船舶四機(jī)雙槳混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種船舶推進(jìn)系統(tǒng)，特別是指一種混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著船舶工業(yè)的不斷發(fā)展，國(guó)際海事組織(MO)針對(duì)船舶排放和噪聲制定了越來(lái)越嚴(yán)格的要求。目前公務(wù)船舶、艦艇和海洋平臺(tái)輔助船舶等船舶使用工況多且復(fù)雜，如:公務(wù)船在維權(quán)執(zhí)法時(shí)需要低速航行，對(duì)外驅(qū)趕和追逐時(shí)需要高速航行，巡航時(shí)間需要經(jīng)濟(jì)航行。海洋平臺(tái)輔助船舶在執(zhí)行任務(wù)時(shí)需要高速航行，在拖帶或海洋平臺(tái)工程支持作業(yè)時(shí)需要低速航行，平時(shí)在海洋平臺(tái)周邊正常巡視工作時(shí)需要經(jīng)濟(jì)航行。目前傳統(tǒng)的推進(jìn)系統(tǒng)很難滿足多工況運(yùn)營(yíng)和降低油耗和排放的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種可實(shí)現(xiàn)多工況運(yùn)營(yíng)、油耗和排放低的船舶四機(jī)雙槳混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的船舶四機(jī)雙槳混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，包括成對(duì)設(shè)置的大柴油機(jī)、減速齒輪箱、傳動(dòng)軸系、螺旋槳和小柴油機(jī)，以及單一設(shè)置的變頻器、配電板、PTI電動(dòng)機(jī)和PTO軸帶發(fā)電機(jī)(軸帶發(fā)電機(jī)包括PTO、PTI兩種模式，PTO模式下作為發(fā)電機(jī)發(fā)電輸出功率；ΡΤΙ模式下軸帶發(fā)電機(jī)當(dāng)電機(jī)用，需輸入功率，為便于說(shuō)明，本實(shí)用新型中將工作于PTO模式下的軸帶發(fā)電機(jī)稱為PTO軸帶發(fā)電機(jī)，將工作于PTI模式下的軸帶發(fā)電機(jī)稱為PTI電動(dòng)機(jī)，實(shí)際PT1、PTO模式是可以互相切換的)。該推進(jìn)系統(tǒng)在船舶機(jī)艙中的布置形式是左舷、右舷對(duì)稱布置，船舶左舷或右舷中各設(shè)置有I臺(tái)大柴油機(jī)、I臺(tái)小柴油機(jī)和I臺(tái)減速齒輪箱；且大柴油機(jī)、小柴油機(jī)的輸出端分別連接至同側(cè)的減速齒輪箱的輸入端；船舶左舷或右舷的螺旋槳通過(guò)各自的傳動(dòng)軸系與同側(cè)的減速齒輪箱的輸出端相連接；Ρ??軸帶發(fā)電機(jī)連接在一臺(tái)減速齒輪箱的輸出端，PTI電動(dòng)機(jī)連接在另一臺(tái)減速齒輪箱的輸入端。PTO軸帶發(fā)電機(jī)與變頻器電連接，變頻器與配電板電連接，配電板則與PTI電動(dòng)機(jī)或系統(tǒng)外的輔助電力設(shè)備電連接。所述減速齒輪箱具有三進(jìn)二出功能，即大柴油機(jī)、小柴油機(jī)、PTI電動(dòng)機(jī)向系統(tǒng)內(nèi)輸入能量(三進(jìn))，螺旋槳、PTO軸帶發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)外輸出能量(二出)。該四機(jī)雙槳混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)可提供多種工作模式，分為單機(jī)模式、雙機(jī)并車模式和PTI模式，具體包括:⑴單機(jī)模式，當(dāng)船舶低速航行時(shí)，大柴油機(jī)或小柴油機(jī)根據(jù)功率需要單機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳，必要時(shí)同時(shí)驅(qū)動(dòng)PTO軸帶發(fā)電機(jī)發(fā)電以供給輔助電力設(shè)備使用；(2)雙機(jī)并車模式，當(dāng)船舶高速航行時(shí)，大柴油機(jī)和小柴油機(jī)并車聯(lián)合驅(qū)動(dòng)螺旋槳，必要時(shí)同時(shí)驅(qū)動(dòng)PTO軸帶發(fā)電機(jī)發(fā)電以供給輔助電力設(shè)備使用；(3)PTI模式，在船舶右舷(或左舷)大柴油機(jī)和小柴油機(jī)出現(xiàn)故障等情況下需依靠PTI電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳從而推進(jìn)船舶運(yùn)行時(shí)，船舶左舷(或右舷)大柴油機(jī)(或小柴油機(jī))驅(qū)動(dòng)PTO軸帶發(fā)電機(jī)發(fā)電經(jīng)變頻器、配電板調(diào)配至船舶右舷(或左舷)的PTI電動(dòng)機(jī)并進(jìn)一步帶動(dòng)該側(cè)的螺旋槳。
