Brevet FR2892381A1 — publié le 20070427

Domaine de l'invention La présente invention concerne un entraînement de navire comportant une machine d'entraînement, le cas échéant une transmission de distribution ainsi que deux arbres de sortie. Chaque arbre de sortie est équipé d'un organe de propulsion. Etat de la technique De tels entraînements de navire permettent une souplesse relativement importante de fonctionnement. Les deux organes de propulsion permettent de réaliser deux états de fonctionnement différents. Comme machine d'entraînement, on utilise une sorte de machine motrice par exemple un moteur diesel ou une turbine à gaz ou un moteur électrique. On peut également prévoir deux ou plusieurs ma-chines d'entraînement coopérant avec la transmission distributrice pour l'entraînement. La transmission distributrice sert d'organe de liaison entre les transmissions principales en aval des machines d'entraînement. Les organes de propulsion peuvent être des hélices ou autres équipements. Les entraînements de navire du type défini ci-dessus sont conçus pour une certaine vitesse maximale en ligne droite, par exemple 20 du point de vue de la résistance des matériaux. Dans une trajectoire en courbe, la charge appliquée aux deux organes de propulsion varie ; les deux organes de propulsion sont sollicités différemment. L'organe de propulsion situé à l'intérieur du trajet en courbe reçoit en effet un couple beaucoup plus élevé qu'à vitesse égale 25 en ligne droite. L'organe de propulsion situé à l'extérieur reçoit en revan- che un couple beaucoup plus faible sur la trajectoire en courbe qu'il reçoit à même vitesse en ligne droite. Le couple le plus élevé appliqué à l'hélice du côté intérieur peut devenir dangereux du point de vue de la solidité de l'ensemble de l'entraînement du navire. Pour cette raison, en cas de trajec- 30 toire courbe, il faut réduire la vitesse de rotation de la machine d'entraînement pour éviter une sollicitation excessive de la ligne de trans- mission par l'organe de propulsion situé à l'intérieur et éviter ainsi de ris- quer l'ensemble de l'entraînement du navire. Cela signifie que la puissance de la machine d'entraînement disponible en tant que telle ou celle des ma- 35 chines d'entraînement sur un trajet en courbe, ne peut s'utiliser et qu'il faut réduire la vitesse pour un trajet en courbe. L'ensemble de l'entraînement du navire n'est pas utilisé de la même manière dans un trajet en courbe que pour un trajet en ligne droite. Si les organes de pro- pulsion sont des hélices à pales réglables, on peut réduire la disposition des pales de l'hélice intérieure. Cela diminue également la sollicitation appliquée à l'hélice intérieure mais a le même inconvénient que celui de la réduction de la puissance totale. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un entraînement de navire du type défini ci-dessus permettant d'éviter les inconvénients cités. Dans le cas d'un trajet en courbe, il faut ainsi diminuer le couple et de ce fait la sollicitation de l'organe de propulsion situé du côté intérieur, et augmenter le couple et ainsi la sollicitation de l'organe de propulsion situé du côté extérieur. Cette compensation doit se faire d'une manière totalement automatique c'est-à-dire sans nécessiter de dispositif de commande particulier. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, la présente invention concerne un entraînement de navire du type défini ci-dessus caractérisé en ce que les différents organes de propulsion comportent en amont un embrayage hydrodynamique. De tels embrayages comprennent de façon connue une roue d'entraînement encore appelée rotor de pompe et une roue entraînée en- core appelée rotor de turbine. Ces deux composants forment une chambre de travail torique. Cette chambre est remplie en fonctionnement par un liquide, par exemple de l'huile. Elles sont prévues à un endroit de la ligne de transmission auquel la répartition de puissance a déjà été faite. Cela signifie qu'il se trouve de façon générale dans la ligne de transmission de force directement en amont de l'organe de propulsion. Les exemples suivants permettent de déterminer l'effet des embrayages par comparaison à un entraînement de navire correspondant à l'état de la technique. L'entraînement de navire selon l'état de la technique se dé-30 finit comme suit : l'entraînement de navire comprend un moteur, une transmission de dérivation de puissance, deux arbres en aval avec chaque fois une hélice, le navire a une vitesse de 14,5 noeuds, 35 le navire pivote de 10 par rapport à la direction de déplacement et amorce un trajet en courbe, le couple et la charge de l'hélice côté intérieur d'un trajet en courbe augmentent de 70 % alors que le couple et la charge de l'hélice côté extérieur diminuent de 20 %. Cela se traduit par un rapport de charge d'environ 2,1. Entraînement de navire selon l'invention L'entraînement de navire est réalisé comme indiqué dans l'état de la 5 technique mais chaque hélice est précédée d'un embrayage hydrody- namique, les données de fonctionnement sont tout d'abord les mêmes, dans un trajet en courbe, la vitesse de rotation de l'hélice côté inté- rieur diminue de 10 % alors que le couple et la charge de l'hélice si- lo tuée côté extérieur et de l'hélice côté intérieur augmentent de 10 %. Les deux hélices reçoivent sensiblement le même couple. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le glisse-ment des embrayages hydrodynamiques dans le cas d'une charge correspondant au double du couple nominal est au moins trois fois aussi grand 15 que le glissement pour le couple nominal. Suivant une autre caractéristique avantageuse, la différence de glissement entre les embrayages hydrodynamiques pour la charge maximale est supérieure à 4 %. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'embrayage 20 hydrodynamique le plus fortement sollicité pour un couple nominal double par rapport à l'embrayage hydrodynamique moins sollicité présente un glissement au moins supérieur à 4 %. Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'organe de propulsion est une hélice à pales de rotor réglables. 25 Il convient de chercher à concevoir l'installation de façon que dans un trajet en courbe, les deux organes de propulsion soient sou-mis à un même couple et qu'ils reçoivent ainsi également la même charge. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus 30 détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue de dessus schématique d'un navire équipé d'un entraînement selon l'invention, la figure 2 montre schématiquement un entraînement de navire selon l'état de la technique, 35 la figure 3 montre un diagramme donnant l'évolution du couple en fonction de la vitesse de rotation et cela pour une transmission de na-vire sans embrayages turbo et d'une transmission de navire avec embrayages turbo. Description de modes de réalisation selon l'invention La figure 1 montre un navire 1 muni d'un entraînement formé des composants suivants : Une turbine à gaz 2 transmet le couple à une transmission de distribution de puissance 3. Cette transmission 3 répartit le couple entre deux lignes de transmission, à savoir une première ligne de transmission ou d'entraînement 4.1 et une seconde ligne de transmission ou d'entraînement 4.2. Les deux lignes d'entraînement sont identiques. Elles comportent les mêmes équipements. Il s'agit chaque fois d'un embrayage hydrodynamique 5.1, 5.2, d'une transmission réductrice 6.1, 6.2, d'un arbre de sortie 7.1, 7.2, d'un moteur électrique 8.1, 8.2 ainsi que d'une hé-lice 9.1, 9. 2 à pales fixes. A la place de la turbine à gaz, on pourrait également utiliser un autre type de machine d'entraînement, par exemple un moteur diesel ou un moteur électrique. On peut également envisager l'utilisation de deux ou plusieurs machines ou moteurs d'entraînement. La transmission de distribution de puissance 3 transmet le couple aux deux lignes d'entraînement 4.1, 4.2 et il s'agit tout d'abord chaque fois d'un embrayage hydrodynamique 5.1, 5.2. Ces embrayages sont réalisés de façon habituelle. Chaque embrayage hydrodynamique comprend un rotor de pompe et un rotor de turbine. Ces deux composants définissent une chambre de travail de forme torique. Pour les deux embrayages 5.1, 5.2, il peut s'agir de moyens caractéristiques rigides ou encore à caractéristiques élastiques. Les embrayages à caractéristiques rigides sont par exemple ceux dont les pales sont disposées en biais. Les embrayages à caractéristiques élastiques sont par exemple ceux dont les pales font un angle de 90 par rapport au plan radial. On peut également choisir la rigidité ou l'élasticité par le choix du niveau de remplissage ou de la taille de l'embrayage. Les embrayages peuvent être réglables ou non réglables. S'ils ne sont pas réglables, le niveau de remplissage de l'embrayage reste inchangé en mode de fonctionnement normal. Les deux embrayages 5.1, 5.2 sont suivis chacun d'une transmission 6.1, 6.2. Ces deux transmissions ont deux fonctions : d'une part ces transmissions fonctionnent comme transmissions réductrices pour réduire la vitesse de rotation élevée des embrayages hydrodynami-ques 5.1, 5.2 à une vitesse de rotation plus faible comme cela est néces-saire et habituel pour les hélices de navire. D'autre part, ils servent également à définir la distance réciproque des arbres de sortie en aval 7.1, 7.2 et ainsi des deux hélices 9.1, 9.2. Dans le cas présent, les deux embrayages hydrodynamiques 5.1, 5.2 se trouvent