專(zhuān)利名稱(chēng)：振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，該振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備適于補(bǔ)償由慣性力產(chǎn)生的振動(dòng)，所述慣性力源自所述設(shè)備所被分配到的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
背景技術(shù)：
振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備是公知的，該振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備被用來(lái)抵消內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的振動(dòng)，所述內(nèi)燃機(jī)例如是被安裝在船舶船身上的發(fā)動(dòng)機(jī)。具體地，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備包括以相反旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)轉(zhuǎn)子元件。這些轉(zhuǎn)子元件相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線偏心并且以相同的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，以便提供沿推定方向的慣性力。已知的設(shè)備被安裝在與內(nèi)燃機(jī)一起形成振動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中。旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子元件的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)相位基于內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和旋 轉(zhuǎn)相位被控制。為了旋轉(zhuǎn)這些轉(zhuǎn)子元件，用于振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的所需扭矩經(jīng)由具體傳動(dòng)裝置從內(nèi)燃機(jī)直接獲取。然而，在不需要振動(dòng)補(bǔ)償?shù)那闆r下，振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的效率降低。鑒于該問(wèn)題，提出了一種振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，該振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備由指定的功率源(例如，電動(dòng)馬達(dá))驅(qū)動(dòng)，該功率源被控制以便保持轉(zhuǎn)子元件的旋轉(zhuǎn)與內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)之間的所需關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，該振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備適于補(bǔ)償由源自?xún)?nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)的慣性力產(chǎn)生的振動(dòng)，所述振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備由規(guī)定的功率源驅(qū)動(dòng)，該規(guī)定的功率源包括簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)并且能夠以降低的成本被制造。該目的是通過(guò)具有權(quán)利要求I的特征組合的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備解決的。進(jìn)一步有利的發(fā)展被限定在從屬權(quán)利要求中。本發(fā)明提供了一種振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，該振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備適于補(bǔ)償由慣性力產(chǎn)生的振動(dòng)，所述慣性力源自所述設(shè)備所被分配到的內(nèi)燃機(jī)。所述設(shè)備包括轉(zhuǎn)子裝置，該轉(zhuǎn)子裝置包括能夠繞彼此同軸或彼此平行的相應(yīng)軸線以相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的至少兩個(gè)轉(zhuǎn)子元件，每個(gè)轉(zhuǎn)子元件相對(duì)于相應(yīng)軸線具有與質(zhì)量相關(guān)的偏心率；此外，設(shè)置有主功率源，所述主功率源以驅(qū)動(dòng)方式連接到所述轉(zhuǎn)子元件。所述振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備包括控制機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的方式控制所述主功率源，使得所述轉(zhuǎn)子元件的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)相位相對(duì)于所述內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)相位實(shí)現(xiàn)預(yù)定關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的基本概念，除了所述主功率源外，所述設(shè)備還包括能夠以驅(qū)動(dòng)方式連接到所述轉(zhuǎn)子元件的起動(dòng)功率源，其中，所述控制機(jī)構(gòu)控制所述起動(dòng)功率源的起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，使得所述轉(zhuǎn)子元件從停止?fàn)顟B(tài)朝預(yù)定的與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的狀態(tài)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，所述主功率源被用于保持所述振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的預(yù)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。