CN111216865A - 一种油电混合电机外挂式动力输入船用齿轮箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油电混合电机外挂式动力输入船用齿轮箱，涉及动力传递齿轮箱领域，主要包括柴油机输入联轴节、主箱体、电机、电机离合器、柴油机离合器、顺车离合器和倒车离合器；通过控制各离合器结合或脱开，实现柴油机、电机单独或共同驱动齿轮箱顺、倒车工况工作。本发明将柴油机(原动机)及一台电机同时安装在具有倒顺车功能的船用齿轮箱上，可实现柴油机的动力驱动齿轮箱、电机动力驱动齿轮箱或柴油机和电机的动力同时驱动齿轮箱，或柴油机对电机进行发电或充电。使船艇可以高速、双动力快速航行，或低速静音航行，或变成发电充电的一种发电机组使用。达到节能效果；并使柴油机多余能量可直接给电瓶充电，保证续航。

Description

一种油电混合电机外挂式动力输入船用齿轮箱
技术领域
本发明涉及动力传递齿轮箱的领域，具体涉及一种油电混合电机外挂式动力输入船用齿轮箱。
背景技术
现有的船用机组通常以柴油机动力输入齿轮箱进行驱动，或以电机动力输入齿轮箱进行驱动，还没有柴油机和电机同时将动力输入齿轮箱驱动螺旋桨组成的动力机组。单独使用柴油机组作为动力，在船只低速航行时，柴油机的多余动力会被浪费；单独使用电机作为动力，船只航行速度不够快，且续航将成为问题；因此有必要研制一种操纵方便、灵活且安全可靠的油电混合动力输入船用齿轮箱。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种油电混合电机外挂式动力输入船用齿轮箱，将柴油机与电机各自的动力输入齿轮箱，组成船艇的动力机组，使船艇可以高速，双动力快速航行，或低速静音航行，并节能。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种油电混合电机外挂式动力输入船用齿轮箱，主要包括柴油机输入联轴节、主箱体和电机，由柴油机连接带动的柴油机输入联轴节与齿轮箱输入联轴节及输入前轴相连接，输入前轴的一端空套有输入传动齿轮，输入传动齿轮内左侧设置由内摩擦片A、外摩擦片A、左活塞和左返回弹簧组成的柴油机离合器，用于控制输入前轴与输入传动齿轮之间的传动；
输入前轴通过滑动轴承与输入轴连接，输入传动齿轮固装在输入轴上，输入轴上空套有顺车主动齿轮，在输入传动齿轮内右侧设置由右活塞、内摩擦片B、外摩擦片B和右返回弹簧组成的顺车离合器，用于控制输入轴和顺车主动齿轮之间的传动；
输入传动齿轮与固装在倒车传动轴上的倒车传动齿轮相啮合，倒车主动齿轮空套在倒车传动轴上，倒车传动齿轮内设置由倒车内摩擦片、倒车外摩擦片、倒车活塞及倒车返回弹簧组成的倒车离合器，用于控制倒车主动齿轮和倒车传动轴之间的传动；
顺车主动齿轮和倒车主动齿轮分别与输出齿轮相啮合，输出齿轮固装在输出轴上，用于输出动力的输出联轴节固装在输出轴的端部；
所述的电机通过电机连接板安装在主箱体上并与电机输入轴的一端连接，电机输入轴的另一端装有电机油泵，电机主动齿轮空套在电机输入轴上，电机输入轴上固装有电机离合器外壳，电机离合器外壳内设置由电机内摩擦片、电机外摩擦片、返回弹簧和电机活塞组成的电机离合器，用于控制电机主动齿轮和电机输入轴之间的传动，输入传动齿轮又与电机主动齿轮相啮合。
作为进一步的技术方案，所述的输入前轴通过轴承A、轴承G支承在前箱体上，电机输入轴由轴承H、轴承I支承在主箱体上；输入油泵主动齿轮固装在输入前轴上并与固装在油泵轴上的油泵从动齿轮相啮合，油泵轴的一端与油泵相连；
柴油机工作带动输入前轴转动，通过油泵将齿轮箱工作油输送到左活塞，左活塞随之移动，压紧外摩擦片A、内摩擦片A，使输入传动齿轮转动，实现柴油机驱动齿轮箱工作；
电机工作带动电机输入轴转动，电机输入轴的一端与电机油泵相连接，通过电机油泵将齿轮箱工作油输送到电机活塞，电机活塞随之移动，压紧电机外摩擦片、电机内摩擦片，使电机主动齿轮转动，同时带动输入传动齿轮一起转动，实现电机驱动齿轮箱工作；