entre la transmission de distribution de puissance 3 et les deux transmissions 6.1, 6.2. Il est également possible que les deux embrayages hydrodynamiques 5.1, 5.2 soient en aval des deux transmissions 6.1, 6.2. Dans le mode de réalisation selon l'état de la technique, on a une turbine à gaz 2, une transmission de répartition de puissance 3, deux transmissions réductrices 6.1, 6.2, deux embrayages hydrodynamiques 5.1, 5.2 ainsi que deux moteurs d'entraînement 10.1, 10.2. Il s'agit ainsi de trois machines d'entraînement, à savoir la turbine à gaz 2 ainsi que les moteurs d'entraînement 10.1, 10.2 qui peu-vent être de réalisation quelconque. La turbine à gaz 2 peut générer à elle seule le couple transmis par les deux arbres de sortie 7.1, 7.2 aux hélices 9.1, 9.2. Les deux moteurs d'entraînement 10.1, 10.2 peuvent coopérer en plus ou également de façon indépendante. Dans ce mode de réalisation connu, les deux embrayages hydrodynamiques 7.1, 7.2 existent mais contrairement à l'invention, ils ne sont pas prévus en aval de la transmission de distribution de puissance 3. Le diagramme de la figure 3 montre le couple en ordonné et de la vitesse de rotation en abscisse. Les courbes concernent deux transmissions de navire, à sa- voir une transmission sans embrayages turbo et une transmission avec des embrayages turbo ; la transmission avec les embrayages turbo fournit pour une même charge maximale de la ligne de transmission à bâbord, un couple d'entraînement total significativement plus élevé. Les différentes courbes sont les suivantes : (a) courbe caractéristique des embrayages turbo dans la plage des faibles vitesses de rotation, (b) courbe caractéristique des embrayages turbo dans la plage des vitesses de rotation élevées, (c) limites de couple (par ligne d'entraînement), (d) couple à tribord sans embrayages turbo, (e) couple à tribord avec embrayages turbo, (f) limite de couple pour la transmission de distribution de puissance (somme des puissances d'entraînement), couple de la turbine à gaz, couple à bâbord avec embrayages turbo, couple à bâbord sans embrayages turbo, somme des couples avec embrayages turbo, somme des couples sans embrayages turbo. NOMENCLATURE 1. Navire 2 Turbine à gaz 3 Transmission de distribution de puissance 4.1 Ligne d'entraînement 4.2 Ligne d'entraînement 5.1 Embrayage hydrodynamique 5.2 Embrayage hydrodynamique 6.1 Transmission réductrice 6.2 Transmission réductrice 7.1 Arbre de sortie 7.2 Arbre de sortie 9.1 Hélice 9.2 Hélice 10.1 Moteur d'entraînement 10.2 Moteur d'entraînement REVENDICATIONS 1 ) Entraînement de navire comprenant : 1.1 un moteur d'entraînement (2, 10.1, 10.2) 1.2 une transmission distributrice (3) 1.3 deux lignes d'entraînement (4.1, 4.2) 1.4 chaque ligne d'entraînement (4.1, 4.2) comprend un arbre de sortie (7.1, 7.2) une transmission réductrice (6.1, 6.2) un organe de propulsion (9.1, 9.2) un embrayage hydrodynamique (5.1, 5.2) branché entre la transmission distributrice (3) et l'organe de propulsion (9.1, 9.2) 1.4 les deux lignes d'entraînement sont montées en parallèle. 2 ) Entraînement de navire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le glissement des embrayages hydrodynamiques (5.1, 5.2) dans le cas d'une charge correspondant au double du couple nominal est au moins trois fois aussi grand que le glissement pour le couple nominal. 3 ) Entraînement de navire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la différence de glissement entre les embrayages hydrodynamiques (5.1, 5.2) pour la charge maximale est supérieure à 4 %. 4 ) Entraînement de navire selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'embrayage hydrodynamique le plus fortement sollicité pour un couple nominal double par rapport à l'embrayage hydrodynamique moins sollicité présente un glissement au moins supérieur à 4 %. 5 ) Entraînement de navire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la machine d'entraînement (2) est une turbine à gaz. 6 ) Entraînement de navire selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la machine d'entraînement est un moteur électrique ou un moteur diesel. 7 ) Entraînement de navire selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de propulsion est une hélice à pales de rotor fixes. 8 ) Entraînement de navire selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'organe de propulsion est une hélice à pales de rotor réglables. 9 ) Entraînement de navire selon l'une des revendications 1 à 8, 10 caractérisé en ce que les embrayages hydrodynamiques (5.1, 5.2) sont des embrayages à pales droites. 10 ) Entraînement de navire selon l'une des revendications 1 à 8, 15 caractérisé en ce que les embrayages hydrodynamiques (5.1, 5.2) sont des embrayages à pales inclinées. 20