船用舵机技术参数与选购指南
栏目说明：本栏目旨在为船舶配套行业从业者提供权威的技术参数参考和最新法律法规解读，助力行业规范发展。本期聚焦船用舵机。
一、前言
舵机是船舶保持或改变航向、保证安全航行的关键甲板机械，其工作可靠性直接关系到船舶的操纵性能和航行安全。舵机一旦失灵，船舶即会失去控制，许多海事事故与其工作可靠性有关。随着船舶吨位和航速的不断提高，作用在舵杆上的转舵力矩也大为增加，必须借助舵机提供转舵动力。舵机选型涉及扭矩计算、结构形式选择、船级社规范符合性等多方面因素，本文从技术参数和选购技巧两个维度，为从业者提供实用参考。
舵机按动力来源和驱动方法一般分为人力舵机、蒸汽舵机、电动舵机和液压舵机等。目前船上广泛应用的是电动舵机和液压舵机。电动舵机由电机、蜗轮、蜗杆、舵扇、舵柄等组成，结构简单、操作方便、工作可靠，适用于中小型船舶。液压舵机具有体积小、重量轻、转矩大、传动平稳、噪声小且易管理等优点，是大型船舶的首选。船用舵机目前多采用电液式，即液压设备由电动设备进行遥控操作。
二、船用舵机核心技术参数
2.1 舵机类型与结构形式
船用舵机主要分为两大类型：
| 类型 | 工作原理 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 往复柱塞式舵机 | 通过高低压油的转换做功产生直线运动，并通过舵柄转换成旋转运动 | 以上舵承承重舵系，下舵承定位；舵柄压入量仅几毫米；对安装尺寸要求较大；可向一舷偏转不到40° | 74000DWT散货轮等大中型船舶-1 |
| 转叶式舵机 | 高低压油直接作用于转子，产生旋转运动 | 不需要上舵承，由舵机直接承重；舵机平台需考虑水密性；舵柄压入量需几十毫米；可达70°大舵角 | 化学品船、海洋工程船、海洋平台及军辅船等-1-8 |
根据CCS《液压舵机》指南，液压舵机转舵机构的主要结构型式包括：拨叉式转舵机构、摆缸式转舵机构、转叶式转舵机构。电动液压舵机按推舵机构主要分为拨叉式、柱塞式和转叶式三大类。
2.2 额定工作扭矩
扭矩是舵机选型的核心参数，舵机的大小由外舾装按照船级社的规范决定，选型时主要考虑扭矩（kN·m）。
以某主流转叶式舵机产品为例，额定工作扭矩范围为63kN·m～2000kN·m。电动液压柱塞拨叉式舵机适用范围为50～2000kN·m-。常用标准型号覆盖10kN·m以上的扭矩范围。
选型时需要注意：如果最大转舵角大于±35°，则±35°至最大转舵角之间的对应扭矩输出值也应予以明确。
2.3 转舵速度与时间
转舵速度是衡量舵机响应能力的关键指标，相关规范对此有严格规定：
| 指标 | 要求 |
|---|---|
| 主操舵装置转舵速度 | ≥2.3°/s（最大营运航速下）- |
| 最大舵角转换时间 | 不超过28秒（一舷35°转至另一舷30°） |
| 转叶式舵机转舵速度 | ≥65°/28秒（单机组工作）；≥65°/14秒（双机组工作） |
CCS《钢质海船入级规范》明确规定：主操舵装置应能在船舶最深航海吃水和以最大营运前进航速前进时将舵自一舷35°转至另一舷35°，以及于相同条件下在不超过28秒内将舵自一舷35°转至另一舷30°-。
2.4 最大转舵角度
不同舵机类型的最大转舵角度差异显著：
-
往复柱塞式舵机：可向一舷偏转不到40°
-
转叶式舵机：最大转舵角度可达2×35°、2×45°或2×65°
舵角限位器的安装位置与最大转角的偏差不大于2°。
2.5 系统压力
液压舵机的系统公称压力是影响扭矩输出的关键参数。安全阀或溢流阀的整定压力通常应为1.25倍系统公称压力，以便使系统具有短时的过载能力。
2.6 舵角指示精度
舵角指示器与舵叶间的转角偏差不大于1°，这是船舶检验规则的硬性要求。
2.7 液压油管理参数
| 参数 | 要求 |
|---|---|
| 液压油温 | 正常不超过60℃，超过80℃必须停泵 |
| 液压油更换周期 | 常规3～4年，维护得当可达7～8年 |
| 油质判断 | 清澈透明略带黄色为正常，发黑发臭需立即更换 |
三、最新法律法规与技术标准（2026年更新）
3.1 国家标准
| 标准号 | 名称 | 状态 | 实施日期 | 关键内容 |
|---|---|---|---|---|
