[发明专利]推进系统

说明书

本发明涉及一种适用于作业机器，尤其是海洋船舶的推进系统。推进系统包括配置来提供动力输出的传动装置和至少一个第一能量转换机器。推进系统还包括可操作来选择性地驱动传动装置和/或至少一个第一能量转换机器的至少一个动力单元。还设置了可操作来选择性地驱动传动装置或由传动装置驱动的至少一个第二能量转换机器。还设置了动力传递装置，以便在第一能量转换机器与第二能量转换机器之间传递动力。

技术领域

本发明涉及一种适用于作业机器的推进系统。在一个实施例中，推进系统包括通过机械和/或备用路径向传动装置提供动力的动力单元，且该传动装置提供动力输出。在另一个实施例中，推进系统包括驱动行星齿轮箱的动力单元。该推进系统尤其适用于海洋船舶。

背景技术

用于作业机器的推进系统通常包括一个或多个动力单元，例如，燃气涡轮机和发动机。这种作业机器包括诸如海洋船舶、飞行器或陆用车辆等交通工具。来自于动力单元的动力输出可以例如向客舱载荷、操作员生活区或作业工具提供所需的载荷。示例性作业工具包括起重机、钻机、船头或船尾螺旋桨、抓具、铲斗和反铲。如果作业机器是交通工具，则动力可以提供推进力以使交通工具移动。

为了满足作业机器运行状况下所需的期望载荷，可以选择来自于动力单元的潜在动力输出范围。在对这些动力单元进行高效操作方面，还存在有环境和成本降低的益处。特别地，动力单元可以选择来在交通工具的巡航速度下以最大效率运行，该速度是交通工具在其可运行的大部分时间内移动的速度。

作为示例，海洋油轮具有在大多数时间内以巡航速度航行的运行状况。这些油轮可能不包括传动装置，或者可以具有相对简单的传动，其通过轴在动力单元与螺旋桨之间传递动力来提供。因此，选择适当尺寸的动力单元以在巡航速度下有效运行可以是非常简单的。然而，如果船舶的运行状况发生相对变化，则可能无法在最高效率下操作动力单元。

作为另一个示例，拖船的运行状况包括大量时间用在需要低动力的操纵上；大量时间用在需要中等动力的中速行进上；以及大量时间用在需要高动力的其他船舶的推进或牵引上。已经发现，拖船在它们绝大部分的运行时间内是处于提供推进力的动力单元的额定载荷的20％以下。

海洋船舶通常包括机械或电气推进系统。电气推进系统可以包括驱动发电机的一个或多个动力单元，其向至少一个电动机提供动力以驱动一个或多个螺旋桨。图1示出了现有技术的船舶10，在这种情况下是锚作拖船补给船，其包括机械推进系统11。机械推进系统通常包括诸如柴油发动机等动力单元12以旋转驱动轴13。驱动轴13向齿轮箱14提供动力，而齿轮箱14的输出连接到螺旋桨轴15。在本示例中是定距螺旋桨的螺旋桨16连接到螺旋桨轴15，以向船舶10提供推进力。动力单元12还可以向发电机提供动力，而发电机可用于向操作员生活区17、船头螺旋桨18、船尾螺旋桨19以及起重机20提供动力。

如图2所示，齿轮箱14通常相对简单，并且可以包括附接到驱动轴13的输入齿轮21以及附接到螺旋桨轴15的输出齿轮22。输入齿轮21和输出齿轮22可以在副轴装置中互锁。输出齿轮直径23可以取决于齿轮箱14所要求的齿轮比。因此，如果需要大幅度降低驱动轴13和螺旋桨轴15之间的旋转速度，则输出齿轮直径23可以相对较大。由于输出齿轮22通常位于船舶10的龙骨24中，因此龙骨24可能不得不相对较宽以容纳输出齿轮22。然而，相对较宽的龙骨会因为例如增加的阻力而对船舶10的运行效率产生不利影响。如果齿轮箱14具有较高的减速比，则龙骨24的宽度将取决于最大的输出齿轮直径23。