專利名稱：大型十字頭式柴油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照獨(dú)立權(quán)利要求1前序部分的大型十字頭柴油機(jī)。
背景技術(shù)：
大型十字頭柴油機(jī)，例如適合用于造船作業(yè)或固定式工廠例如發(fā)電站的那種柴油機(jī)，包含三個(gè)構(gòu)成柴油機(jī)框架的大的殼體部件。一種所謂的機(jī)架由金屬底板隔開而設(shè)置在一種除了具有用于支承曲軸的曲軸主軸承的軸承座外還具有橫向支承件的機(jī)座上。根據(jù)大型柴油機(jī)氣缸的數(shù)目，上述機(jī)架可具有多個(gè)對(duì)置的支承體，這些支承體分別具有垂直地延伸的用于導(dǎo)引兩個(gè)相鄰十字頭的滑軌，所述的十字頭通過連桿與曲軸相連接。在所有情況下，上述兩個(gè)對(duì)置的垂直延伸的滑軌都由中央壁加以支撐。各個(gè)支承體通常由公用的金屬蓋板來互相連接。然后將一種氣缸部件(也常稱為氣缸套)安置在機(jī)架上方的金屬蓋板上，上述的氣缸套適合于承接多個(gè)氣缸襯管。上述的機(jī)座、機(jī)架和氣缸套通過連接桿互相連接起來，所述的連接桿通常在機(jī)架區(qū)域內(nèi)的支承體內(nèi)部延伸，該連接桿是在一定的預(yù)應(yīng)力下靠螺紋擰進(jìn)上述機(jī)座內(nèi)或者說擰在上述機(jī)座上的。
德國專利DE 3512347 C1公開過一種機(jī)架，該機(jī)架具有一個(gè)用于活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的十字頭滑軌的支柱，該支柱做成雙壁結(jié)構(gòu)。安置用于承接氣缸襯管的氣缸套的上述機(jī)架安裝在機(jī)座上的薄金屬底板上。所述的薄金屬底板與斜置的外壁和垂直滑軌一起構(gòu)成兩個(gè)梯形橫截面的并由公用金屬蓋板互相連接的框架，該梯形框架被橫向支承壁插入其外壁與滑軌之間，這樣就形成像一個(gè)支柱的雙壁結(jié)構(gòu)的支承體。上述機(jī)座具有一個(gè)包含下軸承殼和具有軸承蓋的上軸承殼的軸承座，曲軸就安裝在該機(jī)座的軸承座內(nèi)的兩軸承殼內(nèi)。柴油機(jī)的氣缸套、機(jī)架和機(jī)座由連接桿連接在一起，上述連接桿在曲軸下面固定到軸承座內(nèi)。
在這種公知的大型十字頭式柴油機(jī)中，機(jī)架的雙壁結(jié)構(gòu)的支承體安裝在同樣是雙壁結(jié)構(gòu)的機(jī)座內(nèi)的支承件上，這就是說，機(jī)架和機(jī)座都是具有橫向支承壁的雙壁結(jié)構(gòu)件。
現(xiàn)有技術(shù)公知的這種大型十字頭式柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)有一些嚴(yán)重的缺點(diǎn)。其支承件是焊接固定在機(jī)座上的。如果該支承件是具有兩個(gè)對(duì)置的壁的雙壁結(jié)構(gòu)件，那么構(gòu)成機(jī)座內(nèi)的雙壁支承件的兩個(gè)壁之間的焊縫就不能被逆焊，這樣就會(huì)出現(xiàn)與機(jī)座的強(qiáng)度和/或穩(wěn)定性有關(guān)的問題。由于機(jī)座的支承件的壁必須與機(jī)架內(nèi)的支承體的支承壁成直線對(duì)準(zhǔn)，故機(jī)座相對(duì)于機(jī)架的直線對(duì)準(zhǔn)是困難的。而且連接桿固定在軸承座的下部，也就是固定在曲軸的下面，故連接桿必須通過軸承座內(nèi)的穿過所謂的連接桿管直到并進(jìn)入軸承座的下部區(qū)的孔來導(dǎo)引。由于連接桿必須在較大的預(yù)應(yīng)力下固定在軸承座下部，這就導(dǎo)致軸承座內(nèi)產(chǎn)生較大的應(yīng)變，并導(dǎo)致軸承殼發(fā)生變形。因此，現(xiàn)有的機(jī)座在結(jié)構(gòu)上剛性較大并且較為復(fù)雜和/或較為昂貴。
上述的問題采用歐洲專利EP 1382829所述的組件得到一定的克服。EP 1382829所公開的大型十字頭式柴油機(jī)具有一個(gè)含有做成單壁結(jié)構(gòu)的橫向支承件的機(jī)座，就是說，其雙壁的機(jī)架首先安裝在單壁的機(jī)座上。該大型十字頭式柴油機(jī)的機(jī)座、機(jī)架和氣缸套通過連接桿互相連接起來，該連接桿在雙壁支承體內(nèi)伸入機(jī)架區(qū)并固定在具有單壁支承件的機(jī)座的軸承座內(nèi)。
