RU112672U1

RU112672U1 - MARINE POWER PLANT

Info

Publication number: RU112672U1
Application number: RU2011131743/11U
Authority: RU
Inventors: Валентин Изосимович Паюсов; Герман Михайлович Попов; Светлана Игоревна Степичева
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2012-01-20

Abstract

Судовая силовая установка, содержащая два или более двигателей и многовальный зубчатый редуктор с размещенным в его корпусе масляным картером, установленными в подшипниках валами, в том числе соединенными с выходными валами двигателей - ведущими, с зубчатыми колесами и шестернями, с зубчатыми соединительными и обгонными муфтами, с фрикционными муфтами с гидравлическим управлением с включающей полостью в них, встроенных в промежуточных валах, находящихся в непосредственном соединении с ведущими валами, с единым выходным валом, с маслосистемой, с размещенными на корпусе редуктора шестеренными насосами смазки и насосами управления фрикционными муфтами с зубчатыми приводами от каждого из ведущих валов (по числу двигателей), с редукционными клапанами, с маслоохладителями и фильтрами, запорными и обратными клапанами и маслопроводами, отличающаяся тем, что нагнетание каждого из насосов управления фрикционными муфтами, всасывающие патрубки которых соединены с единым нагнетательным трубопроводом всех насосов смазки - магистралью смазки, соединено с включающей полостью только той фрикционной муфты, которая размещена в вале, соединенном с тем ведущим валом, с приводом от которого соединен насос управления этой фрикционной муфты. A ship power plant containing two or more engines and a multi-shaft gear reducer with an oil sump located in its housing, shafts installed in bearings, including those connected to the output shafts of the engines - leading, with gear wheels and gears, with gear couplings and overrunning clutches, with friction clutches with hydraulic control with a cavity in them, built-in intermediate shafts, which are in direct connection with the drive shafts, with a single output shaft, with an oil system, with gear pumps for lubrication located on the gearbox housing and control pumps for friction clutches with gear drives from each of the drive shafts (according to the number of engines), with pressure reducing valves, with oil coolers and filters, shut-off and check valves and oil lines, characterized in that the discharge of each of the pumps for controlling friction clutches, the suction pipes of which are connected to a single discharge pipeline m of all lubrication pumps - a lubrication line, connected to the including cavity of only that friction clutch, which is located in the shaft connected to the drive shaft, with the drive from which the control pump of this friction clutch is connected.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области судовых силовых установок, в частности к многодвигательным судовым силовым установкам с нереверсивной редукторной установкой с единым выходным валом для привода винта регулируемого шага (гребного винта).The proposed utility model relates to the field of ship power plants, in particular to multi-engine ship power plants with a non-reversible gearbox with a single output shaft for driving an adjustable pitch propeller (propeller).

Известна стендовая редукторная установка для испытания двигателей, в частности, судовых газотурбинных, дизельных или комбинированных агрегатов, различной мощности и различной частоты вращения с возможностью присоединения их силовых валов посредством соединительных муфт, полумуфт и промежуточных валов к единому нагрузочному валу (устройству) (см., например, патент RU №2348023, МПК G01M 15/04. Опубл. 27.02.2009)A well-known bench gearbox for testing engines, in particular, marine gas turbine, diesel or combined units, of different power and various rotational speeds with the possibility of attaching their power shafts via couplings, coupling halves and intermediate shafts to a single load shaft (device) (see, for example, patent RU No. 2348023, IPC G01M 15/04. Published. February 27, 2009)

Известен зубчатый редуктор, в котором мощность от ведущего к ведомому валу передается двумя потоками, с применением торсионных валов, благодаря чему значительно уменьшаются диаметры зубчатых колес, их окружная скорость и габаритный размер редуктора (см., например, кн.: В.Н.Кудрявцев и др. «Конструкции и расчет зубчатых редукторов». Изд-во «Машиностроение», Ленинград, 1971 г., стр.170, 171.A gear reducer is known in which power is transmitted from the leading to the driven shaft in two streams using torsion shafts, due to which the diameters of the gear wheels, their peripheral speed and overall dimension of the gearbox are significantly reduced (see, for example, book: V.N. Kudryavtsev and others. "Design and calculation of gear reducers." Publishing House "Engineering", Leningrad, 1971, p. 170, 171.

