1、為了適應船舶實際營運的需求，船舶經常要航行在各種工況下：如：不同的吃水、多種氣象條件、窄航道或淺水區、船舶污底及拖曳航行等；多種機動航行狀態下：如：起航加速狀態、倒航狀態和轉向狀態等。輪機人員應很好地掌握船舶推進裝置在各種航行條件下的運轉情況，以便正確地進行操縱和實施管理。以直接傳動方式的推進裝置為例進行討論：.分析工況配合特性所采用的方法。在同一坐標系里畫出螺旋槳（也代表船）和主機各自的功率一一轉速（或扭矩一一轉速）特性線，主機的特性線代表推進裝置的驅動特性，而螺旋槳特性線代表推進裝置的負荷特性。兩曲線的交點符合能量守恒定律，推進裝置可在此點穩定工作。可將船舶航行分成兩個不同階段：即船舶正常

2、（定速）航行工況；船舶機動（過渡）航行工況。商船95%以上的時間航行于正常航行工況，船舶的航行條件（船舶阻力和主機工況）相對穩定，船舶的機槳配合點不發生大的變化。機動工況下航行條件一直處于變化中，船舶的機槳配合點也一直變化。、船舶污底和裝載量改變時的工況配合特性1 .船舶吃水改變時的工況配合特點，船舶的營運特點船舶的裝載經常變化，吃水也經常發生相應的變化，船舶航行時的阻力發生變化。當船舶吃水增大時，船舶航行阻力增大、進程減小、航速將減慢、槳進程比減小、所需轉矩增加、特性線變陡。如為保持轉速而加大油門導致主機超負荷運轉。一般情況下：船舶主機大都裝有全制式調速器，當船舶阻力增大時，將自動加大油門，

3、以保持設定轉速。.因此，當裝載量增大時，應將負荷限制適當調小。當裝載量減少時，變化的情況恰恰相反，進程比入增大，槳特性線變平坦。對裝有全制式調速器的主機，應將轉速限制適當調小。2 .船舶污底船舶水下部分表面附著海生物以及發生銹蝕船舶污底。船舶發生污底后將使船體阻力增加，其對機、槳配合的影響同裝載量增多的情況的相同。二、船舶在不同氣象條件下和不同航區中航行時的工況配合特性及管理要點大風浪天氣航行條件下的工況配合特點：逆風航行時，風力會使船舶的空氣阻力增加,順風航行時則相反。.空氣阻力的大小取決于風力、風向、船體水上部分以及上層建筑的受風面積和航速風浪中航行，船體在洶濤中產生搖擺和起伏而引起洶濤阻

4、力。船舶的搖擺起伏，使螺旋槳增加扭矩和推力，其大小隨斜水流的角度和搖擺周期而變。要隨時用舵效來在風浪中航行的船舶，為了使其因側面受力影響而不致偏離原定航線,圖5-2-21創波縱搖對螺旋槳扭矩和推力的影響響圖5-2-20風力對機槳配合特性的影圖5-2-23風浪對航速和推力的影響補償，因此增加了舵的制動作用，使船舶附體阻力增加，航速降低。.風浪天航行，還有螺旋槳的推進效率因素。對推進裝置的綜合影響如下：.需要特別指出的是：在大風浪中航行的船舶，槳可能露出水面，這時阻力矩大大降低，槳的特性曲線變得極為平坦。這時如果噴油泵操縱桿位置不變，柴油機功率將大大超過螺旋槳所吸收的功率，.柴油機扭矩大大超過螺旋

5、槳的阻轉矩，轉速上升，當超過標定轉速的15%時，產生所謂飛車現象，風浪天航行應降低轉速，增加船舶后部壓載，避免造成飛車。三、船舶在各種運動狀態下的工況配合特性及管理要點1 .船舶拖曳（頂推）作業船舶在進行拖曳作業時，螺旋槳推力除用于克服船舶阻力外，還要負擔全部拖曳負荷，即:Te=R+Z式中：Te螺旋槳有效推力;R船體阻力；oVa V 0心 造9）圖5-2-24拖曳作業的配合特性Z拖曳力（或頂推力）在沒有拖曳負荷時，槳的有效推力等于船舶阻力；在有拖曳負荷時，槳的有效推力等于船舶阻力和拖曳力之和。圖5-2-25航速對淺水阻力的影響2 .船舶進入淺水或窄航道航.船舶在淺水中航行時，由于船體周圍的水流

6、從深水的三元流動變為主要是二元流動，水流與船體的相對速度增加，使摩擦阻力、渦流阻力和興波阻力均相對增大，因此船舶在深水和淺水中航行時所遇到的阻力隨航速變化的情況是不同的。1深水阻力曲線；2淺水阻力曲線而在淺水航行時阻力根據試驗結果，船在深水中航行時的阻力與航速的二次方成正比,的變化規律很不規則。當航速v<0.3.加（g為重力加速度，h為水深）時，淺水阻力與深水阻力基本相同；0.3gh<v<、©h時，淺水阻力明顯大于深水阻力；當航速v定7rgh時，淺水阻力又與深水阻力相同；而當v>飛器時，淺水阻力甚至小于深水阻力。一般運輸船：淺水航速一般小于由深水進入淺水航行時

