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船舶主机马力如何换算?

“马力”本身就是一个功率单位,但它有几种不同的定义,换算的关键在于区分您指的是哪种“马力”,并将其统一到国际标准的功率单位“瓦特”上。


核心概念:功率的单位

功率的单位有很多,我们需要理清它们之间的关系。

船舶主机马力如何换算?-图1
(图片来源网络,侵删)
单位名称 中文全称 符号 说明
Watt 瓦特 W 国际标准单位,功率的基本单位。
Kilowatt 千瓦 kW 最常用的工程单位,1 kW = 1000 W。
Horsepower 马力 hpPS 一个历史遗留单位,用来衡量做功能力,有多种定义。

常见的“马力”类型及其换算

“马力”主要有两种定义,在船舶领域都有应用,但含义不同。

公制马力

  • 名称:公制马力、米制马力、德国马力
  • 符号PS (源自德语 Pferdestärke) 或 cv (源自法语 cheval-vapeur)
  • 定义:1 公制马力是指将 75 千克 的物体在标准重力加速度(约 9.80665 m/s²)下,垂直提升 1 米 高度,在 1 秒 内所做的功。
  • 换算关系

    1 PS = 75 kgf·m/s = 735.49875 W ≈ 0.7355 kW

应用场景: 在欧洲、中国和世界大部分地区,船舶主机的额定功率通常使用 PS 来标示,这是最常见于船舶技术规格书上的单位。

英制马力

  • 名称:英制马力、机械马力
  • 符号hp (源自英文 horsepower)
  • 定义:由詹姆斯·瓦特提出,最初用于衡量蒸汽机的功率,定义为将 550 磅 (约 249.485 kg) 的物体在 1 秒内垂直提升 1 英尺 (约 0.3048 米) 高度所做的功。
  • 换算关系

    1 hp = 550 lbf·ft/s = 745.69987158 W ≈ 0.7457 kW

    船舶主机马力如何换算?-图2
    (图片来源网络,侵删)

应用场景: 主要在英美等少数国家使用,在一些美国品牌的船舶发动机或旧式文献中可能会看到。


船舶主机马力换算表

为了方便您快速换算,这里提供一个核心换算表。

乘以
PS (公制马力) kW 7355
PS (公制马力) hp (英制马力) 9863
hp (英制马力) kW 7457
hp (英制马力) PS (公制马力) 0139
kW PS (公制马力) 3596
kW hp (英制马力) 3410

实际应用与示例

假设您有一艘船的主机技术参数,需要将其转换为其他单位。

示例 1:从 PS 换算到 kW (最常见的换算)

船舶主机马力如何换算?-图3
(图片来源网络,侵删)
  • 问题:一艘集装箱船的主机额定功率为 70,000 PS,请问它的功率是多少千瓦?
  • 计算

    70,000 PS × 0.7355 = 51,485 kW

示例 2:从 kW 换算到 PS

  • 问题:某新型LNG运输船的主机功率为 55,000 kW,相当于多少公制马力?
  • 计算

    55,000 kW × 1.3596 ≈ 74,778 PS

示例 3:从 hp 换算到 kW

  • 问题:一艘美国游艇的主机功率为 1,000 hp,请问是多少千瓦?
  • 计算

    1,000 hp × 0.7457 = 7 kW


重要补充:轴马力”和“持续功率”

在船舶领域,仅仅知道功率单位的换算还不够,还需要理解功率的“性质”。

  1. MCR (Maximum Continuous Rating - 最大持续功率)

    • 这是指主机在理想条件下能够持续运行的最大功率,这是主机设计和制造时标称的“额定功率”,也就是我们通常在资料上看到的那个“主机马力”,它代表了主机的潜力。
  2. CSR (Continuous Service Rating - 持续服务功率)

    船舶在实际运营中,为了节省燃油、减少磨损并留有安全余量,通常不会让主机一直运行在MCR状态,CSR通常是MCR的一个百分比(例如85%或90%),这是船舶在正常航行中实际使用的功率。

  3. SHP (Shaft Horsepower - 轴马力)

    • 这是一个非常重要的概念,MCR是主机飞轮端输出的功率,但功率从主机传递到螺旋桨(推进器)的过程中,会通过传动轴、轴承、减速齿轮箱等部件,这些部件会产生摩擦和能量损失。
    • 轴马力 是指传递到螺旋桨轴上的实际功率。
    • 关系SHP = MCR × 传动系统效率
    • 传动系统效率通常在95%到98%之间,所以SHP总是略小于MCR,SHP才是真正用于推动船舶前进的有效功率。

在进行船舶主机马力换算时,请遵循以下步骤:

  1. 确认原始单位:首先看清楚您手上的数据是 PS (公制马力,最常见) 还是 hp (英制马力)。
  2. 选择正确的换算系数:根据目标单位(kW 或另一种马力),使用上文的换算表进行计算。
  3. 理解功率的性质:清楚您换算的是 MCR(额定潜力)、CSR(常用功率)还是 SHP(实际有效功率),这对于船舶性能分析至关重要。

对于绝大多数现代船舶,您遇到的“主机马力”几乎都是指 MCR (Maximum Continuous Rating),单位为 PS (公制马力)

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