[发明专利]用于海上运输工具的二进二或二进一混合动力装置

说明书

背景技术

1.技术领域

本发明总体涉及船舶动力系统，且更具体而言涉及一种用于将动力从混合原动机传输至海上运输工具上的一个或多个推进装置的装置。

2.相关技术讨论

鉴于众多的环境问题，目前正使用能够以电力代替仅仅依靠内燃机提供动力的混合电动-内燃运输工具以减少污染，主要是以减少废气排放和噪音的形式减少污染，并且提高总体燃料效率。因此，这种混合动力运输工具正在变得越来越受欢迎。至今，这种趋势的最盛行的商业化实例已出现于汽车工业中。

已有人努力将电力和混合驱动技术用在海上运输工具中。然而，仅在最大的海上船只中用常规的混合电动-内燃系统实施了最盛行的船舶实例，但是这些海上运输工具都没有包括如下的动力装置，该动力装置允许受控地应用电动马达和内燃机中的任一个或两者，而不显著地影响推进效率。

因为当前的船舶动力系统未能提供解决噪音、空气污染、低燃料效率以及可靠性问题的方案，所以希望一种能够以减少噪音和废气排放的形式产生更少的环境污染的绿色解决方案，并且实现辅助原动机在速度和秘密行动方面的优点，而不牺牲提高的推进效率和燃料效率。于是需要一种用于海上运输工具的灵活的且有效率的混合动力装置，该混合动力装置允许使用者在某些情况下仅仅依靠电动马达，允许使用者在另一些情况下仅仅依靠内燃机，或者允许在再一些情况下依靠两个原动机，而不影响速度和推动效率。

发明内容

本发明提供一种用于将来自两个混合动力源的动力传输至至少一个或多个推进装置的装置，所述至少一个或多个推进装置诸如穿水式螺旋桨驱动器（surface propeller drive）、常规螺旋桨设施、喷水式推进器、舷外挂机、吊舱驱动器等。

根据本发明的一个方面，一种用于海上运输工具的推进系统，包括具有与动力传输装置连通的第一动力传输元件的电动马达，由此第一扭矩被传输至所述动力传输装置的第一输入。此外，所述系统包括具有与所述动力传输装置连通的第二动力传输元件的内燃机，由此第二扭矩被传输至所述动力传输装置的第二输入。还提供了至少一个具有动力输入元件的推进器，其中施加至所述动力输入元件的扭矩产生推进力以移动海上舰艇。所述动力传输装置还包括至少一个输出和一个动力传输组件，所述至少一个输出与所述至少一个推进器的动力输入元件连通，所述动力传输组件被配置使得：1)当在任何给定的时间施加所述第一扭矩或所述第二扭矩时，存在与所述至少一个推进器的动力输入元件连通的所述输出的基本相应的扭矩；以及2)当施加至所述第一输入的所述第一扭矩和施加至所述第二输入的所述第二扭矩每分钟转数基本相同时，出现与所述至少一个推进器的动力输入元件连通的所述输出的每分钟基本相应的转数。

在本实施方案的另一方面中，推进器推力器被配置成当以满功率运行时，以每分钟基本相同的转数将所述第一扭矩施加至所述第一输入和将所述第二扭矩施加至所述第二输入，得到最佳效率。

根据本实施方案的另一个方面，RPM均衡装置被配置以控制来自所述电动马达的所述第一动力传输元件的动力传输和来自所述内燃机的所述第二动力传输元件的动力传输，使得所述第一输入和第二输入以每分钟基本相同的转数旋转。

在本实施方案的另一个方面，自动模式选择元件被配置以控制来自所述电动马达和所述内燃机的动力的施加，使得能够单独地或结合地利用任一动力源。

在本实施方案的另一方面中，所述电动马达被配置成在动力输出的范围内运行，所述动力输出的范围包括引起所述第一输入的每分钟转数与所述第二输入的每分钟转数基本相同的一个动力输出，由此所述电动马达可以是一个加速器。

根据本实施方案的另一个方面，所述动力传输装置是齿轮箱，该齿轮箱还包括一个相对于海上运输工具的船尾板固定的齿轮箱壳体。所述齿轮箱还包括动力传输组件，该动力传输组件包括安装在所述齿轮箱壳体内部的齿轮系，所述齿轮系接受来自所述第一输入和所述第二输入的动力，且将进入两个动力传输装置的动力基本平分。

根据另一个实施方案，一种推进海上船只的方法，包括：运行原动机，其中一个原动机是电动马达且一个原动机是内燃机。所述方法进一步包括将由任一个或两个原动机产生的动力接受进入安装在齿轮箱内的齿轮系，以及将所述动力输出为任一个或者两个动力分量。接下来，所述方法包括将所述一个或两个动力分量接受进入相应的一个或两个离合器组件，以及将所述一个或两个动力分量选择性地传输通过所述离合器组件，并且传输至可操作地连接至所述离合器组件的相应的一个或两个推进器，从而推进海上运输工具。