CN114829249A - 船用推进单元和海上船舶 - Google Patents

船用推进单元和海上船舶 Download PDF

Info

Publication number
CN114829249A
CN114829249A CN201980103034.4A CN201980103034A CN114829249A CN 114829249 A CN114829249 A CN 114829249A CN 201980103034 A CN201980103034 A CN 201980103034A CN 114829249 A CN114829249 A CN 114829249A
Authority
CN
China
Prior art keywords
propulsion unit
planetary gear
gear set
gearbox
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980103034.4A
Other languages
English (en)
Inventor
拉尔斯-冈纳·卡尔松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volvo Penta AB
Original Assignee
Volvo Penta AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volvo Penta AB filed Critical Volvo Penta AB
Publication of CN114829249A publication Critical patent/CN114829249A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
    • B63H20/007—Trolling propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
    • B63H20/001—Arrangements, apparatus and methods for handling fluids used in outboard drives
    • B63H20/002—Arrangements, apparatus and methods for handling fluids used in outboard drives for handling lubrication liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/30—Mounting of propulsion plant or unit, e.g. for anti-vibration purposes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/38—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like
    • B63H21/386—Apparatus or methods specially adapted for use on marine vessels, for handling power plant or unit liquids, e.g. lubricants, coolants, fuels or the like for handling lubrication liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/02—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing
    • B63H23/04—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing the main transmitting element, e.g. shaft, being substantially vertical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/02—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing
    • B63H23/10—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing for transmitting drive from more than one propulsion power unit
    • B63H23/12—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing for transmitting drive from more than one propulsion power unit allowing combined use of the propulsion power units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/02—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing
    • B63H23/10—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing for transmitting drive from more than one propulsion power unit
    • B63H23/12—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing for transmitting drive from more than one propulsion power unit allowing combined use of the propulsion power units
    • B63H23/14—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing for transmitting drive from more than one propulsion power unit allowing combined use of the propulsion power units with unidirectional drive or where reversal is immaterial
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
    • B63H2020/005—Arrangements of two or more propellers, or the like on single outboard propulsion units
    • B63H2020/006—Arrangements of two or more propellers, or the like on single outboard propulsion units of coaxial type, e.g. of counter-rotative type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/02—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing
    • B63H2023/0283—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with mechanical gearing using gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
    • B63H23/22—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing
    • B63H23/24—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing electric
    • B63H2023/245—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements with non-mechanical gearing electric with two or more electric motors directly acting on a single drive shaft, e.g. plurality of electric rotors mounted on one common shaft, or plurality of electric motors arranged coaxially one behind the other with rotor shafts coupled together

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

本发明涉及一种船用推进单元，其包括安装到艉板(202；402)的船尾驱动器(200；400)，该船尾驱动器包括：上部单元，其被封闭在船尾驱动器外壳(201；401)中；和下部单元，其被封闭在齿轮箱外壳(203；403)中；其中，齿轮箱外壳(203；403)容纳被布置成驱动至少一个螺旋桨(204；404)的齿轮箱(211‑213；411‑413)。该推进单元还包括：至少两个电动马达(205、206、207；405、406)，它们布置在船尾驱动器外壳(201；401)中，这些电动马达被安装成具有竖直的输出轴；行星齿轮组(208；300；310；320；408)，其布置在所述至少两个电动马达与所述齿轮箱之间；以及竖直轴(210；410)，该竖直轴在其上端处附接到行星齿轮组的齿圈(302；312；322)并在其下端处连接到所述齿轮箱；其中，每个电动马达的输出轴连接到被布置在行星齿轮组中的行星齿轮(303、304；313、314、315；323、324、325、326)，以驱动齿圈(302；312；322)和连接到所述齿轮箱的竖直轴(210；410)。

