CN105691578B - 舰船用并联式双向超越离合器主轴系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种舰船用并联式双向超越离合器主轴系统，主要结构由主动力端、双向超越离合器箱体、电机动力端、自动补偿联轴器和螺旋桨组成。当主动力端输出动力时，其中一个双向非逆止超越离合器处于契合状态，驱动螺旋桨正反转，此时电动机端不随动。当电动机端输出动力时，另一个非逆止双向超越离合器处于契合状态，此时主动力端不随动。当主动力端和电动机端同时开机时，主轴转速由主动力端和电动机端转速较高者控制。在主轴系统刹车、换向及动力切换等过程中，螺旋桨都处于可控状态。该装置基本上克服传统舰船动力系统的种种不足之处，适用于各种混合动力传动系统，应用范围广。

Description

舰船用并联式双向超越离合器主轴系统
技术领域
本发明属于船舶动力传动领域，具体涉及一种舰船用并联式双向超越离合器主轴系统。
背景技术
随着船舶的大型化和船舶功能的多样化，特别是军用舰艇对动力装置战术技术性能要求的提高，对船用离合器的功能要求也越来越高。面对海面上复杂的工况，舰船的联合动力传动系统如何实现各个动力之间的相互稳定的切换调整，以及切换动力后各动力系统之间互不影响，都是目前舰船动力系统领域的关键问题。
在船舶轴系传动系统中，通过离合器实现发动机和螺旋桨之间的功率传递并实现“离”、“合”的功能。离合器是联接同轴线上的主、从动件以及传递动力或运动，并在传递过程中具有结合或分离功能的传动部件。而且，各类新型船舶动力装置中传动系统趋于多样化、大型化、复杂化，离合器已不仅仅是轴系传动轴的“离”、“合”部件，更是倒顺机构、多级变速机构中不可缺少的部分。现有舰船动力系统使用单个离合器在实现双向契合、双向分离以及多动力装置单独传递动力时互不影响等功能上略有不足。当主动力端需要快速刹车、倒车以及在刹车过程中保持螺旋桨不失控等，都是传统船舶动力传动系统中需要解决的问题。
发明内容
本发明专利是要解决舰船混合动力联合传动系统中，各动力相互切换时，能够迅速实现契合、脱开、刹车、倒车等各种不同工况的系统。具有结构设计合理，工作可靠性强等特点。本发明按如下方式实现：
本发明一种舰船用并联式双向超越离合器主轴系统，由主动力端、双向超越离合器箱体(包括两个双向非逆止超越离合器、两个转速传感器、联轴器、磁流变阻尼器)、电动机端、自动补偿联轴器和螺旋桨组成。
所述双向超越离合器箱体包括两个双向非逆止超越离合器、两个转速传感器、联轴器以及磁流变阻尼器。其中第一双向非逆止超越离合器的外座圈与主动力端相连接，另外一个双向非逆止超越第二离合器的外座圈与电动机端相连接。两个双向非逆止超越离合器通过内座圈相连。当主动力端停机时，第一离合器的外座圈先停止，内座圈跟着螺旋桨继续转动，此时第一离合器处于脱开状态，主轴系统动力传动由电动机端控制；当主动力端与电动机端同时开机时，如果主动力端转速高，第一离合器就会处于契合状态，传动主轴由主动力端控制转速；如果电动机端转速较高，第二离合器处于契合状态，传动主轴由电动机端控制转速。主轴系统动力传动由转速较高一方控制。当主动力端和电动机端同时停机时，转速传感器检测到两个离合器外座圈的停止信号，控制磁流变阻尼器得电，使系统转速立即下降直至停止后，磁流变阻尼器失电。主动力端即可反向运转，实现平稳倒车。所述整个换向及动力切换过程中，螺旋桨都处于可控状态。
所述自动补偿联轴器，能够在轴向、径向及角向的进行调整补偿，并传递扭矩。当船舶在海面上晃动时，可能导致整个传动轴系不在一个水平面上。当轴系不在一个水平面上时，可以让其倾斜一定角度，也能结合，并且传递扭矩，因此具有自动补偿功能，极大的增加了整个系统稳定性。
所述主动力端可为汽轮机等动力提供系统。
所述螺旋桨具有自动控制功能。当船在水面抛锚时，水流可能会冲击螺旋桨自转，但由于螺旋桨与电机动力端及第二双向非逆止超越离合器的内座圈刚性连接，其转速由主动力端与电动机端转速较高者决定，避免螺旋桨转速失控。
本发明的有益效果是，系统在传递动力时，可以较好满足舰船的混合动力传动系统在各种工况下的需求。在不同的动力系统传递功率时，能平稳切换，并始终保持螺旋桨处于可控状态。在外界环境较为恶劣的情况仍旧能够保持系统平稳、安全的运行。
通过本发明，该舰船用并联式双向超越离合器主轴系统基本上克服传统舰船动力系统的种种不足之处，适用于各种混合动力传动系统，应用范围广。
附图说明
图1是本发明舰船用并联式双向超越离合器主轴系统的原理示意图。
图中：1、主动力端，2、双向超越离合器箱体，21、第一双向非逆止超越离合器，22、第一转速传感器，23、磁流变阻尼器，24、第二转速传感器，25、第二双向非逆止超越离合器，26、联轴器，3、电动机端，4、自动补偿联轴器，5、螺旋桨。
具体实施方式
如图1所示，下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明。
一种舰船用并联式双向超越离合器主轴系统，该系统主动力端1的输出轴直接与双向超越离合器箱体2内的第一双向非逆止超越离合器21的外座圈相连。第一双向非逆止超越离合器21的内座圈与第二双向非逆止超越离合器25的内座圈相连，在第二双向非逆止超越离合器25的内座圈前端安装有磁流变阻尼器23，其控制信号来源于第一转速传感器22和第二转速传感器24对第一双向非逆止超越离合器21和第二双向非逆止超越离合器25的转速检测。第二双向非逆止超越离合器25的内座圈与主传动轴相连，第二双向非逆止超越离合器25的外座圈与联轴器26相连，联轴器26与电动机端3联接。双向超越离合器箱体2的输出轴与自动补偿联轴器4联接，用于补偿间隙。自动补偿联轴器4直接与螺旋桨5相连。
当舰船用并联式双向超越离合器主轴系统的主动力端1输出动力时，第一双向驱动双向非逆止超越离合器21、主动轴、自动补偿联轴器4及螺旋桨5正反转，此时第二非逆止双向超越离合器25处于脱开状态，电动机端3不随动。当电动机端3输出动力时，非逆止双向超越离合器21处于脱开状态，此时主动力端1不随动。
当舰船用并联式双向超越离合器主轴系统的主动力端1刹车时，第一双向非逆止超越离合器21的外座圈停止，第一双向非逆止超越离合器21处于脱开状态，内座圈跟着主传动轴转动，螺旋桨5转速由电动机端3控制继续转动，主动力端1不随动。当电动机端3也停止动力输出时，第一转速传感器22和第二转速传感器24检测到第一双向非逆止超越离合器21和第二双向非逆止超越离合器25的外座圈停止信号后，控制磁流变阻尼器23得电，使自动补偿联轴器4及螺旋桨5转速立即下降。此时，如果螺旋桨5在海浪的冲击下将要发生自转，也会由于磁流变阻尼器23的作用下处于抱闸状态。
当主动力端1和电动机端3同时保持开机状态时，舰船用并联式双向超越离合器主轴系统动力传动由主动力端1和电动机端3中转速较高的一方控制，两者互不干涉。所述刹车、换向及动力切换过程中，螺旋桨5都处于可控状态，避免螺旋桨5转速失控。
磁流变阻尼器23的安装在主传动轴上。
第二非逆止超越离合器25为正向装配或者反向装配。

