一种船舶高效节能混合动力系统技术方案

一种船舶高效节能混合动力系统，属于船舶设备技术领域，系统由主柴油机、主柴油机离合器、同步发电机、同步发电机离合器、调速齿轮箱、动力混合机构、螺旋桨、调速推进离合器、调速推进电机、电力控制开关、电池、主机推进控制器组成，本实用新型专利技术在船舶启动及低速段只有电机电力推进，避免了此工况下采用主柴油机推进带来的高油耗，在其他工况下，可实现主柴油机只要工作，就一直保持在单位油耗最小区域运行，加速时由调速推进电机辅助加速，降速时由同步发电机发电回收螺旋桨多余功率降速，做到加减速快速响应，避免了以往船舶加减速时主柴油机基本都处于油耗增大的状态，实现了船舶整体运行工况下的高效节能。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶高效节能混合动力系统
本技术属于船舶设备
，涉及一种船舶用动力系统，特别是涉及一种船舶高效节能混合动力系统。
技术介绍
目前油电混合动力船舶多采用主柴油机推进，配备轴带发电机用于辅助推进及主柴油机多余能量回收，其辅助推进能量来自电池，主柴油机多余能量发电存储到电池备用(即在主柴油机启动及推进的基础上增加轴带发电机系统，包含电池，削峰填谷节能)。但主柴油机启动及低速时的油耗较高，并且整个船舶运行工况下主柴油机工作状态经常变化，无法处于最低油耗状态，系统也不具备螺旋桨能量回收功能，总体节能效果不明显。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种船舶高效节能混合动力系统，可实现在船舶启动及低速段只有电机电力推进，避免了此工况下采用主柴油机推进带来的高油耗，在其他工况下，可实现主柴油机只要工作，就一直保持在单位油耗最小区域运行，加速时由调速推进电机辅助加速，降速时由同步发电机发电回收螺旋桨多余功率降速，做到加减速快速响应，避免了以往船舶加减速时主柴油机基本都处于油耗增大的状态，实现了船舶整体运行工况下的高效节能。本技术的技术方案：一种船舶高效节能混合动力系统，包括主柴油机、主柴油机离合器、螺旋桨、主机推进控制器，所述主柴油机的输出端与所述主柴油机离合器形成轴传动连接；其特征在于：所述混合动力系统还由同步发电机、同步发电机离合器、调速齿轮机构、动力混合机构、调速推进离合器、调速推进电机、电力系统、电池组成；所述调速齿轮机构由第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第一离合器、第二离合器、第四齿轮、第五齿轮、第一输入轴、第二输入轴、输出轴组成；所述第一齿轮和第四齿轮设置在第一输入轴上，所述第一离合器设置在第一齿轮与第四齿轮之间，所述第二齿轮和第五齿轮设置在输出轴上，所述第二离合器设置在第二齿轮与第五齿轮之间，所述第三齿轮设置在所述第二输入轴上，所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮相互啮合，所述第四齿轮与第五齿轮相互啮合；所述主机推进控制器分别与所述主柴油机、同步发电机和电力系统形成控制电路连接，所述主柴油机离合器的输出端与所述第一输入轴形成传动连接，所述同步发电机通过同步发电机离合器与所述第二输入轴形成传动连接，所述电力系统分别与所述同步发电机、电池和调速推进电机之间形成电力电缆及控制电路连接；所述动力混合机构由第一传动轴、第二传动轴、第三传动轴、动力输入齿轮、行星轮、行星架、齿圈和太阳轮组成；所述动力输入齿轮与所述齿圈形成外啮合传动，所述行星轮安装在所述行星架上，所述行星轮与所述齿圈形成内啮合传动，所述太阳轮啮合设置在所述行星轮的中心，所述第一传动轴与所述行星架连接固定，所述第三传动轴与所述太阳轮连接固定，所述第二传动轴与所述动力输入齿轮连接固定，所述调速齿轮机构的输出轴与所述第一传动轴传动连接，所述调速推进电机的输出端通过调速推进电机离合器与所述第二传动轴传动连接，所述第三传动轴与所述螺旋桨传动连接。所述调速齿轮机构外部设有齿轮箱壳，动力混合机构外部设有壳体。所述行星轮的数量不少于3组。所述第一传动轴与第三传动轴的转动方向相反。所述齿圈外部设有外齿，内部设有内齿，外齿与动力输入齿轮啮合，内齿与行星轮啮合。所述调速齿轮机构中第四齿轮的直径小于第五齿轮的直径，第一齿轮的直径大于第二齿轮的直径。