通过油泵将齿轮箱工作油输送到右活塞，右活塞随之移动，压紧外摩擦片B、内摩擦片B，使顺车主动齿轮转动，并带动输出齿轮一起转动，齿轮箱功率经输出轴，并通过输出联轴节传至螺旋桨，实现齿轮箱顺车工况工作；
通过油泵将齿轮箱工作油输送到倒车活塞，倒车活塞随之移动，压紧倒车内摩擦片、倒车外摩擦片，使倒车主动齿轮转动，并带动输出齿轮一起转动，齿轮箱功率经输出轴，并通过输出联轴节传至螺旋桨，实现齿轮箱倒车工况工作；
当输入传动齿轮内的柴油机离合器结合且电机离合器也结合，同时输入传动齿轮内的顺车离合器脱开且倒车传动齿轮内的倒车离合器也脱开，此时柴油机给电机发电，充电，机组变成一种新的发电机组使用。
本发明的有益效果为：将柴油机(原动机)及一台电机同时安装在具有倒顺车功能的船用齿轮箱上，可实现柴油机的动力驱动齿轮箱、电机动力驱动齿轮箱或柴油机和电机的动力同时驱动齿轮箱，或柴油机对电机进行发电或充电。使船艇可以高速、双动力快速航行，或低速静音航行，或变成发电充电的一种发电机组使用。达到节能效果；并使柴油机多余能量可直接给电瓶充电，保证续航。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视结构示意图。
图3为图1的B-B剖视结构示意图。
附图标记说明：柴油机输入联轴节1、前箱体2、齿轮箱输入联轴节3、输入前轴4、轴承A5、输入油泵主动齿轮6、油泵轴7、轴承B8、轴承C9、油泵从动齿轮10、油泵11、内摩擦片A12、外摩擦片A13、左活塞14、左返回弹簧15、输入传动齿轮16、右活塞17、内摩擦片B18、外摩擦片B19、右返回弹簧20、顺车主动齿轮21、输入轴22、轴承D23、主箱体24、输出齿轮25、输出联轴节26、轴承E27、输出轴28、轴承F29、滑动轴承30、轴承G31、电机油泵32、电机输入轴33、轴承H34、电机主动齿轮35、返回弹簧36、电机内摩擦片37、电机外摩擦片38、轴承I39、电机连接板40、电机41、电机离合器外壳42、倒车传动齿轮43、轴承J44、倒车主动齿轮45、倒车传动轴46、倒车内摩擦片47、倒车外摩擦片48、倒车活塞49、倒车返回弹簧50、轴承K51、电机活塞52、柴油机离合器53、电机离合器54。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
实施例：如附图1～3所示，这种油电混合电机外挂式动力输入船用齿轮箱，主要包括柴油机输入联轴节1、主箱体24和电机41，由柴油机连接带动的柴油机输入联轴节1与齿轮箱输入联轴节3及输入前轴4相连接，输入前轴4的一端空套有输入传动齿轮16，输入传动齿轮16内左侧设置由内摩擦片A12、外摩擦片A13、左活塞14和左返回弹簧15组成的柴油机离合器53，用于控制输入前轴4与输入传动齿轮16之间的传动；输入前轴4通过滑动轴承与输入轴22连接，输入传动齿轮16固装在输入轴22上，输入轴22上空套有顺车主动齿轮21，在输入传动齿轮16内右侧设置由右活塞17、内摩擦片B18、外摩擦片B19和右返回弹簧20组成的顺车离合器，用于控制输入轴22和顺车主动齿轮21之间的传动；输入传动齿轮16与固装在倒车传动轴46上的倒车传动齿轮43相啮合，倒车主动齿轮45空套在倒车传动轴46上，倒车传动齿轮43内设置由倒车内摩擦片47、倒车外摩擦片48、倒车活塞49及倒车返回弹簧50组成的倒车离合器，用于控制倒车主动齿轮45和倒车传动轴46之间的传动；
顺车主动齿轮21和倒车主动齿轮45分别与输出齿轮25相啮合，输出齿轮25固装在输出轴28上，用于输出动力的输出联轴节26固装在输出轴28的端部；
所述的电机41通过电机连接板40安装在主箱体24上并与电机输入轴33的一端连接，电机输入轴33的另一端装有电机油泵32，电机主动齿轮35空套在电机输入轴33上，电机输入轴33上固装有电机离合器外壳42，电机离合器外壳42内设置由电机内摩擦片37、电机外摩擦片38、返回弹簧36和电机活塞52组成的电机离合器54，用于控制电机主动齿轮35和电机输入轴33之间的传动，输入传动齿轮16又与电机主动齿轮35相啮合。
