CN101139008B

CN101139008B - 船舶对转桨推进装置

Info

Publication number: CN101139008B
Application number: CN2007100472125A
Authority: CN
Inventors: 肖鑫生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2027-10-19
Also published as: CN101139008A

Abstract

船舶对转桨推进装置是一种使用高效，节能对转桨的适应各种功率和类型的船舶推进装置。该装置通过机舱内发动机直接带动传动比范围广(3∶1～40∶1)一直线传递方式，另部件全部对称布置，传递效率高，传动平稳，机构紧凑，振动噪声低，能自动调整适应和过载保护能力，并能同时完成正、倒车，降速和动力分流三大功能的对转齿轮箱，并由对转齿轮箱直接与具有显著节能效果的两对转螺旋桨匹配组成的新颖、高效、节能、环保型船舶对转桨推进装置。它能充分吸收一个螺旋桨造成的尾流旋转能量损失达到节油10～15％，提高推进效率与航速10％以上，是现代船舶推进升级换代的理想方案。

Description

船舶对转桨推进装置

技术领域

本发明涉及机动船动力装置，是在申请发明专利“360°全回转对转桨推进装置”基础上对各种功率和类型船舶采用高效，节能对转桨的船舶推进装置。

本发明的对转桨技术是结合中国船舶现状的创新和发展，并已制定了对转桨理论图谱。它能回收由一个螺旋桨损失的旋转能量，经过多年来在同一条船相同功率及工况条件下安装传统推进装置和对转桨，经过几条不同类型船舶的对比试验、实船航行、大量数据证明对转桨船具有节能，提高推进效率和航速。

该装置通过机舱内发动机直接带动传动比范围广(3∶1～40∶1)一直线传递方式，另部件全部对称布置，传递效率高，传动平稳，机构紧凑，振动噪声低，能自动调整适应和过载保护能力，并能同时完成正、倒车，降速和动力分流三大功能的对转齿轮箱，并由对转齿轮箱直接与具有显著节能效果的两对转螺旋桨匹配组成的新颖、高效、节能、环保型船舶对转桨推进装置。

它能充分吸收一个螺旋桨造成的尾流旋转能量损失达到节油10～15％，提高推进效率与航速10％以上，是现代船舶推进升级换代的理想方案。

背景技术

传统推进装置是由机舱内的内燃机连接具有正倒车及变速功能的齿轮箱，通过中间轴、艉轴带动单螺旋桨，不具备节能效应，此外齿轮箱噪声、振动大，齿轮传递功率损失大，轴承负荷大，结构复杂，制造成本高，不具备自动适应能力等。

对这种结构布置的船舶要改造成使用对转桨必须在原有齿轮箱后面增加动力分流装置，必将造成结构更为复杂，制造成本更高等不利因素，更主要是传动时能量损失也被提高从而形成一系列负面作用。因此传统的技术和布置难以实现对转桨的工作方式和技术要求，是传统的传动装置(齿轮箱)阻碍了对转桨的广泛使用和发展，因此寻找一种专门适合对转桨推进装置的理想变速箱来取代使用半个多世纪的传统齿轮箱是能否全面推广和使用大量节能的对转桨的关键。本发明就是在这种历史背景下产生的。

发明内容

本发明与传统推进装置的最大区别在于使用了不增加任何额外功率消耗下同时具备正倒车、降速和动力分流三大功能的对转齿轮箱，通过发动机直接带动该齿轮箱，再通过艉轴直接与对转桨相连。其节能效果更好，机构紧凑，发动机与螺旋桨同一轴线传递功率，其另部件全部对称布置，运转平稳，轴承负荷小，噪音振动更低，并具有自动调整适应和过载保护能力，船舶航行适应性，安全性，可靠性，实用性更强。

本发明船舶对转桨推进装置包括，固定在机舱内与发动机输出轴通过联轴节相连的对转齿轮箱，固定在船艉部与对转齿轮箱输出轴通过两同心艉轴连接的两对转螺旋桨。

附图说明

下面结合附图详细描述本发明的实施例，以便更清楚的了解本发明的目的，特点和优点。

图1是传统座舱机推进装置示意图；

图2是本发明船舶对转桨推进装置一实施例的侧视结构示意图；

图3是本发明船舶对转桨推进装置对转齿轮箱1号方案侧视结构示意图；

图4是本发明船舶对转桨推进装置对转齿轮箱2号方案侧视结构示意图；

图5是本发明船舶对转桨推进装置对转齿轮箱3号方案侧视结构示意图；

图6是本发明船舶对转桨推进装置对转齿轮箱4号方案侧视结构示意图；

图7是本发明艉轴系统侧视结构示意图；

图8是图2所示结构另一俯视图。

具体实施方式

为了方便和清楚起见所有附图中相同符号表示相同的部件和结构。

参看图1，传统的座舱机推进装置包括：固定在机舱内的发动机9A，一端与发动机飞轮连接的变速齿轮箱8A，一端与变速齿轮箱出口法兰螺栓连接的中间传动轴5A(其中包括隔舱填料函7A和中间轴承6A)一与中间传动轴后端连接的艉轴管3A和艉轴4A，一安装在艉轴4A伸出人字架2A外的螺旋桨1A。

