《一種新型船用主推調距槳液壓伺服系統和方法》是中船重工重慶智慧型裝備工程設計有限公司於2015年4月29日申請的發明專利，該專利的申請號為2015102133197，公布號為CN104806583A，公布日為2015年7月29日，發明人是冀慶康、鄭協、王忠江、周公林、李寧寧、黎海宏、楊傑，該專利涉及船舶液壓伺服自動化控制領域。
《一種新型船用主推調距槳液壓伺服系統和方法》包括：調節器信號輸出端連線比例閥信號接收端，通過調節器的輸出信號大小控制比例閥閥芯的運動，所述比例閥進口油路連線第一雙聯泵組，所述比例閥出口油路連線梭閥，所述梭閥出口油路連線油壓調節閥外控油口端，所述比例閥另一出口油路連線第一電磁換向閥，所述第一電磁換向閥出口油路連線漿轂油缸，推動伺服活塞運動。具有更高可靠性，結構簡單，操作方便，控制可靠，成本低廉，適合海上航行環境要求。
2018年12月20日，《一種新型船用主推調距槳液壓伺服系統和方法》獲得第二十屆中國專利銀獎。
（概述圖為《一種新型船用主推調距槳液壓伺服系統和方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種新型船用主推調距槳液壓伺服系統和方法
- 公布號：CN104806583A
- 公布日：2015年7月29日
- 申請號：2015102133197
- 申請日：2015年4月29日
- 申請人：中船重工重慶智慧型裝備工程設計有限公司
- 地址：重慶市北部新區龍睛路9號（復城國際11-1）
- 發明人：冀慶康、鄭協、王忠江、周公林、李寧寧、黎海宏、楊傑
- 分類號：F15B11/00（2006.01）I
- 代理機構：重慶市前沿專利事務所（普通合夥）
- 類別：發明專利
- 代理人：郭雲
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
調距槳液壓伺服系統的原理是利用液壓油傳遞動力和控制信號，通過各種液壓元件，與機械、電氣等綜合構成控制迴路，從而實現槳距控制自動化，常套用於各種噸位的船舶、艦艇等變距槳控系統智慧型化控制領域。區別於傳統的定距槳，調距槳液壓伺服系統驅動調距槳的槳葉，可以實現槳葉在船舶航行中任意調節，從而使得船舶在不調整驅動柴油機實時輸出功率的前提下，使得船舶獲得大小不同的推進力，進而改變船舶航速，這樣不僅可以避免頻繁調整柴油機，降低船舶能耗，還可實現對航速的連續調整。
調距槳在海洋船舶市場得到廣泛套用，但作為調距槳核心部分的調距槳液壓伺服系統，仍然不夠完善，在實現該發明的過程中，發明人發現2015年4月前已有技術至少存在以下問題：
1.可靠性不足，不能滿足海上惡劣的使用環境。
2.功能的單一，集成度差。
3.原理設計不完善，未考慮減少發熱、節能目的。
發明內容
專利目的
《一種新型船用主推調距槳液壓伺服系統和方法》旨在至少解決2015年4月前已有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種新型船用主推調距槳液壓伺服系統和方法。
技術方案
一種新型船用主推調距漿液壓伺服系統，所述漿轂12的螺旋槳軸穿過齒輪箱11內部，其關鍵在於，包括：第一雙聯泵組1、比例閥5、油壓調節閥6、梭閥7、第一電磁換向閥8齒輪箱11、漿轂12、調節器；調節器信號輸出端連線比例閥5信號接收端，通過調節器的輸出信號大小控制比例閥5閥芯的運動，所述比例閥5進口油路連線第一雙聯泵組1，所述比例閥5出口油路連線梭閥7，所述梭閥7出口油路連線油壓調節閥6外控油口端，所述比例閥5另一出口油路連線第一電磁換向閥8，所述第一電磁換向閥8出口油路連線漿轂12油缸，推動伺服活塞運動。
所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，優選的，所述第一雙聯泵組1包括：第一伺服泵1.1、第一加速泵1.2、第一電機、第一單向閥30、第二單向閥31、第二電磁換向閥10；第一伺服泵1.1出口油路連線第一單向閥30進口油路，所述第一單向閥30齣口油路連線比例閥5進口油路，第一加速泵1.2出口油路連線第二單向閥31進口油路，所述第二單向閥31出口油路連線第二電磁換向閥10進口油路，所述第一電磁換向閥8出口油路連線漿轂12A口和B口，所述第二電磁換向閥10齣口油路連線漿轂A口和B口，所述第一電磁換向閥8和第二電磁換向閥10分別根據控制信號控制油路變換，從而分別連線出口油路的A口或者B口，第一電機分別連線控制第一伺服泵1.1和第一加速泵1.2；還包括：重力油箱13、冷卻器14、回油過濾器15、第三單向閥32、液位繼電器35；重力油箱13回油口連線油箱進油口，所述回油過濾器15出口油路連線油箱，所述回油過濾器15進口油路連線冷卻器14，所述冷卻器14進口油路連線第三單向閥32，所述重力油箱13安裝液位繼電器35，當重力油箱13所儲油量達到閾值後通過液位繼電器35進行操作。