Claims (6)

1.一种舰船用并联式双向超越离合器主轴系统，其特征在于：该系统主动力端(1)的输出轴直接与双向超越离合器箱体(2)内的第一双向非逆止超越离合器(21)的外座圈相连；第一双向非逆止超越离合器(21)的内座圈与第二双向非逆止超越离合器(25)的内座圈相连，在第二双向非逆止超越离合器(25)的内座圈前端安装有磁流变阻尼器(23)，其控制信号来源于第一转速传感器(22)和第二转速传感器(24)对第一双向非逆止超越离合器(21)和第二双向非逆止超越离合器(25)的转速检测；第二双向非逆止超越离合器(25)的内座圈与主传动轴相连，第二双向非逆止超越离合器(25)的外座圈与联轴器(26)相连，联轴器(26)与电动机端(3)联接；双向超越离合器箱体(2)的输出轴与自动补偿联轴器(4)联接，用于补偿间隙；自动补偿联轴器(4)直接与螺旋桨(5)相连。
2.如权利要求1所述的舰船用并联式双向超越离合器主轴系统，其特征在于：当舰船用并联式双向超越离合器主轴系统的主动力端(1)输出动力时，第一双向非逆止超越离合器(21)、主传动轴、自动补偿联轴器(4)及螺旋桨(5)正反转，此时第二双向非逆止超越离合器(25)处于脱开状态，电动机端(3)不随动；当电动机端(3)输出动力时，第一双向非逆止超越离合器(21)处于脱开状态，此时主动力端(1)不随动。
3.如权利要求1所述的舰船用并联式双向超越离合器主轴系统，其特征在于：当舰船用并联式双向超越离合器主轴系统的主动力端(1)刹车时，第一双向非逆止超越离合器(21)的外座圈停止，第一双向非逆止超越离合器(21)处于脱开状态，内座圈跟着主传动轴转动，螺旋桨(5)转速由电动机端(3)控制继续转动，主动力端(1)不随动；当电动机端(3)也停止动力输出时，第一转速传感器(22)和第二转速传感器(24)检测到第一双向非逆止超越离合器(21)和第二双向非逆止超越离合器(25)的外座圈停止信号后，控制磁流变阻尼器(23)得电，使自动补偿联轴器(4)及螺旋桨(5)转速立即下降；此时，如果螺旋桨(5)在海浪的冲击下将要发生自转，也会由于磁流变阻尼器(23)的作用下处于抱闸状态。
4.如权利要求1所述的舰船用并联式双向超越离合器主轴系统，其特征在于：当主动力端(1)和电动机端(3)同时保持开机状态时，动力传动由主动力端(1)和电动机端(3)中转速较高的一方控制，两者互不干涉；刹车、换向及动力切换过程中，螺旋桨(5)都处于可控状态，避免螺旋桨(5)转速失控。
5.如权利要求1所述的舰船用并联式双向超越离合器主轴系统，其特征在于：磁流变阻尼器(23)的安装在主传动轴上。
6.如权利要求1所述的舰船用并联式双向超越离合器主轴系统，其特征在于：第二双向非逆止超越离合器(25)为正向装配或者反向装配。
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