4.提高了船舶的机动性。如第一章柴油机特性中所述，采用定距桨的柴油主机，

　　其最低航速因受柴油机最低稳定转速的限制（一般为6-7节①）如果要使船舶以

　　5.提高了船舶的营运经济性。虽然，船模试验池中的事实表明，变距桨的推进 效率比定距桨的要低1%-3%左右，其原因是变距桨的毂径和桨叶根部尺度都比 较大，这些因素影响到螺旋桨的效率。但上述试验结果都是在设计工况下取得 的，在研究船舶营运的经济效益时，航运部门更感兴趣的是总的经济价值。有 关资料说明，在风平浪静时，装变距桨的船比装定距桨的船要快0.1节左右，在 恶劣的海面情况下，甚至要快1-2节。此外，变距桨能使主机维持在最佳工况下 运行，有利于充分发挥主机的功率和降低单位功率的耗油量。

　　1. 可简化主机乃至整个动力装置的结构。采用变距桨的柴油主机可以省去一 套倒车机构，或者使汽轮机主机省去倒车级，且可提高倒车的功率。此外， 由于变距桨为主机的恒速运转提供了条件，所以可用主机来直接驱动发电机， 因而可以省掉发电柴油机。 2.提高了主机和尾轴管轴承的使用寿命。据测算，通常柴油机每起动一次的汽 缸磨损量相当于额定功率下工作8小时的磨损量。而采用变距桨的主机，其起 动次数只有原来的几十分之一。 就尾轴管轴来说，变距桨经定距桨重量大，且力臂长，因此，承受负荷较大。 但是实践表明，变距桨的尾轴管轴承却更为经久耐用。这是因为轴承中加剧 磨损的主要原因在于油膜的状态，是否出现干摩擦或半干摩擦。在定距桨的 船舶上，由于经常地起动、换向、停车，因而经常地对油膜起破坏作用。

　　3.改善了船舶的操纵性能。有利于实现驾驶自动化。由于液压传动技术的运用，

　　来保证舵效。此外，采用变距桨也改善了船舶的停船性能。据估算，一艘65000

　　吨，功率为18000马力的油轮，由17.6节到全停车，采用定距桨需要12分钟，而

　　由伺服变量泵B1或B2输出的压力油经单向阀C1或C2，通过粗滤器进入 比例方向阀V3。假定DT1断电，DT2通电，则比例方向阀的右位工作， 压力油经过液动阀V1进入B腔，A腔的油液经液动阀V1、比例方向阀V3 直接回油箱组成回路。变距油缸5克服外负载向左移动视为顺车（即正螺 距），船舶向前行驶。当DT1通电，DT2断电时，比例方向阀的左位工 作，压力油经过液动阀V1进入A腔，B腔的油液经液动阀V1、比例方向 阀V3直接回油箱组成回路，变距油缸5克服外负载向右移动视为倒车 （即负螺距），船舶向后行驶。当变距油缸的活塞至螺距位置时，船舶 处在停航状态。

　　船舶推进螺旋桨（CPP）的早期是桨壳与桨叶铸成同一整体，螺旋桨的螺距 角是固定不变的。1908年SEFELE公司研究并制造了首台可变螺距螺旋桨，它 的桨叶与桨壳分开制造，桨叶用螺钉安装到桨壳上并能在桨壳上旋转。这就 是今天我们使用的可变螺距螺旋桨，简称变距桨，又称调距桨。 可变螺距螺旋桨的优良性能早在20世纪初就被人们所认识，但由于当时的生 产和科学技术水平的限制，并没有得到推广应用，直到上个世纪70年代中期 才得到迅速发展。现在，从特种船舶、军用舰艇到一般的远洋货轮，从中、 小功率到几万千瓦大功率的变距桨都已见使用，今后变距桨必须还会获得更 大的发展。

