DE2359371B2

DE2359371B2 - WATER JET DRIVE UNIT FOR WATER VEHICLES

Info

Publication number: DE2359371B2
Application number: DE19732359371
Authority: DE
Inventors: Carlo Pontedera Pisa Doveri (Italien)
Original assignee: Piaggio and C SpA
Current assignee: Piaggio and C SpA
Priority date: 1972-11-29
Filing date: 1973-11-28
Publication date: 1976-04-15
Also published as: JPS49108791A; FI57375C; AU6305773A; JPS5521920Y2; GB1450903A; IT971328B; FI57375B; JPS5456898U; NL7316349A; FR2207828B1; SE398626B; FR2207828A1; DE2359371A1; NL157964B; ES420866A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Wasserstrahl-Antriebseinheit für Wasserfahrzeuge, die eine den Strahlgenerator und dessen Antriebsmotor umfassende, im Bootskörper befestigbare Einbau-Einheit bildet, wobei der Motor auf dem Gehäuse des Strahlgenerators angeordnet ist.The invention relates to a water jet propulsion unit for watercraft, which has a jet generator and the drive motor of which forms a built-in unit that can be fastened in the hull of the boat, the Motor is arranged on the housing of the jet generator.

Bei strahlgetriebenen Wasserfahrzeugen ergibt sich der Vorschub als Reaktion auf einen Wasserstrahl, der von einer Pumpe mit einer Schraube erzeugt wird. Sie ist im Inneren eines Kanals angeordnet, dessen Einlaß durch eine Öffnung im unteren Teil des Schiffskörpers gebildet wird. Der Kanal ist ein Teil eines speziellen, normalerweise als Gußteil ausgeführten Gehäuses, das gleichzeitig die Lagerung für die Welle des Rotors bildet. Üblicherweise ist die Antriebseinheit am Körper des Wasserfahrzeugs unabhängig von dem die notwendige Antriebskraft für die Pumpe liefernden Motor befestigt. In the case of jet-propelled watercraft, the advance occurs as a reaction to a jet of water that generated by a pump with a screw. It is arranged inside a channel, its inlet is formed by an opening in the lower part of the hull. The canal is part of a special, normally designed as a cast housing, which at the same time forms the bearing for the shaft of the rotor. Usually, the drive unit on the body of the watercraft is independent of the necessary one Drive power for the pump-supplying motor attached.

Die Kopplung zwischen dieser Antriebseinheit und dem unabhängig am Schiffskörper gehaltenen Motor wird üblicherweise durch eine Gelenkübertragung erreicht, die eine gewisse Verschiebung zwischen der Motorwelle und der Welle des Rotors erlaubt und zur Verminderung der Schwingungsübertragung auf den Schiffskörper gleichzeitig dem Motor ein gewisses Maß an Bewegungsfreiheit läßt.The coupling between this drive unit and the motor, which is held independently on the hull of the ship is usually achieved through a joint transmission that allows some displacement between the Motor shaft and the shaft of the rotor allowed and to reduce the transmission of vibrations to the Ship hull at the same time allows the engine a certain amount of freedom of movement.

Der Einbau des Motors, des Antriebs (Rotor) und der entsprechenden Gelenkverbindung in ein Wasserfahrzeug muß so erfolgen, daß diese nicht zu stark von der Position abweichen, in der die Welle des Motors und des Antriebs in einer Linie liegen. Da dieser Einbau in vielen Fällen von mechanisch ungeübten Personen durchgeführt wird, ist er problematisch und führt zu Zeitverlusten. Außerdem steigen die Kosten des Einbaus unter Umständen beträchtlich. Wenn die Gelenkübertragung durch eine einzige Kupplung ersetzt werden soll, dann werden die Schwierigkeiten einer Ausrichtung der Bauteile noch größer. Dazu kommen noch die Schwierigkeiten, die sich daraus ergeben, daß große Rohre für die Abgase und für das Motorkühlwasser eingebaut werden müssen, wobei diese Rohre durch den Schiffskörper führen.The installation of the motor, the drive (rotor) and the corresponding articulated connection in a watercraft must be done in such a way that they do not deviate too much from the position in which the shaft of the motor and of the drive are in one line. As this installation is often done by mechanically inexperienced persons is carried out, it is problematic and leads to a loss of time. In addition, the cost of installation increases possibly considerable. When the joint transmission can be replaced by a single coupling then the difficulties in aligning the components become even greater. As retaining the difficulties that arise from having large pipes for the exhaust gases and for the engine cooling water must be installed, these pipes going through the hull.