作为进一步的技术方案，所述的输入前轴4通过轴承A5、轴承G31支承在前箱体2上，电机输入轴33由轴承H34、轴承I39支承在主箱体24上；输入油泵主动齿轮6固装在输入前轴4上并与固装在油泵轴7上的油泵从动齿轮10相啮合，油泵轴7的一端与油泵11相连；油泵轴7通过轴承B8、轴承C9轴承在前箱体2上；输入轴22通过轴承D23支承在主箱体24上；输出轴28通过轴承E27、轴承F29支承在主箱体24上；倒车传动轴46通过轴承J44、轴承K51支承在主箱体24上；
柴油机工作带动输入前轴4转动，通过油泵11将齿轮箱工作油输送到左活塞14，左活塞14随之移动，压紧外摩擦片A13、内摩擦片A12，使输入传动齿轮16转动，实现柴油机驱动齿轮箱工作；
电机41工作带动电机输入轴33转动，电机输入轴33的一端与电机油泵32相连接，通过电机油泵32将齿轮箱工作油输送到电机活塞52，电机活塞52随之移动，压紧电机外摩擦片38、电机内摩擦片37，使电机主动齿轮35转动，同时带动输入传动齿轮16一起转动，实现电机驱动齿轮箱工作；
通过油泵11将齿轮箱工作油输送到右活塞17，右活塞17随之移动，压紧外摩擦片19B、内摩擦片18B，使顺车主动齿轮21转动，并带动输出齿轮25一起转动，齿轮箱功率经输出轴28，并通过输出联轴节26传至螺旋桨，实现齿轮箱顺车工况工作；
通过油泵11将齿轮箱工作油输送到倒车活塞49，倒车活塞49随之移动，压紧倒车内摩擦片47、倒车外摩擦片48，使倒车主动齿轮45转动，并带动输出齿轮25一起转动，齿轮箱功率经输出轴28，并通过输出联轴节26传至螺旋桨，实现齿轮箱倒车工况工作；
当输入传动齿轮16内的柴油机离合器53结合且电机离合器54也结合，同时输入传动齿轮16内的顺车离合器脱开且倒车传动齿轮43内的倒车离合器也脱开，此时柴油机给电机41发电，充电，机组变成一种新的发电机组使用。
本发明的工作过程：
当仅柴油机驱动齿轮箱工作时，电机活塞52在返回弹簧36的作用下返回，电机外摩擦片38与电机内摩擦片37脱开，即电机41处于停机状态；同时输入传动齿轮16内的左活塞14移动，压紧内摩擦片A12及外摩擦片A13，此时输入传动齿轮16随柴油机的工作而转动，根据行船需要控制右活塞17或倒车活塞49移动，实现顺车或倒车工况工作。
当仅电机驱动齿轮箱工作时，输入传动齿轮16内的左活塞14在左返回弹簧15的作用下返回，内摩擦片A12及外摩擦片A13脱开，即柴油机处于停机状态；同时电机活塞52移动，压紧电机外摩擦片38、电机内摩擦片37使电机主动齿轮35转动，带动与电机主动齿轮35相啮合的输入传动齿轮16转动，根据行船需要控制右活塞17或倒车活塞49移动，实现顺车或倒车工况工作。
当柴油机与电机41同时驱动齿轮箱工作时，输入传动齿轮16内的左活塞14移动，压紧内摩擦片A12及外摩擦片A13，此时输入传动齿轮16随柴油机的工作而转动，同时电机活塞52移动，压紧电机外摩擦片38、电机内摩擦片37使电机主动齿轮35转动，带动与电机主动齿轮35相啮合的输入传动齿轮16转动，即柴油机和电机41共同驱动输入传动齿轮16转动，实现船只高速航行。
当输入传动齿轮16内的柴油机离合器53结合且电机离合器54也结合，同时输入传动齿轮16内的顺车离合器脱开且倒车传动齿轮43内的倒车离合器也脱开，此时齿轮箱输出齿轮25不转动，柴油机对电机41驱动，进行发电或充电，机组变成一种新的发电机组使用，保持后续使用。