Известны фрикционные муфты с гидравлическим управлением для соединения валов различного рода установок для передачи мощности (крутящего момента) (см., например, кн.: С.Н.Кожевников и др. «Механизмы». Москва, Изд-во «Машиностроение», 1976 г., стр.402…408).Known friction clutches with hydraulic control for connecting shafts of various kinds of installations for transmitting power (torque) (see, for example, the book: S. N. Kozhevnikov and other "Mechanisms." Moscow, Publishing House "Engineering", 1976 city, p. 402 ... 408).

Известна кинематическая схема редуктора судовой силовой установки с двумя двигателями (газотурбинным и дизельным) и реверсивным зубчатым редуктором с применением фрикционно-зубчатых муфт для соединения валов, двухпоточным при передаче мощности от газотурбинного двигателя и с применением при этом гидрозамедлителя при реверсе с заднего на передний ход (см., например, кн.: «Николаевские газотурбинные двигатели и установки. История создания». Николаев. «Юг-Информ», 2005 г., стр.202…203) - прототип.There is a known kinematic diagram of a ship power plant gearbox with two engines (gas turbine and diesel) and a reversible gear reducer using friction gear couplings for connecting shafts, two-flow when transmitting power from a gas turbine engine and using a water retardant when reversing from reverse to forward ( see, for example, the book: "Nikolaev gas turbine engines and installations. History of creation." Nikolaev. "South-Inform", 2005, p.202 ... 203) - prototype.

Предлагаемая полезная модель решает задачу повышения надежности работы судовых силовых установок с многовальным зубчатым редуктором путем применения для соединения выходного вала (единого), являющегося непосредственным приводом гребного винта, с работающим двигателем (одним или несколькими) в системе валов редуктора фрикционных муфт с гидравлическим управлением, использующих для своего включения насосы управления с приводом от того же вала, что и привод включаемой муфты.The proposed utility model solves the problem of improving the reliability of ship power plants with a multi-shaft gear reducer by using an output shaft (single), which is a direct drive of the propeller, with a working engine (one or more) in the shaft system of a hydraulic clutch gearbox using for its inclusion, control pumps driven by the same shaft as the drive of the included clutch.

Для достижения указанного технического результата в предлагаемой судовой силовой установке, содержащей два или более двигателей и многовальный зубчатый редуктор с размещенным в его корпусе масляным картером, установленными в подшипниках валами, в том числе соединенными с выходными валами двигателей - ведущими, с зубчатыми колесами и шестернями, с зубчатыми соединительными и обгонными муфтами, с фрикционными муфтами с гидравлическим управлением с включающей полостью в них, встроенных в промежуточных валах, находящихся в непосредственном соединении с ведущими валами, с единым выходным валом, с маслосистемой с размещенными на корпусе редуктора шестеренными насосами смазки и насосами управления фрикционными муфтами с зубчатыми приводами от каждого из ведущих валов (по числу двигателей), с редукционными клапанами, с маслоохладителями и фильтрами, запорными и обратными клапанами и маслопроводами, согласно полезной модели нагнетание каждого из насосов управления фрикционными муфтами, всасывающие патрубки которых соединены с единым нагнетательным трубопроводом всех насосов смазки - магистралью смазки, соединено с включающей полостью только той фрикционной муфты, которая размещена в вале, соединенном с тем ведущим валом, с приводом от которого соединен насос управления этой фрикционной муфты.To achieve the specified technical result in the proposed marine propulsion system containing two or more engines and a multi-shaft gear reducer with an oil sump located in its housing, shafts installed in the bearings, including those connected to the output shafts of the engines - leading, with gears and gears, with gear couplings and overrunning clutches, with hydraulic clutch friction clutches with a cavity in them, integrated in the intermediate shafts located in the direct connection with drive shafts, with a single output shaft, with an oil system with gear lubrication pumps and control pumps for friction clutches with gear drives from each of the drive shafts (according to the number of engines), with pressure reducing valves, with oil coolers and shut-off filters and non-return valves and oil pipelines, according to a utility model, the injection of each of the friction clutch control pumps, the suction pipes of which are connected to a single discharge pipe of all VAVO lubricant - lubricant manifold is connected to a cavity comprising only one friction clutch which is arranged in the shaft connected to the drive shaft, driven by a pump which is connected to control this clutch.

