PT95682B

PT95682B - Processo e dispositivo de transmissaao de potencia a um mecanismo propulsor de accionamento a superficie da agua e a associacao de uma embriagem de turbina entre o motor de accionamento e o mecanismo propulsor

Info

Publication number: PT95682B
Application number: PT95682A
Authority: PT
Inventors: Hans Thiger
Original assignee: Cps Drive As
Priority date: 1989-10-27
Filing date: 1990-10-25
Publication date: 1998-12-31
Also published as: MY106585A; SE464863B; TW212161B; SE8904200D0; PT95682A; SE8903608D0; SE8904200L

Description

MEMÓRIA DESCRITIVA presente invento refere-se em geral a dispositivos de accionamento para embarcações com os chamados conjuntos propulsores de accionamento à superfície da água, referindo-se particularmente o invento a um dispositivo de accionamento no qual o motor de accionamento é um motor diesel com um conjunto de sobrealimentador (turbo-diesel).

Um conjunto propulsor de accionamento à superfície é um tipo de accionamento para embarcação, no qual o accionamento é montado na popa, preferivelmente em embarcações planadoras e no qual, o conjunto propulsor com o corpo da engrenagem se projecta substancial e horizontalmente para trás (na posição de planar), para o lado de fora da popa, e o qual acciona um hélice com um veio substancialmente recto. Os accionamentos deste tipo são montados de um modo tal, que o corpo da engrenagem, quando a embarcação é propulsionada a uma velocidade maior do que uma certa velocidade mínima, prolonga-se numa direcção substancialmente paralela em relação à superfície da água, e próximo da superfície da água, mergulhando o conjunto propulsor na ãgua, com apenas metade da sua altura. Algumas pás do hélice são então colocadas na água, enquanto outras pás do hélice são colocadas numa posição ventilada no ar, acima da superfície da água. Os hélices para dispositivos deste tipo são substancialmente maiores e/ou têm um passo maior do que os hélices convencionais que funcionam debaixo de água, usualmente cerca de 15¾ maiores, devido, com certeza, ao facto de que apenas algumas das pás do hélice realizam uma função propulsora sob a superfície da água.

Suando a embarcação ainda está em repouso e antes dela, quando propulsionada para vante, ter atingido a sua posição de planar, a totalidade do conjunto propulsor e uma grande parte do corpo da engrenagem estão posicionados sob a superfície da água, sendo necessário uma força maior do motor para permitir à embarcação acelerar até à velocidade de planar, permitindo assim aos hélices começarem a funcionar na forma requerida.

Suando são usados motores Otto, esta grande força inicial

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-3pode ser obtida normalmente à velocidade máxima, mas quando são usados motores diesel, particularmente motores diesel sobrealimentados (turbo-diesel), como motores de accionamento, aumentam os problemas, que até aqui têm sido muito difíceis de resolver. É verdade que os motores diesel têm normalmente uma gama de velocidades de rotação bastante pequena e uma velocidade máxima do motor pequena, tendo comparativamente uma menor capacidade de aceleração a partir de uma velocidade baixa. Os motores diesel sobrealimentados, svidentemente, não atingem a sua gama de potência elevada até o conjunto de sobrealimentador ser ligado, e isto não se faz até que a velocidade de rotação seja comparativa elevada. Quando são usados motores diesel, particularmente motores diesel sobrealimentados, em embarcações com accionamento da variedade de condução ã superfície da água acima mencionada, tem sido necessário ^bobre-dimensionar os motores, para assim ser possível acelerar a embarcação para a sua velocidade de planar, dentro de um período de tempo razoavelmente longo, ou tem sido necessário utilizar outras soluções, talvez dispendiosas e complicadas para dar ao motor de accionamento uma potência elevada logo a partir do momento de arranque.

De acordo com o invento é possível resolver o problema acima citado de uma maneira simples e muito eficiente, a qual não podia ser antecipada, nomeadamente pela ligação de uma embraiagem de turbina entre o motor diesel e o accionamento, permitindo a embraiagem de turbina, quando a resistência do hélice ou hélices é comparativamente pequena, ao motor diesel aumentar a sua velocidade de rotação para uma velocidade tal, que o conjunto de sobrealimentador seja ligado e mantenha essa alta velocidade de rotação, desde o momento em que a embarcação ainda está em repouso até que ela atinja a sua velocidade de planar. Nesta fase de planar a embraiagem de turbina actua como quase uma embraiagem de acção directa,. e a velocidade de rotação do motor diesel e, consequentemente, a velocidade da embarcação pode então ser aumentada ou reduzida de acordo com o desejado.

