專利名稱：十字頭大型柴油機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種一種十字頭大型柴油機，其包括一個用于接收曲軸的基板；一個包括兩個外壁的定子，該定子布置在基板上并包括至少一個支撐體，該支撐體通過使用橫向支撐壁而為雙壁形式并具有用于兩個相鄰十字頭的滑動表面；以及一個汽缸部分，該汽缸部分布置在定子上用于接收汽缸，通過至少一個拉桿使基板、定子和汽缸部分彼此連接，該拉桿在定子的在雙壁支撐體內的區(qū)域延伸。
從DE 3 512 347 C中已知的定子具有一個用于往復式發(fā)動機的十字頭導軌的支撐件，其中該支撐件是雙壁形式的。在其上放置用于接收汽缸套的汽缸筒的定子布置在基板上的片狀金屬基板上，并用該片狀金屬基板與傾斜延伸的外壁及垂直的滑動表面一起形成兩個框架，這兩個框架的橫截面為錐形并通過一個共用的片狀金屬頂板而彼此相連。這些錐形框架在外壁和滑動表面之間具有橫向壁，從而雙壁形式的支撐壁作為支撐件。基板包括一個軸承座，該軸承座具有一個下軸瓦和一個帶有軸承蓋的上軸瓦，在該軸瓦中曲軸被支撐在基板的軸承座中。發(fā)動機的汽缸筒、定子和基板通過拉桿保持在一起，拉桿通過預緊力固定在曲軸之下，位于軸承座處或中。
在這種已知的十字頭大型柴油機中，雙壁形式的定子支撐體同樣可支撐在同樣可為雙壁形式的基板中的支撐元件上。這意味著，定子和基板都是通過使用橫向支撐壁而成雙壁形式的。
從現(xiàn)有技術已知的十字頭大型柴油機的設計形式存在一些嚴重的缺點。支撐元件通過焊縫固定在基板中。如果支撐元件是通過使用兩個對置的壁的雙壁形式固定的，則焊縫不能在于基板中形成雙壁支撐元件的兩個壁之間成對焊接，從而出現(xiàn)有關基板強度和/或穩(wěn)定性的問題?；逑鄬τ诙ㄗ拥膶R是困難的，因為基板支撐元件的壁必須以關于支撐體的支撐壁對齊的方式布置。另外，拉桿固定在軸承座的下端部，即位于曲軸之下，從而拉桿必須通過所謂的拉桿管被引導穿過軸承座中的孔，直到進入軸承座的下部區(qū)域。由于拉桿必須固定在處于很大預張力的軸承座之下，所以這導致軸承座中很大的應力和軸瓦的變形。因此從單純結構角度講，已知基板是相對硬的和相對復雜的。
本發(fā)明滿足這些目的的主題的特征在于獨立權利要求1的特征。
從屬權利要求涉及本發(fā)明的特別有利的實施例。
因此根據(jù)本發(fā)明，提出了一種十字頭大型柴油機，其包括一個用于接收曲軸的基板和一個定子，該定子包括兩個外壁并布置在基板上。該定子包括至少一個支撐體，該支撐體通過使用橫向支撐壁而為雙壁形式并具有用于兩個相鄰十字頭的滑動表面。一個用于接收汽缸的汽缸部分布置在定子上，通過至少一個拉桿使基板、定子和汽缸部分彼此連接，該拉桿在定子的在雙壁支撐體內的區(qū)域延伸，一個橫向支撐元件設置在基板中并為單壁形式。
因此根據(jù)本發(fā)明，提出了一種十字頭大型柴油機，其包括一個單壁形式的基板和一個雙壁形式的定子，通過至少一個拉桿使根據(jù)本發(fā)明的十字頭大型柴油機的基板、定于和汽缸部分彼此連接，在定子的區(qū)域中的拉桿在定子的區(qū)域中在雙壁支撐體內延伸并固定在基板的軸承座中。在這方面，汽缸部分放置在定子上的片狀金屬頂板上，定子布置在基板上的片狀金屬基板上。
