专利名称：具有增强马力的舷外喷射驱动船用推进装置的制作方法
相关申请的交叉引用本申请为非临时申请，要求享有以下申请的优先权，于2004年10月25日提交的、名称为“用于船舶推进装置的柴油机”的美国临时申请Nos.60621,899；于2005年5月17日提交的、名称为“用于舷外喷射推进发动器的燃料冷却剂”的美国临时申请60/681,762；于2005年5月18日提交的、名称为“用于舷外喷射推进发动器的燃料冷却剂”的非临时申请60/682,597；以及于2005年2月16日提交的、名称为“舷外喷射驱动船舶推进装置和相应的控制杆”的美国临时申请60/653,652。
背景技术：
本发明涉及舷外喷射驱动船舶推进装置。本发明更尤其涉及用于具有船舶增强效率和马力的舷外喷射驱动器，并特别涉及一种具有安装于壳体中的发动机和喷射驱动器的舷外喷射驱动器装置，该装置可移除地与船身相连。
已经提出了多种用于水运工具的舷外喷射驱动装置，但是大多数均与舷外电动机相似，其中舷外电动机的推进器以及下部装置已经由喷射驱动装置来代替。喷射驱动装置包括位于下部装置中的喷射泵，其用于为水运工具提供推进力。在推进器装置中使用喷射泵与仅使用推进器相比更有优势。喷射驱动装置允许浅水操作，此外推进器受到遮盖，并由此减少了受损的可能性。已经提出了多种用于将喷射泵相对于船体艄板以及艄板底部定位于不同位置的构造，但是在一般的喷射驱动装置中，发动机和喷射驱动器直接定位于船体上，在其船体底部具有为容纳流经船体下方的水而设的开槽，之后使用喷射泵向船体后方排水以推进船舶。舷外喷射驱动装置的制造与一般舷外发动机相似，其中一般舷外发动机利用电动机驱动驱动装置，而舷外喷射驱动装置以喷射驱动装置操作。
发动机组件通常包括安装于薄玻璃纤维船体上的内燃机。船体底板包括用于向泵给水的进水口，以及用于排水的排水口。泵高压出水口指向水位线以上的船尾方向以通过由高速喷水口产生反作用力推进船舶前行。在F.C.Clark U.S.专利No.3,055,175中，船舶推进装置装置采用了常规的舷外发动机，并使用具有泵的船舶喷射电动机来代替推进装置从而排出水流以推进船舶前行。Parker U.S.专利No.5,356,319，在船舶上使用可移除的舷内喷射推进装置，其中整体喷射动力装置被防水壳体包围，并设置在定位于船体上的开孔中以及安装成能够从船体移除。
现有技术的许多缺点已经在申请人的U.S.专利No.6,398,600中被克服了，在该专利中，舷外喷射推进装置被可拆卸地安装在船舶上从而使主燃料箱和控制装置安装于船舶船体的内部，但使舷外喷射驱动装置安装于船舶外部带有发动机的壳体中并可移除地与船舶艄板相连。燃料箱和控制装置借助于快卸接头在船体和舷外驱动装置之间连接。该壳体被塑形以便支撑位于直接在喷射驱动装置上方平台上的发动机，借助于带有发动机的离合器机构以及彼此平行定位的喷射驱动装置，该喷射驱动装置用于促动喷射驱动装置。
由申请人设计的舷外喷水装置是令人满意的，然而，它并不能完全实现喷射推进装置的效率。因此，能够克服现有技术缺陷的舷外喷射推进装置是令人期待的。
发明内容
舷外喷射驱动装置包括为抵抗水侵入而密封的壳体，该壳体具有前后侧面以及顶部和底部。发动机设置于该壳体中，一般在该壳体内部水平支撑，并且喷射驱动装置通常在所述壳体内部平行于发动机而设置。发动机的效率通过设置一个或两个涡轮增压器以及用于冷却回流燃料的冷却系统而得到提高。
在一种实施方案中，该壳体包括热交换装置，垂直设置于该壳体内部。热交换装置冷却未被发动机燃烧的燃料。冷却后的燃料回送至发动机用于燃烧。
本发明的其它目的、特征和优点根据以下说明书和附图将显而易见，其中 图1为根据本发明安装于船舶上的舷外喷射驱动装置的剖视图； 图2为其中安装有喷射驱动元件的舷外喷射驱动壳体的剖视图； 图3为图2的喷射驱动装置的后视图； 图4为所连接的燃料箱的框图； 图5为根据本发明构造的用于舷外喷射驱动装置的驱动组件的正视图； 图6为在喷射驱动装置壳体没有被连接的情况下，舷外喷射驱动装置壳体的后视图； 图7为根据本发明构造的主动轴壳体； 图8为根据本发明构造的喷射驱动装置壳体； 图9为根据本发明安装于所述壳体中的驱动轴支撑组件的透视图； 图10为本发明另一实施方案的侧视图，其中根据本发明涡轮叶片组件安装于喷射驱动装置上； 图11为处于开启位置的涡轮叶片组件的侧视图； 图12为处于关闭位置的涡轮叶片组件的侧视图； 图13为用于支撑涡轮叶片组件的鞍形支座的剖视图； 图14为用于处于开启位置时用于涡轮叶片控制组件的侧视图； 图15为用于处于关闭位置时用于涡轮叶片控制组件的侧视图； 图16为涡轮叶片组件的顶部平面图； 图17为使船舶转向左侧的涡轮叶片组件的顶部平面图； 图18为使船舶转向右侧的涡轮叶片组件的顶部平面图； 图19为示出了相对水量和气流的壳体底部的示意图； 图20为示出了壳体喷射入口和凸出部的相对宽度的示意图； 图21A-C为相对于壳体和喷射入口的水量和气流的示意图； 图22为当水流经壳体时的水形示意图； 图23为相对于船舶和舷外喷射装置的空气和水流运转时的侧视图； 图24为根据本发明另一实施方案构造的舷外喷射推进装置的透视图； 图25为根据本发明构造的喷射泵的透视图； 图26为根据本发明构造的定子的顶部平面图； 图27为根据本发明构造的定子的侧视图； 图28为根据本发明构造的用于喷射驱动船舶推进装置壳体的前视图； 图29为用于根据本发明的舷外喷射驱动船舶推进装置的边缘透视图； 图30为根据本发明而构造的推进系统和船舶的相对轮廓示意图； 图31为根据本发明构造的换档板的侧视图； 图32为根据本发明构造的节流板的侧视图； 图33为根据本发明构造的撬板第一侧面的部分正视图； 图34为根据本发明构造的撬板背面的部分正视图； 图35为根据本发明构造的手柄操纵组件的侧视图； 图36为根据本发明的涡轮增压器的示意图；和 图37为根据本发明的燃料冷却装置的示意图。
发明详述 参照图1-3，示出了一种与船舶11在艄板12上的船体相连的舷外喷射驱动装置10。喷射驱动装置17包括壳体13，所述壳体13具有安装于其中的平台14并且具有多个连接于平台14的弹性发动机安装件15。内燃机16安装于位于平台14上的发动机安装件15上。发动机15优选为具有涡轮增压器与中间冷却器的柴油机，但也可以是汽油发动机，以及优选为常规汽车或卡车发动机。喷射驱动装置17安装于壳体13的平台14之下并连接于壳体13的前端18上。对壳体13进行密封以避免水流入其中，并且在平台14和壳体13之间也进行密封以避免水流侵入以及预防油或发动机防冻剂由此泄漏。
现有技术中舷内喷水推进艇的主要构造为列式布置，也就是说，发动机与喷射驱动装置的列式连接；该装置具有从船舶内部朝向艄板(船舶后方)发动机的飞轮和主动皮带轮，以及与其相连的喷射器。与现有技术对照，通过翻转发动机16和喷射驱动装置17(即，180度)从而使它们位于艄板背后的船舶外侧，如根据本发明的图1所示，设置发动机齿轮120和喷射驱动皮带轮28从而使它们均从船舶外侧朝向艄板同一方向，也即，它们朝向列式装置的相反方向。由此，在该构造中，主动皮带轮和发动机飞轮从船舶外侧朝向船舶后部。然后，通过使用传动皮带装置27，喷射器被基本直接放置于发动机之下。换言之，发动机和喷射器基本竖直叠置并且基本平行定向。本领域的熟练技术人员应当理解，通过将发动机从列式构造中旋转180度，这将使得叶轮转到与当前使用的其它叶轮相反的方向(向后)。由此，喷射驱动装置和发动机实际上“向后”安装，这引起在喷射驱动装置中的叶轮与在列式构造的喷射驱动装置中的叶轮相比较朝向相对或相反或“向后”的方向转动。
