二战德国大型舰船的动力系统离合设备布置
哔哩哔哩
2023-07-30 17:49:04
间战和二战时期德国海军的舰船都较为强调降低油耗增加续航力，并且较多地使用了柴油机作为主机，因此动力系统中安装了较多的离合设备以便于实现以下功能：1.脱开不工作螺旋桨自转降低阻力；2.便于实现柴油机组的多种动力组合。这些早期离合器虽然可以在运转状态下实现解耦，但绝大多数都需要在刹轴停转状态下才能重新连接。
K级巡洋舰是间战时最早安装柴油机的德国大型舰船，它采用了两轴柴蒸交替动力，2根主轴上分别并联了主汽轮机组、巡航汽轮机组和巡航柴油机组。需要长续航力低速巡航时，汽轮机组离合器断开，由柴油机组驱动主轴；在中等航速巡航时，柴油机和主汽轮机组的离合器断开，由巡航轮机组驱动主轴；需要高速作战时则将柴油机和巡航轮机组离合器断开，由主汽轮机组驱动。
(相关资料图)
改进的“莱比锡”号和“纽伦堡”号巡洋舰让柴油机单独驱动一根中间轴，取消了单独的巡航轮机。低速巡航时汽轮机组离合器脱开，外侧2轴螺旋桨自由旋转减阻，仅有柴油机驱动的中间轴推进。在需要中高速航行时，汽轮机驱动外侧两轴，柴油机停机，中间轴的可调螺距螺旋桨刹轴并调距至顺桨减阻。中间轴似乎也有离合装置能分离螺旋桨和齿轮箱。
“海军将官希佩尔”号和“布吕歇尔”号巡洋舰受机组设计和舱室布局的影响，仅在中间轴上设置了离合装置，低速巡航下只能是外侧两轴推进中间轴空转，或是中间轴推进外侧两轴刹轴，省油效果较差。
“欧根亲王”号和后续的“塞德里茨”号、“吕措”号更改了汽轮机组设计，三轴均安装了离合装置，可实现中间轴推进外侧轴空转与外侧轴推进中间轴空转等不同搭配组合，经济性更好。
“沙恩霍斯特”级和“俾斯麦”级战列舰采用了和“欧根亲王”号相似的设置。
“德意志”级装甲舰是第一种全柴推进的大型战舰，可以算是早期的柴柴联合动力CODAD。它使用8台柴油机推动2轴，其中每2台柴油机通过液力耦合器连接一个齿轮箱，每轴的2个齿轮箱又通过单独的离合设备连接主轴。液力耦合器能够避免柴油机的振动和扭矩波动传递至齿轮和主轴上，同时也能实现离合器的作用。
采用这种多离合器设计可以根据所需推进功率自由调整连接主轴的柴油机数量，实现工况匹配。
H级战列舰采用了更为庞大复杂的柴油动力系统，3根主轴每根通过2个巨型液力耦合器分别连接齿轮箱，每个齿轮箱又通过2个爪式离合器并联柴油主机。这套复杂离合结构能实现柴油动力系统的多种运作模式搭配，实现较好的工况匹配。
O级战列舰的柴蒸联合动力只给蒸汽轮机动力的中间轴设置了离合器，中低速巡航时由柴油机驱动的外轴推进，中间轴空转减阻。2根柴油机驱动的外轴各连接一个齿轮箱，每个齿轮箱分别通过4个液力耦合器连接柴油主机。
上述设备标注主要基于文献描述、原始设计图标注和推测判读，考虑到设计修改等因素影响，部分设计图和实际情况可能存在出入，标注设备也可能有错误的地方。