| GB/T 5743-2025 | 船用操舵仪 | 现行 | 2026-02-01 | 代替GB/T 5743-2010、GB/T 10846-1989、GB/T 11876-2007、GB/T 11877-2010四份旧标准；规定船用操舵仪的技术要求、检验规则、标志和标签及包装运输和贮存，描述了相应的试验方法--；适用于舵机、全回转推进器和喷泵推进器用操舵仪-25 |
| GB/T 17844-2025 | 小艇 远程机械操舵系统 | 即将实施 | 2026-05-01 | 规定小艇远程机械软轴操舵系统和输出推杆连接点的设计、建造、安装和试验要求 |
3.2 船舶行业标准（CB/T）
| 标准号 | 名称 | 状态 | 关键内容 |
|---|---|---|---|
| CB/T 972-1994 | 海洋船舶液压舵机 | 现行 | 规定海洋船舶液压舵机的分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、运输、包装和贮存 |
| CB/T 3882-2013 | 往复柱塞式液压舵机装配技术条件 | 现行 | 规定往复柱塞式液压舵机部件及整机的装配要求，适用于海洋船舶和内河船舶 |
| CB/T 3679-1995 | 船用往复式液压舵机修理技术要求 | 现行 | 规定船用往复式液压舵机推舵、控舵、操舵机械设备的修理技术要求 |
| CB/T 3680-1995 | 船用转叶式液压舵机修理技术要求 | 现行 | 规定转叶式液压舵机推舵、控舵、操舵机械设备的修理技术要求 |
3.3 中国船级社（CCS）规范与指南
（1）入级规范
海船上使用的舵机应符合CCS《钢质海船入级与建造规范》有关章节的技术要求；内河船上使用的舵机应符合CCS《钢质内河船舶入级与建造规范》有关章节的技术要求。
CCS《钢质海船入级规范》对舵机的主要要求包括：
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主操舵装置和舵杆应具有足够强度，并能在最大营运前进航速下操纵船舶-
-
舵机在船舶最深航海吃水和最大营运前进航速下，应能在28秒内将舵自一舷35°转至另一舷30°
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单舵配置形式的液压舵机，连接舵杆的舵柄不应使用由两个半块对合而成采用螺栓栓牢的舵柄（舵扇）结构
-
动力泵出口安全阀或溢流阀整定压力应为1.25倍系统公称压力
（2）产品检验指南
CCS《液压舵机》指南（2015年发布）适用于拟配套安装于海上入级航行船舶的液压舵机。舵机经过型式认可后，每批舵机出厂前还须向CCS提出批量检验申请，由验船师进行制造检验或出厂检验（扭矩≥60kN·m的舵机应进行制造检验），检验发证后方可出厂装船使用。
（3）碳足迹绿色认证（2026年新增）
2026年4月，CCS发布了船用产品碳足迹检验专业指南——液压舵机，标志着舵机产品绿色环保认证进入新阶段。
3.4 国际公约与规范
（1）SOLAS公约
我国《钢质海船入级与建造规范》根据《国际海上人命安全公约》（SOLAS公约）的规定，对舵机提出了明确要求：
-
每一船舶均需具备一套主操舵装置及一套辅操舵装置（或主操舵装置有两套以上的动力设备），当其中之一失效时，另一套应能迅速投入工作
-
主操舵装置应提供从驾驶台及从舵机舱现场的控制
-
油轮、化学品船或10,000总吨及以上气体运输船的主舵机系统应包含三组或二组以上独立动力组
（2）IMO MSC.365(93)决
2014年5月IMO第93届海上安全委员会通过了MSC.365(93)决议，修订了SOLAS II-1/29条操舵试验要求。IACS于2015年9月通过了统一解释UI SC246(Rev.1)，对舵完全浸没、舵杆扭矩外推等试验方法作出了详细规定。
四、船用舵机选购技巧
4.1 明确船舶需求
选型前需准确掌握以下信息：
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船舶参数：船舶吨位、总长、船宽、吃水、航速、舵叶类型与尺寸
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航行环境：航线水域（内河/近海/远洋）、风浪条件
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船舶类型：货船、客船、油轮、化学品船、工程船等对舵机的要求各不相同