在這方面，由于穩(wěn)定性原因，目前認為當定子由雙壁形式的支撐體構成時，基板的雙壁形式是完全必須的。因為拉桿必須在很大預張力下被錨固基板中，所以預期在定子的下部區(qū)域中和片狀金屬基板中以及在軸承座的區(qū)域的材料中都有不可接受的機械應力，這是因為定子中雙壁支撐體和基板中單壁支撐元件的組合體中的彎曲應力導致的結果。另外，預期出現(xiàn)在單壁基板和雙壁定子的組合體中的所謂微振磨損問題，目前尚未解決。微振磨損應被理解為一種具體的腐蝕(接觸腐蝕)，其可能發(fā)生在定子和基板之間的接觸表面上。出于上述原因，早先認為雙壁形式的定子與單壁形式的基板的組合是不實際的。然而，業(yè)已發(fā)現(xiàn)這些問題可通過一個限定的力流來避免，如果定子和基板在拉桿區(qū)域中被相應設計。
在十字頭大型柴油機的一個優(yōu)選實施例中，支撐體的橫向支撐壁以V形沿朝汽缸部分的方向在定子中延伸，即橫向支撐壁向上延伸沿朝汽缸部分的方向具有加寬空間，其中在該支撐壁上布置有用于兩個相鄰十字頭的滑動表面，一個中心壁能夠附加地設置在兩個相對置的滑動表面之間。
在這方面，在本申請的框架內，“橫向”方向通常應被理解為大體垂直于大型柴油機的曲軸的軸線延伸方向的方向。
如已知的那樣，由于十字頭傳遞給由支撐體的支撐壁支撐的導軌的法向力在接近與十字頭相連的那個活塞運動的上死點時達到最大，這個活塞在十字頭大型柴油機的一個汽缸中以一種已知的方式往復運動地布置，因此這些法向力可以特別容易地被吸收和由支撐體的V形形式耗散掉，特別是在定子的上部區(qū)域中更是如此。所以支撐體的橫向支撐壁自然也可以布置成彼此平行的，特別是基于施工規(guī)范更是如此。
拉桿優(yōu)選但不是必須在支撐體的橫向支撐壁之間中心地延伸，單壁形式的支撐元件優(yōu)選布置成在基板中與拉桿的縱向軸線對齊。
在這方面，基板具有至少一個用于支撐曲軸的軸承座拉桿固定在軸承座里面或外面。在一個優(yōu)選實施例中拉桿固定在曲軸的軸線和定子之間的區(qū)域中。如上所述，由于拉桿必須在很大預張力下被錨固基板中或上，所以通過將拉桿固定在曲軸的軸線和定子之間的區(qū)域中，特別是使用軸瓦將曲軸以已知方式支撐在軸承座中可以大大避免由于拉桿應力導致的變形。
業(yè)已證明特別有利的是，拉桿在支撐體的橫向支撐壁之間的定子區(qū)域內中心地延伸，單壁形式的支撐元件布置成在基板中與拉桿的縱向軸線對齊，和拉桿固定在曲軸的軸線和定子之間的區(qū)域中。當然拉桿不必必須在橫向支撐壁之間中心地延伸，單壁形式的支撐元件也不必在每一情況下必須布置成在基板中與拉桿的縱向軸線對齊。另外，拉桿在特定情況下也可以不固定在曲軸的軸線和定子之間的區(qū)域中，而是在一個軸承座的孔中延伸穿過該區(qū)域并固定在曲軸遠離定子的一側上，即“當考慮到大型柴油機的通常安裝方向的時候”，位于曲軸軸線之下或在軸承座處。
在十字頭大型柴油機的一個優(yōu)選實施例中，拉桿固定在軸承座中的螺紋孔內。在另一種變形形式中，拉桿延伸穿過軸承座中的孔并由螺紋連接固定在該軸承座處，優(yōu)選兩個張力錨栓精確地延伸在兩個相鄰的十字頭之間，同樣也可以使一個或多個拉桿延伸在兩個相鄰的十字頭之間，特別是出于穩(wěn)定性原因。


圖1以截面簡要示出了十字頭大型柴油機1的已知形式，其具有一個基板2、一個定子5和一個汽缸部分10。汽缸部分10以已知方式用于接收未示出的汽缸。例如已經通過將鋼板焊接在一起而形成的定子5具有一個片狀金屬基板15和兩個外壁4并與根據(jù)附圖垂直延伸的滑動表面8一起形成兩個框架，這些框架的橫截面為錐形并通過一個共用的片狀金屬頂板16而彼此相連。這兩個垂直延伸的相對置的滑動表面8由一個布置在這兩個錐形框架之間的中心壁17支撐。定子5以片狀金屬基板15布置在基板2上，該基板包括一個軸承座13，其具有一個用于支撐曲軸3的軸瓦131。曲軸3的軸線K以眾所周知的方式通過一個在圖1中未示出的連桿18連接到十字頭9上。
