CN103857590B - 用于海洋船只推进器的液压转向装置 - Google Patents

用于海洋船只推进器的液压转向装置 Download PDF

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Abstract

本发明讨论了用于海洋船只的推进器的液压转向装置的新颖设计。本发明的液压转向装置是专门设计用于拟在存在冰的极寒环境下作业的推进器。为了满足极寒需求,转向装置设置有接近液压转向马达(8)设置的交叉安全模块(80),用于吸收通过例如冰施加到推进器(1)的转矩。

Description

用于海洋船只推进器的液压转向装置
技术领域
本发明涉及用于海洋船只推进器的液压转向装置的新颖设计。本发明的液压转向装置是专门设计用于拟在极寒环境中存在冰的情况下作业的推进器。因此,相比于用于仅在开放水域作业的推进器的标准转向装置,该转向装置的使用和需求有显著差异。
背景技术
这里理解的推进器是主要布置在海洋船只的船体下方的可转向推进装置(见图1)。推进器由船体下方的螺旋桨单元(绕垂直轴可旋转/可转向的)和基本上垂直的壳体形成。垂直壳体穿过船体底部的开口向上延伸进入海洋船只的船体。开口的周围设置有装置,例如轴承,用于保持垂直壳体的上端在船体内。垂直壳体的上端设置有第一齿轮,其关联一个或多个更小的分别由液压转向马达旋转的第二齿轮。第一和第二齿轮构成齿轮传动方位转向装置的机械组件。推进器的垂直壳体本身通过第一齿轮和连接到非旋转支承架的(多个)液压转向马达是可转动,非旋转支承架支撑推进器至船体底部的开口。螺旋桨的驱动器是通过垂直壳体的中空内部布置。因此,驱动器可能是具有传动轴和斜齿轮的机械式的。当然螺旋桨的驱动器也可以液压或电配置。
通常,推进器的转向装置的目的是控制元件的方位角。机械推进器部件的定位是通过一个或多个液压马达进行。例如JP52-77397(川崎重工)讨论了推进器的传统液压转向装置。比例方向阀控制从液压泵至液压转向马达的油流。一旦到达正确的方位角,比例阀被用来关闭从泵至液压马达以及从液压马达返回至油箱的流量连接。随后,当来自液压马达的流路都被关闭时,推进器的方位角保持不变,并且因此马达不能够旋转。
推进器的液压转向装置的较为详细的示例示于图2。相比JP52-77397文件的转向装置的主要区别是平衡模块,其布置在先导操作比例方向阀和转动推进器的液压转向马达之间。平衡模块包括安全阀装置和两个(即,第一和第二)平衡阀装置。安全阀的目的是:如果在该端口的压力超过预定的允许值,则从液压马达的一个端口开启流路。加压的油流朝向安全阀的,在安全阀的预定设定点开启阀门,并传递到液压马达当时在较低的压力下的管,或从出口返回到箱。
比安全阀装置更远离地,平衡阀装置已经耦合至连接到液压马达的端口的液压管。平衡阀装置包括单向阀和液压操作的卸压阀。平衡阀装置的目的是要锁定转向即保持推进器在它已经由比例阀与(多个)液压转向马达的帮助转动的方向。在转向阶段,平衡阀装置的功能如下。定位在(多个)转向马达的入口管的第一阀装置允许加压的油以最少的压力损失流经单向阀至(多个)转向马达的入口端口。在(多个)转向马达的出口管的第二阀装置中,回油压力和来自比例方向阀与第一平衡阀装置之间的压力管的先导压力共同影响卸压阀并且开启它。因此,回油有一定的反压力,即压力损失发生在第二平衡阀。当转向动作停止以用于保持推进器在它的方向,比例方向阀移动到其中心位置,由此,比例阀构成从平衡阀到油箱的连接。从而从泵到平衡阀的连接被关闭。在这样的情况下,(多个)转向马达不承受内部负载。然而,推进器可能承受来自海洋的外部负载,由此推进器作用于(多个)转向马达并且试图转动它。在实践中,这意味着马达开始充当泵。马达产生的油压同时作用在平衡模块的安全阀和多个平衡阀之一上。只要液压马达没有内部泄漏,直到压力超过开启安全或平衡阀所需要的预定值,推进器都不能够转动。当该值被超过,加压的油从(多个)转向马达的出口端口流向入口端口或油箱。
然而,现在推进器也已在极寒条件下使用的船只中获得接受,负载尤其是冰使推进器承受的转矩必须被认真考虑。通过冰负载施加在推进器的转矩可能会达到相对于推进器结构或整个转向装置的不可接受的量值。如上面讨论的,现有技术的液压转向装置仅具有目的在于关注涉及水动力负载的油流和压力的并且安全裕度有限的安全阀。