Zur Behebung dieser Schwierigkeiten ist es bei Wasserfahrzeugen mit Propellerantrieb bereits bekannt (GB-PS 12 26 358), den gesamten aus Motor, Übertragungselementen und Propeller bestehenden Antrieb als Einheit auszubilden, die als solche relativ leicht in den Bootskörper ein- und aus diesem wieder ausgebaut werden kann. Allerdings ergeben sich bei Propellerantrieben andere Probleme als bei Wasserstrahlantrieben.To overcome these difficulties, it is already known in propeller-driven watercraft (GB-PS 12 26 358), the entire drive consisting of the engine, transmission elements and propeller as Form a unit that as such is relatively easy to install in and out of the hull can be. However, problems with propeller drives differ from those with waterjet drives.

Auch bei solchen ist es bereits bekannt (FR-PS 13 21564), die notwendigen Antriebselemente, d.h. Motor. Turbinenrad, Strahlgehäuse usw. als Einheit auszubilden, die bereits außerhalb des Wasserfahrzeugs zusammengebaut und justiert werden kann. Es ergibt sich dabei aber die Schwierigkeit, daß der Motor auf dem Strahlgehäuse starr befestigt ist, so daß dieser im Betrieb die Schwingungen ungedämpft über das ebenfalls starr mit dem Bootskörper verbundene Strahlgehäuse auf das Wasserfahrzeug überträgt. Es ist zwar bei Wasserfahrzeugen allgemein bekannt (Motortechnische Zeitschrift Heft 7, 1963, S. 228), den Motor am Bootskörper elastisch zu lagern, wodurch auch eine Dämpfung der Schallübertragung auf den Bootskörper erreicht wird, eine derartige Lagerung ist bei einer kompakten Antriebseinheit, wie sie zur Erleichterung des Aus- und Einbaus angestrebt wird, jedoch nicht ohne weiteres ausführbar.Even with such, it is already known (FR-PS 13 21564), the necessary drive elements, i.e. Engine. Turbine wheel, jet casing, etc. to be designed as a unit that is already outside of the watercraft can be assembled and adjusted. There is however the difficulty that the engine on the jet housing is rigidly attached, so that this also undamped the vibrations during operation via the radiant housing rigidly connected to the hull transfers to the watercraft. Although it is at Water vehicles generally known (Motortechnische Zeitschrift No. 7, 1963, p. 228), the engine on To store the boat hull elastically, which also dampens the sound transmission to the boat hull is achieved, such storage is in a compact drive unit, as it is for convenience the removal and installation is sought, but not easily feasible.

