Способ выполнения смазки управляемого движителя морского судна и морское судно
Изобретение относится к судостроению, а именно к смазке и смазочной конструкции управляемого движителя морского судна. Морское судно содержит управляемый движитель, который включает в себя смазочную конструкцию. Смазочная конструкция имеет масляный резервуар (60) и средство циркуляции, для циркуляции масла между масляным резервуаром (60) и движителем. Средство обеспечения смазки происходит разбрызгиванием в гондоле (4) и содержит, по меньшей мере, два масляных канала (62, 78) для введения масла из масляного резервуара (60) в движитель. Первый масляный канал (78) ведет из масляного резервуара в гондолу (4) через масляный отсек (38, 48), и имеет конструкцию (76) между масляным отсеком (38, 48) и гондолой для ограничения потока масла из масляного резервуара (38, 48) в гондолу (4), а второй канал (62) ведет из резервуара (60) в гондолу (4). Достигается снижение потребления энергии системы смазки, обеспечение надежности и эффективности смазки, и увеличение циркуляции масла с целями фильтрации и охлаждения. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к новому способу выполнения смазки управляемого движителя морского судна и к смазочной конструкции для него. Способ смазки и конструкция согласно изобретению являются конкретно применяемыми в управляемых движителях, используемых в арктической окружающей среде, т.е. в ледовых водах.
Уровень техники
Под движителем здесь понимается управляемое движительное устройство, расположенное главным образом под корпусом морского судна. Движитель образован из блока гребного винта (вращаемого/управляемого вокруг вертикальной оси) под корпусом и из по существу вертикального кожуха. Привод гребного винта может быть выполнен механическим, гидравлическим или электрическим. Хотя настоящее изобретение охватывает все три варианта привода, следующее примерное описание движителя концентрируется на конструкциях, требуемых механическим приводом. Электрические и гидравлические приводы обсуждены лишь вкратце.
Примерный движитель при рассмотрении с точки зрения механического привода имеет три основных части, т.е. верхний редуктор, вертикальный вал и нижний редуктор. Верхний редуктор включает верхнюю зубчатую передачу, которая образована из по существу горизонтального приводного вала, заканчивающегося ведущим зубчатым колесом, которое передает мощность большему ведомому зубчатому колесу, установленному на по существу вертикальном валу верхнего редуктора. Вертикальный вал обычно образован из трех частей, т.е. вала верхнего редуктора, плавающего промежуточного вала и вала ведущего зубчатого колеса. Промежуточный вал может быть соединен с валом верхнего редуктора и с валом ведущего зубчатого колеса упругими или плавающими муфтами вала, или промежуточный вал может быть заменен упругой или плавающей муфтой вала. Нижний конец вертикального вала, т.е. вал ведущего зубчатого колеса, обеспечен ведущим зубчатым колесом, которое передает мощность ведомому зубчатому колесу, установленному на по существу горизонтальном валу привода гребного винта. Как ведущее зубчатое колесо, так и ведомое зубчатое колесо расположены в нижнем редукторе. Нижний редуктор также называется гондолой. В обоих редукторах скорость вращения валов, получающих мощность, снижена.
Если движитель имеет электрический или гидравлический привод, верхний редуктор механического привода может быть заменен электрическим или гидравлическим приводом. Вал электрического или гидравлического приводного двигателя является вертикальным и соединен, предпочтительно посредством упругой или плавающей муфты, с промежуточным валом или непосредственно с валом ведущего зубчатого колеса. Электрический или гидравлический приводной двигатель может иногда быть обеспечен валом, продолжающимся вниз к ведущему зубчатому колесу, для образования также и его вала.
Так как движитель, обсуждаемый в этом описании, является управляемым, движитель должен быть выполнен с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Это означает, что верхний редуктор должен оставаться неподвижным, пока остальные компоненты движителя являются управляемыми. Для выполнения этого требования верхний редуктор прикреплен посредством кольцеобразной закрывающей пластины к корпусной конструкции морского судна. Закрывающая пластина имеет отверстие для вертикального вала, и он обеспечен по меньшей мере одним двигателем рулевого управления, вал которого продолжается по существу вертикально через закрывающую пластину. Нижний конец вала двигателя рулевого управления обеспечен ниже закрывающей пластины ведущим зубчатым колесом рулевого управления, которое вращает кольцеобразное ведомое зубчатое колесо, расположенное на кольцеобразном фланце, установленном на кожухе вертикального вала, образующем конструкцию рамы управляемого/вращающегося движителя. Кожух вертикального вала окружает вертикальный вал и продолжается вниз так, что нижний редуктор крепится к нижнему концу кожуха вертикального вала. Кожух вертикального вала образован из верхней части, называемой верхним кожухом вертикального вала, и нижней части, называемой нижним кожухом вертикального вала. Верхний кожух вертикального вала окружает плавающий промежуточный вал, и нижний кожух вертикального вала - вал ведущего зубчатого колеса. Нижняя поверхность закрывающей пластины обеспечена кольцеобразным опорным элементом, радиально внешняя поверхность которого обращается к радиально внутренней поверхности кольцеобразного ведомого зубчатого колеса. Подшипник, поддерживающий вес кожуха вертикального вала и нижнего редуктора, выполнен в соединении с кольцеобразным опорным элементом и кольцеобразным ведомым зубчатым колесом. Верхний кожух вертикального вала окружен так называемым дейдвудом, внешняя стенка (сходящаяся конически на Фиг. 1) которого выполнена в соединении с корпусными конструкциями морского судна. Нижний конец внешней стенки дейдвуда обеспечен подшипниками, поддерживающими кожух вертикального вала, и уплотнениями для сохранения смазочного масла в пределах дейдвуда.
