一种船艇用柴电混合推进装置及方法与流程

文档序号:17648873发布日期:2019-05-11 01:18阅读:658来源:国知局
一种船艇用柴电混合推进装置及方法与流程

本发明属于船艇推进技术的技术领域,具体涉及一种船艇用柴电混合推进装置及方法。



背景技术:

对于海警、海事等巡逻船艇,在发生事故时要求能够快速到达,具有很高的航速;在警戒巡逻、进出港或特定作业工况时要求很小的振动噪音,尽可能消除船艇对周围环境的噪声污染,这种工况下较低航速仍能满足要求。

这类船艇通常配有多台大功率柴油机,驱动喷水推进装置、表面桨等,能够实现其要求的高航速;在警戒巡逻、进出港时,常采用单台推进柴油机低速运行,用于降低噪音;在测量等特定作业工况时采用滑差齿轮箱实现微速航行。现有方式存在如下问题:1.推进柴油机功率较大,其低速运行仍有较大噪音,只能减少、不能消除对周围环境的噪声污染;2.只有一台推进柴油机运行,船艇的操纵性、稳定性和可靠性都较差;3.滑差齿轮箱能耗高、不能长时间运行、噪音大。



技术实现要素:

本发明的目的在于针对上述技术需求而提供一种船艇用柴电混合推进装置及方法,增设电力推挤机构,柴电混合推进,根据情况适用不同驱动,满足噪音控制的需求。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种船艇用柴电混合推进装置,其特征在于:包括柴油推进机构和电力推进机构,所述柴油推进机构包括柴油机、齿轮箱、传动轴和推进器,所述柴油机的输出轴与齿轮箱的输入轴相连,齿轮箱的输出轴与传动轴一端相连,传动轴另一端与推进器相连,所述电力推进机构包括电源装置、配电板、电机控制器和推进电机,所述电源装置和电机控制器分别通过线缆与配电板相连,推进电机和柴油机分别通过线缆与电机控制器相连。

按上述方案,所述推进器是螺旋桨或喷水推进泵或表面桨。

按上述方案,所述推进电机为无轴电机或空心轴电机,推进电机通过胀套式联轴器直接套装在所述传动轴上或通过法兰与液压联轴器连接,液压联轴器再胀紧在传动轴上。

按上述方案,还包括遥控器,所述遥控器通过线缆与所述电机控制器相连,控制推进电机正反转。

按上述方案,所述电源装置为发电机组或蓄电池,所述发电机组设有隔音罩。

一种船艇用柴电混合推进方法,其特征在于:包括如下步骤:

s1)当需要高航速运行时,启动柴油机,向电机控制器发出锁止信号,切断配电板与推进电机的电路连接,推进电机不能得电工作,齿轮箱啮合,通过传动轴驱动推进器高速旋转,推动船艇高速前进,当柴油机停止运行,齿轮箱的离合器脱开后,电机控制箱向推进电机发出解锁信号,推进电机可以启动;

s2)当船艇需要低噪音运行时,启动推进电机,向柴油机控制系统发出锁止信号,齿轮箱无法合排,柴油机无法驱动传动轴转动,推进电机工作,通过传动轴驱动推进器低速旋转,推进电机的电源来自于带隔音罩的发电机组或电池,降低噪音,可实现船艇的低噪音航行,当推进电机停止运行,向柴油机控制系统发出解锁信号,柴油机可以启动。

本发明的有益效果是:1、提供一种船艇用柴电混合推进装置及方法,在不影响船体正常使用的情况下,实现船艇的超低噪音,避免船艇的辐射噪声对周围环境的影响;2、安全可靠。设有互锁信号,可实现电力推进装置与推进柴油机不同时使用,实现低速航行与高速航行转换时的设备安全;3、节约成本。高速工况柴油机和低噪音工况电力装置,都使用同一套推进器,设备少、重量低、节约成本;4、操作简单。互相切换和操作均可在驾控台完成,船艇转向等采用同一套装置;5、低航速时准确调节。推进电机的转速可从0到最大持续调节。

