一种船用双燃气轮机功率分支传动机构及运行模式切换方法与流程

本发明涉及一种船用燃气轮机动力传动结构及运行切换控制方法，具体涉及一种船用双燃气轮机功率分支传动机构及运行模式切换方法，属于船用动力推进传动领域。

背景技术：

1、大型船用动力系统中要求齿轮传动结构能够同时传递两台大功率燃气轮机的功率的同时，还具备将功率传递到另一舷或从另一舷传递到当前传动结构的能力。由于传动结构运行工况众多，无法在多变工况下实现平稳顺利切换，且存在齿轮箱整体尺寸过大，重量过大，从而导致船尺寸更大及船航速低等问题。

2、cn115031979a涉及一种小型燃-燃联合动力系统半物理仿真试验台，通过设置有变频电机、伺服控制系统、三轴齿轮箱、五轴齿轮箱和电涡轮测功器，建立试验台的运行原理与实际船舶多机系统的运行原理一致，能够满足模拟船舶各种运行状态的需求。但是采用变频电机模拟燃气轮机，采用电涡流测功器模拟船用螺旋桨，属于半物理仿真试验台，无法采用一种结构实现两种燃气轮机并车，无法满足实际需要。

3、cn113551915a涉及一种柴燃联合多机并车装置半物理仿真试验台及试验方法，通过设置有高速电动机、中速电动机、水力测功器和电涡轮测功器，功率覆盖区间广，能够满足船舶全工况的动力要求，主要是用于半物理仿真试验研究使用，而且不同的工况采用不同部件作为原动力，如：在低工况时，用柴油机作为原动机进行动力输出可以取得较高的效率；在中工况时，用燃气轮机作为原动机；在高工况时，可以选用柴燃进行动力输出。在满工况时，用双柴双燃联合动力进行动力输出。该文献不同工况时需要借助不同的原动力实现模式切换，切换繁琐，也无法采用一种结构实现两种燃气轮机并车。

技术实现思路

1、本发明为克服现有技术，提供一种船用双燃气轮机功率分支传动机构及运行模式切换方法。

2、一种船用双燃气轮机功率分支传动机构包含轴组件、前齿轮组件、中齿轮组件和后齿轮组件；轴组件包含第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、第六轴、第七轴和第八轴；

3、前齿轮组件包含前小齿轮、横接齿轮和两个前大齿轮；第五轴和第七轴上分别安装有一个前大齿轮，安装于第一轴上的前小齿轮分别与两个前大齿轮啮合，安装于第七轴上的前大齿轮与安装于第八轴上横接齿轮啮合，第八轴通过摩擦离合器与横接齿轮端相连，

4、前燃气轮机的输入端通过第一同步自动离合器与第一轴相连；

5、中齿轮组件包含两个第一中小齿轮和两个第二中小齿轮，后齿轮组件包含后小齿轮和两个后大齿轮；第五轴和第七轴上分别安装有一个第一中小齿轮，第四轴上安装有一个第二中小齿轮和一个后大齿轮，第六轴上分别安装有一个第二中小齿轮和一个后大齿轮，安装于第二轴上的后小齿轮分别与两个后大齿轮啮合，后燃气轮机的输入端通过第二同步自动离合器与第二轴相连；

6、负载输出端的第三轴上安装有输出齿轮，输出齿轮分别与两个第一中小齿轮和两个第二中小齿轮啮合。

7、进一步地，所述传动机构包含四种运行模式，分别为双燃气轮机并车单输出模式、单台燃气轮机输入单输出模式、单台燃气轮机输入双输出模式以及单台燃气轮机和横接齿轮并车输入单输出模式。

8、本发明相比现有技术的有益效果是：

9、1、本发明自船艏至船艉方向依次设置前燃气轮机、传动机构和后燃气轮机，传动机构布置在船的一侧舷；使船舶在不同的工况下选用不同的燃气轮机进行工作，还具备将动力从本发明的传动装置传递到船的另一侧舷或另一侧舷的动力传递到本发明传动机构的能力，进而船舶的功率匹配更加合理。

