CN113955062A - 一种可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块 - Google Patents

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郭丰泽
朱奎
宋大为
尹立国
何柳
支李峰
邓瑞
孙旭东
王树纲
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Abstract

本发明公开了一种可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，包括柴油机、动力传输单元和隔振装置。动力传输单元包括柔性传动装置，柔性传动装置与柴油机的输出端连接，以使得动力传输单元能够向负载柔性地传输动力。隔振装置用于与载体连接，柴油机和动力传输单元均设置在隔振装置上，以使得柴油机推进动力模块集成为一个整体。根据本发明的可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，柴油机、动力传输单元和隔振装置集成为同一个整体，吊运、安装、拆卸、使用方便，能够适用于多种不同的平台，适用范围广；且结构紧凑，具有很高的功率密度，减少占用机舱的空间，经济性高；振动小、噪声低，能够创造舒适的环境。

Description

一种可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块
技术领域
本发明涉及机械技术领域，具体而言涉及一种可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块。
背景技术
随着人们对船舶的动力性、经济性、舒适性、环保性以及集成性的要求越来越高，多功能性柴油机推进动力模块是未来发展的趋势。
但是目前的船舶推进动力模块还存在一些问题，例如：振动噪声大，不但造成船员工作环境差，还会影响船舶的安全；体积大，占据很大的机舱空间，使得船舶的经济性降低；在单个动力模块带动大惯量负载时，柔性输出功能差易造成发动机损坏等。
因此，需要一种可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，以至少部分地解决以上问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，包括：
柴油机；
动力传输单元，所述动力传输单元包括柔性传动装置，所述柔性传动装置与所述柴油机的输出端连接，以使得所述动力传输单元能够向负载柔性地传输动力；以及
隔振装置，所述隔振装置用于与载体连接，所述柴油机和所述动力传输单元均设置在所述隔振装置上，以使得所述柴油机推进动力模块集成为一个整体。
根据本发明的可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，柴油机和动力传输单元均集成在隔振装置上，便于安装和拆卸，使得柴油机推进动力模块可以适用于多种不同的平台，适用范围广；结构紧凑，具有很高的功率密度，减少占用机舱的空间，经济性高；振动小、噪声低，创造舒适的环境；柴油机的输出端连接柔性传动装置，使得柴油机可以对外柔性输出动力。
进一步地，所述柴油机推进动力模块还包括辅助单元，所述辅助单元设置在所述隔振装置上，所述辅助单元包括预热装置和预润滑装置，所述辅助单元经由管线与所述柴油机和/或所述动力传输单元连通。
进一步地，所述隔振装置包括：
筏体，所述辅助单元设置在所述筏体上；
上层隔振器，所述上层隔振器连接至所述筏体的顶表面，所述柴油机连接至所述上层隔振器；
下层隔振器，所述下层隔振器连接至所述筏体的底表面，所述下层隔振器用于与所述载体连接。
进一步地，所述柴油机推进动力模块还包括管系，所述管系包括从所述柴油机和/或所述辅助单元延伸出的多个管路，所述管系延伸穿过所述筏体，以使得所述多个管路的对外接口均位于所述筏体的下方且彼此靠近地集成设置，所述多个管路的所述对外接口的执行标准一致。
进一步地，所述管线和/或所述管系的所述管路构造为挠性管。
进一步地，所述筏体构造为具有壳体结构，其中所述筏体的外壳构造为钢结构，所述筏体的内部填充有高分子材料。
进一步地，所述动力传输单元还包括：
中间支承，所述中间支承设置在所述筏体上，并通过连接件与所述筏体连接，所述中间支承位于所述柔性传动装置的下游，并与所述柔性传动装置的输出端连接；以及
万向联轴器，所述万向联轴器位于所述中间支承的下游并与所述中间支承连接，所述万向联轴器的输出端用于向所述负载输出动力。
进一步地，所述动力传输单元还包括位于所述柔性传动装置的下游的齿轮箱和/或轴系，所述齿轮箱和/或所述轴系将动力从所述柔性传动装置输送至所述负载。
进一步地，所述柔性传动装置构造为弹性联轴器或者液力偶合器。
进一步地，所述柴油机与所述柴油机推进动力模块的体积比为0.6-0.9。
进一步地，所述柴油机推进动力模块还包括隔声装置，所述隔声装置设置在所述筏体上，并且所述柴油机位于所述隔声装置的内部，所述动力传输单元至少部分地位于所述隔声装置的内部。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
附图中：
图1为根据本发明的一种优选实施方式的可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块的结构示意图；以及
图2为图1中的柴油机推进动力模块加装辅助单元和隔声装置的结构示意图。
附图标记说明：
1：柴油机 2：柔性传动装置 3：中间支承
4：万向联轴器 5：筏体 6：连接件