圖2示出了根據(jù)圖1的沿截面線I-I通過根據(jù)本發(fā)明的十字頭大型柴油機1的一個優(yōu)選實施例的截面，其包括一個布置在基板2上的定子5和放置在定子5上的汽缸部分10。片狀金屬頂板16布置在定子5和汽缸部分10之間，片狀金屬基板15布置在定子5和基板2之間。汽缸部分10適于以已知方式接收一個或多個未示出的汽缸。汽缸的內部空間以已知方式與一個汽缸頭(未示出)和一個活塞(同樣未示出)形成十字頭大型柴油機1的燃燒室，該活塞借助于一個活塞桿19與十字頭9相連并布置成可在汽缸內往復運動。定子5包括一個雙壁形式的支撐體6，其使用橫向支撐壁7。支撐壁7支撐用于導引十字頭9的滑動表面8，該十字頭借助于連桿18與曲軸3相連，活塞桿19與十字頭大型柴油機1的活塞(未示出)相連。
用于接收和支撐曲軸3的基板2包括一個軸承座13和一個單壁形式的橫向支撐元件12。汽缸部分10、定子5和基板2通過一個預張緊的拉桿11彼此連接，拉桿11延伸于定子5中雙壁支撐體6內的橫向支撐壁7之間的區(qū)域中并固定在基板2的在曲軸3的軸線K與定子5之間的區(qū)域內的軸承座13的螺紋孔14，即根據(jù)附圖在在曲軸3的軸線K之上。
在圖2所示實施例中，支撐體6的橫向支撐壁7以V形沿汽缸部分10的方向延伸，即支撐體6的支撐壁7的共有空間在朝汽缸部分10的方向上逐漸增加。十字頭9通過滑動表面8傳遞到支撐壁7上，從而傳遞到支撐體6上的法向力按已知的那樣最大程度地接近活塞往復運動的上死點。(根據(jù)附圖)定子5的這片上部區(qū)域由于支撐體6的V形形式是相對寬的，因此可以特別好地吸收十字頭9的法向力，并將所述力特別好地排到定子5中。
在圖2所示的特別優(yōu)選的實施例中，拉桿11的縱向軸線Z在支撐體6的橫向支撐壁7之間中心地延伸，單壁形式的基板2的支撐元件12布置成與拉桿11的縱向軸線Z對齊，該基板上的支撐體6被支撐在基板2中。特別是為了避免軸瓦131的變形，拉桿11固定在曲軸3的軸線K和定子5之間的區(qū)域內的軸承座13的螺紋孔14，即根據(jù)附圖在曲軸的軸線K之上。由于單壁支撐元件12布置在基板2中，與拉桿11的縱向軸線Z對齊，并由此關于支撐體6的支撐壁7對稱，因此在基板不具有非常高的剛度的情況下得到了特別高的穩(wěn)定性。
圖3簡要示出了根據(jù)圖1沿線II-II的另一個截面。示出了兩個支撐體6，在每種情況下它們在定子5中相對置，并彼此由一個在滑動表面8之間的中心壁17支撐。十字頭9在兩個各自相鄰的支撐體6的兩個各自相對置的滑動表面8之間被導引。一個拉桿11在每個支撐體6的支撐壁7之間精確地延伸。
根據(jù)本發(fā)明的十字頭大型柴油機的基板具有一個單壁形式的橫向支撐元件，其可以成對地沒有問題地焊接到該發(fā)動機的組件上，從而可以避免關于基板的強度和/或穩(wěn)定性的問題，例如從現(xiàn)有技術中已知的由具有雙壁支撐元件的基板導致的問題。拉桿優(yōu)選設計成短拉桿，并固定在軸承座的上部區(qū)域中，即曲軸軸線和定子的片狀金屬基板之間的螺紋孔中。從而通過將處于很大預張力下的拉桿固定在軸承座中大大地避免了軸承座中的應力和軸瓦的變形。通過縮短拉桿和單壁形式的支撐元件，特別優(yōu)化了本發(fā)明的十字頭大型柴油機的基板的剛度。