所述第一传动轴从壳体一侧穿入后与行星架的中心形成轴向固定，第三传动轴从壳体的另一侧穿入后与太阳轮的中心形成轴向固定，第二传动轴从壳体穿入后与所述动力输入齿轮的中心形成轴向固定。本技术的有益效果为：本技术提出的一种船舶高效节能混合动力系统，整个系统由主柴油机、主柴油机离合器、同步发电机、同步发电机离合器、调速齿轮机构、动力混合机构、螺旋桨、调速推进离合器、调速推进电机、电力系统、电池、主机推进控制器组成，本技术在船舶启动及低速段只有电机电力推进，避免了此工况下采用主柴油机推进带来的高油耗，在其他工况下，可实现主柴油机只要工作，就一直保持在单位油耗最小区域运行，加速时由调速推进电机辅助加速，降速时由同步发电机发电回收螺旋桨多余功率降速，做到加减速快速响应，避免了以往船舶加减速时主柴油机基本都处于油耗增大的状态，实现了船舶整体运行工况下的高效节能。附图说明图1为本技术系统整体结构示意图。图2为本技术中调速齿轮机构结构示意图。图3为本技术中动力混合机构组成结构示意图。图4为图3中A向结构示意图。图中：主柴油机1、主柴油机离合器2、同步发电机3、同步发电机离合器4、调速齿轮机构5、第一齿轮5-1、第二齿轮5-2、第三齿轮5-3、第一离合器5-4、第二离合器5-5、第四齿轮5-6、第五齿轮5-7、齿轮箱壳5-8、第一输入轴5-9、第二输入轴5-10、输出轴5-11、动力混合机构6、壳体6-1、第一传动轴6-2、第三传动轴6-3、第二传动轴6-4、动力输入齿轮6-5、行星轮6-6、行星架6-7、齿圈6-8、太阳轮6-9、螺旋桨7、调速推进电机离合器8、调速推进电机9、电力系统10、电池11、主机推进控制器12。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：如图1-4所示，一种船舶高效节能混合动力系统，包括主柴油机1、主柴油机离合器2、同步发电机3、同步发电机离合器4、调速齿轮机构5、动力混合机构6、螺旋桨7、调速推进电机离合器8、调速推进电机9、电力系统10、电池11、主机推进控制器12；主柴油机1的输出端与主柴油机离合器2形成轴传动连接，调速齿轮机构5由第一齿轮5-1、第二齿轮5-2、第三齿轮5-3、第一离合器5-4、第二离合器5-5、第四齿轮5-6、第五齿轮5-7、第一输入轴5-9、第二输入轴5-10、输出轴5-11组成；第一齿轮5-1和第四齿轮5-6设置在第一输入轴5-9上，第一离合器5-4设置在第一齿轮5-1与第四齿轮5-6之间，第二齿轮5-2和第五齿轮5-7设置在输出轴5-11上，第二离合器5-5设置在第二齿轮5-2与第五齿轮5-7之间，第三齿轮5-3设置在第二输入轴5-10上，第一齿轮5-1、第二齿5-2、第三齿轮5-3相互啮合，第四齿轮5-6与第五齿轮5-7相互啮合；主机推进控制器12分别与主柴油机1、同步发电机3和电力系统9形成控制电路连接，主柴油机离合器2的输出端与第一输入轴5-9形成传动连接，同步发电机3通过同步发电机离合器4与第二输入轴5-10形成传动连接，电力系统10分别与同步发电机3、电池11和调速推进电机9之间形成电力电缆及控制电路连接；动力混合机构6由第一传动轴6-2、第三传动轴6-3、第二传动轴6-4、动力输入齿轮6-5、行星轮6-6、行星架6-7、齿圈6-8和太阳轮6-9组成；动力输入齿轮6-5与齿圈6-8形成外啮合传动，行星轮6-6安装在行星架6-7上，行星轮6-6与齿圈6-8形成内啮合传动，太阳轮6-9啮合设置在行星轮6-6的中心，第一传动轴6-2与行星架6-7连接固定，第三传动轴6-3与太阳轮6-9连接固定，第二传动轴6-4与动力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶高效节能混合动力系统，包括主柴油机(1)、主柴油机离合器(2)、螺旋桨(7)、主机推进控制器(12)，所述主柴油机(1)的输出端与所述主柴油机离合器(2)形成轴传动连接；其特征在于：所述混合动力系统还由同步发电机(3)、同步发电机离合器(4)、调速齿轮机构(5)、动力混合机构(6)、调速推进电机离合器(8)、调速推进电机(9)、电力系统(10)、电池(11)组成；所述调速齿轮机构(5)由第一齿轮(5-1)、第二齿轮(5-2)、第三齿轮(5-3)、第一离合器(5-4)、第二离合器(5-5)、第四齿轮(5-6)、第五齿轮(5-7)、第一输入轴(5-9)、第二输入轴(5-10)、输出轴(5-11)组成；所述第一齿轮(5-1)和第四齿轮(5-6)