CN204037882U - 一种金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统，包括供电设备、柴油机推进系统、电机推进系统、选择性地向柴油机推进系统和电机推进系统中的一者供电的电源切换装置、齿轮箱和螺旋桨。本实用新型通过齿轮箱的接脱排选择使用柴油机推进系统或使用电机推进系统，可以分别满足高航速的航行和低航速的捕捞作业的不同推进工况的需求，而且，增加了推进系统的冗余度，当柴油机或电机任一发生故障时，均能保证船舶安全航行，有效提升船舶航行和生产的可靠性和安全性。

Description

一种金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统

技术领域

本实用新型涉及船用动力推进系统，特别是涉及一种金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统。

背景技术

金枪鱼延绳钓船是一种专门设计用于捕捞深海金枪鱼的渔船。钓鱼作业时要求船舶航速必须较低，一般在7节以下，而如果以此来确定设计航速，那么就无法满足渔船出返航、寻找渔场的航行以及金枪鱼在船上保存的要求。因为金枪鱼的捕捞是在远洋，以如此低的航速回岸时间太长，捕捞的金枪鱼难以保鲜。现在一般采用可调桨装置或者全电力推进系统来解决上述矛盾。可调桨装置价格昂贵，装置复杂，且船舶常年在远洋捕捞作业，维修保养难度大，对船员的操作要求也与普通船舶不同；而全电力推进系统为满足高航速要求必须采用大功率的电机与变频器，不仅价格非常高，而且体积非常大，在较小机舱的金枪鱼延绳钓船内难以合理布置，特别是冷却问题不能妥善解决。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种既能满足高航速工况要求又能满足低航速工况要求的金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统，包括供电设备、电源切换装置、柴油机推进系统、电机推进系统、齿轮箱和螺旋桨；

所述的齿轮箱包括主机正车离合器、用于控制主机正车离合器接排和脱排的主机正车接脱排执行机构、主机倒车离合器、用于控制主机倒车离合器接排和脱排的主机倒车接脱排执行机构、电机离合器和用于控制电机离合器接排和脱排的电机接脱排执行机构；

所述柴油机推进系统包括柴油机、用于控制该柴油机的工作的柴油机控制箱、用于拉动软轴的软轴驱动机构、软轴控制器和软轴操作手柄；所述的软轴与柴油机的油门拉杆连接；所述软轴操作手柄的控制输出端与软轴控制器的控制输入端连接，软轴控制器的第一、第二和第三控制输出端分别与主机正车接脱排执行机构的控制输入端、主机倒车接脱排执行机构的控制输入端以及软轴驱动机构的控制输入端连接；

所述电机推进系统包括推进电机、变频器和用于控制该变频器的工作的电推控制箱；所述变频器的输出端与所述推进电机的电源输入端连接；所述电推控制箱的第一控制输出端与所述电机接脱排执行机构的控制输入端连接；

所述柴油机的输出轴同时与主机正车离合器的主动端和主机倒车离合器的主动端连接，所述推进电机的输出轴与电机离合器的主动端连接，主机正车离合器的从动端、主机倒车离合器的从动端和电机离合器的从动端均与齿轮箱的输出轴连接；齿轮箱的输出轴与螺旋桨连接；

所述电源切换装置的电源输入端与所述供电设备的供电端连接，电源切换装置的电源输出端分别与柴油机推进系统和电机推进系统连接，用以选择性地向柴油机推进系统和电力推进系统中的一者供电。 

本实用新型与现有技术相比至少具有以下优点：

1、本实用新型的机电混合动力推进系统是一种新型推进方式。通过齿轮箱的接脱排选择使用柴油机推进系统或使用电机推进系统，可以分别满足高航速的航行和低航速的捕捞作业的不同推进工况的需求，而且，增加了推进系统的冗余度，当柴油机或电机任一发生故障时，均能保证船舶安全航行，有效提升船舶航行和生产的可靠性和安全性。此外，本实用新型还提高了船舶在钓鱼作业时的机动性能，因为电机相比柴油机具有调速快、正倒车快和响应速度快的优势，而且不存在柴油机为适应不同海况而经常偏离设计工况点运行受到损伤的问题；

2、本实用新型的机电混合动力推进系统与现有的可调桨装置相比，不必采用复杂的机械液压装置，在较小机舱的金枪鱼延绳钓船内容易合理布置，且维护保养方便，成本相对较少，操作也与普通船舶相近，较为简单；

3、本实用新型的机电混合动力推进系统与全电力推进系统相比，可以采用小功率的电机与变频器，以满足低航速的捕捞作业推进工况的需求。小功率的电机和变频器的价格较低，体积也相对较小，在较小机舱的金枪鱼延绳钓船内容易合理布置，特别是冷却问题可以妥善解决；