在示例性的、非限制性的实施方案中，发动机16具有皮带传动27，其中具有用于连接发动机16和喷射驱动装置17的主动皮带轮28的离合器机构。更特别地，如图5所示，传动列形成于发动机16飞轮上的齿轮120之间，发动机16与安装于喷射驱动轴17的驱动轴124上的齿轮122(主动轮28)相连。在优选实施方案中，皮带传动27为Kevlar带，优选齿合接合齿轮120、122从而避免产生跳跃和滑移。
尽管平行位置是用于彼此相对放置的喷射驱动装置17和内燃机16装置的最有效的和优选的位置，但这并不是唯一的位置。此外，通过平行设置，可以使用如图1、2和5所示及上述的标准卧式发动机和传动皮带驱动。
尽管优选将喷射驱动装置17设置于发动机的下方，但其它位置也是本发明所预期的，例如顶部、相对侧或内燃机一侧。
虽然在本发明可接受的范围内，但是它们不是优选的。例如，如果喷射驱动装置17设置于发动机的顶部或上方，它可以运行，然而，它将需要将水泵送至喷射器才能运行。水被泵送的越高，泵送水消耗的动力越多，并且需要的进水量也越大(就整个进水装置而言，为了避免从中形成气泡以及造成气穴现象，需要逐渐地缩小进水容量)。
同样，用于喷射入口的最佳水流位于船舶的下止点，这可能出现围绕发动机分散水流的问题。该位置还很可能使得发动机下降，这带来了另一个问题。也就是腐蚀和排气上升的问题。船舶的最下部或船用发动机隔舱总是进水。较低的发动机设置使得发动机处于水中。
如果喷射驱动装置17设置于发动机16的一侧或两侧，确信这一设置是比顶部更好的位置时，它仍然具有上述问题，并且将需要加工后的装置具有更大的宽度，这将产生重量分布的问题，由此，发动机16比喷射驱动装置17更重，尤其是，如果仅使用单喷嘴驱动装置时。此外，使太多的重量偏向一侧或另外一侧将最有可能产生船舶的操纵问题。
如先前所述，当喷射驱动装置设置于发动机的底部或下方时，到目前为止，这一设置是最现实且最优选的放置。此时，发动机被抬高，减少了由于腐蚀带来的问题以及由此产生的问题。喷射器位于最低的可能位置上，产生进入喷射入口的最佳水流。重量位于中心。而且，通过将发动机的重量直接放置到喷射驱动装置和进水口的上方，进水口几乎不可能从水中出来，这在当前系统中经常发生。当进水口从水中出来时，在喷射驱动装置中的动力和机动性都会产生损失。
用于进入或引出喷射驱动装置的水路也优选为轴向或直的，而不是，例如，圆形的或者弯曲的水路。
而且，应当理解发动机能够与传动列相连，或者可能与带有一系列两个或更多齿轮的直接传动系统相连，不过优选为皮带。可以使用离合器，但并非必要。
带传动系统的优点为有效性。理论上皮带传动传动发动机功率的98％至喷射器叶轮。实际上，使用其它装置当功率传送入推进器或者喷射器叶轮时，大约损失了发动机功率的15％。
此外，人们相信对于喷射器而言这是最费用低廉的方法。对于喷射器而言，为了最有效的操作喷射器，喷射器应当具有充分容量以满足马力和预期载荷的需要。目前，为了优化成本，大多数运行中的喷水推进艇使用的射流容量太小。这样做则是由于喷射器在发动机转速时可以运行。更小的射流可以在更高的速度下运行(每分钟转数或者“RPM”)，更大的射流必须在更低的速度(RPM)下运行。为了使喷射器以比发动机更低的RPM运行，一些齿轮减速是必要的。目前，当减速装置设置于其中时，它借助于传动装置而运行。由于具有本发明的带传动系统，通过使用不同尺寸的齿轮并且在安装时齿轮大小优选为与发动机和喷口尺寸相匹配，使得喷射器能够以较低的RPM运行。
喷射驱动装置17穿过壳体13的后部21伸出壳体13的开口20。喷射驱动装置17具有进水口22并设置在与船体1底部23大约相同的高度上。排水沟24，提供了用于喷水的出口通道，从壳体13的后方伸出。喷射泵25安装在喷射驱动装置17，用于抽吸经过喷射泵的水并向排水沟24排出。通过喷射驱动装置的水通道优选为基本呈所示的线形。喷射驱动装置17如所示位于水位线26以下，并被支撑在位于壳体13前方18的支架29上。
现在参照图6-9，其中提供了根据用于驱动喷射装置17的优选实施方案的安装构件。如上述讨论那样，喷射驱动装置17以可操作地与发动机16联合运行的方式安装于壳体13上。壳体13在其背面21设置有开口20。开口20与壳体13内部相通。
喷射泵25为一系列径向绕驱动轴124固定的喷射桨叶。参照图25，其中为喷射泵25的透视图，提供了根据本发明而构造的喷射泵。螺旋叶片500从如图1示意性所示的支撑构件502中伸出。支撑构件502优选为圆锥形的。由于叶片为螺旋状并间隔设置的，水从叶片之间沿箭头0方向被抽出。因为喷射泵组件25转动，水被向外以及向前推动。当叶片的rpm增强，在叶片之间的气穴现象也增加了。当气穴现象增加时，推力也消失了。而且，水通过阻力最小的通道泄漏。大部分水通过排放装置24向外流出。然而，由于在叶片之间存在间隔，部分水向上游流动，增加了气穴现象和功率损失。气穴现象越大，速度和推力越小。气穴现象随着在叠置叶片之间的间隙尺寸而减小。与要对比的喷射泵相比较，所述间隙以函数1-((n-x)/n)所示的百分数而减小，其中n代表当前叶片的数目，以及x等于辅助叶片的数目。例如，如果叶片数目从3增加到4，那么n＝4和x＝1以使这种增加为1-75％＝25％。如果从2个叶片增加到4个叶片，在采用等距叶片的情况下，则该间隙接近50％。叶片越多，气穴现象越少；然而，同时推力也可能增加，但速度不会增加。
因此，喷射泵由两种形状的叶片、叶轮叶片510和感应叶片512形成。感应叶片512朝向叶轮叶片510抽吸水以向叶轮叶片510提供更大密度的水流，从而使得叶轮叶片510迫使更大量的水从排放装置24中流出。实际上，感应叶片512充填了泵。
感应叶片512中的每一个感应叶片520具有长度LIN和宽度WIN。每个感应叶片520具有渐升边和下降边。每个感应叶片520具有不均匀斜度，即，为弯曲的从而使每个感应叶片520的上升边522具有小于其余部分的斜度。在优选方案，但非限制性实施例中，上升边522具有约14°的斜度，同时感应叶片522的下降部524具有约17°的斜度。
叶轮叶片510的每个叶片500具有长度LIM和宽度WIM。宽度WIN显著较小，比叶轮叶片500的WIM小约50％-85％。而且，叶轮叶片512的长度LIM显著大于叶片520的长度LIN。叶轮叶片500也具有不均匀斜度的上升边506，具有比下降部504更低的斜度。在叶轮叶片510以及感应叶片512中发现的沿各叶片的斜度变化更接近上升边而不是下降部。
应当注意到叶轮叶片512被表示为叶轮叶片510明显上升部分的上游。然而，根据本发明还将提供散布或者分散于叶轮叶片510中的感应叶片512。通过提供与喷射泵中叶轮叶片配合的感应叶片，优选叶轮叶片的上游区，高密度水被运送到叶轮叶片上，从而提供更好的推力和速度。通过提供至少四个叶轮叶片，在叶片之间的间隙被充分地闭合以显著地降低水的逆流。更多叶片的添加使得增加了与降低速度的加速度相关的气穴现象。因此，设置了感应叶片512。