由此，所述主功率源需要提供鑒于所述設(shè)備的連續(xù)或穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)設(shè)計(jì)的功率輸出或扭矩。也就是說(shuō)，該主功率源需要提供這樣的扭矩，該扭矩足以克服所述設(shè)備的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)中的摩擦損失并且基于內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的變化來(lái)執(zhí)行轉(zhuǎn)子元件的旋轉(zhuǎn)速度的調(diào)節(jié)。在轉(zhuǎn)子元件處于停止?fàn)顟B(tài)的情況下，轉(zhuǎn)子元件的偏心導(dǎo)致轉(zhuǎn)子元件定位在下止點(diǎn)處的狀態(tài)。在要求起動(dòng)轉(zhuǎn)子元件的旋轉(zhuǎn)時(shí)，首先，轉(zhuǎn)子元件必須從下止點(diǎn)朝向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，這需要高扭矩。另一方面，為了開(kāi)始控制轉(zhuǎn)子元件的旋轉(zhuǎn)相位和旋轉(zhuǎn)速度，應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)指定的旋轉(zhuǎn)速度。根據(jù)本發(fā)明的方案，除了主功率源外，還提供有起動(dòng)功率源，該起動(dòng)功率源用于使轉(zhuǎn)子元件從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)并且驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子元件，以便實(shí)現(xiàn)指定的與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的狀態(tài)。本振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)的效果在于，主功率源可被設(shè)計(jì)成具有額定扭矩或額定功率，該額定扭矩或額定功率相比于現(xiàn)有技術(shù)功率源降低，這是因?yàn)橹鞴β试幢挥糜谶B續(xù)或穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，而在起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子元件從停止?fàn)顟B(tài)的旋轉(zhuǎn)是通過(guò)起動(dòng)功率源來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該起動(dòng)功率源被設(shè)計(jì)成具有足夠的扭矩以使轉(zhuǎn)子元件從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)并且實(shí)現(xiàn)指定的與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的狀態(tài)。因此，在尺寸、額定扭矩、額定功率以及功率消耗方面能夠使得該主功 率源減小尺寸。根據(jù)本發(fā)明，能夠總體上減小振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的尺寸并且降低該振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的制造和運(yùn)轉(zhuǎn)成本。優(yōu)選地，所述起動(dòng)功率源在起動(dòng)所述轉(zhuǎn)子元件的旋轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)以便使所述轉(zhuǎn)子元件從停止?fàn)顟B(tài)運(yùn)動(dòng)，并且在滿(mǎn)足所述預(yù)定的與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的狀態(tài)時(shí)，所述起動(dòng)功率源停止運(yùn)轉(zhuǎn)，其中，在滿(mǎn)足所述預(yù)定的與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的狀態(tài)之后，所述轉(zhuǎn)子元件僅由所述主功率源驅(qū)動(dòng)或排他地由所述主功率源驅(qū)動(dòng)。對(duì)于這種裝置而言，可以采用僅適用于起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的起動(dòng)功率源，這是因?yàn)檫@種起動(dòng)功率源對(duì)可控性方面的要求是低的。優(yōu)選地，如果所述轉(zhuǎn)子元件旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)至少一次和/或如果所述轉(zhuǎn)子元件的旋轉(zhuǎn)速度高于預(yù)定的起動(dòng)旋轉(zhuǎn)速度，則滿(mǎn)足了所述預(yù)定的與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的狀態(tài)。在起動(dòng)所述設(shè)備時(shí)，主要要求是轉(zhuǎn)子元件運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)，使得能夠進(jìn)行振動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，由于整個(gè)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的慣性，應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速度，以便開(kāi)始對(duì)轉(zhuǎn)子元件的旋轉(zhuǎn)相位和旋轉(zhuǎn)速度的控制。優(yōu)選地，所述主功率源能夠向所述轉(zhuǎn)子元件施加第一扭矩，所述起動(dòng)功率源能夠向所述轉(zhuǎn)子元件施加第二扭矩，其中，所述第一扭矩小于所述第二扭矩。根據(jù)本發(fā)明，主功率源可被設(shè)計(jì)成具有降低的扭矩，這是因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)起動(dòng)功率源的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)需要高扭矩的起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述主功率源由所述控制機(jī)構(gòu)控制，使得所述轉(zhuǎn)子元件的運(yùn)轉(zhuǎn)速度是內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的整數(shù)倍，優(yōu)選地，所述整數(shù)倍是2。