СУДОВАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА

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).
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)
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.
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).
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.
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.
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.
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.
На фиг.1 схематично представлен вариант предлагаемой судовой силовой установки с двумя двигателями и многовальным трехступенчатым зубчатым редуктором с единым выходным валом;
На фиг.2 - схема маслосистемы (упрощенная) зубчатого редуктора этой установки.
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.
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.
Работает предлагаемая судовая силовая установка в представленном на фиг.1, 2 варианте следующим образом.
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.
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.
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.
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).
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).