一种船用燃气轮机多机并车传动装置及切换控制方法与流程

本发明涉及一种传动装置及切换控制方法，具体涉及一种船用燃气轮机多机并车传动装置及切换控制方法，属于船用传动装置和传动装置切换控制。

背景技术：

1、全燃联合推进系统(cogag)采用多台燃气轮机作为原动机，工作模式灵活，具有功率密度大、动力性能良好等优势，广泛应用于各种大型船舶的推进系统。

2、某船要求最高航速需达到30节，可采用4台大功率船用燃气轮机并车的全燃联合推进系统，以满足高航速工况需求。在巡航工况时可使用其中一台或两台主机作为推进主机，这样可提高整船的续航力和可靠性。

3、全燃联合推进系统在传动过程中运行工况众多，如输出端加速或减速、多机并车或解列等，在工况切换时，会出现推进系统在切换前后的总功率变大或变小，进而导致整船航速忽然加速或减速的现象，使得切换前后的船运行不稳定。

4、综上所述，如何针对上述技术问题，提出一种传动装置及切换控制方法，这也就成为了目前本领域内技术人员所亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明针对上述现有技术的不足，提供一种船用燃气轮机多机并车传动装置及切换控制方法。

2、本发明的技术方案是：一种船用燃气轮机多机并车传动装置，包括第一燃气轮机、第二燃气轮机、第三燃气轮机、第四燃气轮机、左并车齿轮箱和右并车齿轮箱。左并车齿轮箱和右并车齿轮箱左右舷对称布置，且左并车齿轮箱和右并车齿轮箱通过跨接齿轮箱连接。

