[实用新型]一种具有主机恒速运行功能的船舶混合动力推进装置

说明书

一种具有主机恒速运行功能的船舶混合动力推进装置，属于船舶设备技术领域，整个推进装置由主机、第一离合器、电动/发电传动齿轮组、储能逆变器、锂电池、齿轮箱、无级变速装置、螺旋桨、中间轴、艉轴、主机控制器、系统控制器、第二离合器、第三离合器、发电机和电动机连接组成。本实用新型实现主机和螺旋桨自动匹配，通过无级变速装置、发电机、电动机、电池组的联合作用使主机运行除了船舶紧急加速或倒车都在最高效率点以恒转速恒功率运行，电池组对主机发出功率进行削峰填谷，在低速航行时由效率高纯电力驱动，船舶减速惯性滑行时可回收能量，可根据实际工况选择独立驱动和混合驱动，可避免停船检修，后期维护方便，燃油节省效果显著。

技术领域

本实用新型属于船舶设备技术领域，涉及一种船舶推进装置，具体的说是涉及一种具有主机恒速运行功能的船舶混合动力推进装置。

背景技术

一般由船舶主机通过机械传动驱动螺旋桨的船舶推进系统，机桨匹配是按额定转速下的额定功率进行的，若船舶出现轻载或重载工况，螺旋桨的推进特性曲线发生移动，因推进船舶主机输出转速受螺旋桨转速约束，使得推进船舶主机不能在额定转速、额定功率下或最佳效率区运行，造成推进船舶主机单位功率油耗增加，运行工况恶化；若船舶低速航行，因螺旋桨推进特性曲线比推进船舶主机外特性曲线要陡，推进船舶主机在低于额定转速的特定转速运行时，不但不能实现在最佳效率转速时的最佳效率，因其转速受限制，也不能发出在此转速下最佳效率的功率，导致单位功率油耗增大，造成浪费。

目前船舶实际运行工况下不可能与船舶设计机桨匹配工况完全相同，特别是在内河运行的工况中，或多或少都会存在偏差，船舶的实际运行航行常常低于设计航速，而内河运行工况中的实际运行平均航速则大大低于设计航速。

由内燃机发电机组提供电能的纯由电机驱动螺旋桨的船舶推进系统，能源由化学能转为电能，再由电能再转为机械能进行了两次能源转换，比由船舶主机通过机械传动驱动螺旋桨的从化学能直接到机械能的一次能源转换效率要低。故内燃机发电机组提供电能的纯由电机驱动螺旋桨的船舶推进系统转换效率低且造价高昂，因此在注重成本和效率的货运船舶上运用很少。而由纯电池作为电力源的船舶推进系统，虽然其更加环保且电能价格比化学能源价格相对低，但其电池能量密度小导致船舶续航能力差，电池成本高昂，目前在船舶上运用尤其是在货运船舶上运用的经济可行性小。目前一些混动船舶推进系统采用双轴伸电机元件，但船舶航行过程中，双轴伸电机的状态直接决定着船舶的正常运行，当双轴伸电机出现故障或处于维护状态下，均需停船检修，影响船舶工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对由内燃机发电机组提供电能的纯由电机驱动螺旋桨的船舶推进系统转换效率低且造价高昂，由纯电池作为电力源的船舶推进系统电池能量密度小且船舶续航能力差，采用双轴伸电机的混动船舶推进系统双轴伸电机出现故障时需停船检修，提出一种具有主机恒速运行功能的船舶混合动力推进装置，使船舶主机始终恒速恒功率运行在最高效率点，配置的无级变速装置使螺旋桨推进特性曲线上的输出转速和扭矩与齿轮箱输出转速和扭矩形成自动匹配，大大降低了主机的燃料消耗，减少了排放，进一步满足了节能环保的要求；推进装置可根据实际工况选择独立驱动、混合驱动、主机推进驱动螺旋桨同时可对电池组进行充电；推进装置PTO发电机和PTI电动机分置形成船舶动力冗余，也避免了因动力故障停船检修，后期维护方便。