CN101243247A - 船舶推进发动机 - Google Patents

Abstract

一种船舶推进发动机，该船舶推进发动机包括布置在容纳驱动轴(47)的壳体上的浮力部件(20)以提升船尾。所述浮力部件具有沿着向后方向向下倾斜的下表面(32)。

Description

船舶推进发动机

技术领域

本发明涉及一种通常被称为舷内发动机舷外驱动单元的船舶推进发动机。更具体地说，本发明涉及这样一种船舶推进发动机，该船舶推进发动机具有浮力部件，以向上提升船舶的船尾，从而允许船舶从其静止位置开始平稳地运动。

背景技术

在利用包括舷外马达的船舶推进发动机运动的船舶中，当例如船舶处于静止或当船舶开始运动时，船尾的高度下降并沉入水中，从而船头会上升并向上倾斜。由于船体因而在倾斜状态下开始运动，在航行开始时水阻力相当大，从而不能获得足够的船速。船尾必须向上升起一定量，而且为了使船舶达到一定的速度水平，船舶的取向必须变成大致水平。存在的问题是船舶接近近似水平取向需要时间，从而船舶不能平稳地进行加速。

在日本专利特开公报No.5-319386(JP-5-319386A)和日本实用新型实开公报No.47-9194(JP-UM-47-9194A)中公开了能够改进船舶加速特性的舷外发动机。

在5-319386号公报的舷外发动机中，发动机、垂直布置的驱动轴和其他驱动构件以及传动构件由垂直罩覆盖。推进器壳体布置在下罩的下方，从而提供垂直连接。当船舶静止时，下罩的一部分浸入水中，而当船舶运动时，仅推进器壳体浸入水中。

在47-9194号公报的舷外发动机中，覆盖发动机的防水发动机壳体形成为具有足以为发动机提供浮力的尺寸，从而发动机设计成浮在水面上。

然而，在5-319386号公报的舷外发动机中，形成发动机室的下罩的一部分被构成为浸入水中，因此在组装下罩时难以使该结构具有水密性。当水进一步涌入发动机室时，难以将水排出，活动构件的运动受到水和盐的损害，从而这些构件容易腐蚀。

安装在船尾上的舷外发动机还具有这样的结构，其中，发动机用上下罩覆盖，在下罩下方设置延伸壳体，并在延伸壳体下方设置齿轮箱。因此，发动机的驱动噪音穿过壳体和罩，并释放到周围而成为发动机噪音。

在5-319386号公报的舷外马达中，船体本身的浮力特别是在船舶从静止加速时仅防止船尾下沉，并且该设计并未为船尾提供有效的升力而使船体迅速进入水平状态。

由此，必须降低船舶静止或加速时舷外发动机的深度，必须在加速期间使船体取向迅速转变成大致水平状态，并且必须实现平稳加速。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种船舶推进发动机，该船舶推进发动机包括：壳体，该壳体用于容纳驱动螺旋桨的驱动轴；以及浮力部件，该浮力部件布置在所述壳体上，并且该浮力部件的一部分具有沿着向后方向向下倾斜的表面。

通过所述浮力部件降低在所述船舶处于静止或以低速运动时船尾的下沉深度，并且船体的倾斜被校正成接近水平。当船舶从静止或低速航行加速(上半时加速阶段)时，船体的浮力和更接近于水平的取向(为了克服浪峰或艏波)抵抗并进一步降低了加速期间的下沉。所述浮力部件的下表面沿向后方向向下倾斜，由此提供了通过倾斜表面的阻力而产生升力的优点，可以缩短船舶在加速期间克服艏波所需的时间，从而可以实现平稳加速。因此，由于浮力部件具有浮力和升力功能，船舶推进发动机的改装和结合可以进一步得到简化。

在本实施例中，所述倾斜表面优选形成在所述浮力部件的后部的下表面上。

上述船舶推进发动机优选还包括布置在所述螺旋桨上方的防气穴板，其中，所述倾斜表面布置在所述防气穴板上方并与其相距一定距离。因此，当在上半时加速阶段不需要向后沉时，所述浮力部件的下表面的后端部不与水接触，因而可以避免在航行期间形成阻力。在加速之后，所述浮力部件上升到吃水线上方，因而不会在航行期间在水中形成阻力，从而不会影响高速操纵性。