所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，優選的，還包括：手搖泵16、手動換向閥17、第四單向閥33、第一高壓球閥36、第二高壓球閥37；手搖泵16出口油路連線第四單向閥33進口油路，所述第四單向閥33出口油路連線手動換向閥17進口油路，所述手動換向閥17出口油路分別連線第一高壓球閥36進口油路和第二高壓球閥37進口油路，所述第一高壓球閥36出口油路連線漿轂12B口，所述第二高壓球閥37出口油路連線漿轂12A口。
所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，優選的，還包括：提升泵組18、節流閥19、第五單向閥20、第六單向閥21、第一壓力繼電器22、第七單向閥34；提升泵組18出口油路連線第七單向閥34進口油路，所述第七單向閥34出口油路分別連線節流閥19進口油路和第五單向閥20進口油路，所述第五單向閥20進口油路一端連線提升泵組18出口油路，另一端連線油箱進油口，用於提升泵組18油壓超過閾值是，防止提升泵組18油壓過高，所述節流閥19出口油路連線重力油箱13W口，所述第七單向閥34出口油路還連線漿轂12SP口，在所述第七單向閥34出口油路和漿轂12SP口之間設定第一壓力繼電器22感應線圈。
所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，優選的，還包括吸油濾器29，所述吸油濾器29進口油路一端連線油箱油口，所述吸油濾器29出口油路連線第一雙聯泵組1進口油路，所述吸油濾器29出口油路還連線第二雙聯泵組2進口油路，所述吸油濾器29出口油路還連線提升泵組18進口油路。
所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，優選的，還包括：第三高壓球閥38、第四高壓球閥39；所述第三高壓球閥38連線第一電磁換向閥8的油路和漿轂12B口之間，所述第三高壓球閥38用於油路的通斷，所述第四高壓球閥39連線第二電磁換向閥10的油路和漿轂12A口之間，所述第四高壓球閥39用於油路的通斷。
所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，優選的，還包括：壓力感測器25、第二壓力繼電器26、第三壓力繼電器27；壓力感測器25安裝在第一雙聯泵組1和比例閥5之間，用於探測第一雙聯泵組1和比例閥5之間的油路壓力，所述第二壓力繼電器26安裝在第一雙聯泵組1和比例閥5之間，所述第三壓力繼電器27安裝在第一雙聯泵組1和單向閥30之間。
所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，優選的，還包括：第二雙聯泵組2、第三電磁換向閥9、第四壓力繼電器28；所述第二雙聯泵組2與第一雙聯泵組1並聯，同時通過比例閥5傳輸油路油壓，所述第三電磁換向閥9與第一電磁換向閥8並聯，所述第三電磁換向閥9出口油路連線油箱進油口，所述第三電磁換向閥9用於緊急狀態下油路卸荷，所述第四壓力繼電器28連線在第二雙聯泵組2的第二伺服泵2.1和單向閥之間。
該發明還公開一種新型船用主推調距漿液壓伺服方法，其關鍵在於，包括如下步驟：
S1，第一雙聯泵組啟動後，第一伺服泵1.1出口的液壓油經過第一單向閥30，到達比例閥5的進口，通過換向閥8，實現船用漿的正車和倒車，穩距工況時，比例閥5位於中位，油壓調節閥6被打開，液壓油經油壓調節閥6、第二單向閥32、冷卻器14和回油過濾器15回至主油箱，然後選擇步驟S2-S4之一或任意組合進行調節；