　　可变螺距螺旋桨是以液体的压力来传递动力和运动的。依靠液压系统中的 执行元件变距油缸5，通过推拉杆7来驱动固定在推拉杆上滑座10。由于桨 叶根部偏心销的偏心作用，从而将推拉杆的平移直线运动转变为桨叶的旋 转运动，以实现桨叶螺距变化的目的。 该系统由伺服变量泵B1或B2作为主油路系统的驱动元件，由三位四通过比 例阀V3作为该系统的主自动控制阀，由二位三通手动阀V4、二位四通液动 阀V1和三位四通电磁阀V2组成应急遥控系统。由棱阀C4获得主油泵伺服 控制油路，溢流阀Y1起安全阀作用，其调定压力大于实际工作压力的10% 左右。溢流阀Y2为实际最高工作压力的调整压力。继电器G1为主泵的启 动控制，压力继电器G2为低压报警控制。

　　关于可调螺距螺旋桨测速的介绍可调螺距螺旋桨作为一种比较先进的推进装置，现在已经得到越来越多的应用。

　　为了了解其性能，需在船舶建造完工后的航海试验中进行速度测试，文章介绍了此种桨的特点，并结合实船介绍了其测速的过程及注意事项。

　　标签：可调螺距螺旋桨；优点；运行模式；轴带发电机；航海试验；测速可调螺距螺旋桨（CPP）简称调距桨，可根据船舶装载状况来调节螺距，充分发挥出主机的功率，从而提高推进效率。

　　船倒退时不改变主机旋转方向，可通过调整螺旋桨的螺距来实现，而螺距是通过机械或液力操纵桨毂中的机构转动各桨叶来调节的。

　　但调距桨的毂径比普通螺旋桨的大得多，叶根的截面厚而窄，在正常操作条件下，其效率要比普通螺旋桨低。

　　可调螺距螺旋桨与定距桨相比具有以下优点：（1）调距桨能够在不改变螺旋桨和主机转向的情况下，仅用改变螺距的方法得到从最大正值到最大负值的各种推力值，既可以省去换向装置，又可缩短船舶换向航行的时间。

　　（2）对于多工况船舶，可以在不同航行工况下充分吸收主机的功率，若螺旋桨与主机处于联合控制模式下即同时改变主机转速和螺距比并使之匹配适当，可以使船舶在单位时间内消耗的燃料最少。

　　（3）可以使船舶微速稳定航行，主机保持在高转速时也可通过降低螺距以获得极慢的航速，完全不受主机最低稳定转速的限制。

　　由于可调螺距螺旋桨适合多工况船舶，所以我厂某特种船采用了调距桨，此船双机双桨，每台主机最大转速为1600rpm，每台最大输出功率为1500kW，螺旋桨直径D为2600mm，设计吃水为4.6米。

　　表1表2此船的调距桨具有两种运行模式，一是恒定转速模式，具体参数见表1，顾名思义，恒定转速模式就是把主机及螺旋桨的转速固定住（主机和螺旋桨通过变速箱实现转速变化，转速比是一定的），通过调节调距桨螺距来改变船的航速及主机功率。

　　• 制造螺旋桨的金属材料主要有铜合金、铸铁和铸钢等。近年来国内外开始 采用玻璃钢、尼龙等非金属材料制造螺旋桨。在我国的内河小船上也有采 用钢板焊接螺旋桨。

　　• 锰青铜的机械强度高，延伸率大，抗冲击性能好，耐海水腐蚀，而且制造 和加工比较容易，但抗空泡剥蚀性能较差。

　　• 铝青铜是以钢铝为主体，添加锰，铁，镍等元素构成。它除了具有锰青铜 的优点外，还具有重量较轻，疲劳强度高、抗剥蚀性能好等优点，故多用 于制造大型高速船舶螺旋桨。其缺点是要求熔炼，浇铸技术高，同时大型 铸件的缓冷脆性等问题较难处理，造价较高。

