CN113939450A - 具有换挡机构的船用舷外马达 - Google Patents

Abstract

提供一种船用舷外马达(2)，其具有齿轮箱(40)、在所述齿轮箱内围绕螺旋桨轴的轴线(34)可转动的螺旋桨轴(29)、具有驱动齿轮(35)的驱动轴(27)、用于将所述驱动齿轮与螺旋桨轴选择性地接合的离合器机构(50)以及配置为操作所述离合器机构的换挡机构(60)。所述换挡机构包括相对于齿轮箱固定并沿或平行于所述螺旋桨轴的轴线延伸的支撑轴(70)、沿所述支撑轴可滑动并连接到所述离合器机构的离合器构件(53)的换挡梭(80)、枢转地安装在所述支撑轴上的换挡指(90)以及通过可释放的联接来联接到所述换挡指的换挡杆(61)。所述换挡指配置为在所述换挡指通过换挡杆围绕换挡杆轴线转动时，沿所述支撑轴移动换挡梭以操作所述离合器构件。还提供一种包括这种船用舷外马达的船舶。

Description

具有换挡机构的船用舷外马达

技术领域

本发明涉及一种船用舷外马达，其具有驱动轴、用于将驱动轴与螺旋桨轴选择性地接合的离合器机构以及用于操作离合器机构以将驱动力从驱动轴选择性地传递到螺旋桨轴的换挡机构。

背景技术

为了推进船舶，舷外马达通常附接到船舶的船尾。舷外马达通常由三个段部组成：包括内燃机的上部动力头；包括经由驱动轴连接到内燃机的螺旋桨轴的下段部；以及限定用于将废气从上段部输送到下段部的废气流动路径的中间段部。在传统的舷外马达中，驱动轴在竖直方向上延伸并且在其下端部处具有驱动齿轮(例如锥齿轮)，该驱动齿轮通过由换挡机构操作的离合器机构来与螺旋桨轴选择性地接合。螺旋桨轴、离合器机构和换挡机构通常容纳在马达的下段部中的齿轮箱或变速器铸件中。

通常，离合器机构具有前进挡齿轮、倒挡齿轮和通常呈牙嵌离合器或牙嵌环形式的可移动的离合器构件。前进挡齿轮和倒挡齿轮通常可围绕螺旋桨轴自由转动，并始终与在驱动轴的端部处的驱动齿轮的相对侧接合，以使得前进挡齿轮和倒挡齿轮总是由驱动轴来驱动为在相反的方向上转动。离合器构件通常围绕螺旋桨轴延伸并且可通过换挡机构沿螺旋桨轴的轴线方向滑动，但可转动地固定到螺旋桨轴，以使得离合器构件与螺旋桨轴一起转动。当离合器构件通过换挡机构沿螺旋桨轴轴向地移动到前进挡位置时，离合器构件与前进挡齿轮接合，并且螺旋桨轴通过锥齿轮、前进挡齿轮和离合器构件的啮合来在前进的方向上被驱动。当牙嵌离合器在相反方向上轴向地移动到倒挡位置时，离合器构件与倒挡齿轮接合并且螺旋桨轴在反向方向上被驱动。

船用舷外马达的换挡机构通常包括换挡梭或“滑块”，由竖直延伸通过齿轮箱的上壁中的检修孔的换挡杆来操作该换挡梭或“滑块”。换挡梭通常安装在螺旋桨轴的端部处并连接到离合器构件。换挡杆通常经由换挡指或“换挡曲柄”来与换挡梭接合，该换挡指或“换挡曲柄”固定到换挡杆的下端部，并且当换挡杆转动时围绕换挡杆轴线转动以转出一个圆弧。以这种方式，换挡指能够相对于螺旋桨轴轴向地移动换挡梭，从而将离合器构件移动到前进挡、空挡或倒挡位置。虽然这种换挡机构在操作期间运行良好，但在组装期间通过齿轮箱的上壁中的检修孔插入换挡杆之前，必须将换挡指固定到换挡杆，否则该换挡指将在齿轮箱内松动。因此，齿轮箱的上壁中的检修孔的尺寸必须容纳换挡杆和换挡指的合并宽度。这导致了能够影响齿轮箱铸件的强度的相当大的孔。此外，很难将换挡梭与换挡指按照这种方式对齐，从而导致组装延迟。