Отличительным признаком предлагаемой полезной модели является то, что нагнетание каждого из насосов управления фрикционными муфтами, всасывающие патрубки которых соединены с единым нагнетательным трубопроводом всех насосов смазки - магистралью смазки, соединено с включающей полостью только той фрикционной муфты, которая размещена в вале, соединенном с тем ведущим валом, с приводом от которого соединен насос управления этой фрикционной муфты.A distinctive feature of the proposed utility model is that the injection of each of the friction clutch control pumps, the suction nozzles of which are connected to a single discharge pipe of all lubrication pumps — the lubrication line, is connected to the including cavity of only the friction clutch that is located in the shaft connected to that leading the shaft with the drive from which the control pump of this friction clutch is connected.

На фиг.1 схематично представлен вариант предлагаемой судовой силовой установки с двумя двигателями и многовальным трехступенчатым зубчатым редуктором с единым выходным валом;Figure 1 schematically presents a variant of the proposed marine propulsion system with two engines and a multi-shaft three-stage gear reducer with a single output shaft;

На фиг.2 - схема маслосистемы (упрощенная) зубчатого редуктора этой установки.Figure 2 - diagram of the oil system (simplified) of the gear reducer of this installation.

В корпусе зубчатого редуктора 1 судовой силовой установки 2 (см. фиг.1) выполнены установленные в подшипниках ведущие валы 3 и 4, промежуточные (ведомые) валы 5 и 6 с встроенными в них фрикционными муфтами 7 и 8 с включающими полостями в них (на фиг.1 не показаны). Выходные (из корпуса редуктора 1) концы ведущих валов 3 и 4 посредством муфт (или фланцев) соединены с силовыми валами двигателей 9 и 10, соответственно. Редуктор 1 выполнен двухпоточным (с разделением потоков мощности) с единым выходным валом 11 с возможностью присоединения к нему винта регулируемого шага 12. Снаружи редуктора 1, на его корпусе (на схеме не показан) выполнены шестеренные насосы смазки 13, 14 и управления 15, 16 с приводами 17, 18 от ведущих валов 3, 4, соответственно. Насосы смазки 13 и 14 (см. фиг.2) всасывающими трубопроводами соединены с фильтрами, установленными в масляном картере 19, размещенном в корпусе редуктора 1, а нагнетательные патрубки насосов смазки 13, 14 соединены в единую магистраль смазки 20 с размещенными в ней последовательно фильтром масла (тонкой очистки) 21 и маслоохладителями 22, 23, подведенную к системе подачи смазки (на фиг.2 показана условно) к подшипникам, шестерням и другим узлам редуктора 1. Магистраль смазки 20 трубопроводом 24 с установленным в нем регулятором давления 25 соединена также с масляным картером 19. Всасывающие патрубки обоих насосов управления 15, 16 соединены трубопроводами с магистралью смазки 20. Нагнетательный патрубок насоса управления 15 трубопроводом 26 с установленным в нем запорным клапаном 27 с приводом соединен с включающей полостью фрикционной муфты 7, а нагнетательный патрубок насоса управления 16 трубопроводом 28 с установленным в нем запорным клапаном 29 с приводом соединен с включающей полостью фрикционной муфты 8.In the casing of the gear reducer 1 of the marine power plant 2 (see Fig. 1), the drive shafts 3 and 4 are installed in the bearings, the intermediate (follower) shafts 5 and 6 with the friction clutches 7 and 8 built into them with cavities in them (on figure 1 is not shown). The output (from the gearbox housing 1) ends of the drive shafts 3 and 4 are connected by means of couplings (or flanges) to the power shafts of the engines 9 and 10, respectively. The gearbox 1 is made of two-flow (with the separation of power flows) with a single output shaft 11 with the possibility of attaching an adjustable pitch screw 12 to it. Outside of the gearbox 1, gear lubrication pumps 13, 14 and control 15, 16 are made on its body (not shown in the diagram) with drives 17, 18 from the drive shafts 3, 4, respectively. Lubrication pumps 13 and 14 (see Fig. 2) by suction pipelines are connected to filters installed in the oil casing 19 located in the gear housing 1, and the discharge pipes of the lubrication pumps 13, 14 are connected to a single lubricant line 20 with the filter placed in it oil (fine cleaning) 21 and oil coolers 22, 23, connected to the lubrication system (shown conditionally in figure 2) to bearings, gears and other gear units 1. The lubrication line 20 is connected by a pipeline 24 to a pressure regulator 25 connected also to it with an oil sump 19. The suction pipes of both control pumps 15, 16 are connected by pipelines to the lubrication line 20. The discharge pipe of the control pump 15 is connected to a pipe 26 with a shut-off valve 27 installed in it with an actuator connected to the cavity of the friction clutch 7, and the discharge pipe of the control pump 16 a pipeline 28 with a shut-off valve 29 installed in it with a drive connected to the cavity of the friction clutch 8.