10、2、本发明设计三层齿轮组件，整体结构布置紧凑，使得功率分支传动机构传递功率能力增强，解决了齿轮箱整体尺寸过大，重量过大，从而导致船尺寸更大，重量更大及船航速低等问题。

11、3、本发明的功率分支传动机构具有多种运行模式，如双燃气轮机并车单输出模式、单台燃气轮机输入单输出模式、单台燃气轮机输入双输出模式以及单台燃气轮机和横接齿轮并车输入单输出模式，形成多种切换控制策略，在确保船速不变的情况下，一套功率分支传动机构可实现工况平稳顺利切换，保证船舶稳定运行，可适应多种工况需求。

12、下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：

技术特征：

1.一种船用双燃气轮机功率分支传动机构，其特征在于：包含轴组件、前齿轮组件、中齿轮组件和后齿轮组件；

2.根据权利要求1所述一种船用双燃气轮机功率分支传动机构，其特征在于：前小齿轮(2)与后小齿轮(7)的齿轮参数相同。

3.根据权利要求1所述一种船用双燃气轮机功率分支传动机构，其特征在于：前大齿轮(3)和后大齿轮(6)的齿轮参数相同。

4.根据权利要求1所述一种船用双燃气轮机功率分支传动机构，其特征在于：第一中小齿轮(4)和第二中小齿轮(8)的齿轮参数相同。

5.根据权利要求1所述一种船用双燃气轮机功率分支传动机构，其特征在于：所述传动机构包含四种运行模式，分别为双燃气轮机并车单输出模式、单台燃气轮机输入单输出模式、单台燃气轮机输入双输出模式以及单台燃气轮机和横接齿轮并车输入单输出模式。

6.一种船用双燃气轮机功率分支传动运行模式切换方法，其特征在于：所述方法基于权利要求1至4任一项所述船用双燃气轮机功率分支传动机构，双燃气轮机并车单输出与后燃气轮机输入单输出模式相互切换的方法为：

7.一种船用双燃气轮机功率分支传动运行模式切换方法，其特征在于：所述方法基于权利要求1至4任一项所述船用双燃气轮机功率分支传动机构，双燃气轮机并车单输出与后燃气轮机输入双输出模式相互切换的方法为：

8.一种船用双燃气轮机功率分支传动运行模式切换方法，其特征在于：所述方法基于权利要求1至4任一项所述船用双燃气轮机功率分支传动机构，双燃气轮机并车单输出与后燃气轮机和横接齿轮端并车输入单输出相互切换的方法为：

9.一种船用双燃气轮机功率分支传动机构运行模式切换方法，其特征在于：所述方法基于权利要求1至4任一项所述船用双燃气轮机功率分支传动机构，后燃气轮机输入单输出与后燃气轮机输入双输出相互切换的方法为：

10.一种船用双燃气轮机功率分支传动机构运行模式切换方法，其特征在于：所述方法基于权利要求1至4任一项所述船用双燃气轮机功率分支传动机构，后燃气轮机输入单输出与后燃气轮机和横接齿轮端并车输入单输出相互切换的方法为：

技术总结
一种船用双燃气轮机功率分支传动机构及运行模式切换方法，所述传动机构包含轴组件、前齿轮组件、中齿轮组件和后齿轮组件；第五轴和第七轴上分别安装有一个前大齿轮，安装于第一轴上的前小齿轮分别与两个前大齿轮啮合，安装于第七轴上的前大齿轮与安装于第八轴上横接齿轮啮合，第八轴通过摩擦离合器与横接齿轮端相连，前燃气轮机的输入端通过第一同步自动离合器与第一轴相连；安装于第二轴上的后小齿轮分别与两个后大齿轮啮合，后燃气轮机的输入端通过第二同步自动离合器与第二轴相连，输出齿轮分别与两个第一中小齿轮和两个第二中小齿轮啮合。本发明结构布置紧凑，传递功率能力强，在切换过程中船舶稳定运行，可适应多种工况需求。

技术研发人员：宿吉鹏,刘永恒,赵勇,张超,邵钢,赵天宇,艾红旭,刘强,田昊,申强
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七0三研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17