　　• 金属材料制造的工艺过程如下：铸模造型、浇铸金属、毛坯加工、成品检查、安装使用。下面分别叙述螺 旋桨材料和工艺过程的主要环节。

　　• ⑴螺距板是制作下砂模时刮制螺旋面用的，它的准确性直接影响桨 的制造质量。确定螺距板的尺度不单要考虑桨叶的螺距，而且要考 虑铸造材料在浇注后的收缩变形、砖台厚度以及螺旋桨本身的几何 特点。

　　• 有键螺旋桨，应先在车间内将螺旋桨锥孔(称锥孔)与尾轴锥体 (称锥体)进行刮配。通常只刮削锥孔而不刮削锥体(但对于大直 径低速运转的尾轴，也可适当刮削其锥体)，所以一般在螺旋桨 锥孔上留有刮削余量。

　　• 螺旋桨锥孔与尾轴锥体刮配后，应保证其接合面在全长上均匀 贴合，在销键装配后检查时，贴合面积要求达到总接触面积的 75 ％ 以 上 ， 并 用 涂 色 检 查 ， 要 求 在 25×25mm 面 积 内 不 少 于 2～4点。为不使尾轴小端负荷集中，螺旋桨锥孔与尾轴配合的 大端，其接触情况应较小端紧密些。

　　病 原 体 侵 入 机体， 消弱机 体防御 机能， 破坏机 体内环 境的相 对稳定 性，且 在一定 部位生 长繁殖 ，引起 不同程 度的病 理生理 过程

　　由式(3-36)及式(3-37)，可得进速系数J与滑脱比s之间的 关系为

　　式（3 一34 ）把螺旋桨的推力、转矩与流场及螺旋桨的 几何特征联系起来。因而比动量理论的结果要精密完整得 多。 当螺旋桨以进速vA和转速n 进行工作时，必须吸收主机所 供给的转矩Q 才能发出推力T ，其所作的有用功率为TVA ，而吸收的功率为2ПnQ ，故螺旋桨的效率为

　　病 原 体 侵 入 机体， 消弱机 体防御 机能， 破坏机 体内环 境的相 对稳定 性，且 在一定 部位生 长繁殖 ，引起 不同程 度的病 理生理 过程

　　根据茹柯夫斯基升力公式，升元体上dr 段产生的升力 将式（3-28）代入式（3-27），并考虑到dD=єdL （є为

　　以P2表示， 对于一定的螺旋桨而言，显然P2 P1 P ，船舶在航行时 ，螺旋桨必须产生向前的推力以克服船之阻力，才能使船

　　前进的距离hp小于实效螺距P1 。实效螺距P1与进程hp之 差（P1-hp）称为实效滑脱，其与实效螺距P1的比值称为 实效2滑- 2脱0 比，以s1来表示，即

　　船舶推进螺旋桨（CPP）的早期是桨壳与桨叶铸成同一整体，螺旋桨的螺距 角是固定不变的。1908年SEFELE公司研究并制造了首台可变螺距螺旋桨， 它的桨叶与桨壳分开制造，桨叶用螺钉安装到桨壳上并能在桨壳上旋转。这 就是今天我们使用的可变螺距螺旋桨，简称变距桨，又称调距桨。 可变螺距螺旋桨的优良性能早在20世纪初就被人们所认识，但由于当时的生 产和科学技术水平的限制，并没有得到推广应用，直到上个世纪70年代中期 才得到迅速发展。现在，从特种船舶、军用舰艇到一般的远洋货轮，从中、 小功率到几万千瓦大功率的变距桨都已见使用，今后变距桨必须还会获得更 大的发展。

　　• CPP在上世纪70年代中期获得迅速发展 • 应用广泛(特种船舶\军用舰艇\远洋货轮) • 功率从中、小型到几万千瓦

　　• 操纵系统：主要由操纵台、控制系统组成 • 原理：CPP是以液体压力来传递动力和 运动 的，通过驱动活塞带动转盘（转叶机构）将桨 叶转动，使螺距发生变化 • 主要的型号:MaMeWa（三菱重工：活塞在桨 毂内，采用曲柄滑块机构矩）；Escher wyss（川崎重工：采用曲柄连杆机构变矩； KaMoMe（日本海鸥：活塞在联轴器法兰中 间，采用曲柄滑块机构）