已知的是，源自?xún)?nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)的二階振動(dòng)在總振動(dòng)頻率范圍的范圍內(nèi)，該二階振動(dòng)應(yīng)盡可能地減少。然而，可以考慮不同階，使得能夠具有不同于2的值的整數(shù)倍。優(yōu)選地，能夠切換的離合器被設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子元件和所述起動(dòng)功率源之間的扭矩傳遞路徑中，其中，在所述起動(dòng)功率源運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能夠切換的所述離合器被接合，并且在所述起動(dòng)功率源不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能夠切換的所述離合器被釋放。由于該起動(dòng)功率源僅在起動(dòng)時(shí)被使用，釋放位于所述轉(zhuǎn)子元件和所述起動(dòng)功率源之間的扭矩傳遞路徑中的能夠切換的離合器降低了功率損失，否則由于起動(dòng)功率源的拖拽而會(huì)產(chǎn)生前述功率損失。優(yōu)選地，所述設(shè)備還包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述起動(dòng)功率源的扭矩和/或所述主功率源的扭矩被輸入到所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出組合的扭矩，該組合的扭矩從所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)被傳遞到所述轉(zhuǎn)子元件。根據(jù)該裝置，主功率源的輸出扭矩和起動(dòng)功率源的輸出扭矩可被引入到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中并且互相組合，使得組合的扭矩可被輸出到轉(zhuǎn)子元件。此外，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)被用作這樣一種裝置，其使得能夠使來(lái)自相應(yīng)功率源的旋轉(zhuǎn)速度適應(yīng)于基于指定傳動(dòng)比的需求。此外，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)還被用作提供旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，以使轉(zhuǎn)子元件沿相反方向旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述設(shè)備被布置成使得在從停止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)所述轉(zhuǎn)子裝置時(shí)需要下述額定功率以使所述轉(zhuǎn)子元件從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)，所述額定功率是由所述起動(dòng)功率源提供的額定扭矩，或所述額定功率是由所述起動(dòng)功率源提供的額定扭矩加上由所述主功率源提供的額定扭矩。 基于上述限定的裝置，可僅通過(guò)起動(dòng)功率源的運(yùn)轉(zhuǎn)或通過(guò)起動(dòng)功率源和主功率源這二者的組合的運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)使所述轉(zhuǎn)子元件從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)的起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。在起動(dòng)功率源和主功率源這二者的組合的情況下，能夠進(jìn)一步降低起動(dòng)功率源的尺寸或額定功率或額定扭矩，這是因?yàn)槠饎?dòng)功率源的輸出由主功率源所提供的輸出補(bǔ)給。優(yōu)選地，所述設(shè)備被布置成使得在從停止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)所述轉(zhuǎn)子裝置時(shí)需要下述扭矩以使所述轉(zhuǎn)子元件從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)，所述扭矩大于僅由所述主功率源提供的額定扭矩。通過(guò)考慮轉(zhuǎn)子裝置的起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)和連續(xù)或穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的不同需要以便最小化主功率源的尺寸，可進(jìn)一步簡(jiǎn)化所述系統(tǒng)，并且可進(jìn)一步降低所述系統(tǒng)的制造成本。優(yōu)選地，所述主功率源是電動(dòng)馬達(dá)，所述起動(dòng)功率源是加壓氣動(dòng)馬達(dá)。更優(yōu)選地，所述電動(dòng)馬達(dá)是交流感應(yīng)馬達(dá)和/或所述加壓氣動(dòng)馬達(dá)是渦輪機(jī)式氣動(dòng)馬達(dá)。電動(dòng)馬達(dá)具有實(shí)現(xiàn)特定且簡(jiǎn)單的相位和速度控制的指定屬性。此外，交流感應(yīng)馬達(dá)可由本領(lǐng)域已知的變頻器來(lái)控制。加壓氣動(dòng)馬達(dá)(尤其是渦輪機(jī)式氣動(dòng)馬達(dá))具有低維護(hù)成本并且可由廣泛使用的閥控制機(jī)構(gòu)來(lái)控制。此外，加壓氣動(dòng)馬達(dá)適于提供起動(dòng)轉(zhuǎn)子裝置所需的高輸出扭矩，而不需要特定的相位和速度控制。主功率源和起動(dòng)功率源可被實(shí)施為不同的裝置，只要能夠?qū)崿F(xiàn)上述限定的效果即可。優(yōu)選地，所述控制機(jī)構(gòu)從指示所述轉(zhuǎn)子元件的旋轉(zhuǎn)速度和/或旋轉(zhuǎn)相位的傳感器和指示所述內(nèi)燃機(jī)的曲軸的旋轉(zhuǎn)速度和/或旋轉(zhuǎn)相位的傳感器來(lái)獲得信號(hào)。此外，所述控制機(jī)構(gòu)采用所述信號(hào)來(lái)控制所述主功率源和所述起動(dòng)功率源。基于提供用于指示所討論的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)相位或位置的信號(hào)的傳感器，能夠執(zhí)行旋轉(zhuǎn)相位和旋轉(zhuǎn)速度的簡(jiǎn)單且精確的控制。