出于喷射泵24叶片作用的结果，水沿箭头P的方向从排放装置24排出(图1、2)。然而，水发生湍流，并且能量也向各个方向流动。因此，在排放装置24中设置如图26所示的定子600以校准从喷射泵25的排水。定子600包括中心构件602。在优选实施方案中，中心构件602为圆锥形。多个叶片604径向从圆锥形构件602延伸至排放装置24的壁上。在优选实施方案中，壁606与叶片604整体成形从而形成一个装置，安装于排放装置24或叶片604中，并且圆锥形构件602可以与排放装置24内部的壳体结构一体成形。
当水流经定子600时，被引导成在单个方向上流动，但部分能量丧失，以及水流速度也产生损失。接着，船舶也失去了速度。然而，小容积构件610从圆锥形构件602延伸入排放装置24的排放部。在优选实施方案中，小容积构件610仅仅是从圆锥形构件延伸出的构件。然而，任何基本上不阻碍穿过定子600出水通道并降低排放装置24容积的构件均可以使用。通过降低排放装置24中的水量，提高了水速，水流排出喷射器在排放装置24处的压力得到增强，向发动机10提供了增加的推力和速度。
喷射驱动装置17可以以可卸柱体的形式形成。在优选实施方案中，喷射驱动装置17容置于可移动喷射器壳体206中。喷射器壳体206支撑其中设置有驱动轴124的主动轴箱201。主动轴箱201容纳于开口20中，并穿过开口20延伸形成壳体13的不透水密封。在优选实施方案中，使用栓板202将壳体201栓接至与之匹配的壳体13的栓板204上。垫圈和密封，如现有技术中已知的，被用于以水封的方式，将壳体装置201固定至壳体13上。
喷射装置17形成为围绕驱动轴124的元件。因此，安装于壳体装置201内的驱动轴124，可以通过简单滑动包括壳体201的整体元件通过开口20便易地安装至壳体13上。主动皮带轮28固定于驱动轴124上，依次连接于传动皮带27上，并且整个喷射推进装置固定至发动机房13上。从而，简易组件得到了提供，同时保持了在发动机构件之间的分离，这保持了与水的隔离从而防止了腐蚀，以及喷射装置构件必须与水接触。
在一个实施方案中，主动轴箱201可滑动地容纳于喷射装置壳体206中。喷射装置壳体206通过后方壳体的螺栓连接安装至壳体13的后表面21上。为了保持舷外的推进系统10的总体形状，发动机壳体13可以形成用于容纳喷射装置壳体206的凹槽210。壳体206设置有用于连接壳体13的板208。
沿驱动轴124的振动导致了驱动轴上的磨损及消耗。这在驱动轴124的每一端部尤其理想。如图9所示，支架212将主动轴箱201固定至壳体13内部驱动轴124与主动皮带轮28相邻的一端上。支架212设置在主动轴箱201的两侧以使驱动轴124稳定于其端部。
在示例性实施方案中，支架可以由研磨钢、铝、不锈钢或者其它材料制造。不锈钢提供了刚度、耐腐蚀性以及适于海洋环境重量的最优组合。在优选实施方案中，支架212需要尽可能地靠近驱动轴124的端部而连接，然而能够理解在本发明的范围内，支架212可以连接至发动机舱内部的多种位置处。将支架124连接在上方以及驱动轴124的每个侧面上，提供了最佳支撑，同时保持支架易于维护以及保持配件、螺栓孔、螺栓等尽可能与底舱区域同样的高度。
通过将支架202基本设置于沿主动轴壳体201长度的中间，进一步提供了驱动轴124的支撑。当连接时，凸缘202设置于壳体13和喷射装置壳体206之间时，并且被同时紧固连接于两个上，并且进一步沿其长度支撑驱动轴124。如上所述，轴壳体201滑动进入发动机壳体13以及壳体206中。三个组件通过焊接、螺接或者其它已知手段与凸缘202上连接，以及喷射器壳体206的螺栓板208螺接至壳体13的后表面21上。这样，喷射器壳体206容纳于以及定位于壳体13后表面21上的接收区210内。
在优选实施方案中，设置有靠近于主动轴壳体中部的凸缘，提供了最佳支撑。在驱动轴端部的其它支撑是有益的，但不是必要的。支撑系统可以由研磨钢、铝、不锈钢或者其它材料来制造。并且，不锈钢提供了刚度、耐腐蚀性以及适于海洋环境重量的最优组合。
舷外推进装置10使用的闭环冷却系统与用于汽车中那些系统相似。在优选实施方案中，推进装置10使用水换热器以类似于汽车中的散热方式冷却发动机16。在发动机、水冷式排气歧管以及油冷却器(其中可适用的)中循环流通的水使用淡水，正如在汽车中使用的那样，但是没有使用水箱型的散热器。推进装置10在运行期间不能使发动机内部接触海水或者使用受污染的淡水。然而，热发动机水通过发动机喷水泵循环流经热交换器，其中热交换器通过循环海水进行冷却。海水由喷水器泵送流经热交换器，消除了使用独立发动机驱动海水泵的需要，并且消除了橡胶海水泵叶轮的高维护费用。
其另外一个优点，推进装置10可以设置有涡轮增压器。船舶推进装置装置10还包括在其插入发动机进气歧管之前，用于冷却压缩空气的不锈钢和白铜中间冷却器。压缩涡轮增压器进入空气的工艺提高了空气的温度。在中间冷却器中使用海水冷却进入空气能够使发动机产生更多更经济的动力，并减少了烟以及由发动机排气产生的其它污染以满足环境标准。
其另外一个优点，船舶推进装置装置10可以配备有燃料冷凝器。应当相信，燃料喷射式发动机向发动机释放出比发动机需要的更多燃料。多余燃料返回到燃料箱中以供后来使用。回油通过发动机进行加热并有助于在一定期间内提升燃料箱中燃料的温度。较高的燃料温度降低了发动机功率和性能。燃料冷却器可以消除这一问题。燃料冷却器由不锈钢和白铜构成，并使用用于冷却的海水。
参见图24，其中提供了使用冷却系统的舷外推进装置10的另一实施方案。使用相同的附图标记标明同一构件以便于描述。推进装置400包括发动机16和喷射装置17。热交换器402通过软管404与喷射装置17连接。热交换器402还通过软管406与发动机16相连。第二软管408将热交换器402连接至中间冷却器410上。中间冷却器410通过软管412连接至发动机16的排放装置414上。而且，中间冷却器410与发动机16的燃料管以及发动机16的涡轮增压器相连。
在运行期间，软管404与喷射装置17连接，并且当射流流经喷射装置17时虹吸部分射流从而使在一定压力下水沿箭头M方向流入热交换器402中。软管406与热交换器402中的管道连通(未示出，但在现有技术中已知)，该热交换器由冷却水环绕并由软管404流经热交换器402中。这样，发动机16与流经喷射装置17的水隔离。由射流和重力提供的压力引起热水通过软管408流出热交换器402沿箭头N的方向流入中间冷却器410。中间冷却器410包括管线系统，与涡轮增压器、排放装置414以及发动机16的燃料管连通，冷却发动机中的空气和燃料以为涡轮增压式发动机提供更大的效率。冷却器燃料增加了发动机的马力。
应当注意到，热交换器402和中间冷却器410均优选为相对于发动机16的横向受到竖直定向。这样，如果实际上舷外推进系统10没有运行，则利用重力从热交换器402排放海水或者净水进入软管408或返回软管404中。这样，在不必要的情况下，不再有海水留在热交换器402中，降低了任意热交换器402中导管或者中间冷却器410中构件的腐蚀。而且，热交换器402优选由不锈钢和白铜、二者的高抗腐蚀性合金制成，以有助于确保发动机16的内部不会接触海水。另外，由于提供了闭式冷却系统，因此在每次旅程之后，不需要进行发动机冲洗，故发动机16应当具有更长以及更可靠的寿命。