根据本发明的第二方面，提供了一种船舶推进发动机，该船舶推进发动机包括：布置在螺旋桨上方的防气穴板；壳体，该壳体用于容纳驱动所述螺旋桨的驱动轴；以及浮力部件，该浮力部件布置在所述壳体上，并具有位于所述防气穴板更上方并比所述防气穴板宽的下表面。

首先，通过所述浮力部件降低了在所述船舶处于静止或以低速运动时船尾的深度，并且船体的倾斜被校正成接近水平。当船舶从静止或低速航行加速(上半时加速阶段)时，船体的浮力和更接近水平的取向(克服艏波的取向)抵抗并进一步降低了加速期间的下沉，从而可以实现平稳加速。

而且，在该船舶推进发动机中，所述浮力部件的比所述防气穴板宽的面向下的表面有效地减少了水的向上飞溅，即由于螺旋桨旋转而引起的水的上涌。

由于所述船舶推进发动机还具有两种功能，即浮力功能和防溅功能，因此可以进一步简化船舶推进发动机的一体成型和后期安装。

所述浮力部件的下表面优选具有比所述壳体的前端部更向前延伸的延伸部。因此，所述浮力部件的下表面从驱动轴壳体向前延伸，从而可以有效地减少沿向上方向的飞溅。

附图说明

下面将参照附图仅以实施例方式详细描述本发明的某些优选实施方式，附图中：

图1是根据本发明第一实施方式的船舶推进发动机的侧视图；

图2是图1所示的舷外发动机的后视图；

图3是图1所示的舷外发动机的剖视图；

图4是沿着图1的线4-4剖取的剖视图；

图5是沿着图1的线5-5剖取的剖视图；

图6是沿着图1的线6-6剖取的剖视图；

图7是根据本发明第二实施方式的舷外发动机的立体图；

图8是图7所示的舷外发动机的平面图；

图9是图7所示的舷外发动机的分解立体图；以及

图10是表示第三实施例的船舶推进发动机的图，其示出了其中该发动机布置在船体内的实施例。

具体实施方式

现在参照附图1至6对根据本发明第一实施方式的船舶推进发动机或者说舷内发动机舷外驱动单元进行描述。在该实施方式中，船舶推进发动机简称为舷外马达。

舷外发动机1具有覆盖发动机(动力源)40的上半部分的发动机罩(顶罩)2以及覆盖发动机40的下半部分的底罩3，如图1、图2和图3所示。发动机罩2和底罩3形成发动机室R。在底罩3下方布置有作为驱动轴壳体的延伸壳体(腿状体)4。在延伸壳体4下方布置有具有推进用螺旋桨6的齿轮箱5。

在延伸壳体4的前部上形成有沿舷外发动机1的向后方向凹入的凹部1a。舷外发动机1通过船尾支架7安装在船体S的船尾S1上。船尾支架7安装在凹部1a上。旋转壳体8将舷外发动机1可旋转地支撑在水平方向上。此外，舷外发动机1绕安装在船尾支架7上的倾斜轴7a垂直摆动。

在齿轮箱5的上外周部上形成有防溅板9。在防溅板9下方在齿轮箱5的外周上形成有延伸成从螺旋桨6后方伸出的防气穴板10。

发动机40是其中曲轴41和凸轮轴42竖直的立式发动机，如图3所示。发动机40容纳在由发动机罩2形成的发动机室R中。发动机40是多缸四冲程发动机，其中多个水平布置的气缸30沿垂直方向排列。

发动机40具有布置在舷外发动机1的向后位置中的发动机头部40a，以及定位在舷外发动机1的纵向中间部的发动机主体40b。发动机头部40a包括气缸盖和头罩。发动机主体40b包括气缸座和曲轴箱。底罩3覆盖底部40c，该底部是发动机罩2的下部。在底罩3中布置有用于收容油盘44的安装壳体45。