参看图2，本发明船舶对转桨推进装置包括：固定在机舱内的发动机12，一端与发动机飞轮相连接的高弹性联轴节11，一端与高弹性联轴节11相连的联轴节10，与联轴节10相连的对转齿轮箱9，对转齿轮箱两输出轴分别与外联轴节7和内联轴节8相连，外联轴节7与外轴5相连，内联轴节8与后桨轴6相连，以及分别安装在外轴5和后桨轴6末端的同轴线但旋转方向相反的第一螺旋桨1和第二螺旋桨2。

参看图3，所述对转齿轮箱1号方案的前腔室在船舶前进时表现为刚性连接，传递效率接近100％，仅在倒车时，反转机构工作，传递效率90％左右。速比范围3∶1～5∶1，一般对转桨为3叶和4叶组合，适合于中小货船，客船，近海小型客货船。由下述方式组成：

1、前腔：输入轴17I与联轴节10相连，安装油泵传动齿轮13_I ^A和13_I ^B，由13_I ^B带动油泵14I，输入轴17I另一端安装锥齿轮18I，通过行星架22I与前腔输出轴23I相连，前腔输出轴23I一端安装锥齿轮19I，行星锥齿轮20I、21I分别与锥齿轮18I、19I同时啮合。正、倒车由正车离合器24I和倒车离合器25I控制，正车时正车离合器24I合上，倒车离合器25I松开，转动部件包括行星齿轮20I、21I、行星架22I随输入轴17I、锥齿轮18I、19I一起以刚性传到后腔，前腔输出轴23I旋转方向与输入轴17I方向相同；倒车时倒车离合器25I合上，正车离合器24I松开，此时行星架22I制动，输入轴17I通过锥齿轮18I传给行星轮20I、21I再传给锥齿轮19I，前腔输出轴23I旋转方向与输入轴17I方向相反(所有锥齿轮可用螺旋伞齿轮，行星架可用十字轴替代)离合器的液压油由油泵14I进入冷却器16I，液压控制器15I的管路进入。

2、后腔：前腔输出轴23I另一端安装太阳轮26I，与太阳轮26I啮合的行星轮27I和28I，安装在行星轴29I和30I的行星架31I，行星轴29I和30I另一端安装另一行星轮32I和33I，与另一行星轮32I和33I啮合的另一太阳轮34I，与太阳轮34I螺接的后腔输出外轴35I和与行星架31I固连的后腔输出内轴36I。

参看图4所述对转齿轮箱2号方案的前腔同1号方案。速比范围5∶1～8∶1，与之配合的对转桨为3叶和4叶组合，适合于小型客货船、游船，缉私船等。由下述方式组成：

1、前腔：与图3前腔相同

2、后腔：前腔输出轴23II另一端安装太阳轮26II，与太阳轮26II啮合的行星轮27II和28II，安装在行星轴29II和30II上的行星架31II，与行星轮27II和28II啮合的内齿圈34II，行星架31II与后腔输出外轴35II固连，内齿圈34II与后腔输出内轴36II固连。

参看图5所述对转齿轮箱3号方案前腔有降速和倒车两大功能，与之配合的对转桨为4叶与5叶组成或3叶与4叶组合，速比8∶1～15∶1适合于大型客货轮。由下述方式组成：

1、前腔：输入轴17III与联轴节10相连，安装油泵传动齿轮13_III ^A与13_III ^B啮合，由13_III ^B带动油泵14III，输入轴17III另一端安装太阳轮18III，行星轮20III和21III与太阳轮18III啮合，两行星轮20III和21III的轴上安装行星架22III，内齿圈23III与行星轮20III和21III啮合，同时与离合器24III和25III的外壳为一刚性连接作前腔输出轴23_III°。

A、当离合器24III闭合，行星架22III制动为正车，前腔输出轴23_III°旋转方向与输入轴17III方向相反。

B、当离合器25III闭合，内齿圈23III制动为倒车，前腔输出轴23_III°旋转方向与输入轴17III方向相同。

离合器液压油由油泵14III进入冷却器16III液压控制器15III管路进入。

2、后腔：与图3后腔相同。

参看图6，所述对转齿轮箱4号方案与之配合的对转桨可采用4叶与5叶组合或3叶与4叶组合，速比范围15∶1～40∶1，适合于高速客舱，游船，快艇，大型客货轮等。由下述组成：

1、前腔：与图5前腔相同

2、后腔：与图4后腔相同

参看图7所述对转齿轮箱9两输出轴35、36后面组成的艉轴系统由下述方式组成：对转齿轮箱后腔两输出轴35、36是相反方向旋转，输出外轴35与外联轴节7相连，一安装在外联轴节7另一端连接的外轴5，一安装在外轴5另一端的第一螺旋桨1，后腔输出内轴36一端安装内联轴节8，一安装在内联轴节8另一端内孔的后桨轴6，一安装在后桨轴6另一端的第二螺旋桨2。两螺旋桨在同一轴线且旋转方向相反。

