船舶液压推进节能研究

【摘要】： 船舶大型化、专业化、高速化已成为发展趋势,主机的功率也相应加大,柴油机直接推进逐渐表现出一些不适应其发展的缺点。正因如此,电力推进、超导电磁推进、喷水推进、液力推进等推进方式随之出现。这些推进方式相对于直接推进方式各有优点,但都存在不足。液压驱动因具有驱动功率大、适应重负荷、调速性和安全性好、便于集中控制、液压动力源可以一机多用等优点,因此船舶液压综合推进被提出。 本文在对船舶液压推进系统原理分析和总结液压系统节能的途径的基础上,建立船舶液压推进的液压系统效率模型,这一模型除考虑传动过程中的损失外,还考虑了冷却系统以及补油系统的功率消耗,对船舶液压推进的液压推进系统效率进行了分析和研究,并以压力、油温、管路直径为变量,运用遗传算法及Matlab遗传算法与直接搜索工具箱对效率模型进行优化。最后分析了管径、温度及压力的变化对系统效率的影响,并从节能的角度对综合液压推进系统总效率与直接推进系统总效率进行了对比分析。 最后对课题的研究作了总结和展望。 【关键词】：船舶 液压推进 节能 液压系统建模 遗传算法 优化
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：U664.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题的来源9
• 1.2 课题的提出及意义9-10
• 1.2.1 课题的提出9
• 1.2.2 课题的意义9-10
• 1.3 船舶现有的推进方式10-11
• 1.4 船舶液压推进国内外发展现状11-13
• 1.4.1 国内发展简况11
• 1.4.2 国外发展简况11-13
• 1.5 液压推进的特点13-14
• 1.6 本课题的意义及主要内容14-16
• 1.6.1 本课题的意义14-15
• 1.6.2 本课题的研究内容15-16
• 第2章 船舶液压推进工作原理及系统介绍16-22
• 2.1 船舶推进基本结构和工作原理16-17
• 2.1.1 船舶推进装置16
• 2.1.2 船舶推进装置工作原理16-17
• 2.2 船舶液压推进基本结构和工作原理17-18
• 2.3 液压传动系统设计18-21
• 2.3.1 调速方式18-19
• 2.3.2 油路循环方式19
• 2.3.3 动力源形式19-20
• 2.3.4 拟定液压系统图20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 液压系统节能设计原理及节能的途径22-32
• 3.1 提高液压传动系统效率的基本原理22-24
• 3.2 提高液压传动系统效率的方法24-26
• 3.2.1 液压源与原动机的功率匹配24
• 3.2.2 合理选择系统元件24-26
• 3.3 改善和提高液压回路效率26-31
• 3.3.1 合理选择液压系统的设计压力26-28
• 3.3.2 合理选择液压回路28
• 3.3.3 合理的选择液压油28-29
• 3.3.4 布置管路29
• 3.3.5 能量回收29-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第4章 船舶液压推进系统建模32-43
• 4.1 数学模型、数学建模及其过程32-33
• 4.1.1 数学模型32
• 4.1.2 数学建模32
• 4.1.3 数学建模的几个过程32-33
• 4.2 液压系统建模方法33-34
• 4.2.1 解析法建模33-34
• 4.2.2 状态空间法建模34
• 4.2.3 功率键合图法34
• 4.3 建立液压系统效率数学模型34-42
• 4.3.1 建模前的假设34-35
• 4.3.2 液压系统能量流动简述35
• 4.3.3 传动系统35-40
• 4.3.4 冷却系统40-41
• 4.3.5 补油系统41
• 4.3.6 系统效率模型41-42
• 4.4 本章小结42-43
• 第5章 船舶液压推进系统的优化与分析43-66
• 5.1 遗传算法概述43-48
• 5.1.1 遗传算法的运算流程43-44
• 5.1.2 遗传算法的运算流程的组成部分44-48
• 5.2 关于系统效率的目标函数建立及优化48-52
• 5.2.1 目标函数建立48
• 5.2.2 关于系统效率优化分析48-52
• 5.3 各个参数对系统效率的影响52-63
• 5.3.1 管径对系统效率的影响52-58
• 5.3.2 压力对系统效率的影响58-60
• 5.3.3 温度对系统效率的影响60-63
• 5.4 液压推进与直接推进总效率的比较与经济性比较63-65
• 5.5 本章小结65-66
• 第6章 总结与展望66-68
• 6.1 全文工作总结66
• 6.2 展望66-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-73
• 研究生履历73

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