设置在第一输入轴(5-9)上，所述第一离合器(5-4)设置在第一齿轮(5-1)与第四齿轮(5-6)之间，所述第二齿轮(5-2)和第五齿轮(5-7)设置在输出轴(5-11)上，所述第二离合器(5-5)设置在第二齿轮(5-2)与第五齿轮(5-7)之间，所述第三齿轮(5-3)设置在所述第二输入轴(5-10)上，所述第一齿轮(5-1)、第二齿轮(5-2)、第三齿轮(5-3)相互啮合，所述第四齿轮(5-6)与第五齿轮(5-7)相互啮合；所述主机推进控制器(12)分别与所述主柴油机(1)、同步发电机(3)和电力系统(10)形成控制电路连接，所述主柴油机离合器(2)的输出端与所述第一输入轴(5-9)形成传动连接，所述同步发电机(3)通过同步发电机离合器(4)与所述第二输入轴(5-10)形成传动连接，所述电力系统(10)分别与所述同步发电机(3)、电池(11)和调速推进电机(9)之间形成电力电缆及控制电路连接；所述动力混合机构(6)由第一传动轴(6-2)、第二传动轴(6-4)、第三传动轴(6-3)、动力输入齿轮(6-5)、行星轮(6-6)、行星架(6-7)、齿圈(6-8)和太阳轮(6-9)组成；所述动力输入齿轮(6-5)与所述齿圈(6-8)形成外啮合传动，所述行星轮(6-6)安装在所述行星架(6-7)上，所述行星轮(6-6)与所述齿圈(6-8)形成内啮合传动，所述太阳轮(6-9)啮合设置在所述行星轮(6-6)的中心，所述第一传动轴(6-2)与所述行星架(6-7)连接固定，所述第三传动轴(6-3)与所述太阳轮(6-9)连接固定，所述第二传动轴(6-4)与所述动力输入齿轮(6-5)连接固定，所述调速齿轮机构(5)的输出轴(5-11)与所述第一传动轴(6-2)传动连接，所述调速推进电机(9)的输出端通过调速推进电机离合器(8)与所述第二传动轴(6-4)传动连接，所述第三传动轴(6-3)与所述螺旋桨(7)传动连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种船舶高效节能混合动力系统，包括主柴油机(1)、主柴油机离合器(2)、螺旋桨(7)、主机推进控制器(12)，所述主柴油机(1)的输出端与所述主柴油机离合器(2)形成轴传动连接；其特征在于：所述混合动力系统还由同步发电机(3)、同步发电机离合器(4)、调速齿轮机构(5)、动力混合机构(6)、调速推进电机离合器(8)、调速推进电机(9)、电力系统(10)、电池(11)组成；所述调速齿轮机构(5)由第一齿轮(5-1)、第二齿轮(5-2)、第三齿轮(5-3)、第一离合器(5-4)、第二离合器(5-5)、第四齿轮(5-6)、第五齿轮(5-7)、第一输入轴(5-9)、第二输入轴(5-10)、输出轴(5-11)组成；所述第一齿轮(5-1)和第四齿轮(5-6)设置在第一输入轴(5-9)上，所述第一离合器(5-4)设置在第一齿轮(5-1)与第四齿轮(5-6)之间，所述第二齿轮(5-2)和第五齿轮(5-7)设置在输出轴(5-11)上，所述第二离合器(5-5)设置在第二齿轮(5-2)与第五齿轮(5-7)之间，所述第三齿轮(5-3)设置在所述第二输入轴(5-10)上，所述第一齿轮(5-1)、第二齿轮(5-2)、第三齿轮(5-3)相互啮合，所述第四齿轮(5-6)与第五齿轮(5-7)相互啮合；所述主机推进控制器(12)分别与所述主柴油机(1)、同步发电机(3)和电力系统(10)形成控制电路连接，所述主柴油机离合器(2)的输出端与所述第一输入轴(5-9)形成传动连接，所述同步发电机(3)通过同步发电机离合器(4)与所述第二输入轴(5-10)形成传动连接，所述电力系统(10)分别与所述同步发电机(3)、电池(11)和调速推进电机(9)之间形成电力电缆及控制电路连接；所述动力混合机构(6)由第一传动轴(6-2)、第二传动轴(6-4)、第三传动轴(6-3)、动力输入齿轮(6-5)、行星轮(6-6)、行星架(6-7)、齿圈(6-8)和太阳轮(6-9)组成；所述动力输入齿轮(6-5)与所述齿圈(6-8)形成外啮合传动，所述行星轮(6-6)安装在所述行星架(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：周力，华娟，董俊，王劲，
申请(专利权)人：扬州永诚钢结构有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32