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船外机原理与分类的优缺点

* 来源: * 作者: admin * 发表时间: 2021-03-18 17:10:39 * 浏览: 4

燃油类船外机原理


燃油类船外机的工作原理是将燃油的化学能通过内燃机转化为机械能,然后通过机械传动、螺旋桨转换为船艇前进的动能。


燃油类船外机构造


通常由三大主要部件组成,动力头、齿轮箱、及推进器。


1,动力头是船外机的动力心脏,实际上就是一个完整的内燃机。传统的内燃机为曲轴水平布置并水平方向输出动力,船外机的内燃机曲轴为竖直布置,以方便将动力向下方输出。除了曲轴、活塞、连杆、缸套、缸盖、缸体,一个动力头还包括完整的配气机构(凸轮轴、顶杆、气阀等)、燃油系统、冷却系统、润滑系统、进气系统、以及其他部件等等。


动力头是整个船外机造价最高、技术含量最大、也是重量体积最大的部分。被"寄予厚望"的动力头在船外机的最上端,所以燃油类舷外机看起来都有头重脚轻的感觉


2,齿轮箱位于动力头的下方,负责将动力传递至推进器,并且提供一个减速比--因为内燃机的转速太高而扭矩较小,不适合船舶推进,所以需要齿轮箱来降转速、提扭矩。齿轮箱主要由传动轴、齿轮、及外壳组成,它的主要性能指标是传动效率、水阻系数、及可靠耐用性。这非常具有挑战性,为了提高传动效率、降低水阻,就必须"瘦身",但会降低可靠耐用性;"用料厚实"会增加可靠性,但又会降低传动效率、增加水阻。所以,问题的关键是如何在两者中间找一个平衡。


3,推进器其实就是螺旋桨,这里面也大有讲究。螺旋桨最基本的指标是螺距,螺距的定义是假设没有滑脱的情况下,螺旋桨旋转一圈前进的距离;这个螺距和螺丝的螺距本质上是一样的,就是在往木头里拧螺丝的时候,拧动一圈,螺丝前进的距离。螺距大,螺旋桨需要的推力就大,每转动一圈前进的距离大(拧起来费力,但很快就全部拧进去了);螺距小,需要的推力小,但每转动一圈前进的距离也短了(拧起来轻松,但多费时间)。


通常对于重载的船,我们希望船外机提供的扭矩大些,螺旋桨螺距大些,推进效率更高;对于很轻的小船,对扭矩的要求就没这么高,螺旋桨螺距小些,转速高些,推进效率更高。


燃油类船外机分类


按燃油类型分,有汽油船外机、柴油船外机、液化石油气船外机、及煤油船外机。


1,汽油船外机:船外机的主流燃料为汽油,具有用途广泛、技术成熟、功率范围广等优势。从燃烧技术上讲,又分两冲程、四冲程、及两冲程直喷。两冲程加速性好(因为曲轴每转一圈就做功一次),但排放太差,在欧美早已不可以销售了;四冲程相对要环保一些,但两冲程人士不太适应它的加速能力(曲轴需转两圈才做功一次);两冲直喷希望将两者的优点结合起来,是在两冲程的基础上实现汽油缸内直接喷射,而不是通过化油器和空气混合。主要的舷外机厂商如雅马哈(Yamaha)、水星(Mercury)等都有这三种技术能力,而美国的喜运来(Evinrude)更加专注在两冲直喷技术上。


2,柴油船外机:由于柴油机的技术特性,决定了柴油船外机不可能广泛应用。即使高压共轨技术大行其道,其压燃式的工作原理也注定了工作时振动及噪声会更大。对于安装在机舱内的舷内机不是问题,但对悬挂在艉板上的舷外机来说是致命的。柴油机通常扭矩较大,传递大扭矩也给齿轮箱带来更大的挑战。柴油舷外机的吸引力来自柴油,一是更安全(比汽油安全);二是对于安放在以柴油作为燃料的大船上的交通艇来说,无需另配(汽油)燃料箱。日本的洋马(Yanmar)公司是为数不多的柴油船外机生产商之一。


3,液化石油气船外机:它的诞生只有一个理由----环保。随着各个国家对环境保护重视程度日益提高,汽油/柴油船外机已无法满足很多地区或湖泊的环保要求,于是液化石油气船外机诞生了。实质上这是传统的汽油船外机稍作改装而来的,就像国内汽车改为液化气车一样。液化气船外机在美国占用相当大的份额,国内也早已开始使用,只是由于太容易挥发泄漏,笼罩于人们头顶的安全疑虑始终不能挥去。国内最常见的是由本田(Honda)汽油舷外机改装而来的。


4, 煤油船外机:在东南亚和南亚市场庞大,使用低品质的煤油作为燃料。优点:省钱;缺点:污染大。


燃油类船外机的优缺点



各种燃料的船外机优缺点以上已经有所涉及,这里只着重介绍汽油舷外机的优缺点。


燃油类船外机优点:


1,安装方便,直接悬挂在艉板上,没有艉轴对中等等复杂环节。


2,不用机舱,节省船舱宝贵空间。


3,本身是一个完整的推进系统,简化了用户和船厂的选购和采购流程。


4,通常重量较轻,有利于提高船、特别是高速艇的航行性能。


燃油类船外机缺点:


1,因为安装方式的限制,必须采取轻量化设计,减轻重量的同时大大降低了舷外机的可靠性和寿命。通常商业用途的舷外机寿命在2-5年。


2,能量利用率低,燃油经济性较差,使用成本高。


3,结构复杂,运动部件多,后期需要大量的保养,故障率高。


4,储藏运输不方便,汽油泄漏不可避免,不但带来安全问题,同时污染周围环境。国内很多地区海事局已经禁止超过12客位的船只使用汽油舷外机作为动力。