Ferner ist bei allen bekannten Antriebseinheiten nicht für eine ausreichende Schalldämpfung der Abgase Sorge getragen. Dies führt zusammen mit der im allgemeinen gar nicht oder unzureichend vorgesehenen Dämpfung der Schwingungsübertragung vom Motor auf den Bootskörper zu einer erheblichen Geräuschentwicklung und zu großer mechanischer Beanspruchung der Lager.Furthermore, in the case of all known drive units, there is insufficient sound attenuation of the exhaust gases Taken care of. This leads together with that which is generally not provided at all or inadequately Damping the transmission of vibrations from the engine to the hull of the boat leads to considerable noise and excessive mechanical stress on the bearings.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und eine Wasserstrahl-Antriebseinheit für Wasserfahrzeuge der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die möglichst rasch und problemlos eingebaut werden kann und die im Betrieb eine niedrige Schwingungsübertragung auf den Bootskörper garantiert.It is the object of the invention to avoid these disadvantages and to provide a water jet propulsion unit for watercraft of the type described above, which can be installed as quickly and easily as possible and which guarantees a low level of vibration transmission to the hull during operation.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse des Strahlgenerators als einstükkiges Gußteil ausgebildet ist, das eine Auflagebasis zur elastischen Lagerung des Verbrennungsmotors, sowie in Reihe liegende Schalldämpfer-Kammern der Abgasleitung aufweist, von denen die erste Kammer mit der Motorauspuffleitung verbunden ist und die letzte Kammer einen vorstehenden Ansatz mit einer Gasaustrittsöffnung bildet, welche sich im eingebauten Zustand der Einbau-Einheit etwa am unteren hinteren Ende des Bootskörpers befindet.According to the invention, this object is achieved in that the housing of the jet generator is a one-piece Cast part is formed, which is a support base for the elastic mounting of the internal combustion engine, as well having in series silencer chambers of the exhaust pipe, of which the first chamber with the Engine exhaust pipe is connected and the last chamber has a protruding approach with a gas outlet forms, which in the installed state of the built-in unit is approximately at the lower rear end of the Hull is located.

Die in dieser Weise gebildete Einheit kann an jedem Wasserfahrzeug genauso leicht wie ein Außenbordmotor oder ein Heckantrieb befestigt werden, ohne daßThe unit formed in this way can be attached to any watercraft just as easily as an outboard motor or a rear wheel drive can be attached without

komplizierte Einbauarbeiten nötig sind. Im Heck des Schiffskörpers muß lediglich eine spezielle öffnung von regelmäßiger Form angebracht werden, an die der Flansch der Antriebseinheit z. B. durch Nieten befestigt werden kann. Durch die besondere Anordnung des Ansatzes bleibt die Gasaustrittsöffnung während der normalen Vorwärtsbewegung des Wasserfahrzeugs oberhalb des Wasserspiegels, wie dies im allgemeinen für alle Abgasleitungen von motorgetriebenen Wasserfahrzeugen üblich ist, um so einen eventuellen Rückstau oder störende Blasenbildung des Gases im Wasser auszuschalten. Die Anordnung hat aber zusätzlich den Vorteil, wie experimentell gezeigt worden ist, die von den Abgasen erzeugten Geräusche beträchtlich zu reduzieren. Dies liegt daran, daß der Abgasstrom gegen »5 die Wasserwand gelenkt wird, die dur^h die Vertiefung der Heckwelle gebildet wird. Diese Wasserwand kann Schallwellen absorbieren und reflektieren.complicated installation work is necessary. In the stern of the hull only a special opening of regular shape are attached to which the flange of the drive unit z. B. fastened by rivets can be. Due to the special arrangement of the approach, the gas outlet opening remains during normal Forward movement of the watercraft above the water level, as is generally the case for all exhaust pipes of motor-driven watercraft is common to avoid a possible backwater or to eliminate disturbing bubble formation of the gas in the water. However, the arrangement also has the Advantage, as has been shown experimentally, of considerably reducing the noise generated by the exhaust gases. This is due to the fact that the exhaust gas flow is directed towards the wall of water which passes through the depression the stern wave is formed. This wall of water can absorb and reflect sound waves.

Um die Länge der gesamten Anordnung klein zu halten, ist vorgesehen, daß der Verbrennungsmotor über zwei annähernd in der durch seinen Schwerpunkt senkrecht laufenden Ebene liegende elastische Auflager auf der Auflagebasis ruht und die Motorwelle mit der Welle des Strahlgenerators über eine elastische Kupplung verbunden ist.In order to keep the length of the entire arrangement small, it is provided that the internal combustion engine over two elastic supports lying approximately in the plane running perpendicular through its center of gravity the support base rests and the motor shaft with the shaft of the jet generator via a flexible coupling connected is.