Description

船用推进单元和海上船舶
技术领域
本发明涉及一种船用推进单元和具有这种推进单元的海上船舶。
背景技术
包括船尾驱动器形式的推进单元的已知海上船舶通常设有布置在船体内的内燃机(ICE)。然后，扭矩从ICE经由包括轴和齿轮装置(gearing)的传动装置传递到船尾驱动器，以便驱动船尾驱动器上的一组螺旋桨。
在船体内安装驱动单元(例如ICE或电动马达)以及这种驱动单元所需的传动装置可能需要大量空间。在运行中，必须使用冷却系统来去除来自驱动单元的热量，该冷却系统通常使用从周围海洋环境中抽取的水。这通常涉及从海中抽取盐水并将其泵送穿过冷却系统，这可能导致腐蚀的问题。此外，由该驱动单元和传动装置中的旋转部件产生的振动需要安装隔振件和阻尼器，以避免不期望的振动被传递到船体或船舶的其它部分。最后，传动装置必须穿过船舶的艉板才能到达船尾驱动器和螺旋桨。这需要在艉板上的开口和旋转传动轴之间有合适的密封装置，以防止水通过船体泄漏。
针对上述问题的一种可能的解决方案可以是提供方位推进单元或在船体下面向下延伸的吊舱。US 6 685 516中示出了这种方位吊舱的示例。在这种情况下，驱动单元及其传动装置可以安装在吊舱内，该吊舱位于从船体向下延伸的支腿的一端处。然而，这种解决方案需要很大的吃水，并且主要适用于较大的船舶。除了相对大的吃水之外，在不使用时，不可能将推进单元倾斜出水面之外。这又会增加水下推进单元上的海洋生物量，从而增加阻力并降低螺旋桨的效率。
本发明提供了一种改进的船用推进单元，其旨在解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于船舶的船用推进单元，该推进单元解决了上述问题。
该目的通过根据所附权利要求所述的船用推进单元和包括这种推进单元的海上船舶来实现。
在下文中，术语“船尾驱动器”被定义为包括具有两个子单元的舷外驱动器(outdrive)的组件。上部单元包含驱动单元和传动装置，并被封闭在船尾驱动器外壳中。下部单元包含：竖直驱动轴，该竖直驱动轴从上部单元中的传动装置接收动力；和齿轮箱，该齿轮箱用于向螺旋桨轴提供动力以驱动至少一个螺旋桨。该下部单元的部件零件被封闭在齿轮箱外壳中。上部单元和下部单元由气蚀板分开。根据本发明的船尾驱动器安装在海上船舶的艉板上，但与传统的船尾驱动器的不同之处在于其不包括舷内驱动单元。船舶通过使推进单元或舷外驱动器相对于艉板枢转来转向。该推进单元可以被向上枢转，以进行拖曳行驶并在多次使用之间避免结垢。
根据本发明的第一方面，本发明涉及一种船用推进单元，其包括安装到海上船舶的艉板上的船尾驱动器。该船尾驱动器包括：上部单元，其被封闭在船尾驱动器外壳中；和下部单元，其被封闭在齿轮箱外壳中，其中，齿轮箱外壳容纳被布置成驱动至少一个螺旋桨的齿轮箱。该推进单元还包括布置在船尾驱动器外壳中的至少两个电动马达，这些电动马达被安装成具有竖直的输出轴。行星齿轮组被布置在船尾驱动器外壳中的所述至少两个电动马达与齿轮箱外壳中的齿轮箱之间。该齿轮箱外壳中的竖直轴在其上端处附接到行星齿轮组的齿圈，并在其下端处连接到齿轮箱。该竖直轴的轴线被布置成平行于电动马达的输出轴以及构成行星齿轮组的多个齿轮的可旋转轴。每个电动马达的输出轴连接到被布置在行星齿轮组中的行星齿轮以驱动齿圈，而齿圈则驱动被连接到齿轮箱的竖直轴。
通过在电动马达的旋转轴线在竖直方向上的情况下安装电动马达并选择具有合适尺寸的电动马达，可以将马达装配在具有与传统的船尾驱动器外壳相同或近似相同形状和尺寸的船尾驱动器外壳前文内。进一步的优点是：用于将船尾驱动器安装到艉板上的接口以及与其操舵装置(steering gear)的连接可以维持不变。可以消除用于来自舷内驱动单元的驱动轴的切开开口和密封装置。
根据一个示例，该行星齿轮组布置在位于船尾驱动器外壳与齿轮箱外壳之间的气蚀板中或邻近气蚀板。根据优选示例，齿圈被布置在该气蚀板中。所述至少两个电动马达围绕行星齿轮组中的太阳齿轮的圆周安装在等距的固定位置。以这种方式，两个马达将间隔开180°，三个马达将间隔开120°，四个马达将间隔开90°，以此类推。行星齿轮由太阳齿轮支撑，该齿轮是可旋转的并且还确保这些马达以相同的速度旋转。