此外，振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)能夠適于這樣的需求，S卩，可以通過(guò)使用這種控制，根據(jù)需要來(lái)改變對(duì)內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)相位的預(yù)定關(guān)系。本發(fā)明還提供了一種包括內(nèi)燃機(jī)和前述限定的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的系統(tǒng)，其中所述設(shè)備所被分配到的所述內(nèi)燃機(jī)是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，優(yōu)選地是兩沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述設(shè)備和所述內(nèi)燃機(jī)以振動(dòng)傳遞的方式被安裝在所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中。優(yōu)選地，該系統(tǒng)被實(shí)施為具有形成所述結(jié)構(gòu)的船身的船舶，或作為另選方式實(shí)施為具有形成所述結(jié)構(gòu)的底座的發(fā)電廠。


圖I是根據(jù)實(shí)施方式的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的剖面圖。圖2是根據(jù)實(shí)施方式的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的俯視圖。圖3是根據(jù)實(shí)施方式的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的前部剖面圖。 將在下文中基于附圖來(lái)解釋根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式。
具體實(shí)施方式

將在下文中解釋根據(jù)本發(fā)明的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的實(shí)施方式。根據(jù)該實(shí)施方式的所述振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備能夠被實(shí)施，以便抵消源自被安裝在船舶的船身上的內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)。首先，基于附圖來(lái)闡述振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的總體構(gòu)造。如圖I所示，振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備包括殼體7，該殼體7的底部配置有支承件8。支承件8被形成為使得殼體7能夠經(jīng)由該支承件8安裝到需要振動(dòng)補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)構(gòu)上。具有支承件8的殼體7被安裝到前述結(jié)構(gòu)上，使得在所述設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性力能夠在該設(shè)備和該結(jié)構(gòu)(例如，船舶的具有作為驅(qū)動(dòng)源的內(nèi)燃機(jī)的船身)之間傳遞。在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子元件以能夠旋轉(zhuǎn)的方式同軸地設(shè)置在相應(yīng)軸頸13A、13B上，這些軸頸13A、13B被安裝在殼體中并且形成轉(zhuǎn)子元件3A、3B的相應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸線。轉(zhuǎn)子元件3A、3B經(jīng)由軸承IlAUlB支承在軸頸13A、13B上。如從圖I和圖3中看到的，轉(zhuǎn)子元件3A、3B相對(duì)于其旋轉(zhuǎn)軸線偏心。圖3示出了在轉(zhuǎn)子元件定位在下止點(diǎn)的停止?fàn)顟B(tài)下形成轉(zhuǎn)子裝置3的轉(zhuǎn)子3A、3B。如圖I所示，每個(gè)轉(zhuǎn)子元件均配置有從動(dòng)輪15A、15B,在本實(shí)施方式中，從動(dòng)輪15AU5B由從動(dòng)鏈輪形成。轉(zhuǎn)子元件3A、3B被可旋轉(zhuǎn)地支承在所述軸頸13A、13B上，使得轉(zhuǎn)子元件3A、3B能夠被獨(dú)立地旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該實(shí)施方式的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備包括用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子元件3A、3B的裝置，該裝置被定位在振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的殼體7的頂部上。如從圖I中看到的，該裝置包括作為主功率源的電動(dòng)馬達(dá)I以及作為起動(dòng)功率源的加壓氣動(dòng)馬達(dá)6，如將在下文解釋的。圖2示出了定位在加壓氣動(dòng)馬達(dá)6和電動(dòng)馬達(dá)I之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2。電動(dòng)馬達(dá)經(jīng)由扭矩傳遞聯(lián)接件10被驅(qū)動(dòng)地連接到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2。加壓氣動(dòng)馬達(dá)6能夠經(jīng)由離合器連接到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2，該離合器在該實(shí)施方式中形成為爪型離合器9并且能夠在接合位置和斷開(kāi)位置之間切換。在爪型離合器9的接合位置，加壓氣動(dòng)馬達(dá)6的扭矩能夠被引入到齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中。在爪型離合器9斷開(kāi)的情況下，禁止加壓氣動(dòng)馬達(dá)6與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2之間的扭矩傳遞。如從圖2看到的，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2包括兩個(gè)輸出軸，這些輸出軸與加壓氣動(dòng)馬達(dá)6和電動(dòng)馬達(dá)I的軸線垂直并且這兩個(gè)輸出軸彼此同軸。