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舵型：平衡舵、不平衡舵、转动导管、襟翼舵等不同舵型的转矩特性曲线各异
4.2 扭矩计算与匹配——核心选型依据
扭矩是舵机选型的首要考量因素：
-
舵杆力矩计算：通过CFD技术得出舵杆力矩曲线，结合舵柄、油缸参数，确定舵机系统压力和扭矩
-
扭矩匹配：确保舵机额定扭矩大于船舶最大工况下的转舵力矩需求
-
安全余量：预留适当的安全系数，应对极端海况
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公称转舵扭矩确认：如果最大转舵角大于±35°，±35°至最大转舵角之间的对应扭矩输出值也应明确
4.3 类型选择——适配船型与空间
| 考量因素 | 往复柱塞式舵机 | 转叶式舵机 |
|---|---|---|
| 安装空间 | 要求较大 | 体积小，节省空间 |
| 承重方式 | 需上舵承和下舵承 | 舵机直接承重，无需上舵承 |
| 水密要求 | 常规 | 舵机平台需考虑水密性 |
| 最大舵角 | 不到40° | 可达70° |
| 成本 | 相对较低 | 较高 |
| 适用船型 | 散货轮等大中型船舶 | 化学品船、海洋工程船等 |
4.4 转舵速度验证——确保合规
根据CCS规范要求，验证舵机是否符合以下标准：
-
主机在MCR（最大持续稳定工况）状态下，舵角由一舷的35°转到另一舷的30°需在28秒之内完成
-
主操舵装置需满足最大营运航速下以≥2.3°/s转速实现±35°转舵
4.5 冗余配置要求——确保安全
根据SOLAS公约和CCS规范要求：
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必须具有一套主操舵装置和一套辅操舵装置；或主操舵装置有两套以上的动力设备
-
当其中之一失效时，另一套应能迅速投入工作
-
油轮、化学品船或10,000总吨及以上气体运输船的主舵机系统应包含三组或二组以上独立动力组
4.6 船级社认证——必备资质
舵机产品必须取得相关船级社的检验证书方可装船使用：
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CCS认证：中国船级社产品型式认可，扭矩≥60kN·m的舵机须进行制造检验
-
国际认证：满足DNV、ABS、LR、GL、BV、NK等船级社规范要求
-
证书核对：安装前应检查舵机船用产品证书，并核对钢印
4.7 安装与检验要点
安装检验：-
-
查明舵机安装位置和零位正确无误
-
舵角指示器与舵叶间的转角偏差不大于1°
-
舵角限位器安装位置与最大转角的偏差不大于2°
工厂试验：
-
舵机的工厂试验在满足船级社规范要求下，可按制造商标准进行测试
-
承受内压的构件（如转舵缸体）应按CCS《钢质海船入级规范》关于I级受压容器的要求进行液压试验，试验压力维持时间5分钟（蓄能器为30分钟）
4.8 供应商选择
-
优先选择具有船级社工厂认可资质、信誉良好的制造商
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产品应具备完整可追溯的标识和证书
-
关注CCS船用产品碳足迹绿色认证等新型环保认证
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确认制造商是否具备完善的售后服务和备件供应能力
五、选购自查清单
| 检查项 | 要点 |
|---|---|
| □ 船舶参数 | 吨位、航速、吃水、舵叶类型是否已明确 |
| □ 额定扭矩 | 是否≥设计计算值，是否预留安全余量 |
| □ 舵机类型 | 往复柱塞式/转叶式/拨叉式/摆缸式是否适配船型与空间 |
| □ 转舵速度 | 是否满足28秒内35°→30°的规范要求 |
| □ 最大舵角 | 是否满足船舶操纵需求 |
| □ 冗余配置 | 是否具备主/辅操舵装置或双套动力设备 |
| □ 船级社证书 | 是否持有CCS/ABS/DNV等有效认证 |
| □ 产品检验 | 是否通过型式认可和出厂检验 |
| □ 安装精度 | 舵角指示偏差≤1°，限位偏差≤2° |
| □ 液压系统 | 油温、油质、管路、安全阀是否符合要求 |
| □ 供应商资质 | 是否具有工厂认可和良好信誉 |
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