然而,现有技术安全阀没有基于像例如冰的硬和大的固体产生的突然负载被设计和定位。与冰接触相关的负载有深刻的动力学特性。一个典型的方面是,这些负载可以在很短的时间内导致转向系统上的转矩负载高于结构可以承受的值。此外,如果包含推进器的船只以一定的速度航行,在推进器接触冰的时刻,冰块(或其它大的固体物)尝试旋转推进器的速度很容易为正常转向速度的5到10倍。推进器的强制的旋转导致液压马达作为泵运行并且产生显著增大的流量,也是5到10倍于转向目的所需的那个。现有技术安全阀已被选择以适应于基于转向系统堵塞的常规转向速度对应的流量。在液压马达和安全阀之间的油管的尺寸也是如此。并且,布置在可能距离(多个)转向马达的相当大的距离的阀的定位是基于与转向目的相关联的要求。换句话说,主要的设计参数是推进器转向的要求,它的旋转速度通常为2rpm,据此,朝向和源自(多个)转向马达的油管应该能够处理这种流量。一方面,当液压转向系统经受由液压马达所产生的显著增加的流量,管的有限直径导致管内的高流速,从而在液压马达和安全阀之间的整个液压管线内,管道中的油的摩擦产生相当大的压力损失。转向系统内的最大压力由转向系统或推进器相对于转矩负载的最大机械强度限制。较高的负载导致转向系统或推进器的损坏。给定转向系统中的最大允许转矩或压力时,管路内的压力损失会要求安全阀的较低设置。换句话说,期望被考虑的推进器旋转速度越高,安全阀开启压力将越低。然而安全阀的开启压力的降低会干扰正常的转向操作。以类似的方式,(多个)液压马达作为(多个)泵的快速旋转在转向马达的入口端口产生降低的压力,其容易导致非受控空化,因为通向(多个)液压马达的(多个)入口端口的管不允许油足够快地流入(多个)马达。
另一方面,如果液压管和安全阀相对于最大可以想象的流量来确定尺寸,并且(多个)液压马达和卸压阀所位于的平衡模块之间的距离有数米,那么液压管线是相对较大的容量。这些容量可能产生不希望的动力学行为,例如压力脉冲和时间延迟。特别是在大的外部负载的情况下,其表现为冲击负载,可能会发生不希望的动力学现象。压力脉冲是非常不希望的,因为它们可引起卸压阀的抖动,即,阀在非常短的时间段内开启和关闭。这可能会导致对卸压阀和液压马达的损伤。另外,对于正常的转向操作,压力脉冲和时间延迟可能以消极的方式影响转向行为,使得转向运动不平稳。
发明内容
本发明的第一目的是提供上述讨论问题中的一个或多个的解决方案。
本发明的第二目的是提出推进器的液压转向装置的改进。液压系统的主要部分保持不变(或者甚至可以做得更小或更简化),其意味着正常转向的动力学行为保持相同。卸压阀的位置尽可能地接近液压马达,以使大负载产生的高压力尽快缓解,这是防止压力波产生的好措施。
本发明的第三目的是提供推进器的液压转向装置,具有实际尽可能接近(多个)液压马达的(多个)安全阀。
本发明的第四目的是提供一种推进器的液压转向装置,具有一个平衡阀模块和接近液压转向马达而布置的一组交叉安全阀的组合。
本发明的第五目的是确定交叉安全阀(cross-oversafetyvalve)的尺寸,以允许转向单元的高转速,同时保持系统压力在可接受的限度内。
本发明的第六目的是提供具有转向马达的推进器液压转向装置,其在转向装置的过载期间可以作为制动器来运行。
本发明的上述和其它目的中的至少一个是由用于海洋船只的推进器的液压转向装置来满足,转向装置包括:液压油箱,至少一个液压泵,控制阀模块,平衡模块,以及具有用于液压油的端口的至少一个液压马达,所述至少一个液压马达用于使所述推进器转向,其特征在于,交叉安全模块被布置为与所述至少一个液压马达接近地连通。
本发明的其它特征将从所附的从属权利要求中变得显而易见。
当解决了上述提及的问题中的至少一个时,本发明改进了海洋船只尤其在可能存在冰的极寒水域的操作性和可靠性。交叉安全模块确保在作用于转向装置的转矩变得不可接受之前推进器开始转动。重要的方面是,通过尽可能接近(多个)液压转向马达布置交叉安全模块,由冰在液压转向装置中产生的压力增加被最小化。另外的优点是,在液压系统中所进行的修改是有限的。这样做的好处是,系统正常运行的动力学特性保持或多或少地不受影响。
附图说明
在下文中,参照附图更详细地解释推进器的液压转向装置,其中:
