專利名稱：電動船的推進(jìn)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及電動船，尤其涉及一種用于這類船的推進(jìn)單元。
背景技術(shù)：
在所有的航海用傳動機(jī)構(gòu)中，除了船尾舷外掛機(jī)型以外，推進(jìn)軸線相對于船的吃水線WL傾斜某一角度α。這種狀態(tài)示意性地表示在圖8中，其中示出具有根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的浸沒的推進(jìn)器的推進(jìn)系統(tǒng)。
可以看出由推進(jìn)器產(chǎn)生的推力指向其軸線，并因此——由于軸線是傾斜的，本來用于推進(jìn)的部分推力受到損耗。因?yàn)榇嬖谂c船的前進(jìn)方向垂直的分量。
然而，表面推進(jìn)傳動機(jī)構(gòu)的情況(特別是當(dāng)將其應(yīng)用于快滑行式船體時(shí))是最重要的，這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)工作條件假設(shè)小型推進(jìn)器轂保持在水面外以減少摩擦阻力，并因此僅使推進(jìn)器的下葉片浸沒。圖9A和圖9B中示出現(xiàn)有技術(shù)中具有表面推進(jìn)傳動機(jī)構(gòu)的快速船體的某些例子。在這種情況下，與浸沒的推進(jìn)傳動機(jī)構(gòu)相比，傾斜角α可以是更小的銳角，然而即使這樣，垂直于船前進(jìn)方向的推力仍然相當(dāng)可觀。
由于與將引擎以及換向齒輪箱安裝在船體上的實(shí)際可行性之間的沖突，理想狀態(tài)——即推進(jìn)器具有水平(或幾乎水平)的軸線——是難以實(shí)現(xiàn)的。例如，可能存在換向齒輪箱或引擎油盤和船體底部之間的干涉問題。
為了部分地解決這些安裝問題，為了獲得特別小的角度α，引擎和換向齒輪箱必需使用萬向節(jié)(分段的)或等速萬向節(jié)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給。然而，這種解決方法導(dǎo)致船體上的空間的低劣使用(更大的引擎空間)，并且尤其是船重心的上升導(dǎo)致速度的減慢。
除了這些缺點(diǎn)，所有船舶傳動機(jī)構(gòu)(包括那些船尾舷外掛機(jī)型)的共有問題是浸沒部分的腐蝕。使用由于技術(shù)進(jìn)步獲得的優(yōu)質(zhì)材料并適當(dāng)?shù)貙λ薪饘俪煞萃康灼崾遣蛔阋詫?shí)現(xiàn)對腐蝕的完全保護(hù)的。因此要求浸沒部分的數(shù)量盡可能地減少。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠使推進(jìn)軸線相對于船的吃水線的傾斜角大量減少或甚至為零的電動船的推進(jìn)單元。
本發(fā)明另一目的是提供一種能夠減少暴露于海水腐蝕作用的部分的推進(jìn)單元。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能獨(dú)立于傳動系統(tǒng)配置(或V形傳動或同軸)容易地安裝在任何種類電動船上的推進(jìn)單元(或浸沒的推進(jìn)器或表面推進(jìn)器)。
由于如權(quán)利要求1所述的船推進(jìn)單元，這些目的由本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)。對本發(fā)明其它特征將在附屬權(quán)利要求中闡明。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)有使驅(qū)動軸下降至盡可能靠近船體底部的驅(qū)動部件的推進(jìn)單元能夠使推進(jìn)軸獲得相對于船的吃水線的或者非常接近0°或者形成非常小角度(一般小于4°)的傾斜角。
驅(qū)動部分較為有利地安裝在船體內(nèi)靠近橫梁的位置，而被安裝在船體橫梁附近的至少一個(gè)推進(jìn)器被設(shè)置在外部，該推進(jìn)器的轂具有大致與輸出軸軸線和船體底部外壁之間的距離相等的半徑。
根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)單元還適用于不同實(shí)施例，例如換向齒輪箱被集成在驅(qū)動部件內(nèi)。
此外，根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)單元較為有利地包括多個(gè)裝置，用來以受控方式改變輸出軸軸線相對于船的吃水線的傾斜角。
