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船用推進(jìn)系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):100589閱讀:291來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):船用推進(jìn)系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明涉及船用推進(jìn)系統(tǒng),尤其是關(guān)于客輪的推進(jìn)系統(tǒng)。本系統(tǒng)至少包括一根裝有變距螺旋漿的驅(qū)動(dòng)軸,直接連接到作為推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的低速二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上。系統(tǒng)中至少有兩臺(tái)輔助柴油發(fā)動(dòng)機(jī),各自驅(qū)動(dòng)一個(gè)發(fā)電機(jī)。
客輪所需的峰值速度,尤其是巡航船的峰值速度,大大超過(guò)必須的最大巡航速度。峰值速度僅在特殊情況下需要,但是必須為峰值速度設(shè)計(jì)推進(jìn)系統(tǒng),因此該系統(tǒng)尺寸過(guò)大,裝機(jī)功率的利用效率較低。
另一方面,由于安全的理由,產(chǎn)生所需電能的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)顯著地大于需要值,并且專(zhuān)門(mén)由中速或高速的輔助發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生所需的功率,剩余安裝功率例如可能為30-40%。
本發(fā)明的目的是改進(jìn)船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)形式的總裝機(jī)功率的應(yīng)用。為此,根據(jù)本發(fā)明,在船的電氣系統(tǒng)和各個(gè)推進(jìn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之間配置了一臺(tái)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī),把取自船的電氣系統(tǒng)的功率,通過(guò)推進(jìn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸提供給驅(qū)動(dòng)軸,或者把剩余的驅(qū)動(dòng)功率傳遞到船的電氣系統(tǒng)。
照這樣,推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)組可以設(shè)計(jì)成(設(shè)計(jì)中考慮到安全系數(shù),并用它們的最大功率的90%)正好可供應(yīng)在巡航速度下所需的功率,這通常是所需的最大值,即推進(jìn)額定功率的基本負(fù)載,而較高的速度或較高的推進(jìn)功率通過(guò)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)取自?xún)?chǔ)備在船的電氣系統(tǒng)中的剩余功率,電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)最好與驅(qū)動(dòng)軸以及推進(jìn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)串聯(lián)配置。
因此,直接聯(lián)到二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)系統(tǒng)可獲得通常所需的速度范圍,并且其特征在于燃料消耗少,維修費(fèi)用低并排除了傳動(dòng)損失。
如果電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)作為同步機(jī)器,這是有利的。達(dá)到同步速度以后,為了增加推進(jìn)功率(例如為提高船速),只要改變變距螺旋漿葉片的螺距就可以做到。
有利的一方面是,如果因?yàn)榇俚投β视邢喈?dāng)剩余,則可采用改變變距螺旋漿葉片螺距的方法使旋轉(zhuǎn)速度提高到電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的同步速度,而不增加現(xiàn)有的推進(jìn)功率。推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)在同步速度下獲得的剩余功率,通過(guò)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能且供給船的電氣系統(tǒng),那么發(fā)電機(jī)/柴油機(jī)的輸出功率可以減少,而電能則由經(jīng)濟(jì)的二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生。
因此,可以將低速電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)直接連接到推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸上,如果所需的電機(jī)尺寸太大,那么在推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)之間可以安裝齒輪減速裝置,在這種情況下,則在齒輪減速裝置和推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)之間安裝撓性聯(lián)軸器。
現(xiàn)在參照實(shí)施例,詳細(xì)地解釋本發(fā)明。
圖1是新型的推進(jìn)系統(tǒng)示意圖;
圖2表示圖1的變型部分;
圖3是曲線圖。所要求的推進(jìn)功率P用縱座標(biāo)標(biāo)繪,橫座標(biāo)表示船速Vs(見(jiàn)左圖)以及推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速nk(見(jiàn)右圖)。
圖1表示的推進(jìn)系統(tǒng)包括兩根驅(qū)動(dòng)軸1,各自的端部是變距螺旋漿2,軸1各自直接連接到柴油推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)3(例如低速二沖程發(fā)動(dòng)機(jī))。當(dāng)然,可以不是兩根軸1而僅僅是一根或者兩根以上。
設(shè)置四個(gè)或更多的發(fā)電機(jī)5為船的電氣系統(tǒng)供電,電氣系統(tǒng)象征性地用導(dǎo)電板4表示。由獨(dú)立的輔助發(fā)動(dòng)機(jī)6即中速或高速的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)每一發(fā)電機(jī)5。裝入的這些發(fā)動(dòng)機(jī)的容量是如此之大,以致可以提供許多倍電能需要量,例如乘以1.25-1.5的系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明,兩個(gè)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)7可以連接到船的電氣系統(tǒng)4和推進(jìn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)3的曲軸9,電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)7或者通過(guò)齒輪減速裝置8與曲軸9連接(圖1所示),或者直接與曲軸9連接(圖2所示)。在圖1中,利用撓性聯(lián)軸器10可以機(jī)械地使電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)7和曲軸分開(kāi)。正如已描述的,發(fā)動(dòng)機(jī)3設(shè)計(jì)得當(dāng)使用其90%的最大功率時(shí),能夠維持所需的最大巡航速度。