Was die Kühlung des Motors betrifft, so wird diese durch Wasser erreicht, das direkt vom Antrieb durch spezielle Leitungen in den Motor geleitet wird. Dazu können eine in Strömungsrichtung nach dem Strömungsgenerator und vor einem Leitelement aus dem Strömungskanal abzweigende Leitung sowie eine in den ersten Teil der Motorauspuffleitung zurückfließende Leitung vorgesehen sein.As for the cooling of the motor, this is achieved by water coming directly from the drive special cables are routed into the engine. For this purpose, one in the direction of flow after the flow generator and a line branching off from the flow channel in front of a guide element and a line in the first part of the engine exhaust line can be provided flowing back line.

Die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigtThe following description of a preferred embodiment the invention is used in conjunction with the drawing for a more detailed explanation. It shows

F i g. 1 eine Seitenansicht einer teilweise geschnittenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,F i g. 1 is a side view of a partially sectioned preferred embodiment of the invention,

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung der F i g. 1 undF i g. FIG. 2 is a plan view of the device of FIG. 1 and

F i g. 3 eine Heckansicht eines Bootskörpers mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.F i g. 3 is a rear view of a boat hull with the device according to the invention.

Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, umfaßt der Körper des Antriebs vor allen Dingen ein Gehäuse 1 und die Lager 2 eines als Rotor ausgebildeten Strahlgenerators 3. Das Gehäuse 1 ist nach vorn verlängert und bildet so eine Auflagebasis 4 für Auflager 5 des Verbrennungsmotors 6. Außerdem ist das Gehäuse 1 mit einer Reihe untereinander in Verbindung stehender Schalldämpferkammern 7 und 8 versehen, die einerseits mit einer Auspuffleitung 9 des Motors und andererseits durch eine Gasaustrittsöffnung 10 mit der Umgebung verbunden sind. Die Gasaustrittsöffnung 10 ist am Ende eines speziellen, eine Kammer 11 umfassenden Ansatzes angeordnet. Dieser Ansatz befindet sich am hinteren unteren Ende des Antriebs in einer Linie mit dem Bootskörper 12 des Fahrzeugs. An diesem Bootskörper ist der Antrieb selbst, oder vielmehr die gesamte Antriebseinheit befestigt.As can be seen from the drawing, the body of the drive primarily comprises a housing 1 and the bearings 2 of a jet generator 3 designed as a rotor. The housing 1 is extended towards the front and thus forms a support base 4 for supports 5 of the internal combustion engine 6. In addition, the housing 1 is provided with a number of interconnected silencer chambers 7 and 8, on the one hand with an exhaust line 9 of the engine and on the other hand through a gas outlet opening 10 with the environment are connected. The gas outlet opening 10 is at the end of a special approach comprising a chamber 11 arranged. This approach is in line with the at the rear lower end of the drive Hull 12 of the vehicle. The drive itself, or rather the entire drive unit, is on this hull attached.

F i g. 1 zeigt auch die Ausbildung der freien Oberfläche LL des Wassers hinter dem Wasserfahrzeug während der Vorwärtsbewegung. Dabei wird die relative Position der Gasaustrittsöffnung 10 und die Richtung des Geschwindigkeitsvektors des austretenden Abgasstroms sowie der Schallwellenausbreitung klar. Es zeigt sich, daß der Austritt der Abgase in dem Bereich der von der Heckwelle gebildeten Vertiefung erfolgt, wo diese Vertiefung von einem erhöhten Niveau h begrenzt wird. Wie bereits ausgeführt, ist es aus diesen Gründen verständlich und auch praktisch durch Versuche belegt worden, daß der Lärm der Abgase wegen der Absorption und der Reflexion der Schallwellen durch die flüssige Oberfläche beträchtlich gedämpft wird.F i g. 1 also shows the formation of the free surface LL of the water behind the watercraft during the forward movement. The relative position of the gas outlet opening 10 and the direction of the velocity vector of the exiting exhaust gas flow as well as the sound wave propagation become clear. It turns out that the exit of the exhaust gases takes place in the area of the depression formed by the stern wave, where this depression is delimited by an elevated level h. As already stated, for these reasons it is understandable and also practically proven by experiments that the noise of the exhaust gases is considerably attenuated because of the absorption and reflection of the sound waves by the liquid surface.