本發(fā)明還涉及設(shè)有上述類型推進(jìn)單元的船。例如，該船或者設(shè)有換向齒輪箱直接安裝于驅(qū)動部件的G形傳動傳動機(jī)構(gòu)，或者設(shè)有V形傳動傳動機(jī)構(gòu)(引擎和換向齒輪箱被設(shè)置在推進(jìn)軸的上方)或環(huán)形傳動傳動機(jī)構(gòu)(與V形傳動相似但具有封閉環(huán)路，引擎由傳動機(jī)構(gòu)支承)。
根據(jù)本發(fā)明，可為推進(jìn)器獲得水平軸(或很小的傾斜角)，并且能減少將功率單元安裝在船體上(主要是深V形滑行船底)的問題。
由于可省去向下凸出于水中的長驅(qū)動軸及其支承體，通過采用具有大于傳統(tǒng)轂尺寸的轂的推進(jìn)器并采用安裝在橫梁附近的驅(qū)動部件，可進(jìn)一步減少浸沒的金屬部分。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過下面的說明變得更為明顯，下面的說明被認(rèn)為是例示性和非限定性的，結(jié)合附圖，在附圖中


圖1A和圖1B是根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)單元的可行實(shí)施例的縱剖面圖，其中推進(jìn)單元被安裝在船的橫梁的附近；圖2是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)有一對推進(jìn)單元的船的船尾部分的示意性主視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)單元的另一可行實(shí)施例的縱剖面圖；圖3A是示出圖3所示推進(jìn)單元的齒輪配置的橫截面圖；圖4是圖3細(xì)節(jié)的放大圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)單元的可行配置的縱剖面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)單元的另一可行實(shí)施例的縱剖面圖；圖7A-7C分別示出根據(jù)本發(fā)明將推進(jìn)單元應(yīng)用于V-驅(qū)動和環(huán)驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)的可能性；以及圖8、9A和9B示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的推進(jìn)單元的若干實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示出沒有齒輪并被安裝在船的橫梁20附近的驅(qū)動部件10。具有尺寸大于已知推進(jìn)器所用轂尺寸的轂31的推進(jìn)器30被輸出連接于驅(qū)動部件10。尤其地，轂31的半徑R大致與共軸于推進(jìn)器30和來自驅(qū)動部件10的輸出軸共線的軸線A和船體底部之間的距離H相等。
圖1B示意地示出具有齒輪的驅(qū)動部件110的可行實(shí)施例。一個(gè)或兩個(gè)功率輸出端被設(shè)置在朝向換向齒輪箱的一側(cè)，一個(gè)位于上端111而另一個(gè)位于下端112，它們通過一對齒輪113、114彼此相連。
下端功率輸出端112與輸出軸線A共軸，并與上端功率輸出端一起，較為有利地使部件110與任何現(xiàn)有換向齒輪箱相連，而不需要專用換向齒輪箱或任何適配連接的裝置。然而，這不排除在需要時(shí)使用(等速萬向或萬向)節(jié)以將換向齒輪箱連接于部件110，以利于實(shí)現(xiàn)軸A傾斜度的減小或?yàn)榱恪?br> 因此，驅(qū)動部件10的一個(gè)重要特征是具有從船尾延伸的非常低的軸線A，結(jié)果形成在該軸線和吃水線WL之間的角度大約為0°，或不超過4°。
如圖2中以示例方式表示的那樣，各推進(jìn)器30的轂31總是脫離動態(tài)的吃水線WL，較為有利地作為表面推進(jìn)器工作，其中只有下葉片32(具有滑行式船體)與水接觸。
具有大于傳統(tǒng)轂的直徑的轂的推進(jìn)器30允許使用在優(yōu)化方式下具有或者為零或不大于4°的傾斜角的推進(jìn)軸。這還能夠減少推進(jìn)單元相對于橫梁20的投影，并同時(shí)減少直接與水接觸的金屬部分的量并減少阻力。
換句話說，非常靠近橫梁20安裝的推進(jìn)器的轂31的直徑在高度上與其下端、船體底部重合，從而在實(shí)踐中形成只有下葉片32相對于船體底部凸出于水面下的推進(jìn)器30。