7：上层隔振器 8：下层隔振器 9：管系
10：辅助单元 11：隔声装置
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的描述。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明目的，并非限制。
现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。
请参考图1和图2，本发明的可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块包括柴油机1、动力传输单元、隔振装置、管系9、辅助单元10(图2中所示)以及隔声装置11(图2中所示)。
其中，动力传输单元位于柴油机1的下游，用于将柴油机1的动力向外传递给负载。负载可以构造为水力测功器或者螺旋桨。
动力传输单元包括柔性传动装置2，柔性传动装置2与柴油机1的输出端连接，以将柴油机1产生的动力柔性地传递给动力传输单元的其它部件或者传递给负载。容易理解地是，采用柔性传动装置2传输动力，可以在负载和柴油机1之间形成缓冲，避免熄火或柴油机1损坏等现象，并且柔性传动装置2还能补偿柴油机1运转时输出轴的轴向或径向位移，能够降低柴油机1磨损。柔性传动装置2优选为弹性联轴器或者液力偶合器。
隔振装置用于与载体连接，该载体可以为船舶等。柴油机1和动力传输单元均设置在隔振装置上，以使得柴油机推进动力模块集成为一个整体。
根据本发明的可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，柴油机1和动力传输单元均集成在隔振装置上，便于安装和拆卸，使得柴油机推进动力模块可以适用于多种不同的平台，适用范围广；结构紧凑，具有很高的功率密度，减少占用机舱的空间，经济性高；振动小、噪声低，创造舒适的环境；柴油机1的输出端连接柔性传动装置2，使得柴油机1可以对外柔性输出动力。
具体地，隔振装置包括筏体5、上层隔振器7以及下层隔振器8。其中，上层隔振器7设置在筏体5的上方并连接至筏体5，或者说上层隔振器7设置在筏体5的顶表面；下层隔振器8设置于筏体5的底表面，并且下层隔振器8用于与载体连接。由此，形成双层减振结构，使得振动传递大幅度衰减，能够降低对外界的振动和减小外界振动的影响。
下面请参考图2，可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块还包括辅助单元10。辅助单元10也集成在隔振装置上，具体地，辅助单元10设置在筏体5上。
辅助单元10包括预热装置和预润滑装置，辅助单元10经由管线与柴油机1和/或动力传输单元连通。示例性地，预热装置与柴油机1连通，以加热柴油机1的缸套水。预润滑装置与柴油机1和/或动力传输单元连通，以在启动时对柴油机1和/或传动机构输送润滑油。
请继续参考图1和图2。在一种可选实施方式中，动力传输单元还包括中间支承3和万向联轴器4。中间支承3位于柔性传动装置2的下游，万向联轴器4位于中间支承3的下游。即中间支承3可以构造为前端连接柔性传动装置2、后端连接万向联轴器4的轴承。万向联轴器4用于直接向负载传输动力。
中间支承3优选通过连接件6固定在筏体5上，以对柔性传动装置2和万向联轴器4的轴形成支撑。连接件6可以为隔振器或者刚性底座。
容易理解地是，动力传输单元复合使用柔性传动装置2和万向联轴器4，能够进一步提高推进动力模块的柔性输出和补偿转轴的位移。
在未示出的实施方式中，动力传输单元还可以包括位于柔性传动装置2的下游的齿轮箱和/或轴系。示例性地，柴油机1的下游可以依次连接有柔性传动装置2、齿轮箱以及轴系；或者柴油机1的下游可以依次连接有柔性传动装置2、轴系以及齿轮箱；或者柴油机1的下游可以依次连接有柔性传动装置2和齿轮箱；或者柴油机1的下游可以依次连接有柔性传动装置2和轴系。
此外，当对推进动力模块的要求不高时，可以省去柔性传动装置2，柴油机1的下游可以直接连接轴系。
为了进一步提高本发明的推进动力模块的集成性，柴油机1和/或辅助单元10延伸出的多个管路(例如油、水、气等管路)可以构造为管系9。管系9延伸穿过筏体5，以使得管系9的多个管路的对外接口位于筏体5的下方。并且，将多个管路的对外接口在筏体5的下方彼此靠近地集成设置，此外上述对外接口的执行标准一致。例如，多个标准一致的对外接口在筏体5的下方并排设置，或者将多个标准一致的对外接口在筏体5的下方设置成管束，只要将对外接口紧凑排列即可。上述管路的对外接口处可以利用管夹或者支架进行固定。优选地，管系9中的管路以及从辅助单元10延伸出的管线采用挠性接管。
上述隔振器、上层隔振器7以及下层隔振器8可以选用弹性隔振器或者刚性隔振器。
为了进一步地提高减振性，筏体5优选构造为具有壳体结构，或者说核壳结构。其中筏体5的外壳由钢材料制成，筏体5的内部填充有高分子材料。
下面请参考图2，推进动力模块还包括隔声装置11，该隔声装置11优选构造为隔声罩。隔声装置11罩设在筏体5上，以降低噪声的传递。隔声装置11与筏体5之间形成密闭的空间，柴油机1位于隔声装置11的内部，动力传输单元至少部分地位于隔声装置11的内部。具体地，动力传输单元中的柔性传动装置2和中间支承3位于隔声装置11的内部。隔声装置11优选采用吸声材料制成。
优选地，柴油机1与柴油机推进动力模块的体积比为0.6-0.9，这样可以获得更高的功率密度。更优选地，柴油机1与柴油机推进动力模块的体积比为0.7-0.8。
除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (11)

