1升力FLFL=1/2CLρAv2阻力FDFD=1/2CDρAv2舵壓力中心(zhōngxīn)至舵導邊的距離XX=CXbXC=X-Z=CXb–ZCL-升力系數；CD-阻力系數；CX–壓力中心(zhōngxīn)系數。

三個系數大小隨舵角α而變，由模型試驗測定。（見后表）V-舵葉處水流速度，一般取航速(hánɡsù)的1.15-1.2倍；

b-舵葉的平均寬度；

A-舵葉的單側浸水面積精品資料2某型舵葉的流體動力特性系數(xìshù)曲線。精品資料3轉船力矩：MS=FL（l+XCcosα）+FDXDsinα≈FLl=1/2CLρAv2l

XC—舵壓力中心至舵桿軸線的距離；XC=X-Z=CXb–Z；Z—舵桿軸線至舵葉導邊的距離；l—舵桿軸線至船舶重心的距離。轉船力矩變化分析：①轉船力矩MS隨舵角的增大而增大，并在達到某一舵角時出現極大值MSmax。（見上圖，CL變化引起MS變化并產生極大值）②轉船力矩出現極大值時的舵角數值，與舵葉的幾何形狀有關，并主要取決于舵葉的展弦比λ（λ=舵葉高度h/舵葉平均寬度(kuāndù)b）。展弦比λ越小，達到最大轉船力矩時的舵角就越大。③海船舵葉的λ一般為2-2.5，αmax為32°-35°；

內河船舶λ一般為1.0-2.0，αmax為35°-45°。精品資料42.舵的水動力矩和轉舵(zhuǎnduò)扭矩舵的水動力矩:舵壓力FN對舵桿軸線所產生的力矩稱為舵的水動力矩，用Ma表示：Ma=FNXC=（FLcosα+FDsinα）XC轉舵(zhuǎnduò)扭矩:操舵裝置施加在舵桿上的扭矩稱為轉舵(zhuǎnduò)扭矩M，等于水動力矩Ma和舵各支承處的總摩擦扭矩Mf的代數和，即M=Ma+Mf普通平衡舵Mf=（0.15~0.20）Ma。

公稱轉舵(zhuǎnduò)扭矩:指其在規定的最大舵角時所能輸出的最大扭矩。它是根據船舶在最深航海吃水和以最大營運航速前進時，將舵轉到最大舵角所需要的扭矩來決定的。精品資料5平衡系數(xìshù)K:舵桿軸線之前的舵葉面積A’和整個舵葉面積A之比，稱為平衡系數(xìshù)，用K表示。平衡系數(xìshù)K影響:平衡系數(xìshù)越大，舵葉的最大水動力矩越小，即舵機所需的公稱扭矩越小。但K不宜過大，否則在常用舵角（10～20°）范圍內回舵時需克服的公稱轉舵扭矩就可能較大，使舵機功耗增加。一般舵的平衡系數(xìshù)約在0.15～0.35之間。船舶倒航時，舵葉后緣成為導邊，壓力中心離開舵桿軸線的距離XC增大，但倒航船速只有正航正常航速的1/2，故倒航時的水動力矩約為正航最大值的60%，所以舵機不會過載。轉船力矩和舵的水動力曲線精品資料6一、泵控型液壓舵機(duòjī)精品資料7精品資料8精品資料9精品資料10精品資料11追隨機構(jīgòu)機械杠桿：三點式、五點式（帶副杠桿式）1.三點式追隨(zhuīsuí)機構ABCBCC'AA'AA'BB'A操縱點，Ｂ追隨點，Ｃ控制點11CC'AA'BB'21二、追隨機構原理精品資料12三點式杠桿(gànggǎn)特點：ＡＡ‘一次性位移不能太大，受ＣＣ’最大可位移量確定(quèdìng)，否則會損壞控制處的機件。（用儲能彈簧克服該缺點）1.完成一次性操大舵，使ＣＣ‘在最大位置時間長，加快轉舵速度；2.避免控制點機件損壞；儲能彈簧的功能精品資料132.五點式（帶副杠桿(gànggǎn)式）ABCDEBCDEAA'AA'BCDEC'C'有位移放大作用(zuòyòng)，操小舵角時使控制點Ｃ有較大的位移，使變量泵有較大的排量，使得轉舵速度快。精品資料14精品資料15第三節液壓舵機(duòjī)的轉舵機(duòjī)構撥叉式往復式回轉式滑式滾輪式擺缸式十字頭式轉舵機構精品資料16一往復式轉舵(zhuǎnduò)機構1.滑式推舵機構：滑式推舵機構是目前在船舶舵機中應用最廣的一種傳統型結構。它又可分成十字頭式與撥叉式二種。為了將撞桿的往復運動轉變(zhuǎnbiàn)為舵葉的擺動，在撞桿與舵柄的聯接處，設有如圖所示的十字形框架滑動接頭。精品資料17兩撞桿3形成上下兩軸承。兩軸承環抱(huánbào)著十字頭的兩個耳軸2；而舵柄5則與耳軸垂直，并橫插在十字頭的中央軸承中。精品資料18十字頭式轉舵機構(jīgòu)的受力分析：液壓對舵柄產生作用力Q：Q=P/cosα=πD2p/4cosα產生的轉舵力矩M：M=zQRηm=z·P/cosα·R0/cosα·ηmM=πD2zpR0ηm/4cos2α結論1：滑式轉舵(zhuǎnduò)機構所能產生的轉舵(zhuǎnduò)力矩M隨舵角α的增大而增大，與舵的水動力矩的變化趨勢相適應。精品資料19結論2：十字頭式轉舵機構的工作油壓不會因α的增大(zēnɡdà)而急劇增加。因為：p=4Mcos2α/πD2zR0ηm