S2，在進行船用槳葉螺距精確比例微調時，當伺服遙控箱傳送前進的電信號時，該前進信號作用在比例微分調節器PD上，該調節器將電信號放大後作用在比例閥5的電磁線圈上，使比例閥5的閥芯右移，比例閥5的右位接通，壓力油進入梭閥7的右端，使該閥的閥芯向左移，液壓油進入到油壓調節閥6的外控油口端，使壓力調節閥6關緊；另一路液壓油經過第一電磁換向閥8和第三高壓球閥38進入配油環，並經過中空的螺旋槳軸內的輸油管進入槳轂12油缸左側，推動伺服活塞向右移動；同時伺服活塞右側的液壓油經中空的螺旋槳軸與輸油管之間的環形通道回油，並經過A口，第四高壓球閥39、第一電磁換向閥8、比例閥5、第三單向閥32、冷卻器14和回油過濾器15回至主油箱；在螺旋槳槳葉轉動的同時，中空的螺旋槳軸內部的輸油管及傳動桿也隨之移動，傳動桿的一端有兩個位置變送器，其中一個位置變送器把位移信號轉換成電信號，反饋到伺服遙控箱內，該信號再和螺距指令信號相比較，進行比例微分調節；另一個位置變送器把位移信號轉換成電信號，該信號傳輸給螺距表用於螺距指示；當可調螺距螺旋槳轉到規定的螺距時，螺距指令的電信號就會取消，比例閥5回到中位，完成主推調距槳螺距的精確比例調節，即進入穩距工況；
S3，當伺服遙控箱發出後退的電信號時，該後退信號作用在比例微分調節器PD上，該調節器將電信號放大後作用在比例閥5的電磁線圈上，使比例閥5的閥芯左移，比例閥5的左位接通，壓力油進入梭閥7的左端，使該閥的閥芯向右移，液壓油進入到油壓調節閥6的外控油口端，使壓力調節閥6打開；另一路液壓油經過第一電磁換向閥8和第三高壓球閥38進入配油環，並經過中空的螺旋槳軸內的輸油管進入槳轂12油缸右側，推動伺服活塞向左移動；同時伺服活塞左側的液壓油經中空的螺旋槳軸與輸油管之間的環形通道回油，並經過B口，第四高壓球閥39、第一電磁換向閥8、比例閥5、第三單向閥32、冷卻器14和回油過濾器15回至主油箱；在螺旋槳槳葉轉動的同時，中空的螺旋槳軸內部的輸油管及傳動桿也隨之移動，傳動桿的一端有兩個位置變送器，其中一個位置變送器把位移信號轉換成電信號，反饋到伺服遙控箱內，該信號再和螺距指令信號相比較，進行比例微分調節；另一個位置變送器把位移信號轉換成電信號，該信號傳輸給螺距表用於螺距指示；當可調螺距螺旋槳轉到規定的螺距時，螺距指令的電信號就會取消，比例閥5回到中位，至此完成主推調距槳螺距的精確比例調節，即進入穩距工況；
S4,在進行調距槳螺距快速大幅調節時，當伺服遙控箱給出前進的電信號時，該前進信號作用在第二電磁換向閥10右端的電磁線圈上，從而使第二電磁換向閥10處於右位；這樣壓力油經過第三高壓球閥38，進入槳轂12油缸左側，進而推動伺服活塞向右移動，實現調距槳螺距快速調節；當伺服遙控箱發出後退的電信號時，該後退信號作用在第二電磁換向閥10左端的電磁線圈上，從而使第二電磁換向閥10處於左位；這樣壓力油經過第四高壓球閥39，進入槳轂12油缸右側，進而推動伺服活塞向左移動，實現調距槳螺距快速調節。
所述的新型船用主推調距漿液壓伺服方法，優選的，還包括如下步驟：
S5，液壓伺服系統中，第一單向閥30和第二單向閥31防止系統中液壓油倒流，第一溢流閥3、第二溢流閥4防止油壓過高，其調定壓力決定伺服油缸活塞最大輸出力的大小；手搖泵16在系統失電時，在現場手動進行螺距設定時，通過手推三位四通手動換向閥17上的推桿，使閥左位或右位通，壓力油通過三位四通手動換向閥17、第一高壓球閥36或第二高壓球閥37進入槳轂12的油缸，實現應急狀態下調距槳的正車或倒車，實現以定距槳航行；
S6，提升泵組18出油口經過第七單向閥34分為兩路，一路經過節流閥19為重力油箱13供油，通過液位繼電器35的作用，當重力油箱13的液位下降到一定高度時，提升泵組18自動向重力油箱13補油，當上升到一定高度時，提升泵組18自動停止；當提升泵組18不能向重力油箱13補油時，重力油箱13液位下降到低位時，有報警信號輸出；當提升泵組18補油到一定高度還沒有自動停止時，液壓油能從重力油箱13高位溢流回油油路回到主油箱；另一路壓力油通過SP口，進入齒輪箱11，槳轂12，提升泵組18和重力油箱13一起保證槳轂潤滑腔內一定的靜壓。
有益效果
1.具有更高可靠性，結構簡單，操作方便，控制可靠，成本低廉，適合海上航行環境要求；該發明採用兩台參數相同、相互獨立、一主一備的主泵組，當一台主泵組出現故障時，另一台備用泵組自動投入使用。即使液壓系統或者控制系統出現故障或者完全失電，仍然能通過手動應急操作，手搖泵提供壓力，通過應急手動換向閥進行換向，快捷的實現槳葉的正車或倒車，實現以定距槳航行。
2.重力油箱和提升泵一起保證槳轂潤滑腔內一定的靜壓，起到潤滑和防止海水進入槳轂潤滑腔內部的作用。
4.可實現槳葉槳距快調和精調；雙聯泵中的S泵和比例閥實現槳葉微調，雙聯泵中的B泵和三位四通換向閥實現槳葉槳距快速調整。
5.梭閥與外控式溢流閥組合使用，實現主泵低壓啟動，在系統不進行螺距調節時使系統中的工作油壓控制在一個較低的值上設定值一般為15bar而在系統進行調距操作時使系統工作油壓隨著負荷增加而增加，從而實現減少發熱、節省能量的目的。
附圖說明