因為拉桿必須在很大預張力下被錨固基板中，所以由于預期在定子的下部區(qū)域中和在片狀金屬基板中以及在軸承座的區(qū)域中都有不可避免的彎曲應力和由于材料中這些不可接受的機械應力，因此定子中雙壁支撐體和基板中單壁支撐元件的組合是早先未被考慮到的。通過定子和基板在拉桿的區(qū)域中的相應設計形式，早先擔心的由于彎曲應力的問題以及由于這樣的設計形式而預料到的微振磨損都可以被避免。本發(fā)明的十字頭大型柴油機的基板從結構方面已被大大簡化了。
權利要求
1.一種十字頭大型柴油機，其包括一個用于接收曲軸(3)的基板(2)；一個包括兩個外壁(4)的定子(5)，該定子布置在基板(2)上并包括至少一個支撐體(6)，該支撐體通過使用橫向支撐壁(7)而為雙壁形式并具有用于兩個相鄰十字頭(9)的滑動表面(8)；以及一個汽缸部分(10)，該汽缸部分布置在定子(5)上用于接收汽缸，通過至少一個拉桿(11)使基板(2)、定子(5)和汽缸部分(10)彼此連接，該拉桿在定子(5)的在雙壁支撐體(6)內的區(qū)域延伸，其特征在于，一個橫向支撐元件(12)設置在基板(2)中并為單壁形式。
2.按權利要求1所述的十字頭大型柴油機，其中，至少一個支撐體(6)的橫向支撐壁(7)彼此平行布置。
3.按權利要求1或2所述的十字頭大型柴油機，其中，至少一個支撐體(6)的橫向支撐壁(7)沿汽缸部分(10)的方向以一個具有增加的空間的V形延伸。
4.按上述權利要求中任一項所述的十字頭大型柴油機，其中，拉桿(11)在支撐體(6)的橫向支撐壁(7)之間中心地延伸。
5.按上述權利要求中任一項所述的十字頭大型柴油機，其中，支撐元件(12)布置成與拉桿(11)的縱向軸線(Z)對齊。
6.按上述權利要求中任一項所述的十字頭大型柴油機，其中，基板(2)具有至少一個用于支撐曲軸(3)的軸承座(13)，拉桿(11)固定在軸承座(13)中或上，在一個曲軸(3)的軸線(K)和定子(5)之間的區(qū)域中。
7.按上述權利要求中任一項所述的十字頭大型柴油機，其中，拉桿(11)固定在軸承座(13)中的螺紋孔(14)內。
8.按上述權利要求中任一項所述的十字頭大型柴油機，其中，拉桿(11)延伸穿過軸承座(13)中的孔并由螺紋連接固定住。
9.按上述權利要求中任一項所述的十字頭大型柴油機，其中，兩個拉桿(11)精確地延伸在兩個相鄰的十字頭之間。
10.按上述權利要求中任一項所述的十字頭大型柴油機，其中，定子(5)包括一個片狀金屬基板(15)、一個片狀金屬頂板(16)和一個布置在兩個相對置的滑動表面(8)之間的中心壁(17)。
全文摘要
提出了一種十字頭大型柴油機，其包括一個用于接收曲軸(3)的基板(2)和一個定子(5)，該定子包括兩個外壁(4)并布置在基板(2)上。該定子(5)包括至少一個支撐體(6)，該支撐體通過使用橫向支撐壁(7)而為雙壁形式并具有用于兩個相鄰十字頭(9)的滑動表面(8)。一個汽缸部分(10)布置在定子(5)上用于接收汽缸，通過至少一個拉桿(11)使基板(2)、定子(5)和汽缸部分(10)彼此連接，該拉桿在定子(5)的在雙壁支撐體(6)內的區(qū)域延伸，一個橫向支撐元件(12)設置在基板(2)中并為單壁形式。
文檔編號F02F1/00GK1475662SQ0314760
公開日2004年2月18日 申請日期2003年7月14日 優(yōu)先權日2002年7月15日
發(fā)明者S·凱澤, S·森尼希森, S 凱澤, 嵯Ｉ 申請人:瓦特西拉瑞士股份有限公司