参照图37，在该示意图中提供了通常由800标引的冷却组件，该冷却组件用于在增大了发动机马力的燃烧之前冷却燃料。在该实施方案中，通过热交换器402而不是相互冷却装置410执行冷却。装置800使用设置于热交换器402顶端处的燃料冷却器802。顶端为与水输入端403相对的端部。水在热交换器402中沿箭头Z循环流通。燃料冷却器802设置于热交换器402内部从而使热交换器402中的水冷却位于燃料冷却器802内的燃料。
装置800还包括泵/滤器804。燃料管包括燃料管、输送管路以及装有沿箭头方向流动燃料的回流管。泵/滤器804容纳沿燃料管806流动的燃料。在优选实施方案中，燃料管806连接燃料箱(未示出并优选在壳体外部)至装置800上。在优选实施方案中，为初步过滤燃料，过滤器808沿燃料管806而设置。输送管路810从发动机16(示意性地表示)向燃料冷却器802传送加热后的燃料。回流管811将冷却后的燃料送回过滤器812中。过滤器812，依次，将冷却燃料与从燃料箱流出的冷却燃料相混合，并向提升泵805输入燃料，提升泵通过第二过滤器814向发动机16泵送燃料。
在优选实施方案中，在燃料冷却器802中的热交换器402中，输送管路并入回流管处的回路可以是螺线管以允许最大的表面积接触到热交换器402的冷却作用。
以前，热的燃料，那些还没有被发动机16燃烧的燃料已经返回到舷外装置的燃料箱中。返还到燃料箱中的热性燃料通常会导致损失马力，燃料温度升高促进了由于氧化和温度提升引起的藻类生长。很多舷外容器不具有用于容纳返还于燃料箱中燃料的设备。根据上述构件，通过主动冷却热交换器402上部的燃料并且向燃料过滤器812上部返还冷却后的燃料，低压或提升泵805允许除去连至燃料箱的回流管。发动机可以随着燃料温度增加，连续地产生没有通常马力损耗的最大功率。通过不向燃料箱返还热性燃料，马力损失可以得到避免以及由于氧化和温度提升导致的藻类生长被最小化或消除。本发明，如图37所示，由于它是热交换器和燃料的管模块化附加设备，使得安装容易、安全和便宜。本发明在没有产生与这种燃料相关的热持久性问题的情况下，还允许使用军用JP8(喷射燃料)。
在现有技术中的舷外和涡轮增压船用发动机，有必要使其转速(r.p.m)与在低转速(r.p.m)时的涡轮机功率相匹配。这使得向常规舷外发动机传送低端(低速度、低转矩)能量是必要的。然而，作为新方向以及上述构件的结果，通过设置由常规汽车电动机驱动的喷射泵，本发明的喷嘴在任何转速下均能向发动机提供小转矩负载。因此，不需要废气门。
在优选实施方案中，涡轮增压器420通过为发动机匹配涡轮特性控制而不是释放能量穿过如现有技术所示的废气门来控制后部压力的增加。壳体直径或面积半径比得到调整从而控制废气体积和速度以最大转速(r.p.m)优化涡轮速度。进而向壳体侧面提供更大的压力。现在参照图35，其中为喷射泵25的示意图，提供了根据本发明而构造的涡轮增压器。
通常需要从发动机获得额外功率。申请人确认或者单独利用涡轮增压器420或者结合冷却燃料助推150马力发动机至200马力发动机是有可能的。涡轮增压器420包括第一涡轮机壳体424。壳体包括入口426，与发动机422的排放装置428相连。涡轮430可转动地设置于输入口428和壳体排放装置432之间的涡轮机壳体中，从而使发动机422的废气从发动机排放装置428排出，并当其通过涡轮430的叶片流向排放装置432时驱动涡轮430。涡轮430位于排气通道中。涡轮430比通常使用的排气涡轮要大从而为低端功率的发动机提供涡轮增压。
第二壳体450具有用于容纳大气的入口456以及向进入相应汽缸内腔的发动机422提供输出的出口452。空气压缩机454可转动地容置于壳体450内部，并沿在进气口456和排放装置452之间的通道而设置。空气压缩机454比通常使用的压缩机要小以为发动机提供低端功率。轴460连接涡轮430至空气压缩机454上。因此，当发动机422产生排气时，使涡轮430发生旋转，依次转动在空气压缩机454中的轴460。空气压缩机454的转动在排放装置456处产生了真空，排放装置456抽吸大气进入壳体450之内并通过压缩机454之后在正压力下穿过排放装置452进入发动机422中。这在发动机的汽缸422中提供了额外的氧气，产生了更大的爆炸以及更多的能量以驱动活塞。
通过调整面积/半径比以及压缩机和排气涡轮机的尺寸，提供了更大的效率。这样，单独或结合使用冷却燃料，和/或冷却进入空气提高了约25％以上的马力效率；在喷射推进装置中约150马力至约200马力。
如现有技术中已知的，空气将不时回流通过壳体450降低了效率。在现有技术中已知提供了废气门以允许由于回流至通气孔而产生的过剩压力。通过调整壳体450的大小以提供气流穿过壳体的适当体积和速度，废气门的需要得到消除。
通过非限制实施例的方式，该发动机以及相关的控制还适用于刚性、充气艇(RIB)，例如由Zodiac制造得到的那些艇。而且，使用本发明的发动机提供了自维护RIB的新优点。RIB的一个缺点是该充气式结构基本随气体压力改变体积。充气部分在阳光下被拖曳时呈固态，而当被置入冷却水之时损失了体积。而且，无论采用怎样的气封，充气物体都会在阀门、接缝处随着时间放气或者通过材料漏气。因此，自充气装置是期望的。
如上所述，气体在压力下穿过根据本发明构造的发动机。一般而言，空气以2psi穿过发动机。在本发明中，沿发动机的进气通道设置了支管以在压力下抽吸部分气体。软管或者其它类型的导管或管道将支管或者歧管连接至将要被充气的构件上。调节器可以沿由管道形成的管线而设置。调节器为薄膜压力控制器，当下游压力下降到允许充气的预定水平以下之时薄膜压力控制器打开。如果充气构件的压力超过预定量，空气可以在相反方向上被释放。
参见图10-18，其中提供了另一实施方案的喷射式发动机。使用相同的附图标记标引同一构件以便于描述。自喷射出口部54(图1)排出的水为舷外喷射推进发动器提供驱动力，并且喷射推进发动器依次与船舶相连。因为排放部54固定于上述壳体13的固定构件上，装置需要允许反向操作和驾驶。如图10所示，一般以300标引的涡轮叶片组件在出口部54处与喷射驱动装置17相连，从而使自排放装置24排出的水由涡轮叶片组件300而运行。
涡轮叶片组件300包括涡轮叶片壳体308。涡轮叶片壳体308由鞍形支座302支撑，鞍形支座302自壳体13由吊杆3悬挂。吊杆35可操作地与转向操纵杆306连接。应当理解，在本发明的范围内，只要涡轮叶片壳体308被支撑在排放装置24处从而容纳自排放装置24排出的水，可以使用用于支撑涡轮叶片壳体308的任何构件。涡轮叶片壳体308具有入水口309，用于容纳自排放装置24排出的水，以及第一排放装置311以及第二排放装置314，以引导水流向所述壳体308。
涡轮叶片310枢轴安装于壳体308上。涡轮叶片连杆312与涡轮叶片310以及反向缆线314相连，缆线314控制连杆312以使涡轮叶片310沿朝向第一位置的箭头C方向转动，其中涡轮叶片310打开以允许水沿箭头A方向流过排放装置311。连杆312还控制涡轮叶片310以朝箭头B方向移动从而关闭第一排放装置311(图12)以及重定向穿过壳体308第二排放装置314的水通路。定向构件316设置于排放装置314处以引导水基本沿箭头D的方向向后朝壳体13流动。