　　可调螺距螺旋桨（简称调距桨）由桨叶、桨毂机构、配油器、液压系统及电子遥控系统等五大部件或系统组成。

　　在驾驶室操作控制杆，电液伺服控制系统通过配油机构，将方向和油量都受控制的高压油输入到位于螺旋桨桨毂中的伺服油缸，并通过转叶机构，驱动桨叶，在全正车和全倒车范围内，无级调节螺距角。

　　对于任一划定的螺距角，由主机驱动的以某一转速运转的螺旋桨将吸收的扭矩转化为推船前进的力或拉船倒退的力。

　　广泛采用调距桨的船型有：拖船、渔船、工程船（布缆船、挖泥船等），调查船、科学考察船、油船、渡船、滚装船、破冰船等。

　　利用桨毂内的操作机构滚动桨叶，改变螺距角，从而改变推力的大小和方向，以适应舰艇前进、撤退退却、休止和变速等要求。

　　可调螺距螺旋桨可在不同航行工况下充分利用主机的功率和转速，利用无级变速，但构造复杂，造价高，维修难度大。

　　➢可调距桨定义 ➢调距桨的发展 ➢调距桨的工作原理 ➢调距桨的桨毂、桨叶、轴系 ➢调距桨的应用 ➢调距桨的优缺点

　　1、可通过毂内机 构转动各叶、调节 螺距以适应 各种工 作情况的螺旋桨。

　　至线 厂）为生产单位，三家单位均有卡梅瓦和肖特尔的 整套图纸，是国内最早从事可调桨设计、生产的单位。

　　德国 ZF 海事集团，2006 年与南京高速齿轮箱 厂（NGC）即中国传动集团，合作生产船用齿轮箱及可 调桨，ZF 提供图纸，NGC 组织生产。经过几年的努力， NGC 的技术人员也掌握了可调桨的设计、生产技术，其 技术直接来源于ZF 图纸的模仿、摸索，具备了国外齿 轮箱、可调桨的整体打包能力，完全按ZF 标准生产。

　　其工作原理：来自配油器的高压油进入伺服油缸的 左侧，推动活塞轴向运动，活塞与导架连接为一体，导

　　架与活塞一起运动，导架与桨叶盘根之间有一曲柄--滑 块，此机构将导架的轴向运动转变成旋转运动，桨叶盘 根与桨叶通过高强度的螺栓连接成一体，桨叶与盘根同 时旋转，进而改变桨叶螺距，船向正车方向航行；当高 压油进入伺服油缸右侧时，船向倒车方向航行。

　　螺旋桨按桨叶直径可以分为大、中、小三个类型： 大型螺旋桨，桨叶直径 D＞3.5m 中型螺旋桨，桨叶直径1.5m＜D＜3.5m 小型螺旋桨，桨叶直径D＜1.5m 桨叶加工精度按ISO848 的要求，分为S、Ⅰ、Ⅱ、

　　高弹性联轴器：主机和齿轮箱之间通过高弹性联轴器 （简称高弹）连接，高弹只传递扭力，不传递轴向推力，可 以减轻主机振动对齿轮箱的影响，还可以补偿主机和齿轮箱 安装时的径向误差。高弹与主机输出轴、高弹与齿轮箱输入 轴之间通过法兰连接。齿轮箱PTO 与轴发或消防泵也用高弹 连接。目前使用最多的、被大部分船东认可的高弹产品是德