本发明试图提供一种改进的船用舷外马达，其克服或减轻与现有技术相关联的一个或更多个问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种船用舷外马达，其包括齿轮箱、螺旋桨轴、驱动轴、离合器机构和换挡机构；所述螺旋桨轴可以在齿轮箱内围绕螺旋桨轴的轴线转动；所述驱动轴具有驱动齿轮；所述离合器机构用于将驱动齿轮与螺旋桨轴选择性地接合，离合器机构包括离合器构件，该离合器构件配置为将驱动力从驱动轴选择性地传递到螺旋桨轴；所述换挡机构容纳在齿轮箱中并配置为操作离合器机构，该换挡机构包括支撑轴、换挡梭、换挡指和换挡杆；所述支撑轴相对于齿轮箱固定并沿着或平行于螺旋桨轴的轴线延伸；所述换挡梭可以沿着支撑轴滑动并连接到离合器构件；所述换挡指枢转地安装在支撑轴上；所述换挡杆延伸通过齿轮箱的壁并通过可释放的联接来联接到换挡指，以使得换挡指相对于换挡杆围绕换挡杆轴线来枢转地固定，其中所述换挡指与换挡梭接合为使得在换挡指通过换挡杆围绕换挡杆轴线转动时，换挡梭通过换挡指沿支撑轴移动以操作离合器构件。

在该布置下，换挡指不固定到换挡杆，而是作为包括换挡梭和支撑轴的子组件的一部分被提供，并由支撑轴支撑在齿轮箱内的适当位置。这与现有系统不同，在现有系统中，换挡梭在壳体中运行并且换挡指固定到换挡杆。由于提供了支撑轴，因此能够省略壳体，从而导致换挡机构的直径和质量减少。然后换挡机构能够被组装为螺旋桨轴子组件的一部分，该子组件足够小以穿过变速器中前轴承的内圈进给，从而大大简化了组装。此外，通过将换挡指和换挡梭两者都布置在支撑轴上，换挡指和换挡梭能够在插入到齿轮箱中之前被正确地对准。这避免了在插入组合的换挡指和换挡杆期间将换挡指与换挡梭对准并接合的困难且耗时的组装过程，该组装过程在许多现有布置下通常是必须的。

此外，由于换挡指安装在支撑轴上，并且不是固定到换挡杆，齿轮箱的壁中的检修孔(在组装期间通过该检修孔来插入换挡杆)只需要足够宽以容纳换挡杆直径，而不需要如现有布置中必须的足够宽以容纳换挡杆和换挡指的组合宽度。该减小的检修孔尺寸能够导致齿轮箱的强度和刚度的增加。它还能够减少齿轮箱的漏出的油量或通过检修孔进入到齿轮箱中的水量。

换挡杆可以包括腔体，换挡指的一部分容纳在该腔体内以可释放地联接换挡指与换挡杆。优选地，换挡指包括腔体，换挡杆可移除地容纳在该腔体内以将换挡杆联接到换挡指。腔体可以是盲腔或通孔。

换挡杆与换挡指通过可释放的联接来可释放地联接。换挡指通过可释放的联接相对于换挡杆来枢转地固定，以使得换挡指和换挡杆围绕换挡杆轴线一起转动。

可释放的联接可以包括在开口的内侧壁上的一个或更多个非转动对称的表面和在换挡杆上的一个或更多个对应的非转动对称的表面，该一个或更多个对应的非转动对称的表面与在开口的内侧壁上的一个或更多个非转动对称的表面接合以防止相对转动。例如，换挡杆的端部和开口可以各自具有三角形或其他多边形横截面。

优选地，可释放的联接包括在换挡杆和换挡指中的一个中的凹部以及在换挡杆和换挡指中的另一个上的对应的突起，其中所述凹部和突起被配置为使得当突起容纳在凹部中时，防止换挡杆与换挡指之间围绕换挡杆轴线的相对转动。例如，换挡杆可以包括在其端部表面中的凹部，该凹部与换挡指上的对应的突起接合以防止换挡杆与换挡指之间围绕换挡杆轴线的相对转动。在换挡指包括腔体，换挡杆可移除地容纳在该腔体内的情况下，换挡指上的突起可以设置在腔体内。凹部在沿换挡杆轴线的方向上敞开。因此，在换挡指已经组装在齿轮箱中之后，当换挡杆插入到齿轮箱中时，突起能够插入到凹部中。