Ниже подшипников и уплотнений верхний кожух вертикального вала заканчивается фланцем, к которому прикреплен нижний кожух вертикального вала. Нижний кожух вертикального вала, так называемый хвостовик, образует полость, через которую проходит вал ведущего зубчатого колеса и где расположены верхние подшипники вала ведущего зубчатого колеса. Нижний конец нижнего кожуха вертикального вала прикреплен к нижнему редуктору. Нижний редуктор, т.е. гондола, обеспечен нижними подшипниками вала ведущего зубчатого колеса, и вал привода гребного винта обеспечен подшипниками.
До сих пор смазка управляемого движителя выполнялась или размещением полной масляной ванны и в дейдвуде, и в хвостовике, и в нижнем редукторе или выполнением смазки разбрызгиванием в каждом смазочном положении. Однако практика показала, что смазка разбрызгиванием, в особенности в дейдвуде, является сложной задачей, так как часть точек, требующих смазки, находится на уровне верхней части дейдвуда, т.е. подшипника рулевого управления и ведомых зубчатых колес, участвующих в управлении. Таким образом, смазка полным погружением в дейдвуде является предпочтительной альтернативой. Хотя смазка полным погружением обеспечивает наилучшую смазку, практика показала, что смазка полным погружением в нижнем редукторе потребляет существенное количество энергии из-за вспенивающегося масла ведомых зубчатых колес. Эта проблема особенно серьезна, когда движитель представляет собой так называемую ледовую гондолу, используемую в арктической окружающей среде. Конструкция ледовой гондолы означает, по сравнению с традиционными движителями открытой воды, относительно небольшой гребной винт и высокую скорость вала гребного винта, что приводит к более высокому потреблению энергии при вспенивании масла.
Краткое описание изобретения
Первая задача настоящего изобретения заключается в предложении решения одной или более вышеприведенных проблем.
Вторая задача настоящего изобретения заключается в предложении усовершенствования системы смазки управляемого движителя для минимизации потребления энергии системы смазки.
Третья задача настоящего изобретения заключается в обеспечении надежной и эффективной смазки ведомых зубчатых колес и подшипников, используемых для управления движителя.
Четвертая задача настоящего изобретения заключается в использовании смазки разбрызгиванием в нижнем редукторе.
Пятая задача настоящего изобретения заключается в увеличении циркуляции масла с целями фильтрации и охлаждения.
По меньшей мере одна из вышеуказанных и других задач изобретения выполнена путем способа выполнения смазки управляемого движителя морского судна, в котором смазочная конструкция имеет масляный резервуар и средство циркуляции для циркуляции масла между масляным резервуаром и движителем, причем движитель содержит приводное средство, нижний редуктор, так называемую гондолу, и вертикальный вал между ними, причем нижний редуктор включает вал для запуска гребного винта, ведомое зубчатое колесо, установленное на валу гребного винта и вращаемое посредством ведущего зубчатого колеса, имеющего по существу вертикальный вал ведущего зубчатого колеса, причем вал ведущего зубчатого колеса образует по меньшей мере часть вертикального вала, причем вертикальный вал окружен кожухом вертикального вала, причем ведущее зубчатое колесо поддерживается в кожухе вертикального вала посредством подшипников, причем кожух вертикального вала поддерживается с возможностью вращения в корпусных конструкциях морского судна, причем масляный отсек выполнен в соединении с кожухом вертикального вала и уплотнен с ним посредством уплотнения, причем способ содержит этапы, на которых выполняют смазку полным погружением в масляном отсеке и выполняют смазку разбрызгиванием в гондоле путем регулирования количества масла, вводимого в гондолу для поддержания требуемого уровня OL масла в гондоле.
По меньшей мере одна из вышеуказанных и других задач изобретения выполнена с помощью смазочной конструкции для управляемого движителя морского судна, причем смазочная конструкция имеет масляный резервуар и средство циркуляции для циркуляции масла между масляным резервуаром и движителем, причем движитель содержит приводное средство, нижний редуктор, так называемую гондолу, и вертикальный вал между ними, причем нижний редуктор включает вал для запуска гребного винта, ведомое зубчатое колесо, установленное на валу гребного винта и вращаемое посредством ведущего зубчатого колеса, имеющего по существу вертикальный вал ведущего зубчатого колеса, причем вал ведущего зубчатого колеса образует по меньшей мере часть вертикального вала, причем вертикальный вал окружен кожухом вертикального вала, причем ведущее зубчатое колесо поддерживается в кожухе вертикального вала посредством подшипников, причем кожух вертикального вала поддерживается с возможностью вращения в корпусных конструкциях морского судна, причем масляный отсек выполнен в соединении с кожухом вертикального вала и уплотнен с ним посредством уплотнения для обеспечения смазки полным погружением в масляном отсеке, причем смазочная конструкция содержит средство обеспечения смазки разбрызгиванием в гондоле.