3、左并车齿轮箱包括第一左传动轴、第二左传动轴、第三左传动轴、第四左传动轴、第五左传动轴和第六左传动轴。

4、第一左传动轴上同轴安装有第一左齿轮和左船桨。

5、第二左传动轴上同轴安装有第二左齿轮和第三左齿轮，第二左齿轮与第一左齿轮外啮合。

6、第三左传动轴上安装有第四左齿轮，第三左传动轴的一端通过第一同步自动离合器与第二燃气轮机同轴连接。

7、第四左传动轴上安装有第五左齿轮，第四左传动轴的一端通过第二同步自动离合器与第一燃气轮机同轴连接。

8、第五左传动轴上同轴安装有第六左齿轮和第七左齿轮，第六左齿轮与第五左齿轮外啮合，第七左齿轮与第一左齿轮外啮合。

9、第六左传动轴上安装有第八左齿轮，第八左齿轮与第六左齿轮外啮合，第六左传动轴的一端通过第一摩擦离合器与跨接齿轮箱连接。

10、右并车齿轮箱包括第一右传动轴、第二右传动轴、第三右传动轴、第四右传动轴、第五右传动轴和第六右传动轴。

11、第一右传动轴上同轴安装有第一右齿轮和右船桨。

12、第二右传动轴上同轴安装有第二右齿轮和第三右齿轮，第二右齿轮与第一右齿轮外啮合。

13、第三右传动轴上安装有第四右齿轮，第三右传动轴的一端通过第三同步自动离合器与第四燃气轮机同轴连接。

14、第四右传动轴上安装有第五右齿轮，第四右传动轴的一端通过第四同步自动离合器与第三燃气轮机同轴连接。

15、第五右传动轴上同轴安装有第六右齿轮和第七右齿轮，第六右齿轮与第五右齿轮外啮合，第七右齿轮与第一右齿轮外啮合。

16、第六右传动轴上安装有第八右齿轮，第八右齿轮与第六右齿轮外啮合，第六右传动轴的一端通过第二摩擦离合器与跨接齿轮箱连接。

17、本发明还提供了一种船用燃气轮机多机并车传动装置的切换控制方法，该方法包括四机驱动双桨模式、左侧单机和右侧单机驱动双桨模式、左侧单机驱动双桨模式。

18、四机驱动双桨模式：

19、第一燃气轮机、第二燃气轮机、第三燃气轮机和第四燃气轮机分别以转速为r、功率为p的状态运行。

20、第一同步自动离合器、第二同步自动离合器、第三同步自动离合器和第四同步自动离合器均处于接合状态，第一摩擦离合器和第二摩擦离合器均处于脱开状态。

21、第一燃气轮机的动力依次通过第二同步自动离合器、第五左齿轮、第六左齿轮、第七左齿轮和第一左齿轮传递给左船桨。

22、第二燃气轮机的动力依次通过第一同步自动离合器、第四左齿轮、第三左齿轮、第二左齿轮、第一左齿轮传递给左船桨。

23、第三燃气轮机的动力依次通过第四同步自动离合器、第五右齿轮、第六右齿轮、第七右齿轮、第一右齿轮传递给右船桨。

24、第四燃气轮机的动力依次通过第三同步自动离合器、第四右齿轮、第三右齿轮、第二右齿轮、第一右齿轮传递给右船桨。

25、左侧单机和右侧单机驱动双桨模式：

26、第一燃气轮机和第三燃气轮机分别以转速为r、功率为2p的状态运行。

27、第一同步自动离合器和第三同步自动离合器均处于接合状态，第二同步自动离合器、第四同步自动离合器、第一摩擦离合器和第二摩擦离合器均处于脱开状态。

28、第一燃气轮机的动力依次通过第二同步自动离合器、第五左齿轮、第六左齿轮、第七左齿轮和第一左齿轮传递给左船桨。

29、第三燃气轮机的动力依次通过第四同步自动离合器、第五右齿轮、第六右齿轮、第七右齿轮、第一右齿轮传递给右船桨。

30、左侧单机驱动双桨模式：

31、第一燃气轮机以转速为r、功率为4p的状态运行。第一同步自动离合器、第一摩擦离合器、第二摩擦离合器均处于接合状态。第二同步自动离合器、第三同步自动离合器和第四同步自动离合器均处于脱开状态。

32、第一燃气轮机的动力依次通过第二同步自动离合器、第五左齿轮、第六左齿轮、第七左齿轮和第一左齿轮传递给左船桨。

33、同时第一燃气轮机的动力依次通过第二同步自动离合器、第五左齿轮、第六左齿轮、第八左齿轮、第一摩擦离合器、跨接齿轮箱、第二摩擦离合器、第八右齿轮、第六右齿轮、第七右齿轮、第一右齿轮传递给右船桨。

34、当四机驱动双桨模式切换为左侧单机和右侧单机驱动双桨模式时，

35、首先，将第二燃气轮机和第四燃气轮机的功率均由p降至0，同时将第一燃气轮机和第三燃气轮机的功率均由p提升至2p。

36、然后，将第二燃气轮机和第四燃气轮机的转速均由r降至0，以保证第二同步自动离合器和第四同步自动离合器脱开。

37、当左侧单机和右侧单机驱动双桨模式切换为四机驱动双桨模式时，

38、首先，将第二燃气轮机和第四燃气轮机的转速均由0提升至r，以保证第二同步自动离合器和第四同步自动离合器接合。

39、然后，将第二燃气轮机和第四燃气轮机的功率均由0提升至p，同时将第一燃气轮机和第三燃气轮机的功率均由2p降至p。

40、当四机驱动双桨模式切换为左侧单机驱动双桨模式时，

41、首先，将第二燃气轮机、第三燃气轮机和第四燃气轮机的功率均由p降至0，同时将第一燃气轮机的功率由p提升至4p。

42、然后，将第二燃气轮机、第三燃气轮机和第四燃气轮机的转速均由r降至0，以保证第二同步自动离合器、第三同步自动离合器和第四同步自动离合器脱开。

43、当左侧单机驱动双桨模式切换为四机驱动双桨模式时，

44、首先，将第二燃气轮机、第三燃气轮机和第四燃气轮机的转速均由0提升至r，以保证第二同步自动离合器、第三同步自动离合器和第四同步自动离合器接合。

45、然后将第二燃气轮机、第三燃气轮机和第四燃气轮机的功率均由0提升至p，同时将第一燃气轮机的功率由4p降至p。

46、当左侧单机和右侧单机驱动双桨模式切换为左侧单机驱动双桨模式时，

47、首先，将第三燃气轮机的功率由2p降至0，同时将第一燃气轮机的功率由2p提升至4p。

48、然后，将第三燃气轮机的转速由r降至0，以保证第二同步自动离合器脱开。

49、当左侧单机驱动双桨切换为左侧单机和右侧单机驱动双桨模式，

50、首先，将第三燃气轮机的转速由0提升至r，以保证第二同步自动离合器接合。

51、然后，将第三燃气轮机的功率由0提升至2p，同时将第一燃气轮机的功率由4p降至2p。

52、本发明与现有技术相比具有以下效果：

53、1、本发明的传动装置包括左并车齿轮箱、右并车齿轮箱和4台燃气轮机，左并车齿轮箱和右并车齿轮箱通过跨接齿轮箱5连接，使船舶在不同的工况下选用不同的燃气轮机进行工作，船舶的功率匹配更加合理。

54、2、本发明的切换控制方法包括四机驱动双桨模式、左侧单机和右侧单机驱动双桨模式、左侧单机驱动双桨模式，在运行时切换方便，各种驱动模式确保船舶总功率保持不变的基础上，再通过不同的离合器接合与脱开实现各种模式间的平稳切换，进而保证船舶稳定运行。