[发明专利]一种喷水推进装置和原动机的匹配方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械领域，特别涉及一种喷水推进装置和原动机的匹配方法。

背景技术

喷水推进装置是船舶推进装置的一种，一般包括推进水泵、管道系统、舵及倒舵组合操纵设备。推进水泵是喷水推进装置的核心部件，推进水泵的叶轮通过传动装置与为其提供动力的原动机连接。当原动机驱动叶轮转动时，推进水泵喷出水流，水流产生的反作用力推动船舶前进。

在船舶行驶过程中，原动机通常以最大转速运行（此时原动机的输出功率最大），驱动与其连接的叶轮以一个固定转速旋转，当叶轮以该固定转速旋转时，若与该固定转速对应的功率小于原动机的功率，则会造成原动机的功率浪费，而若与该固定转速对应的功率大于原动机的功率时，则会造成原动机过载，进而造成原动机损坏。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

为了使得叶轮以固定转速旋转时对应功率和主机的输出功率相匹配，即原动机的转速为最大转速时，叶轮的功率与原动机的功率相同，会针对不同的原动机，设计不同的叶轮，然而，叶轮的设计难度和成本高、设计周期长，因此，该方法不能得到普遍适用。

发明内容

为了解决现有技术成本高的问题，本发明实施例提供了一种喷水推进装置和原动机的匹配方法。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种喷水推进装置和原动机的匹配方法，所述方法包括：

获取原动机的额定参数和叶轮的设计参数，所述额定参数包括所述原动机的额定转速和额定功率，所述设计参数包括所述叶轮的设计转速和设计功率，当所述叶轮的转速为所述设计转速，所述叶轮的吸收功率为所述设计功率时，所述叶轮的推动功率与所述叶轮的吸收功率的比值最大；

根据所述额定参数和所述设计参数，确定第一减速比，所述第一减速比为所述原动机和所述叶轮之间的转速比；

采用具有所述第一减速比的齿轮箱连接所述原动机和所述叶轮。

第一种可能的实现方式中，所述根据所述额定参数和所述设计参数，确定第一减速比，包括：

按照如下公式计算所述第一减速比：

i=n/n_D/(P_D/P)^1/3；

其中，i为所述第一减速比，n为所述原动机的额度转速，n_D为所述叶轮的设计转速，P_D为所述叶轮的设计功率，P为所述原动机的额定功率。

第二种可能的实现方式中，所述根据所述额定参数和所述设计参数，确定第一减速比，包括：

将若干第二减速比代入如下公式计算所述叶轮的功率，所述第二减速比为通用齿轮箱的减速比：

P=P_D*(n/i/n_D)³；

其中，P为所述叶轮的功率，P_D为所述叶轮的设计功率，n为所述原动机的额定转速，i为所述第二减速比，n_D为所述叶轮的设计转速；

从计算得到的若干所述叶轮的功率中，选取小于所述原动机的额定功率，且与所述原动机的额定功率差值最小的所述叶轮的功率对应的所述第二减速比，作为所述第一减速比。

第三种可能的实现方式中，所述根据所述额定参数和所述设计参数，确定第一减速比，包括：

将若干第二减速比代入如下公式，得到若干所述叶轮的功率转速曲线，所述第二减速比为通用齿轮箱的减速比：

P=P_D*(n/i/n_D)³；

其中，P为所述叶轮的功率，P_D为所述叶轮的设计功率，n为所述原动机的额定转速，i为所述第二减速比，n_D为所述叶轮的设计转速；

将若干所述叶轮的功率转速曲线和所述原动机的功率转速曲线绘制在一张图上，并将所述图中，当所述原动机的转速为额定转速时，小于所述原动机的额定功率，且与所述原动机的额定功率差值最小的所述叶轮的功率对应的第二减速比，作为所述第一减速比。

可选地，所述第二减速比包括1.250:1、1.333:1、1.420:1、1.520:1、1.625:1。

可选地，所述原动机的额定功率的范围为100千瓦-250千瓦。

可选地，所述根据所述额定参数和所述设计参数，确定第一减速比，包括：

根据所述额定参数的105％-110％和所述设计参数，确定所述第一减速比。