根据进一步的示例，这些电动马达被安装成与行星齿轮组的外壳直接接触。通过将电动马达的外壳直接安装到行星齿轮组外壳上，可以使上部单元紧凑，并且可以使马达的输出轴保持较短。在一个示例中，每个行星齿轮可以直接安装到其相应马达的输出轴。
根据进一步的示例，该行星齿轮组具有从电动马达的输出轴到与齿圈连接的竖直轴的至少3:1的传动比。为了实现允许船尾驱动器外壳保持与传统船尾驱动器外壳相同或略大的尺寸的构造，应该相应地选择电动马达的尺寸。实现这一点的一种方法是使用高速电动马达。在本文中，高速电动马达被定义为可在高达约10,000rpm或更高的速度下运行的马达。当希望使用常规齿轮箱用于通常由ICE操作的船尾驱动器时，可以在3,500-4,000rpm之间选择驱动齿轮箱的竖直轴的合适的最大转速。对于可在高达10,000rpm的速度下运行的电动马达，该行星齿轮组的合适的传动比将为3:1，而对于能够以高达25,000rpm运行的电动马达而言，合适的传动比将为6:1。如上所述，船用推进单元可以设有包括至少两个行星齿轮的行星齿轮组。替代地，该行星齿轮组可以具有三个或四个行星齿轮。行星齿轮的最大数量受到船尾驱动器外壳内的电动马达可用空间的限制。
在某些运行条件下，推进单元可以被布置成用至少一个电动马达驱动所述至少一个螺旋桨。一种这样的运行条件可以是：可以通过运行少于可用电动马达总数的电动马达实现来自推进单元的要求动力输出或所需动力输出。这些电动马达可以响应于不同的扭矩和动力需求，独立地或以可变的组合来一起驱动螺旋桨，以便提高推进单元的效率。该行星齿轮组的作用是允许使用具有对应减小的输出扭矩的高速电动马达。以这种方式，降低了推进单元的成本，同时，电动马达能够在高效率区域运行。
另一种运行条件可以是所谓的跛行回家模式，当至少一个或仅一个电动机马达可运行时，推进单元被布置成驱动所述至少一个螺旋桨。这种布置为推进单元提供了冗余，并且确保了：即使一个或多个电动马达无法运行，该船舶也能够运行。
根据进一步的示例，该推进单元包括用于齿轮箱、行星齿轮组和每个电动马达的封闭式冷却剂和润滑回路。齿轮箱外壳可以包括用于液体润滑剂和冷却剂的储液器。该封闭式冷却剂和润滑回路包括：泵；供应导管，其连接到用于电动马达和行星齿轮组的导管；以及回流导管，其连接到储液器。该泵优选(但不是必须)位于储液器中。提供封闭式冷却剂和润滑回路允许在不使用来自周围水体的水的情况下冷却推进单元。如果船舶在盐水或受污染的水中运行，这是一个特别优点。另一个优点是可以使用同一个系统进行润滑，其中，可以省去用于润滑的单独的泵和回路，这降低了成本和空间需求。
根据本发明的第二方面，本发明涉及一种海上船舶，其设有上述示例中所述的船用推进单元。
根据本发明的推进单元解决了提供具有电动推进的船尾驱动器的问题，而不需要对现有单元进行大量改动。在大多数情况下，舷外驱动器可以有利地设有与传统的船尾驱动器外壳具有相同或大致相同的形状和尺寸的船尾驱动器外壳。此外，用于安装船尾驱动器的接口以及与其操舵装置的连接可以维持不变。由于可以省去舷内驱动单元，因此不需要穿过艉板的开口或用于驱动轴的相关联的密封装置。本发明的进一步优点是提供行星齿轮组允许使用相对较小的高速电动马达，同时维持给齿轮箱和螺旋桨的足够水平的扭矩。由于行星齿轮组可以被容纳在气蚀板内，因此可以使船尾驱动器保持相对紧凑。这些电动马达可以响应于不同的扭矩和动力需求，单独地或以可变的组合一起驱动螺旋桨，由此提高推进单元的效率。通过允许至少单个马达的独立运行，这种布置为推进单元提供冗余，并且确保了：即使一个或多个电动马达无法运行，该船舶也能够运行。
在以下描述和从属权利要求中公开了本发明的其它优点和有利特征。
附图说明
参考附图，下面是作为示例引用的本发明实施例的更详细描述。在这些图中：
图1示出了包括根据本发明的船用推进单元的示意性地示出的船舶的侧视图；
图2示出了根据本发明的推进单元的示意性透视图；
图3A至图3C示出了穿过用于根据本发明的推进单元的行星齿轮组的实施例的横截面的示意性平面图；并且
图4示出了根据本发明的推进单元中的冷却剂和润滑回路的示意性侧视图。
具体实施方式