图1示意性示出了具有其转向装置的现有技术推进器,
图2示意性示出了现有技术的推进器的转向装置,
图3示意性示出了本发明的转向装置的第一优选实施方式,
图4示意性示出了本发明的转向装置的第二优选实施方式,
图5示意性示出了本发明的转向装置的第三优选实施方式,
图6示意性示出了本发明的转向装置的第四优选实施方式,并且
图7示意性示出了本发明的转向装置的第五优选实施方式。
具体实施方式
图1示出现有技术状态的推进器1,其在这里被理解为主要布置在海洋船只的船体(未示出)下方的可转向推进设备。推进器1由船体下方的螺旋桨单元2(绕垂直轴可旋转/可转向)和基本垂直壳体3形成。垂直壳体3穿过船体底部的开口4延伸进入海洋船只的船体内。垂直壳体3的上端通过轴承可旋转地布置在连接到船体底部的圆形支撑框架5内,使得它填充开口4。垂直壳体3的上端部设置有第一齿轮6,该第一齿轮6与一个或多个更小的第二齿轮7关联,该每一个第二齿轮7由固定在支承框架5的液压转向马达8转动。由于冗余和尺寸的原因,通常存在几个液压马达。第一和第二齿轮6和7分别形成齿轮传动方位转向装置的机械组件。借助于(多个)液压转向马达8,推进器1的垂直壳体3本身是可转动的。螺旋桨9的驱动穿过垂直壳体3的中空内部布置。因此,螺旋桨用驱动轴10、10′和斜齿轮11、11′机械式驱动的。然而,本发明的液压转向装置也可以采用液压或电动驱动。
图2示意性地示出了推进器1的现有技术的转向装置的液压设备。相比于前面讨论的JP文档的转向装置的主要区别是安全和平衡模块30,其布置在推进器控制模块20和转动推进器1的液压马达8之间。因此,控制模块20执行与JP文档中的比例阀基本相同的功能。
推进器1的控制模块20包含比例方向阀22(4个端口,3个位置)。根据流量和施加的压力,阀的操作可以利用先导阀来执行。液压转向装置具有至少一个液压泵26,用于加压储存在液压油箱28中的油。通常液压泵26的数量至少为2个,例如用于安全和冗余的目的。在这种情况下,一个泵能够实现所有消耗者的油的需求,或者两个泵可以同时使用。在非转向状态,比例阀(和可选的先导阀)处于中间位置,以阻挡油流过阀,从而(多个)泵26产生的油压仅作用在阀上。当需要改变推进器1的方向时,比例阀移动到期望的方向。现在从(多个)泵26朝向转向马达8的流体通路开启,致使转向马达8旋转和推进器1转向。油流从转向马达8返回流经比例方向阀22返回到油箱28。当达到推进器1的期望方位角时,比例方向阀22随后返回到它的中间位置。因此,它阻止了来自(多个)泵26朝向转向马达8的油流。此功能锁定了推进器的转向角(假设来自液压马达的泄漏可以忽略不计)。
安全和平衡模块30包括安全阀装置32和2个(即,第一和第二)平衡阀装置40′和40"。安全阀装置32的目的是从液压转向马达8的一个端口开启流路至其另一个端口,这种情况下,马达8出于某种原因开始作为泵并且提高其端口之一的压力。安全阀装置32是由四个单向阀34′、34"和36′、36"和安全或卸压阀38构成。当马达8作为泵并且产生超过安全阀38的预定开启压力的油压时,在液压马达8和安全阀38之间的流路上的前两个单向阀34′、34"之一,即两个单向阀34′、34"之一(取决于马达朝哪个方向旋转)开启,并且结果,油流通过安全阀38,通过第二单向阀36′和36"之一并且进入液压马达8当时在较低压力下,即作为液压马达的入口管的那个的管子。
相比于安全阀装置38,第一和第二平衡阀装置40′和40"配置得更远离连接到转向液压马达8的端口的液压管50和52。第一平衡阀装置40′包括单向阀42和先导操作卸压阀(pilot-operatedpressurereliefvalve)44,第二平衡阀装置40"包括单向阀46和先导操作卸压阀48。平衡阀装置40′和40"的目的是为了锁定转向,即,保持推进器1处在通过由比例方向阀22控制的(多个)液压转向马达8已经转动的方向。换句话说,如果液压马达8开始充当泵,平衡阀装置40′和40"承受压力负载,从而比例方向阀22不承受任何来自液压马达8的方向的压力负载。