上述使用功率在圖3左側(cè)曲線圖中以點(diǎn)11表示,因而船速范圍A只受推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制,有利的方面是功率可以調(diào)節(jié),例如改變轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)功率。
在圖3左側(cè)曲線圖中,點(diǎn)11和12之間的速度范圍B內(nèi)所需的功率不能僅由發(fā)動(dòng)機(jī)3來(lái)提供。根據(jù)本發(fā)明,在此范圍內(nèi),電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)7也像發(fā)動(dòng)機(jī)那樣連接到曲軸9。
正如圖3右側(cè)曲線圖所示,點(diǎn)11推進(jìn)功率時(shí)的曲軸速度為(點(diǎn)13),該曲軸速度與電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的同步速度ns重合(圖2),或者與電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)的同步速度ns一致(見(jiàn)圖1)。
設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)3自身正常的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng),以便甚至進(jìn)一步增加功率以后,仍能保持同步轉(zhuǎn)速恒定,并且用改變螺旋漿葉片2螺距的已知方法來(lái)增加所需功率。如此,最大船速點(diǎn)12所需的功率達(dá)到點(diǎn)14,所需功率C取自電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)7或者船的電氣系統(tǒng)4。
正如已闡明的,如果二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)3和四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)6二者的效率在低船速時(shí)存在相當(dāng)大的差異,例如圖3示意圖中點(diǎn)15或點(diǎn)16,則可采用調(diào)節(jié)螺旋漿葉片方式來(lái)調(diào)整功率,而不是采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法來(lái)調(diào)整功率,并且轉(zhuǎn)速可以同時(shí)從nl增加到ns。從發(fā)動(dòng)機(jī)3得到的剩余功率D,通過(guò)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)7作為電能供給船的電氣系統(tǒng)4。
權(quán)利要求
1.一種船用推進(jìn)系統(tǒng),尤其是客輪的推進(jìn)系統(tǒng),包括至少一根裝有變距螺旋漿的驅(qū)動(dòng)軸,直接連接到作為推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的低速二沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上;至少兩臺(tái)輔助柴油發(fā)動(dòng)機(jī),各自驅(qū)動(dòng)一臺(tái)發(fā)電機(jī);其特征在于,在船的電氣系統(tǒng)(4)和每臺(tái)推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)(3)之間配置一臺(tái)電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(7),它從船的電氣系統(tǒng)(4)中取得功率,并將功率通過(guò)推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)(3)的曲軸(9)供給驅(qū)動(dòng)軸(1),或者將剩余功率傳遞到船的電氣系統(tǒng)(4)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的推進(jìn)系統(tǒng),其特征在于,在推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)(3)和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(7)之間配置一個(gè)齒輪減速裝置(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的推進(jìn)系統(tǒng),其特征在于,在推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)(3)和電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(7)之間設(shè)置一個(gè)聯(lián)軸器(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng),其特征在于,電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(7)和推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)(3)與相聯(lián)系的驅(qū)動(dòng)軸(1)是串聯(lián)配置的。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1到4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其特征在于電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(7)是一同步機(jī)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1到5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng),其特征在于,達(dá)到電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)(7)的同步速度(ns)以后,通過(guò)調(diào)節(jié)變距螺旋漿(2)的葉片來(lái)改變功率。
專(zhuān)利摘要
客輪推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)直接連著帶有變距螺旋槳的驅(qū)動(dòng)軸,推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)用于為最大巡航速度提供推進(jìn)功率,為提供附加功率以達(dá)到峰值速度而配備了電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)。它與發(fā)動(dòng)機(jī)串聯(lián),并由船的電氣系統(tǒng)供給儲(chǔ)備功率;由一些中速或高速四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生電能。它們的標(biāo)定功率可使船的電氣系統(tǒng)的容量大大超過(guò)需要量。由于提供了該新型的推進(jìn)系統(tǒng),則發(fā)動(dòng)機(jī)的功率比在推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)用來(lái)提高峰值速度時(shí)所需功率的系統(tǒng)中的得到更有效的利用。
文檔編號(hào)F02B3/06GK86104882SQ86104882
公開(kāi)日1987年3月4日 申請(qǐng)日期1986年7月31日
發(fā)明者海因里希·施米德 申請(qǐng)人:勞舍兄弟有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan
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