图1示出了包括根据本发明的船用推进单元103的示意性地示出的海上船舶100的侧视图。船用推进单元103安装到船舶100上的艉板102。船用推进单元103中的电动马达(参见图2)经由合适的布线105连接到舷内电池组104。电池组104在图1中被示意性地示出，并且优选位于船体101的水线以下，在该位置，电池组104可以充当压载物并且有助于船舶100的稳定性。
船舶推进单元103能够由位于操作位置的诸如油门操纵杆110等的控制装置控制。油门操纵杆110经由合适的布线112连接到电子控制单元(ECU)111，该ECU 111经由附加的布线113连接到电池组104。该电池组还包括功率电子控制器(PEC)和电子控制器，用于对电池组进行校准和充电。这种类型的电子控制器在本领域中是已知的，因此这里将不进一步详细描述。
图2示出了根据本发明的推进单元的示意性透视图。图2示出了安装到海上船舶(参见图1)的艉板202上的船尾驱动器200。船尾驱动器200包括：上部单元，该上部单元被封闭在船尾驱动器外壳201中；和下部单元，该下部单元被封闭在齿轮箱外壳203中。齿轮箱外壳203容纳被布置成驱动一对对转螺旋桨204的齿轮箱211。本示例中的推进单元包括被布置在船尾驱动器外壳201中的三个电动马达205、206、207，这些电动马达205、206、207被竖直地安装，它们的输出轴沿竖直方向向下延伸。行星齿轮组208被布置在位于船尾驱动外壳201内的三个电动马达205、206、207与位于齿轮箱外壳203内的齿轮箱211之间。齿轮箱外壳203中的竖直轴210在其上端处附接到行星齿轮组208的齿圈(参见图3A至图3C)，并在其下端处连接到齿轮箱211。竖直轴210的轴线被布置成平行于电动马达205、206、207的输出轴和构成行星齿轮组208的各个齿轮的可旋转轴。每个电动马达205、206、207的输出轴连接到被布置在行星齿轮组208中的行星齿轮(参见图3A至图3C)以驱动齿圈，该齿圈则驱动被连接到齿轮箱211的竖直轴210。齿轮箱211包括锥齿轮，该锥齿轮被布置成分别驱动第一驱动轴212和第二驱动轴213，以驱动所述一对对转螺旋桨204。通过在电动马达205、206、207的旋转轴线在竖直方向上的情况下安装电动马达205、206、207并选择具有合适尺寸的马达，这些马达可以装配在船尾驱动外壳201内。用于将船尾驱动器200安装到艉板202的接口以及与其操舵装置(未示出)的连接可以与用于传统船尾驱动器的舷外驱动器相同。
根据本发明的行星齿轮组可以布置在位于船尾驱动器外壳和齿轮箱外壳之间的气蚀板中或邻近气蚀板。根据图2中的示例，行星齿轮组208的齿圈被布置在这样的气蚀板209中，因为该气蚀板本身或邻近气蚀板的区域通常在水平面中具有比船尾驱动器外壳201或齿轮箱外壳203更大的延伸。三个电动马达205、206、207围绕行星齿轮组中的太阳齿轮的圆周安装在等距的固定位置(参见图3A至图3C)。以这种方式，三个马达205、206、207围绕太阳齿轮间隔开120°。这些行星齿轮由太阳齿轮支撑，该齿轮是可旋转的并且还确保马达205、206、207以相同的速度旋转。
在图2所示的示例中，电动马达205、206、207的外壳被安装成与行星齿轮组208的外壳直接接触。以这种方式，可以使船尾驱动器的上部单元和船尾驱动器外壳201紧凑，并且这些马达的输出轴可以保持较短。根据一个示例，每个行星齿轮可以直接安装到其相应马达的输出轴。
图3A至图3C示出了穿过用于根据本发明的推进单元的行星齿轮组的不同实施例的横截面的示意性平面图。图3A示出了第一行星齿轮组300，该第一行星齿轮组300被布置在位于船尾驱动器外壳和齿轮箱外壳之间的气蚀板中或邻近气蚀板(参见图2)。图3A示出了第一行星齿轮组300，其中，两个电动马达(未示出)的输出轴303、304分别固定到第一行星齿轮306和第二行星齿轮307。第一行星齿轮306和第二行星齿轮307围绕行星齿轮组300中的太阳齿轮305的圆周安装在彼此间隔开180°的等距的固定位置。行星齿轮306、307被布置成驱动齿圈302，齿圈302则驱动被连接到行星齿轮组下方的齿轮箱的竖直轴(参见图2)。这些电动马达的运行会引起第一行星齿轮306和第二行星齿轮307的旋转，第一行星齿轮306和第二行星齿轮307进而驱动齿圈302。太阳齿轮305安装在单独的轴301上并且可绕其轴线自由旋转。太阳齿轮305为第一行星齿轮306和第二行星齿轮307提供支撑并帮助同步这些电动马达的速度。