這些輸出軸配置有驅(qū)動(dòng)輪，在本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)輪被實(shí)施為驅(qū)動(dòng)鏈輪16A、16B。驅(qū)動(dòng)鏈輪16A、16B與轉(zhuǎn)子元件3A、3B的從動(dòng)鏈輪15A、15B 對(duì)齊。如從圖3看到的，驅(qū)動(dòng)鏈輪16A由鏈條5A連接到從動(dòng)鏈輪15A，并且驅(qū)動(dòng)鏈輪16B由鏈條5B連接到從動(dòng)鏈輪15B。齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由傘齒輪結(jié)構(gòu)形成，使得來(lái)自電動(dòng)馬達(dá)I的旋轉(zhuǎn)輸入被轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)鏈輪16A、16B的旋轉(zhuǎn)，從而使得驅(qū)動(dòng)鏈輪16A、16B的旋轉(zhuǎn)方向彼此相反。驅(qū)動(dòng)鏈輪16A、16B的旋轉(zhuǎn)被傳遞到從動(dòng)鏈輪15A、15B，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子元件的相反方向的旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)鏈輪16A、16B的尺寸以及從動(dòng)鏈輪15A、15B的尺寸被設(shè)置成使得在這些鏈輪之間實(shí)現(xiàn)預(yù)定傳動(dòng)比。在本實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)鏈輪16A、16B的尺寸小于從動(dòng)鏈輪15A、15B的尺寸，以便增加從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2至轉(zhuǎn)子元件3A、3B的扭矩。在爪型離合器9被接合的情況下，加壓氣動(dòng)馬達(dá)6的旋轉(zhuǎn)被引入到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2中，并且用于加壓氣動(dòng)馬達(dá)6的控制閥4被打開(kāi)以便向加壓氣動(dòng)馬達(dá)6供應(yīng)加壓空氣。振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備還包括未示出的控制機(jī)構(gòu)。該控制機(jī)構(gòu)獲得來(lái)自傳感器的信號(hào)，以 便執(zhí)行對(duì)振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的控制。傳感器包括用于檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的曲軸的旋轉(zhuǎn)位置的傳感器，該傳感器被設(shè)置在振動(dòng)結(jié)構(gòu)中。此外，控制機(jī)構(gòu)從分別用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子元件3A和轉(zhuǎn)子元件3B的旋轉(zhuǎn)位置的傳感器獲得信號(hào)?；趥鞲衅魉峁┑男盘?hào)，可以檢測(cè)相應(yīng)元件(即，內(nèi)燃機(jī)的曲軸、轉(zhuǎn)子元件3A和轉(zhuǎn)子元件3B)的旋轉(zhuǎn)相位，并將該旋轉(zhuǎn)相位用于進(jìn)行控制。在下文中，將解釋根據(jù)實(shí)施方式的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的控制。在停止?fàn)顟B(tài)下，轉(zhuǎn)子元件3A、3B由于其偏心而定位在下止點(diǎn)處。在所指示的起動(dòng)需求(即,確定內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)起動(dòng))下,控制機(jī)構(gòu)啟動(dòng)用于起動(dòng)轉(zhuǎn)子元件3A、3B的旋轉(zhuǎn)的起動(dòng)過(guò)程。根據(jù)該實(shí)施方式，控制機(jī)構(gòu)控制所述控制閥4，使得加壓空氣被供應(yīng)到加壓氣動(dòng)馬達(dá)6。在這方面，爪型離合器9被切換到接合位置，使得來(lái)自加壓氣動(dòng)馬達(dá)6的扭矩輸出被引入到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2中。該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2將扭矩供應(yīng)到具有相反旋轉(zhuǎn)方向的驅(qū)動(dòng)鏈輪16A、16B。加壓氣動(dòng)馬達(dá)6的額定扭矩和額定功率被設(shè)計(jì)成使得施加到驅(qū)動(dòng)鏈輪16A、16B的扭矩足以使轉(zhuǎn)子元件3A、3B從下止點(diǎn)朝向轉(zhuǎn)子元件3A、3B的上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)并使其經(jīng)過(guò)該上止點(diǎn)?？刂茩C(jī)構(gòu)連續(xù)地檢測(cè)轉(zhuǎn)子元件3A、3B的旋轉(zhuǎn)相位。一旦轉(zhuǎn)子元件3A、3B運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)，控制機(jī)構(gòu)就確定可以結(jié)束所述起動(dòng)過(guò)程。在轉(zhuǎn)子元件3A、3B滿(mǎn)足經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)至少一次的上述與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的狀態(tài)的情況下，該控制機(jī)構(gòu)關(guān)斷控制閥4并且斷開(kāi)爪型離合器9，使得扭矩不再?gòu)募訅簹鈩?dòng)馬達(dá)6傳遞到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2。與該過(guò)程同步，基于控制機(jī)構(gòu)的控制來(lái)啟動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)I的運(yùn)轉(zhuǎn)。電動(dòng)馬達(dá)I由控制機(jī)構(gòu)控制，使得轉(zhuǎn)子元件3A、3B的具體旋轉(zhuǎn)狀態(tài)被實(shí)現(xiàn)并且針對(duì)振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)被保持。