在EP 1382829的發(fā)明之前，曾認(rèn)為當(dāng)機(jī)架做成雙壁結(jié)構(gòu)的支承體時(shí)將機(jī)座做成雙壁結(jié)構(gòu)對(duì)于穩(wěn)定性來說是絕對(duì)必需的。由于連接桿是在較大的預(yù)應(yīng)力下固定在機(jī)座內(nèi)的，曾預(yù)測(cè)若將機(jī)架內(nèi)的雙壁支承體與機(jī)座內(nèi)的單壁支承件相結(jié)合，無論在機(jī)架的下部和金屬機(jī)座內(nèi)以及軸承座區(qū)域內(nèi)都會(huì)有不允許的機(jī)械應(yīng)力。此外，單壁機(jī)座與雙壁機(jī)架相組合中預(yù)料到的所謂“微振磨損”的問題，至今仍未解決。熟悉本技術(shù)的人們知道“磨損”是一種特殊形式的摩擦腐蝕，它會(huì)在機(jī)架與機(jī)座之間相接觸的表面上出現(xiàn)?；谏鲜鲈颍J(rèn)為雙壁的支承體與單壁的機(jī)座相組合是不可行的，然而，人們將會(huì)看到如果機(jī)架和機(jī)座在連接桿區(qū)域內(nèi)合理地設(shè)計(jì)的話，上述問題是可以通過確定的力的流散來避免的。
實(shí)際上，特別重要的是，EP 1382829的連接桿不是通過一個(gè)穿過整個(gè)軸承座的孔來導(dǎo)引然后在軸承座下面由例如一個(gè)連接桿螺母來擰緊，而是將連接桿固定在軸承座的位于曲軸軸線上方亦即位于曲軸中心線與機(jī)架之間的螺紋孔內(nèi)，從而首先有效地避免了直到那時(shí)都無法避免的軸承座內(nèi)的令人擔(dān)憂的會(huì)導(dǎo)致軸承殼變形的較大應(yīng)變。也就是如果連接桿固定在機(jī)座內(nèi)曲軸的上方，那么連接桿所受到的較大的拉伸應(yīng)力將不再以變形的方式傳遞給曲軸。
單壁機(jī)座的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，機(jī)座的反應(yīng)靈活得多，也就是說，對(duì)于曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的反應(yīng)具有小得多的剛性，從而顯著減小曲軸軸承上的和曲軸本身的應(yīng)變，使柴油機(jī)的運(yùn)行特性得以完全顯著的改善。
盡管有上述這些進(jìn)步，但在機(jī)座上固定連接桿的方法還有一些缺點(diǎn)。由于連接桿是擰進(jìn)機(jī)座內(nèi)的螺孔內(nèi)的，故連接桿是剛性較大地連接到機(jī)座上的。由于在大型柴油機(jī)工作狀態(tài)下有許多不同的應(yīng)力，特別是由于有由機(jī)械應(yīng)力引起的在連接桿內(nèi)的彎曲載荷、振動(dòng)和其他的應(yīng)力，可造成對(duì)連接桿的損壞，尤其在螺孔附近，例如在連接桿內(nèi)出現(xiàn)危險(xiǎn)的裂紋，這在最壞的情況下會(huì)導(dǎo)致連接桿在較大預(yù)應(yīng)力下發(fā)生斷裂。當(dāng)連接桿所受預(yù)應(yīng)力稍不規(guī)則例如兩根相鄰連接桿受到不同的預(yù)應(yīng)力時(shí)，上述的危險(xiǎn)特別大。
另外，在例如連接桿擰進(jìn)或擰出時(shí)，或者由于工作狀態(tài)中的機(jī)械載荷的作用，會(huì)損壞螺孔的螺紋，這種損壞只有相當(dāng)大的努力才可修復(fù)，而在最壞的情況下完全不能修復(fù)，所以必須更換機(jī)座的相應(yīng)零件，這就相應(yīng)地要費(fèi)工、費(fèi)時(shí)和費(fèi)錢。
在另一方面，業(yè)已表明，加工出螺孔實(shí)際上是十分費(fèi)力且費(fèi)錢的工序，特別是由于必須十分精確和小心地在金屬基板上加工出螺孔，那就更加費(fèi)力和費(fèi)錢了。
因此，本發(fā)明的目的是提出一種改進(jìn)了連接桿在機(jī)座中的固定方法從而可避免上述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的大型十字頭式柴油機(jī)。