Другие характерные признаки настоящего способа выполнения смазки управляемого движителя морского судна и смазочной конструкции для него станут очевидными из приложенных зависимых пунктов формулы изобретения.
Настоящее изобретение при решении по меньшей мере одной из вышеупомянутых проблем снижает потребление энергии гондолы и делает возможным управление смазкой разбрызгиванием в гондоле без необходимости контроля уровня масла в гондоле.
Краткое описание чертежей
Далее новый способ выполнения смазки управляемого движителя морского судна и смазочная конструкция для него объясняются более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 схематически иллюстрирует примерный известный в уровне техники управляемый движитель;
Фиг. 2 схематически иллюстрирует управляемый движитель в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения; и
Фиг. 3 схематически иллюстрирует контур смазки управляемого движителя с Фиг. 2.
Подробное описание изобретения
Фиг. 1 иллюстрирует механически приводимый в действие (хотя также электрические или гидравлические приводы могут быть использованы в соединении с движителями) примерный известный в уровне техники управляемый движитель, который при рассмотрении с точки зрения его привода имеет три главных части, т.е. верхний редуктор 2, вертикальный вал и нижний редуктор 4. Верхний редуктор 2 включает верхнюю зубчатую передачу, которая образована из по существу горизонтального приводного вала 6, заканчивающегося ведущим зубчатым колесом 8, которое передает мощность большему ведомому зубчатому колесу 10, установленному на по существу вертикальном валу 12 верхнего редуктора. Вертикальный вал в этом примере образован из трех частей, т.е. вала 12 верхнего редуктора, плавающего промежуточного вала 14 и вала 16 ведущего зубчатого колеса. Следует понимать, что промежуточный вал может быть соединен с валом верхнего редуктора и с валом ведущего зубчатого колеса упругими или плавающими муфтами вала, или промежуточный вал может быть заменен упругой или плавающей муфтой вала. Нижний конец вертикального вала, т.е. вал 16 ведущего зубчатого колеса продолжается в нижнем редукторе 4 и обеспечен ведущим зубчатым колесом 18, которое передает мощность ведомому зубчатому колесу 20, установленному на по существу горизонтальном валу 22 привода гребного винта. Таким образом, и ведущее зубчатое колесо 18, и ведомое зубчатое колесо 20 расположены в нижнем редукторе 4. Нижний редуктор 4 также может называться гондолой. В обоих редукторах 2 и 4 скорость вращения валов 12 и 22, получающих мощность, снижена.
Если движитель имеет электрический или гидравлический привод, верхний редуктор 2 механического привода может быть заменен электрическим или гидравлическим приводом. Вал электрического или гидравлического приводного двигателя является вертикальным и соединен, предпочтительно посредством упругой или плавающей муфты, с промежуточным валом 14 или непосредственно с валом 16 ведущего зубчатого колеса. Электрический или гидравлический приводной двигатель может иногда быть обеспечен валом, продолжающимся вниз к ведущему зубчатому колесу 18, для образования его вала тоже.
Так как примерный движитель, обсуждаемый в этом описании, является управляемым, движитель должен быть выполнен с возможностью вращения вокруг его вертикальной оси. Это означает, что верхний редуктор 2 является неподвижным, пока остальные компоненты движителя являются управляемыми, т.е. вращаемыми. Для выполнения этого требования верхний редуктор 2 прикреплен посредством кольцеобразной закрывающей пластины к корпусной конструкции 26 морского судна. Закрывающая пластина 24 имеет отверстие для вертикального вала, и он обеспечен по меньшей мере одним двигателем рулевого управления (не показан), вал которого продолжается по существу вертикально через закрывающую пластину 24. Нижний конец вала двигателя рулевого управления обеспечен ниже закрывающей пластины 24 ведущим зубчатым колесом рулевого управления, которое вращает кольцеобразное ведомое зубчатое колесо 28, расположенное на кольцеобразном фланце 30, установленном на кожухе 32 вертикального вала, образующем конструкцию рамы управляемого/вращающегося движителя. Кожух 32 вертикального вала окружает вертикальный вал и продолжается вниз так, что нижний редуктор 4 крепится к нижнему концу кожуха 32 вертикального вала. Кожух 32 вертикального вала образован из верхней части, называемой верхним кожухом 32′ вертикального вала, и нижней части, называемой нижним кожухом 32′′ вертикального вала. Верхний кожух 32′ вертикального вала окружает плавающий промежуточный вал 14 (и его муфты или муфту, заменяющую промежуточный вал), и нижний кожух 32′′ вертикального вала - вал 16 ведущего зубчатого колеса. Нижняя поверхность закрывающей пластины 24 обеспечена кольцеобразным опорным элементом 34, радиально внешняя поверхность которого обращается к радиально внутренней поверхности кольцеобразного ведомого зубчатого колеса 28. Подшипник 36, поддерживающий вес кожуха 32 вертикального вала и нижний редуктор 4, выполнен в соединении с кольцеобразным опорным элементом 34 и кольцеобразным ведомым зубчатым колесом 28. Верхний кожух 32′ вертикального вала окружен так называемым дейдвудом 38, внешняя стенка 40 (сходящаяся конически на Фиг. 1) которого выполнена в соединении с корпусной конструкцией 26 морского судна. Нижний конец внешней стенки 40 дейдвуда обеспечен подшипниками 42, поддерживающими верхний кожух 32′ вертикального вала, и уплотнением 44 для сохранения смазочного масла в пределах дейдвуда 38. Фланец 30, кольцеобразное ведомое зубчатое колесо 28, и кольцеобразный опорный элемент 34 с его подшипником 36, и ведущее зубчатое колесо двигателя рулевого управления - все расположены в пределах дейдвуда 38.