在转向阶段,平衡阀装置40′和40"的功能如下假设,第一管部50′和第二管部50″允许油流至马达并且管52负责回流。定位于(多个)转向马达8的入口管50的第一阀装置40′允许加压的油以最少的压力损失流经单向阀42流向(多个)转向马达8的(多个)入口端口。在第二阀装置40"中,通过来自在比例方向阀22和先导操作卸压阀44之间的压力管50"的先导压力的帮助,(多个)转向马达8的第一出口管部52′处的回油的压力影响了先导操作卸压阀48并开启它。因此,回油有一定的反压力,即,发生在第二平衡阀装置40"中的压力损失。
当到达期望的推进器方向即角度位置并且转向动作从而停止时,推进器保持在其期望的方向。如同上面已经解释的,比例方向阀22移动到它的中间位置,由此没有穿过比例阀22从供给侧至液压马达侧的流量。然而,由于平衡阀装置的存在,不是比例方向阀22阻止转向马达旋转,如同是在上面引用的日本参考文献的转向装置中的情况,而是平衡阀装置40′和40"阻止转向马达旋转。在这种情况下,(多个)转向马达8不承受内部负载。然而,推进器1可能经受来自海洋或其中任何物体的负载,从而推进器1通过(与图1关联讨论的)转向齿轮传动作用在(多个)转向马达8上,并试图如此它。实践中,这意味着(多个)马达8开始用作(多个)泵。(多个)马达8产生作用在安全阀38和在先导操作卸压阀44、48中的一个上的油压。只要(多个)液压马达8没有内部泄漏,直到(多个)转向马达8已经在安全阀38前面成功产生超过它的预定开启值的压力时,推进器1不能转动。当值超过时,加压的油从(多个)转向马达8的(多个)出口端口经由两个单向阀和安全阀38流向其(多个)入口端口。因此,安全阀38的开启压力低于先导操作卸压阀44、48的开启压力。应当指出的是,先导操作卸压阀44、48的先导压力是可忽略不计的(比例方向阀22处于中间位置)。
图3示出了根据本发明的优选实施方式的推进器1的液压转向装置。液压转向装置由四个主要部分组成,其物理上组合在一起,即,液压动力模块60、平衡模块70、交叉安全模块80和液压转向马达8。液压动力模块60、平衡模块70和转向液压马达8的总体结构和功能是之前已知的,并在前面已经结合图2更详细地讨论过。
液压动力组件60从而包含油压泵26、油箱28和包括比例方向阀22作为主要构件的控制模块(结合图2讨论的)。比例方向阀22可通过至少一个比例方向电磁阀24选择性地操作。图2和3中所示的两个泵26的大小可以是所需流量的50%的2倍或100%的2倍,这意味着只有一个泵将被激活,同时另一个泵是冗余的。然而,如果考虑值得,液压转向装置的液压泵的数量可超过两个。液压动力组件60的功能是向液压转向马达8供应油。依赖于比例方向阀22的位置,液压动力组件60供应特定的流量。所需的负载压力是自动生成(该方式未示出)的,直至动力组件60的安全压力设定值。
平衡模块70包括:平衡阀,即先导操作卸压阀44、48;与其配合的单向阀42和46;卸压阀,即带有单向阀(34′、34″、36′和36″)的安全阀38;以及利用单向阀36′或单向阀36″的空化保护系统76。
平衡模块70有三个功能。主要功能是通过平衡阀来实现,即先导操作卸压阀44和48以及与其配合的单向阀42和46。例如,通向(多个)液压马达8的路径设置为经由单向阀42,即具有小的压力下降。然而,返回比例方向阀22的返回路径设置为经由先导操作卸压阀48,即具有大的压力下降。事实上,在图3中所示的平衡模块70具有两个先导操作卸压阀44和48。这些阀是共同用于所有的液压转向马达8。换句话说,一个平衡模块用于一个推进器,即控制油流至推进器的所有转向马达。作为另一种选择,还可能设置用于特定数量转向马达的平衡模块。例如,对于使用六个转向马达的推进器,一个可能具有两个或三个平衡模块,每个伺服三个或两个转向马达。需要相对高的压力经由先导操作卸压阀44来开启返回路径,或在上面的例子中,经由先导操作卸压阀48。开启返回路径的压力是负载压力(回油的压力)和正向路径(由先导操作卸压阀44朝向转向马达8的流量)中的压力的组合,其称为先导压力。如果目的是旋转液压马达8,则先导压力以及负载压力将是相当高的,并且因此,平衡阀,即回油路径中的先导操作卸压阀48,将开启。如果目的是要保持液压转向马达8的位置,即,不转动推进器1,则先导压力将是低的,因为当比例方向阀22位于中部即中间位置时,存在穿过比例方向阀22至油箱28的开放连接。在这种情况下,仅存在负载压力来开启先导操作卸压阀44和48。为了能够开启先导操作卸压阀44和48,在没有先导压力帮助的情况下,负载压力应当显著提高。这个概念还用于维持液压转向马达8的角度位置。此功能也是船级社要求的,这就要求在动力组件60故障时,推进器1必须保持其位置。