可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种油电混合电机外挂式动力输入船用齿轮箱，其特征在于：主要包括柴油机输入联轴节(1)、主箱体(24)和电机(41)，由柴油机连接带动的柴油机输入联轴节(1)与齿轮箱输入联轴节(3)及输入前轴(4)相连接，输入前轴(4)的一端空套有输入传动齿轮(16)，输入传动齿轮(16)内左侧设置由内摩擦片A(12)、外摩擦片A(13)、左活塞(14)和左返回弹簧(15)组成的柴油机离合器(53)，用于控制输入前轴(4)与输入传动齿轮(16)之间的传动；
输入前轴(4)通过滑动轴承与输入轴(22)连接，输入传动齿轮(16)固装在输入轴(22)上，输入轴(22)上空套有顺车主动齿轮(21)，在输入传动齿轮(16)内右侧设置由右活塞(17)、内摩擦片B(18)、外摩擦片B(19)和右返回弹簧(20)组成的顺车离合器，用于控制输入轴(22)和顺车主动齿轮(21)之间的传动；
输入传动齿轮(16)与固装在倒车传动轴(46)上的倒车传动齿轮(43)相啮合，倒车主动齿轮(45)空套在倒车传动轴(46)上，倒车传动齿轮(43)内设置由倒车内摩擦片(47)、倒车外摩擦片(48)、倒车活塞(49)及倒车返回弹簧(50)组成的倒车离合器，用于控制倒车主动齿轮(45)和倒车传动轴(46)之间的传动；
顺车主动齿轮(21)和倒车主动齿轮(45)分别与输出齿轮(25)相啮合，输出齿轮(25)固装在输出轴(28)上，用于输出动力的输出联轴节(26)固装在输出轴(28)的端部；
所述的电机(41)通过电机连接板(40)安装在主箱体(24)上并与电机输入轴(33)的一端连接，电机输入轴(33)的另一端装有电机油泵(32)，电机主动齿轮(35)空套在电机输入轴(33)上，电机输入轴(33)上固装有电机离合器外壳(42)，电机离合器外壳(42)内设置由电机内摩擦片(37)、电机外摩擦片(38)、返回弹簧(36)和电机活塞(52)组成的电机离合器(54)，用于控制电机主动齿轮(35)和电机输入轴(33)之间的传动，输入传动齿轮(16)又与电机主动齿轮(35)相啮合。
2.根据权利要求1所述的油电混合电机外挂式动力输入船用齿轮箱，其特征在于：所述的输入前轴(4)通过轴承A(5)、轴承G(31)支承在前箱体(2)上，电机输入轴(33)由轴承H(34)、轴承I(39)支承在主箱体(24)上；输入油泵主动齿轮(6)固装在输入前轴(4)上并与固装在油泵轴(7)上的油泵从动齿轮(10)相啮合，油泵轴(7)的一端与油泵(11)相连；
柴油机工作带动输入前轴(4)转动，通过油泵(11)将齿轮箱工作油输送到左活塞(14)，左活塞(14)随之移动，压紧外摩擦片A(13)、内摩擦片A(12)，使输入传动齿轮(16)转动，实现柴油机驱动齿轮箱工作；
电机(41)工作带动电机输入轴(33)转动，电机输入轴(33)的一端与电机油泵(32)相连接，通过电机油泵(32)将齿轮箱工作油输送到电机活塞(52)，电机活塞(52)随之移动，压紧电机外摩擦片(38)、电机内摩擦片(37)，使电机主动齿轮(35)转动，同时带动输入传动齿轮(16)一起转动，实现电机驱动齿轮箱工作；
通过油泵(11)将齿轮箱工作油输送到右活塞(17)，右活塞(17)随之移动，压紧外摩擦片(19)B、内摩擦片(18)B，使顺车主动齿轮(21)转动，并带动输出齿轮(25)一起转动，齿轮箱功率经输出轴(28)，并通过输出联轴节(26)传至螺旋桨，实现齿轮箱顺车工况工作；
通过油泵(11)将齿轮箱工作油输送到倒车活塞(49)，倒车活塞(49)随之移动，压紧倒车内摩擦片(47)、倒车外摩擦片(48)，使倒车主动齿轮(45)转动，并带动输出齿轮(25)一起转动，齿轮箱功率经输出轴(28)，并通过输出联轴节(26)传至螺旋桨，实现齿轮箱倒车工况工作；
当输入传动齿轮(16)内的柴油机离合器(53)结合且电机离合器(54)也结合，同时输入传动齿轮(16)内的顺车离合器脱开且倒车传动齿轮(43)内的倒车离合器也脱开，此时柴油机给电机(41)发电，充电，机组变成一种新的发电机组使用。
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