Ниже подшипников 42 и уплотнения 44 верхний кожух 32′ вертикального вала заканчивается фланцем 46, к которому прикреплен нижний кожух 32′′ вертикального вала. Нижний кожух 32′′ вертикального вала образует полость, так называемый хвостовик 48, через который проходит вал 16 ведущего зубчатого колеса и где расположены верхние подшипники 50 вала 16 ведущего зубчатого колеса. Нижний конец нижнего кожуха 32′′ вертикального вала прикреплен к нижнему редуктору 4. Нижний редуктор, т.е. гондола 4, обеспечен нижним подшипником 52 вала 16 ведущего зубчатого колеса, и вал 22 привода гребного винта обеспечен его подшипниками 54 и 56. Здесь следует понимать, что вал 16 ведущего зубчатого колеса может поддерживаться только в пределах хвостовика, т.е. только посредством подшипников 50, при этом нижний конец вала не нуждается в подшипниках 52, показанных на чертежах.
Нижний редуктор 4 содержит зубчатую передачу 18 и 20, передающую мощность от вертикального вала к гребному винту и подшипникам 52 (если используются), 54 и 56, поддерживающим валы 16 и 22. Некоторое трение присутствует и в зубчатых передачах и в подшипниках. В связи с этим требуется некоторая форма смазки и охлаждения. Так как данный движитель может быть использован в арктической окружающей среде, т.е. в ледовых условиях, типичный аспект такого конкретного движителя заключается в относительно небольшом гребном винте и высокой скорости вала гребного винта. Следствием последнего является увеличение трения, связанное с потерями мощности в нижнем редукторе. Часть потерь вызвана вспениванием масла ведомым зубчатым колесом 20 на валу гребного винта. Отсеки выше нижнего редуктора, т.е. хвостовик 48 и дейдвуд 38, содержат опорные подшипники 36 для вращающегося кожуха 32 вертикального вала, соединения зубьев зубчатых колес частей вертикального вала, подшипники 50 на валу 16 ведущего зубчатого колеса и центральное уплотнение 44 стыка. Все эти компоненты требуют смазку для обеспечения их надежной работы. Верхние подшипники 50 на валу 16 ведущего зубчатого колеса также требуют определенного охлаждения во время работы для компенсации нагрева от трения, создаваемого в подшипниках 50.
В известных в уровне техники движителях, проиллюстрированных на Фиг. 1, гондола 4, хвостовик 48 и дейдвуд 38 образовывали один объем, который был заполнен маслом. Масло было высосано из движителя из нижней части гондолы 4. Масло, высосанное из гондолы 4, было прокачано через набор охладителей и фильтров к напорному резервуару. Масло было возвращено к движителю из напорного резервуара путем введения его в верхней части дейдвуда 38. Вся система была под давлением путем размещения напорного резервуара на определенном расстоянии выше движителя.
Фиг. 2 иллюстрирует движитель в соответствии с настоящим изобретением. Основная конструкция движителя подобна той, что показана на Фиг. 1. Таким образом, одинаковые компоненты обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Для решения по меньшей мере некоторых из вышеприведенных проблем нижний редуктор 4 обеспечен смазкой разбрызгиванием, тогда как дейдвуд 38 и хвостовик 48 имеют смазку полным погружением. Однако даже с применением смазки разбрызгиванием в гондоле потери на трение в нижнем редукторе 4 все же значительны. Для обеспечения того, чтобы температура масла в гондоле не достигала недопустимого высокого значения, масло должно охлаждаться. Это требует непрерывной циркуляции масла из нижнего редуктора 4 к охладителю масла, расположенному в циркуляции масла между гондолой 4 и масляным резервуаром 60. Уровень масла должен поддерживаться по центру ведомого зубчатого колеса, пока масло циркулирует. Конструктивные улучшения, решающие вышеприведенные проблемы, относятся к масляному каналу непосредственно от масляного резервуара 60 к нижнему редуктору 4, т.е. к гондоле, сливу в масляном резервуаре 60 и сужению или ограничению, выполненному на линии потока масла между хвостовиком 48 и гондолой 4.