圖1是《一種新型船用主推調距槳液壓伺服系統和方法》主推調距槳伺服油壓調節迴路原理圖；
圖2是該發明主推調距槳液壓伺服系統齒輪箱連線原理圖；
圖3是該發明主推調距槳液壓伺服系統重力油箱示意圖；
圖4是該發明主推調距槳液壓伺服系統連線示意圖。
編號說明：雙聯泵組1，伺服泵1.1，加速泵1.2，雙聯泵組2，伺服泵2.1，加速泵2.2，溢流閥3，溢流閥4，比例閥5，油壓調節閥6，梭閥7，二位四通電磁換向閥8，二位四通電磁換向閥9，三位四通電磁換向閥10，齒輪箱11，槳轂12，重力油箱13，冷卻器14，回油過濾器15，手搖泵16，三位四通手動換向閥17，提升泵組18，節流閥19，單向閥20，單向閥21，壓力繼電器22，液位繼電器23，溫度感測器24，壓力感測器25，壓力繼電器26，壓力繼電器27，壓力繼電器28，吸油濾器29，單向閥30，單向閥31，單向閥32，單向閥33，單向閥34，液位繼電器35，高壓球閥36、37、38、39，壓力表40、41、42、43、44。
權利要求
1.一種新型船用主推調距漿液壓伺服系統，所述漿轂（12）的螺旋槳軸穿過齒輪箱（11）內部，其特徵在於，包括：第一雙聯泵組（1）、比例閥（5）、油壓調節閥（6）、梭閥（7）、第一電磁換向閥（8）齒輪箱（11）、漿轂（12）、調節器；調節器信號輸出端連線比例閥（5）信號接收端，通過調節器的輸出信號大小控制比例閥（5）閥芯的運動，所述比例閥（5）進口油路連線第一雙聯泵組（1），所述比例閥（5）出口油路連線梭閥（7），所述梭閥（7）出口油路連線油壓調節閥（6）外控油口端，所述比例閥（5）另一出口油路連線第一電磁換向閥（8），所述第一電磁換向閥（8）出口油路連線漿轂（12）油缸，推動伺服活塞運動。
2.根據權利要求1所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，其特徵在於，所述第一雙聯泵組（1）包括：第一伺服泵（1.1）、第一加速泵（1.2）、第一電機、第一單向閥（30）、第二單向閥（31）、第二電磁換向閥（10）；第一伺服泵（1.1）出口油路連線第一單向閥（30）進口油路，所述第一單向閥（30）出口油路連線比例閥（5）進口油路，第一加速泵（1.2）出口油路連線第二單向閥（31）進口油路，所述第二單向閥（31）出口油路連線第二電磁換向閥（10）進口油路，所述第一電磁換向閥（8）出口油路連線漿轂（12）A口和B口，所述第二電磁換向閥（10）出口油路連線漿轂A口和B口，所述第一電磁換向閥（8）和第二電磁換向閥（10）分別根據控制信號控制油路變換，從而分別連線出口油路的A口或者B口，第一電機分別連線控制第一伺服泵（1.1）和第一加速泵（1.2）；還包括：重力油箱（13）、冷卻器（14）、回油過濾器（15）、第三單向閥（32）、液位繼電器（35）；重力油箱（13）回油口連線油箱進油口，所述回油過濾器（15）出口油路連線油箱，所述回油過濾器（15）進口油路連線冷卻器（14），所述冷卻器（14）進口油路連線第三單向閥（32），所述重力油箱（13）安裝液位繼電器（35），當重力油箱（13）所儲油量達到閾值後通過液位繼電器（35）進行操作。
3.根據權利要求1所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，其特徵在於，還包括：手搖泵（16）、手動換向閥（17）、第四單向閥（33）、第一高壓球閥（36）、第二高壓球閥（37）；手搖泵（16）出口油路連線第四單向閥（33）進口油路，所述第四單向閥（33）出口油路連線手動換向閥（17）進口油路，所述手動換向閥（17）出口油路分別連線第一高壓球閥（36）進口油路和第二高壓球閥（37）進口油路，所述第一高壓球閥（36）出口油路連線漿轂（12）B口，所述第二高壓球閥（37）出口油路連線漿轂（12）A口。
4.根據權利要求2所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，其特徵在於，還包括：提升泵組（18）、節流閥（19）、第五單向閥（20）、第六單向閥（21）、第一壓力繼電器（22）、第七單向閥（34）；提升泵組（18）出口油路連線第七單向閥（34）進口油路，所述第七單向閥（34）出口油路分別連線節流閥（19）進口油路和第五單向閥（20）進口油路，所述第五單向閥（20）進口油路一端連線提升泵組（18）出口油路，另一端連線油箱進油口，用於提升泵組（18）油壓超過閾值時，防止提升泵組（18）油壓過高，所述節流閥（19）出口油路連線重力油箱（13）W口，所述第七單向閥（34）出口油路還連線漿轂（12）SP口，在所述第七單向閥（34）出口油路和漿轂（12）SP口之間設定第一壓力繼電器（22）感應線圈。
