本發(fā)明涉及一種大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以及用于該大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)座和振動(dòng)補(bǔ)償器。

背景技術(shù)：
十字頭構(gòu)造的大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，作為優(yōu)選地用于造船或者靜止裝置，例如用于發(fā)電，包括形成發(fā)動(dòng)機(jī)框架的三個(gè)大型殼體區(qū)段。所謂的機(jī)座被主夾板分開而被布置在基板上，基板具有位于軸承座旁邊的橫向支撐元件，軸承座具有用于曲軸軸頸的主曲軸軸承?，F(xiàn)有技術(shù)中已有的機(jī)座包括與大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)目一致的多個(gè)相對(duì)布置的支撐本體，大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)氣缸具有以垂直方式延伸的用于引導(dǎo)通過(guò)挺桿連接到曲軸的兩個(gè)相鄰十字頭的滑動(dòng)表面。在這方面，具有相對(duì)設(shè)置并以垂直方式延伸的滑動(dòng)表面的兩個(gè)相應(yīng)的支撐本體還由中間壁支撐。單個(gè)支撐本體通常通過(guò)共同的金屬護(hù)板彼此連接。氣缸部，常常也稱為氣缸套，隨后布置于基座上方并且適于接收多個(gè)氣缸襯套。在這方面，基板、機(jī)座和氣缸部通過(guò)在位于支撐本體中的基座區(qū)域內(nèi)延伸的拉桿而彼此連接，通常在實(shí)質(zhì)的預(yù)負(fù)載下拉桿螺旋進(jìn)入基板或位于基板上。在這方面，已知著重解決涉及穩(wěn)定性和磨損的不同問(wèn)題的不同類型的基座，并且為此提出了對(duì)應(yīng)的優(yōu)化解決方案。從DE3512347C1已知了一種用于往復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)的十字頭滑動(dòng)軌道的具有支撐件的機(jī)座，其中支撐件設(shè)計(jì)為具有雙重壁。其上布置有用于接收氣缸襯套的氣缸套的基座設(shè)置在位于基板上的金屬主夾板上，金屬主夾板與傾斜延伸的外壁以及垂直的滑動(dòng)表面一起形成兩個(gè)框架，兩個(gè)框架呈梯形截面并且通過(guò)共同的金屬護(hù)板彼此連接。梯形框架由外壁和滑動(dòng)表面之間的橫向支撐壁填充，因此具有雙重壁的支撐本體提供了支撐。基板包括具有上軸承殼和下軸承殼的軸承座，上軸承殼和下軸承殼具有軸承蓋，在軸承蓋中曲軸被樞軸支撐于基板的軸承座中。發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸套、機(jī)座和基板通過(guò)由預(yù)負(fù)載固定在位于軸承座處或軸承座中的曲軸之下的拉桿而保持在一起。EP0774061揭示了一種具有三角形橫截面的雙重壁支撐本體，其中兩個(gè)相應(yīng)的拉桿被引導(dǎo)。在這樣的已知大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，具有雙重壁的機(jī)座的支撐本體被支撐元件支撐，同樣基板也具有雙重壁。這表示機(jī)座和基板均通過(guò)橫向支撐壁形成有雙重壁。在這方面，然而在現(xiàn)有技術(shù)中還已知通過(guò)橫向支撐壁形成基板并且為單層壁設(shè)計(jì)的大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。申請(qǐng)人在多年前就已經(jīng)在EP1382829B1中提出了改進(jìn)的技術(shù)方案，其還能夠由根據(jù)CH700755的實(shí)施方式獲得顯著改進(jìn)。在這方面，兩個(gè)相對(duì)布置的支撐本體彼此抵接固定并在機(jī)座中其本身通過(guò)焊縫由前面已經(jīng)提到的中間壁固定在基座中。實(shí)質(zhì)上已知的是由振動(dòng)所代表的實(shí)質(zhì)問(wèn)題，特別是在這種發(fā)動(dòng)機(jī)所安裝的環(huán)境中，在如此巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)的工作中所產(chǎn)生的振動(dòng)經(jīng)常達(dá)到每個(gè)氣缸10,000KW的功率，或者更高。在這方面，目前已知的用于船舶的發(fā)動(dòng)機(jī)通常具有多達(dá)12個(gè)或甚至14個(gè)氣缸，這在操作狀態(tài)中在船體內(nèi)會(huì)引發(fā)振動(dòng)，如果沒(méi)有提供合適的對(duì)策，振動(dòng)十分強(qiáng)烈，會(huì)使得船體遭到巨大損壞，或者甚至被破壞。長(zhǎng)久以來(lái)就已知提供振動(dòng)補(bǔ)償器用于減輕或補(bǔ)償前述的有害振動(dòng)，振動(dòng)補(bǔ)償器的目的在于至少部分地補(bǔ)償在工作中發(fā)生的有害振動(dòng)。如同本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)充分意識(shí)到的那樣，這些有害振動(dòng)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)的不平衡的、擺動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生，振動(dòng)的二階扭矩通常具有最大的負(fù)面影響。例如在船舶中，二階扭矩以特別的形式存在，一種在船體上具有波腹和波節(jié)的豎直作用的駐波，其在波腹中引起實(shí)質(zhì)的機(jī)械負(fù)載，而這是絕對(duì)需要防止的或至少需要被最小化的。長(zhǎng)久以來(lái)已知為了此目的在發(fā)動(dòng)機(jī)中提供振動(dòng)補(bǔ)償器，特別是在用于船舶的大型十字頭兩沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中。這些振動(dòng)補(bǔ)償器通常包括位于至少一個(gè)端部處的兩個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的補(bǔ)償器塊，在特定情況下，甚至同時(shí)在機(jī)座的兩個(gè)端部處，即在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)的任一輸出側(cè)，即例如，船舶推進(jìn)器的軸連接之處。然而，可選擇地或另外地，振動(dòng)補(bǔ)償器還可設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的與動(dòng)力輸出端部相對(duì)的端部，即所謂的發(fā)動(dòng)機(jī)自由端。在這方面，已知的振動(dòng)補(bǔ)償器容納在補(bǔ)償殼體中，補(bǔ)償殼體例如通過(guò)螺旋或焊接附裝于機(jī)座外面的發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出端和/或自由端。在這方面，補(bǔ)償質(zhì)量通常是較厚的、非常重的似半圓形圓盤，其取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸以及有害振動(dòng)的強(qiáng)度能夠具有例如接近1000Kg的質(zhì)量。在這方面，它們布置為一個(gè)位于另一個(gè)的上方，并且相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的縱軸對(duì)稱，以兩倍于發(fā)動(dòng)機(jī)的速度按照相反的方向旋轉(zhuǎn)并且相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角進(jìn)程具有合適的相位，精確選擇旋轉(zhuǎn)的補(bǔ)償器塊和發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角進(jìn)程之間的相位，使得上文提到的有害振動(dòng)的二階扭矩被補(bǔ)償或者至少被充分地最小化。在這方面，補(bǔ)償器塊的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)能通過(guò)軸、齒輪、鏈條或類似物以直接聯(lián)結(jié)的方式發(fā)生，其優(yōu)點(diǎn)在于旋轉(zhuǎn)質(zhì)量和發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄角之間的相位能夠通過(guò)機(jī)械聯(lián)結(jié)獨(dú)立于發(fā)動(dòng)機(jī)的速度而固定設(shè)置，使得不需要控制和/或調(diào)整旋轉(zhuǎn)的補(bǔ)償器塊的旋轉(zhuǎn)速度和相位。然而，已知解決方案中補(bǔ)償器塊被電驅(qū)動(dòng)?？紤]到振動(dòng)補(bǔ)償器在發(fā)動(dòng)機(jī)上的安裝，該解決方案當(dāng)然更靈活。然而，電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)當(dāng)然必須進(jìn)行控制，該控制總是基于發(fā)動(dòng)機(jī)的速度自動(dòng)設(shè)置旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器塊的正確的旋轉(zhuǎn)速度和相位。布置在機(jī)座外面的振動(dòng)補(bǔ)償器的實(shí)質(zhì)缺陷在于，旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的力，該力通過(guò)焊縫傳輸?shù)綑C(jī)座，振動(dòng)補(bǔ)償器在焊縫處懸置于機(jī)座上。在實(shí)際中，這導(dǎo)致了對(duì)焊縫、對(duì)支撐壁以及對(duì)設(shè)置在此處的用于十字頭的滑動(dòng)軌道的損壞。一個(gè)主要的原因是，振動(dòng)補(bǔ)償器以嚙合旋轉(zhuǎn)的方式布置為疊置的，使得在豎直方向上和/或在水平方向上產(chǎn)生合成力矩，即因而振動(dòng)補(bǔ)償器實(shí)現(xiàn)周期性的傾斜運(yùn)動(dòng)和彎曲扭矩，彎曲扭矩通過(guò)焊縫傳輸?shù)綑C(jī)座并且因此在焊縫上產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的負(fù)載。在這方面，嚙合旋轉(zhuǎn)方式意味著，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器塊的旋轉(zhuǎn)軸線的彼此之間的距離比旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)半徑的兩倍更近。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
因而，從現(xiàn)有技術(shù)開始，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以及改進(jìn)的振動(dòng)補(bǔ)償器，其避免了現(xiàn)有技術(shù)中已知的缺陷并且特別是優(yōu)化了振動(dòng)補(bǔ)償器到機(jī)座的力的傳輸，使得振動(dòng)補(bǔ)償器和機(jī)座之間傳輸力的接觸點(diǎn)的負(fù)載盡可能小或者均勻。因此，本發(fā)明涉及一種大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括用于接收曲軸的基板、具有兩個(gè)外壁且布置在基板上的機(jī)座以及布置在機(jī)座上以用于接收氣缸的氣缸部。基板、機(jī)座和氣缸部通過(guò)在機(jī)座的區(qū)域中沿著支撐壁延伸的拉桿彼此連接，并且在支撐壁處形成有用于支撐十字頭的滑動(dòng)表面。第一橫向支撐壁和第二橫向支撐壁布置在機(jī)座的末端側(cè)，并且相對(duì)于曲軸彼此相對(duì)設(shè)置并通過(guò)中間壁彼此連接，在機(jī)座的末端側(cè)設(shè)置有用于補(bǔ)償振動(dòng)的振動(dòng)補(bǔ)償器。根據(jù)本發(fā)明，振動(dòng)補(bǔ)償器形成在第一支撐壁和第二支撐壁之間。本發(fā)明第一次使得避免現(xiàn)有技術(shù)中已知的缺陷成為可能，這種缺陷由布置在機(jī)座外面的振動(dòng)補(bǔ)償器引起。在根據(jù)本發(fā)明的大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，振動(dòng)補(bǔ)償器的旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器塊無(wú)疑還產(chǎn)生了相當(dāng)大的力，亦即，即使本發(fā)明的振動(dòng)補(bǔ)償器，補(bǔ)償塊優(yōu)選地是按豎直疊置并且嚙合旋轉(zhuǎn)的方式布置的，使得在豎直和/或水平方向上能夠產(chǎn)生合成力矩，也能夠引起振動(dòng)補(bǔ)償器產(chǎn)生周期性的傾斜扭矩或傾斜力。然而，在根據(jù)本發(fā)明的大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，傾斜扭矩或傾斜力不會(huì)通過(guò)補(bǔ)償器殼和機(jī)座之間的焊縫(振動(dòng)補(bǔ)償器最終在該焊縫處懸置在機(jī)座上)而被傳輸?shù)綑C(jī)座。但是由于振動(dòng)補(bǔ)償器或振動(dòng)補(bǔ)償器的補(bǔ)償器殼根據(jù)本發(fā)明形成在第一支撐壁和第二支撐壁之間，周期性的傾斜扭矩或者傾斜力被直接引入支撐壁或者可能經(jīng)由優(yōu)選地形成為補(bǔ)償器殼的真實(shí)壁的中間壁。焊縫處的嚴(yán)重?fù)p壞以及設(shè)置在焊縫處的十字頭的支撐壁和滑動(dòng)軌道的嚴(yán)重?fù)p壞，現(xiàn)在可以通過(guò)本發(fā)明而得以避免。在對(duì)于實(shí)施特別重要的一個(gè)實(shí)施方式中，如同已經(jīng)提到的那樣，振動(dòng)補(bǔ)償器可形成在中間壁處，使得中間壁也能附加地承載振動(dòng)補(bǔ)償器。至少提到的部分力或傾斜扭矩也可因此通過(guò)中間壁被引入到機(jī)座，因而可以另外減輕振動(dòng)補(bǔ)償器或者補(bǔ)償器殼的焊縫處的壓力。在這方面，振動(dòng)補(bǔ)償器通常包括在操作狀態(tài)下以相反方向旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)補(bǔ)償器塊，補(bǔ)償器塊通常形成為一部分盤的形狀，常常為類似新月的盤，但是原則上可以具有適于抑制或減輕發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的有害振動(dòng)的任何合適的非對(duì)稱形狀。在這方面，補(bǔ)償器塊優(yōu)選地相對(duì)于彼此布置為使得其在操作狀態(tài)下以嚙合的方式旋轉(zhuǎn)，并且在實(shí)際中通常布置為相對(duì)于曲軸豎直疊置，這種布置僅僅是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上的原因，因?yàn)榉駝t在大部分情形下由于空間的原因，振動(dòng)補(bǔ)償器無(wú)法布置在支撐壁之間。在這方面，根據(jù)需要，振動(dòng)補(bǔ)償器可被設(shè)置在大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出側(cè)的末端側(cè)和/或自由端的末端側(cè)。本領(lǐng)域技術(shù)人員決定采用這三種變型中的哪一個(gè)取決于不同情形中的多種因素。例如，取決于安裝大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的船舶的類型，取決于所產(chǎn)生的有害振動(dòng)的強(qiáng)度，取決于振動(dòng)需要被抑制的程度或者還可取決于實(shí)質(zhì)上對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言已知的因素或需求。在這方面，補(bǔ)償器塊本身實(shí)質(zhì)上可通過(guò)機(jī)械聯(lián)結(jié)裝置按照實(shí)質(zhì)上已知的方式驅(qū)動(dòng)，特別是通過(guò)軸、齒輪、鏈條、有齒傳動(dòng)帶或者其他聯(lián)結(jié)裝置驅(qū)動(dòng)，和/或還可通過(guò)單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，特別是通過(guò)電的、液壓的或氣動(dòng)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，在單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的情形中，實(shí)際上以控制或調(diào)整的方式提供控制，使得補(bǔ)償器塊始終以相應(yīng)的相位以及兩倍于大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的速度來(lái)旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明還涉及一種用于如本發(fā)明所描述的大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)補(bǔ)償器，振動(dòng)補(bǔ)償器可形成在大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的第一支撐壁和第二支撐壁之間，并且優(yōu)選地可形成在機(jī)座的中間壁處，使得中間壁也能附加地承載振動(dòng)補(bǔ)償器。振動(dòng)補(bǔ)償器優(yōu)選地包括兩個(gè)補(bǔ)償器塊，這兩個(gè)補(bǔ)償器塊在操作狀態(tài)下以相反方向旋轉(zhuǎn)并且在實(shí)際中通常設(shè)計(jì)為部分盤的形狀，特別是類似新月形的形狀，并且被布置為在安裝狀態(tài)下相對(duì)于曲軸豎直疊置，使得它們?cè)诓僮鳡顟B(tài)下不以嚙合方式旋轉(zhuǎn)。在這方面，補(bǔ)償器塊本身可通過(guò)機(jī)械聯(lián)結(jié)裝置驅(qū)動(dòng)，特別是通過(guò)軸、齒輪、鏈條、有齒傳動(dòng)帶或者通過(guò)其他聯(lián)結(jié)裝置，或者可通過(guò)單獨(dú)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，特別是通過(guò)電的、液壓的或氣動(dòng)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。附圖說(shuō)明以下將參考附圖來(lái)詳細(xì)解釋本發(fā)明。它們以示意性表示的方式示出：圖1是根據(jù)本發(fā)明的具有基板、機(jī)座和氣缸部的大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的視圖；圖2是根據(jù)圖1的補(bǔ)償器殼的放大細(xì)節(jié)圖；圖3是作用于垂直且非嚙合布置的補(bǔ)償器塊的力和扭矩的示意性表示。具體實(shí)施方式接下來(lái)將整體上以附圖標(biāo)記1表示根據(jù)本發(fā)明的大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其特別構(gòu)造為比如廣泛用于造船的采用直流掃氣的兩沖程大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)1。圖1示意性地以截面圖示出根據(jù)本發(fā)明的大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)1的設(shè)計(jì)，其具有基板2、機(jī)座5和氣缸部6，為了清楚的原因，僅示出了氣缸部6的下部區(qū)域。在這方面，除了支撐壁之間的振動(dòng)元件的布置之外，圖1示出的外部結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上與已知的大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的外形一致。氣缸部6用來(lái)以實(shí)質(zhì)上已知的方式接收氣缸，氣缸未示出。機(jī)座5(例如，由彼此焊接的鋼板形成)具有基體金屬片材以及兩個(gè)外壁4，并且與滑動(dòng)表面9(根據(jù)圖示，該滑動(dòng)表面9垂直延伸，即，橫向延伸)一起形成截面為梯形的兩個(gè)框架且這兩個(gè)框架通過(guò)共同的金屬護(hù)板彼此連接。兩個(gè)相對(duì)布置的滑動(dòng)表面9以垂直方式延伸并且由布置在兩個(gè)梯形框架之間的中間壁11支撐。機(jī)座5在基板2上布置有基體金屬片材，所述基板2包括具有軸承殼的軸承座，用于以軸頸的方式支撐曲軸3。曲軸3以實(shí)質(zhì)上已知的方式通過(guò)連桿(圖1中未示出)連接到十字頭，未示出具體細(xì)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明，用于補(bǔ)償振動(dòng)的振動(dòng)補(bǔ)償器12形成在機(jī)座5的末端側(cè)10處，位于第一支撐壁81和第二支撐壁82之間的，在圖1的當(dāng)前具體實(shí)施方式中，振動(dòng)補(bǔ)償器12形成在中間壁11處，使得中間壁11能夠附加地承載振動(dòng)補(bǔ)償器12。在這方面，圖1中僅示意性地示出的大型十字頭式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)1的末端側(cè)10可以是例如將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳輸給船舶推進(jìn)器的輸出側(cè)，或者是相對(duì)于輸出側(cè)設(shè)置的發(fā)動(dòng)機(jī)自由端。在這方面，振動(dòng)補(bǔ)償器12包括補(bǔ)償器殼1200以及在操作狀態(tài)中以相反方向旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)補(bǔ)償器塊121、122。在這方面，圖1的具體實(shí)施方式的補(bǔ)償器塊121、122被設(shè)計(jì)為一部分盤的形狀，特別是類似新月形的形狀，并且被布置為相對(duì)于曲軸3豎直疊置，使得在操作狀態(tài)下其不以彼此嚙合的方式旋轉(zhuǎn)。通常，補(bǔ)償器殼具有外罩，使得在操作狀態(tài)下無(wú)法從外部看到補(bǔ)償器塊121、122。僅僅用于示例，圖2示出了根據(jù)圖1的補(bǔ)償器殼在安裝狀態(tài)下的放大細(xì)節(jié)。能夠清楚看出振動(dòng)補(bǔ)償器12如何在中間壁11處形成在第一支撐壁81和第二支撐壁82之間，使得滑動(dòng)表面9在此情況下保持自由，因此十字頭(未示出)能夠在操作狀態(tài)下沿著滑動(dòng)表面9在圖示的豎直方向上被引導(dǎo)。最后，當(dāng)補(bǔ)償器塊121按照旋轉(zhuǎn)方向ω1旋轉(zhuǎn)且補(bǔ)償器塊122按照與補(bǔ)償器塊121相反的旋轉(zhuǎn)方向ω2旋轉(zhuǎn)時(shí)，處于垂直且嚙合布置的補(bǔ)償器塊121、122的作用扭矩或力F1和F2參考示意性的圖3示出。由于補(bǔ)償器塊121、122以嚙合方式相對(duì)旋轉(zhuǎn)，這意味著如前面所說(shuō)明的，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)的補(bǔ)償器塊121、122的旋轉(zhuǎn)軸線彼此相距小于補(bǔ)償器塊121、122的旋轉(zhuǎn)半徑的兩倍，如本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，產(chǎn)生周期性變化的力對(duì)(forcepairs)F1、F2，這個(gè)力對(duì)導(dǎo)致周期性的傾斜應(yīng)變，這是因?yàn)殡S著在時(shí)間上和空間上變化的總分量導(dǎo)致同時(shí)產(chǎn)生豎直的和水平的力矩，這使得現(xiàn)有技術(shù)中已知的振動(dòng)補(bǔ)償器12的焊縫上的負(fù)載能夠通過(guò)本發(fā)明得以避免。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，并未將本發(fā)明限制于明確討論的實(shí)施方式，相應(yīng)的進(jìn)一步改進(jìn)同樣由本發(fā)明涵蓋。本發(fā)明當(dāng)然特別涉及所討論的具體實(shí)施方式的所有適當(dāng)結(jié)合。