專(zhuān)利名稱(chēng)：十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其二沖程大型柴油十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)，包括至少一個(gè)裝在配屬的氣缸內(nèi)的活塞，活塞通過(guò)活塞桿與一十字頭連接，十字頭通過(guò)連桿與曲軸協(xié)同工作以及設(shè)有側(cè)向滑塊，為滑塊配設(shè)平行于活塞運(yùn)動(dòng)方向延伸的滑軌，以及包括一潤(rùn)滑裝置，用于向滑塊與滑軌彼此面對(duì)的滑動(dòng)面之間的間隙供潤(rùn)滑油。

發(fā)明內(nèi)容
因此，由此出發(fā)，本發(fā)明的目的是，采取簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的措施改進(jìn)前言提及類(lèi)型的十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)，使之具有緊湊的結(jié)構(gòu)方式并仍然達(dá)到比較低的滑動(dòng)阻力。
按本發(fā)明此目的采取下列措施達(dá)到將滑塊與滑軌的滑動(dòng)面設(shè)計(jì)為連續(xù)不斷的表面；以及，潤(rùn)滑裝置有可供給潤(rùn)滑油的噴油嘴，通過(guò)它們可造成對(duì)準(zhǔn)滑軌的滑動(dòng)面的射束。
采取這些措施完全克服了已知結(jié)構(gòu)的上述缺點(diǎn)。因?yàn)榛瑒?dòng)面沒(méi)有通過(guò)潤(rùn)滑油槽間斷，所以在滑塊與配屬于滑塊的滑軌之間提供比較大和不間斷的相互接觸面，在這種情況下可以在上述表面之間的間隙內(nèi)形成的油膜內(nèi)部建立比較高的壓力。與此同時(shí)，噴油嘴保證向滑塊與配屬的滑軌之間的間隙可靠地供潤(rùn)滑油。因?yàn)槭诸^在下行行程和在上行行程時(shí)分別只用一側(cè)的滑塊貼靠在與之相配的導(dǎo)軌上，所以總是在另一側(cè)上造成卸荷，這就有助于從噴油嘴噴射在滑軌的滑動(dòng)面上的潤(rùn)滑油可靠地進(jìn)入在那里的滑塊與配屬于該滑塊的滑軌之間的間隙內(nèi)。為此以有利的方式整個(gè)下行行程或上行行程總是有比較長(zhǎng)的時(shí)間可提供使用，從而保證更加可靠地向潤(rùn)滑間隙供應(yīng)潤(rùn)滑油。同時(shí)這對(duì)于通過(guò)潤(rùn)滑油導(dǎo)致冷卻也造成有利的作用。因?yàn)榛诎幢景l(fā)明的措施沿不間斷的相互接觸面可達(dá)到潤(rùn)滑油膜較高的壓力，所以相互支承面的尺寸可以比較小，這就有可能以有利的方式實(shí)現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)高度比較小的十字頭，并因而減小整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)高度。由于相互接觸面比較小的尺寸，以有利的方式還造成比較低的滑動(dòng)阻力。因此，按本發(fā)明的措施總體上導(dǎo)致一種比較輕易的工作和受保護(hù)地運(yùn)行，并因而提高了總效率和改善了經(jīng)濟(jì)性。
在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明了上述措施有利的設(shè)計(jì)和恰當(dāng)?shù)倪M(jìn)一步發(fā)展。例如，噴油嘴恰當(dāng)?shù)乜沙掷m(xù)供給潤(rùn)滑油和產(chǎn)生不間斷的射束。這不僅導(dǎo)致滑動(dòng)面可靠地供應(yīng)潤(rùn)滑油，與此同時(shí)還保證特別有效和可靠地冷卻滑動(dòng)面。
按上述措施的一項(xiàng)有利的設(shè)計(jì)，至少一部分噴油嘴可以固定安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)座的一些部分上。這就有可能以有利的方式實(shí)現(xiàn)一種為噴油嘴配設(shè)的供油管的簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。
恰當(dāng)?shù)?，可將至少一部分噴油嘴安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)座的一個(gè)沿發(fā)動(dòng)機(jī)橫向延伸并跨接彼此處于相對(duì)位置的滑軌的間壁上。在這里可按有利的方式設(shè)計(jì)多個(gè)沿滑軌高度分布并可通過(guò)一公共的油管供應(yīng)潤(rùn)滑油的噴油嘴。
按上述措施的另一項(xiàng)進(jìn)一步發(fā)展，至少一部分噴油嘴可以安裝在十字頭上。這導(dǎo)致一種在間隙附近的噴油嘴布局，這些噴油嘴隨十字頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)。因此有比較少的噴油嘴就夠了，而且盡管如此仍能將潤(rùn)滑油供到滑軌的全部高度上。
在其余從屬權(quán)利要求中說(shuō)明上述措施其他有利的設(shè)計(jì)和恰當(dāng)?shù)倪M(jìn)一步發(fā)展，并可由下面借助于附圖的實(shí)施例說(shuō)明中詳細(xì)看出。


圖1所示的二沖程大型柴油十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)包括多個(gè)前后串聯(lián)的氣缸1，氣缸各有一個(gè)設(shè)有進(jìn)氣口的氣缸套2，氣缸套內(nèi)裝一配屬的活塞3?；钊ㄟ^(guò)一同軸的活塞桿4與十字頭5連接，十字頭與活塞3同樣上下運(yùn)動(dòng)并通過(guò)連桿6與曲軸7連接。曲軸7處于發(fā)動(dòng)機(jī)座的下部8內(nèi)。在下部8上安裝一包含十字頭5的中間結(jié)構(gòu)9，氣缸1安置在此中間結(jié)構(gòu)上?；钊麠U4穿過(guò)中間結(jié)構(gòu)9向上指的壁，為此，壁上設(shè)有一通行襯套10。
十字頭5有兩對(duì)沿發(fā)動(dòng)機(jī)橫向彼此相對(duì)的滑塊11，它們貼靠在一個(gè)分別配設(shè)的滑軌12上并借助滑軌導(dǎo)引?；瑝K11和滑軌12制有互相面對(duì)的滑動(dòng)面13、14。發(fā)動(dòng)機(jī)座的中間結(jié)構(gòu)9在氣缸1下方設(shè)有以橫壁15或與之平行的端壁為界的分別為十字頭5配設(shè)的腔?；?2安裝在各自相鄰的橫壁15或端壁上并通過(guò)側(cè)向增強(qiáng)裝置16支承在壁上，如圖2和3清楚地表示的那樣。
滑塊11的滑動(dòng)面13和滑軌12的滑動(dòng)面14設(shè)計(jì)為不分段的光滑表面，以及為了獲得良好的工作特性供給潤(rùn)滑油。為此設(shè)一潤(rùn)滑裝置，它包括一些可供潤(rùn)滑油的噴油嘴17，借助噴油嘴產(chǎn)生對(duì)準(zhǔn)滑軌12的滑動(dòng)面14的射束18。在圖1中，在滑軌12的上端部區(qū)域內(nèi)設(shè)一些向滑軌供潤(rùn)滑油的噴油嘴17。它們安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)座的中間結(jié)構(gòu)9向上指的壁上。
附加地或與之不同地可為每個(gè)滑軌12配設(shè)多個(gè)沿其高度分布的噴油嘴17。由圖2可見(jiàn)這種設(shè)計(jì)。在這里采用的噴油嘴17裝在安裝有配屬的滑軌12的橫壁15上。按圖1和2中所示方式固定安裝的噴油嘴，可通過(guò)一根從圖中未進(jìn)一步表示的為一相鄰的曲軸主軸承所設(shè)的潤(rùn)滑油管分出的供油管19供應(yīng)潤(rùn)滑油，如圖2所示。其中為所有安裝在橫壁15上的噴油嘴17配設(shè)一公共的供油管19，從供油管19分出導(dǎo)向各噴油嘴17的分支20。
因?yàn)閲娪妥?7沿滑軌12的高度分布，所以可以有利的方式從上面和從下面向滑塊11的滑動(dòng)面供給潤(rùn)滑油，這樣做對(duì)于一種實(shí)施長(zhǎng)行程的十字頭是至關(guān)重要的。
附加地或取代固定安裝的噴油嘴17，也可以如圖3所示設(shè)安裝在十字頭5上并可隨十字頭沿各配屬的滑軌12上下運(yùn)動(dòng)的噴油嘴17。在這里，每一個(gè)滑塊11可設(shè)至少一個(gè)上部的和至少一個(gè)下部的噴油嘴17。因此，在這里同樣以有利的方式可以從上面和從下面向滑塊11的滑動(dòng)面供給潤(rùn)滑油。
安裝在十字頭5上的噴油嘴17同樣可以通過(guò)一根公共的在圖中未進(jìn)一步表示的供油管供應(yīng)潤(rùn)滑油。它可以從一根為十字頭5安裝與活塞桿4連接的十字頭銷(xiāo)的支承裝置所配設(shè)的潤(rùn)滑油管分出。
噴油嘴17可間歇式或連續(xù)地供潤(rùn)滑油。在噴油嘴17連續(xù)供應(yīng)潤(rùn)滑油的情況下造成不間斷的射束18。在這里，持續(xù)地噴在滑軌12的滑動(dòng)面14上并沿滑軌12流下的潤(rùn)滑油，除了提供可靠的潤(rùn)滑外還導(dǎo)致可靠地散熱。
十字頭5在下行行程時(shí)和在上行行程時(shí)分別只將左或右滑塊11貼靠在配屬于它們的滑軌12上。在總是相對(duì)側(cè)的區(qū)域內(nèi)造成在滑塊11的滑動(dòng)面13與滑軌12的滑動(dòng)面14之間開(kāi)口較大的間隙，在十字頭5整個(gè)下行行程或上行行程期間潤(rùn)滑油可以進(jìn)入此間隙內(nèi)。因此提供了足夠的時(shí)間向上述間隙可靠地供應(yīng)潤(rùn)滑油。在滑動(dòng)面13、14之間的間隙內(nèi)存在的潤(rùn)滑油當(dāng)受載時(shí)形成一個(gè)承力的潤(rùn)滑油膜，通過(guò)此油膜使互相面對(duì)的滑動(dòng)面13、14對(duì)抗作用在它們上面的壓緊力保持一定的間距。
這種潤(rùn)滑油膜的承載能力，亦即由潤(rùn)滑油膜產(chǎn)生的支承力，并因而還有潤(rùn)滑油膜的厚度，取決于潤(rùn)滑油膜內(nèi)部的潤(rùn)滑油壓力和相互支承面的大小，在這里是取決于滑塊11滑動(dòng)面13的大小。在潤(rùn)滑油膜內(nèi)部的壓力越高，則相互的支承面積可以越小，反之亦然，以保證潤(rùn)滑油膜期望的厚度并因而保證期望的工作特性。
在潤(rùn)滑油膜內(nèi)部的壓力從相互接觸面的邊緣起向內(nèi)上升。相互接觸面有關(guān)聯(lián)的區(qū)域越大，亦即邊緣彼此離得越遠(yuǎn)，則壓力上升得越高。
圖4表示針對(duì)不同情況的三條壓力曲線。在滑塊11與所屬的滑軌12之間的相互接觸面對(duì)應(yīng)于滑塊11的滑動(dòng)面13?；瑝K11滑動(dòng)面13的大小在假定等寬時(shí)只隨滑塊11的高度改變。因此在圖4中橫座標(biāo)表示滑塊11的高度?？v座標(biāo)表示壓力p。
按本發(fā)明設(shè)計(jì)的，亦即未設(shè)潤(rùn)滑油槽的不分段的滑動(dòng)面13、14中，得到用一條點(diǎn)劃線表示的沿滑塊11高度h的壓力曲線21。在這里可獲得的支承力與以壓力曲線21為界的面積有關(guān)。若設(shè)置在圖4中用24示意表示的方式的潤(rùn)滑油槽，則得到按曲線22的壓力曲線?？梢钥闯?，沿著由潤(rùn)滑油槽24構(gòu)成的高度分段，壓力從高度分段的端部起向內(nèi)上升，在這里顯然沒(méi)有達(dá)到單條壓力曲線21的壓力的高度。為了在這種情況下有與在單條曲線21的情況下相同的支承力并因而導(dǎo)致油膜相同的壓力，基于在曲線22中存在的較低的壓力水平便需要一個(gè)更大的高度H。在屬于曲線22的高度H與屬于曲線21的高度h之間的差值d，實(shí)際上相當(dāng)于采用按本發(fā)明的措施可達(dá)到的結(jié)構(gòu)高度的減省。另一條曲線23相應(yīng)于在采用按本發(fā)明的不分段的滑動(dòng)面的情況下沿較大的高度H的壓力曲線。在這種情況下可獲得的支承力顯著超過(guò)沿同一個(gè)高度H通過(guò)按曲線22的壓力曲線可達(dá)到的支承力，這就有可能將滑塊高度減少到值h。
權(quán)利要求
1.一種十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其二沖程大型柴油十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)，包括至少一個(gè)裝在配屬的氣缸(1)內(nèi)的活塞(3)，活塞通過(guò)活塞桿(4)與一十字頭(5)連接，十字頭通過(guò)連桿(6)與曲軸(7)協(xié)同工作以及十字頭設(shè)有側(cè)向滑塊(11)，為滑塊配設(shè)平行于活塞(3)運(yùn)動(dòng)方向延伸的滑軌(12)，以及包括一潤(rùn)滑裝置，用于向滑塊(11)與滑軌(12)彼此面對(duì)的滑動(dòng)面(13、14)之間的間隙供潤(rùn)滑油，其特征為滑塊(11)與滑軌(12)的滑動(dòng)面(13、14)設(shè)計(jì)為連續(xù)不斷的表面；以及，潤(rùn)滑裝置有可供給潤(rùn)滑油的噴油嘴(17)，通過(guò)它們可造成對(duì)準(zhǔn)滑軌(12)的滑動(dòng)面(14)的射束(18)。
2.按照權(quán)利要求1所述的十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為噴油嘴(17)可持續(xù)供給潤(rùn)滑油以及產(chǎn)生不間斷的射束(18)。
3.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為至少一部分噴油嘴(17)固定安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)座的一些部分上。
4.按照權(quán)利要求3所述的十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為至少一部分噴油嘴(17)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)座的一個(gè)沿發(fā)動(dòng)機(jī)橫向延伸并跨接彼此處于相對(duì)位置的滑軌(12)的壁(15)上。
5.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為為每個(gè)滑軌(12)配設(shè)多個(gè)沿滑軌高度分布的噴油嘴(17)。
6.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為為所有分別配屬于兩個(gè)彼此相對(duì)的滑軌(12)的固定噴油嘴(17)配設(shè)一公共的供油管(19)，它從一根為一相鄰的曲軸主軸承所設(shè)的潤(rùn)滑油管分出。
7.按照前列諸權(quán)利要求之一所述的十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為至少一部分噴油噴(17)裝在十字頭(5)上。
8.按照權(quán)利要求7所述的十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為十字頭(5)每個(gè)滑軌(12)有至少一個(gè)設(shè)在一個(gè)橫向于運(yùn)動(dòng)方向延伸的面積范圍內(nèi)的噴油嘴(17)。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為采用一些設(shè)在十字頭(5)上側(cè)及下側(cè)區(qū)域內(nèi)的噴油嘴(17)。
10.按照權(quán)利要求7至9之一所述的十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征為裝在十字頭(5)上的噴油嘴(17)可通過(guò)一公共的供油管供應(yīng)潤(rùn)滑油，此供油管從一根為十字頭(5)的一個(gè)安裝十字頭銷(xiāo)的支承裝置所配設(shè)的潤(rùn)滑油管分出。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種十字頭式發(fā)動(dòng)機(jī)，它包括至少一個(gè)裝在配屬的氣缸(1)內(nèi)的活塞(3)，活塞通過(guò)活塞桿(4)與一十字頭(5)連接，十字頭通過(guò)連桿(6)與曲軸(7)協(xié)同工作以及設(shè)有側(cè)向滑塊(11)，為滑塊配設(shè)平行于活塞(3)運(yùn)動(dòng)方向延伸的滑軌(12)，以及包括一個(gè)用于向滑塊(11)與滑軌(12)彼此面對(duì)的滑動(dòng)面(13、14)之間的間隙供潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑裝置，為了能獲得一種緊湊的結(jié)構(gòu)方式以及十字頭(5)有小的滑動(dòng)阻力，將滑塊(11)與滑軌(12)的滑動(dòng)面(13、14)設(shè)計(jì)為連續(xù)的表面；以及，潤(rùn)滑裝置有可供給潤(rùn)滑油的噴油嘴(17)，通過(guò)它們可造成對(duì)準(zhǔn)滑軌(12)的滑動(dòng)面(14)的射束(18)。
文檔編號(hào)F01M9/00GK1458399SQ0313149
公開(kāi)日2003年11月26日 申請(qǐng)日期2003年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月18日
發(fā)明者安德斯·沃倫德 申請(qǐng)人:曼B與W狄賽爾公司