图3B示出了第二行星齿轮组310，该第二行星齿轮组310被布置在位于船尾驱动器外壳和齿轮箱外壳之间的气蚀板中或邻近气蚀板(参见图2)。图3B示出了第二行星齿轮组310，其中，三个电动马达(参见图2)的输出轴313、314、315分别固定到第一行星齿轮317、第二行星齿轮318和第三行星齿轮319。第一行星齿轮317、第二行星齿轮318和第三行星齿轮319围绕行星齿轮组310中的太阳齿轮316的圆周安装在彼此间隔开120°的等距的固定位置。行星齿轮317、318、319被布置成驱动齿圈312，齿圈312则驱动被连接到该行星齿轮组下方的齿轮箱的竖直轴(参见图2)。这些电动马达的运行会引起第一行星齿轮317、第二行星齿轮318和第三行星齿轮319的旋转，第一行星齿轮317、第二行星齿轮318和第三行星齿轮319进而驱动齿圈312。太阳齿轮316安装在单独的轴311上并且可绕其轴线自由旋转，如上述示例中所描述的。
图3C示出了第三行星齿轮组320，该第三行星齿轮组320被布置在位于船尾驱动器外壳和齿轮箱外壳之间的气蚀板中或邻近气蚀板(参见图2)。图3C示出了第三行星齿轮组320，其中，四个电动马达(未示出)的输出轴323、324、325、326分别固定到第一行星齿轮328、第二行星齿轮329、第三行星齿轮330和第四行星齿轮331。第一行星齿轮328、第二行星齿轮329、第三行星齿轮330和第四行星齿轮331围绕行星齿轮组320中的太阳齿轮327的圆周安装在彼此间隔开90°的等距的固定位置。行星齿轮328、329、330和331被布置成驱动齿圈322，齿圈322则驱动被连接到该行星齿轮组下方的齿轮箱的竖直轴(参见图2)。这些电动马达的运行会引起第一、第二和第三行星齿轮328、329、330、331的旋转，这些行星齿轮328、329、330、331进而驱动齿圈322。太阳齿轮327被安装在单独的轴321上并且能够绕其轴线自由旋转，如上述示例中所描述的。
上述示例中的行星齿轮组具有从电动马达的输出轴到被连接到齿圈的竖直轴的至少3:1的传动比。根据本发明，优选使用高速电动马达作为推进单元。在本文中，高速电动马达被定义为可在高达约10,000rpm或更高的速度下运行的马达。可以在3,500-4,000rpm之间选择用于驱动齿轮箱的所述竖直轴的期望最大转速。这种布置允许使用来自传统ICE驱动单元的船尾驱动器，而无需改动齿轮箱或齿轮箱外壳。对于可在高达10,000rpm的速度下运行的电动马达，该行星齿轮组的合适的传动比将为3:1，而对于可在高达25,000rpm的速度下运行的电动马达，合适的传动比将为6:1。如上所述，该船用推进单元可以设有行星齿轮组，该行星齿轮组包括至少两个行星齿轮，或者替代地包括三个或四个行星齿轮。行星齿轮的最大数量受到船尾驱动器外壳内的电动马达可用空间的限制。
图4示出了根据本发明的推进单元中的冷却剂和润滑剂回路的示意性侧视图。图4示出了推进单元400，该推进单元400包括用于齿轮箱411、421、413、行星齿轮组408和一对电动马达405、406的封闭式冷却剂和润滑回路。齿轮箱411、421、413被齿轮箱外壳403包封，该齿轮箱外壳403包括用于液体润滑剂和冷却剂的储液器421。该封闭式冷却剂和润滑回路包括：泵420；供应导管422，该供应导管422连接到用于冷却电动马达405、406的导管423、424；以及导管425，用于将冷却剂/润滑剂供应到行星齿轮组408。回流导管426连接到储液器421，以使冷却剂/润滑剂从行星齿轮组408返回。在图4所示的示例中，泵420位于储液器421中。提供封闭式冷却剂和润滑回路允许在不使用来自周围水体的水的情况下冷却该推进单元。这种布置还允许同一个系统同时用于冷却和润滑。
应当理解，本发明不限于上文所述和附图中示出的实施例；相反，本领域技术人员将认识到，可以在所附权利要求书的范围内做出许多修改和变型。