应当注意到，可以使用可转动涡轮叶片成形构件，但是任何有选择地打开或关闭排放装置311的构件均可以被使用。在优选实施方案中，仅以实施例方式，连杆装置312为带有枢轴的双臂构件，将到一个臂以与反向缆线314相连的位置连接到另一个臂上，从而使反向缆线314沿箭头E(图13)方向的移动抬升构件312的枢轴点，从而使得缩短了两个支臂(图14)的距离，拉动涡轮叶片310朝向鞍形支座302并沿箭头C的方向抬升涡轮叶片310。这样，水能够基本无防碍地沿箭头A方向流过，推动壳体13与固定于其上的船舶向前移动。然而，任何用于移动涡轮叶片310的控制构件均可以被使用。
当反向缆线314沿箭头F(图12)方向移动，构件12的支臂展开(图15)使涡轮叶片310沿箭头B的方向转动，关闭壳体308的一端并迫使水沿箭头D方向朝船舶后方流出。自开口314流出并受到导引构件316引导的水的压力，推动船舶沿相反方向移动。反向缆线314通过机械或者电控制与船舶控制联接。
在优选实施方案中，反向缆线被安装于转向导流管上。为了保持使用标准3-英寸冲程缆线的反向涡轮叶片能够正常换向，通过安装转向导流管给予了最大反推力控制。为了保持缆线脱离水面，设计了竖直操作，也即，安装缆线构件以与在喷射发动机组件17上方基本离开水面的壳体308合作。这保留了整个缆线，除了在标准水线上方构件312的不锈钢推/拉杆，不需要套管、密封或抗锈措施。在转向期间为了使反向涡轮叶片避免过量上下移动，反向缆线314靠近行驶转向点而设置，也即，靠近转向缆线304、306在转向操纵杆的位置。
在优选实施方案中，反向涡轮叶片、手柄、轴承以及螺栓由不锈钢制造，并能够被任意合适的材料例如铝、玻璃纤维、塑料或者任何刚性材料制造。缆线314的冲程优选地限制为约3英寸，并被手动操作以及通过将辅助固定分流器等置于排放装置之下从而以最小作用力使其沿相反方向移动最大位移，反向涡轮叶片下降以满足完全反向位置，当被连接时，向涡轮叶片添加辅助反向转动。缆线314的端部在鞍形支座302处具有旋转部(球形)以使得当行驶将要转向时缆线被固定，还使得角度在任何转向或反向涡轮叶片位置上发生角度改变。设置在船舶上的构件12支臂设计成能够在正向位置锁定，并在相反方向上，免除缆线的返程以及允许在反向齿轮上使用最大推力，并且不依靠缆线将涡轮叶片保持在适当位置上。
在另一优选实施方案中，对于操作者而言，简易控制杆优选为本领域熟知的推进器发动机节气门。参照图31-35，其中提供了一般由1000标引的手柄装置，用于控制根据本发明发动机的方向和速度。预期的优点是提供了单个手柄，其中穿过一段运转控制缆线314从而控制船舶前行的速度以及方向。
换档组件1000包括壳体。换档板1010、节流板1200和设置于二者之间并与换档板1010可操作地连通的撬板1100，以及节流板1200安装于壳体1001内部。
换档板1010(图31)包括通孔1012，形成用于如下所述板的旋转轴。第一弧形通道1014具有基本沿换档板1010基本呈L型的形状，并且贯穿换档板1010。定位凹槽1018沿通道1014于其一端部而设置。弯管区部1020沿通道1014形成于通道1014的另一端。第二基本呈L-形通道1030沿表面1016形成于换档板1010中。通道1030贯穿换档板1010。通道1030包括凹槽1032和弯管区部1034。凹槽1032和弯管区部1034形成于通道1030两端部。
第三通道1040贯穿换档板1010沿其表面1016而形成。通道1040还包括位于第一端部的弯管区部1042以及位于第二端部的凹槽1044。类似通道1014和1030、通道1040具有带有凹槽的一端部，以及带有弯管区段的另一端部。
应当注意到，一般而言，通道1018和1013基本位于旋转轴1012离通道1040相对一侧的换档板1010上。
缆线314将换档板1010连接至涡轮叶片310。缆线314于换档区部1050处与板1010相连。换档板1010的运动引起涡轮叶片310的运转。
参照图32，其中示出了节流板1200。节流板1200包括贯穿节流板1200的旋转轴开孔1202。通道1204具有沿表面1206基本呈镰刀型的形状并且贯穿节流板1200。通道1204包括延伸进入第一压平部分1210的曲线部，第一压平部分1210横切曲线部1208的弯管部分1212。在通道1204的第二相对端，为第二基本直线部1214，与曲线部1208通过被通道1204矫直形成的凹槽1216相隔离。
基本呈U形的通道1220贯穿节流板1200横穿表面1206而形成。手柄轴容纳通道1222贯穿节流板1200沿1206而形成，并且基本设置于由U形通道1220形成的支臂内部。
节流板1200包括驱动区部1250。驱动区部1250与缆线720连接，缆线接着与发动机16的节气门相连。在简化实施方案中，在区部1250的远心端处提供连接开孔1252，从而为连接于其上的缆线720提供最大转矩。然而，任何本领域已知的连接方法，例如连结、结扣或等，可以用于将缆线720连接至节流板1200上。当缆线720沿箭头Y方向受到牵引，发动机16的转速(rpm)增加，进而喷射驱动26的转速(rpm)和压力以及出自排放装置24水流的速度增加。
参照图33和34，其中提供了撬板，一般由1100标引。旋转轴开孔1102贯穿撬板1100。在第一表面上，滚轴1104、1106和1108设置于撬板1100的第一表面1110上。滚轴1104从面1110向外延伸，以及当手柄组件被装配时被容纳穿过换档板1010的通道1040中。同样，滚轴1106容纳于通道1020中，以及滚轴1108容纳于通道1032中。
滚轴1110、1112设置在撬板1100的相对侧面1116上，并被设置成容纳于节流板1200的通道1214和1220内部。具体地，滚轴1110容纳于通道1220中，以及滚轴1112容纳于通道1214中。如下所述，每个滚轴适于沿其相应通道而滑动。
撬板1100包括手柄1120，用于在手柄组件1000被完全装配时促动撬板1100。手柄组件1000设置于壳体1001中。第一轴(未示出)自壳体1001延伸穿过旋转轴开孔1012和1202。第二轴自壳体1001延伸穿过撬板1100的旋转轴开孔1102。当每一个滚轴1104、1106、1108、1110和1112在相反方向上设置于相应通道的内部时，以实心管道示出。正向位置上的锁定示于剖视图中。
对于本描述，如实心线所示，该描述始于发动机以全节流锁定于相反方向上。当撬板1100沿箭头W的方向转动，滚轴1104朝箭头T的方向沿通道1040移动，同时滚轴1108沿箭头U的方向移动，以及滚轴1106朝箭头V方向沿通道1018移动。滚轴1104在相反位置上受到弯管区部1042的保持。在没有施加作用力的情况下，对于滚轴1104横贯弯管区部1042是困难的。同样，对于滚轴1106和1108横贯相应的凹槽1018和1030，在相反方向上保持那些相应的滚轴，是困难的。当滚轴横贯相应的通道，滚轴向相应的导向通道施加压力以使板1010绕旋转轴1012转动，旋转轴具有在其旋转时承载撬板1100的作用。这增强了缆线314，进而增强了涡轮叶片310，转移了自排放装置314向排放装置311越来越多的水流，最初在相反方向上降低速度。