本發(fā)明的解決上述問題的主題要點(diǎn)具有獨(dú)立權(quán)利要求1的特征。
相關(guān)的附屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的特別有利的實(shí)施例。
因此，本發(fā)明涉及一種大型十字頭式柴油機(jī)，它具有一個(gè)用于承接曲軸的機(jī)座；一個(gè)具有兩扇設(shè)置在上述機(jī)座上的外壁和至少一個(gè)由橫向支承壁構(gòu)成雙壁結(jié)構(gòu)的支承體的機(jī)架，該機(jī)架具有用于兩個(gè)相鄰十字頭的滑動(dòng)面(滑軌)；和一個(gè)安置在機(jī)架上用來承接氣缸的氣缸套，上述的機(jī)座、機(jī)架和氣缸套通過至少一個(gè)連接桿互相連接起來，上述連接桿在機(jī)架區(qū)域內(nèi)的雙壁支承體內(nèi)部延伸。在機(jī)座上設(shè)置一個(gè)做成單壁的橫向支承件，機(jī)座內(nèi)包含至少一個(gè)用于支承曲軸的軸承座。按照本發(fā)明，上述連接桿借助于一個(gè)可從切口取出的定位件固定在軸承座的位于曲軸縱軸線與機(jī)架之間的區(qū)域內(nèi)的一個(gè)切口內(nèi)。
上述機(jī)架可具有一個(gè)金屬底板、一個(gè)金屬蓋板和一個(gè)設(shè)置在兩個(gè)對(duì)置的滑軌之間的中央壁板。
上述連接桿不再剛性地連接到軸承座的螺孔內(nèi)，因連接桿是借助于一個(gè)可從切口取出的定位件固定在軸承座的位于曲軸縱軸線與機(jī)架之間的區(qū)域內(nèi)的一個(gè)切口內(nèi)。也就是說，在其支承端部帶有螺紋的連接桿通過一個(gè)在軸承座內(nèi)的不帶螺紋連接的孔來導(dǎo)引，然后借助于例如一個(gè)松松地置于上述切口內(nèi)的連接桿螺母將它固定在切口內(nèi)。這種固定連接桿的方式保證了連接桿與軸承座之間的高度靈活性，即使在連接桿處于裝配狀態(tài)時(shí)受到巨大的拉應(yīng)力的情況下也是如此，因此可容易地轉(zhuǎn)移連接桿在工作過程中不可避免地要受到的機(jī)械載荷如振動(dòng)、彎曲載荷等，不再是必須單獨(dú)由連接桿或由螺紋連接處，和/或由連接桿/螺紋孔結(jié)構(gòu)來承受。
即使是出現(xiàn)例如由于連接桿存在制造缺陷或連接桿安裝時(shí)不夠小心(例如兩個(gè)連接桿安裝成帶有不同預(yù)應(yīng)力)而發(fā)生連接桿斷裂或裂紋的情況，也可以特別容易地更換有缺陷的或破壞了的連接桿，而沒有例如必須艱難地拆卸連接桿斷裂零件的連接桿螺孔，或者，甚至沒有必須照此再次修復(fù)的孔。
按照本發(fā)明，連接桿的安裝和拆卸都十分容易，因此可節(jié)省成本，特別是提高了在出現(xiàn)有缺陷的連接桿的情況下整個(gè)船只的工作安全性。
在本發(fā)明的大型十字頭式柴油機(jī)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，支承體的橫向支承壁朝著氣缸套的方向呈V字形延伸入機(jī)架內(nèi)，在所有情況下在該支承壁上都安置著用于兩個(gè)相鄰十字頭的滑軌，就是說，上述的橫向支承壁沿著氣缸套的方向向上延伸而增大它們的間距。上述的中央壁可附加地提供兩個(gè)對(duì)置的滑軌之間的支持。
本說明書中用的“橫向”一詞，應(yīng)照例理解為一種取向，實(shí)際上是垂直于大型柴油機(jī)曲軸軸線延伸的方向的一種取向。
由于眾所周知的，在接近于連接十字頭的活塞運(yùn)動(dòng)至上死點(diǎn)時(shí)十字頭傳遞到由支承體的支承壁所支承的滑軌上的垂直力是最大的(上述的活塞以公知的方式安裝成在大型十字頭式柴油機(jī)的氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng))，所以，支承體的V字形結(jié)構(gòu)特別是在機(jī)架的上部區(qū)域可以很好地承受并分散上述的垂直力。當(dāng)然，上述的支承體的橫向支承壁也可以具體按設(shè)計(jì)要求安裝成互相平行。
連接桿最好是(但不一定)在機(jī)架的支承體的橫向支承壁之間的區(qū)域內(nèi)沿中心地延伸，機(jī)座內(nèi)的單壁支承件最好安裝成與連接桿縱軸線成直線對(duì)準(zhǔn)。
