專利名稱:船用推進系統(tǒng)的制作方法
本發(fā)明涉及船用推進系統(tǒng)，尤其是關于客輪的推進系統(tǒng)。本系統(tǒng)至少包括一根裝有變距螺旋漿的驅(qū)動軸，直接連接到作為推進發(fā)動機的低速二沖程柴油發(fā)動機上。系統(tǒng)中至少有兩臺輔助柴油發(fā)動機，各自驅(qū)動一個發(fā)電機。
客輪所需的峰值速度，尤其是巡航船的峰值速度，大大超過必須的最大巡航速度。峰值速度僅在特殊情況下需要，但是必須為峰值速度設計推進系統(tǒng)，因此該系統(tǒng)尺寸過大，裝機功率的利用效率較低。
另一方面，由于安全的理由，產(chǎn)生所需電能的發(fā)動機的功率應顯著地大于需要值，并且專門由中速或高速的輔助發(fā)動機產(chǎn)生所需的功率，剩余安裝功率例如可能為30-40%。
本發(fā)明的目的是改進船用柴油發(fā)動機形式的總裝機功率的應用。為此，根據(jù)本發(fā)明，在船的電氣系統(tǒng)和各個推進柴油發(fā)動機之間配置了一臺電動機/發(fā)電機，把取自船的電氣系統(tǒng)的功率，通過推進柴油發(fā)動機的曲軸提供給驅(qū)動軸，或者把剩余的驅(qū)動功率傳遞到船的電氣系統(tǒng)。
照這樣，推進發(fā)動機或發(fā)動機組可以設計成(設計中考慮到安全系數(shù)，并用它們的最大功率的90%)正好可供應在巡航速度下所需的功率，這通常是所需的最大值，即推進額定功率的基本負載，而較高的速度或較高的推進功率通過電動機/發(fā)電機取自儲備在船的電氣系統(tǒng)中的剩余功率，電動機/發(fā)電機最好與驅(qū)動軸以及推進柴油發(fā)動機串聯(lián)配置。
因此，直接聯(lián)到二沖程柴油發(fā)動機的推進系統(tǒng)可獲得通常所需的速度范圍，并且其特征在于燃料消耗少，維修費用低并排除了傳動損失。
如果電動機/發(fā)電機作為同步機器，這是有利的。達到同步速度以后，為了增加推進功率(例如為提高船速)，只要改變變距螺旋漿葉片的螺距就可以做到。
有利的一方面是，如果因為船速低而功率有相當剩余，則可采用改變變距螺旋漿葉片螺距的方法使旋轉(zhuǎn)速度提高到電動機/發(fā)電機的同步速度，而不增加現(xiàn)有的推進功率。推進發(fā)動機在同步速度下獲得的剩余功率，通過電動機/發(fā)電機轉(zhuǎn)換成電能且供給船的電氣系統(tǒng)，那么發(fā)電機/柴油機的輸出功率可以減少，而電能則由經(jīng)濟的二沖程柴油發(fā)動機產(chǎn)生。
因此，可以將低速電動機/發(fā)電機直接連接到推進發(fā)動機的曲軸上，如果所需的電機尺寸太大，那么在推進發(fā)動機和電動機/發(fā)電機之間可以安裝齒輪減速裝置，在這種情況下，則在齒輪減速裝置和推進發(fā)動機之間安裝撓性聯(lián)軸器。
現(xiàn)在參照實施例，詳細地解釋本發(fā)明。
圖1是新型的推進系統(tǒng)示意圖;
圖2表示圖1的變型部分;
圖3是曲線圖。所要求的推進功率P用縱座標標繪，橫座標表示船速Vs(見左圖)以及推進發(fā)動機曲軸的轉(zhuǎn)速nk(見右圖)。
圖1表示的推進系統(tǒng)包括兩根驅(qū)動軸1，各自的端部是變距螺旋漿2，軸1各自直接連接到柴油推進發(fā)動機3(例如低速二沖程發(fā)動機)。當然，可以不是兩根軸1而僅僅是一根或者兩根以上。
設置四個或更多的發(fā)電機5為船的電氣系統(tǒng)供電，電氣系統(tǒng)象征性地用導電板4表示。由獨立的輔助發(fā)動機6即中速或高速的四沖程發(fā)動機來驅(qū)動每一發(fā)電機5。裝入的這些發(fā)動機的容量是如此之大，以致可以提供許多倍電能需要量，例如乘以1.25-1.5的系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明，兩個電動機/發(fā)電機7可以連接到船的電氣系統(tǒng)4和推進柴油發(fā)動機3的曲軸9，電動機/發(fā)電機7或者通過齒輪減速裝置8與曲軸9連接(圖1所示)，或者直接與曲軸9連接(圖2所示)。在圖1中，利用撓性聯(lián)軸器10可以機械地使電動機/發(fā)電機7和曲軸分開。正如已描述的，發(fā)動機3設計得當使用其90%的最大功率時，能夠維持所需的最大巡航速度。
上述使用功率在圖3左側(cè)曲線圖中以點11表示，因而船速范圍A只受推進發(fā)動機控制，有利的方面是功率可以調(diào)節(jié)，例如改變轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)功率。