上述推進(jìn)單元也能應(yīng)用于單引擎或雙引擎設(shè)備。在雙引擎設(shè)備中，或在具有更多數(shù)量引擎的情況下，該設(shè)備是特別有利的，由于反轉(zhuǎn)推進(jìn)器一起抵消由各引擎或推進(jìn)器產(chǎn)生的力矩。在圖1B的形式中，具有兩個(gè)功率輸出端111、112的單推進(jìn)器方案的緊湊性是突出的。
在圖3和圖3A中，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例被圖示為應(yīng)用于具有兩個(gè)共軸和反轉(zhuǎn)推進(jìn)器30、35的傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)中。這種方案比上述單推進(jìn)器形式更有利，因?yàn)橛赏七M(jìn)器產(chǎn)生的力矩——相等并相反——被“自動”抵消，這對于單引擎場合是理想的并且對具有任何數(shù)量引擎(兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)等)的設(shè)備而言是最佳的，這還提供更大的加速度并重新獲得由第一推進(jìn)器給予水的回轉(zhuǎn)運(yùn)動中消耗的能量。
雙推進(jìn)器形式的齒輪驅(qū)動部件210與上述內(nèi)容不同，由于它具有將共軸的軸213容納于內(nèi)的中空軸215。兩個(gè)共軸的軸213、215將反轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞給各推進(jìn)器30、35。
如圖3A所示，反轉(zhuǎn)是通過一組齒輪211a、211b和211c保證實(shí)現(xiàn)的。要注意反轉(zhuǎn)推進(jìn)單元的操作是獨(dú)立于被選擇使用例如連接于齒輪221a的上端功率輸出端218或連接于齒輪211c的下端功率輸出端216的功率輸出端而保證實(shí)現(xiàn)的。
對每個(gè)推進(jìn)器提供具有驅(qū)動軸的齒輪驅(qū)動部件還允許在需要時(shí)，通過改變齒輪的大小和齒數(shù)，為每個(gè)推進(jìn)器選擇不同的齒數(shù)比。與其它雙推進(jìn)器系統(tǒng)，例如“雙螺旋槳”舷外掛機(jī)不同，根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)單元的反轉(zhuǎn)推進(jìn)器能產(chǎn)生不同數(shù)量的旋轉(zhuǎn)。
在圖3中可以觀察到用于排放引擎廢氣而設(shè)置的一管道51?？墒挂鎻U氣流過推進(jìn)器30、35的轂。為此，轂的底部較為有利地設(shè)有孔。
還可設(shè)置一管道52，它與推進(jìn)器30、35通風(fēng)以將在推進(jìn)器附近水面上的空氣吸走。
可不同地支承兩個(gè)反轉(zhuǎn)共軸的軸213、215。尤為有利的可行方案是藉由用海水動態(tài)地潤滑的橡膠襯套212、214支承兩軸。為獲得這個(gè)結(jié)果，推進(jìn)單元提供動態(tài)入口250以使水灌入開口潤滑“回路”。每個(gè)軸例如朝向橫梁20的上游側(cè)設(shè)有端面密封體。該方案相對于傳統(tǒng)使用的隔離環(huán)或油浴軸承而言更有效，由于它省去了這些部件。
然而，可以采用混合方案，即兩根軸的其中一根由水潤滑襯套支承而另一根由油浴軸承和隔離環(huán)支承。
該方案通過橡皮襯套支承軸，并且能對已結(jié)合圖1A和1B進(jìn)行說明的單推進(jìn)器實(shí)施例采用動態(tài)水入口的強(qiáng)制潤滑?；蛘呖捎糜驮≥S承支承單推進(jìn)器驅(qū)動軸。
由于在橫梁上形成有圓孔，根據(jù)本發(fā)明的與軸(或兩共軸的軸)和推進(jìn)器固定在一起的齒輪驅(qū)動部件被直接靠近于橫梁20固定。
圖4示出圖3的放大細(xì)節(jié)，其中可以觀察到例如具有大截面的橡膠O形環(huán)的彈性密封組件220、以及藉由螺母和螺釘將推進(jìn)單元固定于船體的通孔230。橡膠密封環(huán)220的提供允許利用其可變形能力以通過沿軸線280的轉(zhuǎn)動而獲得略微改變推進(jìn)單元傾斜度的可能性。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)單元的另一實(shí)施例。這里表示的齒輪驅(qū)動部件310特別地包括外套，它具有大致球面的配合部分330以使驅(qū)動軸穿過。球面部分330被容納在相應(yīng)設(shè)置的尺寸和形狀的座上，該座例如通過固定于橫梁20的一對內(nèi)凹的法蘭盤340提供。波紋式彈性組件320保證在推進(jìn)單元出口孔處與橫梁的密封。與上述實(shí)施例相同，可通過使推進(jìn)單元繞軸線380轉(zhuǎn)動而使推進(jìn)單元的傾斜角相對于船的吃水線WL改變幾度。由于能在安裝后拆卸整個(gè)系統(tǒng)(或者在需要時(shí)或者為了進(jìn)行定期維護(hù)和/或檢查操作)，該實(shí)施例尤為有利。