Необходимо отметить, что в схеме маслосистемы, представленной на фиг.2, отсутствует (не показан как несущественный в данном случае) «пусковой» контур смазки (с насосом смазки с электроприводом), обеспечивающий предварительную смазку узлов редуктора 1.It should be noted that in the circuit of the oil system shown in figure 2, there is no (not shown to be insignificant in this case) "starting" lubrication circuit (with electric lubrication pump), which provides preliminary lubrication of the gear unit 1.

Работает предлагаемая судовая силовая установка в представленном на фиг.1, 2 варианте следующим образом.The proposed marine propulsion system operates in the embodiment shown in FIGS. 1, 2 as follows.

При работе судовой силовой установки 2 (см. фиг.2), когда работает один какой-нибудь двигатель 9 или 10 (или оба вместе) насосы смазки 13, 14 всасывают масло через фильтры в картере 19 и нагнетают в магистраль 20 масло смазки, которое проходит при этом через фильтр (тонкой очистки) 21, затем через маслоохладители 22, 23 (которые могут быть включены в работу по отдельности или вместе) и далее к системе подачи смазки (на фиг.2 показана условно) к подшипникам, шестерням и другим узлам редуктора 1 для их смазки и охлаждения. Если по условиям работы силовой установки включают в работу только один двигатель, например, двигатель 9, то вначале его прогревают, не соединяя с ним (через муфту 7 и промежуточные валы) выходной вал 11.When the marine power plant 2 is operating (see FIG. 2), when one engine 9 or 10 (or both) is running, the lubrication pumps 13, 14 draw oil through the filters in the crankcase 19 and inject lubricating oil into the line 20, which it passes through the filter (fine cleaning) 21, then through the oil coolers 22, 23 (which can be included in the work separately or together) and then to the lubrication system (shown conditionally in figure 2) to bearings, gears and other units gearbox 1 for their lubrication and cooling. If, according to the operating conditions of the power plant, only one engine is switched on, for example, engine 9, then at first it is heated without connecting to it (through the coupling 7 and intermediate shafts) the output shaft 11.

При прогревании двигателя 9 вращается соединенный с его силовым валом ведущий вал 3, а от соединенного с этим валом посредством зубчатого зацепления привода 17 работают шестеренные насосы смазки 13 и управления 15. Необходимый уровень давления в магистрали смазки 20 при этом поддерживается регулятором давления («до себя») 25, при необходимости перепускающим масло по трубопроводу 24 в масляный картер 19. После необходимого прогрева двигателя 9 открывают клапан 27 с приводом, тем самым подают масло управления во включающую полость фрикционной муфты 7, муфта 7 «включается», происходит соединение частей ведомого вала 5, разъединенных при выключенной муфте 7, он начинает передавать крутящий момент от ведущего вала 3 и через промежуточные валы (поз. этих валов на фиг.1 не указаны) передает его на выходной вал 11, с которым соединен винт регулируемого шага (ВРШ) 12.When the engine 9 is warming up, the drive shaft 3 connected to its power shaft rotates, and gear lubrication pumps 13 and control 15 operate from the drive 17 connected to this shaft by gearing. The required pressure level in the lubrication line 20 is maintained by the pressure regulator (“to itself ") 25, if necessary bypassing the oil through line 24 into the oil sump 19. After the engine 9 is warmed up, the actuated valve 27 is opened, thereby supplying control oil to the cavity of the friction clutch 7, the clutch 7 "turns on", the parts of the driven shaft 5 are disconnected, disconnected when the clutch 7 is turned off, it starts to transmit torque from the drive shaft 3 and passes it through the intermediate shafts (pos. Of these shafts are not shown in Fig. 1) to the output a shaft 11 to which an adjustable pitch screw (VRS) 12 is connected.