平衡模块70的另一功能是在过高压力主导源自转向马达8的管部50′或52′之一的情况下释放压力。特定压力使卸压阀(即,安全阀38)开启,使得油可以流向油箱28或流向其它的管部52′或50′。
第三个主要部分是液压转向马达8,其连接到齿轮传动装置并且安装在支撑框架上(如图1所示)。由于冗余或尺寸的原因,通常将存在数个液压转向马达8。三部分60、70和8通过油管连接。通常,在平衡模块70后,油管将有朝向液压马达8的数个管部,即,对于一个推进器1,存在一个平衡模块70。液压动力组件60和平衡模块70不是必须安装在推进器1上;优选地,它们按照一定的距离设置。液压转向马达8将油流转换成轴的旋转速度。
液压动力组件60和平衡模块70做成处理与约2rpm(由于转向齿轮传动装置,液压马达8自然会旋转得更快)的期望推进器转向速度相对应的流量的尺寸。由于推进器转向速度可以由冰块或一些其它固体物体施加,并且这个速度可以比设计转向速度高得多,所以本发明的转向装置已经设置有交叉(cross-over)安全模块80。安全模块80包括卸压阀82和84,其优选地布置为尽可能实际地接近转向马达8。换句话说,交叉安全模块80优选地附接至液压马达8。在一个安全模块80耦合至数个液压马达的情况下,安全模块优选地布置为使得马达和模块之间的管长度被最小化。卸压阀82和84做成处理比平衡模块70中的相应的卸压阀38、44和48更大的流量的尺寸。关于这种确定尺寸的主要原因是实现在整个液压装置中保持液压油压力在可接受的水平的目标,并防止压力脉冲和它们在液压转向装置中的负面影响。
交叉安全模块80包括另外两个液压管54和56,它们在一端连接到液压马达8的端口,并在其相反端连接到卸压阀82和84。管54和56具有允许来自液压马达8的高容积流量到卸压阀82和84并从这些阀返回到马达8的直径。管54和56的尺寸是基于显著更高的流量能力而5至10倍于从管54和56分支并连接交叉安全模块80至平衡模块70的液压管部50′和52′。因此,液压管部50′和52′的尺寸可设计为如同现有技术的液压转向装置。管54和56的较高流量能力确保在所述管中的管压力保持在可接受的限度内。
交叉安全模块80功能如下:当通常是由于冰或一些其它固体物体趋于转动推进器1,液压转向装置经受不可接受的负载,由此使液压转向马达8被负载驱动和旋转,即液压转向马达8开始作为泵运行时,交叉安全阀之一(例如,卸压阀82)开启。因此,由液压转向马达8产生的流量穿过交叉安全阀82和84之一。当液压马达8被机械地(即,通过推进器1)驱动时,可获得的转向速度很容易比通常由液压马达8施加的转向速度更高。据估计,相比于普通的转向速度,这样的速度可以很容易地为5倍,有时甚至10倍。因此,相比于例如从交叉安全模块80导向平衡模块70的管50′和52′,交叉安全模块80的两个卸压阀82和84以及液压管54和56的尺寸被设置成5倍,优选10倍的容积流量。
平衡阀模块70中的安全阀38是可选的。通过增加阀,提高在冰接触整个液压系统期间所需的流量能力。所述阀的设置应比在转向马达上的交叉安全阀82和84略高。交叉安全阀(即,靠近液压马达8和平衡模块中可选的安全阀38的卸压阀82和84)的尺寸被设置为使得在液压转向装置内的压力上升被约束在限制值。
给定在卸压阀82和84上的压力设置,液压马达8需要生成显著压力,以便能够开启阀中的一个,从而使油流能够通过阀。有益的结果是,液压马达8需要通过显著的负载力矩转动以使其能够旋转。液压马达仍然会产生对抗外部冰负载的转矩。因此液压马达8作为制动器作用。作为结果,装置的方位旋转速度被限制到一定程度。
图4中示出了根据本发明的第二优选实施方式的推进器的液压转向装置。在这个实施方式中,相比于图3中讨论的实施方式,交叉安全阀模块80的设计已被更改。除此之外,第二实施方式相当于第一实施方式(即,图3中所示的)。这里,交叉安全阀模块80仅包括一个安全阀86和四个单向阀88,不管液压马达8的旋转方向如何,通过所述四个单向阀88,来自液压马达8的加压的油被引导至安全阀86,并且从安全阀86返回至液压马达8。