　　低速航行，而且在必要时还可以使桨交替地以正车或倒 车工作来保证舵效。此外，采用变距桨也改善了船舶的

　　可增大螺旋桨直径，提高螺旋桨效率。(一般可增加9%10%，而效率提高5%-6%)。调距桨桨叶叶型同时还设计成 纵斜，纵斜即0.9R 叶梢处偏离母线的夹角，纵斜可以增 大叶梢与船体板之间的间隙，从而减小振动。

　　调距桨桨叶数量有 3 叶、4 叶、5 叶等，通常以4 叶 为标准设计，无特殊要求者均考虑4 叶。 因桨叶浸泡在海水中，要求材料耐海水腐蚀和海洋生 物的污损，桨叶运转时承受较大的周期性的载荷，且桨叶 易碰到礁石、冰块等。所以调距桨桨叶材料一般为Cu3(镍 铝青铜)、Cu4(锰铝青铜)，这种材料不但难腐蚀而且强度 高，疲劳特性好，同时较容易加工。

　　调距螺旋桨调距螺旋桨通过设置于桨中的操纵机构使桨叶能够相对于桨转动而调节螺距的螺旋桨，称为可调螺距螺旋桨。

　　20世纪30年代是调距桨发展的新时期，1934年瑞士爱舍维斯（Escher—Wyss）公司首次将调距桨装在一艘184kW（250马力）的游艇艾彩尔（Etzel）号上，1936年挪威的列爱思（Liaacn）公司生产了其第一套调距桨，1937年瑞典的卡米瓦（Kamewa）公司开始生产了其第一套调距桨装在110kW（150马力）的湖泊帆船上。

　　可调桨技术来源于国外，世界知名的推进器制造商有：瑞典的卡梅瓦 (KAMEWA)、芬兰的瓦锡兰（WASILTA）、德国的肖特尔（ SCHOTTEL）、挪威的博格（BERG）。卡梅瓦的调距桨技术全世界 首屈一指，“Aquamaster”是其旗下世界知名的全回转舵桨品牌，现 在卡梅瓦被英国罗尔斯-罗伊斯（Rolls-Royce）兼并，但是人们一直对 “卡梅瓦”津津乐道，当初卡梅瓦是世界上生产调距桨最大的公司， 根据生产卡普兰水轮机的经验，该公司从1937年即生产出第一台船用 调距桨，全球多家公司均引进卡梅瓦专利进行生产，如日本三菱公司 、美国伯德.约翰逊公司等。肖特尔的产品有可调桨、侧向推进器、舵 桨、喷水推进器等，其SRP舵桨是世界第一品牌。瓦锡兰不但生产推 进器，还是世界上最著名的柴油机制造商，兼并了荷兰的列泼斯（ LIPS）推进器，列泼斯是专门生产推进器的厂商，创立于1928年，是 世界上从事调距桨生产较早的公司之一，在日本、法国、美国、意大 利、西班牙、加拿大等地均有该公司子公司或制造商，其产品涵盖侧 推、调距桨、定距桨、舵桨、喷水推进器等，并入瓦锡兰后其推进器 品牌仍为LIPS。

　　气蚀： 又称穴蚀。流体在高速流动和压力变化条件下，与流体接触 的金属表面上发生洞穴状腐蚀破坏的现象。常发生在如离心 泵叶片叶端的高速减压区。气蚀的特征是先在金属表面形成 许多细小的麻点，然后逐渐扩大成洞穴。 气蚀的形成原因是由于冲击应力造成的表面疲劳破坏，但液 体的化学和电化学作用加速了气蚀的破坏过程。 疲劳破坏： 当液体在与固体表面接触处的压力低于它的蒸汽压力时，将 在固体表面附近形成气泡。另外，溶解在液体中的气体也可 能析出而形成气泡。随后，当气泡流动到液体压力超过气泡 压力的地方时，气泡变溃灭，在溃灭瞬时产生极大的冲击力 和高温。固体表面经受这种冲击力的多次反复作用，材料发 生疲劳脱落，使表面出现小凹坑，进而发展成海绵状。严重 的其实可在表面形成大片的凹坑，深度可达20mm。

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