圖5所示實(shí)施例的另一優(yōu)點(diǎn)是它能使推進(jìn)單元的傾斜度顯著地改變。在實(shí)踐中，可提供適當(dāng)?shù)闹聞悠鳎茉谑芸胤绞较鹿ぷ鞑⒛芾@軸線380給予轉(zhuǎn)動。
能用于這種場合的致動器可以是例如液壓型、電氣型或電液型，被設(shè)置在船體內(nèi)并因此不暴露于腐蝕或不經(jīng)意的損壞下。
可將致動器(未圖示)的一端固定于船的固定部分，例如與橫梁形成一體，而將相對端固定于齒輪箱。
在上述實(shí)施例中，相對于一般耦合于各引擎的換向齒輪箱而言，齒輪驅(qū)動部件是獨(dú)立組件。圖6中示出另一實(shí)施例，其中齒輪驅(qū)動部件410和換向齒輪箱490被集成在單個(gè)組件中。
本文中描述的推進(jìn)單元尤其適用于快速船體，滑行式和排水型的船體，單體船或雙體船，具有任何數(shù)量引擎的船。
圖7A-7C示出根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)單元的若干范例性應(yīng)用實(shí)現(xiàn)于提供有不同傳動機(jī)構(gòu)的船。
在圖7A中示出引擎50和換向齒輪箱40位于推進(jìn)器軸線上方的V形傳動推進(jìn)系統(tǒng)。引擎50和換向齒輪箱40通過軸60聯(lián)接于齒輪驅(qū)動部件210的下端功率輸出端，其中軸60在其端部設(shè)有合適的萬向節(jié)或等速萬向節(jié)61。
在圖7B中示出環(huán)形傳動傳動機(jī)構(gòu)(與V形傳動類似但具有封閉環(huán)路)，其中引擎50和換向齒輪箱40由同一驅(qū)動部件210支承，換向齒輪箱40連接于驅(qū)動部件210的上端功率輸出端。在圖7C中再次示出了環(huán)形傳動傳動機(jī)構(gòu)，然而其中引擎50連接于集成有換向齒輪箱和齒輪驅(qū)動部件兩者的組件400。
權(quán)利要求
1.一種船的推進(jìn)單元，包括容納在船體內(nèi)的至少一個(gè)引擎和至少一個(gè)換向齒輪箱，以及由所述引擎驅(qū)動并設(shè)置在所述船體外的至少一個(gè)推進(jìn)器，其特征在于，包括至少一個(gè)安裝在所述船體靠近橫梁的底部內(nèi)并具有至少一根輸出軸的驅(qū)動部件，所述輸出軸上具有至少一個(gè)被調(diào)整的推進(jìn)器，并且所述至少一個(gè)推進(jìn)器被安裝在所述船體的橫梁附近，所述至少一個(gè)推進(jìn)器的轂具有大致與所述至少一根輸出軸的軸線和所述船體底部的外壁之間的距離相等的半徑。
2.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)單元，其特征在于，所述至少一根輸出軸的軸線大致平行于船的吃水線。
3.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)單元，其特征在于，所述至少一根輸出軸相對于船吃水線的傾斜角在0°-4°的范圍內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)單元，其特征在于，所述驅(qū)動部件被靠近所述船體的橫梁安裝。
5.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)單元，其特征在于，所述驅(qū)動部件包括至少一個(gè)大致平行于所述輸出軸的軸線的功率輸出端。
6.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)單元，其特征在于，所述驅(qū)動部件包括大致與所述輸出軸的軸線共軸的至少一個(gè)功率輸出端。
7.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)單元，其特征在于，所述驅(qū)動部件是齒輪驅(qū)動部件并包括至少兩根共軸的輸出軸，其中至少一根輸出軸是中空的并將另一根軸容納于其內(nèi)，并且設(shè)有一個(gè)或多個(gè)齒輪以使所述共軸的輸出軸沿彼此相反的方向轉(zhuǎn)動。