M↑→cos2α↓結論3：撞桿有側推力。需要轉舵扭矩很大的場合(chǎnghé)應有可靠地平衡撞桿所受的側推力裝置。精品資料20十字頭式轉舵機構的特點：

1）扭矩特性良好，承載能力較大，能可靠地平衡撞桿所受的側推力，可用于轉舵扭矩很大的場合。2）密封可靠，磨損后還具有自動補償能力。此外，密封泄漏時較易發現，更換也較方便。3）油缸內壁除靠近密封端的一小段外，都不與拉桿接觸，故可不經加工(jiāgōng)或僅作粗略加工(jiāgōng)。4）油缸為單作用，必須成對工作，故尺寸、重量較大。精品資料212）撥叉式轉舵機構受力分析：與十字頭式轉舵機構相同。撥叉式轉舵機構特點：撞桿軸線至舵桿(duòɡǎn)軸間的距離R0可縮減26%，撞桿的最大行程因而得以減小。在公稱轉舵扭矩和最大工作油壓相同的情況下，撥叉式的占地面積可比十字頭式減少10~15%，重量亦相應減輕10%。但公稱轉舵扭矩較大時仍以采用十字頭式為宜。精品資料222.滾輪式轉舵機構：受力分析(fēnxī)：

液壓對舵柄產生作用力：

Q=Pcosα=π/4D2pcosα轉舵扭矩：

M=zQR0ηm=π/4D2zpR0ηmcosα結論：滾輪式轉舵機構所能產生的轉舵扭矩隨α的增大(zēnɡdà)而減小。只達到主要尺度和最大工作油壓差p相同的滑式機構的55%左右。精品資料23滾輪式轉舵機構的特點：（l）控桿與舵柄之間沒有約束性的機械連接(liánjiē)，工作時無側推力，故整個機構結構簡單。（2）每個油缸均與其撞桿自成一組，故可根據實際需要布置。（3）滾輪與撞桿間的磨損可自動進行補償，不會象滑式機構那樣因接頭磨損、間隙增大而產生撞擊。（4）扭矩特性差，故而限制了它在大扭矩舵機中的應用。（5）當舵葉在負扭矩作用下轉動時，如果液壓系統有明顯泄漏；或者在穩舵時油路鎖閉不嚴，則滾輪就有可能與某側撞桿脫開而導致敲擊。因此，在某些滾輪式機構中，在滾輪與拉桿的端部之間還增設了板簧拉緊機構。精品資料243.擺缸式轉舵機構主要(zhǔyào)結構：采用了與支架相鉸接的兩擺動式油缸和雙作用的活塞。轉舵時，利用活塞在油壓作用下所產生的往復運動，以及兩油缸的相應擺動，即可通過與活塞桿鉸接的舵柄，推動舵葉偏轉。油缸兩端的油管必須采用有撓性的高壓軟管。精品資料25擺缸式機構轉舵的特點：（1）用雙作用活塞代替了單作用的撞桿，提高了油缸的利用率，其外形尺寸和重量可大大減小。（2）各油缸與其活塞均自成一組，故結構簡單，安裝也較方便。（3）對油缸內表面的加工精度等都有較高的要求。（4）檢查和更換密封件又不如撞桿式方便。（5）系統工作時，理論排油量和進油量嚴格說來并不完全相等，須采取(cǎiqǔ)容積補償措施。（6）扭矩特性不佳（與滾輪式類同），使用不如滑式普遍。精品資料26受力分析：轉舵扭矩：M=zpAR0ηm結論：轉葉式機構所能產生(chǎnshēng)的轉舵扭矩與舵角無關，其扭矩特性在坐標圖上是一條與橫坐標平行的直線。二、回轉式轉舵(zhuǎnduò)機構精品資料27圖示為三轉葉式推舵機構的原理圖。該機構內部裝有三個定葉3的液壓缸2。而用鍵與舵柱上端相固接的轉轂5，則鑲裝著三個轉葉4。由轉葉和定葉將液壓缸內部分隔成六個工作(gōngzuò)腔。