上述機(jī)座具有至少一個(gè)用于安裝曲軸的軸承座，連接桿最好固定在該軸承座的一個(gè)切口內(nèi)的連接桿螺母上，由于連接桿正如上面所述那樣必須在一定的預(yù)拉伸條件下固定在機(jī)座內(nèi)，故可通過將連接桿固定在曲軸軸線與機(jī)架之間的區(qū)域內(nèi)而大大壁免由于連接桿的拉伸載荷產(chǎn)生的特別是在以公知方式安裝曲軸的軸承殼內(nèi)的變形。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，若連接桿在機(jī)架的支承體的橫向支承壁之間的區(qū)域內(nèi)沿中心地延伸，單壁的支承件安裝在機(jī)座上與連接桿的縱軸線成直線對(duì)準(zhǔn)，而且連接桿固定在曲軸軸線與機(jī)架之間的區(qū)域內(nèi)，那是特別有利的。當(dāng)然，不一定在所有情況下連接桿都要在橫向支承壁之間中心地沿延伸，單壁的支承件也不一定要安裝成與連接桿縱軸線成直線對(duì)準(zhǔn)。
實(shí)際上，在另一個(gè)實(shí)施例中，連接桿也可在支承體的橫向支承壁之間非對(duì)稱地延伸，連接桿有利地在支承體的橫向支承壁之間與垂直于曲軸縱軸線的氣缸軸線成一預(yù)定角度延伸，該角度最好為0°～5°，具體為1°～3°。通過合適地選擇連接桿的傾斜率，可在機(jī)座區(qū)域內(nèi)或者說橫向支承件區(qū)域內(nèi)增大固定連接桿的切口與曲軸之間的間距，從而提高了朝向曲軸方向的材料利用率，也就是提高了機(jī)座的強(qiáng)度或者說連接桿在橫向支承件中的連接強(qiáng)度。
在借助于所謂的釋放眼安裝連接桿時(shí)，最好將連接桿按預(yù)定的斜率在橫向支承壁之間導(dǎo)入，從而可以方便地安裝支承錨定件。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，正好有兩根連接桿在兩個(gè)相鄰的十字頭之間伸過，具體地說，為了穩(wěn)定性考慮，讓多于一根的連接桿在兩相鄰十字頭之間伸過也是可以的。
在另一個(gè)實(shí)施例中，將設(shè)置在機(jī)座上的金屬側(cè)板設(shè)計(jì)成一種加寬的金屬側(cè)板，以提高支承曲軸的柔性，這樣就使該金屬側(cè)板構(gòu)成機(jī)座的在曲軸下面的一部分。
下面結(jié)合附圖更詳細(xì)說明本發(fā)明，附圖中簡(jiǎn)單示出

圖1是通過具有機(jī)座、機(jī)架和氣缸套的大型十字頭式柴油機(jī)的剖視圖；圖2是沿圖1的I-I線通過具有雙壁支承體和單壁支承件的現(xiàn)有技術(shù)的大型十字頭式柴油機(jī)的剖視圖；圖3是沿圖1的II-II線通過具有兩個(gè)分別位于兩相鄰十字頭之間的雙壁支承體的本發(fā)明的大型十字頭式柴油機(jī)的橫剖視圖；圖4示出按本發(fā)明固定連接桿的方法；圖4a示出非對(duì)稱安裝的連接桿；和圖5示出帶有加寬的金屬側(cè)板的機(jī)座。
本發(fā)明的大型十字頭式柴油機(jī)(下面總的以標(biāo)號(hào)1表示)具體是指具有縱向沖洗的諸如廣泛用于例如造船作業(yè)中的兩沖程式大型柴油機(jī)。
在下面的說明中，將參考圖2簡(jiǎn)要討論現(xiàn)有技術(shù)中的大型十字頭式柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)，以便理解和區(qū)分本發(fā)明。為了將現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明區(qū)分開，凡涉及現(xiàn)有技術(shù)的柴油機(jī)的零部件的標(biāo)號(hào)都帶有上標(biāo)“’”，而本發(fā)明柴油機(jī)的零部件標(biāo)號(hào)均不帶此上標(biāo)。
圖1簡(jiǎn)單示出大型十字頭式柴油機(jī)1，1’的總體結(jié)構(gòu)的剖視圖，柴油機(jī)1’是諸如現(xiàn)有技術(shù)已知的那種，而本發(fā)明的柴油機(jī)1在原則上也與它類似。本發(fā)明的柴油機(jī)1與現(xiàn)有技術(shù)已知的柴油機(jī)1’的差別具體在于連接桿在軸承座13，13’內(nèi)的固定方法不同。
