船舶四机双桨混合动力推进系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种船舶推进系统，特别是指一种混合动力推进系统。
【背景技术】
[0002]随着船舶工业的不断发展，国际海事组织(MO)针对船舶排放和噪声制定了越来越严格的要求。目前公务船舶、舰艇和海洋平台辅助船舶等船舶使用工况多且复杂，如:公务船在维权执法时需要低速航行，对外驱赶和追逐时需要高速航行，巡航时间需要经济航行。海洋平台辅助船舶在执行任务时需要高速航行，在拖带或海洋平台工程支持作业时需要低速航行，平时在海洋平台周边正常巡视工作时需要经济航行。目前传统的推进系统很难满足多工况运营和降低油耗和排放的问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种可实现多工况运营、油耗和排放低的船舶四机双桨混合动力推进系统。
[0004]为实现上述目的，本实用新型所设计的船舶四机双桨混合动力推进系统，包括成对设置的大柴油机、减速齿轮箱、传动轴系、螺旋桨和小柴油机，以及单一设置的变频器、配电板、PTI电动机和PTO轴带发电机(轴带发电机包括PTO、PTI两种模式，PTO模式下作为发电机发电输出功率；ΡΤΙ模式下轴带发电机当电机用，需输入功率，为便于说明，本实用新型中将工作于PTO模式下的轴带发电机称为PTO轴带发电机，将工作于PTI模式下的轴带发电机称为PTI电动机，实际PT1、PTO模式是可以互相切换的)。该推进系统在船舶机舱中的布置形式是左舷、右舷对称布置，船舶左舷或右舷中各设置有I台大柴油机、I台小柴油机和I台减速齿轮箱；且大柴油机、小柴油机的输出端分别连接至同侧的减速齿轮箱的输入端；船舶左舷或右舷的螺旋桨通过各自的传动轴系与同侧的减速齿轮箱的输出端相连接；Ρ??轴带发电机连接在一台减速齿轮箱的输出端，PTI电动机连接在另一台减速齿轮箱的输入端。PTO轴带发电机与变频器电连接，变频器与配电板电连接，配电板则与PTI电动机或系统外的辅助电力设备电连接。所述减速齿轮箱具有三进二出功能，即大柴油机、小柴油机、PTI电动机向系统内输入能量(三进)，螺旋桨、PTO轴带发电机向系统外输出能量(二出)。该四机双桨混合动力推进系统可提供多种工作模式，分为单机模式、双机并车模式和PTI模式，具体包括:⑴单机模式，当船舶低速航行时，大柴油机或小柴油机根据功率需要单机驱动螺旋桨，必要时同时驱动PTO轴带发电机发电以供给辅助电力设备使用；(2)双机并车模式，当船舶高速航行时，大柴油机和小柴油机并车联合驱动螺旋桨，必要时同时驱动PTO轴带发电机发电以供给辅助电力设备使用；(3)PTI模式，在船舶右舷(或左舷)大柴油机和小柴油机出现故障等情况下需依靠PTI电动机驱动螺旋桨从而推进船舶运行时，船舶左舷(或右舷)大柴油机(或小柴油机)驱动PTO轴带发电机发电经变频器、配电板调配至船舶右舷(或左舷)的PTI电动机并进一步带动该侧的螺旋桨。
[0005]所述减速齿轮箱的一种可选布置为:所述减速齿轮箱内设置有第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮、第一离合器、第二离合器、第三离合器；第一齿轮与第二齿轮啮合，第三齿轮与第四齿轮啮合，第四齿轮与第五齿轮啮合，第六齿轮与第七齿轮啮合，第二齿轮、第三齿轮之间连接有第三离合器，第五齿轮、第六齿轮共轴；大柴油机通过第一离合器与第五齿轮相连，小柴油机通过第二离合器与第四齿轮相连，PTO轴带发电机和PTI电动机分别连接在一台减速齿轮箱中的第一齿轮的轴上，螺旋桨通过传动轴系与齿轮箱中的第七齿轮相连。
[0006]本实用新型的有益效果是:(I)系统运营模式种类较多，可以很好的满足公务船舶、舰艇船舶和海洋平台辅助船舶等船舶的需求；(2)在PTI模式运营时不需要依靠额外的柴油机发电组发电驱动PTI电动机运行；(3)该系统针对不同需求切换到合适的运营模式，可以将推进系统的效率最大化从而最大限度地降低燃油消耗和尾气排放；(4)PTO轴带发电机可以吸收柴油机除推进以外的剩余功率来发电，供辅助电力设备使用，可以适当降低柴油机发电组的功率配置。
【附图说明】
[0007]图1是改进船舶四机双桨混合动力推进系统示意图
[0008]其中:大柴油机1、减速齿轮箱2、传动轴系3、螺旋桨4、小柴油机5、配电板6、PTI电动机7、PT0轴带发电机8、第一齿轮9、第二齿轮10、第三齿轮11、第四齿轮12、第五齿轮13、第六齿轮14、第七齿轮15、第一离合器16、第二离合器17、第三离合器18、辅助电力设备