节气门46是进气装置的一部分。

驱动轴47垂直穿过安装壳体45、延伸壳体4和齿轮箱5的内部。驱动轴47通过齿轮箱5内的齿轮机构48和输出轴49可旋转地驱动螺旋桨6。

发动机头部40a和发动机主体40b形成燃烧室40d。排气通道51与燃烧室40d的排气口连通。排气通道51的排气口51a延伸至延伸壳体4内的竖向中间部附近。延伸壳体4的内部是膨胀室E。

用于防止图1所示的船尾S1在船舶静止时和船体S加速时浸入水中的浮力部件20从底罩3的上部安装到舷外发动机1的延伸壳体4的下部，从而包围这些构件的外周。浮力部件20和底罩3分开安装。浮力部件20的前端部20f定位成从延伸壳体4的前端向前伸出，而后端部20g定位成向后伸出超过螺旋桨6和防气穴板10的后端10a。

浮力部件20具有分在左侧和右侧的左半浮力部件21L和右半浮力部件21R，如图2所示。左半浮力部件21L和右半浮力部件21R通过结合在一起而安装在底罩3和延伸壳体4上。

如图3所示，发动机室R的最下位置B(在以下描述中称为“底部”)由底罩3和安装壳体45形成。浮力部件20具有定位在底罩3更下方的下表面壁20h，并具有封闭空间。该封闭空间具有用于排水并使舷外发动机1具有浮力的大容积部。

下面参照图4、图5和图6描述浮力部件20的结构。左浮力部件21L和右浮力部件21R具有左右对称的形状。

图4表示浮力部件20的上部的剖视图。左浮力部件21L和右浮力部件21R的上部21a、21a的纵向尺寸小于如图5和图6所示的垂直方向上的中间部和下部的纵向尺寸。

两半浮力部件21L和21R具有其中内部凹而外部向外凸出的弯曲形状。两半浮力部件21L和21R具有外壁22和内壁23，并且壁22和23形成封闭空间。浮力赋予填料24(例如，苯乙烯泡沫)填充该封闭空间。由各种树脂构成并且比重比水小的轻质泡沫材料都可用作泡沫材料24。壁22和23可以用与泡沫材料24相同的材料连续地形成。在这种情况下，泡沫材料24内的泡沫的发泡程度可以增大，并且可使其大于内壁区域和/或外壁附近的发泡程度。

内壁23、23的内表面23a、23a与底罩3的外表面3a紧密接触。延伸壳体4的上部定位在底罩3内部。左半浮力部件21L和右半浮力部件21R具有抵接的前后接合表面25、25、26、26。后接合表面25在前/后方向上比前接合表面26长。

浮力部件20的上部20b中的纵向中间部的宽度大于前部和后部的宽度，并且该中间部具有向外凸出到两侧的形状。

图5表示浮力部件20的中间部和延伸壳体4的剖视图。

左半浮力部件21L和右半浮力部件21R在浮力部件20的竖向中间部20c中的后部21b、21b具有纵向延伸的接合表面25、25并在接合表面25、25处接合。延伸壳体4的外表面在浮力部件20的竖向中间部20c中与左半浮力部件21L和右半浮力部件21R的内壁23、23的内表面23a、23a紧密接触。

宽度从两半浮力部件21L和21R的中间部21c、21c向前部21d、21d逐渐变窄，并且左半浮力部件21L和右半浮力部件21R在前端接合表面(接合边缘)26、26的区域中融合。

图6表示浮力部件20的下部区域的剖视图。

左半浮力部件21L和右半浮力部件21R的两个外侧表面21e、21e在浮力部件20的下部20d中略微向外延伸。后表面21f、21f弯曲成使得接合表面25、25在接合状态下向后延伸。当接合表面26、26接合时，前表面21g、21g是平坦的。

