Результат интеллектуальной деятельности: МОТОРНОЕ СУДНО

Настоящее изобретение относится к области судостроения и может найти применение при конструировании малотоннажных быстроходных судов.

Известно моторное судно, содержащее корпус, каюту, моторное отделение, в котором размещена силовая установка, редуктор переднего и заднего хода, разобщительную муфту, гребной винт, внутренний пост управления. Силовая установка выполнена в форме роторно-поршневого дизельного двигателя (Патент РФ №2440276, 2012).

Недостатками известного моторного судна являются небольшая автономность плавания, ограниченный запас топлива, невозможность использования судна круглогодично, невозможность движения по мелководью.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией моторного судна. Известно также моторное судно, содержащее корпус, жилое помещение, моторное отделение с двумя энергетическими установками, валы которых через редуктор соединены с гребным винтом. Одна из энергетических установок является бензиновым двигателем, а другая представляет собой пневмостатический двигатель, использующий в качестве рабочего тела сжатый воздух высокого давления. (Патент РФ №2132797, 1999).

Моторное судно по патенту №2132797, как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому полезному результату, принято за прототип.

Недостатками известного моторного судна по патенту №2132797, принятого за прототип, являются сложность энергетической установки, невозможность использования моторного судна круглогодично.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией корпуса судна и движителем. Задачей настоящего изобретения является повышение технических характеристик моторного судна.

Технический результат обеспечивается тем, что в моторном судне, содержащем корпус, каюту, силовую установку, соединенную через муфту сцепления и редуктор с движителем, внутренний пост управления, согласно изобретению для движения моторного судна использован вибродвижитель, установленный в задней части корпуса судна шарнирно на двух кронштейнах, прикрепленных к внутренней части корпуса, кроме того корпус вибродвижителя шарнирно соединен со штоком гидроцилиндра, подключенного к гидросистеме, содержащей масляный бак, масляный насосо с редукционным клапаном, штурвал, связанный с клапаном управления гидроцилиндром, причем корпус вибродвижителя установлен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости на угол до 45°, кроме того корпус вибродвижителя закрыт передней и задней крышками, внутри которого размещены вибромеханизмы переднего хода и вибромеханизм торможения и заднего хода, одинаковые по конструкции, причем каждый из них содержит неподвижную шестерню в форме диска, прикрепленную к корпусу или крышке, имеющую зубья, выполненные на одной из торцевых сторон: у вибродвижителя переднего хода зубья на неподвижных шестернях направлены в сторону носовой части корпуса, а у вибродвижителя торможения и заднего хода зубья неподвижной шестерни направлены в сторону кормовой части судна, кроме того неподвижные шестерни имеют центральные отверстия, в которые вставлены соосно горизонтальные валы, причем горизонтальный вал переднего хода выполнен составным и соединен между собой втулкой со штифтами, причем горизонтальные валы выполнены заодно с крестовинами, на каждом из четырех концов каждой из которых установлено по одной цилиндрической шестерне с возможностью свободного вращения, входящими в зацепление с зубьями неподвижной шестернии и имеющих противовесы (дебалансы), причем противовес каждой последующей шестерни смещен относительно предыдущей шестерни на 90°, кроме того на конце горизонтального вала переднего хода закреплена ведомая коническая шестерня, взаимодействующая с ведущей конической шестерней ведущего вала, установленного с возможностью перемещения в вертикальной плоскости при переключении переднего или заднего хода посредством механизма не показанного на чертежах, кроме того на конце горизонтального вала торможения и заднего хода закреплена ведомая коническая шестерня, входящая в зацепление с ведущей конической шестерней при включении заднего хода, закрепленной на ведущем валу, который соединен с ведомым валом поворотного редуктора, ведущий вал которого карданным валом через муфту сцепления соединен с двигателем.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фигуре 1 изображен общий вид моторного судна;

на фигуре 2 - вид на моторное судно спереди;

на фигуре 3 - схема энергетической установки моторного судна;

