锻造船用发动机动力系统,铸强船舶“心脏”

船舶是海洋、湖泊及河流中重要的水上交通工具,不仅能够促进海上经济的发展,还能够保卫国家的制海权。船舶动力装置,也就是船舶的核心动力源——船用发动机动力系统对船舶的重要作用不言自明,关系到船舶的性能质量,能够直接驱动船舶,满足人们的现实需求,常被喻为“国之重器”、船舶“心脏”。
 
船舶动力装置的性能好坏直接决定着船舶能否正常运行,关系着船舶操作人员及工作人员的人身安全。常规情况下,船用发动机的价值占据了整船价值的10%-15%,具有极其重要的地位。
  • 船用发动机动力系统主要可分为驾驶室、发动机与相应的辅助装置,系统中的各部件协调配合,从而为舰船提供前行动力。
  • 主动力装置往往指发动机,是提供推进动力的装置,用于保证船舶实现正常航行。主动力装置启动后,结合螺旋桨的使用,才能推动整个船舶的前进后退的运行。
传动装备和轴系作为辅机设备,会根据船舶性能的具体要求而随之相应地增加或减少,主要为船舶上的压载水系统、管路系统、排水系统及其消防系统提供动力,是船舶动力装置中不可忽视的部分。
▲船用发动机动力系统组成示意图
​随着科技发展,船舶动力装置变得越来越复杂,需要面对一系列难题:
  • 开发难度高:船舶动力领域,一款发动机、新产品的研制需要经历零部件设计、组件装配、分析校验、工艺检查、离散制造等核心关键环节,制造过程对效率要求极高。
  • 维修难度大:复杂性偏高的船舶动力装置在发生故障后,其维修、诊断难度也在增大。
关键技术与制造工艺的自主可控,是推动船舶动力产业发展的核心要义。经过多年的自主研发与技术深耕,现有船用发动机动力系统的整体结构日益复杂,其零部件数量多达数万,装配过程对精度和规范性的要求极为严苛。
在研发过程中,工程师需要多次进行上下游数据的转换,导致数据准确性难以完全保障,需要耗费大量时间与资源进行重复的验证工作。此外,水下设备嵌入式系统的软件开发、调试及设备集成,对环境条件的要求极为苛刻,更为研发工作带来了挑战。
 
通过合理利用仿真技术对船用发动机动力系统进行仿真建模,能够实现对复杂系统的精准分析与高效优化。仿真建模不仅可以有效减少物理实验的依赖,还能提前发现设计缺陷、验证方案的可行性,从而提高研发效率、降低开发成本。同时,通过仿真技术的应用,工程师可以更直观地掌握系统运行特性,为性能改进和可靠性提升提供科学依据,为复杂船舶动力系统的设计和制造提供强有力的技术支持,还能对其进行故障诊断与监测,一定程度上提高船舶动力装置的运行安全性。
天目全数字实时仿真系统SkyEye,是一款基于可视化建模的硬件行为级仿真平台,支持用户通过拖拽的方式对船用发动机动力系统进行建模和仿真。SkyEye致力于真实场景下的仿真分析,可在无需二次开发的情况下运行二进制可执行文件,切实解决实际工程中存在的问题。
 
SkyEye支持构建水声设备模块级仿真系统,支持DSP、PowerPC、ARM、MIPS等多种架构的处理器模型和多种设备接口模型。用户可基于该系统进行工程管理、应用软件仿真调试,减少对硬件环境的依赖,提高研发效率。
▲SkyEye水声设备模块级软硬件集成仿真案例
posted @ 2024-12-06 16:44  迪捷软件  阅读(8)  评论(0编辑  收藏  举报