5.根據權利要求1所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，其特徵在於，還包括吸油濾器（29），所述吸油濾器（29）進口油路一端連線油箱油口，所述吸油濾器（29）出口油路連線第一雙聯泵組（1）進口油路，所述吸油濾器（29）出口油路還連線第二雙聯泵組（2）進口油路，所述吸油濾器（29）出口油路還連線提升泵組（18）進口油路。
6.根據權利要求1所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，其特徵在於，還包括：第三高壓球閥（38）、第四高壓球閥（39）；所述第三高壓球閥（38）連線第一電磁換向閥（8）的油路和漿轂（12）B口之間，所述第三高壓球閥（38）用於油路的通斷，所述第四高壓球閥（39）連線第二電磁換向閥（10）的油路和漿轂（12）A口之間，所述第四高壓球閥（39）用於油路的通斷。
7.根據權利要求2所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，其特徵在於，還包括：壓力感測器（25）、第二壓力繼電器（26）、第三壓力繼電器（27）；壓力感測器（25）安裝在第一雙聯泵組（1）和比例閥（5）之間，用於探測第一雙聯泵組（1）和比例閥（5）之間的油路壓力，所述第二壓力繼電器（26）安裝在第一雙聯泵組（1）和比例閥（5）之間，所述第三壓力繼電器（27）安裝在第一雙聯泵組（1）和單向閥（30）之間。
8.根據權利要求1所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，其特徵在於，還包括：第二雙聯泵組（2）、第三電磁換向閥（9）、第四壓力繼電器（28）；所述第二雙聯泵組（2）與第一雙聯泵組（1）並聯，同時通過比例閥（5）傳輸油路油壓，所述第三電磁換向閥（9）與第一電磁換向閥（8）並聯，所述第三電磁換向閥（9）出口油路連線油箱進油口，所述第三電磁換向閥（9）用於緊急狀態下油路卸荷，所述第四壓力繼電器（28）連線在第二雙聯泵組（2）的第二伺服泵（2.1）和單向閥之間。
9.一種新型船用主推調距漿液壓伺服方法，其特徵在於，包括如下步驟：
S1，第一雙聯泵組啟動後，第一伺服泵（1.1）出口的液壓油經過第一單向閥（30），到達比例閥（5）的進口，通過換向閥（8），實現船用漿的正車和倒車，穩距工況時，比例閥（5）位於中位，油壓調節閥（6）被打開，液壓油經油壓調節閥（6）、第二單向閥（32）、冷卻器（14）和回油過濾器（15）回至主油箱，然後選擇步驟S2-S4之一或任意組合進行調節；
S2，在進行船用槳葉螺距精確比例微調時，當伺服遙控箱傳送前進的電信號時，該前進信號作用在比例微分調節器PD上，該調節器將電信號放大後作用在比例閥（5）的電磁線圈上，使比例閥（5）的閥芯右移，比例閥（5）的右位接通，壓力油進入梭閥（7）的右端，使該閥的閥芯向左移，液壓油進入到油壓調節閥（6）的外控油口端，使壓力調節閥（6）關緊；另一路液壓油經過第一電磁換向閥（8）和第三高壓球閥（38）進入配油環，並經過中空的螺旋槳軸內的輸油管進入槳轂（12）油缸左側，推動伺服活塞向右移動；同時伺服活塞右側的液壓油經中空的螺旋槳軸與輸油管之間的環形通道回油，並經過A口，第四高壓球閥（39）、第一電磁換向閥（8）、比例閥（5）、第三單向閥（32）、冷卻器（14）和回油過濾器（15）回至主油箱；在螺旋槳槳葉轉動的同時，中空的螺旋槳軸內部的輸油管及傳動桿也隨之移動，傳動桿的一端有兩個位置變送器，其中一個位置變送器把位移信號轉換成電信號，反饋到伺服遙控箱內，該信號再和螺距指令信號相比較，進行比例微分調節；另一個位置變送器把位移信號轉換成電信號，該信號傳輸給螺距表用於螺距指示；
當可調螺距螺旋槳轉到規定的螺距時，螺距指令的電信號就會取消，比例閥（5）回到中位，完成主推調距槳螺距的精確比例調節，即進入穩距工況；