на фигуре 4 - общий вид вибродвижителя моторного судна;

на фигуре 5 - вид на вибродвижитель моторного судна сверху;

на фигуре 6 - устройство вибродвижителя моторного судна в разрезе;

на фигуре 7 - общий вид одного вибромеханизма моторного судна;

на фигуре 8 - вид сверху на вибромеханизм моторного судна;

на фигуре 9 - развертка неподвижной зубчатой шестерни и расположение противовесов на цилиндрических шестернях крестовины вибромеханизма;

на фигуре 10 - схема траекторий, по которым движутся противовесы при вращении

цилиндрических шестерен крестовины вибромеханизма

на фигуре 11 - схема образования однонаправленной инерционной центробежной силы на вибромеханизме;

на фигуре 12 - схема поворота моторного судна влево;

на фигуре 13 - схема поворота моторного судна вправо;

на фигуре 14 - гидравлическая система управления моторным судном;

на фигуре 15 - устройство редуктора в разрезе;

на фигуре 16 - схема движения моторного судна по льду замершего водоема.

Моторное судно содержит корпус 1, каюту 2, силовую установку 3, соединенную карданным валом 4 через муфту сцепления 5 и редуктор 6 с вибродвижителем 7, внутрений пост управления 8. Вибродвижитель 7 установлен шарнирно на двух кронштейнах 9, прикрепленных к внутренней части корпуса судна 1. Корпус вибродвижителя 10 шарнирно соединен со штоком гидроцилиндра 11, подключенного к гидравлической системе управления моторным судном, содержащей масляный бак 12, масляный насос 13 с редукционным клапаном 14, штурвал 15, связанный с клапаном управления 16, имеющий на конце шестерню 17, входящую в зацепление с зубчатой рейкой 18, которая штоком 19 соединена с поршнем 20. Корпус вибродвижителя 10 установлен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости на угол до 45° в ту и другую сторону от продольной оси моторного судна, закрыт передней 21 и задней 22 крышками. Внутри корпуса 10 вибродвижителя размещены вибромеханизмы переднего хода 23 и вибромеханизм торможения и заднего хода 24, одинаковые по конструкции. Каждый из вибромеханизмов 23 и 24 содержит неподвижную шестерню 25 в форме диска, прикрепленную к корпусу 10 или к крышкам 21, 22, имеющую зубья, выполненные на одной из торцевых сторон: у вибромеханизма переднего хода зубья на неподвижной шестерне 25 направлены в сторону носовой части корпуса 1 судна, а у вибромеханизма торможения и заднего хода зубья неподвижной шестерни 25 направлены в сторону кормовой части корпуса 1 судна. Неподвижные шестерни 25 имеют центральные отверстия, в которые вставлены соосно горизонтальные валы 26 переднего хода и горизонтальный вал 27 заднего хода, причем горизонтальный вал 26 переднего хода выполнен составным и соединен между собой втулкой 28 со штифтами. Горизонтальные валы 26 и 27 выполнены заодно с крестовинами 29, на каждом из четырех концов каждой из которых установлено по одной цилиндрической шестерне 30 с возможностью свободного вращения, входящими в зацепление с зубьями неподвижной шестерни 25 и имеющими противовесы (дебалансы) 31, причем противовес 31 каждой последующей шестерни 30 смещен относительно предыдущей шестерни 30 на 90° (фиг. 9). На конце горизонтального вала 26 переднего хода закреплена ведомая коническая шестерня 32, взаимодействующая с ведущей конической шестерней 33 ведущего вала 34, установленного с возможностью перемещения в вертикальной плоскости при включении переднего или заднего хода посредством механизма, не показанного на чертежах. Хвостовик ведущего вала 34, установлен в подшипнике корпуса 10 и имеет зубья 36, по которым перемещаются наружные зубья 37 ведущего вала 34. На конце горизонтального вала 27 торможения и заднего хода закреплена ведомая коническая шестерня 38, входящая в зацепление с ведущей конической шестерней 39 при включении заднего хода, закрепленной на ведущем валу 34, который через хвостовик 35 соединен с ведомым валом 40 редуктора 6, ведущий вал 41 которого соединен карданным валом 4 через муфту сцепления 5 с двигателем 3. Корпус 42 редуктора 6 закрыт крышкой 43, внутри 6 которого размещены на соответствующих валах 40 и 41 ведомая 44 и ведущая 45 шестерни. На днище корпуса 1 установлены успокоители боковой качки 46, на нижних поверхностях которых закреплены металлические продольные полосы 47, являющиеся лыжами при движении по льду и снегу в зимнее время. Работает моторное судно следующим образом.