4、由于金枪鱼延绳钓船上设有冷藏库用以保存钓到的金枪鱼，而机电混合动力推进系统所需电量并不很大，并且是在钓鱼作业时才使用电力，此时冷藏库应当没有用满负荷，所以机电混合动力系统并不需要像全电力推进系统那样单独设立推进发电机组，而是可以合用全船电网，只需稍提高全船电网设计容量就可。

附图说明

图1是本实用新型金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统的一个实施例的方框图。

具体实施方式

请参阅图1。根据本实用新型一实施例的一种金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统，包括供电设备1、电源切换装置2、柴油机推进系统、电机推进系统、齿轮箱5和螺旋桨6。

齿轮箱5包括主机正车离合器51、用于控制主机正车离合器51接排和脱排的主机正车接脱排执行机构52、用于检测主机正车离合器51的接排和脱排状态的主机正车接脱排传感器53、主机倒车离合器54、用于控制主机倒车离合器54接排和脱排的主机倒车接脱排执行机构55、用于检测主机倒车离合器54的接排和脱排状态的主机倒车接脱排传感器56、电机离合器57、用于控制电机离合器57接排和脱排的电机接脱排执行机构58以及用于检测电机离合器的接排和脱排状态的电机接脱排传感器59。上述的主机正车接脱排执行机构52、主机倒车接脱排执行机构55和电机接脱排执行机构58均由电磁阀组成。

为保险起见，防止因误操作而导致柴油机和电机同时接排，优选地，齿轮箱5还设有能够使主机正车离合器51、主机倒车离合器54和电机离合器57不能同时接排的电气联锁装置。

所述柴油机推进系统包括柴油机31、用于控制该柴油机31的工作的柴油机控制箱32、用于拉动软轴的软轴驱动机构33、软轴控制器34和软轴操作手柄35。软轴36与柴油机的油门拉杆313连接。软轴操作手柄35的控制输出端与软轴控制器34的控制输入端连接，软轴控制器34的第一、第二和第三控制输出端分别与主机正车接脱排执行机构52的控制输入端、主机倒车接脱排执行机构55的控制输入端以及软轴驱动机构54的控制输入端连接。软轴控制器34的第一、第二信号输入端分别与主机正车接脱排传感器53的信号输出端和主机倒车接脱排传感器56的信号输出端连接。其中，软轴驱动机构33包括一步进电机。柴油机31包括多个工作电磁阀311和多个工作状态传感器312，柴油机控制箱32的控制输出端分别与该多个工作电磁阀311的控制输入端连接，柴油机控制箱32的信号输入端分别与多个工作状态传感器312的输出端连接，用于控制柴油机31的工作并显示该多个状态传感器传送的数据。具体地，柴油机控制箱32可发出信号至柴油机上的相关工作电磁阀，对柴油机31的起动、停止等进行控制；同时柴油机上的相关工作状态传感器将信号传送至柴油机控制箱32，通过柴油机控制箱32的仪表、指示灯予以显示。

电机推进系统包括推进电机41、变频器42和用于控制该变频器42的工作的电推控制箱43。变频器42的输出端与推进电机41的电源输入端连接，电推控制箱43的第一控制输出端与电机接脱排执行机构58的控制输入端连接，电推控制箱43的第二控制输出端与变频器42的控制输入端连接，电推控制箱43的第一信号输入端与电机接脱排传感器59的信号输出端连接，电推控制箱的第二信号输入端与变频器42的反馈信号输出端连接。电推控制箱43可控制变频器的工作并显示变频器传送的反馈数据。具体地，电推控制箱43发出控制信号至变频器42，对推进电机41的起动、调速、停止，备车等进行控制。变频器42根据控制信号的要求，对供电设备1送来的动力电源的电流进行调整后送至推进电机41，以达到控制推进电机41的目的。

柴油机31的输出轴同时与主机正车离合器51的主动端和主机倒车离合器54的主动端连接，推进电机41的输出轴与电机离合器57的主动端连接，主机正车离合器51的从动端、主机倒车离合器54的从动端和电机离合器57的从动端均与齿轮箱的输出轴连接；齿轮箱5的输出轴与螺旋桨6连接。

供电设备1包括柴油发电机组11及主配电板12。电源切换装置2的电源输入端与供电设备1的供电端连接，电源切换装置2的电源输出端分别与柴油机推进系统和电机推进系统连接，用以选择性地向柴油机推进系统和电力推进系统中的一者供电。其中，电源切换装置2的电源输出端分别与柴油机控制箱32的电源输入端、软轴控制器34的电源输入端、电推控制箱43的电源输入端和变频器42的电源输入端连接。电源切换装置2具有选择开关21，当选择开关21选择柴油机推进系统时，柴油机控制箱32和软轴控制器34得电，电推控制箱43和变频器42失电；当选择开关21选择电力推进系统时，电推控制箱43和变频器42得电，柴油机控制箱32和软轴控制器34失电，从而使得柴油机推进系统与电力推进系统不能同时操控。

