利用离合器的推进及制动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种利用离合器的推进及制动系统，其包括：装置，其内置有：用于调节离合器工作压力的阀门、用于将从动体的旋转方向控制成与驱动体相同及相反的旋转方向的离合器和齿轮；以及控制部，其利用离合器的滑移来调节从动体的转速，使得所述从动体能够以小于额定转速的转速连续运行，在从动体需要以额定转速以上的转速运行的情况下，控制离合器的接合时间点并控制成离合器持续接合，当从动体正在推进时，若制动信号输入到所述控制部，则所述控制部撤除内置于所述装置且处于工作中的离合器的工作压力，在使用于从动体的旋转方向控制成逆向旋转的离合器进行工作之后，利用所述阀门来调节离合器的工作压力，以能够实现推进体的制动控制。根据本发明专利技术的利用离合器的推进及制动系统与需要推进和制动的所述装备关联。制动系统与需要推进和制动的所述装备关联。制动系统与需要推进和制动的所述装备关联。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用离合器的推进及制动系统


[0001]本专利技术涉及一种利用离合器的推进及制动系统，更具体地，涉及一种即使在无需配备船舶的推进及制动中所使用的功率转换装置(power converter)、可调螺距螺旋桨(CPP，Controllable Pitch Propeller)和摩擦制动器(friction brake)的情况下，也可以经济且有效地实现推进和制动，而且还可以适用于车辆的利用离合器的推进及制动系统。

技术介绍

[0002]可以将旋转力转换成推进力的螺旋桨(propeller)在船舶的推进和制动中使用，螺旋桨划分为：可以对设置于轴(shaft)末端的叶片(blade)的螺距(pitch)进行调整的可调螺距螺旋桨；以及不能调整叶片的螺距的定螺距螺旋桨(FPP,Fixed Pitch Propeller)。
[0003]在CPP船舶中，即使轴驱动体的转速为恒定，CPP船舶的推进速度根据螺旋桨叶片的螺距角(angle of pitch)也会变得不同，当螺旋桨所需的负荷量大于轴驱动体的转速下所产生的力量时，轴驱动体上将会发生超负荷。因此，为了防止这种现象的发生，应该对轴驱动体不同转速下的输出功率和螺旋桨叶片的螺距角进行联动控制。船舶的推进(前进及后退)和制动可以通过对与轴驱动体的输出功率联动控制的螺旋桨叶片的螺距角进行调整来实现，其弊端在于：用于调整螺旋桨叶片的螺距角的系统的价格昂贵。
[0004]FPP船舶的推进速度根据轴驱动体的转速会变得不同，因此，FPP中所需的不同转速下的负荷量应该小于轴驱动体的不同转速下的输出功率。船舶的推进和制动可以通过对轴驱动体的转速和旋转方向进行调整来实现，当需要较强的制动力时，在螺旋桨轴额外地设置摩擦制动器。在欲停止以及后退的情况下，与CPP不同，使螺旋桨反向旋转(reverse rotation)即可，在轴驱动体为二冲程内燃机的情况下，由于可以使内燃机反向旋转，因此不需要额外的装置，而在轴驱动体为四冲程内燃机的情况下，由于无法使旋转方向转换为反向旋转，因此需要使减速器具备能够转换螺旋桨的旋转方向的功能。由于不需要配备用于调节螺旋桨叶片的螺距角的系统，因此其具有产品价格低廉的优点。
[0005]通常，在使用二冲程(2
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stroke)内燃机来进行推进的船舶的情况下，内燃机的额定转速与用于全速(full admission)前进的船舶的螺旋桨的转速相同，因此不需要配备减速器，而在使用四冲程(4
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stroke)内燃机来进行推进的船舶的情况下，内燃机的额定转速比用于全速前进的船舶的螺旋桨的转速更快，因此需要配备减速器。
[0006]在电力推进(electric propulsion)船舶中，如果可以使用可变速功率转换装置改变电动机的转速和旋转方向，则使用FPP，如果不能使用仅提供正弦波的不可变速的功率转换装置来改变电动机的转速和旋转方向，则使用CPP。当使用仅提供正弦波的不可变速的功率转换装置时，使用变极(高速、中速)调速电动机转速的感应电动机(induction motor)。并且，为了防范可变速功率转换装置和仅提供正弦波的不可变速的功率转换装置发生故障，预先设置好通过旁路(bypass)电力供应装置向电动机供电。
[0007]另外，电力推进船舶划分为不使用减速器进行减速的船舶和使用减速器的船舶，所述减速器用于将轴驱动体的转速对应于螺旋桨的转速而进行减速。在不使用减速器的船
舶中，当螺旋桨的转速为100rpm时，电动机的转速应该与螺旋桨的转速相同，因此，若所使用的频率为60Hz，则使用72pole的电动机，若所使用的频率为50Hz，则使用60pole的电动机。在使用减速器的船舶中，根据螺旋桨的转速为100rpm时所使用的频率，如果频率为60Hz时使用8pole(900rpm)的电动机，并且频率为50Hz时使用6pole(1,000rpm)的电动机，则按照以下方法使用减速器即可：在频率为60Hz时，使用9:1比率的减速器，而在频率为50Hz时，则使用10:1比率的减速器。船舶越形成大型化，船舶的螺旋桨的转速越低，当与此相对应地设置电动机的转速时，电动机的直径变大，并且价格变高，因此，通常将电动机的转速设置成1,000rpm以下，并且为了通过螺旋桨的转速来降低电动机的转速，使用减速器。
[0008]对于电力推进船舶而言，为了向电动机供电时使用的电气产品的环节越多，损耗也越多，功率转换装置应该在设置有制冷装置的空间运营，并且在输出功率较高的产品的情况下需要配备有用于对装置中所产生的热量进行冷却的冷却机，另外，与便利性相比，其具有产品的价格昂贵的弊端。
[0009]离合器是用于切断或接合驱动体和从动体之间的转矩(动力)的装置。在二冲程内燃机的情况下，起动转矩大于螺旋桨所需的起动转矩，因此不使用离合器，而在四冲程内燃机的情况下，起动转矩小于螺旋桨所需的起动转矩，因此内燃机的启动需要有离合器。
[0010]并且，在离合器的接合时间点上，当接合离合器时，如果轴驱动体的转矩小于从动体所需的起动转矩，则可能会发生轴驱动体停止运行的现象，因此，在轴驱动体的转矩大于从动体所需的起动转矩的时间点(转速)上接合离合器。在电力推进船舶中，使用可以调整电动机的起动转矩的可变速的功率转换装置来调整转速，只要使电动机的起动转矩形成为大于螺旋桨所需的起动转矩即可，因此，电动机和减速器之间通常不会使用离合器。
[0011]减速器在驱动体的转速与从动体的转速不相同的情况下使用。单输入
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单输出(single input
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single output)减速器是单个驱动体与单个从动体连接，与从动体的所需动力相对应地将驱动体设置成单个时，存在产品过大的弊端。或者，在为了提高运行可靠性而需要增加驱动体的数量的情况下所使用的多输入
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单输出(multi input
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single output)减速器中，在若干个驱动体上连接有单个从动体，因此，在这些驱动体之间实施并联运行之前，需要先执行同步化过程。
[0012]对于采用两台四冲程内燃机来进行推进的CPP两机单轴船，使用内置有双输入
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单输出离合器的减速器。在通过将螺旋桨叶片的螺距角调小来用一台内燃机使船舶处于低速航行的状态下，为了提升船舶的航行速度，剩余的内燃机也需要通过内置有离合器的减速器进行连接，此时，为了使所产生的冲击转矩达到最小，需要实施用于使处于负荷运行中的内燃机的转速与欲连接的内燃机的转速达到一致的同步化。为此，如果通过调速器来调整欲连接的内燃机的转速，使其与先传递动力的内燃机的转速相吻合并完成同步化，则接合(engagement)内置有离合器的欲连接的减速器的离合器，由此使内燃机之间实施并联运行，之后增大叶片的螺距角即可。
[0013]对于采用两台四冲程内燃机来进行推进的FPP两机单轴船，使用内置有双输入
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单输出离合器的减速器。由于无法调整螺旋桨叶片的螺距角，用一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种利用离合器的推进及制动系统，其特征在于，包括：装置，其内置有：用于调节离合器的工作压力的阀门；用于将从动体的旋转方向控制成与驱动体相同以及相反的旋转方向的离合器和齿轮；以及控制部，其利用离合器的滑移来调节从动体的转速，使得所述从动体能够以小于额定转速的转速连续运行，在从动体需要以额定转速以上的转速运行的情况下，控制离合器的接合时间点并控制成使离合器持续接合，当从动体正在推进时，若制动信号输入到所述控制部，则所述控制部撤除内置于所述装置且处于工作中的离合器的工作压力，在使得用于将从动体的旋转方向控制成逆转方向的离合器进行工作之后，利用所述阀门来调节离合器的工作压力，以能够实现推进体的制动控制。2.一种利用离合器的推进及制动系统，其特征在于，包括：装置，其内置有：用于调节离合器的工作压力的阀门；用于将从动体的旋转方向控制成与驱动体相同或相反的旋转方向的离合器和齿轮；以及控制部，其利用离合器的滑移来调节从动体的转速，使得所述从动体能够以小于额定转速的转速连续运行，在从动体需要以额定转速以上的转速运行的情况下，控制离合器的接合时间点并控制成离合器持续接合，当从动体正在推进时，若制动信号输入到所述控制部，则所述控制部撤除内置于所述装置的离合器的工作压力，之后将驱动体的旋转方向转换成逆转方向，并且利用所述阀门来调节离合器的工作压力，以能够实现推进体的制动控制。3.根据权利要求1或2所述的利用离合器的推进及制动系统，其特征在于，所述装置的齿轮具有基于驱动体和从动体之间的转速差的齿轮比。4.根据权利要求1或2所述的利用离合器的推进及制动系统，其特征在于，具有基于驱动体和从动体之间的转速差的齿轮比的齿轮装置与所述装置单独构成。5.根据权利要求1或2所述的利用离合器的推进及制动系统，其特征在于，当所述装置连接于多输入齿轮装置且驱动体之间并联运行时，不需要同步化过程。6.根据权利要求1或2所述的利用离合器的推进及制动系统，其特征在于，在所述装置的离合器被接合的状态下，若驱动体的转速增加，则从动体的转速上升而使从动体的负荷增加，此时，所述控制部具有如下功能：将驱动体、所述装置以及从动体的可超负荷运行范围与当前的输出量进行比较，当超过其时，向运行人员发出警报，并且控制成在所述可超负荷运行范围内进行运行。7.根据权利要求1或2所述的利用离合器的推进及制动系统，其特征在于，当处于所述装置的离合器被接合的状态，或者处于通过所述阀门来调整所述装置的离合器并传递动力的状态时，所述控制部将驱动体的不同转速下的输出量和从动体的不同转速下的负荷量进行比较，在从动体的不同转速下的负荷量与驱动体的不同转速下的输出量相比增加的情况下，向运行人员发出警报以报告从动体的不同转速下的负荷量增加，在从动体的不同转速下的负荷量与驱动体的不同转速下的输出量相比减少的情况下，向运行人员发出警报以报告从动体不同转速的负荷量减少。8.根据权利要求1或2所述的利用离合器的推进及制动系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：慎宰庸，
申请(专利权)人：STX发动机株式会社，
类型：发明
国别省市：