优选地，换挡指包括腔体，换挡杆可移除地容纳在该腔体内以将换挡杆联接到换挡指，并且可释放的联接的突起包括延伸穿过腔体的销。所述销可以延伸穿过换挡指中的开口的整个宽度。

在可释放的联接的突起包括延伸穿过腔体的销的情况下，凹部优选地包括在换挡杆的端部表面中的槽，当换挡杆容纳在换挡指的腔体中时，销容纳在该槽中。这能够提供一种极其有效的转动地联接换挡杆与换挡指的方法，该方法制造简单且便于组装。

优选地，支撑轴与螺旋桨轴是同心的。在这种实施例中，支撑轴沿螺旋桨轴的轴线延伸。这能够帮助最小化换挡组件和齿轮箱的重量和尺寸。在其他示例中，支撑轴可以沿与螺旋桨轴的轴线偏离的轴线延伸。这可能需要增加齿轮箱的体积。

优选地，支撑轴直接固定到齿轮箱。例如，支撑轴可以螺栓固定到齿轮箱。

优选地，支撑轴通过延伸通过齿轮箱的螺纹连接器(例如螺栓)直接固定到齿轮箱。通过使支撑轴能够容易地从齿轮箱的外部固定，这能够有利于换挡机构在齿轮箱中的组装。支撑轴可以进一步通过弹形挡圈保持。

优选地，换挡指延伸通过换挡梭中的孔。孔可以由通过换挡梭的交叉钻孔形成。换挡指可以经由孔与换挡梭接合。这提供了简单的连接。

优选地，离合器机构还包括至少一个齿轮，所述至少一个齿轮与驱动齿轮接合并且配置为围绕螺旋桨轴自由转动。

优选地，离合器构件可转动地固定到螺旋桨轴并且可以相对于螺旋桨轴沿螺旋桨轴的轴线移动，以及换挡梭配置为沿螺旋桨轴的轴线移动离合器构件以将离合器构件与至少一个齿轮选择性地接合，以将驱动力从驱动轴传递到螺旋桨轴。

所述至少一个齿轮可以包括与驱动齿轮接合以在前进方向上转动的前进挡齿轮。当离合器构件与前进挡齿轮接合时，驱动力在前进方向上从驱动轴传递到螺旋桨轴。所述至少一个齿轮可以包括倒挡齿轮，该倒挡齿轮与驱动齿轮接合以在反向方向上转动。当离合器构件与倒挡齿轮接合时，驱动力在反向方向上从驱动轴传递到螺旋桨轴。

优选地，所述至少一个齿轮包括与驱动齿轮接合以在前进方向上转动的前进挡齿轮和与驱动齿轮接合以在反向方向上转动的倒挡齿轮。

优选地，离合器构件设置在前进挡齿轮与倒挡齿轮之间并且通过换挡机构沿螺旋桨轴的轴线在前进挡位置与倒挡位置之间可移动，离合器构件在该前进挡位置中与前进挡齿轮接合，离合器构件在该倒挡位置中与倒挡齿轮接合。离合器构件可以移动到空挡位置，在该空挡位置该离合器构件不与前进挡齿轮或倒挡齿轮中的任一个接合，从而没有驱动力从驱动轴传递到螺旋桨轴。

离合器构件可以安装在螺旋桨轴的一侧上。优选地，离合器构件围绕螺旋桨轴延伸。

离合器构件优选地包括牙嵌环。牙嵌环可以包括多个接合凹部和/或突起，当牙嵌环与至少一个齿轮选择性地接合时，这些接合凹部和/或突起与至少一个齿轮上的对应的接合凹部和/或突起配合。

船用舷外马达可以包括配置为驱动驱动轴的内燃机。内燃机可以包括发动机组和至少一个汽缸。发动机组可以包括单个汽缸。优选地，发动机组包括多个汽缸。

如本文所用，术语“发动机组”是指其中提供发动机的至少一个汽缸的实心结构。该术语可以指汽缸组与汽缸盖和曲轴箱的组合，或仅指汽缸组。发动机组可以由单个发动机组铸件形成。发动机组可由例如使用螺栓连接在一起的多个单独的发动机组铸件形成。

发动机组可以包括单个汽缸组。

发动机组可以包括第一汽缸组和第二汽缸组。第一和第二汽缸组可以布置成V型配置。

发动机组可以包括三个汽缸组。所述三个汽缸组可以布置成宽箭头型配置。发动机组可以包括四个汽缸组。所述四个汽缸组可以布置成W型或双V型配置。

内燃机可以布置在任何合适的取向上。优选地，内燃机是竖直轴线内燃机。在这种发动机中，内燃机包括竖直地安装在发动机中的曲轴。曲轴可以经由一个或更多个中间部件直接或间接地连接到驱动轴。

内燃机可以是汽油发动机。优选地，内燃机是柴油发动机。内燃机可以是涡轮增压柴油发动机。

根据本发明的第二方面，提供了一种包括本发明第一方面的船用舷外马达的船舶。

在本申请的范围内，明确指出的是，在前述段落、权利要求和/或下面说明书和附图中阐述的各个方面、实施例、示例和替换方案，尤其是其中的各个特征可以是独立地或任意组合使用。即，所有实施例和/或任何实施例的特征能够以任何方式和/或任何组合进行组合，除非这些特征不兼容。申请人相应地保留修改任何最初提交的权利要求或提交任何新的权利要求的权利，其包括修改任何最初提交的权利要求以从属和/或合并任何其他权利要求的任何特征的权利，尽管最初未以这种方式提出权利要求。

附图说明

本发明的进一步特征和优点将在下文中仅以举例的方式并参考附图进行进一步描述，其中：

图1是具有船用舷外马达的轻型船舶的示意性侧视图；

图2A示出了处于倾斜位置的船用舷外马达的示意性表示；

图2B至2D示出了船用舷外马达的各种纵倾位置和船舶在水体中的对应取向；

图3示出了根据本发明的船用舷外马达的示意性横截面图；以及

图4示出了图3的船用舷外马达的齿轮箱的放大横截面示图；

图5示出了图4的齿轮箱的前部的立体横截面示图，示出了换挡机构和离合器机构；以及

图6示出了图5的换挡机构的立体示图。

具体实施方式

图1示出了具有船用舷外马达2的船舶1的示意性侧视图。船舶1可以是适合与船用舷外马达一起使用的任何种类的船舶，例如小艇或水肺潜水船。图1中所示的船用舷外马达2附接到船舶1的船尾。船用舷外马达2连接到燃料箱3，该燃料箱通常容纳在船舶1的船体内。来自容器或箱3的燃料经由燃料管线4提供给船用舷外马达2。燃料管线4可以是布置在燃料箱3与船用舷外马达2之间的一个或更多个过滤器、低压泵和分离器箱(用于防止水进入船用舷外马达2)的集体布置的表示。

如下文将更详细地描述的，船用舷外马达2通常分为三个段部：上段部21、中段部22和下段部23。所述中段部22和下段部23通常统称为腿段部，并且腿部容纳排气系统。螺旋桨8可转动地布置在船用舷外马达2的下段部23(也称为齿轮箱)处的螺旋桨轴29上。当然，在运行中，螺旋桨8至少部分地浸没在水中并且可以以不同的转动速度进行操作以推进船舶1。

通常，船用舷外马达2借助于枢轴销枢转地连接到船舶1的船尾。围绕枢轴销的枢转运动使操作者能够以本领域已知的方式围绕水平轴线倾斜和纵倾船用舷外马达2。此外，如本领域公知的，船用舷外马达2也枢转地安装到船舶1的船尾，以便能够围绕大体上竖直的轴线枢转以操纵船舶1。

倾斜是将船用舷外马达2升高到足够远使得整个船用舷外马达2能够完全升出水面的运动。倾斜船用舷外马达2可以在船用舷外马达2关闭或处于空挡的情况下进行。然而，在一些情况下，船用舷外马达2可以配置为允许船用舷外马达2在倾斜范围内有限地运转，以便能够在浅水中运行。因此，船用发动机组件主要在基本竖直的方向上利用腿部的纵向轴线进行操作。因此，在船用舷外马达2的正常运行期间，与船用舷外马达2的腿部的纵向轴线基本上平行的船用舷外马达2的发动机的曲轴将通常定向在竖直取向上，但是在某些操作条件下，尤其是在浅水域中船舶上操作时，也可以定向在非竖直方向上。与发动机组件的腿部的纵向轴线基本上平行定向的船用舷外马达2的曲轴也能够称为竖直曲轴装置。与发动机组件的腿部的纵向轴线基本上垂直定向的船用舷外马达2的曲轴也能够称为水平曲轴装置。

如先前所述，为了正常工作，船用舷外马达2的下段部23需要延伸到水中。然而，在极浅的水域中，或者将船舶从拖车上放下水时，如果船用舷外马达2处于向下倾斜的位置，所述船用舷外马达的下段部23可能在海床或船坡道上拖曳。将船用舷外马达2倾斜到其向上倾斜的位置(如图2A中所示的位置)防止对下段部23和螺旋桨8的这种损坏。

相比之下，如图2B至2D的三个示例中所示，纵倾是在从完全向下位置到向上几度的较小范围内移动船用舷外马达2的机构。纵倾有助于将螺旋桨8的推力引向将提供船舶1的燃料效率、加速度和高速运行的最佳组合的方向。

当船舶1在平面上时(即，当船舶1的重量主要由流体动力升力而不是流体静力升力支撑时)，船首向上的配置导致更小的阻力、更高的稳定性和更高的效率。如图2B所示，这通常是当船只或船舶1的龙骨线向上大约三到五度时的情况。

如图2C所示的位置，过多的向外纵倾会使船舶1的船首在水中过高。在该配置中，因为船舶1的船体推动水并且导致更多的空气阻力，所以性能和经济性降低。过度的向外纵倾还能够导致螺旋桨通风，从而导致性能进一步降低。在甚至更严重的情况下，船舶1可能跳入水中，这可能会将操作员和乘客扔到船外。

向内纵倾将导致船舶1的船首向下，这将有助于从静止启动进行加速。如图2D所示，过多的向内纵倾会导致船舶1“犁”过水面，从而降低燃料经济性并使其难以提高速度。在高速下，向内纵倾甚至可以导致船舶1的不稳定。

转向图3，示出了根据本发明的一个实施例的舷外马达2的示意性横截面。舷外马达2包括用于执行上述倾斜和纵倾操作的倾斜和纵倾机构10。在该实施例中，倾斜和纵倾机构10包括液压致动器11，经由电控制系统能够操作该液压致动器以倾斜和纵倾舷外马达2。替换地，提供手动的倾斜和纵倾机构也是可行的，其中操作者用手而不是使用液压致动器来枢转舷外马达2。

如上文所述，舷外马达2通常分为三个段部。上段部21(也称为动力头)包括为船舶1提供动力的内燃机100。整流罩25设置在发动机100周围。与上段部21或动力头相邻并在其下方延伸地设置有中段部22和下段部23。所述下段部23与中段部22相邻并在其下方延伸，并且中段部22将上段部21连接到下段部23。中段部22容纳驱动轴27，该驱动轴在内燃机100与螺旋桨轴29之间延伸并且经由浮动连接器33(例如花键连接)连接到内燃机的曲轴31。螺旋桨轴29被支撑以用于围绕大致上水平的螺旋桨轴的轴线34转动。在驱动轴27的下端部处设置齿轮箱/变速器，该齿轮箱/变速器将驱动轴27的转动能量供应给在水平方向上的螺旋桨8。更详细地说，如下面关于图4至图6所讨论的，驱动轴27的底端通过离合器机构50可转动地连接到螺旋桨8的螺旋桨轴29，该离合器机构由换挡机构60操作。离合器机构50和换挡机构60容纳在下段部23的下端部处的齿轮箱40中。在该示例中，齿轮箱具有鱼雷形状。换挡机构60包括换挡杆61，该换挡杆竖直延伸通过舷外马达2并通过齿轮箱40的上壁42中的检修孔41。由位于动力头中的换挡致动器(未示出)来转动换挡杆61，以操作离合器机构50。中段22和下段23形成排气系统，该排气系统限定了用于将废气从内燃机100的废气出口170输送到舷外马达2之外的废气流动路径。

如图3中示意性地示出，内燃机100包括发动机组110、用于将空气流输送到发动机组中的汽缸的进气歧管120和配置成引导来自汽缸的废气流的排气歧管130。在该示例中，发动机100还包括可选的废气再循环(EGR)系统140，该废气再循环(EGR)系统配置为将一部分废气流从排气歧管130再循环到进气歧管120。EGR系统包括用于冷却再循环废气的热交换器150或“EGR冷却器”。内燃机100是涡轮增压的，并因此还包括连接到排气歧管130并连接到进气歧管120的涡轮增压器160。在使用中，废气从发动机组110中的每个汽缸排出并且由排气歧管130引导离开发动机组110。在发动机包括EGR系统140的情况下，一部分废气被转移到热交换器150。剩余的废气从排气歧管130输送到涡轮增压器160的涡轮机壳体161，其中该剩余的废气在经由发动机排气出口170离开涡轮增压器160和发动机100之前被引导通过涡轮。由转动的涡轮所驱动的涡轮增压器的压缩机壳体164通过进气口171吸入环境空气并将加压的进气输送到进气歧管120。发动机100还包括为润滑发动机组中的运动部件的发动机润滑流体回路和涡轮增压器润滑系统(图3中未示出)。

如图4至图6所示，齿轮箱40容纳离合器机构50和换挡机构60，驱动轴27通过所述离合器机构和换挡机构可以连接到螺旋桨轴29。离合器机构50包括前进挡齿轮51、倒挡齿轮52和以牙嵌离合器或牙嵌环53形式的可移动离合器构件。前进挡齿轮51和倒挡齿轮52支撑在定位于其相应的外表面与齿轮箱40的壁42的内表面之间的轴承54上，以使得前进挡齿轮51和倒挡齿轮52在齿轮箱40内可自由地转动。前进挡齿轮51和倒挡齿轮52始终与固定在驱动轴27下端处的驱动齿轮35的相对侧啮合，使得前进挡齿轮51和倒挡齿轮52总是由驱动轴27驱动为在相反的方向上转动。离合器构件53围绕螺旋桨轴27延伸并且沿螺旋桨轴的轴线34在螺旋桨轴29的表面上可滑动，但可转动地固定到螺旋桨轴29，以使得离合器构件53和螺旋桨轴29围绕螺旋桨轴的轴线34一起转动。在该示例中，离合器构件53经由螺旋桨轴上的多个花键38连接到螺旋桨轴29。螺旋桨轴29可转动地支撑在轴承43上的齿轮箱40内，该轴承定位在螺旋桨轴29的外表面与前进挡齿轮51和倒挡齿轮52的内表面之间。因此，前进挡齿轮51和倒挡齿轮52围绕螺旋桨轴29自由转动。离合器机构50还包括离合器致动轴55，该离合器致动轴在离合器构件53和螺旋桨轴29内沿螺旋桨轴的轴线34延伸。离合器致动轴55由离合器销56锁定以用于与离合器构件53转动，该离合器销延伸通过旋桨轴29中的铣出段部、通过离合器致动轴55并进入到离合器构件53中。因此，离合器致动轴55与螺旋桨轴29和离合器构件53围绕螺旋桨轴的轴线34转动。

换挡机构60容纳在齿轮箱40中并且配置为操作离合器机构50。换挡机构60包括换挡杆61、支撑轴70、换挡梭80和换挡指或“换挡曲柄”90。

换挡杆61包括空心圆杆62，该空心圆杆沿换挡杆轴线65竖直延伸并延伸通过齿轮箱40上壁42中的检修孔41，并且该换挡杆具有固定在其下端部处的联接插头63。联接插头63在其端部表面具有槽64。

支撑轴70与螺旋桨轴29同心并且在该支撑轴的前端部处支撑在延伸通过齿轮箱40的鼻部的孔44内。支撑轴70由从齿轮箱40的外部延伸到孔44中的螺栓71和由靠在齿轮箱40的内壁上的弹形挡圈72来直接固定到齿轮箱40的鼻部。

换挡梭80具有前端部81和后端部82，所述前端部和后端部各自围绕支撑轴70延伸并且具有支撑轴70延伸通过的孔83。孔83将换挡梭80定位在支撑轴70上并允许换挡梭80沿螺旋桨轴的轴线34沿支撑轴滑动。换挡梭80的前端部81与后端部82由细长的中心部分84接合，该中心部分平行于并横向偏置于支撑轴70延伸。换挡梭80的后端部82具有钩状部分88，该钩状部分延伸越过在离合器致动轴55的前端部上的法兰57。钩状部分88允许换挡梭80沿着螺旋桨轴的轴线34推动和拉动离合器致动轴55，同时允许离合器致动轴55相对于转动静止的换挡梭80转动。离合器致动轴55的前端部包括位于法兰57后方的一对弹簧加载滚珠轴承58。滚珠轴承58向外弹起以定位在螺旋桨轴29的内表面上的一系列棘爪291-293中的一个中，以协助离合器致动轴55沿螺旋桨轴的轴线34正确定位。棘爪包括前进挡棘爪291、空挡棘爪292和倒挡棘爪293。在图5所示的位置中，弹簧加载滚珠轴承58位于空挡棘爪292中并且离合器构件53处于前进挡齿轮51与倒挡齿轮52之间的空挡位置。

