2. Назначение и классификация судовых передач

В общем случае в СЭУ передачами называют устройства, с помощью которых механическая энергия двигателя передается ее потребителю – машине, движителю. Опыт постройки и эксплуатации судов показывает, что от типа передачи во многом зависят эксплуатационные свойства и показатели СЭУ в целом.

По принципу действия различают следующие виды передач: прямые (непосредственные), механические (редукторные), гидравлические, электрические и комбинированные.

В СЭУ различают главные и вспомогательные передачи.

Главные передачи предназначены для передачи энергии от главного двигателя к движителям, а вспомогательные – от вспомогательных двигателей (дизелей, турбин, электродвигателей) к машинам и механизмам вспомогательного назначения (электрогенераторам, компрессорам, насосам и т.п.).

Главные передачи по своему устройству, как правило, более сложны и часто в их состав входят элементы, не используемые во вспомогательных передачах, поэтому рассмотрим главные передачи как более сложные по конструкции.

Судовые передачи характеризуются способностью передавать вращающий момент и частоту вращения, а также мощность от входного к выходному валу - потребителю. Эти характеристики передач оцениваются следующими показателями:

- коэффициентом трансформации момента

где М₁ и М₂ – моменты на входном и выходном валах передачи;

- передаточным числом

где n₁ и n₂ – частота вращения входного и выходного вала.

С помощью этих основных показателей можно определить КПД передачи, мощность, подводимую к передаче, и частоту вращения гребного винта. Так, КПД передачи _п определяется по выражению

где N₁ и N₂ – мощности на входном и выходном валах передачи.

Мощность, подводимая к ступице гребного винта,

где _вп – КПД валопровода; N_e – мощность на валу двигателя.

Частота вращения винта:

n_в = n_д/i,

где n_д – частота вращения вала двигателя.

В зависимости от изменения рассмотренных показателей при различных режимах работы двигателей и гребных винтов все передачи делятся на три группы:

- односкоростные механические передачи, работающие при К = const и i = const. К таким передачам относятся зубчатые редукторы, кулачковые и фрикционные муфты, шинно-пневматические муфты. Наиболее простой вариант – непосредственное соединение малооборотного двигателя с судовым валопроводом – прямая передача;

- передачи, обеспечивающие постоянство коэффициента трансформации момента (К = const) и переменное передаточное число (i = var). К таким передачам относятся гидродинамические и электромагнитные муфты скольжения;

- передачи, обеспечивающие изменяемость коэффициента трансформации момента и передаточного числа (К = var, i = var). К таким передачам относятся: гидротрансформаторы, гидростатические и электропередачи, а также многоступенчатые зубчатые передачи. В гидротрансформаторах и электропередачах величины К и i изменяются плавно, а в многоступенчатых редукторах – ступенчато.

Таким образом, главные судовые передачи могут быть:

- прямые с жестким соединением валов двигателя и валопровода, и эластичные, когда между двигателем и валопроводом установлена эластичная муфта (электромагнитная, гидравлическая, пневматическая);

- непрямые передачи могут быть механическими (зубчатые, ступенчатые редукторы), гидравлическими (гидродинамические, гидростатические – с помощью гидронасосов, гидротурбин, гидромоторов,), электрическими – с помощью электрических машин.

В некоторых передачах могут осуществляться как суммирование мощности нескольких двигателей и передача ее на один вал, так и наоборот, разделение мощности одного двигателя на два потока (на два винта).

От принятого при проектировании пропульсивного комплекса типа передачи во многом зависят эксплуатационные свойства и показатели СЭУ и судна в целом.