闲置的副膨胀室3b与外部气口(未示出)连通，如图4所示。

如图3至图6所示，驱动轴47与发动机40的曲轴41相连，并垂直布置从而驱动螺旋桨6。

用于冷却发动机的供水管50垂直穿过分段式分隔壁4a的内部，如图6所示。延伸壳体4的内部是排气膨胀室E。

这样，浮力部件20从底罩3布置在延伸壳体4的外周上。浮力部件20的上端20a设计成定位得比发动机罩2的下端边缘2a稍低，如图1所示。

图6所示的浮力部件20的下部20d比上部20b和中间部20c宽，并且伸出量在向后方向上最大而在向前方向上最小。

下面参照图1详细描述浮力部件20的下表面30的形状。

参照图1，浮力部件20的下表面30具有从纵向中间部30b向前部30a以渐变角向下线性倾斜的前半部31，并具有从弯曲部33向下向后倾斜的后部倾斜表面32，弯曲部33位于前半部31的最高位置。在从侧面观察时，下表面呈折线形式弯曲。

前半部31包括延伸部30f，该延伸部延伸成从壳体5的前端5a向前伸出。下表面30的前半部30c是延伸部30f的前端。换言之，下表面的前半部31从延伸壳体4的向前区域向后线性延伸。延伸壳体4的向后位置是比防气穴板10的后部10a略微更向后的位置。

下表面30的弯曲部33定位成比防气穴板10的后部10a略微更向后，并且在前半部31的最高位置处形成在后端部上。

下表面30的后部30d从弯曲部33向下向后延伸。后部30d设计成比下表面30的前半部31的长度短。后部30d的前端部是弯曲部33并且是后部的最高位置。后部30d的后端部30e是最低位置并且是比下表面30的前端部30c低的位置。具体地说，后部30d具有沿着后端部30e的向后方向从弯曲部33向下倾斜的后部倾斜表面32。

后部倾斜表面32的倾斜角，即由后部倾斜表面32相对于水平面形成的角θ优选在0°≤θ≤45°的范围内。在该实施例中，由水平面的线P1和线P2形成的角θ为大致30°。

弯曲部33形成浮力部件20的下表面30的后部倾斜表面32的前端部，其定位成比连接下表面30和防气穴板10的后端部10a的线P3更向后。

浮力部件20的宽度自然比防气穴板10和防溅板9的宽度大，并且充分大于螺旋桨6的旋转路径，如图2所示。

浮力部件20布置在由发动机罩2形成的发动机室的外部。船尾S1的深度在船舶静止时由于浮力部件20的静态浮力而减少，并且船体S的倾斜减少。同样，当船舶以低速运动时，浮力部件20的浮力减小船尾的深度和倾斜，并且船体S的倾斜被校正成接近水平。因此，在船舶从低速航行加速时，通过在加速期间限制吃水深度并使其降低由浮力部件的浮力产生的与相对于船体S的水平方向的近似取向成比例的量，可以缩短船舶超过临界值，即克服艏波所需的时间，并因此可以实现平稳的加速。浮力部件20在加速之后出现在吃水线上方，因此在航行期间不会产生水阻力，并且不会影响高速机动性。

浮力装置由与形成发动机室R的底罩3分开的浮力部件的壁形成。因此，发动机室R不需要布置在吃水线下方，从而发动机室R不容易弄湿。

浮力部件20可以将底罩3保持在吃水线上方，并且发动机室R的排水道可以布置在吃水线上方。

假设浮力部件20的下表面30具有上述结构，则当船体S被推进时，船尾S1由于后部倾斜表面32的上下表面之间的压差产生的提升力而被向上提升。得到这样的结果特别是因为下表面具有以折线形状向防气穴板10的后端部10a和螺旋桨6向上和向后弯曲的后部倾斜表面32。

如上所述，浮力部件20的下表面30具有前半部31，该前半部31具有在向后方向上以渐变角向上倾斜的线性表面，而后部30d是向下向后急剧倾斜的后部倾斜表面32，因此形成了迎角。在该状态下开始推进从而使船舶向前运动。从而，除了浮力部件20本身的浮力外，从向下方向提供向上升力的提升力作用在浮力部件20上。因此，推进力与浮力部件20产生的浮力一起提供了有效的升力，从而船体S平稳快速地转变到水平航行。