大型十字頭式柴油機(jī)1，1’在實(shí)際上公知的樣式上具有一個(gè)機(jī)座2，2’，一個(gè)機(jī)架5，5’和一個(gè)氣缸套10，10’，該氣缸套10，10’實(shí)際上是用來承接氣缸(未示出)的。機(jī)架5，5’通過例如將兩塊鋼板焊接在一起而制成，它具有一個(gè)金屬底板18，18’，以及兩個(gè)外壁4，4’，并與在圖面上看垂直地延伸的滑軌8，8’一起構(gòu)成兩個(gè)橫截面為梯形的框架，該兩框架通過一塊公用的金屬蓋板16，16’互相連接起來。上述的兩個(gè)相對(duì)的垂直延伸的滑軌8，8’由設(shè)置在兩個(gè)梯形框架之間的中央壁17，17’支撐。機(jī)架5，5’以其金屬底板18，18’安置在機(jī)座2，2’上，該機(jī)座包括一個(gè)具有用于支承曲軸3，3’的軸承殼131，131’的軸承座或者說托架13，13’，縱軸線為K，K’的曲軸3，3’通過連桿(圖1中未示出)以普通方式與十字頭9，9’相連接。
圖2示出沿圖1中的I-I線通過現(xiàn)有技術(shù)的大型十字頭式柴油機(jī)的實(shí)施例的剖視圖，其中，連接桿11’固定在位于曲軸3’與機(jī)架5’之間區(qū)域中的一個(gè)孔內(nèi)。圖2所示柴油機(jī)實(shí)例具有安置在機(jī)座2’上的機(jī)架5’以及設(shè)置在該機(jī)架5’上的氣缸套10’，在機(jī)架5’與氣缸套10’之間設(shè)置一個(gè)金屬蓋板16’，在機(jī)架5’與機(jī)座2’之間設(shè)置一個(gè)金屬底板18’。上述氣缸套10’適合于以普通方式承接一個(gè)或多個(gè)氣缸(未示出)。氣缸的內(nèi)部空間與氣缸蓋(未示出)和活塞(也未示出)一起以普通方式構(gòu)成大型十字頭式柴油機(jī)1’的燃燒室，上述的活塞通過活塞桿19’與十字頭9’相連接，并被安裝成可在氣缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。機(jī)架5’具有一個(gè)由橫向支承壁7’構(gòu)成的雙壁支承體6’，所述支承壁7’支承用于導(dǎo)引十字頭9’的滑軌8’，所述的十字頭9’通過連桿181’與曲軸3’相連接，并通過活塞桿19’與大型十字頭式柴油機(jī)1’的活塞(未示出)相連接。
上述機(jī)座2’包含一個(gè)軸承座13’和一個(gè)做成單壁的用于接納和支承曲軸3’的軸頸的橫向支承件12’。上述的氣缸套10’、機(jī)架5’和機(jī)座2’通過一個(gè)處于拉伸狀態(tài)的連接桿11’互相連接起來。該連接桿11’在機(jī)架5’的位于橫向支承壁7’之間的區(qū)域內(nèi)雙壁支承體6’內(nèi)部延伸，并被固定在機(jī)座2’的位于曲軸3’的軸線K’與機(jī)架5’之間的區(qū)域內(nèi)的軸承座13’內(nèi)，也就是固定在按圖紙上看的曲軸3’的軸線K’上方的螺孔14’內(nèi)。
本發(fā)明的大型十字頭式柴油機(jī)1與圖2所示的公知的大型十字頭式柴油機(jī)1’之間的本質(zhì)差別在于，本發(fā)明柴油機(jī)1的連接桿11不固定在軸承座的螺孔內(nèi)，而是有利地借助于連接桿螺母或者說定位件15固定在軸承座13的位于曲軸軸線K與機(jī)架5之間區(qū)域內(nèi)的切口14內(nèi)(從圖4可以更清楚地看出)，上述的連接桿螺母或者說定位件15是可從切口14取出的。
在圖2所示的公知的實(shí)施例中，支承體6’的橫向支承壁7’呈V字形向著氣缸套10’延伸，也就是支承體6’的兩個(gè)支承壁7’之間的間距向著氣缸套10’的方向逐漸增大。如眾所周知，在直接于活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的上死點(diǎn)時(shí)，十字頭9’通過滑軌8’傳遞到支承壁7’上(當(dāng)然也傳遞到支承體6’上)的垂直力是最大的，但由于支承體6’是有V字形結(jié)構(gòu)，故從圖面上看，其位于機(jī)架5’上部的區(qū)域較寬，因此可很好地承受十字頭9’的垂直力，或者說將此力傳給機(jī)架5’。
在圖2所示的公知的實(shí)施例中，連接桿11’在支承體6’的橫向支承壁7’之間的中央隨其縱向軸線2’中心地延伸。在機(jī)座2’向支承支承體6’的單壁支承件12’安裝成與連接桿11’的縱向軸線2’成一直線對(duì)準(zhǔn)。連接桿11’固定在曲軸3’的軸線K’與機(jī)架5’之間的區(qū)域內(nèi)，也就是按圖面上看固定在軸承座13’的位于曲軸3’的軸線K’上方的螺孔14’內(nèi)，以避免軸承殼131’的變形。由于單壁支承件12’安裝在機(jī)座2’內(nèi)與連接桿11’的縱向軸線2”成直線對(duì)準(zhǔn)，并相對(duì)于支承體6’的支承壁7’是對(duì)稱的，故可達(dá)到特別高的穩(wěn)定性，而機(jī)座2’又不用剛性太大。
在上面兩段所做的說明同樣也完全適用于本發(fā)明的柴油機(jī)1，因?yàn)樗龅奶卣髟瓌t上不影響連接桿11，11’在軸承座13，13’內(nèi)固定的形式和方法。
這就是說，本發(fā)明的柴油機(jī)1的優(yōu)選實(shí)施例可基本上同樣看作為圖2所示公知柴油機(jī)1’的實(shí)例。但是，二者有明確的差異，即在本發(fā)明的柴油機(jī)1中，連接桿11不固定在軸承座13的螺紋孔內(nèi)，而是有利地借助于連接桿螺母15固定在軸承座13內(nèi)，也就是借助于定位件15固定在曲軸3的軸線K與機(jī)架5之間的一個(gè)切口14內(nèi)(這一點(diǎn)可從圖4更清楚地看出)，上述定位件15是可以從切口14取去的。
最后，圖3示出沿圖1的II-II線的本發(fā)明的大型十字頭式柴油機(jī)1的另一個(gè)剖視圖。示出機(jī)架5內(nèi)兩個(gè)分開而對(duì)置的支承體6，該兩支承體6也由位于滑軌8之間的中央壁17互相支撐，在所有情況下，十字頭9都由兩個(gè)位于兩個(gè)對(duì)置的滑軌8之間的相應(yīng)的鄰近支承體6來導(dǎo)引。在每個(gè)支承體6內(nèi)正好有一根連接桿11在支承壁7之間延伸。
圖4簡(jiǎn)單示出本發(fā)明柴油機(jī)1的位于軸承座13區(qū)域內(nèi)的切口?？v軸線為K的曲軸3以實(shí)際上公知的方法被支承在軸承座13內(nèi)并用軸承蓋132固定之。按照本發(fā)明，連接桿11固定在軸承座13的位于縱軸線K與機(jī)架5之間的一個(gè)區(qū)域內(nèi)，就是說，按圖面上看，借助于一個(gè)定位件15將它固定在縱軸線K上方的切口14內(nèi)，上述定位件15是可從切口14取去的。在圖4所示實(shí)施例中，連接桿11具有螺紋111，在裝配狀態(tài)下，該螺紋111處于上述切口14區(qū)域內(nèi)，連接桿11就是通過該螺紋111旋緊在定位件15內(nèi)，在本實(shí)施例中，所述定位件15是一個(gè)連接桿螺母15。連接桿11不像現(xiàn)有技術(shù)那樣直接旋入軸承座13內(nèi)，而是通過一個(gè)穿過軸承座直到切口14內(nèi)的孔(圖4未示出)被簡(jiǎn)單而自由地導(dǎo)引，在上述切口14內(nèi)，連接桿11旋入連接桿螺母15內(nèi)而固定之。
圖4a示出具有非對(duì)稱安裝的連接桿11的另一個(gè)實(shí)施例。在該實(shí)施例中，連接桿11在支承體6的橫向支承壁7之間不對(duì)稱地延伸，而與氣缸軸線Z成一預(yù)定角度是確實(shí)有利的，并且與垂直于曲軸3的縱軸線K。本實(shí)施例中該角度α最好為0°～5°，具體為1°～3°。通過合適地選擇連接桿11的斜率，可使在機(jī)座2的區(qū)域內(nèi)或者說在橫向支承件12的區(qū)域內(nèi)的將連接桿11固定在軸承座13內(nèi)的切口14與曲軸3之間的間距B增大，從而在朝向曲軸3的方向上獲得材料增益，也就是說可使機(jī)座2的強(qiáng)度更高，或者說連接桿11在橫向支承件12內(nèi)的連接強(qiáng)度更高。
在借助于一種所謂的釋放眼進(jìn)行安裝時(shí)，按上述所述方法，將連接桿11按預(yù)定的斜率α在橫向支承壁7之間導(dǎo)入機(jī)架內(nèi)，便可容易地安裝支承錨。
在圖5中，最后示出機(jī)座2的一個(gè)特別的實(shí)施例。其中，機(jī)座2包含的軸承座13具有一個(gè)在支承件12區(qū)域內(nèi)加寬的金屬側(cè)板22。
借助于連接桿螺母15(見圖4)可將連接桿11(圖5中未示出)固定到軸承座13的切口14內(nèi)，就是說，在裝配狀態(tài)下，按照?qǐng)D面來看，連接桿11向上伸入柴油機(jī)1的機(jī)架5內(nèi)。
