让机浆实现良好的配合。另一方面，还需要保障在实际的设计中，可以有效的提升设计的合理性。但是，在当下众多的设计环节上，都采用的是操作人员的操作方式，依据船舶的大约载荷量，以及使用人工调节减速比的方式。但是对于这种方式的调节，就会导致在调节精度方面无法得到有效的控制，以此就无法实现良好的调节效果。

1.3 控制系统设计的重要价值

对于当下的工况，始终无法实现动态追踪的效果。在这样的工作过程中，就需要保障在系统的构成中，需要安装一个可以位置随动控制的系统，以此对于这样的问题进行处理。在该系统当中，还要保障对该系统进行科学合理的数据信息处理，并基于检测的实际情况，提供一个较为可靠的控制信号，以此实现调速比的控制和优化，之后再对该位置进行反馈量方面的调节。

2  自动调节系统的关注点

2.1 船与浆的应用机制

对于安装有减速装置的推进系统而言，当下社会上是人们较为常用的一种类型。在实际的设计过程中，其系统构成原理并不复杂，在对船、机、浆的特征曲线进行变换处理之后，便可以很好的将其数据置于相同的坐标系当中，进而更加直观的反映出实际的工况。在对不同减速比的机浆工况进行分析中，就可以很好的利用这种曲线进行分析。另外，在实际的分析中，还可以很好的基于设计当中的工况，与减速比的螺旋桨推进特性，进行详细的比较分析。在受到了转速与扭矩的限制之后，就可以很好的分析每一个减速比的配合点合理性。

在当下的分析过程中，需要对船舶在非设计荷载条件下的工况进行分析。在实际的分析中，设计荷载以及在轻载的设计中，形成的螺旋桨推进特征曲线方面，可以很好的在建立起来坐标系当中表现出来。另外，在这个坐标系的分析中，还可以很好的了解到，主机在这样的功率下，往往无法很好的发挥自身最佳的性能。为此，就可以得出，在船舶重载的时候，就需要速比进行提升，以此让齿轮箱当中的减速发生变化。

2.2 减速比控制方案

在速比自动控制系统的构成上，是一种十分典型的位置随动系统。在该系统的运行中，本质上是电动液压的运行方式。为此，在实际的控制过程中，主要体现在测量装置得到了船舶的参数之后，就将参数传输到主控制器当中。之后，在对其内部计算机进行相应的预算，便可以对当下浆的推进特性实现确定。另一方面，还需要在分析的过程中，可以很好的利用速比的方式，对其位置进行有效的分析。而在该位置上，从齿轮箱操控杆反馈之后的位置进行比较后，可以很好的得出位置偏移控制信号。对于这种信号而言，可以很好的对动力装置控制器进行有效的控制。而在未来的使用过程中，就可以很好的利用这样的控制程序，实现控制的调节。

2.2.1 主控制器设计方法

在该系统的运行过程中，其控制器是重要的核心组成部分。而在控制器当中，计算机对于外部信号进行处理之后，就需要马上将其传输到控制指令当中，并对当前船舶的工况，进行信号方面的调整。以此，在进行计算分析的过程中，可以依据下述的公式，进行计算分析。

在这样公式当中，便可以推算出此时螺旋桨的实际转速。

另一方面，对于船舶在运行的过程中，实际的参数并不稳定，就会使得对于阻力以及推力方面的计算，会受到一定程度的影响，为此出现一定的误差。以此，就要在实际的计算分析过程中，能够结合其实际情况，进行针对性的计算分析调整。保障在合理的计算方式下，能够让控制器当中的计算机，有效的开展各种计算工作。

2.2.2 液压动力装置的设计方法

在液压动力装置当中，主要包含着油泵、电机、驱动油缸以及阀件等设备。而在主控制器当中，由计算为止量，以及反馈位置量的比较当中，对其偏移控制信号进行发出。以此，对于该信号而言，就可以很好的基于正确的流向，对其驱动油缸进行供油处理。之后，在让油缸当中进行活塞连杆操作，有效的推动连接的齿轮箱操纵杆，对其减速比进行改变。

2.2.3 其他减速比问题的调控方式

首先，在實际的操作过程中，需要工作人员结合实际的情况，实现操作的灵活化调整。工作人员要对船舶的工况，进行详细的检测，之后再由人工输入的方式，进行合理的操作。

其次，对于无极调速纸轮箱的操作上，为了避免在工作人员操作中，出现过于频繁的动作行为，就需要使用分级操控的方式，将原本的速比，合理的划分成不同的区域。为此，在形成的减速比当中，需要让系统可以很好的对其开展控制，以此控制减速比的变化。需要注意的是，在减速比在某一区域发生变化的时候，其系统不再发生动作。

最后，该系统的主控制器，需要由工作人员安装在驾驶室当中，而液压装置则需要安装在机舱内部，这样就可以有效的在出现系统故障的时候，可以很好的让操纵杆与油缸断开连接。而对于轮机人员而言，则可以有效的基于驾驶室发出的指令，进行合理的操作。

3  减速箱调节程序的日常维护措施

3.1 日常维护流程

针对调节程序应有序落实日常维护工作，以此保障减速比处于有序调节状态。调节程序的日常维护流程为：系统检测，排查故障，故障有信息反馈时，进行故障进一步检测，获得故障信息，制定故障消除方案，开展故障针对性处理工作。如若无故障，正常运行调节程序。与此同时，在系统故障消除时，应采取在线故障消除法，以此维护系统运行的有序性。

3.2 控制程序设备的日常运维工作

①日常清洁。日常运维人员应定期完成设备清洁工作，防止设备中沉积大量灰尘、混入不明物质等问题，维护设备运行能力，减少调节程序发生故障。

②点检。日常运维人员，对船舶操控程序均应开展有序的检查工作，保障各程序运行无故障，同时将故障检测结果填写在当日工作检查表中，便于维修时查看系统运行信息，提升调节程序维修效率。

③核对。运维组班长，应系统性检查每日检查表记录情况，针对实际存在的设备故障问题，开展故障消除会议，以期提升故障消除效果。同时将故障消除、消除方案等内容记录在系统检修日报中。

④设备保养。运维人员，结合调节程序所用设备的使用情况，定期完成防腐处理、零件更换等工作，以此提升设备运行能力，降低设备故障发生可能性，最大化发挥调节程序的应用效能。

⑤技术融合。在调节程序中，可添加控制、抗干扰、密码认证、安全防护等技术，以此构建安全的数据访问系统，保障减速比调控程序运作的稳定性，提升调控过程的抗干扰能力，加强系统安全性保护，增强系统功能完善性，为船舶安全运行提供技术支持。

⑥人员专业性建设。运维人员应具备系统维护、设备保养、船舶运行三个系统的专业知识，以此提升减速比调节程序运维效果，增强运维人员处理调节程序突发故障的应对能力，保障船舶运行安全性。相关单位可为运维人员设计在线学习平台，完善系统运维小组的学习体系，同时采取专业科目的考核形式，获取运维人员专业性掌握程度。

4  结论

综上所述，在本文的系统研究中，其理论上可以实现良好的效果。可以在投入使用的过程中，实现高精度和高控制的能力，以此让船舶可以让机浆实现良好的配合，以此也有效的提升了船舶具有的经济性。

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