É conveniente utilizar uma engrenagem redutora e uma engrenagem inversora, possivelmente uma engrenagem com uma

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-4engrenagem inversora interna, entre a embraiagem de turbina e o accionamento, A redução da velocidade de rotação do motor para uma velocidade de rotação conveniente para o accionamento do mecanismo propulsor pode ser feita alternativamente por meio de uma embraiagem de correia ou de uma maneira semelhante.

invento será agora descrito em maior detalhe, sendo feita referência aos desenhos anexos. Na Figura 1 é mostrado esquematicamente um conjunto de accionamento para uma embarcação, com um accionamento e um hélice de accionamento à superfície da água, numa vista lateral, a embarcação deslocando-se na sua posição de planar» A Figura 2 mostra esquematicamente o hélice no conjunto de accionamento, quando a embarcação ainda está em repouso, numa vista por detrás e, a Figura 3 mostra numa maneira correspondente o hélice visto por detrás, quando a embarcação se desloca com uma velocidade de planar. A Figura 4 mostra esquematicamente uma concretização de um conjunto de accionamento de acordo com o invento, e a Fig. 5 mostra uma outra concretização do conjunto de accionamento. A Fig. 6 mostra um corte transversal vertical através de uma concretização exequível de uma embraiagem de turbina com uma engrenagem inversora, a qual pode ser usada de acordo com o invento.

Assim, a Fig. 1 mostra uma embarcação, na popa 1 da qual e junto ao fundo 2 é montado um accionamento 3 com um hélice de accionamento à superficie da água 4. 0 accionamento 3 prolonga-se com um corpo de engrenagem 5, substancialmente recto, para fora e para trás da popa 1, sendo ligada por meio de uma embraiagem interna 6 a um motor de accionamento 7, neste caso um motor diesel 7, particularmente um motor diesel com um conjunto de sobrealimentador (turbo diesel), Entre a embraiagem 6 e o corpo de engrenagem 5 o accionamento está munido com um dispositivo 8 para guiar e inclinar o accionamento 3. 0 motor 7 transmite a sua potência de accionamento ao hélice 4 através de um veio de accionamento substancialmente recto, o qual inclui duas juntas universais e uma embraiagem de escorregamento'¹ convencional no sentido de se obter um accionamento, quando o corpo da engrenagem é guiado e inclinado. 0 accionamento é em tudo o mais de um tipo

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-5conhecido e não será descrito com maior detalhe.

Quando a embarcação estã ainda em repouso e antes de ter / conseguido uma certa velocidade mínima, o hélice 4 permanece completamente debaixo da superfície da água, como mostrado na Fig. 2. Quando a velocidade aumenta, a embarcação ergue-se, particularmente a sua popa, e consequentemente o accionamento 3 e o hélice 4 erguem-se na direcção da superfície da água e, quando a embarcação atinge uma velocidade de planar, apenas uma parte 9 da superfície activa do hélice mergulha na água, ver Fig. 3. Esta superfície activa 9 permanece substancialmente inalterada também durante maiores velocidades da embarcação.

Assim, quando a embarcação arranca, todas as pás do héliçe actuarão na água, sendo necessária uma potência de accionamento substancial do motor no sentido de dar à embarcação a velocidade de planar, visto que particularmente as pás do hélice das engrenagens de accionamento â superfície da água são muito maiores do que as pás do hélice dos correspondentes hélices de accionamento debaixo de água convencionais, por exemplo, nas engrenagens do chamado tipo Z. Até ao momento em que a embarcação atinge a sua velocidade de planar, como é mostrado na Fig. 3, a força de reacção da água decrescerá sucessivamente e é necessário, proporcional e substancialmente menos potência para propulsionar a embarcação.

Dar à embarcação a sua velocidade de planar, como foi acima mencionado, provocava sérios problemas nos dispositivos deste tipo já conhecidos, particularmente, quando eram usados motores diesel, os quais tinham ordinariamente uma gama de rotações comparativamente menor, particularmente quando são usados motores diesel sobrealimentados (turbo-diesel), os quais requerem com certeza uma velocidade de rotação comparativamente maior, antes do conjunto de sobrealimentador ser ligado e o motor diesel atingir a sua gama de potência mais elevada.

