Судовая силовая установка Советский патент 1979 года по МПК B63H23/02 B63H23/24 

1

Иообретеиие относится к области судострое1ша.

Известна судовая силовая установка, содержащая главный двигаа-ель с выходными валами, планетарный редуктор, состоящий из водила с сателлитом, эптшкла и солнечной шестерш, при этом выходной вал дв1ггателя с одной стороны кинематически св$5зан с питающей машиной, а с другой - с солнечной шестерней планетарного редуктора, водило которого жсхзтко св Езано с гребным валом, и регуяирующую машину, электрически связанную с питающей машиной l.

Недостатком этой установки является то, что с увеличением диапазона Регулирования ( I ) частоты врашешш винта растут относительные установочные мощности регулируюп1ей и питающей машин, которые при R со равны половине максимальной мощности главного двигателя. Таким образом, хотя н достигается при R оо уменьшение устано вочных мощностей в 2 раза по сравн&нию с чисто элeктpичecкJnv1И (гидравлическими) передачами, все же их и габаритные показатели остаются достаточно большими, а КПД - недостаточ го высоким. Вследствие этого такие установки эффективны тотло в тех случаях, когда т()ебуемый диапазон плавного регулирования частоты вращения винта находится в пределах 2 г 4.

Цель изобретения - повышение КПД установки, уменьшение ее веса и габаритов при широком диапазоне регулирования скорости вращения винта.

Для этого в предлагаемой установке сателлит выполнен двухвениовым, а планетарный редуктор снабжен дополнительным эпициклом, кинематически связанным посредством двухвегаювсго сателлита с солнечной шестерней, а оба эпиникла через управляемые муфты сцепления соединены с регулирующей машиной.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема судовой силовой установки с гидрообъемной замыкающей ветвьк ; да фиг. 2 - зависимость относительной частоты вращения регупипуклией UU и питающей ии. машин от огносигельног передаточного отношения установки i «i/iMOKC- Д .макс- текущее и максимальное значения передаточного отношения. Судовая силовая установка содержит главный двигатель 1, выходной вал которого с одной стороны соединен с солнечной шестерней 2 дифференциала, а с другой - с питающей машиной 3, в качестве которой служит насос регулируемой производительности, соединен ный трубопроводами с регулирующей машиной 4, выполненной в виде нерегултфуемого гидромотора. Регулирующая машина 4 посредством трех управля&мых муфт сцепления 5, 6 и 7 и трех согласуклпих зубчатых передач 8-9, 8 - 1О, 8-10-11-12 связана с эпициклами 13 и 14, соответственно быстроходной и тихоходной ступеней, а также водилом 15 дифференциала. Согласующие зубчатые передачи пре№назначены для синхронизации частоты вращения регулирующей машины 4 в моменты переключения. Эпициклы 13, 14 находятся в за цеплении с двухвендовыми сателлитами 16, установленными в водиле 15, причем эпицикл 13 быстроходной ступени снабисен тормозом 17. Судовая силовая установка в процессе регулирования частоты вращения винта от нулевого до максимального значения работает в следующих режима 1.Режим гидрообьемной передачи. В этом режиме включена муфта сце ления 7, муфты сцепления 5 и 6 выклю чены, эпшшкл 13 расторможен. Мощность главного двигателя 1 через гидр объемную передачу (насос 3 - регул рукяцая машина 4;, зубчатую передачу 8 - 10- 11 - 12 и муфту 7 передает ся гребному валу винта, а изменение его частоты вращения осуществляется за счет регулирования производительности насоса 3. 2.Режим двухпоточной гидромеханической передачи на тихоходной и быс роходной ступенях. В тот момент, когда относительное передаточное отношение передачи достигаег- значения VMH.( )( Фиг. 2), отключается муфта 7 и включается му та 6 (муфта 5 и тормоз 17 - отклю чены), соединяя регулирующую машину t С эпициклом 14 1гихоходной ступе ш дифференциала. При регулировании i от Я - jдо fp (относительного передаточного отношения установки при неподвижном эпицикле 14) насос 3 работает в режиме гидромотора, регулирующая машина 4 - в режиме насоса, а направление вращения эпшшкла 14 противоположно нап1равлению вращения винта. При регулировании i от i до 1длци (минимальное огносигельное передаточное отношение установки на быстроходной ступени и максима;п7Ное на тихоходной) нассх; 3 и регулирутощая машина 4 претерпевают обращение режима работы, а направления вращения эпицикла 14 и винта совпадают. В тот муфта 6 момент, когда i 1 отключается и включается муфта 5, соединяя регулирующую машину 4 с эпициклом 13 быстроходной ступени дифференциала (муфта 7 и тормоз 17 отключены). На этой стулени происходит ре;гулирование частотны вращения винта до максимального значения. Режимы работы насоса 3 и регулирующей машины 4 те же, что и на тихоходной ступени. 3. Режим механической передачи. В этом режиме му(}тз1 сцепления 5, 6, 7 отключены, а эпицикл 13 застопорен тормозом 17, Значение передаточного отношения IQ при заторможенном эшшикле 13 выбирается таким, что&1 частота вращения винта в этом режиме.была равна частоте вращения винта в режиме экономического хода судна. Насос 3 и регулирующая машина 4 в этом режиме отключены. Изменение судовой силовой установки в процессе регулирования частоты вращения винта позволяет сократить диапазон р ггулирования в режиме работы двухпоточной передачи на быстроходной ступени до значений R,, f 1ГАИИ2 1,2 i 1,4, значение которого определяет установочную мощность регулирун щей и питающей машин. Оптимальные значения Тдд, , длинг TO 02 опреде;1яются из следующих соотношений: /. .- V 2Т li-i ) 1i WVMH / O/-0.5 ( АЛИН, T,-0,5( где rn - показатель степени, характ&ризуюший зависимость мс мента сопротивлетшя винта от его частоты вращени Установочные мощности регулирую щей и питающей машин при соответствующем выборе значений и Т;,„ находятся в пределах 0,10 г 0,105, т. е. уменьшаются в 9,5 f 10 раз по сравнению с чисто гидравлическими передачами и в 4,7 5,О раз по cpaBi нению с двухлоточными передачами. Это позволяет значительно улучщить массовые и габаритные показатели су« довых силовых установок, а также повысить их КПД, так как доля энергии, передаваемой гидрообьемной (электрической) ветвью, уменьшается. Вследств того, 4fo режим работы чисто механ&ческой передачи совпадает с релшмом экономического хода судна, установка имеет в этом режиме высокий КПД и пониженный расход топлива. Кроме тог отключение гидромашин в наиболее длительном по времени режиме эксплуата1ши судна способствует повышению долговечности установки. Формула изобретени Судовая силовая установка, содержа шая главный двигатель с выходными валами, планетарный редуктор, COCTOS щий из водила с сателлитом, эпишжла и солнечной шестерни, при этом выходной вал двигателя с одной стороны кинематически связан с питающей машиной, а с другой - с солнечной шестерней планетарного редуктора, водило которого жестко связано с гребным валом, и регулирующую машину, электричесжи связан;ную с питающей машиной, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД установки, уменьшения ее веса и габаритов при широком диапазоне регулирования скорости вращения винта, сателлит выполнен двухвенцовым, а Ш1анетар№1й редуктор снабжен допо№гантельным эпишжлом, кинематичесш связанным посредством двухвенпового сателлита с солнечной шестерней, а оба эпицикла через управляемые муфты сцепления соединены с регутфующей ма)линой. Источнккн информации, прштятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 380531, кл. В 63 И 23/02, 1970. №