同时，滚轴1110和1112通过它们相应的通道1220、1204移动。当从相反方向向正向行进，滚轴1110朝箭头S方向绕通道1220移动，同时滚轴1112沿箭头R方向穿过通道1204移动。这引起节流板1200沿箭头Q方向转动。而且，当换档板1010随着方向变化而转动时由于换档板1010的操作，撬板1100相对于节流板1200向下凸转，其旋转轴1102朝箭头X方向移动，实际上为降低了旋转轴，当节流板1200绕旋转轴1202转动时，实际上是抬高节流板1200。考虑到这一点的其它方法，板1200相对于节气门12上升从而使轴板1200与轴1122相接触。
在运行期间，在空载位置开始，滚轴1104、1106、1108分别沿相应弯管区部1042、1020、1034之间的导向通道设置于某处以及凹槽区部1040、1030、1018之处。为了提供向前的推力，手柄1120朝箭头W的方向转动，带动滚轴1104、1106、1108向剖视图滚轴在每个相应的导向通道中移动。由于滚轴固定于撬板1100上，当滚轴穿过相应的导向通道时，他们具有抬升导向通道的作用，以及依次换档板1010绕旋转轴1012和提升缆线314，进而提升涡轮叶片310。该提升过程直至滚轴1106横跨弯管区部1020，滚轴1108横跨弯管区部1034并且滚轴1104横跨凹槽区部1034为止。在至少一个位置，在相应弯管区部以及凹槽之间运动期间，在不使发动机从喷射驱动脱离的情况下，发动机16基本空转，涡轮叶片310设置于能够使穿过排放装置310以及314的喷射压力保持平衡的位置。
一旦每个相应滚轴穿过相应弯管或者在前方位置处的凹槽，即使滚轴移动，换档板1010也不再发生转动。然而，节流板1200的运动是使换档板随着手柄绕撬板1100旋转轴1122线朝箭头X方向凸轮转动而发生转动，相对地抬高了节流板1200。撬板1100进一步的转动带动滚轴1110朝箭头S方向以及滚轴1112朝箭头R方向移动，这使其分别接触导向通道1220以及1208，提升以及沿箭头Q的方向转动节流板1200从而使驱动区部1250沿箭头Y方向的移动带动缆线720向箭头Y方向移动，进而使发动机10的节气门打开。当缆线720进一步沿箭头Y方向移动时，发动机为喷射驱动提供更大的转动，使更多的水喷射流出排放装置24，增加船舶的前行速度。以全节流的方式，相应的滚轴1110、1112位于如剖视图所示位置中，与滚轴1104、1106 1108相同。
当滚轴1110、1112在相应导向通道1220、1204内移动，滚轴1106以实施例的形式，在弯管区部1020以及导向通道1018的止挡端部1024之间移动。尽管横跨该区部没有对换档板1010产生任何真正的影响，节流板1200发生转动。同样地，在同一周期内，滚轴1108横跨自弯管区部1034至导向通道1030止挡壁1036的区部，并且滚轴1104自凹槽1044至导向通道1040止挡壁1046移动。
为了产生发动机的反推力，移动通道得到反向。
然而，应当注意到，尽管换档板1000将沿相反方向转动，当轴1122在通道1222内沿相反方向移动时，它引起节流板1200再次沿箭头Q方向移动，同时但滚轴1110、1112以较低的程度向相反方向移动。按此方式，发动机节气门相对于全开位置而降低从而使至少部分出口射流由涡轮叶片捕获，并且当其受到弯曲穿过定向构件316处的排放装置314时以较低的速度运转。
在优选实施方案中，驱动区部1250沿箭头Y方向的运动当在向正向向时移过1-3/4英寸；在反方向上移过5/8英寸。应当注意到，在以控制为目的的优选实施方案中，涡轮叶片310完全不下降以避免船舶中的发动机急速或快速反向运动。进一步地，在5/8英寸以及1/-3/4英寸行程长度之间的某个位置处出现空转，其中反推力与正推力相平衡。
对于用户，手柄的操作是连续并且无间断的。随着手柄在第一位置和第二位置之间移动，涡轮叶片产生变速以降低正向速度，同时部分射流在相反方向上被弯曲穿过排放装置314。从第二向第三方向的持续变速减小了节气门，提高了正向速度。位于第二以及第三位置之间某处的第四位置，是这样一个位置，在该处换档板产生充分转动以平衡喷射驱动装置在正反方向上的推力。这使得在不脱离发动机的情况下，船舶空转。
当在相反方向上运行时，首先随着在第三以及第二位置之间转换，船舶速度被减缓，以及转动节流板1200从而减少将缆线720自1-3/4英寸牵至5英寸(在优选且非限制实施例中)时的拉力。随着手柄从第二向第一位置转换，涡轮叶片310速度减缓，引起船舶的方向改变。单个手柄控制速度以及方向。
通过使用舷外发动机，从而使喷射驱动装置17的排放部54设置在与船舶11的船体12相隔一段距离处，从壳体308穿过排放装置314排出的射流基本不作用于船体11。从而，当在相反方向上的驱动得到很大程度的增强时，船体基本不防碍排出的射流，以及喷射式发动机的效率。
参照图16-18转向操纵杆306与涡轮叶片壳体308枢轴连接。转向操纵杆306还与船舶11上的手动控制相连，从而使推进器能够控制转向。通过转向操纵杆306的运动，涡轮叶片组件308沿箭头G方向转动以产生左转，或者沿箭头H方向转动以产生右转。
壳体13的顶部30可以从壳体主体部分移除，如图3所示。其中设置有发动机16以及喷射驱动17的壳体13能够通过一对支架32与船体11的艄板12相连。支架32允许壳体13安装在基本与船身底部平齐或者比船身底部略高的位置上，从而降低岩砾的侵入以及野生物的损害。
现在参照图19-23论述发动机壳体的优选实施方案。在优选实施方案中，壳体313具有凸出的下表面315。在优选实施方案中，壳体313的下表面基本呈碗状。在优选而非限制性实施方案中，凸面设置于与比船体11底部高1英寸或者比船体11底部低2英寸的位置之间。这样显著降低了在喷射驱动装置17中产生的气穴现象。
当船舶的船体11在水中穿行，气体混入水中，如在任何泡沫航迹中见到的那样。水中气体在其穿过喷射装置17时引起气穴现象，这降低了舷外推进装置10的功率。然而，通过在船体11的背向位置上提供圆形、凸出的下表面315，高压作用力面积沿壳体313浸入水中的底面315而设置。并且，当水穿过壳体313之时，水呈现如图22所示的形状。当水相对于箭头I方向移动时，其路径围绕壳体313被拓宽，随后当其横跨壳体313而移动时，被窄化。这是由于当壳体相对于周围水面穿水行之时，沿壳体313的表面而形成了高压区。
由于气体比容纳于水中的气体更稀、更轻，气体或者穿过定位于船体11以及背向壳体313之间的低压区K沿箭头J方向逸出，或者如图23所示移向壳体313的侧面。实际上，由于高压的作用气泡被从水中推开。气泡320移向在壳体313侧面的低压区，使得剩余的水直接进入入口22。壳体313的圆形还保持能够更有效地引导水沿箭头L方向向其靠近，气泡从水中向入口22逸出。提供“固态”水进入入口，也即，基本上所有气泡已经从中出去的水，避免了气穴现象。
应当注意到，沿箭头L方向前行的水倾向于比离开壳体313的水移动的更快，从而使其靠近入口22。它还可以在压力下拓宽其形状，如图22所示，提供的该压力从预期水流中挤压出更多气泡。如图23所示，当气泡320被挤出时，它们寻求自己的逃逸出路，允许纯水流进入喷射装置17的入口22。
在优选实施方案中，壳体313的凸形在宽M处的宽度大于入口22的宽度N。以该方式，确保流向入口22的水位于高压区部中心，并进一步确保从水中除去气泡320。在优选实施方案中，壳体313凸出部的宽度约为入口22宽度的120％。此外，在优选但非限制性的实施例中，底面315可以在船体11底部317以上一英寸至船体11底部317以下两个英寸之间设置。可以看出，当涡轮叶片组件300与船体11基本垂直时，船舶受到向前驱动。当涡轮叶片组件300相对于船体11(任意一侧)形成小于90度的角度时，船舶被转向。
然而，如图20所示，发动机壳体313相对于船体11部分悬垂。这些悬垂部370捕捉并拖动水。为了保持壳体313的相对宽度，并减少拖动，壳体380被充分呈阶梯状设置(图28-30)从而保持壳体313的总体宽度，但在邻近船体11的其它位置宽度较窄以避免悬垂。壳体380包括第一凸出部分382，具有中心线384。凸出部382在从船体伸出的方向上向远离船舶方向弯曲。而且，凸出区部382的斜度增加了远离中心线384的程度。斜度可以以26°倾斜。凸出部进一步辅助保持气泡离开入口以降低气穴现象。
由于在优选实施方案中仅仅壳体380的一个侧面将得到描述，壳体380基本相对于中心线384对称分布。从中心线384伸出，阶梯部386形成架层部388。凹部390在阶梯部386内部形成进一步阶层。凹部390包括侧壁393、第二侧壁396以及在它们之间形成的阶部384。
用于发动机400通气的排放装置397设置于凹部390之内。由于凹部390至少在两个侧面、凹部390最靠近中心线384的一个壁393上受到包围，从排放装置397选出的空气和气体偏离中心线384，并且尤其当向相反方向移动时，借助阶部侧壁386、393朝向壳体380而偏离。因此，气泡不会再进入喷射器入口中从而减少了气穴现象。
在任何情况下，该宽度应该足够宽(如图21a所示)从而使气泡320得到充分转移，它们从入口22的足够半径偏离，从而不论入口22是否与船体11平齐，或是在左右转弯期间，均不会妨碍或者使其进入入口22中(图21b、21c)。
船体11具有安装于其中的主燃料箱33，主燃料箱具有燃料箱入口34以及由此延伸穿过艄板12并与快卸接头36相连的燃料管35，其中快卸接头36能够从定位于壳体13内部的内燃料管37上快速连接或脱离。燃料管37进入辅助内燃料燃料箱38，其中具有连接于其上的燃料管40，燃料管40与燃料泵41相连，所述燃料泵41用于从辅助燃料箱38和主燃料箱33中泵送燃料进入燃料管42中，燃料管42直接喂料进入发动机16的燃料喷射器中。燃料回流管43连接至辅助燃料箱38和除气器44上，除气器44具有放气顶部45并且具有从发动机16燃料喷射器中回流燃料的管道46。
所示电池47安装于壳体13内部，并且通过底线48与喷射驱动装置17相连。发动机以及驱动装置通过电力控制线50受到控制，电力控制线50连接穿过快速电连接器51并连接至发动机16以及离合器装置27上从而控制舷外喷射驱动装置的操作，其中快速电连接器51是穿过壳体13而安装的防水连接器。
壳体13的后壁21具有连接于其上用于与管线连接的牵引支架52。
如图4所示，带有加油口盖34的主燃料箱33通过燃料管35连接至辅助燃料箱38，辅助燃料箱38具有燃料箱开口55以及燃料泵41，燃料泵41通过燃料管40从辅助箱38接出以及通过管线42连入燃料喷射器，并且经过除气器44自燃料喷射器折回，以及通过燃料管43返回辅助燃料箱38中。通气器45与除气器装置44相连。
在运行中，船体11具有燃料箱33，燃料箱与所有控制器以及传感器一起安装于其中。控制器和传感器通过多线电导体50相连，同时通过穿过艄板12的燃料管35与燃料箱连接。舷外推进装置10由此与位于艄板12上的支架32连接于能够使装置底部与船体23底部对齐的位置上。在优选实施方案中，支架32可以作为吸震器以进一步减缓向发动机16和喷射驱动装置17上传送的振动。之后，仅仅将快速连接件36连接至燃料管，连接燃料管至舷外喷射驱动器，同时连接至与电力控制器相连的快速连接头51上。如果该装置必须要被移除，它可以通过脱开快速连接头36和51而从支架32上断开从而除去整个装置。舷外喷射驱动装置10通过以下方式进行制造，在平台14之下构造防水壳体13，防水壳体13用于安装喷射驱动装置17于其中，以及将发动机16安装至平台14上的发动机固定件15上，以及随后连接至位于发动机16和穿过皮带轮28的喷射驱动装置17之间的皮带驱动离合器机构27上。
由于在优选实施方案中，发动机16和喷射装置17一体为船舶服务，使用的喷射器尺寸是公知的。较小的船舶通常前置减速器，并且仅使用很小型的喷射器，以发动机转速来运行。对于那些希望使用更大喷射器和减速器的，必须使用传动装置。这由于额外的复杂性以及额外的齿轮变速需要额外的成本，这损失了发动机的效率。进一步地，尽管传动装置能够被制造以使具体发动机与具体喷射器相匹配，产生的电流量使得这一成本过高。
本发明另外一个主要优点是仅仅通过改变一个或两个齿轮就能够改变齿轮比。因而，任何发动机功率在单个喷射器设计中可以与预期的RPM相匹配。通过四个或者五个不同的射流，发动机可以覆盖从35HP到2000HP的范围。从而，一个喷射器可以与从50HP到400HP的发动机一起使用。在不同喷射器中不需要为不同的发动机而设计，这是一个很大的优点。
优选地，壳体13、201、206受到密封，主要用于产生浮力以及保护发动机免受腐蚀或者损坏；然而，阻止油以及防冻剂泄漏至外侧(周围的水)是一个附加的优点。自发动机的泄漏能够通过在带有独立排水系统的发动机下方设置底座而被隔离。
尽管如上所述，应该理解，根据本发明，在某些模式中，水可以进入或排出热交换器以及中间冷却器通过特定用于某些目的的钻孔中；然而，这些开孔受到密封以阻止水进入或泄漏进入发动机舱中。此外，水可以进入排水口中。然而，发动机在水位线以上足够远处从而避免水升至足够高度以进入发动机或者发动机舱中。水还可能进入喷射器入口以及排出喷射器喷嘴；这些水被阻止以通过密封围绕喷射器叶轮轴的开口进入发动机舱中。还可以在盖上设置水可以进入从中进入的进气通孔。这些由挡板而制成，设计成用于排放在进入发动机舱之前通过盖流向外部的任何水。
尽管壳体底部可以安装于任何适当位置上，例如，约与船体底部齐平或比其更高的位置，任何围绕或与船舶底部齐平的位置都是可用的。在优选位置处，壳体底部设置于低于船体底部约1英寸的位置上从而确保或最大化进入喷射驱动装置入水口的净水量。此外，这一位置将减少岩砾的侵入以及野生物的损害。当然，应当理解，这一位置可能尤其取决于船舶底部的构造。相信这是最佳位置，这是由于喷射器入口构造于壳体内部。尽管如此，船舶的底部中心是为优选实施方案的进水口而设的最佳深度设置。
在优选实施方案中，船舶推进装置装置10的转向导流管、涡轮叶片组件300的排放装置，通常位于船舶艄板12后方约30英寸或以上的位置。这提供了极好的转向杆系，并且具有输送大水量的大直径喷水器313，它通过极少的校正提供了灵敏的转向响应以及立体轨迹。船舶推进装置装置10的转向控制压力非常小，并且不需要为船舶舒适性提供动力转向。
这是由于涡轮叶片组件300、推进装置10提供了“施加制动”的能力。当推进装置10转换为反向时，所有发动机和喷水器的功率均得到施加用于阻止船舶前行并使船舶反向。在配备有此处所述推进装置10的5,000磅船舶上进行的试验，表明船舶可以容易地在两个船舶长度内从30mph完全停止。
停止舷外推进装置10的推荐方法是以约50％降低发动机转速(RPM)并转换至反向。如果期望，发动机转速可以得到提高。在紧急情况下，船舶可以任何动力装置直接转换为反向，但是可能会伤害到船上的乘客。
在船舶内部的可用空间一般非常重要。根据本发明的舷外推进装置，以及常规的舷外发动机比那些需要在船内部为发动机以及必要设备提供需要的宝贵空间的舷内/舷外以及舷内装置具有明显的优点。甚至常规舷外装置与推进装置10相比也有缺点，由于它们通常在向上倾斜的状态下需船舶内部的空间。此外，多数舷外装置在艄板上需要开口，用于实现在船舶内部第二“艄板”所需的适当的推进器深度以避免海浪浸淹船舶。该空间损失了船舶空间。
推进装置10不需要船舶的内部空间以容纳它的任何部件。船舶内部空间的增加对任何用途都是有效的，例如，用于旅客、饵仓、鱼舱，甚至用于休闲甲板。
由于发动机16安装于位于玻璃纤维壳体内部的高性能隔振器上，并且壳体13使用隔振器第二装置安装于船艄板上，提供了特别且出乎意料水平的稳定以及舒适性。因此，船舶的乘坐更加舒适并不容易疲倦。
内燃机在运行时会变热。发动机发出的热量在船舶上通过一些方式得到处理。发动机水-冷却系统设计成能够除去大量热量，但是为了确保发动机正常运行，该装置应在约160至220华氏度数之间运行。热量平衡在对流中得到释放，传播进入发动机舱的气体中。这些热量可以使得发动机舱的区部非常不舒适，尤其在很热的天气。这些问题在任何舷内或UO驱动配置中都存在。风扇以及保温箱将这些问题减少了至一定程度，但是也很难消除。
舷外船用发动机安装于船舶背部艄板后方。从这些发动机发出的任何热量，也即没被水冷却系统传送至船外的热量被释放进入船舶后方的空气中。这为所有舷外发动机提供了优于舷内安装发动机的优点。
推进装置10具有其它的优点，由于它具有安装于密封箱体中的发动机，以及箱体内部的空气通常被吸入发动机并且被排入水中。对于乘客而言不太可能感受到由于推进装置引起的船内空气变热。
密封壳体313的结果，推进装置10被专门设计成具有自浮能力。由于壳体被密封，它提供了浮力。实际上，在优选实施方案中，在吃水深度(draft)约1英尺处，它能浮起约250磅(1bs)，在吃水深度约1.5英尺处，它能浮起约500磅，并且在吃水深度约2英尺处，它能浮起约850磅(约船舶推进装置的总重量)。这对于任何船只而言均为显著特征及优点，对于带有低干舷(low freeboard)尺寸的小型船只尤其重要。
一些新型四冲程循环舷外装置非常重，并且不能在一些现有船舶上使用，由于它们额外的重量会引起排水口被水浸入。至少一个船舶制造商不得不将他们的船舶重新设计成用于能够容纳这些沉重发动机。舷内/舷外装置以及舷内装置仅仅取决于为之提供浮力的船舶。推进系统的重量，在所有这些情况下，降低了船舶的货物以及乘客载运能力。
由于壳体的浮力，推进装置10使得船舶尤其具有更大的载重能力，以及作为进一步地优点，船舶内部将获得更大的可用空间。
推进装置10优选使用不锈钢喷水叶轮用于向用于发动机冷却的热交换器提供海水。如果叶轮转动，就有水用于冷却功能。即使不锈钢叶轮受到严重损坏，也将有足够的水流使船舶移动并提供发动机冷却。
权利要求
1.一种用于船舶的舷外喷射驱动船用装置，包括壳体，所述壳体适于在所述船舶船体后方固定；发动机，设置于所述壳体的内部；以及喷射驱动装置，基本平行安装于所述壳体并垂直定位于发动机，以及可操作性地与所述发动机相连，所述发动机具有排放装置和气缸，涡轮增压器可操作性地连接于所述排放装置和所述气缸之间，所述涡轮增压器具有用于容纳所述排放装置的壳体、涡轮组件，所述排放装置使所述涡轮组件转动，所述涡轮组件向所述气缸提供压缩空气，所述壳体具有这样的直径，所述直径设置成能够控制排气量和排气速度从而优化所述涡轮组件的涡轮转速以减少吸入压力。
2.如权利要求1所述的舷外喷射驱动船用装置，其中，所述涡轮组件包括设置于所述壳体中的第一涡轮，所述涡轮响应于从所述发动机排出的废气而转动；轴，设置于所述壳体中的第二涡轮，第二涡轮与所述轴相连从而使所述第二涡轮随所述第一涡轮而转动；进气口，可操作性地与所述第二涡轮连通，所述第二涡轮在转动时从所述进气口传送气体进入所述气缸中。
3.如权利要求2所述的舷外喷射驱动装置，其中所述第一涡轮大于提供低端功率的涡轮，并且所述第二涡轮小于提供低功率的涡轮。
4.如权利要求1所述的舷外喷射驱动船用装置，其中所述发动机具有大于约200马力的有效马力。
5.如权利要求2的舷外喷射驱动船用装置，其中所述船舶为刚壳充气船。
6.如权利要求4的舷外喷射驱动船用装置，其中所述船舶为刚壳充气船。
7.如权利要求1的舷外喷射驱动船用装置，其中所述涡轮增压器使所述发动机的有效马力增加了至少25％。
8.如权利要求1所述的舷外喷射驱动船用装置，其中所述发动机进一步包括冷却系统，所述冷却系统可操作地与所述喷射驱动装置相连以容纳从所述喷射驱动装置排出的水；燃料管，用于为所述发动机提供燃料，所述燃料管至少部分设置于所述水内部，所述水用于冷却所述燃料管内的燃料。
9.如权利要求7所述的舷外喷射驱动船用装置，其中所述发动机具有大于约200马力的有效马力。
10.一种用于船舶的舷外喷射驱动船用装置，包括壳体；发动机，设置于所述壳体内部；喷射驱动装置，设置于所述壳体内部，基本与所述发动机相平行，并可操作性地与所述发动机相连；冷却系统，可操作性地与所述喷射驱动装置相连，用于容纳从所述喷射驱动装置排出的水；以及燃料管，可操作性地与所述发动机相连，用于为其提供燃料，至少部分所述燃料管穿过所述冷却系统，冷却在所述燃料管内部的燃料
11.根据权利要求10的舷外喷射驱动船用装置，其中所述冷却装置包括热交换器以及与所述热交换器相邻并用于冷却燃料的燃料冷却器，至少部分燃料管被所述热交换器冷却。
12.如权利要求10所述的舷外喷射驱动船用装置，进一步地包括喷射泵，用于向所述燃料冷却器泵送所述燃料；以及所述燃料管包括用于向发动机回送冷却后燃料的回流管。
13.如权利要求12所述的舷外喷射驱动船用装置，进一步包括燃料过滤器，设置于所述回流管以及所述发动机之间。
14.根据权利要求10的舷外喷射驱动船用装置，其中所述壳体与刚壳充气船相连。
15.根据权利要求10的舷外喷射驱动船用装置，其中所述壳体与具有约为30英尺或以下长度的船舶相连。
全文摘要
一种用于船舶的舷外喷射驱动船用装置，包括壳体。该壳体适于固定于船舶的船体后方。发动机设置于该壳体内部。喷射驱动装置平行于该壳体安装并垂直于发动机定位，并且可操作性地与发动机相连。该发动机具有排气装置以及气缸，并且涡轮增压器可操作性地连接于排气装置以及气缸之间。涡轮增压器具有用于容纳排气装置和涡轮组件的壳体。排气装置使涡轮组件转动。涡轮组件向气缸提供压缩空气。该壳体具有这样的直径，所述直径设置成能够控制排气量和排气速度从而优化所述涡轮组件的涡轮转速以减少吸入压力。燃料在其排出发动机时受到冷却。
文档编号B63H11/00GK101087715SQ200580044826
公开日2007年12月12日 申请日期2005年10月25日 优先权日2004年10月25日
发明者W·劳森 申请人:斯沃德船舶科技公司