Este problema é resolvido de acordo com o presente invento, como é mostrado nas Figs» 4 s 5, ligando uma turbina ou uma embraiagem de turbina 10, que não parece ser necessária, mas que

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na realidade é de grande valor, entre o veio de saida do motor 7 e o accionamento 3. A turbina 10 tem a vantagem de a parte de entrada com as pás da bomba poder ser movida dentro de um grau de engrenamento comparativamente maior antes da parte de saída com as pás da turbina começar a oferecer qualquer resistência substancial, correspondendo à força de reacção da água nas pás do hélice. Assim verificou-se, muito surpreendentemente, que é inteiramente possível, usando uma embraiagem de turbina convencional, conseguir uma aceleração rápida e eficiente de uma embarcação com um motor diesel sobrealimentado desde o arranque até à velocidade de planar, a qual tem sido muito difícil de atingir com os dispositivos já conhecidos. Assim, isto é possível, desde que numa embarcação parada, a velocidade de rotação do motor diesel possa ser aumentada para um valor tal, que o conjunto de sobrealimentador seja ligado antes da força de reacção do hélice ou hélices ser muito grande, dificuldades que de outro modo apareceriam para se atingir a velocidade de planar da embai— cação.

Convenientemente o conjunto de accionamento inclui uma engrenagem redutora, que reduz a velocidade de rotação do motor, transmitida pela embraiagem de turbina, para uma velocidade de hélice compatível, podendo também o conjunto de accionamento incluir uma engrenagem inversora para tornar possível as funções de paragem e inversão.

Na Fig. 4 é mostrado como, entre a embraiagem de turbina 10 e o accionamento 3, foi montada uma engrenagem de combinação mecânica redutora e inversora 11 e como a embraiagem 6 do accionamento 3 foi directamente ligada à engrenagem 11.

Na Figura 5 é mostrada uma outra solução. Neste caso a engrenagem inversora foi montada dentro da embraiagem de turbina e a engrenagem redutora compreende um acoplamento de correia 12, que se prolonga entre o veio de saída da embraiagem de turbina 10 e o veio de entrada do accionamento 3 e onde as polias das correias na embraiagem e no accionamento determinam, respectivamente, a mudança de engrenagem entre o motor 7 e o accionamento 3.

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-7Α turbina 10 pode ser de qualquer tipo conhecido, e na Fig. 6 uma embraiagem de turbina, como um exemplo fiável de um dispositivo utilizável, é mostrada num corte transversal vertical, cuja embraiagem de turbina,neste caso especifico,também inclui uma embraiagem inversora. A embraiagem de turbina é ligada ao volante 12 no motor 7, através de um disco de transmissão de potência flexível 13, que é aparafusado dentro do corpo interno da bomba rotativa 14, no qual são montadas as pás da bomba 15. As pás das bombas 15 são alimentadas com o meio de pressão a partir de uma bomba hidráulica (não mostrada), através de uma conduta indicada esquematicamente 16, e quando o meio de pressão é alimentado, a partir das pás de bomba 15,influencia as pás de turbina 17, que são ligadas ao veio de saída 18 da embraiagem, 0 veio de saída 18 da embraiagem de turbina é, neste caso, realizado por uma engrenagem redutora de accionamento de correia, compreendendo uma polia para correia 19, a qual através de uma correia 20 coopera com uma segunda polia 21, que por sua vez está montada no veio de saída 22 da engrenagem redutora. Este veio de saída 22 está directamente ligado ao acoplamento de entrada 6 do accionamento 3.

No sentido de se obter as funções de paragem e inversão é usada, normalmente, uma engrenagem inversora mecânica, ou uma engrenagem mecânica convencional e redutora-inversora, como é mostrado na Fig, 4, mas na concretização mostrada na Fig, 6 são ftiõntadas^; uma engrenagem inversora hidráulica 23 e a embraiagem de turbina. A engrenagem inversora é essencialmente do mesmo tipo que a embraiagem de turbina, mas é mais pequena e funciona na direcção de rotação oposta. A engrenagem inversora é alimentada com o meio de pressão a partir de uma bomba hidráulica (não mostrada) através de uma conduta esquematicamente indicada 24. As condutas 16 e 24 estão ligadas a uma válvula de vias múltiplas que ventila uma das condutas, quando a outra conduta é alimentada com o meio de pressão e vice-versa e, desta maneira, a embraiagem de turbina e a engrenagem inversora, respectivamente, podem ser usadas sempre que requerido e sem serem mutuamente influenciadas.

