[發(fā)明專利]一種噴水推進(jìn)裝置和原動(dòng)機(jī)的匹配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310533637.2
• 申請(qǐng)日: 2013-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN103612738A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程濤;趙治國(guó);程哲;田楠;吳少龍;韓海輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢船用機(jī)械有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B63H21/00
• 分類號(hào): B63H21/00;B63H11/04
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 徐立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種噴水推進(jìn)裝置和原動(dòng)機(jī)的匹配方法。

背景技術(shù)

噴水推進(jìn)裝置是船舶推進(jìn)裝置的一種，一般包括推進(jìn)水泵、管道系統(tǒng)、舵及倒舵組合操縱設(shè)備。推進(jìn)水泵是噴水推進(jìn)裝置的核心部件，推進(jìn)水泵的葉輪通過(guò)傳動(dòng)裝置與為其提供動(dòng)力的原動(dòng)機(jī)連接。當(dāng)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推進(jìn)水泵噴出水流，水流產(chǎn)生的反作用力推動(dòng)船舶前進(jìn)。

在船舶行駛過(guò)程中，原動(dòng)機(jī)通常以最大轉(zhuǎn)速運(yùn)行（此時(shí)原動(dòng)機(jī)的輸出功率最大），驅(qū)動(dòng)與其連接的葉輪以一個(gè)固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)葉輪以該固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，若與該固定轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的功率小于原動(dòng)機(jī)的功率，則會(huì)造成原動(dòng)機(jī)的功率浪費(fèi)，而若與該固定轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的功率大于原動(dòng)機(jī)的功率時(shí)，則會(huì)造成原動(dòng)機(jī)過(guò)載，進(jìn)而造成原動(dòng)機(jī)損壞。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：

為了使得葉輪以固定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)功率和主機(jī)的輸出功率相匹配，即原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為最大轉(zhuǎn)速時(shí)，葉輪的功率與原動(dòng)機(jī)的功率相同，會(huì)針對(duì)不同的原動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)不同的葉輪，然而，葉輪的設(shè)計(jì)難度和成本高、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，因此，該方法不能得到普遍適用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)成本高的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種噴水推進(jìn)裝置和原動(dòng)機(jī)的匹配方法。所述技術(shù)方案如下：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種噴水推進(jìn)裝置和原動(dòng)機(jī)的匹配方法，所述方法包括：

獲取原動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)和葉輪的設(shè)計(jì)參數(shù)，所述額定參數(shù)包括所述原動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速和額定功率，所述設(shè)計(jì)參數(shù)包括所述葉輪的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速和設(shè)計(jì)功率，當(dāng)所述葉輪的轉(zhuǎn)速為所述設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，所述葉輪的吸收功率為所述設(shè)計(jì)功率時(shí)，所述葉輪的推動(dòng)功率與所述葉輪的吸收功率的比值最大；

根據(jù)所述額定參數(shù)和所述設(shè)計(jì)參數(shù)，確定第一減速比，所述第一減速比為所述原動(dòng)機(jī)和所述葉輪之間的轉(zhuǎn)速比；

采用具有所述第一減速比的齒輪箱連接所述原動(dòng)機(jī)和所述葉輪。

第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述額定參數(shù)和所述設(shè)計(jì)參數(shù)，確定第一減速比，包括：

按照如下公式計(jì)算所述第一減速比：

i=n/n_D/(P_D/P)^1/3；

其中，i為所述第一減速比，n為所述原動(dòng)機(jī)的額度轉(zhuǎn)速，n_D為所述葉輪的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，P_D為所述葉輪的設(shè)計(jì)功率，P為所述原動(dòng)機(jī)的額定功率。

第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述額定參數(shù)和所述設(shè)計(jì)參數(shù)，確定第一減速比，包括：

將若干第二減速比代入如下公式計(jì)算所述葉輪的功率，所述第二減速比為通用齒輪箱的減速比：

P=P_D*(n/i/n_D)³；

其中，P為所述葉輪的功率，P_D為所述葉輪的設(shè)計(jì)功率，n為所述原動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，i為所述第二減速比，n_D為所述葉輪的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速；

從計(jì)算得到的若干所述葉輪的功率中，選取小于所述原動(dòng)機(jī)的額定功率，且與所述原動(dòng)機(jī)的額定功率差值最小的所述葉輪的功率對(duì)應(yīng)的所述第二減速比，作為所述第一減速比。

第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述根據(jù)所述額定參數(shù)和所述設(shè)計(jì)參數(shù)，確定第一減速比，包括：

將若干第二減速比代入如下公式，得到若干所述葉輪的功率轉(zhuǎn)速曲線，所述第二減速比為通用齒輪箱的減速比：

P=P_D*(n/i/n_D)³；

其中，P為所述葉輪的功率，P_D為所述葉輪的設(shè)計(jì)功率，n為所述原動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，i為所述第二減速比，n_D為所述葉輪的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速；

將若干所述葉輪的功率轉(zhuǎn)速曲線和所述原動(dòng)機(jī)的功率轉(zhuǎn)速曲線繪制在一張圖上，并將所述圖中，當(dāng)所述原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速時(shí)，小于所述原動(dòng)機(jī)的額定功率，且與所述原動(dòng)機(jī)的額定功率差值最小的所述葉輪的功率對(duì)應(yīng)的第二減速比，作為所述第一減速比。

可選地，所述第二減速比包括1.250:1、1.333:1、1.420:1、1.520:1、1.625:1。

可選地，所述原動(dòng)機(jī)的額定功率的范圍為100千瓦-250千瓦。

可選地，所述根據(jù)所述額定參數(shù)和所述設(shè)計(jì)參數(shù)，確定第一減速比，包括：

根據(jù)所述額定參數(shù)的105％-110％和所述設(shè)計(jì)參數(shù)，確定所述第一減速比。