Масляный канал, проходящий непосредственно от масляного резервуара 60 к нижнему редуктору 4, т.е. к гондоле, может быть выполнен в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения путем выполнения отверстий 62 вдоль всей длины вертикального вала, т.е. в конструктивном варианте выполнения, показанном на чертежах, отверстие 62 выполнено в каждой части вертикального вала, т.е. в валу 12 верхнего редуктора, в промежуточном валу 14 и в валу 16 ведущего зубчатого колеса. Дополнительно были размещены вращающаяся трубная муфта 64 на верхнем конце вала 12 верхнего редуктора и муфты между частями вертикального вала так, что масло может протекать вниз к валу 16 ведущего зубчатого колеса и дополнительно в гондоле 4. Другой вариант (не показан на чертежах) заключается в размещении масляной трубки либо в дейдвуде, либо снаружи дейдвуда для забора масла из масляного резервуара 60 в кожух уплотнения/подшипника на нижнем конце дейдвуда. Соединение от неподвижных корпусных конструкций до вращающегося кожуха вертикального вала легко выполняется с помощью уплотнения. Здесь масло может быть забрано в кольцеобразный канал, который посредством радиального трубопровода находится в сообщении по потоку с по существу вертикальным трубопроводом в кожухе вертикального вала, забирающим масло вниз к хвостовику. В хвостовике трубка, проходящая через хвостовик вниз к гондоле, может быть выполнена с возможностью забора масла дополнительно вниз к гондоле.
В случае, когда движитель имеет электрический или гидравлический привод, могут использоваться оба вышеприведенных способа обеспечения масла от масляного резервуара к гондоле. Другими словами, аксиальное отверстие может быть выполнено вдоль вала электрического или гидравлического приводного двигателя или также может использоваться внешний масляный канал, как обсуждено выше.
В дополнение к каналу, забирающему масло из масляного резервуара 60 в гондолу 4, гондола 4 должна быть обеспечена вентиляционным трубопроводом. Такой трубопровод является предпочтительно, но необязательно, расположенным между гондолой 4 и масляным резервуаром 60. Вентиляционный трубопровод может, в принципе, проходить вдоль вышеприведенной масляной трубки (например, на ее стороне) как отдельный трубопровод, или масляная трубка, включающая и рассмотренный выше трубопровод, и отверстие 62 в вертикальном валу, может быть рассчитана так, что масло, текущее вниз, никогда не заполняет трубку/отверстие, но оставляет достаточно места для выхода воздуха из гондолы 4 до масляного резервуара 60.
Циркуляция масла, например, с целью фильтрации и/или охлаждения масла, от дейдвуда 38 и хвостовика 48 выполнена с возможностью проходить через нижний редуктор 4. Другими словами, масло, которое смазывает ведущее зубчатое колесо рулевого управления, его ведомое зубчатое колесо 24 и опорный подшипник 36, ниже закрывающей пластины 24 имеет прямой доступ между промежуточным валом 14 и верхним кожухом 32′ вертикального вала к хвостовике 48. То же масло имеет также доступ через отверстия 66 с помощью фланца 30 в дейдвуд 38 для смазки уплотнения 44 на нижней части дейдвуда 38 между неподвижными корпусными конструкциями 26 (включая стенку 40 дейдвуда) и вращающимся верхним кожухом 32′ вертикального вала. Дейдвуд 38 находится в связи с хвостовиком 48 посредством отверстий 68 в верхнем кожухе 32′ вертикального вала для обеспечения масляного потока из дейдвуда 38 между промежуточным валом 14 и верхним кожухом 32′ вертикального вала. Таким образом, на практике дейдвуд 38 и хвостовик 48 образуют один и тот же масляный отсек.
Циркуляция масла из этого отсека регулируется посредством сужения или ограничения, выполненного между хвостовиком 48 и нижним редуктором 4. Имеются по меньшей мере два варианта для выполнения сужения. Первый вариант (не показанный на чертежах) представляет собой отверстие, имеющее требуемый диаметр, причем отверстие выполнено через части нижнего кожуха вертикального вала и гондолы, используемые для скрепления этих двух компонентов вместе. Второй вариант, показанный на Фиг. 2, заключается в выполнении масляного потока из хвостовика 48 к гондоле 4 через верхние подшипники 50 вала 16 ведущего зубчатого колеса. Это было выполнено путем обеспечения кожуха 70 подшипника по меньшей мере одним отверстием 72, несущим масло в кожух подшипника, в этом примерном варианте выполнения между верхней парой конических роликовых подшипников и нижним роликовым подшипником. Точнее, масло проносится выше промежуточного кольца 74 между двумя наборами подшипников. Таким образом, верхние подшипники 50 ведущего зубчатого колеса смазываются и охлаждаются управляемым потоком масла от хвостовика 48 по направлению к гондоле 4. Сужение 76 выполнено между вращающимся промежуточным кольцом 74 и внутренней поверхностью кожуха 70 подшипника. Другими словами, имеется небольшой зазор между этими двумя элементами.
