CN1313820A - 船用传动装置 - Google Patents

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Abstract

多档船用传动装置,用于具有一将发动机功率传递给一定距螺旋桨或水喷射器的主传动装置的驱动设备,它除了一优选的单档主传动装置(2)之外还具有一分开的被法兰连接到该主传动装置(2)上的前置传动装置(1),该前置传动装置(1)具有至少两根中间轴(5)和变速部件(7,8,12),其中中间轴(5)被这样地分配配置在主传动装置的主轴(10)的周围,使得在主轴(10)上不作用有任何附加的力。

Description

船用传动装置
本发明有关根据权利要求1的前序部分所述的一种多档、船用传动装置。
在常规的船用传动装置中，一定距螺旋桨被一发动机经一具有恒传动比的传动装置所驱动，这种结构形式的效果是，驱动设备只对一个工作点才能调整到最佳。
然而常常出现这样的情形，其时这种结构形式起着不好的作用：当比如驱动设备被置于一尽可能高的最终速度时，在由于气候条件、货物等造成船舶阻力增加的情况下，发动机转速将会降低，由此仅能利用发动机总功率的一部分。此外，船舶的加速性能变坏且发动机的热负载较高。这样的后果是产生炭烟。
另一方面，如果驱动设备被置于一尽量高的加速度或一阻力提高的速度的话，则在正常条件下可达到发动机的额定转速，而不会因此输出全部功率。这样也会对可获得的最终速度产生不良影响。
为此有必要这样地来优化驱动装置，使其能适应不同的运行条件，由此使发动机始终工作在最佳转速范围内。
为此目的曾建议采用一种变距螺旋桨。但这一解决方案机械上十分复杂且因此费钱，且因此尤其是对赛艇/快艇来说是不适宜的。另外，一个变距螺旋桨还具有不高的效率。
DE196 24 913 A1公布了一种船用驱动系统，它具有一发动机、一开关机构、以及一带有一个开关参数矩阵的可编程电子控制装置。该电子控制装置监控发动机负载和转速并产生一控制信号，该控制信号用来控制开关过程。由于该系统形成一个整体，因此不可能再配备上文所述常规型式的已有传动装置类型。更经常地则是要根据要求来研制新的传动装置。
从DE31 02 556 A1中已知有一种用于船舶驱动设备的两级传动装置，其中采用了一种行星齿轮装置。对于巡航航速来说，该传动装置具有一种经摩擦离合器实现的传动比为1∶1的开关式直接档，与此相对，对于一个最高速的航速来说，则提供有一种经行星齿轮装置和一液压耦合器形成的，能将转速转换为快速的快速档。
用这样的结构形式则对高速范围来说便不能实现小的传动比跳跃；同样也不可能实现一种简单的传动比改变。此外，在最高速范围之内也出现能量损耗。
因此本发明的任务是，提供一种可根据负载换接的船用传动装置，该传动装置与一定距螺旋桨或一水喷射器相结合可使之可变地适应不同的工作条件。
根据本发明，这一任务是由权利要求1的特征所解决的。本发明的进一步发展形式可以从从属权利要求中加以了解。
为此则建议，在一已有的主传动装置之上用法兰连接一个具有至少两个中间轴的公开的前置传动装置，其中两中间轴这样地被分布配置在主传动装置的主轴的周围，使得没有附加的力作用在主轴上。为此，该前置传动装置也可被法兰连接到船用传动装置系列中的不同传动装置实施形式上而无需再来研制全新的传动装置。因此它们的应用范围也是十分广的。
此外，该前置传动装置是做成模块化的，这样通过调节少量的部件便可将其调整到不同的工作条件上，而无需研制新的传动装置。
此外，变速部件这样地来进行结构设计，使得经一所提供的接插系统用相同的部件但却经过另外的装配过程能实现既可转成快速又可转成慢速的传动比。另外，通过改变的各变速部件的齿数也可实现不同的变速分级跳跃。
所有这些仅需很少的安装费用，而由此却可实现差不多是任意的传动比且与一种行星齿轮装置相比尤其还可实现小的传动比改变。
由于在大多数场合仅需对相同部件进行一种另外的装配，因此这种所建议的结构形式是很便宜的。此外该形式针对不同的使用要求还能提供很大的灵活性。
以下根据附图来详细说明本发明。附图中：
图1a为一处于高的最终速度的常规船用驱动装置的一功率—转速关系图；
图1b为一处于高的加速度的常规船用驱动装置的一功率—转速关系图；
图2为根据本发明的一第一变化型式的前置传动装置的一剖视图；
图3为根据本发明的一第二变化型式的前置传动装置的一剖视图；
图4为根据本发明的一第三变化型式的前置传动装置的一剖视图。
图1a表明了将一船用驱动设备调节适合不同运行条件的必要性：
当该驱动设备被置于一尽量高的最终速度时，则在一与此相应的高发动机转速n时最佳的工作点A位于额定转速n-max的附近，该额定转速又在最大功率P-max的附近产生一高的输出功率P。在因气候条件、货物等造成的船舶阻力提高的情况下，发动机的转速将变慢而此时则不能达到最佳的工作点。图中新工作点A’则表示仅能利用发动机总功率的一部分。此外，加速性能也因此变坏而发动机的热负载也很高，这样的后果还会产生炭烟。
图1b示出另一种典型的不利情形：在图示场合，驱动设备被置于高加速度以及高的船舶阻力情形。发动机由此在正常条件下则达到位于工作点B的额定转速n-max，而不输出全部的功率P-max。
如图2所示，一前置传动装置1被法兰连接到一主传动装置2上。发动机驱动一轴3。根据本发明可经一离合器4直接被连接至主传动装置2，由此可得传动比为1∶1，或者另外一种方式则是用两个中间轴5来选择另一种传动比i。变速可经另一离合器或者经一空程6来激励。经该空程则自动、机械地来承受负载。
经本文所述的用作为将功率分配至两根对称地相对配置的中间轴5之上的前置传动装置的结构，则在主传动装置2上不作用有附加的力，因为此时主轴10的轴承力已被消除。由此便无需改变壳体或支承结构。
在本发明的这一特别优越的实施形式中，出于消除噪声的考虑提供有一斜齿轮传动机构12。为在这种场合使主轴10脱离附加力的作用，提供有止推轮齿11，它们用来支承由此所产生的主轴齿轮的轴向力。
在中间轴5的斜齿轮传动机构12的齿圈和主轴10之间提供有一弹性环形连接件8，其一端与齿圈相啮合，而其另一端则与主轴10相连接，由此在该两端之间则提供有一弹性区间。该弹性区间优越地具有一缩小的壁厚。
通过相应选择变速件7和8，则可实现一种任意的换档分级，这样在发动机和传动机构之间便始终可得到一种最佳的调谐状态：为能实现另外一种传动比，则仅需替换斜齿轮件12。
此外，根据本发明的前置传动装置的变速件被这样地进行设计：使得经一所提供的接插系统9并采用相同的部件但却经另外的装配过程可获得与初始传动比i成倒数的传动比1/i。
这一情形示出于图3之中：通过将中间轴5相对排列并对部件7和8以及离合器装置和空程装置4和7作相应的装配来获得一传动比1/i。
为实现该目的，变速部件7、8经一接插系统9各自被插到或固定到发动机所驱动的轴3或主传动装置2的主轴10上。
这种可根据负载换接的特性也可不经空程而经采用两被调节的片式离合器4、4’来实现。这一点在图4中可看出：经片式离合器4’可直接接通到主传动装置，而经片式离合器4则功率被分流到中间轴5上。另外，这一经镜像原理实现的结构所取得的传动比也可不花很多的费用来加以改变：为此可将变速部件如上所述地另加装配，由此则可取得与初始传动比成倒数的传动比。
尽管本文叙述了一种两档传动装置，但采用所述的前置传动装置结构形式也可实现多档传动装置。本发明并不局限于一种具有一分开主传动装置的多档船用传动装置。它可被提供有一包括有所有传动比级、也包括主传动装置的传动比级在内的壳体。根据所驱动的种类和所要求的总传动比，可以完全取消主传动装置。为此仅需调节轴连接器。图3示出一种这样的传动装置。
附图标记
1前置传动装置
2主传动装置
3发动机所驱动的轴
4离合器
5中间轴
6空程
7变速部件
8变速部件，弹性连接件
9接插系统
10主轴
11止推轮齿
12斜齿轮传动机构