Claims (13)

1.船用推进单元，所述船用推进单元包括被安装到艉板(202；402)的船尾驱动器(200；400)，所述船尾驱动器包括：上部单元，所述上部单元被封闭在船尾驱动器外壳(201；401)中；和下部单元，所述下部单元被封闭在齿轮箱外壳(203；403)中；其中，所述齿轮箱外壳(203；403)容纳被布置成驱动至少一个螺旋桨(204；404)的齿轮箱(211-213；411-413)，其特征在于，所述推进单元还包括：
-至少两个电动马达(205、206、207；405、406)，所述至少两个电动马达(205、206、207；405、406)布置在所述船尾驱动器外壳(201；401)中，这些电动马达被安装成具有竖直的输出轴；
-行星齿轮组(208；300；310；320；408)，所述行星齿轮组(208；300；310；320；408)布置在所述至少两个电动马达与所述齿轮箱之间，以及
-竖直轴(210；410)，所述竖直轴(210；410)在所述竖直轴的上端处附接到所述行星齿轮组的齿圈(302；312；322)，并在所述竖直轴的下端处连接到所述齿轮箱；
其中，每个电动马达的所述输出轴连接到被布置在所述行星齿轮组中的行星齿轮(303、304；313、314、315；323、324、325、326)，以驱动所述齿圈(302；312；322)和连接到所述齿轮箱的所述竖直轴(210；410)。
2.根据权利要求1所述的船用推进单元，其特征在于，所述行星齿轮组(208；408)被布置在位于所述船尾驱动器外壳(201；401)与所述齿轮箱外壳(203；403)之间的气蚀板(209；409)中或邻近所述气蚀板(209；409)。
3.根据权利要求2所述的船用推进单元，其特征在于，所述齿圈(302；312；322)布置在所述气蚀板(209；409)中。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的船用推进单元，其特征在于，所述电动马达(205、206、207；405、406)围绕可旋转的太阳齿轮(301；311；321)的圆周安装在等距的固定位置。
5.根据权利要求4所述的船用推进单元，其特征在于，所述行星齿轮(303、304；313、314、315；323、324、325、326)由可旋转的太阳齿轮(301；311；321)支撑。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的船用推进单元，其特征在于，所述电动马达(205、206、207；405、406)被安装成与所述行星齿轮组(208；408)的外壳直接接触。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的船用推进单元，其特征在于，所述行星齿轮组(310)具有至少3:1的传动比。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的船用推进单元，其特征在于，所述行星齿轮组(310)包括三个行星齿轮(313、314、315)。
9.根据权利要求1至7中的任一项所述的船用推进单元，其特征在于，所述行星齿轮组(320)包括四个行星齿轮(323、324、325、326)。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的船用推进单元，其特征在于，所述推进单元被布置成通过至少一个电动马达驱动所述至少一个螺旋桨。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的船用推进单元，其特征在于，所述推进单元包括用于所述齿轮箱(411-413)、所述行星齿轮组(408)和每个电动马达(405、406)的封闭式冷却剂和润滑回路(420、422、423、424、425)。
12.根据权利要求11所述的船用推进单元，其特征在于，所述齿轮箱外壳(403)包括用于液体润滑剂和冷却剂的储液器(421)。
13.根据权利要求12所述的船用推进单元，其特征在于，所述封闭式冷却剂和润滑回路包括：泵(420)；供应导管(422)，所述供应导管(422)连接到所述电动马达和所述行星齿轮组；以及回流导管(425)，所述回流导管(425)连接到所述储液器(421)。
CN201980103034.4A 2019-12-20 2019-12-20 船用推进单元和海上船舶 Pending CN114829249A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2019/086665 WO2021121623A1 (en) 2019-12-20 2019-12-20 Marine propulsion unit and marine vessel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114829249A true CN114829249A (zh) 2022-07-29

