船舶推进动力系统试验平台技术方案

本发明专利技术公开了一种船舶推进动力系统试验平台，包括两台高速柴油机、两进两出型式的并车齿轮箱、带有ＰＴＯ／ＰＴＩ两种运行模式的轴带电机、常规柴油发电机组、螺旋桨模拟装置、耗功装置、控制装置；两台高速柴油机通过并车齿轮箱分别与轴带电机和螺旋桨模拟装置连接；两台高速柴油机分别通过柔性传动装置与并车齿轮箱连接；并车齿轮箱分别通过液粘调速离合器和低速大转矩弹性联轴装置与轴带电机和螺旋桨模拟装置连接。本发明专利技术是一种综合性的多功能船舶推进动力系统试验平台，可以进行船舶推进动力系统集成关键技术的试验研究和轴带可逆电机、柴油机及装置、电站及能源管理、系统减振降噪、传动元件、电力推进、自动控制等方面的试验验证。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种船舶试验台，具体涉及一种船舶推进动力系统试验平台。
技术介绍
随着造船业的不断发展，对动力系统的经济性和可靠性要求越来越高，不断朝大 型化、智能化方向发展。随着船舶科技的不断发展，船舶推进动力系统也不断推出新的动力 型式。 而目前，针对综合性的船舶推进动力系统的试验平台比较少。现有的试验平台大 多局限于单个或部分动力设备，且大多建设在二十世纪八、九十年代，功能比较单一，动力 型式比较陈旧，不能满足当前船舶对动力系统集成技术指标的要求。 现有的船舶推进动力系统试验平台存在以下各方面的缺陷 1、在轴带电机的试验研究方面； 轴带电机(PT0)是目前普遍应用的一种动力型式。随着技术的发展，从可靠性的 角度出发，在主机故障或主机推进功率不足时，轴带电机可兼作电动机(PTI)运行。 而现有的试验平台没有兼顾到轴带电机的PT0/PTI两种运行模式，对轴带电机在 PTI模式下的启动和系统匹配的试验研究尚处于空白。 2、在螺旋桨的试验研究方面； 现有的试验平台只是针对主动力和传动系统的推进特性进行试验研究，不能很好 地模拟螺旋桨全工况的特性，比如倒航特性、加速特性、减速特性等。 3、在动力系统减振降噪的试验研究方面； 随着舰船对舒适性和隐身性要求的提高，动力系统的减振降噪越来越重要。现有 的试验平台对于减振降噪的试验大多局限在单个设备，对整系统的减振降噪主要是根据经 验进行设计，缺乏对整系统的减振降噪方案进行必要的验证和试验研究，而且现有的减振 降噪方案往往都局限在单一方案，缺乏刚性、单层隔振、双层隔振和浮筏隔振的多方案冗余 设计。 并且现有的减振降噪方案一般对齿轮箱不作处理，一般采用的是主推进柴油机双 层隔振、齿轮箱硬弹性隔振技术。在该隔振方案下，主推进柴油机与齿轮箱间的联接传动元 件需要满足更大的径向、轴向位移和角度补偿功能，同时具有较好的隔声功能，并能调整轴 系扭转振动特性。目前一般采用高弹性联轴器和万向轴的方案，但其结构复杂、尺寸及重量 大。 此外，随着传动技术的发展，碳纤维弹性轴技术逐渐被采用，但现有的试验平台对 该技术缺乏必要的试验验证手段。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种船舶推进动力系统试验平台，它能够满足 当前船舶对动力系统集成技术指标的要求。3 为解决上述技术问题，本专利技术船舶推进动力系统试验平台的技术解决方案为 包括两台高速柴油机、两进两出型式的并车齿轮箱、带有PTO/PTI两种运行模式 的轴带电机、常规柴油发电机组、螺旋桨模拟装置、耗功装置、控制装置；两台高速柴油机通 过并车齿轮箱分别与轴带电机和螺旋桨模拟装置连接；高速柴油机、轴带电机、常规柴油发 电机组、螺旋桨模拟装置、耗功装置分别连接控制装置。 所述第一高速柴油机通过第一传动连接件与并车齿轮箱的第一输入端连接，第二 高速柴油机通过第二传动连接件与并车齿轮箱的第二输入端连接；所述第一、第二传动连 接件为柔性传动装置。所述并车齿轮箱的第二输出端通过第三传动连接件与轴带电机相连 接；所述第三传动连接件为液粘调速离合器。所述并车齿轮箱的第一输出端通过第四传动 连接件与螺旋桨模拟装置连接；所述第四传动连接件为低速大转矩弹性联轴装置。 所述第一、第二传动连接件分别包括两个联轴器、传动轴，第一联轴器通过传动轴 与第二联轴器连接；所述传动轴为碳纤维复合材料传动轴或万向联轴器；和/或所述第一 联轴器为自支承高弹性联轴器或金属挠性联轴器；和/或所述第二联轴器为隔声联轴器。 所述高速柴油机通过多个上层隔振器或刚性垫块设置于筏体上；筏体通过多个下 层隔振器或刚性垫块设置于基座上；所述并车齿轮箱通过多个硬弹性隔振器或刚性垫块设 置于齿轮箱底座上；齿轮箱底座通过多个刚性垫块或下层隔振器设置于基座上。所述两个 高速柴油机的筏体之间通过联接横梁连接；或所述两个高速柴油机的筏体及齿轮箱底座通 过联接横梁连接为一体。 所述轴带电机包括两个转子交流励磁无刷电机，所述两个电机同轴连接，两个电 机的转子绕组直接相连， 一台电机的定子绕组作为主绕组，另一台电机的定子绕组作为控 制绕组。 所述螺旋桨模拟装置包括四象限运行的晶闸管变流器、他励直流发电机；所述晶 闸管变流器连接他励直流发电机，他励直流发电机上设有力矩、转速、电流及电压传感器。 本专利技术可以达到的技术效果是 本专利技术是一种综合性的多功能船舶推进动力系统试验平台，可以进行船舶推进动 力系统集成关键技术的试验研究和轴带可逆电机、柴油机及装置、电站及能源管理、系统减 振降噪、传动元件、电力推进、自动控制等方面的试验验证。 具体来说，本专利技术能够进行以下方向的试验研究 1、能够开展舰船柴油机推进动力系统船机浆匹配试验研究，可以模拟定距浆和调距浆的特性，包括推进、加速、倒航等动态特性的试验研究； 2、能够开展双(多)机并车推进装置(CODAD)工作特性的试验研究； 3、能够开展轴带电机的试验研究，包括PT0/PTI两种模式下的匹配、PTI模式下的启动、两种模式下的控制策略等方面的试验研究； 4、能够开展动力系统能量管理的试验研究； 5、能够开展多台柴油发电机组并联运行的试验研究； 6、能够开展柴油机双层隔振、齿轮箱硬弹性安装条件下柔性传动元件的试验研究，包括低速大扭矩高弹性联轴器、碳纤维柔性传动装置、液粘调速离合器等； 7、能够开展动力系统减振降噪多方案的试验研究，包括单层隔振、双层隔振、浮筏隔振和刚性安装等。附图说明 下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明 图1是本专利技术船舶推进动力系统试验平台的布局图； 图2是本专利技术的结构示意图； 图3是图2的俯视图； 图4是本专利技术的立体图； 图5是并车齿轮箱的结构示意图； 图6是动力系统的结构示意图。 图中，1、2高速柴油机，3并车齿轮箱，4轴带电机，5螺旋桨模拟装置，6控制装置， 7常规柴油发电机组，8耗功装置，9推力轴承，10基座，11、 12传动连接件，13传动连接件， 14传动连接件，17柴油机之间的联接横梁，18、 19柴油机与并车齿轮箱之间的联接横梁，21 上层隔振器，22筏体，23下层隔振器，24硬弹性隔振器，25刚性垫块，26齿轮箱底座，Al并 车齿轮箱的输入端，A2输入端，Ll液力偶合器，L2液力偶合器，Bl输出端，B2输出端，C12 正车离合器，C34倒车离合器，C5齿轮，C6齿轮，C7齿轮，C8齿轮，C9齿轮，C10齿轮，Zl输 入轴，Z2输入轴，轴Z3，输出轴Z4，轴Z5，输出轴Z6。具体实施例方式如图l至图4所示，本专利技术船舶推进动力系统试验平台，包括主推进柴油机、并车齿轮箱3、带有PT0/PTI两种运行模式的轴带电机4、螺旋桨模拟装置5、控制装置6、常规柴油发电机组7、耗功装置8。 主推进柴油机为两台高速柴油机1、2。 并车齿轮箱3为两进两出型式，即设有两个动力输入端、两个动力输出端。用于将 两台高速柴油机1、2双机并车。 两台高速柴油机1、2通过并车齿轮箱3实现并联运行后的功率输出。 如图5所示，高速柴油机1通过传动连接件11与并车齿轮箱3的输入端Al连接，高速柴油机2通过传动连接件12与并车齿轮箱3的输入端A2连接；并车齿轮箱3的输出端Bl通过传动连接件14与螺旋桨模拟装置5联接，并车齿轮箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶推进动力系统试验平台，其特征在于，包括两台高速柴油机、两进两出型式的并车齿轮箱、带有ＰＴＯ／ＰＴＩ两种运行模式的轴带电机、常规柴油发电机组、螺旋桨模拟装置、耗功装置、控制装置；两台高速柴油机通过并车齿轮箱分别与轴带电机和螺旋桨模拟装置连接；高速柴油机、轴带电机、常规柴油发电机组、螺旋桨模拟装置、耗功装置分别连接控制装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵同宾，艾钢，曾宪友，王丽杰，葛新涛，孔曼军，童宗鹏，马善伟，益斌，徐卫忠，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]