При работе небольшое количество потоков масла протекает от масляного резервуара 60 к дейдвуду 38, хвостовику 48 и наконец в нижний редуктор или гондолу 4. Естественно, вязкость (или температура) масла оказывает заметное влияние на количество масла, просачивающегося от хвостовика 48 к гондоле 4. Таким образом, когда масло является холодным и нет необходимости охлаждения, поток масла от хвостовика к гондоле меньше, и когда масло является горячим, требующим охлаждения, поток - больше. Посредством вышеописанной конструкции обеспечивается, что поток масла через подшипники 50 отнимает тепло, создаваемое трением в подшипниках. Поток также позволяет циркуляцию и фильтрацию масла, проходящего через дейдвуд 38 и хвостовик 48. В нормальных условиях и в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения контур смазки движителя выполнен так, что около одной трети циркулирующего масла проходит от хвостовика 38 к гондоле 4 и две трети непосредственно от масляного резервуара 60.
Чтобы убедиться, что масло протекает от хвостовика 48 по направлению к нижнему редуктору 4, давление в хвостовике 48 должно быть выше, чем в нижнем редукторе 4. Это выполняется совокупностью направленного соединения 62 от масляного резервуара 60 к гондоле 4, сужению 76 и вентиляции масляного резервуара 60. Направленный поток масла от масляного резервуара 60 выполняется путем размещения отверстия выхода масла в гондоле 4 выше уровня OL масла в нижнем редукторе 4, и в соответствии с предпочтительной альтернативой выполнением отверстия 62 вдоль вертикального вала настолько широким, что масло протекает вдоль внутренней поверхности отверстия, оставляя открытый центр для вентиляции. Естественно, если вентиляция гондолы была выполнена некоторым другим образом, отверстие 62 может быть заполнено маслом. Давление в нижнем редукторе 4 вследствие этого равно давлению в масляном резервуаре 60. Давление в хвостовике 48 равно давлению в масляном резервуаре 60 плюс дополнительное давление, соответствующее высоте масла от нижней части хвостовика 48 до уровня масла в масляном резервуаре 60, т.е. гидростатическое давление. Вследствие этого давление в хвостовике 48 будет всегда выше, чем давление в гондоле 4, и масло будет протекать от хвостовика 48 к гондоле 4.
Для того чтобы смазка разбрызгиванием в нижнем редукторе 4 работала, уровень OL масла должен поддерживаться по существу по центру ведомого зубчатого колеса 20, т.е. на уровне оси вала 22 гребного винта. Уровень масла в нижнем редукторе 4 управляется путем регулирования уровня масла в масляном резервуаре 60. Принцип системы управления уровнем основан на неизменном количестве масла в системе. Вследствие этого количество масла в нижнем редукторе 4, обозначенное OL, это общее количество масла в системе минус количество масла в хвостовике 48, дейдвуде 38 и масляном резервуаре 60. И хвостовик 48, и дейдвуд 38 полностью заполнены маслом.
Как уже вкратце обсуждалось выше, проблема, касающаяся потребления мощности, основанного на вспенивании масла в нижнем редукторе, решается выполнением смазки разбрызгиванием в гондоле. Уровень масла в гондоле необязательно отслеживается вообще, но циркуляция масла была выполнена так, что она поддерживает нужный уровень масла в гондоле 4. Это объясняется более подробно с использованием Фиг. 3.
Фиг. 3 схематически иллюстрирует смазочную конструкцию движителя в соответствии с настоящим изобретением. Масло хранится в масляном резервуаре 60 выше уровня движителя, от которого масло входит в движитель через две линии. Первая линия 78 ведет от нижней части масляного резервуара 60 к дейдвуду 38 и оттуда через хвостовик 48 и сужение 76 к гондоле 4 способом, обсужденным подробно на Фиг. 2. Вторая линия 62 ведет непосредственно от слива 80 резервуара к гондоле 4. Слив 80 резервуара означает на практике, что впускное отверстие на верхнем конце второй линии 62 выполнено на некотором расстоянии выше нижней части масляного резервуара 60, предпочтительно около половины высоты масляного резервуара 60. Предпочтительно, но необязательно, вторая линия 62 проходит аксиально вдоль вертикального вала от верхней части верхнего редуктора 2 вниз к гондоле 4, т.е. к валу 16 ведущего зубчатого колеса, как так же подробно объяснено на Фиг. 2. Смазочное масло рециркулирует от гондолы 4 к масляному резервуару 60 посредством двух масляных насосов 82 и 84, хотя циркуляцией также можно управлять только одним насосом. Линия возврата может, если требуется, также содержать масляный фильтр 86 и/или масляный охладитель 88, расположенный предпочтительно между насосом(ами) 82, 84 и масляным резервуаром 60. В соответствии с предпочтительной альтернативой (см. также Фиг. 2) рециркуляционное масло берется из нижней области гондолы 4 к каналу всасывания, проходящему в виде масляной трубки 90 через хвостовик 48 к отверстию 92 в верхнем кожухе 32′ вертикального вала, и дополнительно к радиальному отверстию 94 в верхнем кожухе 32′ вертикального вала, чтобы достигать кольцеобразной полости 96 в уплотнении 44 на внешней поверхности верхнего кожуха 32′ вертикального вала. Кольцеобразная полость 96 находится в сообщении по потоку дополнительным каналом 98 всасывания, расположенным в дейдвуде 38 или снаружи его. Этот канал всасывания 98 заканчивается насосом(ами) 82, 86, размещенным(и) выше гондолы 4.