Die Befestigung der beschriebenen Antriebseinheit auf dem Wasserfahrzeug erfolgt lediglich durch einen Flansch 13 und spezielle Schrauben 14, die den Flansch 13 unter Zwischenlegung eines Dichtmaterials mit der Heckpartie 15 des Schiffskörpers verbinden.The drive unit described is only fastened to the watercraft by one Flange 13 and special screws 14, which the flange 13 with the interposition of a sealing material with the Connect the stern 15 of the hull.

Der Motor 6 schließlich wird vorn Gehäuse 1 des Antriebs durch die Auflager 5 und eine Kupplung 16 zwischen einer Motorwelle 17 und einer Rotorwelle 18 gehalten. Die Auflager 5 und die Kupplung 16 sind elastisch verformbar, um so die Schwingungsübertragung zu dämpfen.Finally, the motor 6 is attached to the housing 1 of the drive by means of the supports 5 and a coupling 16 held between a motor shaft 17 and a rotor shaft 18. The supports 5 and the coupling 16 are elastic deformable in order to dampen the transmission of vibrations.

In F i g. 1 ist außerdem schematisch die Leitung für das Motorkühlwasser dargestellt. Das Kühlwasser wird durch eine Leitung 19 in Ausströmrichtung vor einem die Strömung ausrichtenden Leitelement 20 aus dem Strömungskanal entnommen und nach Kühlung des Motors 6 durch eine weitere Leitung 21 in den ersten Teil der Motorauspuffleitung 9 abgegeben.In Fig. 1 the line for the engine cooling water is also shown schematically. The cooling water is through a line 19 in the outflow direction in front of a flow-aligning guide element 20 from the Taken from the flow channel and after cooling the motor 6 through a further line 21 in the first Part of the engine exhaust pipe 9 delivered.

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, jede Art von Motor zu verwenden, z. B. einen Explosionsmotor, einen Benzinmotor, einen Dieselmotor, eine Turbine usw. Es können auch mehrere beliebig geformte Wasserstrahlen für den Antrieb gebildet werden.Within the scope of the invention it is possible to use any type of motor, e.g. B. an explosion engine, a gasoline engine, a diesel engine, a turbine, etc. There can also be several jets of water of any shape for the drive.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Water jet propulsion unit for watercraft, which has a Sirahl generator and its drive motor comprehensive built-in unit that can be fastened in the hull, with the engine on the housing of the jet generator is arranged. characterized in that the housing (1) of the beam generator (3) is designed as a one-piece casting, which has a support base (4) for elastic Storage of the combustion engine (6), as well as silencer chambers (7, 8, 11) of the exhaust line, of which the first chamber (7) with the engine exhaust line (9) is connected and the last chamber (11) has a protruding approach with a gas outlet opening (10) forms, which is located in the installed state of the built-in unit approximately at the lower rear end of the The hull (12) is located.

2. Water jet drive unit according to claim I, characterized in that the internal combustion engine (6) over two approximately in the vertical plane running through its center of gravity elastic support (5) rests on the support base (4) and the motor shaft (17) with the shaft (18) of the Beam generator (3) is connected via an elastic coupling (16).

3. Water jet drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that for cooling of the internal combustion engine (6) one downstream of the flow generator (3) in the direction of flow and in front of a guide element (20) branching off line (19) from the flow channel and an in the first part of the engine exhaust line (9) returning line (21) are provided.