7、，阻力一般都會增加，并會產生船體下沉和后傾現象。.淺水影響是相對的，淺水阻力的增加同水深h與船舶吃水d比值h/d有關。船模試驗表明，若h/d>4,淺水影響不太明顯，航道越淺（即h/d越小），摩擦阻力增加越顯著。在同樣水深條件下，淺水對摩擦阻力的影響隨航速的提高而增大。窄水道對船舶阻力的影響與淺水是類似的。窄水道的影響也是相對的，它與航速和航道相對寬度有關。如果b/B>20（b為航道寬度，B為船寬），就沒有窄水道的影響。3 .系泊工況.船舶制造或大修后，在試航前，為了檢驗主、副機及其它設備的運轉情況和性能，需要在碼頭上進行一系列試驗。船舶在不動的情況下（船舶系在系纜樁上），主機和螺旋

8、槳的運轉配合情況稱為系泊工況。船速為零，進程比入=0,螺旋槳的推力系數和扭矩系數都達到最大值，.螺旋槳特性曲線較正常航行時為陡，船舶在起航操作初期的工況很類似與船舶的系泊工況，此時，主機由于轉速很快達到設定轉速，而船舶由于其巨大的慣性還保持其速度為零。實際上，船舶在起航操作初期的工況很類似與船舶的系泊工況，此時，主機由于轉速很快達到設定轉速，而船舶由于其巨大的慣性還保持其速度為零。4 .船舶起航和加速工況船舶在由航速為零逐漸加速到某一穩定航速過程中機、槳的運行情況稱為起航工況。船舶在由較低穩定航速變為較高穩定航速過程中機、槳的運行情況稱加速工況。圖5-2-31不同航速下的M n的變化羅賓遜圖圖

9、5-2-26圖5-2-27系泊工況.而起航和加速工況都是一種過渡（動態）工況，入是時刻變化的，因此船、機、槳配合點不能只在一條推進特性曲線上變化。起航和加速過程分為兩個階段：（1）即槳轉速迅速提高階段.由于起航加速的需要增加了噴油量使轉速增加，此時航速基本未變，或接近于零（起(a)(b)航時）或接近于恒速（加速時），槳的特性曲線變得很陡（入很小）；（2）槳轉速緩慢提高階段由于航速的逐漸提高，入變大，其特性曲線逐漸變平坦所致。加速工況的機槳配合特性：與起航工況基本相似，其差別僅在于：加帶工況不是從航速為零開始，而是從船舶已有一定航行速度開始的。駕駛室要求定速航行時的操作就是常見的一種加速工況。.

10、在減速操作時，則要避免轉速低于車鐘要求和自動停車。5 .船舶轉向船舶轉向時，舵要偏轉一個角度，船舶阻力要比直線航行時有所增加，航速降低，進程比入減小，螺旋槳特性曲線變陡。這時要注意觀察實際負荷的大小，必要時要減小油門格數，以防止超負荷。采用雙機雙槳推進時，船在轉向時內槳負荷比外槳負荷增加的值大，內槳的轉速因此下降的也多，而外槳在轉向開始時負荷變輕，很快又逐漸增加，所以外槳轉速開始時升高，而后又下降。應降低主機轉速，避免在高航速時用大舵角轉向。6 .船舶倒航工況.船舶在港內航行、靠離碼頭或者遇到避碰等緊急情況時，常需改變主機的回轉方向，使前進的船舶迅速停止下來，或改為倒航。圖5-2-30雙槳船轉

11、向時內外機負荷變化船舶動力裝置的機動性能要求：船舶能迅速從高速航行狀態轉為停止狀態，且應有盡可能短的滑行時間和滑行距離；而柴油機的工作條件則要求負荷變化不要太劇烈，以防止熱負荷和機械負荷變化過于劇烈而導致損壞。（1）緩慢倒車過程.通常使用倒車時航速已經很低，可以認為這是緩慢倒車過程。在第一象限為緩慢減速，在第三象限為緩慢加速過程。（2）緊急倒車過程在船舶全速前進時施行緊急倒車操縱，將引起主機熱負荷和機械負荷劇烈變化，還會產生增壓器喘振。除非船舶航行遇到十分危險情況，一般是不會輕易施行緊急倒車操縱的。分為三個階段：第一階段：首先停止向主機供油，主機扭矩迅速為零，主機轉速迅速下降，入逐漸增大；在第一象限內出現零推，繼之出現零矩（轉速為6070%）,負推力開始阻止船舶前進。第二階段：“水渦輪”工作階段，航速不變，槳速降至低于60%，螺旋槳的“水渦輪”作用，使軸系轉速下降變慢。槳轉速降到接近10%時，負