Вышеприведенная циркуляция масла функционирует следующим образом. Для регулирования уровня масла в масляном резервуаре 60 определяют количество масла в масляном резервуаре 60. Общее количество масла в системе смазки также определяют вначале. Оно считается постоянным, так как протекающие уплотнения не допускаются. Вследствие этого количество масла в нижнем редукторе 5 - это общее количество масла минус количество масла в хвостовике 48 и дейдвуде 38 и в масляном резервуаре 60. Таким образом, регулируя уровень масла в масляном резервуаре, управляют уровнем в нижнем редукторе 4.
Регулирование уровня масла в масляном резервуаре 60 выполняется посредством слива 80 и набора насосов 82 и 84. Слив 80 представляет собой впускное отверстие на верхнем конце масляной линии 62 на некотором расстоянии выше нижней части масляного резервуара 60. Отверстие соединено с нижним редуктором 4 посредством масляной линии 62, линия предпочтительно проходит вдоль вертикального вала и заканчивается у вала 16 ведущего зубчатого колеса. Масло из нижнего редуктора 4 прокачивается обратно в масляный резервуар насосами 82 и 84.
Регулирование уровня OL масла в нижнем редукторе 4 посредством насосов 82 и 84 и слива 80 обсуждено подробно путем следующего примера. Уровень масла в резервуаре 60 способен подниматься только до уровня слива/отверстия 80. В результате количество масла в пределах нижнего редуктора 4 может не становиться меньше общего количества масла минус масло в хвостовике 48, дейдвуде 38 и масляном резервуаре 60. Если уровень масла в масляном резервуаре 60 ниже уровня слива/отверстия 80, масло не будет протекать обратно к гондоле 4. Насосы 82 и 84 по-прежнему передают масло к резервуару 60. Уровень масла в резервуаре 60 поднимется. Уровень в гондоле 4 упадет. Это продолжается до тех пор, пока уровень в резервуаре 60 снова не достигнет слива/отверстия 80. Обратный поток масла далее будет начинаться от резервуара 60 к гондоле 4 снова. Масляные потоки по направлению к и из гондолы 4 находятся снова в состоянии равновесия. Уровень в масляном резервуаре 60 далее снова определяется положением слива/отверстия 80. В результате количество масла в гондоле 4 также определено.
В случае, когда используются два насоса 82 и 84, насос 82 может быть поменьше. Меньший насос 82 предназначен для использования во время запуска высасывания масла из гондолы 4. При запуске масло по-прежнему холодное, и вязкость высокая. Таким образом, циркуляция масла от дейдвуда 38 и хвостовика 48 к гондоле 4 является минимальной, если такая имеется. В результате только небольшой поток масла должен всасываться из гондолы 4. Во время работы температура масла увеличивается, и вязкость уменьшается, посредством чего все больше и больше масла входит в гондолу 4 из хвостовика 48. При заданной температуре масла второй больший насос 84 включается. Эти два насоса 82 и 84 в совокупности обеспечивают требуемый поток масла для обеспечения достаточного охлаждения.
Следует понимать, что приведенное выше описание является только примерным описанием нового и оригинального способа смазки движителя морского судна и смазочной конструкции для него. Следует понимать, что приведенное выше описание рассматривает только несколько предпочтительных вариантов выполнения настоящего изобретения без какой-либо цели ограничения изобретения только обсужденными вариантами выполнения и их деталями. Таким образом, приведенное выше описание не следует понимать как ограничивающее каким-либо образом изобретение, но весь объема охраны изобретения определяется только приложенной формулой изобретения. Из приведенного выше описания следует понимать, что отдельные признаки изобретения могут быть использованы с использованием других отдельных признаков, даже если такая совокупность не была конкретно обсуждена в описании или не показана на чертежах.