經油管6分別從三個工作(gōngzuò)腔吸油，并把油液排出另外三個工作(gōngzuò)腔，則轉葉就會在液壓能作用下通過輪轂帶動舵柱和舵葉偏轉。精品資料28回轉式轉舵機構特點：（1）占地面積小，重量輕，安裝方便；（2）無需外部潤滑，管理簡便，且轉舵時舵桿不受側推力，可減輕舵承磨損；（3）扭矩特性不如滑式，但比滾輪式和擺缸式好；（4）內泄露(xièlòu)部位較多，密封不如往復式容易解決，容積效率較低，油壓較高時更為突出。精品資料29精品資料30第四節液壓舵機的遙控(yáokòng)系統一伺服油缸式舵機(duòjī)遙控系統二伺服電機式舵機(duòjī)遙控系統三液壓式舵機(duòjī)遙控系統精品資料31一伺服油缸式舵機遙控(yáokòng)系統精品資料32油泵啟動前的浮動(fúdòng)狀態追隨機構(jīgòu)左移狀態精品資料33轉舵(zhuǎnduò)狀態回舵狀態(zhuàngtài)精品資料34二伺服電機式舵機(duòjī)遙控系統精品資料35三液壓式舵機(duòjī)遙控系統精品資料36精品資料37第五節舵機液壓系統(xìtǒng)實例精品資料38精品資料39其中1#、4#和2#、3#缸各成一對。系統中設有專門工況選擇閥箱。與液壓缸相接(xiānɡjiē)的C1~C4缸稱缸閥，平時常開；01~04稱旁通閥，平時常閉。如果某液壓缸因故不能工作，可將它與另一只液壓缸一起停用。這時應將停用的一對缸的缸閥關閉，相應的旁通閥要開啟。P1~P4稱泵閥，平時常開，以便隨時能在駕駛臺啟用任何一臺泵。只有當主泵損壞需要修理時才將其一對泵閥關閉。精品資料40在液壓舵機主泵的油路上，通常裝有雙聯液控單向閥13a、13b。其可調節流閥14a、14b用來調節液控單向閥中控制(kòngzhì)油的流速，既能使主油路上的單向閥及時開啟回油，又使它能在舵葉受負扭矩作用時關閉的速度盡可能減緩。主油路鎖閉閥（鎖舵閥）的作用：1.鎖閉備用泵油路，防止工作泵排油經備用泵倒流旁通，妨礙轉舵。2.工作泵回到中位時，將油路鎖閉，以防跑舵。因為當舵停在某一舵角時，在水壓力作用下，兩組轉舵液壓缸仍存在油壓差。此時泵雖處于中位，但泵內難免有漏泄，如果主油路不鎖閉，舵停久了就可能因漏油而跑舵。油路閉鎖(bìsuǒ)精品資料41因為主泵排出油難免有外漏，所用需要解決補油問題。本系統設輔泵3，經減壓閥7以及單向閥8a、8b向低壓(dīyā)側油路補油。若舵機主泵吸入性能好，允許有較低的吸入壓力時，也可不用輔泵補油，而只設高位補油柜，在吸入側壓力降低時進行補油。系統還在各液壓缸頂部和油管高處設放氣閥，以便在初次充油或必要時放氣，這對閉式系統是必不可少的。補油放氣(fànɡqì)精品資料42泵控式舵機液壓系統大多設有輔泵，其流量一般不低于主泵流量的20%。本系統所設輔泵3是齒輪泵，主要作用為：（1）為主油路補油。（2）為主液壓泵伺服變量機構供油。（3）冷卻、潤滑(rùnhuá)與沖洗主泵。輔助(fǔzhù)泵精品資料43精品資料44精品資料451輔泵工作(gōngzuò)。2轉舵，A點偏離，三位三通閥左位接通(jiētōnɡ)，準備啟動主泵。精品資料463主泵啟動供油，啟動完成時帶動三位三通閥外殼移動，使閥在中位。液壓缸工作，開始轉舵，C點準備(zhǔnbèi)跟隨舵葉偏離至需要的轉舵角度。4液壓缸工作，帶