Family

ID=69147663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980103034.4A Pending CN114829249A (zh) 2019-12-20 2019-12-20 船用推进单元和海上船舶

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230036549A1 (zh)
EP (1) EP4077123B1 (zh)
CN (1) CN114829249A (zh)
WO (1) WO2021121623A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4116183A1 (en) * 2021-07-08 2023-01-11 Volvo Penta Corporation Marine propulsion unit and marine vessel
GB2612964A (en) * 2021-11-11 2023-05-24 Saietta Group PLC An outboard for watercraft
EP4180321A1 (en) * 2021-11-11 2023-05-17 Volvo Penta Corporation Marine drive unit comprising a closed cooling circuit
WO2024052111A1 (en) * 2022-09-06 2024-03-14 Volvo Penta Corporation A marine drive unit with a planetary gear arrangement

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003011889A (ja) 2001-06-29 2003-01-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd アジマス推進器
JP4337522B2 (ja) * 2003-11-26 2009-09-30 スズキ株式会社 電動式船外機
JP4193683B2 (ja) * 2003-12-03 2008-12-10 スズキ株式会社 電動式船外機
JP2012061939A (ja) * 2010-09-15 2012-03-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 舶用推進装置
DK2907739T3 (en) * 2014-02-14 2017-07-24 Torqeedo Gmbh Boat drive with cooling circuit
US10464651B2 (en) * 2014-05-06 2019-11-05 Pure Watercraft, Inc. Sternboard drive for marine electric propulsion
SE1550490A1 (en) * 2015-04-24 2016-10-25 Effective Mfg Sweden Ab Boat thruster transmission unit, thruster drive unit, thruster assembly and boat
EP3225533A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-04 VOLTA BOATS GmbH Propeller system for a watercraft
CN106516064B (zh) * 2016-10-26 2020-01-21 广东逸动科技有限公司 船用推进器

Also Published As

Publication number Publication date
EP4077123B1 (en) 2023-09-13
EP4077123A1 (en) 2022-10-26
US20230036549A1 (en) 2023-02-02
WO2021121623A1 (en) 2021-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4077123B1 (en) Marine propulsion unit and marine vessel
US7485018B2 (en) Marine drive system
US10464651B2 (en) Sternboard drive for marine electric propulsion
JP5384787B2 (ja) 水上船舶用の推進システム
KR20130055604A (ko) 전기 해양 표면 구동장치
US20180086426A1 (en) Marine propulsion system
US20220234708A1 (en) Marine drive unit and marine vessel
US20180022419A1 (en) Engine room arrangement for a marine vessel
US11760461B2 (en) Watercraft with electric propulsion system
US6971932B2 (en) Marine inboard/outboard system
EP4116183A1 (en) Marine propulsion unit and marine vessel
CN114379755A (zh) 多电机并联驱动的动力装置、螺旋桨组件与船舶
EP4219292A1 (en) Integrated propulsion and steering system
CA3132279A1 (en) A marine outboard motor with drive shaft and cooling system
US7066777B2 (en) Marine inboard/outboard system
CN106536345A (zh) 具有大型螺旋桨和变速箱的船舶
EP1731418B1 (en) Propulsion unit for motor boats
EP4249369A1 (en) A propulsion assembly for a marine vessel
CN213502857U (zh) 多电机并联驱动的动力装置、螺旋桨组件与船舶
US20230090635A1 (en) Hybrid ship propulsion machine
JP2542680Y2 (ja) 双胴型ダブルエンダー船
JP2023128203A (ja) 船外機および船舶
KR20190110317A (ko) 선외추진기용 동력전달이 상하, 좌우 이동 및 역회전이 가능한 기어박스
KR20120097876A (ko) 에너지 회수 장치를 구비한 선박

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination