一种用于船舶及其他水中航行物的推进方法及装置。该方法是基于液压传动原理，通过双向变量泵将船舶主机输出的机械能转变为液压油的压力能，分别驱动螺旋桨以及其它辅助装置。液压油的压力能经液压马达转换为螺旋桨的机械能，通过对双向变量泵以及船舶主机的控制，来调节螺旋桨的转速与转向，以适应船舶的各种运动工况。应用液压蓄能器将液压马达处于泵工况下所输出的能量回收起来，并在换向加速过程中释放该能量。通过管路切换实现两台船舶主机以多种方式进行工作。该推进方法具有机舱布置灵活、设备功率重量比大、安全可靠性好、机动性高以及工况配合特性好等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种船舶推进方法及装置，即基于液压传动原理，通过双向变量泵将船舶主机输出的 机械能转变为液压油的压力能，分别驱动螺旋桨以及其它辅助装置。液压油的压力能经液压马达转换 为螺旋桨的机械能，通过对双向变量泵以及船舶主机的控制，来调节螺旋桨的转速与转向，以适应船 舶的各种运动工况。应用液压蓄能器将液压马达处于泵工况下所输出的能量回收起来，并在换向加速 过程中释放该能量。通过管路切换实现两台船舶主机以多种方式进行工作。主要用于各类船舶、军舰、 潜艇等水中航行物上。
技术介绍
推动船舶运动的动力装置是由船上的能源系统与把旋转机械能转变为船舶运动能的水动力推进 器以及联接能源系统和推进器的传动装置组成。能量由能源系统传递到船舶推进器，从传动机构上来 分，目前主要有如下两种方法机械推进(柴油机通过轴系带动螺旋桨直接推进)以及电力推进。随 着船舶向大型化、高速化、肥胖化以及多工况化方向发展时，主机的功率越来越大，这对主机的设计 与制造带来困难，同时机舱的有效空间不断被主机所占用，多主机并联工作模式随之出现。目前有采 用机械并联模式以及电力并联模式来设计，机械推进方法虽然在传动效率上占有一定优势，但其机动 性差，功率重量比小，机舱布置不合理；电力推进方法虽然机动性较高，但其功率重量比小，大功率 交流调速问题到目前为止仍没有得到解决。可见，现有的船舶推进方法在一定程度上制约了船舶的发展。因此，研制综合性能优良的船舶推 进方法及装置就成了船舶推进领域一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是研制一种新型船舶推进方法，克服现有船舶推进方法的缺点。解决方案液压传动具有操纵控制方便，设备功率重量比大，体积小，惯性小，反应速度快，布 置灵活，使用寿命长，故障率低，容易实现自动化、遥控、过载保护等优点。这些优点对于船舶推进 装置来说，至关重要，因此采用液压传动来设计，即通过双向变量泵将船舶主机输出的机械能转变为 液压油的压力能，分别驱动螺旋桨以及其它辅助装置。液压油的压力能经双向定量泵-马达转换为螺 旋桨的机械能，通过对双向变量泵以及船舶主机的控制，来调节螺旋桨的转速与转向，以适应船舶的 各种运动工况。应用液压蓄能器将双向定量泵-马达处于泵工况下所输出的能量回收起来，并在换向 加速过程中释放该能量，起到加速以及节能的作用。通过管路切换实现两台船舶主机以多种方式进行 工作，满足船舶的多种工作模式。基于上述方法设计能量回收式船舶液压推进装置，该装置的特征在于主要包含两主驱动回路、两 能量回收与释放回路、两系统补油回路、两过载保护回路、 一并联阀块以及一吊舱式液压推进器，能 量回收与释放回路用于回收主驱动回路减速过程中所产生的液压能，或在主驱动回路加速过程中向主 驱动回路释放能量，起到节能以及辅助加速作用；系统补油回路向主驱动回路低压侧补油；过载保护 回路限定主驱动回路高低压侧压力；并联阀块将两主驱动回路联系与一起，满足多种工况要求；吊舱 式液压推进器将主驱动回路的液压能转换成船舶的驱动力，推动船舶运动。两主驱动回路组成相同，其中一主驱动回路由一船舶主机、 一双向变量泵、 一双向定量泵-马达、 一伺服阀以及一伺服油缸组成。其特征在于船舶主机带动双向变量泵，双向变量泵输出的液压油经管 路直接驱动双向定量泵-马达，双向定量泵-马达的出口与双向变量泵的入口相连，构成闭式回路。通 过伺服阀与伺服油缸对双向变量泵进行控制，实现对双向定量泵-马达的转速以及方向的调节。两能量回收与释放回路组成相同，其中一能量回收与释放回路由一蓄能器与两个三位四通电磁换 向阀组成。其特征在于主驱动回路平时运行时，通过两个三位四通电磁换向阀将蓄能器与主驱动回路隔离；当双向定量泵-马达工作于减速、泵工况下时，通过两个三位四通电磁换之一，使蓄能器与双 向定量泵-马达的出口相连，双向定量泵-马达输出的液压能将被回收储存于蓄能器内；当双向定量泵 -马达需要换向加速，工作于加速、马达工况下时，通过两个三位四通电磁换之一，使蓄能器与双向 变量泵的入口相连并释放能量，起到节能以及加速换向的作用。两补油回路组成相同，其中一补油回路由一补油泵、两单向阀、 一溢流阀以及一蓄能器组成。其 特征在于补油泵由船舶主机驱动，直接从油箱吸油，补油泵出口与两两单向阀入口相连，两单向阀出 口分别与主驱动回路高低压侧相连，通过低压侧向主驱动回路补油，同时出口处安装一溢流阀用于限 定补油回路压力，蓄能器亦安装于补油泵出口处，用于稳定补油侧压力，为伺服阀提供控制用油，同 时该蓄能器在换向过程中起到补油以及缓冲作用。两过载保护回路组成相同，其中一过载保护回路由三个溢流阀以及一个通液动换向阔组成。其特 征在于其中两个溢流阀与主驱动回路高低压侧直接相连，方向相反，这样就限制了主驱动回路高压侧 压力。液动换向阀入口与主驱动回路高低压侧相连，两控制端口亦与主驱动回高低压两侧相连，出口 与一溢流阀入口相连，溢流阀出口经过滤器直接回油箱，这样就限制了系统低压侧压力。起到过载保 护作用，防止了螺旋桨堵转等意外情况发生时对系统产生破坏。并联阀块由12个电磁换向阀构成。该阀块的特征在于将两套独立的驱动回路联系在一起，通过 不同的电磁阀开关形式组合可以实现两主驱动回路各自独立并联工作；两双向变量液压泵向一个双向 定量泵-马达供油； 一双向变量液压泵向一个双向定量泵-马达供油以及一双向变量液压泵向两个双向 定量泵-马达供油等多种工作方式。满足了船舶在多种工况下工作的需要，增加了系统的冗余度，提 高了系统的安全可靠性，降低了大功率液压马达以及大功率船舶主机开发的难度。吊舱式液压推进器主要由一吊舱、两双向定量泵-马达以及两螺旋桨构成。其特征在于两双向 定量泵-马达正对安装于吊舱两端内部，两螺旋桨安装在吊舱两端外部，通过传动轴分别与双向定量 泵-马达的输出轴相连。工作时，螺旋桨对转，产生同方向推力，共同驱动船舶运动。本专利技术所述的能量回收式船舶液压推进方法将液压传动应用于船舶推进领域，通过蓄能器实现双 向定量泵-马达处于泵工况下的能量回收与利用，利用一并联阔块现两船舶主机以多种工作方式进 行工作。该推进方法具有机舱布置灵活、设备功率重量比大、安全可靠性好、机动性高以及工况配合 特性好等显著优点。附图说明图1为能量回收式船舶液压推进装置单驱动回路平时工作状态示意图；图2为能量回收式船舶液压推进装置单驱动回路反转储能工作过程示意图；图3为能量回收式船舶液压推进装置单驱动回路正转放能工作过程示意图；图4为能量回收式船舶液压推进装置单驱动回路正转储能工作过程示意图；图5为能量回收式船舶液压推进装置单驱动回路反转放能工作过程示意图；图6为能量回收式船舶液压推进装置整体示意图；图7为能量回收式船舶液压推进装置并联阀块示意图。图中1、第一船舶主机2、第一双向变量泵3、第一单向阀4、第二单向阀5、第一补油泵 6、油箱7、第一三位四通电磁换向陶8、第二三位四通电磁换向阀9、第一伺服油缸10、第一 伺服阀11、第一溢流阀12、第二溢流阀13、第三溢流阀14、第一液动换向阔15、第四溢流 阀16、第一过滤器17、第一蓄能器18、第二蓄能器19、第一双向定量泵-马达20、第一螺 旋桨21、第二双向定量泵-马达22、第二螺旋桨23、吊舱2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种船舶及其它水中航行物的液压推进方法，其特征在于：通过双向变量泵将船舶主机输出的机械能转变为液压油的压力能，分别驱动螺旋桨以及其它辅助装置，液压油的压力能经液压马达转换为螺旋桨的机械能，通过对双向变量泵以及船舶主机的控制，来调节螺旋桨的转速与转向，以适应船舶的各种运动工况，应用液压蓄能器将液压马达处于泵工况下所输出的能量回收起来，并在换向加速过程中释放该能量，通过管路切换实现两台船舶主机以多种方式进行工作。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：纪玉龙，孙玉清，陈海泉，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]
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