图5中示出了根据本发明的第三优选实施方式的推进器的液压转向装置。本实施方式的转向装置示出类似于图4中讨论的本发明的第二实施方式。本实施方式的基本思想是,当安全阀86布置在接近液压马达8的安全阀模块80中时,平衡阀模块70不再需要安全阀38(图3中所示,也存在于图4的实施方式中)。
图6中示出了根据本发明的第四优选实施方式的推进器的液压转向装置。本实施方式的转向装置示出类似于图3中讨论的第一实施方式。本实施方式的基本思想是,当图3中的两个安全阀82和84布置在接近液压马达8的安全阀模块80中时,平衡阀模块70不再需要安全阀38(图3中所示)。
图7中示出了根据本发明的第五优选实施方式的推进器的液压转向装置。这里示出了如何为转动推进器配置的多个液压马达8配置有包括两个安全阀82和84的交叉安全阀模块80。因此,对于每一个安全阀模块80,可以有一个或多个液压马达8。自然地,安全阀模块80也可以如同图5中所示地构成,即,只有一个安全阀和多个单向阀。另外,如在图5和图6的教导,平衡模块的单向阀可以被去掉。
应当理解,上面只是对具有新颖性和创造性的推进器的液压转向装置和布置方法的示例性说明。应当理解,上面的说明仅讨论本发明的有限几个优选实施方式,而不带有任何仅限定发明于所讨论的实施方式和它们的细节的目的。因此,上述说明不应该被理解为以任何方式限制本发明,而本发明的整个范围仅由所附权利要求书限定。从上面的描述应当理解,本发明的单独特征可以与其它不同的特征结合使用,即使这样的结合没有在说明书中或在附图中明确示出。

Claims (7)

1.一种用于海洋船只的推进器的液压转向装置,所述转向装置包括:液压油箱(28),至少一个液压泵(26),控制阀模块(20),平衡模块(30,70),以及具有用于液压油的端口的至少一个液压马达(8),所述至少一个液压马达(8)用于使所述推进器(1)转向,其特征在于,交叉安全模块(80)的尺寸被确定以用于比所述转向装置的其它部分更高的容积流量,并且被布置为与所述至少一个液压马达(8)接近地连通。
2.如权利要求1所述的液压转向装置,其特征在于,所述交叉安全模块(80)被布置在所述至少一个液压马达上或在所述推进器(1)的上端尽可能地接近所述至少一个液压马达。
3.如前述权利要求中的任一项所述的液压转向装置,其特征在于,所述交叉安全模块(80)包括:连接到所述至少一个液压马达(8)的所述端口的液压管(54,56),和通过所述液压管(54,56)连接到所述至少一个液压马达(8)的所述端口的至少一个卸压阀(82,84)。
4.如权利要求3所述的液压转向装置,其特征在于,所述交叉安全模块(80)包括通过所述液压管(54,56)连接到所述至少一个液压马达(8)的所述端口的两个卸压阀(82,84)。
5.如权利要求3所述的液压转向装置,其特征在于,所述交叉安全模块(80)包括经由四个单向阀并通过所述液压管(54,56)连接到所述至少一个液压马达(8)的所述端口的一个卸压阀(82,84)。
6.如权利要求3所述的液压转向装置,其特征在于,连接到所述至少一个液压马达(8)的所述端口的所述液压管(54,56)设置有液压管部(50',52'),所述液压管部(50',52')将平衡模块(70)布置为与所述至少一个液压马达(8)的所述端口流量连通。
7.如权利要求3所述的液压转向装置,其特征在于,连接到所述至少一个液压马达(8)的所述端口的所述液压管(54,56)具有所述液压管部(50',52')之一的5倍至10倍的流量能力,以用于保持管压力在可接受的限度内。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5792906B2 (ja) * 2011-11-18 2015-10-14 ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア 海洋船舶の操舵可能なスラスターの潤滑装置を行う方法及びそのための潤滑装置
RU2694418C1 (ru) * 2016-02-26 2019-07-12 Абб Ой Система рулевого управления, азимутальная движительная система и способ для поглощения тепла