S3，當伺服遙控箱發出後退的電信號時，該後退信號作用在比例微分調節器PD上，該調節器將電信號放大後作用在比例閥（5）的電磁線圈上，使比例閥（5）的閥芯左移，比例閥（5）的左位接通，壓力油進入梭閥（7）的左端，使該閥的閥芯向右移，液壓油進入到油壓調節閥（6）的外控油口端，使壓力調節閥（6）打開；另一路液壓油經過第一電磁換向閥（8）和第三高壓球閥（38）進入配油環，並經過中空的螺旋槳軸內的輸油管進入槳轂（12）油缸右側，推動伺服活塞向左移動；同時伺服活塞左側的液壓油經中空的螺旋槳軸與輸油管之間的環形通道回油，並經過B口，第四高壓球閥（39）、第一電磁換向閥（8）、比例閥（5）、第三單向閥（32）、冷卻器（14）和回油過濾器（15）回至主油箱；在螺旋槳槳葉轉動的同時，中空的螺旋槳軸內部的輸油管及傳動桿也隨之移動，傳動桿的一端有兩個位置變送器，其中一個位置變送器把位移信號轉換成電信號，反饋到伺服遙控箱內，該信號再和螺距指令信號相比較，進行比例微分調節；另一個位置變送器把位移信號轉換成電信號，該信號傳輸給螺距表用於螺距指示；當可調螺距螺旋槳轉到規定的螺距時，螺距指令的電信號就會取消，比例閥（5）回到中位，至此完成主推調距槳螺距的精確比例調節，即進入穩距工況；
S4,在進行調距槳螺距快速大幅調節時，當伺服遙控箱給出前進的電信號時，該前進信號作用在第二電磁換向閥（10）右端的電磁線圈上，從而使第二電磁換向閥（10）處於右位；這樣壓力油經過第三高壓球閥（38），進入槳轂（12）油缸左側，進而推動伺服活塞向右移動，實現調距槳螺距快速調節；當伺服遙控箱發出後退的電信號時，該後退信號作用在第二電磁換向閥（10）左端的電磁線圈上，從而使第二電磁換向閥（10）處於左位；這樣壓力油經過第四高壓球閥（39），進入槳轂（12）油缸右側，進而推動伺服活塞向左移動，實現調距槳螺距快速調節。
10.根據權利要求9所述的新型船用主推調距漿液壓伺服方法，其特徵在於，還包括如下步驟：
S5，液壓伺服系統中，第一單向閥（30）和第二單向閥（31）防止系統中液壓油倒流，第一溢流閥（3）、第二溢流閥（4）防止油壓過高，其調定壓力決定伺服油缸活塞最大輸出力的大小；手搖泵（16）在系統失電時，在現場手動進行螺距設定時，通過手推三位四通手動換向閥（17）上的推桿，使閥左位或右位通，壓力油通過三位四通手動換向閥（17）、第一高壓球閥（36）或第二高壓球閥（37）進入槳轂（12）的油缸，實現應急狀態下調距槳的正車或倒車，實現以定距槳航行；
S6，提升泵組（18）出油口經過第七單向閥（34）分為兩路，一路經過節流閥（19）為重力油箱（13）供油，通過液位繼電器（35）的作用，當重力油箱（13）的液位下降到一定高度時，提升泵組（18）自動向重力油箱（13）補油，當上升到一定高度時，提升泵組（18）自動停止；當提升泵組（18）不能向重力油箱（13）補油時，重力油箱（13）液位下降到低位時，有報警信號輸出；當提升泵組（18）補油到一定高度還沒有自動停止時，液壓油能從重力油箱（13）高位溢流回油油路回到主油箱；另一路壓力油通過SP口，進入齒輪箱（11），槳轂（12），提升泵組（18）和重力油箱（13）一起保證槳轂潤滑腔內一定的靜壓。
實施方式
如圖1所示，該發明涉及一種套用於船上的調距槳液壓伺服系統，主要由伺服油箱、重力油箱、三台液壓泵、管件、控制閥組、濾器、冷卻器和保護元件、繼電器、感測器等元件組成。液壓伺服系統的主要功能是按遙控系統的螺距指令，驅動槳轂調距機構工作，將槳葉轉動至指令要求的螺距位置，實現船舶的正、倒車航行，滿足船舶各種工況時要求的航速或推力，並可以使船舶在最大正車至最大倒車之間無級調速，也可以通過調距槳倒車使船緊急制動，提高船舶的機動性能。當調距液壓系統出現故障後，應急系統可將槳葉固定於正車或者倒車螺距位置，使之能按定距槳狀態工作。
為實現上述目的，該發明的技術解決方案是：每套調距槳液壓伺服系統包括：兩台參數相同、相互獨立、一主一備的主泵組P1和P2，主控制閥塊和輔控制閥塊組件，過濾器泵入口和回油口，壓力表，壓力繼電器，溫度感測器，液位繼電器，海水冷卻器，接頭，管道等組成，這些零件都安裝在油箱面板上，成為一個整體。當一台主泵組工作壓力低於0.8MPa左右時報警；工作壓力低於0.6MPa左右時另一備用主泵組自動起動投入工作。
當調距槳液壓伺服系統完全失電時，主機停車，利用手搖泵打出的壓力油通過手動換向閥雙向推動變距油缸，使之成為定距槳，在低於70％額定轉速下返航。
重力油箱和提升泵一起保證槳轂潤滑腔內一定的靜壓，起到潤滑和防止海水進入槳轂潤滑腔內部的作用。當重力油箱液位下降到一定高度時，提升泵自動向重力油箱補油，當上升到一定高度時，提升泵自動停止。當提升泵P3不能向重力油箱補油時，重力油箱液位下降到低位時，有報警信號輸出。當提升泵P3補油到一定高度還沒有自動停止時，液壓油能從重力油箱高位溢流口回到主油箱。