8.如權(quán)利要求7所述的推進(jìn)單元，其特征在于，設(shè)有至少一個(gè)安裝在所述各共軸的輸出軸端部的推進(jìn)器，并且所述推進(jìn)器的轂具有與所述共軸輸出軸的軸線和所述船體底部的外壁之間的距離大致相等的半徑。
9.如權(quán)利要求7或8所述的推進(jìn)單元，其特征在于，所述推進(jìn)器的第一個(gè)被安裝在橫梁附近并被調(diào)整至外側(cè)共軸輸出軸的端部，而所述推進(jìn)器的第二個(gè)被安裝在所述第一推進(jìn)器附近并被調(diào)整至內(nèi)側(cè)共軸輸出軸的端部。
10.如權(quán)利要求7所述的推進(jìn)單元，其特征在于，所述齒輪驅(qū)動部件包括在所述兩根輸出軸之間的不同的齒輪齒數(shù)比。
11.如權(quán)利要求7所述的推進(jìn)單元，其特征在于，用摩擦降低裝置支承所述共軸輸出軸。
12.如權(quán)利要求11所述的推進(jìn)單元，其特征在于，所述摩擦降低裝置包括一個(gè)或多個(gè)軸承。
13.如權(quán)利要求11所述的推進(jìn)單元，其特征在于，所述摩擦降低裝置包括一個(gè)或多個(gè)具有動態(tài)水潤滑的襯套。
14.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)單元，其特征在于，所述驅(qū)動部件包括設(shè)有能配合入橫梁通孔中的安裝部分的外套。
15.如權(quán)利要求14所述的推進(jìn)單元，其特征在于，所述驅(qū)動部件的外套的大致圓柱形安裝部分包括一個(gè)或多個(gè)座以將一個(gè)或多個(gè)密封彈性部件保持在所述安裝部分和所述橫梁孔之間的位置中。
16.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)單元，其特征在于，所述驅(qū)動部件包括設(shè)有大致球面的安裝部分的外套，所述安裝部分容納在相應(yīng)設(shè)置的形狀和尺寸的座內(nèi)。
17.如權(quán)利要求16所述的推進(jìn)單元，其特征在于，容納所述球面安裝部分的所述球面座包括一個(gè)或多個(gè)固定于船橫梁的法蘭盤。
18.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)單元，其特征在于，所述換向齒輪箱與所述齒輪驅(qū)動部件形成一體。
19.如權(quán)利要求1所述的推進(jìn)單元，其特征在于，設(shè)有以受控方式在0°-4°的范圍內(nèi)改變所述至少一根輸出軸的軸線相對于船吃水線的傾斜角的裝置。
20.如權(quán)利要求19所述的推進(jìn)單元，其特征在于，所述驅(qū)動部件包括控制活塞以改變推進(jìn)器軸線相對于吃水線的傾斜度。
21.一種電動船，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-20任何一項(xiàng)所述的推進(jìn)單元。
22.如權(quán)利要求21所述的電動船，其特征在于，所述推進(jìn)單元被應(yīng)用于傳動機(jī)構(gòu)，其中換向齒輪箱直接固定于推進(jìn)單元。
23.如權(quán)利要求21所述的電動船，其特征在于，所述推進(jìn)單元被應(yīng)用于V形驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)，其中引擎和換向齒輪箱被設(shè)置在所述推進(jìn)器軸線的上方。
24.如權(quán)利要求21所述的電動船，其特征在于，所述推進(jìn)單元被應(yīng)用于環(huán)形驅(qū)動傳動機(jī)構(gòu)，其中引擎由所述推進(jìn)單元支承。
25.如權(quán)利要求21所述的電動船，其特征在于，所述船體是單體船或雙體船，或者是滑行式的或者是排水型船體。
26.如權(quán)利要求21所述的電動船，其特征在于，設(shè)有將在所述推進(jìn)器附近水面上的空氣吸走，從而避免氣穴現(xiàn)象的裝置。
全文摘要
公開一種用于電動船的推進(jìn)單元，其中驅(qū)動部件被安裝在靠近橫梁的船體底部內(nèi)并驅(qū)動至少一個(gè)具有大直徑轂并位于橫梁附近的船體外的推進(jìn)器。
文檔編號B63H21/00GK1876489SQ20061009131
公開日2006年12月13日 申請日期2006年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月10日
發(fā)明者F·布齊 申請人:Fb設(shè)計(jì)有限公司