船用液力偶合器脱排时轴系带转现象研究

　　0 液力偶合器的工作原理

　　液力偶合器是一种以液体为工作介质的非刚性联轴器(如图1所示),液力偶合器的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔,泵轮装在输入轴上,涡轮装在输出轴上。动力机(内燃机、电动机等)带动输入轴旋转时,液体被离心式泵轮甩出,高速液体进入涡轮后即推动涡轮旋转,将从泵轮获得的能量传递给输出轴,最后液体返回泵轮,形成周而复始的流动,从而完成从动力机到负载机的功率传递。

　　液力偶合器的液流示意图见图1。

　　1 液力偶合器在船舶推进系统中的运用

　　液力偶合器作为一种柔性传动设备能很好地实现减小起动负荷、过载保护、多机并车时协助维持1 液力偶合器在船舶推进系统中的运用液力偶合器作为一种柔性传动设备能很好地实现减小起动负荷、过载保护、多机并车时协助维持负荷平衡、部分隔离和吸收轴系扭振及减振降噪,在船舶动力装置中具有不可替代的作用。当二台柴油机共同驱动螺旋桨时,液力偶合器将发挥特殊的自动调节作用,和监控系统共同实现二台柴油机承受均匀负载。

　　图2是船舶推进系统中典型的双机并车(CODAD)的简图,两台柴油机的并车工作是通过监控系统给液力偶合器指令实现的。柴油机可空车起动,此时液力偶合器工作腔内无工作油,功率不会传递给齿轮箱内的齿轮;当其中一台液力偶合器得到接排指令,工作油充入工作腔,齿轮箱得到功率,螺旋桨开始旋转;当进入并车工况时,控制系统调整第二台柴油机的转速和第一台正在工作的柴油机转速一致后,再控制工作油逐渐充满第二台柴油机的液力偶合器工作腔,柴油机的功率也逐渐传递给齿轮箱,直至两台柴油机功率达到均衡,同时调整可变螺旋桨的螺距,稳定航速。

　　2 液力偶合器脱排时轴系带转现象

　　实船使用中,当液力偶合器脱排后,轴系有时会出现带转现象,例如装有双机并车液力偶合器的某型船在2009年的柴油机动车试验中,发现在单机怠速运行工况下,当液力偶合器脱排后, 1^#、3^#机出现轴系带转20 r/min左右, 2^#、4^#机则有时带转有时不转的现象,具体表现为:

　　(1)单机400 r/min起动,液力偶合器脱排,轴系不转。

　　(2)单机400 r/min起动,液力偶合器脱排,逐步升速,升至740 r/min时轴系开始转动。

　　(3)双机400 r/min起动,液力偶合器脱排,轴系带转40 r/min。

　　(4)单机400 r/min起动,液力偶合器接脱后脱排, 1^#、3^#机出现轴系带转20r/min左右, 2^#、4^#机则有时带转有时不转。

　　(5)单机400 r/min起动,液力偶合器接脱后脱排,若轴系带转,保持主机转速,螺距加至110时轴系停转,恢复零推力螺距后,轴系未出现带转现象。