1. 研究目的与意义（文献综述）

1.目的及意义
1．1 课题所属研究领域
船舶动力装置是船舶的心脏。无论从重要程度、制造成本方面，还是从营运费用、日常维护管理所投入的费用和工作量看，在动力装置各部分中，推进装置都处于最显著的地位。而主推进装置中最重要的动力设备就是主机。船舶主机是船舶动力装置系统中的重要组成部分，它为船舶提供主动力，保障船舶正常航行、作业等方面的要求，在船舶建造和船舶营运中均扮演着重要的角色。
柴油机动力装置由于具有比较优良的性能，在商船、渔船、工程船以及军用舰艇上都得到了极为广泛的应用。目前以柴油机为主机的船舶占98%以上，柴油机船总功率占造船总功率的90%以上[1]。
船舶柴油机经过了多年的发展，尽管现在已经发展到一个很高的技术水平，并日趋完善。在市场需求不断变化的情况下，特别是在能源与环境问题的双重压力之下，对船用柴油机提出更高的要求，随着生产力的发展，船舶柴油机技术也在不断创新和完善。从目前的情况看，柴油机在民用船舶主动力装置上仍占统治地位，大型低速二冲程柴油机仍将是散货船、油船和集装箱船的主要动力装置。两大柴油机专利生产商man bamp;w和wartsila sulzer针对不同类型船舶动力装置的要求，都已形成了普通行程、长行程和超长行程等不同系列的机型，气缸尺寸大中小完备，功率范围齐全。大型客船、滚装客船和滚装船航速的提高及柴油机电力推进的发展，促进了大功率中速船油机的开发;电子控制技术在柴油机上的成功应用则会促使柴油机性能的全面提高。但目前能源、环境、运营经济性的三重压力对其提出更高要求，船舶柴油机各种优化技术不断发展和改进。当前船舶柴油机发展的基本目标是强化、低耗、可靠、低排放和大功率[2]。
船舶动力装置很复杂，包括推进装置、辅助装置、甲板机械、管路系统等，本文仅仅是以推进装置为例进行分析[3]。主推进装置的形式也很多，现在民用船舶上使用的包括内燃机、气轮机、燃气轮机等。由于其中内燃机占有主导地位，所以在这里我们要对主机的选型进行分析和研究。同时主机作为船舶的重要设备之一，因此我们同样要对主机在建造中的安装方式、方法进行优化、分析和对比，从而使建造的船舶在主机的选型和安装方面达到最优化方案的要求，也为船东在船舶正常投入使用使能够降低运行费用，获得良好的经济性。
1. 2研究意义和目的
船舶主机选型要满足:适用、经济、安全、环保的要求。适用性是指船舶主机能满足预定的使用要求。主要包括两方面:技术要求和性能要求。技术要求是指为了保证船舶的设计航速，满足船舶作功的需要，要求主机提供足够的功率。主机的功率是按船舶的设计航速并考虑适当的功率储备来确定的。性能要求是指动力装置的可靠性、机动性、续航力、振动和噪声控制、船舶自动化程度等[1]。船舶主机的经济性涉及三个基本要素，即建造成本、营运成本和营运收入。主机选型与设计中的技术措施是否恰当，决策是否正确，对其经济性会产生很大的影响。设计中经常遇到技术性能和经济性相互矛盾的情况。具体反映为提高经济性的设计目标参数，受到技术参数的限制;提高经济性的各参数相互之间影响，并受制于其相关的因素。船舶主机选型与设计是一个系统工程，选型工作是对多种要求合作协调完成的。必须贯彻系统工程的思想，全面考虑各因素，使经济性和适用性达到较佳的配合。
本文基于降低燃油消耗量进行主机选型的思路，探讨在船舶设计阶段进行主机选型设计时，依据对影响燃油消耗量各要素及其影响因素关系的分析，提出主机选型及其参数确定的方向、原则。对目前主机供应商所能提供的新机型和新技术进行总结，并与降低燃油消耗量的的分析结果联系起来，为选定具体机型打下基础。对既定设计航速所要求的主机最大功率，提出主机选型的流程和方法，在满足功率要求的多种机型中，进行对比分析，确定燃油消耗量最优的机型和选定最大功率点。就已选定的机型，进行营运各航速下对应主机各负荷的燃油消耗量优化设计，通过船舶降速而使主机降功率运行和局部油耗优化选择，使主机燃油消耗量满足在整个营运周期内最低的目标。
面对变化和复杂的航运市场需求，对船舶主机选型设计提出了许多新的要求。而主机产品有很强的特殊性。两大柴油机专利生产商m an bamp; w和w artsila sulzer的产品占据高达95%的市场份额，而m an bamp;w在船用低速机市场又占据主要地位。对满足船舶功率需求的主机机型是有限的。本文将船东对船舶主机的要求，与柴油机生产厂商所能提供产品结合起来，进行基于现有条件的、以经济性为目标的主机选型探索，对船舶主机选型设计和提高船舶运营经济性具有实际的意义。
主机的选型优化的目的一方面可以降低燃油消耗率，提高船舶运行经济性：另一方面可以降低主机功率，尽可能选用较小一档的主机，降低造船成本。主机的安装质量直接影响到船舶动力装置的正常运行，因此主机安装优化在船舶建造中占有非常重要的地位。目前船舶建造中主机安装的型式主要有两种：一种是刚性安装；另外一种是弹性安装。[4]

本文根据船只的特点针对上述两种安装方法进行对比、分析，将选出较为合理的安装方法。各类主机的功率、燃油消耗率等均有各自的特点，主机各类形式的安装也有各自的优点和特点，本课题的研究就是针对内河旅游船油船的特点和要求，通过计算、分析和优化，从而选出与之合理匹配的主机，再通过进一步比较、分析确定出最合理的主机安装方法，以达到最终降低建造成本，提高营运的经济性的目的。

1.3国内外研究现状

就船舶主机选型，很多机构和专家对船舶主机选型做了大量的研究工作，取得了显著的成效。主要有以下几个方面:

2. 研究的基本内容与方案

2主要研究内容

本文以集装箱船、油船、散货船三大船型所用的低速船舶柴油机为研究对象，考虑大型低速柴油机直接驱动定距螺旋桨，以柴油机专利生产商m an bamp;w的产品作为选型对象。

本课题的研究是在借鉴以钱的观点和方法的基础上，根据船舶营运具体需求，尝试选择一套实用的主机以及动力装置。然后根据具体选型，用cad软件画出相应的船舶机舱平面布置图、俯视图以及船舶管系原理图。

3. 研究计划与安排

1.第1周至第2周：查阅不少于20篇的相关资料，其中英文文献不少于5篇，了解船舶设计的相关概况，完成开题报告。

2.第3周至第4周：翻译英文资料（不少于5000汉字）并交予指导老师检查。

3.第5周至第6周：参考相关资料进行主机选型设计、机桨匹配设计。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]于洪亮，黄连忠.船舶动力装置技术管理.大连:大连海事大学出版社，2009.

[2]李斌.船舶柴油机.大连:大连海事大学出版社，2008.

张署.船舶营运航速的优化分析:(硕士学位论文).上海:上海海事大学，2004.