需要进入高航速的航行工况时，电源切换装置2的选择开关21将主配电板12的供电提供给柴油机推进系统，由软轴控制器34将柴油机接排控制信号发送给主机正车接脱排执行机构52，主机正车接脱排执行机构52收到该信号后控制主机正车离合器51接排，同时由主机正车接脱排传感器53将是否接排成功的反馈信号发送至软轴控制器34予以显示。软轴操作手柄35向软轴控制器34提供控制信号，由软轴控制器34将柴油机加减速信号发送至软轴驱动机构33，软轴驱动机构33拉动软轴，进而拉动柴油机油门拉杆313，对柴油机31进行调速。

需要进入低航速的捕捞作业工况时，电源切换装置2的选择开关21将主配电板12的供电提供给电机推进系统，由电推控制箱43发出电机接排信号至齿轮箱中的电机接脱排执行机构58，控制电机离合器57进行接排，同时齿轮箱中的电机接脱排传感器59将是否接排成功的反馈信号发送至电推控制箱43予以显示。

Claims (8)

1.一种金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统，其特征在于，包括供电设备、电源切换装置、柴油机推进系统、电机推进系统、齿轮箱和螺旋桨；

所述的齿轮箱包括主机正车离合器、用于控制主机正车离合器接排和脱排的主机正车接脱排执行机构、主机倒车离合器、用于控制主机倒车离合器接排和脱排的主机倒车接脱排执行机构、电机离合器和用于控制电机离合器接排和脱排的电机接脱排执行机构；

所述柴油机推进系统包括柴油机、用于控制该柴油机的工作的柴油机控制箱、用于拉动软轴的软轴驱动机构、软轴控制器和软轴操作手柄；所述的软轴与柴油机的油门拉杆连接；所述软轴操作手柄的控制输出端与软轴控制器的控制输入端连接，软轴控制器的第一、第二和第三控制输出端分别与主机正车接脱排执行机构的控制输入端、主机倒车接脱排执行机构的控制输入端以及软轴驱动机构的控制输入端连接；

所述电机推进系统包括推进电机、变频器和用于控制该变频器的工作的电推控制箱；所述变频器的输出端与所述推进电机的电源输入端连接；所述电推控制箱的第一控制输出端与所述电机接脱排执行机构的控制输入端连接；

所述柴油机的输出轴同时与主机正车离合器的主动端和主机倒车离合器的主动端连接，所述推进电机的输出轴与电机离合器的主动端连接，主机正车离合器的从动端、主机倒车离合器的从动端和电机离合器的从动端均与齿轮箱的输出轴连接；齿轮箱的输出轴与螺旋桨连接；

所述电源切换装置的电源输入端与所述供电设备的供电端连接，电源切换装置的电源输出端分别与柴油机推进系统和电机推进系统连接，用以选择性地向柴油机推进系统和电力推进系统中的一者供电。

2.如权利要求1所述的金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统，其特征在于，所述的齿轮箱包括用于检测主机正车离合器的接排和脱排状态的主机正车接脱排传感器、用于检测主机倒车离合器的接排和脱排状态的主机倒车接脱排传感器和用于检测电机离合器的接排和脱排状态的电机接脱排传感器；

所述软轴控制器的第一、第二信号输入端分别与主机正车接脱排传感器的信号输出端和主机倒车接脱排传感器的信号输出端连接；所述电推控制箱的第一信号输入端与电机接脱排传感器的信号输出端连接。

3.如权利要求2所述的金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统，其特征在于，所述柴油机包括多个工作电磁阀和多个工作状态传感器；

所述柴油机控制箱的控制输出端分别与该多个工作电磁阀的控制输入端连接，柴油机控制箱的信号输入端分别与多个工作状态传感器的输出端连接，用于控制柴油机的工作并显示该多个工作状态传感器传送的数据。

4.如权利要求2或3所述的金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统，其特征在于，所述电推控制箱的第二控制输出端与所述变频器的控制输入端连接，电推控制箱的第二信号输入端与变频器的反馈信号输出端连接，用于控制变频器的工作并显示变频器传送的反馈数据。

5.如权利要求1或2所述的金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统，其特征在于，所述的齿轮箱还设有能够使主机正车离合器、主机倒车离合器和电机离合器不能同时接排的电气联锁装置。

6.如权利要求1或2所述的金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统，其特征在于，所述的主机正车接脱排执行机构、主机倒车接脱排执行机构和电机接脱排执行机构均由电磁阀组成。

7.如权利要求1或2所述的金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统，其特征在于，所述电源切换装置的电源输出端分别与柴油机控制箱的电源输入端、软轴控制器的电源输入端、电推控制箱的电源输入端和变频器的电源输入端连接。

8.如权利要求1或2所述的金枪鱼延绳钓船的机电混合动力推进系统，其特征在于，所述的软轴驱动机构包括一步进电机。