Assim, o invento refere-se a um processo de transmissão de

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potência de um motor diesel, particularmente um motor diesel sobrealimentado, para um accionamento com um mecanismo propulsor de accionamento à superfície da água, sendo ligada uma embraiagem de turbina entre o motor e o accionamento, e accionando o motor diesel o elemento de bomba da embraiagem de turbina, e sendo o elemento de turbina de embraiagem ligado ao veio de entrada do dispositivo, e sendo o elemento de turbina concebido de forma tal, que é permitido ao motor diesel rodar a uma velocidade tão elevada, sem qualquer resistência substancial por parte da água, a qual influencia o mecanismo propulsor, que o conjunto de sobrealimentador do motor diesel é engrenado, subsequente ao que consequentemente o hélice é influenciado com esse impulso aumentado do motor diesel, o qual foi obtido por meio do conjunto sobrealimentador.

invento também se refere a um dispositivo para realizar o dito processo e num dispositivo de accionamento que compreende um motor diesel com um conjunto de sobrealimentador e um accionamento fora de borda com um mecanismo propulsor de accionamento à superficie da água, sendo uma embraiagem de turbina disposta entre o motor diesel e o accionamento com o mecanismo propulsor, estando a embraiagem de turbina dimensionada numa tal forma, que é permitido um aumento da velocidade de rotação do motor diesel, permitindo ao conjunto de sobrealimentador ser ligado antes de ter sido obtido qualquer impulso substancial da parte da água, que influencia o mecanismo propulsor.

invento também se refere ã utilização de uma embraiagem de turbina num dispositivo de accionamento para embarcações planadoras, que compreende um motor diesel com um conjunto de sobrealimentador e um accionamento fora de borda com um mecanismo propulsor de accionamento à superfície da água e em que a embraiagem do tipo turbina tem dimensões tais, que possibilita ao motor diesel atingir uma velocidade de rotação tal, que o conjunto de sobrealimentador é ligado, antes de qualquer força de reacção substancial por parte do mecanismo, propulsor, que é influenciada pela água, tenha sido transmitida ao motor diesel através da embraiagem de turbina.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1 - Processo de transmissão de potência de um motor diesel, particularmente, um motor diesel sobrealimentado (7), a um accionamento (3) com um mecanismo propulsor (4) de accionamento à superfície da água, caracterizado por estar montada uma embraiagem de turbina (10) entre o motor (7) e o accionamento (3) e ser permitido ao motor diesel accionar o elemento de bomba (15) da embraiagem de turbina (10), por o elemento de turbina (17) da embraiagem de turbina (10) estar ligado ao veio de entrada (6) do φ accionamento (3), estando a bomba e os elementos de turbina (15, 17) dispostos de tal forma, que permitem ao motor diesel (7) aumentar a sua velocidade de rotação para uma velocidade tão elevada que o conjunto de sobrealimentador do motor diesel (7) é ligado antes do aparecimento de qualquer resistência substancial por parte da água, que é influenciada pelo mecanismo propulsor (4), subsequente ao qual a bomba e os elementos de turbina (15, 17) são permitidos funcionar, substancialmente como meios de transmissão de potência de ponta de uma forma tal, que o propulsor é influenciado pelo impulso aumentado do motor diesel, originado devido à influência do conjunto de sobrealimentador.
2 - Dispositivo para realizar o processo de acordo com a reivindicação 1, num dispositivo de accionamento para embarcações planadoras, compreendendo um motor diesel (7) com um conjunto de sobrealimentador e um accionamento (3) com um mecanismo propulsor (4) accionado à superfície da água, caracterizado por ter sido ligada uma embraiagem de turbina (10) entre o motor diesel (7) e o accionamento (3) com o mecanismo propulsor, embraiagem de turbina (10) que é projectada de tal forma que permite ao motor diesel (7) ser accionado com uma velocidade de rotação tal, que o conjunto de sobrealimentador é ligado antes de ter aparecido qualquer força de resistência substancial por parte da água, a qual é influenciada pelo mecanismo propulsor (4).
3 - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por estar disposta uma engrenagem redutora (11) entre a embraiagem de turbina (10) e o accionamento (3),

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-114 - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a engrenagem redutora (11) ser montada com uma engrenagem inversora mecânica.
5 - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a engrenagem redutora (12) compreender um acoplamento de correia, particularmente, um acoplamento de correia de engrenamento disposto entre a embraiagem de turbina (10) e o accionamento (3).
6 - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a embraiagem de turbina (10) incluir uma engrenagem hidráulica de inversão de marcha,
7 - Associação de embraiagem de turbina (10) num dispositivo de transmissão para embarcações planadoras (1,2) e compreendendo um motor diesel (7) com um conjunto de sobrealimentador e um accionamento (3) com um mecanismo propulsor (4) conduzido à superfície da água, caracterizada por a embraiagem de turbina (10) estar ligada entre o motor diesel sobrealimentado (7) e o accionamento (3), por a embraiagem de tipo turbina (10) ser projectada de tal forma, que permite ao motor diesel (7) aumentar a sua velocidade de rotação para uma velocidade tal que o conjunto de sobrealimentador é ligado, antes de qualquer força de reacção substancial do mecanismo propulsor, que é influenciada pela água, ter sido transmitida ao motor diesel (7) através da embraiagem de turbina (10).