Перед началом движения необходимо проверить исправность всех вспомогательных узлов и систем, затем запустить силовую установку 3. После прогрева и проверки ее работы на всех режимах моторное судно может начать движение. Для движения в прямом направлении необходимо механизмом, не показанном на чертежах, передвинуть вниз ведущий вал 34 вибродвижителя 7 и включить муфту сцепления 5. Силовая установка 3 станет вращать через муфту сцепления 5, карданный вал 4, ведущий вал 41 редуктора 6 через конические шестерни 44 и 45, ведомый вал 40 приведет в движение ведущий вал 34 вибродвижителя 7, а через конические шестерни 32, 33 и вибромеханизмы 23 переднего хода. Крестовины 29 станут вращаться, а вместе с ними и цилиндрические шестерни 30, перемещаясь по зубьям неподвижных шестерен 25, а их противовесы (дебалансы) 31 будут двигаться по криволинейным траекториям (фиг. 10). При этом возникают инерционные центробежные силы Fn, действующие в направлении носовой части корпуса 1 и силы F₃, действующие в направлении кормовой части. Ввиду того, что противовесы 31 установлены со смещением на 90° относительно друг друга (фиг. 9) силы Fn и F₃ действуют на них в разное время. На фигуре 11 видно, что в каждый отдельный момент времени t (расстояние между продольными линиями) сила F₃ одного из противовесов уравновешивается такой же по величине одной из сил Fn, а две другие силы Fn направлены вперед и перемещают корпус 1 судна в прямом направлении. Другие вибромеханизмы работают также и их инерционные центробежные силы складываются. Таким образом при работе вибродвижителя 7 создается сила, величина которой регулируется частотой вращения вала силовой установки 3, приложенная к корпусу 1 судна. Для торможения или движения задним ходом необходимо отключить муфту сцепления 5 механизмом, не показанном 7 на чертежах, переместить вверх ведущий вал 34 вибродвижителя 7 до зацепления конических шестерен 38 и 39, а затем плавно включить муфту сцепления 5. После этого горизонтальный вал 27 заднего хода придет во вращение и вибромеханизм 24 заднего хода станет создавать, как было описано выше, силу, направленную в сторону кормовой части корпуса 1 судна, что приведет к снижению скорости движения судна, либо к движению задним ходом. Повороты судна вправо и влево осуществляются рулевым механизмом ( фиг. 14). Штурвал 15 изменяет направление подачи масла масляным насосом 13 в гидроцилиндр 11. В результате шток гидроцилиндра 11 вдвигается внутрь или выдвигается наружу и поворачивает корпус 10 вибродвижителя 7 в ту или иную сторону. В результате чего вектор действия инерционных центробежных сил отклоняется и составляет некоторый угол с продольной осью судна. Нос судна поворачивается в ту или иную сторону и судно совершает поворот (фиг. 12 и 13). В зимнее время, когда окрепнет лед на реках и водоемах предлагаемое моторное судно может передвигаться по льду или снегу на успокоителях бортовой качки 46, используя их в качестве лыж. Перемещение судна осуществляется за счет вибродвижителя 7, повороты, торможение и движение задним ходом происходит, как было описано выше (фиг. 16).

Изобретение обеспечивает более высокую безопасность, возможность движения по мелководью, более высокую маневренность, круглогодичное использование моторного судна и увеличение его срока службы.