EP3478569B1 (en) * 2016-07-01 2020-09-02 ABB Oy A propulsion unit provided with a steering arrangement
JP7002232B2 (ja) * 2017-06-30 2022-01-20 川崎重工業株式会社 操舵制御システム、及び操舵装置の停止方法
JP7002231B2 (ja) * 2017-06-30 2022-01-20 川崎重工業株式会社 操舵制御システム
CN107757857B (zh) * 2017-08-29 2019-09-20 武汉船用机械有限责任公司 一种全回转舵桨的转舵控制方法及系统
CN109139579B (zh) * 2018-08-29 2020-06-05 武汉船用机械有限责任公司 一种全回转舵桨的液压控制系统及其控制方法
CN109139580B (zh) * 2018-08-29 2020-06-05 武汉船用机械有限责任公司 一种全回转舵桨装置的液压控制系统及其控制方法
CN109436264B (zh) * 2018-12-05 2023-08-01 燕山大学 一种仿生鱼尾电液推进装置
CN118457892A (zh) * 2024-07-15 2024-08-09 合肥倍豪海洋装备技术有限公司 一种大功率吊舱液压转舵机构

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5012198B1 (zh) * 1970-01-07 1975-05-09
JPS5277397A (en) * 1975-12-22 1977-06-29 Kawasaki Heavy Ind Ltd Pressure-oil controlling circuit for rotary thrusters
SU738944A1 (ru) * 1978-02-24 1980-06-05 Предприятие П/Я А-1097 Гидравлическа рулева машина
JPS58180804A (ja) * 1982-04-15 1983-10-22 Kato Seisakusho:Kk アクチエ−タの制御装置
US4522109A (en) * 1983-11-21 1985-06-11 J. I. Case Company Leak-detecting hydraulic system
US4878864A (en) * 1986-06-30 1989-11-07 Bentem Fransiscus C A Van Outboard thruster with direct drive hydraulic motor
US5018935A (en) * 1989-11-09 1991-05-28 Deere & Company Automatic pressure relief system for a hydraulic motor
JP3065108B2 (ja) * 1990-12-18 2000-07-12 帝人製機株式会社 カウンターバランス弁
JPH107090A (ja) * 1996-06-26 1998-01-13 Yanmar Diesel Engine Co Ltd 舶用推進装置の油圧機構
EP1321697B1 (en) * 2000-09-08 2011-03-16 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Speed controller of wheel type hydraulic traveling vehicle
US7186155B2 (en) 2005-06-11 2007-03-06 Irvin Howard Nickerson Power steering rate controller for a boat and method

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