如圖1-4所示，該發明提供了一種新型船用主推調距漿液壓伺服系統，所述漿轂12的螺旋槳軸穿過齒輪箱11內部，其關鍵在於，包括：第一雙聯泵組1、比例閥5、油壓調節閥6、梭閥7、第一電磁換向閥8齒輪箱11、漿轂12、調節器；調節器信號輸出端連線比例閥5信號接收端，通過調節器的輸出信號大小控制比例閥5閥芯的運動，所述比例閥5進口油路連線第一雙聯泵組1，所述比例閥5出口油路連線梭閥7，所述梭閥7出口油路連線油壓調節閥6外控油口端，所述比例閥5另一出口油路連線第一電磁換向閥8，所述第一電磁換向閥8出口油路連線漿轂12油缸，推動伺服活塞運動。
所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，優選的，所述第一雙聯泵組1包括：第一伺服泵1.1、第一加速泵1.2、第一電機、第一單向閥30、第二單向閥31、第二電磁換向閥10；第一伺服泵1.1出口油路連線第一單向閥30進口油路，所述第一單向閥30齣口油路連線比例閥5進口油路，第一加速泵1.2出口油路連線第二單向閥31進口油路，所述第二單向閥31出口油路連線第二電磁換向閥10進口油路，所述第一電磁換向閥8出口油路連線漿轂12A口和B口，所述第二電磁換向閥10齣口油路連線漿轂A口和B口，所述第一電磁換向閥8和第二電磁換向閥10分別根據各自的控制信號控制油路變換，從而分別連線出口油路的A口或者B口，第一電機分別連線控制第一伺服泵1.1和第一加速泵1.2；還包括：重力油箱13、冷卻器14、回油過濾器15、第三單向閥32、液位繼電器35；重力油箱13回油口連線油箱進油口，所述回油過濾器15出口油路連線油箱，所述回油過濾器15進口油路連線冷卻器14，所述冷卻器14進口油路連線第三單向閥32，所述重力油箱13安裝液位繼電器35，當重力油箱13所儲油量達到閾值後通過液位繼電器35進行操作。
所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，優選的，還包括：手搖泵16、手動換向閥17、第四單向閥33、第一高壓球閥36、第二高壓球閥37；手搖泵16出口油路連線第四單向閥33進口油路，所述第四單向閥33出口油路連線手動換向閥17進口油路，所述手動換向閥17出口油路分別連線第一高壓球閥36進口油路和第二高壓球閥37進口油路，所述第一高壓球閥36出口油路連線漿轂12B口，所述第二高壓球閥37出口油路連線漿轂12A口。
所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，優選的，還包括：提升泵組18、節流閥19、第五單向閥20、第六單向閥21、第一壓力繼電器22、第七單向閥34；提升泵組18出口油路連線第七單向閥34進口油路，所述第七單向閥34出口油路分別連線節流閥19進口油路和第五單向閥20進口油路，所述第五單向閥20進口油路一端連線提升泵組18出口油路，另一端連線油箱進油口，用於提升泵組18油壓超過閾值是，防止提升泵組18油壓過高，所述節流閥19出口油路連線重力油箱13W口，所述第七單向閥34出口油路還連線漿轂12SP口，在所述第七單向閥34出口油路和漿轂12SP口之間設定第一壓力繼電器22感應線圈。
所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，優選的，還包括吸油濾器29，所述吸油濾器29進口油路一端連線油箱油口，所述吸油濾器29出口油路連線第一雙聯泵組1進口油路，所述吸油濾器29出口油路還連線第二雙聯泵組2進口油路，所述吸油濾器29出口油路還連線提升泵組18進口油路。所述第一雙聯泵組、第二雙聯泵組和提升泵組各自單獨連線一個吸油濾器，每個吸油濾器分別從油箱將液壓油過濾之後分別傳送到第一雙聯泵組、第二雙聯泵組和提升泵組。
所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，優選的，還包括：第三高壓球閥38、第四高壓球閥39；所述第三高壓球閥38連線第一電磁換向閥8的油路和漿轂12B口之間，所述第三高壓球閥38用於油路的通斷，所述第四高壓球閥39連線第二電磁換向閥10的油路和漿轂12A口之間，所述第四高壓球閥39用於油路的通斷。
所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，優選的，還包括：壓力感測器25、第二壓力繼電器26、第三壓力繼電器27；壓力感測器25安裝在第一雙聯泵組1和比例閥5之間，用於探測第一雙聯泵組1和比例閥5之間的油路壓力，所述第二壓力繼電器26安裝在第一雙聯泵組1和比例閥5之間，所述第三壓力繼電器27安裝在第一雙聯泵組1和單向閥30之間。
