用于操作船舶推进系统的方法和船舶推进系统与流程

文档序号:15067674发布日期:2018-07-31 22:59阅读:1339来源:国知局

船舶的船舶推进系统包括船舶发动机、可选地传动装置、螺旋桨轴和螺旋桨。传动装置连接在船舶发动机与螺旋桨轴或联接到螺旋桨轴的螺旋桨之间,即以这样的方式使得传动装置将船舶发动机的发动机轴的旋转速度和转矩转变成螺旋桨轴的旋转速度和转矩。已知的是,船舶推进系统的螺旋桨可设计成可调节的螺旋桨,其中,就可调节的螺旋桨而言,其可被调节,用于调节可调节的螺旋桨的螺距角(pitchangle)。船舶推进系统的目标是产生与操作者期望的船舶速度相对应的驱动功率。

对于操作船舶推进系统,已知的是,原则上,根据操作者侧上对船舶推进系统的推进请求,基于可调节的螺旋桨的特性曲线图,在控制侧上并自动地确定用于螺旋桨轴的设定点旋转速度和用于可调节的螺旋桨的设定点螺距角。此外,根据操作者侧上的推进请求并且根据用于螺旋桨轴的设定点旋转速度,在控制侧上基于船舶发动机的特性曲线图来确定用于船舶发动机的设定点操作点,即考虑用于螺旋桨轴的设定点旋转速度,为了实现操作者侧上的推进请求,船舶发动机必须产生的设定点旋转速度和设定点转矩。

利用从实践已知的用于操作船舶推进系统的以上程序,操作者侧上的推进请求可自动地在控制侧上转变成用于可调节的螺旋桨的对应的操作参数和用于船舶发动机的操作参数。然而,存在对于进一步降低船舶推进系统的燃料消耗的需求。

由此出发,本发明基于如下目标:产生用于操作船舶推进系统的新类型的方法和船舶推进系统。该目标通过根据权利要求1的用于操作船舶推进系统的方法来解决。根据本发明,根据实际测量的旋转速度和实际测量的转矩,确定船舶发动机的实际操作点,其中,根据船舶发动机的实际操作点,在控制侧上并自动地基于可调节的螺旋桨的特性曲线图和船舶发动机的特性曲线图检查:是否在驱动功率保持相同的情况下,可改变用于螺旋桨轴的设定点旋转速度和可调节的螺旋桨的设定点螺距角,同时降低船舶发动机的燃料消耗,其中,尤其当这是可能时,调整用于螺旋桨轴的设定点旋转速度、可调节的螺旋桨的设定点螺距角和船舶发动机的设定点操作点。

通过本发明,第一次提出:基于船舶发动机的实际测量的旋转速度和实际测量的转矩,确定船舶发动机的实际形成的实际操作点。然后,根据实际操作点,在控制侧上并自动地检查:是否在推进功率保持相同的情况下,可降低船舶发动机的燃料消耗,即经由用于可调节的螺旋桨的设定点旋转速度和设定点螺距角的调整,并因此还经受调整船舶发动机的设定点操作点。通过这样的方式,船舶推进系统可以以降低的燃料消耗及因此优化的效率来操作。

优选地,通过旋转速度传感器来测量船舶发动机的实际旋转速度,和/或经由转矩传感器来测量船舶发动机的实际力矩。通过这样的方式,可通过测量容易且可靠地检测船舶发动机的实际操作点。

根据另外的有利扩展,此外,测量船舶相对于水流的速度,其中,根据船舶速度,确定用于可调节的螺旋桨的设定点螺距角的限值,以便避免可调节的螺旋桨的空蚀。对测量的船舶速度的额外考虑允许船舶推进系统的尤其有利的操作,同时避免可调节的螺旋桨的空蚀。

船舶推进系统在权利要求5中被限定。

从从属权利要求和以下的描述中得到本发明的另外的优选扩展。通过附图的方式更加详细地解释本发明的示例性实施例,而不被限制于此。其示出:

图1:船舶推进系统的图示。

本发明涉及用于操作船舶推进系统的方法,并涉及船舶推进系统。图1示出了来自船舶10的船舶推进系统11区域中的节选。船舶推进系统11包括船舶发动机12,船舶发动机12在发动机轴13处提供旋转速度和转矩,即取决于船舶发动机12的操作点。此外,船舶推进系统11包括联接到螺旋桨轴14的可调节的螺旋桨15。在可调节的螺旋桨15上,尤其可以调节所谓的螺距角。