在圖5所示實(shí)施例中，支承縱軸線為K的曲軸3(圖5中未示出)的軸承座13僅在全厚度材料的有限區(qū)域內(nèi)做成像一個(gè)軸承座13。在圖1中，比軸承座13薄的金屬側(cè)板22將真實(shí)的軸承座13連接到右邊和左邊(按圖面上看)，兩個(gè)金屬側(cè)板22是彼此獨(dú)立的并且焊接到右邊和左邊(按圖面上看)的兩個(gè)金屬側(cè)板22，但是，圖5的實(shí)施例與圖1的不同，其真正的軸承座13是嵌入加寬的金屬側(cè)板22內(nèi)的，這就是說，軸承座13的材料厚度比金屬側(cè)板22大得多，也就是說，軸承座13做成其沿曲軸縱軸線K方向的厚度比金屬側(cè)板22沿同一方向的厚度大得多，并且沿著線1300與金屬側(cè)板22焊接在一起。
通過采用圖5所示的加寬的金屬側(cè)板22，使得無論如何已經(jīng)良好的軸承動(dòng)態(tài)特性由于有單壁的橫向支承件12而進(jìn)一步改善，這就是說，曲軸的軸承可相對(duì)于工作狀態(tài)下的載荷更靈活地安裝，從而明顯改善柴油機(jī)運(yùn)行特性。
人們將會(huì)明白，上面所述的本發(fā)明的十字頭式柴油機(jī)的實(shí)施例僅應(yīng)理解為典型示例，本發(fā)明特別地(但不僅僅是)包含所有上述實(shí)施例的合適的組合的實(shí)施例。
總而言之，必須再次強(qiáng)調(diào)，按照本發(fā)明，除了連接桿固定在軸承座的方法外，本發(fā)明的柴油機(jī)的機(jī)座還具有單壁的橫向支承件，該支承件可以被逆焊而不會(huì)產(chǎn)生柴油機(jī)裝配方面的問題，因此可以避免機(jī)座的強(qiáng)度和/或穩(wěn)定性的問題例如采用現(xiàn)有技術(shù)中已知的具有雙壁支承件的機(jī)座所出現(xiàn)的問題。連接桿做成短的連接桿，并固定在軸承座的上部，也就是用連接桿螺母固定在曲軸的軸線與機(jī)架的金屬底板之間的切口內(nèi)，從而盡可能地避免由于連接桿在較大的預(yù)應(yīng)力下固定在軸承座內(nèi)而造成的軸承座內(nèi)的應(yīng)變以及軸承殼的變形。采用短的連接桿和單壁支承件以及尤其是采用加寬的金屬側(cè)板，特別使曲軸的軸頸支承的柔性和動(dòng)態(tài)特性得以優(yōu)化。由于連接桿必須在較大預(yù)應(yīng)力下錨定在機(jī)座內(nèi)，故在先前基本不考慮機(jī)架內(nèi)的雙壁支承體與機(jī)座內(nèi)的單壁支承件相結(jié)合問題，因?yàn)樵A(yù)料到無論是在機(jī)架的下部區(qū)還是在金屬機(jī)座內(nèi)以及在軸承座的區(qū)域內(nèi)都會(huì)受到不可避免的彎曲載荷和所產(chǎn)生的不允許的機(jī)械應(yīng)變。通過合理地設(shè)計(jì)連接桿區(qū)域內(nèi)的機(jī)架和機(jī)座結(jié)構(gòu)加上借助連接桿螺母將連接桿固緊在軸承座的切口內(nèi)，就可避免迄今令人擔(dān)心的彎曲載荷問題以及也曾預(yù)料到的這種結(jié)構(gòu)中的磨損問題。特別是，可以按簡(jiǎn)單得多的方法來設(shè)計(jì)本發(fā)明的大型十字頭式柴油機(jī)的金屬機(jī)座。
權(quán)利要求
1.一種大型十字頭式柴油機(jī)，具有一個(gè)用于承接曲軸(3)的機(jī)座(2)；一個(gè)帶有兩個(gè)外壁(47)的機(jī)架(5)，該機(jī)架(5)設(shè)置在上述機(jī)座(2)上，并包含至少一個(gè)由橫向支承壁(7)構(gòu)成雙壁的支承柱(6)該機(jī)架(5)上還具有用來導(dǎo)引兩個(gè)相鄰的十字頭(9)的滑軌(8)；和一個(gè)設(shè)置在上述機(jī)架(5)上用于承接氣缸的氣缸套(10)，其中，上述的基底(2)、機(jī)架(5)和氣缸套(10)通過至少一個(gè)在機(jī)架(5)內(nèi)在雙壁支承體(6)內(nèi)部延伸的連接桿(11)互相連接，而在上述機(jī)座(2)上設(shè)置一個(gè)做成單壁的橫向支承件(12)，該機(jī)座(2)具有至少一個(gè)用于支承曲軸(3)的軸承座(13)，其特征在于，上述連接桿(11)借助于可從切口(14)取出的定位件(15)固定在軸承座(13)內(nèi)位于曲軸(3)的縱軸線(K)與一切口內(nèi)的機(jī)架(5)之間的區(qū)域內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的大型十字頭式柴油機(jī)，其特征在于，上述的至少一個(gè)支承體(6)的橫向支承壁(7)是相互平行排列的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的大型十字頭式柴油機(jī)，其特征在于，上述的至少一個(gè)支承體(6)的橫向支承壁(7)沿氣缸套(10)的方向呈增大間距的V字形延伸。