Claims (11)

1．多档船用传动装置，用于具有一将发动机功率传递给定距螺旋桨或水喷射器的主传动装置的驱动设备，其特征在于：该船用传动装置除了一优选的单档主传动装置(2)外还具有一分开的、被法兰连接到该主传动装置(2)上的前置传动装置(1)，该前置传动装置(1)具有至少两根中间轴(5)和变速部件(7,8,12)，其中中间轴(5)被这样地分配配置在主传动装置的主轴(10)的周围，使得在该主轴(10)上不作用有附加的力。
2．如权利要求1所述的多档船用传动装置，其特征在于：中间轴(5)和变速部件(7,8)是可以替换的且可与一种与初始方位相对应的方位来加以安装，从而可实现一种与初始变速比成倒数的传动比。
3．如权利要求2所述的多档船用传动装置，其特征在于：变速部件(7,8)经一接插系统(9)可各自插到和固定到发动机所驱动的轴(3)或主轴(10)上。
4．如上述权利要求之一所述的多档船用传动装置，其特征在于：为中间轴(5)和变速部件(7,8)提供有一斜齿轮传动机构(12)，其倾斜角被这样地调节：使得能消除作用在中间轴(5)上的轴向力。
5．如权利要求4所述的多档船用传动装置，其特征在于：在具有斜齿轮传动机构(12)的中间轴(5)的齿圈和主轴(10)以及发动机所驱动的轴(3)之间提供有一弹性、环形连接件(8)，其一端与齿圈啮合，而其另一端则与主轴(10)或发动机所驱动的轴(3)相连接，其中在两端之间提供有一弹性区间。
6．如权利要求5所述的多档船用传动装置，其特征在于：弹性区间被形成一具有缩小壁厚的区段。
7．如权利要求5或6所述的多档船用传动装置，其特征在于：在具有斜齿轮传动机构的实施方案中，提供有止推轮齿(11)，以使主传动装置(2)的主轴(10)不受附加力的作用。
8．如上述权利要求之一所述的多档船用传动装置，其特征在于：前置传动装置(1)被提供有两离合器(4,4’,6)，这样经一第一离合器(4’)直接被接通到主传动装置(2)的主轴(10)且经启动一第二离合器将功率分流至中间轴(5)上以实现另一个传动比。
9．如上述权利要求之一所述的多档船用传动装置，其特征在于：前置传动装置(1)被提供有一离合器(4)和一空程(6)，其中经该离合器(4)直接被接通到主传动装置(2)的主轴(10)且经空程(6)将功率分流至中间轴(5)上，这样可自动、机械地承受负载。
10．如上述权利要求之一所述的多档船用传动装置，其特征在于：它是一个两档传动装置。
11．多档船用传动装置，用于将发动机功率传递给一定距螺旋桨或水喷射器的驱动设备，其特征在于：它具有至少两根中间轴(5)和变速部件(7,8,12)，其中中间轴(5)被这样地分配配置在主轴(10)的周围，使得在主轴(10)上不作用有任何附加力。
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