1.一种可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，其特征在于，包括：
柴油机；
动力传输单元，所述动力传输单元包括柔性传动装置，所述柔性传动装置与所述柴油机的输出端连接，以使得所述动力传输单元能够向负载柔性地传输动力；以及
隔振装置，所述隔振装置用于与载体连接，所述柴油机和所述动力传输单元均设置在所述隔振装置上，以使得所述柴油机推进动力模块集成为一个整体。
2.根据权利要求1所述的可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，其特征在于，所述柴油机推进动力模块还包括辅助单元，所述辅助单元设置在所述隔振装置上，所述辅助单元包括预热装置和预润滑装置，所述辅助单元经由管线与所述柴油机和/或所述动力传输单元连通。
3.根据权利要求2所述的可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，其特征在于，所述隔振装置包括：
筏体，所述辅助单元设置在所述筏体上；
上层隔振器，所述上层隔振器连接至所述筏体的顶表面，所述柴油机连接至所述上层隔振器；
下层隔振器，所述下层隔振器连接至所述筏体的底表面，所述下层隔振器用于与所述载体连接。
4.根据权利要求3所述的可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，其特征在于，所述柴油机推进动力模块还包括管系，所述管系包括从所述柴油机和/或所述辅助单元延伸出的多个管路，所述管系延伸穿过所述筏体，以使得所述多个管路的对外接口均位于所述筏体的下方且彼此靠近地集成设置，所述多个管路的所述对外接口的执行标准一致。
5.根据权利要求4所述的可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，其特征在于，所述管线和/或所述管系的所述管路构造为挠性管。
6.根据权利要求4所述的可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，其特征在于，所述筏体构造为具有壳体结构，其中所述筏体的外壳构造为钢结构，所述筏体的内部填充有高分子材料。
7.根据权利要求3所述的可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，其特征在于，所述动力传输单元还包括：
中间支承，所述中间支承设置在所述筏体上，并通过连接件与所述筏体连接，所述中间支承位于所述柔性传动装置的下游，并与所述柔性传动装置的输出端连接；以及
万向联轴器，所述万向联轴器位于所述中间支承的下游并与所述中间支承连接，所述万向联轴器的输出端用于向所述负载输出动力。
8.根据权利要求1所述的可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，其特征在于，所述动力传输单元还包括位于所述柔性传动装置的下游的齿轮箱和/或轴系，所述齿轮箱和/或所述轴系将动力从所述柔性传动装置输送至所述负载。
9.根据权利要求1所述的可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，其特征在于，所述柔性传动装置构造为弹性联轴器或者液力偶合器。
10.根据权利要求1所述的可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，其特征在于，所述柴油机与所述柴油机推进动力模块的体积比为0.6-0.9。
11.根据权利要求3所述的可柔性输出的高功率密度的柴油机推进动力模块，其特征在于，所述柴油机推进动力模块还包括隔声装置，所述隔声装置设置在所述筏体上，并且所述柴油机位于所述隔声装置的内部，所述动力传输单元至少部分地位于所述隔声装置的内部。
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