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的大型十字頭式柴油機(jī)，其特征在于，上述的連接桿(11)在支承體(6)的橫向支承壁(7)之間沿中心延伸。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的大型的十字頭柴油機(jī)，其特征在于，上述連接桿(11)在支承體(6)的橫向支承壁(7)之間不對(duì)稱地延伸。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的大型十字頭式柴油機(jī)，其特征在于上述連接桿(11)在支承體(6)的橫向支承壁(7)之間與垂直于曲軸(3)縱軸線(K)的氣缸軸線(Z)呈一預(yù)定角度(α)延伸該角度最好為0°～5°，尤其為1°～3°。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的大型的十字頭柴油機(jī)，其特征在于，上述的支承件(12)被安裝成與連接桿(11)的縱軸線(2)成直線對(duì)準(zhǔn)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的大型十字頭式柴油機(jī)，其特征在于，兩根連接桿(11)正好在兩個(gè)相鄰的十字頭(9)之間延伸。
9.一種大型十字頭式柴油機(jī)，其特征在于，在上述機(jī)座(2)上設(shè)置一個(gè)金屬側(cè)板(22)，該側(cè)板(22)最好做成機(jī)座(2)的一部分，像一個(gè)加寬的側(cè)板(22)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的大型十字頭式柴油機(jī)，其特征在于，上述的機(jī)架(5)包含一個(gè)金屬底板(18)、一個(gè)金屬蓋板(16)和一個(gè)被安裝在兩個(gè)對(duì)置的滑軌(8)之間的中央壁(17)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大型的十字頭式柴油機(jī)，它具有一個(gè)用于承接曲軸(3)的機(jī)座(2)；一個(gè)具有兩個(gè)外壁(4)并設(shè)置在上述機(jī)座(2)上且具有至少一個(gè)由橫向支承壁(7)構(gòu)成雙壁結(jié)構(gòu)的支承體(6)的機(jī)架(5)，該機(jī)架(5)還具有用來導(dǎo)引兩個(gè)相鄰的十字頭(9)的滑軌(8)；和一個(gè)安置在機(jī)架(5)上用于承接氣缸的氣缸套(10)，其中，上述的機(jī)座(2)、機(jī)架(5)和氣缸套(10)通過在機(jī)架(5)區(qū)域內(nèi)的雙壁支承體內(nèi)部延伸的連接桿(11)互相連接，在上述機(jī)座(2)內(nèi)設(shè)置一個(gè)做成單壁的橫向支承件(12)，機(jī)座(2)具有至少一個(gè)用于支承曲軸(3)的軸承座(13)。按照本發(fā)明，上述連接桿(11)借助于一個(gè)可從切口(14)取出的定位件(15)固定在軸承座(13)的位于曲軸(3)縱軸線(K)與機(jī)架(5)之間的區(qū)域內(nèi)的一個(gè)切口(14)內(nèi)。
文檔編號(hào)F16C5/00GK101025113SQ20071008417
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2007年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月24日
發(fā)明者S·基瑟, S·索尼克森 申請(qǐng)人:瓦特西拉瑞士股份有限公司