外轴5外表面安装轴承37和37I，轴承37和37I固定在艉管38和38I之间，而艉管38焊在船体上，艉管38I焊在人字架上，两艉管38和38I之间通过艉轴管4用螺钉连接。用螺钉分别固定轴承37和37I，艉管38和38I的前后油封座39和39I，艉部人字架了另一端装舵40。艉部润滑油可用普通润滑油，也可用环保润滑油，用环保润滑油更好，经0.2MPa液压试验不准漏油。

参看图8，本发明所述船舶对转桨推进装置从发动机12经高弹性联轴节11，联轴节10，对转齿轮箱9，外联轴节7，内联轴节8，后桨轴6、外轴5、第一螺旋桨1、第二螺旋桨2均在船体中心线上。在船艉部船体中心线两侧可分别安装一台所述船舶对转桨推进装置。

Claims

1.一种船舶对转桨推进装置，包括：

固定在机舱内的发动机；

一端与发动机飞轮相连接的高弹性联轴节；

一端与高弹性联轴节相连的联轴节；

固定在机舱艉部出口处的对转齿轮箱，所述对转齿轮箱与所述联轴节相连，并且所述对转齿轮箱两输出轴分别与外联轴节和内联轴节相连，所述外联轴节与外轴相连，所述内联轴节与后桨轴相连；以及

分别安装在所述外轴和所述后桨轴末端的同轴线上但旋转方向相反的第一螺旋桨和第二螺旋桨，即对转桨。

2.如权利要求1所述船舶对转桨推进装置，其特征在于，所述对转齿轮箱设置如下：

所述对转齿转箱的前腔包括一一端与联轴节相连，其上安装油泵传动齿轮另一端安装锥齿轮的输入轴，一一端安装另一锥齿轮的前腔输出轴，以及分别与上述两锥齿轮同时啮合的行星齿轮和可旋转的安装在两锥齿轮和两行星齿轮之间的行星架或十字轴，一正车离合器和一倒车离合器，后腔包括一安装在前腔输出轴另一端的太阳轮，与太阳轮啮合的两行星轮，一安装在行星轮轴上的行星架和行星轴另一端的另两个行星轮，一与另两个行星轮啮合的另一太阳轮以及与另一太阳轮螺接的后腔输出外轴，与行星架固连的后腔输出内轴，所有锥齿轮均为螺旋伞齿轮，液压离合器除油泵外尚有冷却器及液压控制器。

3.如权利要求1所述船舶对转桨推进装置，其特征在于，所述对转齿轮箱设置如下：

所述对转齿转箱的前腔包括一一端与联轴节相连，其上安装油泵传动齿轮，与之啮合的另一传动齿轮带动油泵，另一端安装锥齿轮的输入轴，一一端安装另一锥齿轮的前腔输出轴，以及分别与上述两锥齿轮同时啮合的行星齿轮和可旋转的安装在两锥齿轮和两行星齿轮之间的行星架或十字轴，一正车离合器和一倒车离合器；

后腔包括一安装在前腔输出轴另一端的太阳轮，与太阳轮啮合的两行星轮，安装在两行星轮轴上的行星架，一与两行星轮啮合的内齿圈，与行星架固连的后腔输出外轴，与内齿圈固连的后腔输出内轴。

4.如权利要求1所述船舶对转桨推进装置，其特征在于，所述对转齿轮箱设置如下：

所述对转齿转箱的前腔包括一一端与联轴节相连，其中安装油泵传动齿轮，与之啮合的另一传动齿轮带动油泵，另一端安装太阳轮的输入轴，一分别与太阳轮啮合的两行星轮，一安装在两行星轮轴上的行星架，一分别与两行星轮啮合的内齿圈，内齿圈与离合器外壳刚性连接作前腔输出轴，一正车离合器和制动器，一倒车离合器和制动器，

后腔包括一安装在前腔输出轴另一端的太阳轮，与太阳轮啮合的两行星轮，一安装在行星轮轴上的行星架和行星轴另一端的另两个行星轮，一与另两个行星轮啮合的另一太阳轮以及与另一太阳轮螺接的后腔输出外轴，与行星架固连的后腔输出内轴，所有锥齿轮均为螺旋伞齿轮，液压离合器除油泵外尚有冷却器及液压控制器。

5.如权利要求1所述的船舶对转桨推进装置，其特征在于，所述对转齿轮箱设置如下：

6.如权利要求1所述的船舶对转桨推进装置，其特征在于，第一螺旋桨与第二螺旋桨可以是3叶和4叶或4叶和5叶配合。

7.如权利要求1所述船舶对转桨推进装置，其特征在于，外轴固定用船体或人字架焊接的艉管内安装轴承。

8.如权利要求1所述船舶对转桨推进装置，其特征在于，所述船舶对转桨推进装置分别安装在船艉部船体中心线两侧。

9.如权利要求1所述船舶对转桨推进装置，其特征在于，艉部润滑油使用环保润滑油。