[發明專利]帶數據通訊控制系統的船舶混合動力試驗臺及試驗方法

有效

• 申請號: 202110717782.0
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113415394B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王志濤;李健;明亮;李淑英;馬佳毅;關天皓;駱嘉凡
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B63B71/00
• 分類號: B63B71/00
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 程華

本發明的目的在于提供帶數據通訊控制系統的船舶混合動力試驗臺及試驗方法，柴油機、燃氣輪機和電動機都通過SSS離合器、扭矩儀和聯軸器與齒輪箱軸連接，進而通過聯軸器和扭矩儀單獨或聯合驅動水力測功器、電渦輪測功器與發電機進而為蓄電池充電。其中多軸齒輪箱包括：并車齒輪箱通過聯軸器、電磁離合器、支撐、扭矩儀以及聯軸器與跨接齒輪箱連接。本發明能夠實現柴燃電單獨或協同驅動電力測功機和電渦輪測功機，使得系統在不同的工況下都有良好的運行特性。同時增設了蓄電池，提高了試驗臺的靈活性，提高了能量利用率。

技術領域

本發明涉及的是一種混合動力試驗臺及試驗方法，具體地說是船舶混合動力試驗臺及試驗方法。

背景技術

伴隨著全球石油儲備的逐漸下降，以及全球排放法規的逐漸嚴格，綠色交通成為大勢所趨。目前，汽車行業的發展方向正在從燃油車向混合動力車輛和新能源車輛傾斜，汽車已經在逐漸綠色化。在船舶行業，航運業也在逐漸向綠色低排放轉型，許多船東都在尋求一種低改裝成本、低運行成本、低維護成本的新型動力方式。近年來，船舶行業一直試圖與混合動力行業接軌，以尋求船舶的混合動力化。

目前主流的聯合動力裝置主要有柴燃聯合，柴燃蒸聯合，燃蒸聯合等等，以柴燃聯合為例，柴燃聯合動力裝置可以在船舶低工況運行時將柴油機作為主機輸出動力，減少燃油消耗率，經濟性較好。當船舶需要較大功率時，柴油機和燃氣輪機將通過并車齒輪箱將功率輸入功率網，共同提供動力。而混合動力是船舶動力未來的主要發展方向之一，加入電動機會使船舶在運行時更加綠色節能高效。在船舶的航行過程中船舶的多機多槳匹配程度決定了船舶運行的各個重要性能參數，并由機槳匹配原則為基礎為并車、解列等動態過程提供理論依據支撐。

發明內容

本發明的目的在于提供通過多動力源的優勢互補，實現效率和功率最大化的一種帶數據通訊控制系統的船舶混合動力試驗臺及試驗方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種帶數據通訊控制系統的船舶混合動力試驗臺，其特征是：包括電動機、發電機、柴油機、燃氣輪機、水力測功器、電渦輪測功器、第一-第二并車齒輪箱、跨接齒輪箱，電渦輪測功器、第一扭矩儀相連并連接第一并車齒輪箱，電動機、第一SSS離合器、第二扭矩儀依次相連并連接第一并車齒輪箱，水力測功器、第三扭矩儀相連并連接第二并車齒輪箱，蓄電池、發電機、第一電磁離合器、第四扭矩儀依次相連并連接第二并車齒輪箱，柴油機、第二SSS離合器、第五扭矩儀依次相連并連接第一并車齒輪箱，燃氣輪機、第三SSS離合器、第六扭矩儀依次相連并連接第二并車齒輪箱，第七扭矩儀、第一支撐、第二電磁離合器依次相連，第七扭矩儀連接跨接齒輪箱，第二電磁離合器連接第一并車齒輪箱，第八扭矩儀、第二支撐、第三電磁離合器依次相連，第八扭矩儀連接跨接齒輪箱，第三電磁離合器連接第二并車齒輪箱。

本發明一種帶數據通訊控制系統的船舶混合動力試驗臺還可以包括：蓄電池連接電動機。

本發明一種帶數據通訊控制系統的船舶混合動力試驗方法，其特征是：柴油機、燃氣輪機和電動機的工作模式包括機械推進模式：

所述機械推進模式包括：柴油機推進模式、燃氣輪機推進模式、柴燃混合推進模式以及機械推進輔助發電模式；

（1）柴油機推進模式：柴油機處于運行狀態，第二SSS離合器閉合，其他離合器全斷開，通過第五扭矩儀與第一并車齒輪箱連接，再通過第一扭矩儀驅動電渦輪測功器；

（2）燃氣輪機推進模式：燃氣輪機處于運行狀態，第三SSS離合器閉合，其他離合器全斷開，通過第六扭矩儀與第二并車齒輪箱連接，再通過第三扭矩儀驅動水力測功器；

（3）柴燃混合推進模式：柴油機和燃氣輪機處于運行狀態，第二、第三SSS離合器閉合，其他離合器全斷開，燃氣輪機和柴油機分別通過第六、第五扭矩儀與第二、第一并車齒輪箱連接，再通過第三、第一扭矩儀驅動水力測功器和電渦輪測功器；