换挡指90具有与换挡杆61同心的主体91，并具有从主体91横向延伸的曲柄部分92。主体91抵靠支撑轴70的顶部表面并且具有狭窄的下部分93，该下部分可转动地容纳在支撑轴70中的竖直孔73中。以此方式，主体91相对于支撑轴70可自由转动，但以其他方式相对于支撑轴70和齿轮箱40保持在适当位置上。主体91包括沿换挡杆轴线朝向换挡杆敞开的腔体94，并且具有延伸跨过腔体94的宽度的销95。当联接插头63的下端部容纳在腔体94中时，销95容纳在限定在换挡杆61端面中的槽64中。销95和槽64一起形成换挡杆61与换挡指90之间的可释放的联接。以此方式，换挡杆61可释放地联接到换挡指90，使得换挡指90相对于换挡杆61围绕换挡杆轴线65枢转地固定。曲柄部分92延伸通过换挡梭80的中心部分84中的孔87以将换挡指90与换挡梭80接合。

在换挡机构60的组装期间，支撑轴70、换挡梭80和换挡指90作为子组件(大致如图6所示，但去掉螺栓71)插入到齿轮箱40中。由于该子组件的紧凑性，这些部件能够穿过变速器中的前轴承43的内圈。然后支撑轴70插入到齿轮箱40的鼻部的孔41中，并通过将螺栓71固定在齿轮箱40的鼻部的前面而固定在适当位置上。螺栓71防止支撑轴70在向后方向上轴向移动，并且弹形挡圈72防止支撑轴70在前进方向上轴向移动。一旦支撑轴70固定在适当位置上，腔体94应位于齿轮箱40顶部的检修孔41下方并与换挡杆轴线65大致对齐。换挡杆61通过检修孔41插入，以可移除地将联接插头63定位在腔体94中，并将销95定位在换挡杆61下端部处的槽64中。由于换挡指90安装在支撑轴70上，并且不固定到换挡杆61，因此齿轮箱40的壁上的检修孔41只需要足够的宽度以容纳换挡杆61的直径。相对于换挡指90固定到换挡杆61并插入该换挡杆内的现有布置，这减小了检修孔41的必要尺寸。这能够导致齿轮箱40的强度和刚度增加。

在运行期间，离合器构件53通过换挡机构在前进挡位置、空挡位置与倒挡位置之间可移动。在空挡位置，如图5所示，离合器构件53与前进挡齿轮51和倒挡齿轮52两者间隔开，从而没有转动从驱动轴27传递到螺旋桨轴29。当换挡杆61顺时针转动时，换挡梭80通过换挡指90沿支撑轴70在前进方向上移动，以沿螺旋桨轴的轴线34朝向前进挡齿轮51拉动离合器致动轴55和离合器构件53，并从而使离合器构件53上的互补接合的突起(未示出)与前进挡齿轮51的相对面啮合以固定离合器构件53，以用于与前进挡齿轮51转动。由于离合器构件53被固定以用于与螺旋桨轴29转动，并且前进挡齿轮51与驱动齿轮35啮合以用于在前进方向上转动，因此离合器构件53与前进挡齿轮51的啮合导致螺旋桨轴29在前进方向上被驱动。由滚珠轴承58协助离合器构件53换挡到前进挡位置，当离合器构件53处于前进挡位置时，该滚珠轴承位于前进挡棘爪291中。通过换挡杆61在相反方向上的转动，离合器构件53能够移动回到空挡位置。当换挡杆61从图5所示的空挡位置在顺时针方向上转动时，换挡梭80通过换挡指90沿支撑轴70在向后方向上移动，以沿螺旋桨轴的轴线34朝向倒挡齿轮52推动离合器构件53并抵抗弹簧滚珠轴承58的作用，从而使离合器构件53上的互补接合的突起(未示出)与倒挡齿轮52的相对面接合以固定离合器构件53，以用于与倒挡齿轮52转动。由于离合器构件53被固定以用于与螺旋桨轴29转动，并且倒挡齿轮52与驱动齿轮35啮合以用于在反向方向上转动，因此离合器构件53与倒挡齿轮52的啮合导致螺旋桨轴29在反向方向上被驱动。

尽管上文已经参考一个或更多个优选实施例对本发明进行描述，但显而易见的是，在不脱离所附权利要求限定的本发明范围的情况下，可以进行各种改变或修改。

Claims (16)