在圖3左側(cè)曲線圖中，點11和12之間的速度范圍B內(nèi)所需的功率不能僅由發(fā)動機3來提供。根據(jù)本發(fā)明，在此范圍內(nèi)，電動機/發(fā)電機7也像發(fā)動機那樣連接到曲軸9。
正如圖3右側(cè)曲線圖所示，點11推進功率時的曲軸速度為(點13)，該曲軸速度與電動機/發(fā)電機的同步速度ns重合(圖2)，或者與電動機/發(fā)電機的同步速度ns一致(見圖1)。
設計發(fā)動機3自身正常的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以便甚至進一步增加功率以后，仍能保持同步轉(zhuǎn)速恒定，并且用改變螺旋漿葉片2螺距的已知方法來增加所需功率。如此，最大船速點12所需的功率達到點14，所需功率C取自電動機/發(fā)電機7或者船的電氣系統(tǒng)4。
正如已闡明的，如果二沖程發(fā)動機3和四沖程發(fā)動機6二者的效率在低船速時存在相當大的差異，例如圖3示意圖中點15或點16，則可采用調(diào)節(jié)螺旋漿葉片方式來調(diào)整功率，而不是采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法來調(diào)整功率，并且轉(zhuǎn)速可以同時從nl增加到ns。從發(fā)動機3得到的剩余功率D，通過電動機/發(fā)電機7作為電能供給船的電氣系統(tǒng)4。
權(quán)利要求
1.一種船用推進系統(tǒng)，尤其是客輪的推進系統(tǒng)，包括至少一根裝有變距螺旋漿的驅(qū)動軸，直接連接到作為推進發(fā)動機的低速二沖程柴油發(fā)動機上；至少兩臺輔助柴油發(fā)動機，各自驅(qū)動一臺發(fā)電機；其特征在于，在船的電氣系統(tǒng)(4)和每臺推進發(fā)動機(3)之間配置一臺電動機/發(fā)電機(7)，它從船的電氣系統(tǒng)(4)中取得功率，并將功率通過推進發(fā)動機(3)的曲軸(9)供給驅(qū)動軸(1)，或者將剩余功率傳遞到船的電氣系統(tǒng)(4)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的推進系統(tǒng)，其特征在于，在推進發(fā)動機(3)和電動機/發(fā)電機(7)之間配置一個齒輪減速裝置(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的推進系統(tǒng)，其特征在于，在推進發(fā)動機(3)和電動機/發(fā)電機(7)之間設置一個聯(lián)軸器(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的系統(tǒng)，其特征在于，電動機/發(fā)電機(7)和推進發(fā)動機(3)與相聯(lián)系的驅(qū)動軸(1)是串聯(lián)配置的。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1到4中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于電動機/發(fā)電機(7)是一同步機器。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1到5中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，達到電動機/發(fā)電機(7)的同步速度(ns)以后，通過調(diào)節(jié)變距螺旋漿(2)的葉片來改變功率。
專利摘要
客輪推進發(fā)動機直接連著帶有變距螺旋槳的驅(qū)動軸，推進發(fā)動機用于為最大巡航速度提供推進功率，為提供附加功率以達到峰值速度而配備了電動機/發(fā)電機。它與發(fā)動機串聯(lián)，并由船的電氣系統(tǒng)供給儲備功率；由一些中速或高速四沖程發(fā)動機產(chǎn)生電能。它們的標定功率可使船的電氣系統(tǒng)的容量大大超過需要量。由于提供了該新型的推進系統(tǒng)，則發(fā)動機的功率比在推進發(fā)動機用來提高峰值速度時所需功率的系統(tǒng)中的得到更有效的利用。
文檔編號F02B3/06GK86104882SQ86104882
公開日1987年3月4日 申請日期1986年7月31日
發(fā)明者海因里希·施米德 申請人:勞舍兄弟有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan