船用动力系统单元和为海洋船舶提供动力的方法技术方案

本发明专利技术公开了船用动力系统单元和为海洋船舶提供动力的方法。具体地，一种用于海洋船舶的动力系统，该动力系统包括内燃机、传动装置、具有第一螺旋桨的第一驱动单元和具有第二螺旋桨的第二驱动单元、第一电动机以及第二电动机，其中，所述内燃机通过传动装置被驱动地连接到第一驱动单元和第二驱动单元，所述第一电动机直接驱动地连接到第一驱动单元，并且所述第二电动机直接驱动地连接到所述第二驱动单元。单元。单元。

【技术实现步骤摘要】
船用动力系统单元和为海洋船舶提供动力的方法


[0001]本专利技术涉及一种具有两个驱动单元的船用动力系统和用于驱动海洋船舶的方法。在低速下，在前进和倒退时，驱动单元均仅由电动机提供动力。在较高速度下，驱动单元由内燃机提供动力。同时利用内燃机和电动机为驱动单元提供动力也是可能的，例如在较高速度下加速时。

技术介绍

[0002]诸如大型休闲船、小型渡船、商业船、救援船之类的海洋船舶通常设有两个驱动单元。一个原因是为了提供更多的动力，另一个原因是为了改善可操纵性。例如，具有诸如由沃尔沃遍达公司(Volvo Penta)提供的IPS系统的船内推进系统(其中，该系统包括两个可单独控制的驱动舱)，燃料效率、可操纵性以及舒适性得到了极大提高。还存在设有两根船内轴的船舶，每根轴驱动单个螺旋桨，或者存在设有两个船尾驱动器的船舶。
[0003]无论使用哪种类型的驱动单元，每个驱动单元均由内燃机提供动力，内燃机通过传动装置连接到驱动单元。传动装置将动力从船只的发动机传递到螺旋桨，并且设有传动比传动装置和倒档，所述传动比传动装置将发动机速度调整到所需的螺旋桨速度，并且倒档使船只能够倒退。
[0004]如今，与道路车辆一样，也要求为海洋船舶提供更加环保的驱动解决方案。然而，由于电池相对较重且昂贵，采用全电动推进系统的船只仍然不可行，特别是对于大型船只和商业用途的船只而言。替代地，建议使用混合解决方案，其中，例如在港口中使用电动机来进行低速操纵。这种类型的解决方案对于小型船只而言也是众所周知的，其中例如在钓鱼期间进行拖钓时，通常使用单独的电动机。
[0005]在US2021139123中披露了这种混合系统。该系统包括第一推进系统和第二推进系统，第一推进系统包括由内燃机提供动力的单个驱动单元，并且第二推进系统包括由单独的电动机提供动力的两个单独驱动单元。该系统的控制方式在于，在操纵船只时，第一推进系统在较高的速度下使用，而第二推进系统在低速下使用。第一推进系统的驱动单元是船尾驱动器，并且第二推进系统的驱动单元是船尾驱动器。第一船尾驱动器在低速时升出水面，而两个第二船尾驱动器在较高速度时升出水面，以减小阻力。
[0006]这种混合驱动系统是相对复杂和昂贵的。因此，需要一种用于海洋船舶的改进的驱动系统。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于海洋船舶的改进的动力系统。本专利技术的另一目的是提供一种用于驱动海洋船舶的方法。本专利技术的另一目的是提供一种包括这种动力系统的海洋船舶。一个目的还在于提供一种适合于执行该方法的各步骤的计算机程序和计算机程序产品。
[0008]根据本专利技术的对问题的解决方案由针对一种动力系统、一种方法以及一种海洋船
舶的权利要求所限定。这些权利要求还包含本专利技术的动力系统和方法的有利进一步发展。还附有对计算机程序和计算机程序产品的权利要求。
[0009]在本专利技术的用于船舶的动力系统中，该动力系统包括内燃机、传动装置、具有第一螺旋桨的第一驱动单元和具有第二螺旋桨的第二驱动单元、第一电动机以及第二电动机，本专利技术的目的是这样实现的：内燃机通过传动装置被驱动地连接到第一驱动单元和第二驱动单元，第一电动机被直接驱动地连接到第一驱动单元，并且第二电动机被直接驱动地连接到第二驱动单元。
[0010]采用本专利技术的动力系统，可为由两个驱动单元驱动的海洋船舶提供简化的动力系统。采用本专利技术的动力系统，低速操纵和倒退由电动机执行，而内燃机仅仅在以较高速度驱动船舶前进时使用。这样，不需要机械倒档，也不需要具有不同传动比的机械传动装置。在传统的具有两个驱动单元的用于海洋船舶的动力系统中，每个驱动单元均由单独的内燃机提供动力。采用本专利技术的动力系统，两个内燃机可以由单个较大的内燃机代替。此外，由于船舶在低速时由电动机驱动，因此，该内燃机可以在内燃机的效率较高的条件下使用。因此，内燃机不许在低转速下使用，因为低转速下的效率较低。
[0011]该船舶的驱动单元可以是任何类型的驱动单元，例如安装在船舶下方的可单独控制的驱动舱(IPS)、包括将发动机/传动装置与螺旋桨相连接的直驱动轴的船内轴，或布置在船舶后部的船尾驱动器。
[0012]该动力系统可以包括第一离合器和第二离合器，该第一离合器布置在传动装置和第一驱动单元之间，并且该第二离合器布置在传动装置和第二驱动单元之间，以使得内燃机与驱动单元脱离接合。这些离合器可以是离心式离合器，但也可使用摩擦式离合器。采用离合器，内燃机可以从驱动装置上脱离接合。这样，电动机也可以彼此在旋转方向上脱离连接，这可以改善船舶的可操纵性。通过这种解决方案，电动机能够在不同的速度下驱动，这改善了可操纵性。采用IPS解决方案，该驱动单元可以沿任何方向旋转，但对于船尾驱动器、特别是对于直驱动轴，电动机的单独转速是有优势的。该传动装置在一个示例中是皮带传动装置，其将内燃机与布置在第一驱动单元和第二驱动单元处的皮带轮相连接。还可以使用链条，尽管这提供了噪音较大的解决方案。
[0013]采用本专利技术的动力系统，该海洋船舶布置成在低于预定速度的速度下由电动机驱动，而在高于预定速度的速度下由内燃机驱动。该速度可以用不同的方式限定，并且在这里称为该船舶的实际速度，而螺旋桨的转速也可以用来限定速度参数。还可以使用转速和实际船舶速度的组合。例如，在加速时，也可同时用内燃机和电动机来驱动船舶。此外，两个单独的电动机还可以允许螺旋桨在低速操纵时沿不同的方向(即前进和倒退)驱动。对于直轴驱动并且对于船尾驱动器，这是特别有利的，同时对于IPS驱动，这也很有用。
[0014]该动力系统设有电子控制单元(ECU)，该电子控制单元(ECU)控制内燃机和电动机。ECU连接到海洋船舶的常规控制系统，例如可以集成在船舶的常规控制单元中。ECU接收来自常规控制系统的信息，例如设定的速度、行驶方向等。这样，ECU可以控制内燃机和电动机，以按要求驱动船舶。
[0015]在一种用于驱动海洋船舶的方法中，其中，该海洋船舶包括平行布置的两个驱动单元，其中，每个驱动单元包括螺旋桨，其中，该海洋船舶包括内燃机、传动装置以及第一和第二电动机，其步骤为：对于低于预定速度的速度，用直接联接到第一驱动单元的第一电动
机驱动该第一驱动单元；对于低于预定速度的速度，用直接联接到第二驱动单元的第二电动机驱动该第二驱动单元；以及对于高于预定速度的速度，用内燃机通过传动装置驱动第一驱动单元和第二驱动单元。
[0016]通过该方法的该第一实施例，包括两个驱动单元的海洋船舶可以通过在低速时仅使用电动机、而在较高速度时使用内燃机(可选地与电动机一起)以高效且节能的方式驱动。同时，特别是在低速时，船舶的可操纵性得以改善。这些电动机将沿前进和倒退方向驱动船舶。这消除了对特定倒档的需求，从而降低了成本和重量，同时也提高了可靠性。此外，该方法允许使用单个内燃机，这进一步节省了成本、重量和空间。
附图说明
[0017]下文将参照附图更详细地描述本专利技术，附图中：
[0018]图1示出了设有动力系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于海洋船舶(20)的动力系统(1)，所述动力系统(1)包括内燃机(2)、传动装置(3)、具有第一螺旋桨(5)的第一驱动单元(4)和具有第二螺旋桨(7)的第二驱动单元(6)、第一电动机(8)以及第二电动机(9)，其中，所述内燃机(2)通过所述传动装置(3)连接到所述第一驱动单元(4)和所述第二驱动单元(6)，其中，所述第一电动机(8)直接连接到所述第一驱动单元(4)，并且其中所述第二电动机(9)直接连接到所述第二驱动单元(6)，其中，所述动力系统(1)包括第一离合器(12)和第二离合器(13)，所述第一离合器(12)布置在所述传动装置(3)和所述第一驱动单元(4)之间，并且所述第二离合器(13)布置在所述传动装置(3)和所述第二驱动单元(6)之间，其特征在于，所述第一离合器(12)和所述第二离合器(13)是离心式离合器。2.根据权利要求1所述的动力系统，其中，所述传动装置(3)是皮带传动式传动装置。3.根据权利要求1或2中任一项所述的动力系统，其中，在低于预定速度的速度下，所述第一电动机(8)布置成推进所述第一驱动单元(4)，并且所述第二电动机(9)布置成推进所述第二驱动单元(6)。4.根据权利要求1到3中任一项所述的动力系统，其中，所述第一电动机(8)布置成推进所述第一驱动单元(4)，并且所述第二电动机(9)布置成沿倒退方向、推进所述第二驱动单元(6)。5.根据权利要求1到4中任一项所述的动力系统，其中，在高于所述预定速度的速度下，所述内燃机(2)布置成通过所述传动装置(3)推进所述第一驱动单元(4)和所述第二驱动单元(6)。6.根据权利要求1到4中任一项所述的动力系统，其中，在高于所述预定速度的速度下，所述内燃机(2)、所述第一电动机(8)和所述第二电动机(9)布置成推进所述第一驱动单元(4)和所述第二驱动单元(6)。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克，
申请(专利权)人：沃尔沃遍达公司，
类型：发明
国别省市：