1.一种船用舷外马达，其包括：

齿轮箱；

螺旋桨轴，其在所述齿轮箱内能够围绕螺旋桨轴的轴线转动；

驱动轴，其具有驱动齿轮；

离合器机构，其用于将所述驱动齿轮与螺旋桨轴选择性地接合，所述离合器机构包括离合器构件，所述离合器构件配置为将驱动力从所述驱动轴选择性地传递到螺旋桨轴；和

换挡机构，其容纳在所述齿轮箱中并配置为操作所述离合器机构，所述换挡机构包括：

支撑轴，其相对于所述齿轮箱固定，并沿或平行于所述螺旋桨轴的轴线延伸，

换挡梭，其能够沿所述支撑轴滑动并连接到所述离合器构件；

换挡指，其枢转地安装在所述支撑轴上；以及

换挡杆，其延伸通过所述齿轮箱的壁并通过可释放的联接来联接到所述换挡指，以使得所述换挡指相对于换挡杆围绕换挡杆轴线枢转地固定，

其中，所述换挡指与换挡梭接合，使得在所述换挡指通过换挡杆围绕所述换挡杆轴线转动时，所述换挡梭通过换挡指沿支撑轴移动以操作所述离合器构件。

2.根据权利要求1所述的船用舷外马达，其中，所述换挡指包括腔体，所述换挡杆可移除地容纳在所述腔体内，以将所述换挡杆联接到换挡指。

3.根据权利要求1所述的船用舷外马达，其中，所述可释放的联接包括在所述换挡杆和换挡指中的一个中的凹部以及在所述换挡杆和换挡指中的另一个上的对应的突起，其中，所述凹部在沿换挡杆轴线的方向上敞开，并且其中，所述凹部和突起配置为当所述突起容纳在凹部中时防止所述换挡杆与换挡指之间围绕换挡杆轴线的相对转动。

4.根据权利要求3所述的船用舷外马达，其中，所述换挡指包括腔体，所述换挡杆可移除地容纳在所述腔体内，以将所述换挡杆联接到换挡指，其中，所述可释放的联接的突起包括延伸穿过所述腔体的销。

5.根据权利要求4所述的船用舷外马达，其中，所述凹部包括在换挡杆的端面中的槽，当所述换挡杆容纳在换挡指的腔体中时，所述销容纳在所述槽中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的船用舷外马达，其中，所述支撑轴与螺旋桨轴是同心的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的船用舷外马达，其中，所述支撑轴直接固定到齿轮箱。

8.根据权利要求7所述的船用舷外马达，其中，所述支撑轴通过延伸通过齿轮箱的螺纹连接器来直接固定到所述齿轮箱。

9.根据前述权利要求中任一项所述的船用舷外马达，其中，所述换挡指延伸通过换挡梭中的孔。

10.根据前述权利要求中任一项所述的船用舷外马达，其中，所述离合器机构还包括至少一个齿轮，所述至少一个齿轮与驱动齿轮接合并且被配置为围绕螺旋桨轴自由转动。

11.根据权利要求10所述的船用舷外马达，其中，所述离合器构件可转动地固定到螺旋桨轴并且相对于螺旋桨轴能够沿所述螺旋桨轴的轴线移动，并且其中，所述换挡梭配置为沿螺旋桨轴的轴线移动所述离合器构件，以将所述离合器构件与所述至少一个齿轮选择性地接合，以将驱动力从所述驱动轴传递到螺旋桨轴。

12.根据权利要求10或11所述的船用舷外马达，其中，所述至少一个齿轮包括与所述驱动齿轮接合以在前进方向上转动的前进挡齿轮和与所述驱动齿轮接合以在反向方向上转动的倒挡齿轮。

13.根据权利要求12所述的船用舷外马达，其中，所述离合器构件设置在所述前进挡齿轮与倒挡齿轮之间并且通过所述换挡机构能够沿螺旋桨轴的轴线在前进挡位置与倒挡位置之间移动，所述离合器构件在所述前进挡位置中与前进挡齿轮接合，所述离合器构件在所述倒挡位置中与倒挡齿轮接合。

14.根据前述权利要求中任一项所述的船用舷外马达，其中，所述离合器构件围绕螺旋桨轴延伸。

15.根据前述权利要求中任一项所述的船用舷外马达，其中，所述离合器构件包括牙嵌环。

16.一种包括权利要求1至15中任一项所述的船用舷外马达的船舶。

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