在該實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)被設(shè)定成使得相應(yīng)轉(zhuǎn)子元件3A、3B的旋轉(zhuǎn)方向是相反的，并且使得旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子元件以同步的方式運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)和下止點(diǎn)?；谶@種運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子元件3A、3B產(chǎn)生的慣性力經(jīng)由軸頸13A、13B被施加到殼體7和支承件8，該慣性力在豎直方向被施加。然而，該設(shè)備的慣性力的方向不局限于豎直方向，而是可適用于需要抵消振動(dòng)的措施的具體結(jié)構(gòu)中?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子元件的旋轉(zhuǎn)相位(這是本領(lǐng)域已知的)來(lái)設(shè)定慣性力的方向。電動(dòng)馬達(dá)I被設(shè)計(jì)成便于提供額定扭矩和額定功率，該額定功率足以連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，即，在起動(dòng)過(guò)程結(jié)束之后驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子元件3A、3B。因此，與采用電動(dòng)馬達(dá)I作為唯一功率源的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)相比，電動(dòng)馬達(dá)可被設(shè)計(jì)成具有相當(dāng)?shù)偷念~定扭矩和低的額定功率。如上所述的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備可用于具有船身的船舶中，其中，用于船舶的功率源是被安裝在船身中的內(nèi)燃機(jī)，該船身形成振動(dòng)系統(tǒng)。振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備以振動(dòng)傳遞的方式被安裝在船身中，以便抵消源自?xún)?nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)的具體振動(dòng)動(dòng)作。在本實(shí)施方式中，由于源自?xún)?nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)的二階振動(dòng)是最重要的振動(dòng)范圍(尤其是對(duì)于船舶的船身而言)，因此，振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備以?xún)?nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的兩倍的旋轉(zhuǎn)速度被驅(qū)動(dòng)。然而，由于振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的精密控制，可以選擇并精確地控制轉(zhuǎn)子元件3A、3B的旋轉(zhuǎn)速度和相位與內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和相位的其他關(guān)系。在下文中，將解釋修改的實(shí)施方式。雖然主功率源被解釋為電動(dòng)馬達(dá)1，但是還可利用不同的功率源，例如液壓馬達(dá)。此外，起動(dòng)功率源被解釋為加壓氣動(dòng)馬達(dá)6。但是，起動(dòng)功率源還可以是不同的功率源，例如液壓馬達(dá)或附加的電動(dòng)馬達(dá)?；阪溳喓玩湕l解釋了從驅(qū)動(dòng)源到轉(zhuǎn)子元件的功率傳遞。但是，其他布置也是可·能的，只要能實(shí)現(xiàn)從功率源到轉(zhuǎn)子元件的功率傳遞并且滿(mǎn)足相位和速度控制的要求即可。此外，基于將形成轉(zhuǎn)子元件3A、3B的旋轉(zhuǎn)軸線的軸頸同軸布置的結(jié)構(gòu)解釋了該實(shí)施方式。然而，轉(zhuǎn)子元件3A、3B還可以按不同的方式布置成例如具有平行的軸線，只要能夠基于轉(zhuǎn)子元件3A、3B的相反旋轉(zhuǎn)方向?qū)崿F(xiàn)慣性力即可。此外，爪型離合器9可由能夠?qū)崿F(xiàn)起動(dòng)功率源和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的連接和斷開(kāi)的結(jié)構(gòu)(例如摩擦式離合器或單向軸承)來(lái)代替。已經(jīng)基于包括一對(duì)轉(zhuǎn)子元件的結(jié)構(gòu)示出了本發(fā)明。為了抵消多階振動(dòng)，可以設(shè)置不止一對(duì)轉(zhuǎn)子元件，這些轉(zhuǎn)子元件在考慮到不同階振動(dòng)的情況下以不同的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)旋轉(zhuǎn)。本設(shè)備的應(yīng)用不局限于任何規(guī)定類(lèi)型的振動(dòng)，例如豎直方向的振動(dòng)或水平方向的振動(dòng)。此外，該設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)能夠適應(yīng)各種要求，具體來(lái)，能夠適應(yīng)力的方向和振動(dòng)的階數(shù)。在上述實(shí)施方式中，針對(duì)具有作為振動(dòng)結(jié)構(gòu)的船身的船舶描述了振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的應(yīng)用。然而，該振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備還可用于不同的應(yīng)用，例如發(fā)電廠，其中振動(dòng)系統(tǒng)由發(fā)電廠的用于支承內(nèi)燃機(jī)的底座以及用于補(bǔ)償來(lái)自用于產(chǎn)生電力的內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備構(gòu)成。振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的其他應(yīng)用也是可能的，只要能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的效果和優(yōu)勢(shì)即可。振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備包括能夠沿相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)轉(zhuǎn)子元件3A、3B。