[0005]所述減速齒輪箱的一種可選布置為:所述減速齒輪箱內(nèi)設(shè)置有第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪、第五齒輪、第六齒輪、第七齒輪、第一離合器、第二離合器、第三離合器；第一齒輪與第二齒輪嚙合，第三齒輪與第四齒輪嚙合，第四齒輪與第五齒輪嚙合，第六齒輪與第七齒輪嚙合，第二齒輪、第三齒輪之間連接有第三離合器，第五齒輪、第六齒輪共軸；大柴油機(jī)通過(guò)第一離合器與第五齒輪相連，小柴油機(jī)通過(guò)第二離合器與第四齒輪相連，PTO軸帶發(fā)電機(jī)和PTI電動(dòng)機(jī)分別連接在一臺(tái)減速齒輪箱中的第一齒輪的軸上，螺旋槳通過(guò)傳動(dòng)軸系與齒輪箱中的第七齒輪相連。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果是:(I)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)模式種類較多，可以很好的滿足公務(wù)船舶、艦艇船舶和海洋平臺(tái)輔助船舶等船舶的需求；(2)在PTI模式運(yùn)營(yíng)時(shí)不需要依靠額外的柴油機(jī)發(fā)電組發(fā)電驅(qū)動(dòng)PTI電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；(3)該系統(tǒng)針對(duì)不同需求切換到合適的運(yùn)營(yíng)模式，可以將推進(jìn)系統(tǒng)的效率最大化從而最大限度地降低燃油消耗和尾氣排放；(4)PTO軸帶發(fā)電機(jī)可以吸收柴油機(jī)除推進(jìn)以外的剩余功率來(lái)發(fā)電，供輔助電力設(shè)備使用，可以適當(dāng)降低柴油機(jī)發(fā)電組的功率配置。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是改進(jìn)船舶四機(jī)雙槳混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)示意圖
[0008]其中:大柴油機(jī)1、減速齒輪箱2、傳動(dòng)軸系3、螺旋槳4、小柴油機(jī)5、配電板6、PTI電動(dòng)機(jī)7、PT0軸帶發(fā)電機(jī)8、第一齒輪9、第二齒輪10、第三齒輪11、第四齒輪12、第五齒輪13、第六齒輪14、第七齒輪15、第一離合器16、第二離合器17、第三離合器18、輔助電力設(shè)備
19、變頻器20
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0010]如圖1所示，本實(shí)用新型改進(jìn)的船舶四機(jī)雙槳混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，包括成對(duì)設(shè)置的大柴油機(jī)1、減速齒輪箱2、傳動(dòng)軸系3、螺旋槳4和小柴油機(jī)5，以及單一設(shè)置的變頻器
20、配電板6、ΡΤΙ電動(dòng)機(jī)7和PTO軸帶發(fā)電機(jī)8，該推進(jìn)系統(tǒng)在船舶機(jī)艙中的布置形式是左舷、右舷對(duì)稱布置，船舶左舷或右舷中各設(shè)置有I臺(tái)大柴油機(jī)1、1臺(tái)小柴油機(jī)5和I臺(tái)減速齒輪箱2 ;減速齒輪箱2中設(shè)置有第一齒輪9、第二齒輪10、第三齒輪11、第四齒輪12、第五齒輪13、第六齒輪14、第七齒輪15、第一離合器16、第二離合器17、第三離合器18 ;第一齒輪9與第二齒輪10嚙合，第三齒輪11與第四齒輪12嚙合，第四齒輪12與第五齒輪13嚙合，第六齒輪14與第七齒輪15嚙合，第二齒輪10、第三齒輪11之間連接有第三離合器18，第五齒輪13、第六齒輪14共軸；大柴油機(jī)I通過(guò)第一離合器16與第五齒輪13相連，小柴油機(jī)5通過(guò)第二離合器17與第四齒輪12相連，PTO軸帶發(fā)電機(jī)8和PTI電動(dòng)機(jī)7分別連接在一臺(tái)減速齒輪箱2中的第一齒輪9的軸上，螺旋槳4通過(guò)傳動(dòng)軸系3與齒輪箱中的第七齒輪15相連；ΡΤ0軸帶發(fā)電機(jī)8、變頻器20、配電板6依次電連接，配電板6與PTI電動(dòng)機(jī)7或輔助電力設(shè)備19電連接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種船舶四機(jī)雙槳混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，包括成對(duì)設(shè)置的大柴油機(jī)(I)、減速齒輪箱(2)、傳動(dòng)軸系(3)、螺旋槳(4)和小柴油機(jī)(5)，以及單一設(shè)置的變頻器(20)、配電板(6)、PTI電動(dòng)機(jī)(7)和PTO軸帶發(fā)電機(jī)(8)，其特征在于:該推進(jìn)系統(tǒng)在船舶機(jī)艙中的布置形式是左舷、右舷對(duì)稱布置，船舶左舷或右舷中各設(shè)置有I臺(tái)大柴油機(jī)⑴、I臺(tái)小柴油機(jī)(5)和I臺(tái)減速齒輪箱(2);且大柴油機(jī)(I)、小柴油機(jī)(5)的輸出端分別連接至同側(cè)的減速齒輪箱(2)的輸入端；船舶左舷或右舷的螺旋槳(4)通過(guò)各自的傳動(dòng)軸系(3)與同側(cè)的減速齒輪箱⑵的輸出端相連接；ΡΤ0軸帶發(fā)電機(jī)⑶連接在一臺(tái)減速齒輪箱⑵的輸出端，PTI電動(dòng)機(jī)(7)連接在另一臺(tái)減速齒輪箱(2)的輸入端；ΡΤ0軸帶發(fā)電機(jī)(8)與變頻器(20)電連接，變頻器(20)與配電板(6)電連接，配電板(6)則與PTI電動(dòng)機(jī)(7)或系統(tǒng)外的輔助電力設(shè)備(19)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述船舶四機(jī)雙槳混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，其特征在于:所述減速齒輪箱(2)中設(shè)置有第一齒輪(9)、第二齒輪(10)、第三齒輪(11)、第四齒輪(12)、第五齒輪(13)、第六齒輪(14)、第七齒輪(15)、第一離合器(16)、第二離合器(17)、第三離合器(18)；所述第一齒輪(9)與第二齒輪(10)嚙合，所述第三齒輪(11)與第四齒輪(12)嚙合，所述第四齒輪(12)與第五齒輪(13)嚙合，所述第六齒輪(14)與第七齒輪(15)嚙合，所述第二齒輪(10)、第三齒輪(11)之間連接有第三離合器(18)，所述第五齒輪(13)、第六齒輪(14)共軸；所述大柴油機(jī)⑴通過(guò)第一離合器(16)與第五齒輪(13)相連，所述小柴油機(jī)(5)通過(guò)第二離合器(17)與第四齒輪(12)相連，所述PTO軸帶發(fā)電機(jī)⑶和PTI電動(dòng)機(jī)(7)分別連接在一臺(tái)減速齒輪箱(2)中的第一齒輪(9)的軸上，所述螺旋槳(4)通過(guò)傳動(dòng)軸系(3)與齒輪箱中的第七齒輪(15)相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種船舶四機(jī)雙槳混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，包括成對(duì)設(shè)置的大柴油機(jī)、減速齒輪箱、傳動(dòng)軸系、螺旋槳和小柴油機(jī)，以及單一設(shè)置的變頻器、配電板、PTI電動(dòng)機(jī)和PTO軸帶發(fā)電機(jī)。該推進(jìn)系統(tǒng)在船舶機(jī)艙中的布置形式是采用左舷、右舷對(duì)稱布置，船舶左舷或右舷中各設(shè)置有1臺(tái)大柴油機(jī)、1臺(tái)小柴油機(jī)和1臺(tái)減速齒輪箱；大柴油機(jī)、小柴油機(jī)、PTO軸帶發(fā)電機(jī)、PTI電動(dòng)機(jī)分別連接在減速齒輪箱上。PTO軸帶發(fā)電機(jī)、變頻器、配電板依次電連接，配電板與PTI電動(dòng)機(jī)或系統(tǒng)外的輔助電力設(shè)備電連接。該四機(jī)雙槳混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)可提供多種工作模式，可以很好的滿足公務(wù)船舶、艦艇船舶和海洋平臺(tái)輔助船舶等船舶的需求。
【IPC分類】B63H21-20, B63H23-12
【公開(kāi)號(hào)】CN204433013
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420796698
【發(fā)明人】周瑞平, 肖能齊, 林晞晨, 雷俊松, 李健, 王正興
【申請(qǐng)人】武漢理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2014年12月15日