附图说明

图1为本发明第一个实施例的原理示意图。

其中:1-电源装置,2-配电板,3-柴油机,4-齿轮箱,5-电机控制器,6-传动轴,7-推进电机,8-推进器,9-遥控装置。

具体实施方式

现结合附图对本发明实施方式进行说明,本发明并不局限于下述实施例。

如图1所示,一种船艇用柴电混合推进装置,包括柴油推进机构和电力推进机构,柴油推进机构包括柴油机3、齿轮箱4、传动轴6和推进器8,柴油机的输出轴与齿轮箱的输入轴相连,齿轮箱的输出轴与传动轴一端相连,传动轴另一端与推进器相连,电力推进机构包括电源装置1、配电板2、电机控制器5和推进电机7,电源装置和电机控制器分别通过线缆与配电板相连,推进电机和柴油机分别通过线缆与电机控制器相连。

柴油推进机构和电力推进机构均可被设置在船舶驾控台上的遥控装置9进行遥控。

推进器是螺旋桨或喷水推进泵或表面桨。

推进电机为无轴电机或空心轴电机,推进电机通过胀套式联轴器直接套装在所述传动轴上或通过法兰与液压联轴器连接,液压联轴器再胀紧在传动轴上。

在船艇驾控台设置遥控器,通过线缆与电机控制器相连,控制推进电机正反转。

电源装置为带隔音罩的发电机组或蓄电池。

船艇混合推进装置具有两种工况,分别为高速工况和低噪音工况。两种工况独立运行,不同时运行。分别如下:

高速工况:推进电机停止运行,齿轮箱合排,柴油机通过齿轮箱、传动轴带动推进器高速运转,此时推进功率大,螺旋桨转速高,推力大,可驱动船艇高速运行。

低噪音工况:柴油机停止运行,齿轮箱脱排,推进电机通过传动轴带动推进器低速运转,推进电机的电源为带隔音罩的发电机组,也可为蓄电池,此时船艇的航速低,但推进电机、带隔音罩的发电机组等噪音低,可以减少或避免船艇的辐射噪声对周围环境的影响。

为了实现推进电机和柴油机不同时驱动螺旋桨运转,在电气控制器上设有互锁功能,齿轮箱啮合时,输出直流电压信号给推进电机,使之无法启动,齿轮箱脱排后,无此信号,推进电机可启动运行;推进电机运行时,输出信号给柴油机组控制系统,齿轮箱无法啮合,推进电机停止运行或故障后,该信号停止输出,齿轮箱可啮合。

保持推进柴油机→齿轮箱→轴系→推进器的推进方式不变,低噪音或微速工况下,在齿轮箱后的轴系上增加电推装置,利用带隔音罩的发电机或蓄电池供电。在使用电推装置时,齿轮箱脱排,推进柴油机停止运行,没有主动力系统噪声,电推工况下各设备的噪声较小,因此可以实现船艇低速航行时辐射噪声对周围环境的噪声污染。推进电机在扭矩不变时,转速可以无极调节,也可接近0,实现船艇的微速航行。

以上所述为本发明的较佳实施例而已,但本发明不局限于上述实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的内容下完成的等效或修改,都落入本发明保护的范围。



技术特征:

技术总结
本发明涉及一种船艇用柴电混合推进装置及方法,包括柴油推进机构和电力推进机构,柴油推进机构包括柴油机、齿轮箱、传动轴和推进器,柴油机的输出轴与齿轮箱的输入轴相连,齿轮箱的输出轴与传动轴一端相连,传动轴另一端与推进器相连,电力推进机构包括电源装置、配电板、电机控制器和推进电机,推进电机外抱于传动轴上,电源装置和电机控制器分别通过线缆与配电板相连,推进电机和柴油机分别通过线缆与电机控制器相连。本发明结构在齿轮箱后的传动轴上增加抱轴式电力推进机构,利用带隔音罩的发电机或蓄电池供电,降低噪音。

技术研发人员:李小军;李水才;张文旭;孙庆;曾晗;邓爱民;李景;王玉成
受保护的技术使用者:中国舰船研究设计中心
技术研发日:2018.12.24
技术公布日:2019.05.10
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