所述的新型船用主推調距漿液壓伺服系統，優選的，還包括：第二雙聯泵組2、第三電磁換向閥9、第四壓力繼電器28；所述第二雙聯泵組2與第一雙聯泵組1並聯，同時通過比例閥5傳輸油路油壓，所述第三電磁換向閥9與第一電磁換向閥8並聯，所述第三電磁換向閥9出口油路連線油箱進油口，所述第三電磁換向閥9用於緊急狀態下油路卸荷，所述第四壓力繼電器28連線在第二雙聯泵組2的第二伺服泵2.1和單向閥之間。
該發明的主推調距槳液壓伺服系統。雙聯泵組1啟動後，伺服泵1.1排量小出口的液壓油經過單向閥30，到達比例閥5的進口，通過換向閥8，實現正車和倒車。在不進行螺距調節，即穩距工況時，比例閥5位於中位，這時由於油壓調節閥6的入口處與其外控油口的壓力差大於該閥彈簧的設定壓力，油壓調節閥6被打開，這樣液壓油經油壓調節閥6、單向閥32、冷卻器14和回油過濾器15回至油箱，此時配油環中的液壓鎖會將伺服活塞兩端的液壓油封閉在伺服油缸中，靠油液的不可壓縮性將槳葉固定在所要求的位置上。
在進行槳葉螺距精確比例微調時，當駕駛台給出“前進”的電信號時，該信號作用在比例微分調節器PD上，該調節器將電信號放大後作用在比例閥5右端的電磁線圈上，從而使比例閥5的閥芯右移。在這種情況下，比例閥5的右位接通，壓力油進入梭閥7的右端，使該閥的閥芯向左移，液壓油進入到油壓調節閥6的外控油口端，使壓力調節閥6關緊，無法打開；另一路液壓油經過二位四通電磁換向閥8和高壓球閥38進入配油環，並經過中空的螺旋槳軸內的輸油管進入槳轂12油缸左側，推動伺服活塞向右移動。同時伺服活塞右側的液壓油經中空的螺旋槳軸與輸油管之間的環形通道回油，並經過A口，高壓球閥V7、二位四通電磁換向閥8、比例閥5、單向閥32、冷卻器14和回油過濾器15回至油箱。在螺旋槳槳葉轉動的同時，中空的螺旋槳軸內部的輸油管及傳動桿也隨之移動，傳動桿的一端有兩個位置變送器，其中一個位置變送器把位移信號轉換成電信號，反饋到伺服遙控箱內，該信號再和螺距指令信號相比較，進行比例微分調節；另一個位置變送器把位移信號轉換成電信號，該信號傳輸給螺距表用於螺距指示。當可調螺距螺旋槳轉到規定的螺距時，螺距指令的電信號就會取消，比例閥5回到中位，至此完成主推調距槳螺距的精確比例調節，即進入穩距工況。
當駕駛台發出“後退”的電信號時，也是同理，只是相關閥件及液壓油的動作恰好相反。
加速泵1.2排量大出口的液壓油經過單向閥31，到達三位四通電磁換向閥10的進口，在不進行螺距調節，即穩距工況時，三位四通電磁換向閥10位於中位，這樣液壓油經單向閥32、冷卻器14和回油過濾器15回至油箱，此時配油環中的液壓鎖會將伺服活塞兩端的液壓油封閉在伺服油缸中，靠油液的不可壓縮性將槳葉固定在所要求的位置上。
在進行調距槳螺距快速大幅調節時，當駕駛台給出“前進”的電信號時，該信號作用在三位四通電磁換向閥10右端的電磁線圈上，從而使三位四通電磁換向閥10處於右位。這樣壓力油經過高壓球閥38，進入槳轂12油缸左側，進而推動伺服活塞向右移動，實現調距槳螺距快速調節。
當駕駛台發出“後退”的電信號時，也是同理，只是相關閥件及液壓油的動作恰好相反。
液壓伺服系統中，單向閥30、31可以防止系統中液壓油倒流。溢流閥3、溢流閥4它可以防止系統中油壓過高，其調定壓力決定伺服油缸活塞最大輸出力的大小。
通過伺服泵1.1和加速泵1.2的配合使用，可滿足船舶對不同航速及航向的精確調節，提高調節的精度和效率。
手搖泵16可是實現應急操作，在系統失電時，在現場手動進行螺距設定時，通過手推三位四通手動換向閥17上的推桿，可以使閥左位或右位通，壓力油通過三位四通手動換向閥17、高壓球閥36或37進入槳轂12的油缸，實現應急狀態下調距槳的正車或倒車，實現以定距槳航行。
提升泵組18出油口經過單向閥34分為兩路，一路經過節流閥19為重力油箱13供油，通過液位繼電器35的作用，當重力油箱13的液位下降到一定高度時，提升泵18自動向重力油箱13補油，當上升到一定高度時，提升泵18自動停止。當提升泵18不能向重力油箱13補油時，重力油箱13液位下降到低位時，有報警信號輸出。當提升泵18補油到一定高度還沒有自動停止時，液壓油能從重力油箱13高位溢流T口回到主油箱；另一路壓力油通過SP口，進入齒輪箱11，槳轂12，提升泵18和重力油箱13一起保證槳轂潤滑腔內一定的靜壓，起到潤滑和防止海水進入槳轂潤滑腔內部的作用。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種新型船用主推調距槳液壓伺服系統和方法》獲得第二十屆中國專利銀獎。