可选地,船舶推进系统包括传动装置16。传动装置16连接在可调节的螺旋桨15与船舶发动机12之间,即在螺旋桨轴14与发动机轴13之间,其中,传动装置16将发动机轴13的旋转速度和发动机轴13的转矩转变成螺旋桨轴14的旋转速度和转矩。

此外,图1示出了作为船舶推进系统的控制装置17的一部分的操作终端18,操作者19可在操作终端18上预设操作者侧对船舶推进系统11的推进请求。根据操作者侧对船舶推进系统11的推进请求,由控制装置17基于控制装置17中存储的可调节的螺旋桨的特性曲线图在控制侧上并自动地确定用于螺旋桨轴14的设定点旋转速度和用于可调节的螺旋桨15的设定点螺距角。此外,根据操作者侧上的推进请求并且根据螺旋桨轴14的设定点旋转速度,由控制装置17基于控制装置17中存储的船舶发动机特性曲线图在控制侧上并自动地确定用于船舶发动机12的设定点操作点,即考虑由可调节的螺旋桨的特性曲线图确定的操作参数,为了实现或提供操作者侧上的推进请求,船舶发动机12在其发动机轴13处必须提供的设定点旋转速度和设定点转矩。

根据本发明,根据船舶发动机12的实际测量的旋转速度并且根据船舶发动机12的实际测量的转矩,确定船舶发动机12的实际操作点。为此,船舶发动机12,即船舶发动机12的发动机轴13,一方面分配有旋转速度传感器20,并且另一方面分配有转矩传感器21,以便通过测量来描绘由船舶发动机12在其发动机轴13处提供的转矩和在其发动机轴13处提供的旋转速度。

根据实际测量的转矩和实际测量的旋转速度,于是可确定船舶发动机12的实际操作点,即由船舶发动机12提供的实际功率。

根据本发明,此外提供的是,根据船舶发动机12的实际确定的操作点,由控制装置17基于存储在控制装置17中的可调节的螺旋桨特性曲线图以及基于同样存储在控制装置17中的船舶发动机特性曲线图在控制侧上并自动地检查:是否在船舶推进系统11的推进功率保持相同的情况下,可改变用于螺旋桨轴14的设定点旋转速度和用于可调节的螺旋桨15的设定点螺距角,同时尤其由于螺旋桨轴14的旋转速度减小以及可调节的螺旋桨15的螺距角增加,从而降低船舶发动机12的燃料消耗。由于用于螺旋桨轴14的改变的设定点旋转速度对船舶发动机12的操作点具有影响,因此利用船舶发动机的特性曲线图和可调节的螺旋桨的特性曲线图来进行该验证。

尤其,当其由以上验证得到:在船舶推进系统11的推进功率保持相同的情况下,在改变螺旋桨轴14的设定点旋转速度并改变用于可调节的螺旋桨15的设定点螺距角的同时,船舶发动机12的燃料消耗的降低是可能的时候,螺旋桨轴14的设定点旋转速度和可调节的螺旋桨15的设定点螺距角被适当地调整,即经受适当地调整船舶发动机12的操作点,以便在操作船舶发动机12的同时降低船舶发动机12的燃料消耗。然而,如果这是不可能的,则不调整螺旋桨轴14的设定点旋转速度、可调节的螺旋桨15的设定点螺距角以及船舶发动机12的操作点。

根据本发明的另外的有利扩展,此外提供的是,测量船舶的相对速度。根据船舶的速度,确定用于可调节的螺旋桨15的设定点螺距角的限值,以便避免可调节的螺旋桨15的空蚀。然后,考虑取决于船舶速度的用于设定点螺距角的限值,根据船舶发动机的实际确定的操作点,分别进行可调节的螺旋桨15与螺旋桨轴14的设定点螺距角和设定点旋转速度的调整,以便避免可调节的螺旋桨15的空蚀。

利用本发明,可优化地操作船舶推进系统,同时降低燃料消耗。通过测量,检测船舶发动机12的至少转矩和船舶发动机12的旋转速度。优选地,还通过测量来检测船舶速度,以便排除可调节的螺旋桨15上的空蚀。

本发明尤其与船舶推进系统一起使用,该船舶推进系统的船舶发动机被实施成船舶的共轨柴油内燃发动机。

附图标记列表

10船舶

11船舶推进系统

12船舶发动机

13发动机轴

14螺旋桨轴

15可调节的螺旋桨

16传动装置

17控制装置

18操作终端

19操作者

20旋转速度传感器

21转矩传感器

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