該振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備由主功率源I驅(qū)動(dòng)，該主功率源用于使轉(zhuǎn)子元件3A、3B以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的方式旋轉(zhuǎn)，其中，還提供有附加的起動(dòng)功率源6，該附加的起動(dòng)功率源6用于從停止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)轉(zhuǎn)子元件3A、3B的旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，該振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備適于補(bǔ)償由慣性力產(chǎn)生的振動(dòng)，所述慣性力源自所述設(shè)備所被分配到的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，所述振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備包括 轉(zhuǎn)子裝置(3)，該轉(zhuǎn)子裝置包括能夠繞彼此同軸或彼此平行的相應(yīng)軸線(13A，13B)以相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的至少兩個(gè)轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)，每個(gè)轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)相對(duì)于相應(yīng)軸線(13A，13B)具有與質(zhì)量相關(guān)的偏心率，在停止?fàn)顟B(tài)，每個(gè)轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)都由于其偏心而被定位在下止點(diǎn)； 主功率源(I)，該主功率源以驅(qū)動(dòng)方式連接到所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B);以及 控制機(jī)構(gòu)，該控制機(jī)構(gòu)以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的方式控制所述主功率源(I)，使得所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)相位相對(duì)于所述內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)相位實(shí)現(xiàn)預(yù)定關(guān)系，所述振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備的特征在于， 除了所述主功率源(I)外，所述設(shè)備還包括能夠以驅(qū)動(dòng)方式連接到所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)的起動(dòng)功率源(6)，其中，所述控制機(jī)構(gòu)控制所述起動(dòng)功率源(6)的起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，使得作為預(yù)定的與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的狀態(tài)，所述每個(gè)轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)均從停止?fàn)顟B(tài)朝所述轉(zhuǎn)子元件的上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)并經(jīng)過(guò)該上止點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，其中，所述起動(dòng)功率源(6)在起動(dòng)所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)的旋轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)以便使所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)從停止?fàn)顟B(tài)運(yùn)動(dòng)，并且在滿(mǎn)足所述預(yù)定的與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的狀態(tài)時(shí)，所述起動(dòng)功率源(6)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，其中，在滿(mǎn)足所述預(yù)定的與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的狀態(tài)之后，所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)僅由所述主功率源(I)驅(qū)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，其中，如果所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)至少一次和/或如果所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)的旋轉(zhuǎn)速度高于預(yù)定的起動(dòng)旋轉(zhuǎn)速度，則滿(mǎn)足了所述預(yù)定的與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的狀態(tài)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，其中，所述主功率源(I)能夠向所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)施加第一扭矩，所述起動(dòng)功率源(6)能夠向所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)施加第二扭矩，其中，所述第一扭矩小于所述第二扭矩。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，其中，所述主功率源(I)由所述控制機(jī)構(gòu)控制，使得所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度是所述內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的整數(shù)倍，優(yōu)選地，所述整數(shù)倍是2。