Аналогично, при включении только двигателя 10, его также сначала прогревают, не соединяя с ним (через муфту 8 и промежуточные валы) выходной вал 11. При прогревании двигателя 10 посредством находящегося в зацеплении с ведущим валом 4 привода 18 работают шестеренные насосы смазки 14 и управления 16. После необходимого прогрева двигателя 10 открывают клапан 29 с приводом, тем самым подают масло управления во включающую полость фрикционной муфты 8, муфта 8 «включается», происходит соединение частей ведомого вала 6, разъединенных при выключенной муфте 8, он начинает передавать крутящий момент от ведущего вала 4 и через промежуточные валы (поз. этих валов на фиг.1 не указаны) передает его на выходной вал 11 и ВРШ 12.Similarly, when only the engine 10 is turned on, it is also first heated up without connecting the output shaft 11 (through the coupling 8 and intermediate shafts) to it. When the engine 10 is heated, gear lubrication pumps 14 and control are operated by means of the gear 18 engaged with the drive shaft 4 16. After the necessary warming up of the engine 10, the valve 29 with the actuator is opened, thereby supplying control oil to the cavity of the friction clutch 8, the clutch 8 is turned on, the parts of the driven shaft 6 are connected, disconnected when the clutch 8 is turned off, he begins to transmit torque from the drive shaft 4 and through the intermediate shafts (pos. these shafts are not indicated in figure 1) transfers it to the output shaft 11 and VRS 12.

При одновременной работе обоих двигателей 9 и 10 с передачей крутящего момента от них на выходной вал 11 и далее к винту регулируемого шага 12 работают оба насоса смазки 13 и 14, оба насоса управления 15 и 16, открыты клапаны 27 и 29 на подаче масла управления от них к фрикционным муфтам 7 и 8 (от каждого из насосов управления к своей фрикционной муфте). Выходной вал 11 воспринимает крутящий момент от обоих двигателей (и передает на винт регулируемого шага). С учетом совместной работы двух (и более) двигателей на единый выходной вал на ведущих валах предусмотрены торсионы и обгонные муфты (на фиг.1 и 2 не показаны или обозначены условно).With the simultaneous operation of both engines 9 and 10 with the transmission of torque from them to the output shaft 11 and then to the screw of the adjustable step 12, both lubrication pumps 13 and 14, both control pumps 15 and 16 are open, valves 27 and 29 are open on the supply of control oil from them to the friction clutches 7 and 8 (from each of the control pumps to its friction clutch). The output shaft 11 receives torque from both engines (and transfers to the adjustable pitch screw). Taking into account the joint work of two (or more) engines on a single output shaft on the drive shafts, torsion bars and overrunning clutches are provided (not shown in FIGS. 1 and 2).

Подобная система использования для подключения выходного вала судовой силовой установки с двумя или более двигателями и многовальным зубчатым редуктором к работающему двигателю фрикционной муфты с гидравлическим управлением только от насоса управления с приводом от ведущего вала того же двигателя исключает возможность хотя бы случайного подключения ведущего вала, связанного с неработающим двигателем (и вала самого этого двигателя) к работающему двигателю (через выходной вал и систему валов неработающего двигателя).Such a system of use for connecting the output shaft of a marine power plant with two or more engines and a multi-shaft gear reducer to a working engine of a friction clutch with hydraulic control only from the control pump driven by the drive shaft of the same engine eliminates the possibility of at least accidentally connecting the drive shaft associated with idle engine (and the shaft of this engine) to a running engine (through the output shaft and the shaft system of the idle engine).

Claims

A marine power plant containing two or more engines and a multi-shaft gear reducer with an oil sump located in its housing, shafts installed in the bearings, including those connected to the output shafts of the engines - leading, with gears and gears, with gear couplings and overrunning clutches, with hydraulic clutches with a cavity in them, integrated in the intermediate shafts that are directly connected to the drive shafts, with a single output shaft, with an oil spindle a system, with gear lubrication pumps and control pumps for friction clutches with gear drives from each of the drive shafts (according to the number of engines), with reduction valves, with oil coolers and filters, shut-off and non-return valves and oil lines, located on the gear case, characterized in that pumping of each of the friction clutch control pumps, the suction nozzles of which are connected to a single discharge pipe of all lubrication pumps - by a lubrication line, connected to a to that of the friction clutch, which is arranged in the shaft connected to the drive shaft, driven by a pump which is connected to the control of the clutch.