1. Способ выполнения смазки управляемого движителя морского судна, при этом смазочная конструкция имеет масляный резервуар (60) и средство циркуляции для циркуляции масла между масляным резервуаром (60) и движителем, причем движитель содержит приводное средство (2), нижний редуктор (4), называемый гондолой, и вертикальный вал между ними, причем нижний редуктор (4) включает в себя вал (22) для запуска гребного винта, ведомое зубчатое колесо (20), установленное на валу (22) гребного винта и вращаемое посредством ведущего зубчатого колеса (18), имеющего по существу вертикальный вал (16) ведущего зубчатого колеса, при этом вал (16) ведущего зубчатого колеса образует, по меньшей мере, часть вертикального вала, причем вертикальный вал окружен кожухом (32) вертикального вала, при этом ведущее зубчатое колесо (18) поддерживается в кожухе (32) вертикального вала посредством подшипников (50), причем кожух (32) вертикального вала поддерживается с возможностью вращения в корпусных конструкциях (26, 40) морского судна, при этом масляный отсек (38, 48) выполнен в соединении с кожухом (32) вертикального вала и уплотнен с ним уплотнением (44), причем способ включает этап, на котором выполняют смазку полным погружением в масляном отсеке (38, 48), отличающийся тем, что:
выполняют, по меньшей мере, два масляных канала (62, 78) для введения масла из масляного резервуара (60) в движитель, причем первый канал (78) ведет из масляного резервуара в гондолу (4) через масляный отсек (38, 48), а второй канал (62) ведет непосредственно из резервуара (60) в гондолу (4),
выполняют смазку разбрызгиванием в гондоле (4) путем регулирования количества масла, вводимого в гондолу (4), для поддержания требуемого уровня OL масла в гондоле (4),
обеспечивают гондолу (4) управляемым количеством смазочного масла из масляного резервуара (60), и
осуществляют циркуляцию ограниченного количества масла от масляного отсека (38, 48) к гондоле (4).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поддерживают уровень масла в масляном резервуаре (60) по существу постоянным для поддержания требуемого уровня OL масла в гондоле (4).
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выполняют регулирование путем выполнения слива (80) в масляном резервуаре (60) и соединяют второй масляный канал (62) со сливом (80).
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что ограничивают поток масла от масляного отсека (38, 48) к гондоле (4) путем выполнения сужения (76) между ними.
5. Морское судно, содержащее управляемый движитель, включающий в себя смазочную конструкцию, имеющую масляный резервуар (60) и средство циркуляции для циркуляции масла между масляным резервуаром (60) и движителем, при этом движитель содержит приводное средство (2), нижний редуктор (4), называемый гондолой, и вертикальный вал между ними, причем нижний редуктор (4) включает в себя вал (22) для запуска гребного винта, ведомое зубчатое колесо (20), установленное на валу (22) гребного винта и вращаемое посредством ведущего зубчатого колеса (18), имеющего по существу вертикальный вал (16) ведущего зубчатого колеса, при
этом вал (16) ведущего зубчатого колеса образует, по меньшей мере, часть вертикального вала, причем вертикальный вал окружен кожухом (32) вертикального вала, при этом ведущее зубчатое колесо (18) поддерживается в кожухе (32) вертикального вала посредством подшипников (50), причем кожух (32) вертикального вала поддерживается с возможностью вращения в корпусных конструкциях (26, 40) морского судна, при этом масляный отсек (38, 48) выполнен в соединении с кожухом (32) вертикального вала и уплотнен с ним уплотнением (44) для обеспечения смазки полным погружением в масляном отсеке (38, 48), отличающееся тем, что оно содержит средство обеспечения смазки разбрызгиванием в гондоле (4), включающее в себя, по меньшей мере, два масляных канала (62, 78) для введения масла из масляного резервуара (60) в движитель, при этом первый масляный канал (78) ведет из масляного резервуара в гондолу (4) через масляный отсек (38, 48) и имеет конструкцию (76) между масляным отсеком (38, 48) и гондолой (4) для ограничения потока масла из масляного резервуара (38, 48) в гондолу (4), а второй канал (62) ведет непосредственно из резервуара (60) в гондолу (4).
6. Морское судно по п.5, отличающееся тем, что масляный резервуар (60) имеет слив (80), размещенный на верхнем конце второго масляного канала (62).
7. Морское судно по п.5, отличающееся тем, что сужение (76) выполнено в соединении с подшипниками (50) вала (16) ведущего зубчатого колеса.
8. Морское судно по п.5, отличающееся тем, что сужение выполнено в частях, соединяющих масляный отсек (38, 48) с гондолой (4).
9. Морское судно по любому из пп.5-8, отличающееся тем, что масляный отсек образован из дейдвуда (38) и хвостовика (48).
10. Морское судно по п.5 или 6, отличающееся тем, что второй масляный канал представляет собой отверстие (62) вдоль вертикального вала.
11. Морское судно по п.5 или 6, отличающееся тем, что второй масляный канал представляет собой канал, размещенный отдельно от масляного резервуара (60) через корпусные конструкции (26, 40) и кожух (32) вертикального вала до гондолы (4).
12. Морское судно по п.5, отличающееся тем, что гондола (4) обеспечена вентиляционным средством.
13. Морское судно по п.12, отличающееся тем, что второй масляный канал (62) используется в качестве вентиляционного средства.
14. Морское судно по п.5, отличающееся тем, что приводное средство является верхним редуктором (2), электрическим приводом или гидравлическим приводом.