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，所述振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備還包括能夠切換的離合器(9)，能夠切換的所述離合器被設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)和所述起動(dòng)功率源(6)之間的扭矩傳遞路徑中，其中，能夠切換的所述離合器(9)在所述起動(dòng)功率源運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)被接合并且在所述起動(dòng)功率源(6)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)被釋放。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，所述振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備還包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)，所述起動(dòng)功率源(6)的扭矩和/或所述主功率源(I)的扭矩被輸入到所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)，并且所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)輸出組合的扭矩，該組合的扭矩被從所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)傳遞到所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，其中，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(2)將所述扭矩輸出到沿著相反的旋轉(zhuǎn)方向的相應(yīng)轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，其中，該振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備布置成使得在從所述停止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)所述轉(zhuǎn)子裝置(3)時(shí)需要下述扭矩以使所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)，所述扭矩是 由所述起動(dòng)功率源(6)提供的額定扭矩，或 由所述起動(dòng)功率源(6)提供的所述額定扭矩加上由所述主功率源(I)提供的額定扭矩。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，其中，該振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備布置成使得在從所述停止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)所述轉(zhuǎn)子裝置(3)時(shí)需要下述扭矩以使所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)上止點(diǎn)，所述扭矩大于僅由所述主功率源(I)提供的額定扭矩。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，其中，所述主功率源(I)是電動(dòng)馬達(dá)，所述起動(dòng)功率源(6)是加壓氣動(dòng)馬達(dá)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，其中，所述電動(dòng)馬達(dá)是交流感應(yīng)馬達(dá)和/或所述加壓氣動(dòng)馬達(dá)是渦輪機(jī)式氣動(dòng)馬達(dá)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，其中，所述控制機(jī)構(gòu)從下述傳感器來(lái)獲得信號(hào) -指示所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)的旋轉(zhuǎn)速度和/或旋轉(zhuǎn)相位的傳感器；和 -指示所述內(nèi)燃機(jī)的曲軸的旋轉(zhuǎn)速度和/或旋轉(zhuǎn)相位的傳感器； 其中，所述控制機(jī)構(gòu)采用所述信號(hào)來(lái)控制所述主功率源(I)和所述起動(dòng)功率源(6)。
14.一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)以及根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，其中，所述設(shè)備所被分配到的所述內(nèi)燃機(jī)是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，優(yōu)選地是兩沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述設(shè)備和所述內(nèi)燃機(jī)以振動(dòng)傳遞的方式安裝在所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)被實(shí)施為 船舶，該船舶具有形成所述結(jié)構(gòu)的船身；或 發(fā)電廠，該發(fā)電廠具有形成所述結(jié)構(gòu)的底座。
全文摘要
本發(fā)明涉及振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備，所述振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備包括能夠沿相反旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)。所述振動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備由主功率源(1)驅(qū)動(dòng)，所述主功率源(1)用于以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的方式使轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)旋轉(zhuǎn)，其中，設(shè)置有附加的起動(dòng)功率源(6)，該附加的起動(dòng)功率源(6)被用于從停止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)所述轉(zhuǎn)子元件(3A，3B)的旋轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)F16F15/22GK102758877SQ201210129699
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者C·范吉塞爾, S·K·楠達(dá) 申請(qǐng)人:瓦錫蘭瑞士有限公司