19、变频器20
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0010]如图1所示，本实用新型改进的船舶四机双桨混合动力推进系统，包括成对设置的大柴油机1、减速齿轮箱2、传动轴系3、螺旋桨4和小柴油机5，以及单一设置的变频器
20、配电板6、ΡΤΙ电动机7和PTO轴带发电机8，该推进系统在船舶机舱中的布置形式是左舷、右舷对称布置，船舶左舷或右舷中各设置有I台大柴油机1、1台小柴油机5和I台减速齿轮箱2 ;减速齿轮箱2中设置有第一齿轮9、第二齿轮10、第三齿轮11、第四齿轮12、第五齿轮13、第六齿轮14、第七齿轮15、第一离合器16、第二离合器17、第三离合器18 ;第一齿轮9与第二齿轮10啮合，第三齿轮11与第四齿轮12啮合，第四齿轮12与第五齿轮13啮合，第六齿轮14与第七齿轮15啮合，第二齿轮10、第三齿轮11之间连接有第三离合器18，第五齿轮13、第六齿轮14共轴；大柴油机I通过第一离合器16与第五齿轮13相连，小柴油机5通过第二离合器17与第四齿轮12相连，PTO轴带发电机8和PTI电动机7分别连接在一台减速齿轮箱2中的第一齿轮9的轴上，螺旋桨4通过传动轴系3与齿轮箱中的第七齿轮15相连；ΡΤ0轴带发电机8、变频器20、配电板6依次电连接，配电板6与PTI电动机7或辅助电力设备19电连接。
【主权项】
1.一种船舶四机双桨混合动力推进系统，包括成对设置的大柴油机(I)、减速齿轮箱(2)、传动轴系(3)、螺旋桨(4)和小柴油机(5)，以及单一设置的变频器(20)、配电板(6)、PTI电动机(7)和PTO轴带发电机(8)，其特征在于:该推进系统在船舶机舱中的布置形式是左舷、右舷对称布置，船舶左舷或右舷中各设置有I台大柴油机⑴、I台小柴油机(5)和I台减速齿轮箱(2);且大柴油机(I)、小柴油机(5)的输出端分别连接至同侧的减速齿轮箱(2)的输入端；船舶左舷或右舷的螺旋桨(4)通过各自的传动轴系(3)与同侧的减速齿轮箱⑵的输出端相连接；ΡΤ0轴带发电机⑶连接在一台减速齿轮箱⑵的输出端，PTI电动机(7)连接在另一台减速齿轮箱(2)的输入端；ΡΤ0轴带发电机(8)与变频器(20)电连接，变频器(20)与配电板(6)电连接，配电板(6)则与PTI电动机(7)或系统外的辅助电力设备(19)电连接。
2.根据权利要求1所述船舶四机双桨混合动力推进系统，其特征在于:所述减速齿轮箱(2)中设置有第一齿轮(9)、第二齿轮(10)、第三齿轮(11)、第四齿轮(12)、第五齿轮(13)、第六齿轮(14)、第七齿轮(15)、第一离合器(16)、第二离合器(17)、第三离合器(18)；所述第一齿轮(9)与第二齿轮(10)啮合，所述第三齿轮(11)与第四齿轮(12)啮合，所述第四齿轮(12)与第五齿轮(13)啮合，所述第六齿轮(14)与第七齿轮(15)啮合，所述第二齿轮(10)、第三齿轮(11)之间连接有第三离合器(18)，所述第五齿轮(13)、第六齿轮(14)共轴；所述大柴油机⑴通过第一离合器(16)与第五齿轮(13)相连，所述小柴油机(5)通过第二离合器(17)与第四齿轮(12)相连，所述PTO轴带发电机⑶和PTI电动机(7)分别连接在一台减速齿轮箱(2)中的第一齿轮(9)的轴上，所述螺旋桨(4)通过传动轴系(3)与齿轮箱中的第七齿轮(15)相连。
【专利摘要】本实用新型公开了一种船舶四机双桨混合动力推进系统，包括成对设置的大柴油机、减速齿轮箱、传动轴系、螺旋桨和小柴油机，以及单一设置的变频器、配电板、PTI电动机和PTO轴带发电机。该推进系统在船舶机舱中的布置形式是采用左舷、右舷对称布置，船舶左舷或右舷中各设置有1台大柴油机、1台小柴油机和1台减速齿轮箱；大柴油机、小柴油机、PTO轴带发电机、PTI电动机分别连接在减速齿轮箱上。PTO轴带发电机、变频器、配电板依次电连接，配电板与PTI电动机或系统外的辅助电力设备电连接。该四机双桨混合动力推进系统可提供多种工作模式，可以很好的满足公务船舶、舰艇船舶和海洋平台辅助船舶等船舶的需求。
【IPC分类】B63H21-20, B63H23-12
【公开号】CN204433013
【申请号】CN201420796698
【发明人】周瑞平, 肖能齐, 林晞晨, 雷俊松, 李健, 王正兴
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年12月15日