在第一实施例中，浮力部件20的下表面30具有比防气穴板10高且宽的下表面(包括部分30a、30c和30d的下表面31、32)。

因此，可以获得减少飞溅的效果，其中，通过具有置换水的大容积部的浮力部件20的下表面30而有效地降低了水向上飞溅，即螺旋桨6的旋转而引起的水的上涌。

浮力部件20具有两种功能，即浮力功能和防溅功能。具有防溅功能的浮力部件可以一体形成或改装到舷外发动机1上。

浮力部件20的下表面30具有比延伸壳体(驱动轴壳体)4的前端5a更向前延伸的延伸部30f，因此可以有效地减少向上飞溅。

在上述第一实施例中，浮力部件20的下表面30的前半部31被设定成向前向下逐渐倾斜，但是前半部31当然也可以是水平的。下表面30的前半部31还可以设定成为逐渐升起的表面，并且后部30d与前半部31的倾斜表面相比可以向后向下急剧倾斜，从而可以用作后部倾斜表面32。

浮力部件的填料并不限于上述材料，也可以使用具有中空内部并且为浮力装置的内壁和外壁提供刚度的材料。当重点放在其作为减噪罩的功能时，减噪罩可用厚片件形成。也可以选择具有高吸音效果的材料作为所述填料。

下面参照图7至图9描述舷外发动机的第二实施例。

第二实施例的舷外发动机1的不同之处仅在于浮力部件20的形状，而其他构件的结构相同。因此，与第一实施例中相同的构件赋予相同的附图标记，并且省略其描述。

第二实施例的浮力部件20的后部的竖向中间部的两侧具有形成为沿着向后方向竖向变宽的大致V形的凹部20e，如图7至图9所示。凹部20e对称地形成为位于左半浮力部件21L和右半浮力部件20R的后部的中间部中的凹部21h(仅示出了一个)。浮力部件20的凹部20e在船舶从静止加速时降低水阻力。

图10表示船舶推进发动机的又一实施例，并示出了其中发动机140为容纳在船体S中的舷内发动机的实施例。使用相同的附图标记表示与第一和第二实施例中示出的舷外发动机中的相同部件，并且省略其详细描述。

根据图10，发动机140容纳在船体S中。来自发动机140的第一驱动轴147a水平延伸成从船尾S1沿向后方向伸出到外部。第一驱动轴147a通过齿轮机构150与第二驱动轴147b相连。第二驱动轴147b垂直穿过齿轮箱5和延伸壳体4的内部。螺旋桨6通过第二驱动轴147b旋转。

根据与第一和第二实施例不同的实施例的浮力部件120安装在延伸壳体4的后部上。浮力部件120包括大致水平形成的前半部121和具有沿着向后方向向下倾斜的表面的后部122。换言之，浮力部件120的下表面以折线形状弯曲。

除了浮力部件120自身的浮力之外，形成在后部122上的倾斜表面具有在船舶从静止加速时使船尾S1沿向上方向提升的效果。该效果是以与图1中所示的第一实施例的后部的倾斜表面的效果相同的方式提供的。船尾S1被迅速向上提升，从而船体S在加速期间平稳地达到水平取向。

工业实用性

本发明的船舶推进发动机用作赋予推进发动机浮力的舷外发动机，允许船体在初始推进阶段平稳而迅速地转变成高速航行，并减少发动机的排气噪音。

Claims (5)

1、一种船舶推进发动机，该船舶推进发动机包括：

壳体，该壳体用于容纳驱动螺旋桨的驱动轴；以及

浮力部件，该浮力部件布置在所述壳体上，并且该浮力部件的一部分具有向后向下倾斜的表面。

2、根据权利要求1所述的船舶推进发动机，其中，所述倾斜表面形成在所述浮力部件的后部的下表面上。

3、根据权利要求1所述的船舶推进发动机，该船舶推进发动机还包括布置在所述螺旋桨上方的防气穴板，其中，所述倾斜表面布置在所述防气穴板上方并与其相距一定距离。

4、一种船舶推进发动机，该船舶推进发动机包括：

布置在螺旋桨上方的防气穴板；

壳体，该壳体用于容纳驱动所述螺旋桨的驱动轴；以及

浮力部件，该浮力部件布置在所述壳体上，并具有位于所述防气穴板更上方且比所述防气穴板宽的下表面。

5、根据权利要求4所述的船舶推进发动机，其中，所述浮力部件的下表面具有比所述壳体的前端部更向前延伸的延伸部。

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