大型十字头柴油发动机制造技术

本发明专利技术涉及一种大型十字头柴油发动机（１），其具有用于接收曲柄轴（３）的底板（２），且具有包括两个外壁（４）且布置在底板（２）上的支架（５）。气缸区（６）布置在支架（５）上以接收气缸，底板（２）、支架（５）和气缸区（６）通过连结杆（７）彼此连接，连结杆（７）沿着横向支承壁（８）在支架（５）的区域中延伸。具有横向高度（Ｈ）的滑动面（９）形成于支承壁（８）上，以支承布置成可在上死点（ＯＴＰ）和下死点（ＵＴＰ）之间的冲程路径（ＨＳ）上往复地移动的十字头（１０）。根据本发明专利技术，支承元件（１１）以分段状态布置在支承壁（８）处，使得支承元件（１１）的横向宽度（ｈ）小于滑动面（９）的横向高度（ＨＴ）。

【技术实现步骤摘要】
大型十字头柴油发动机
本专利技术涉及根据独立权利要求1的前序部分的大型十字头柴油发动机。
技术介绍
诸如优选地在船舶建造或在固定设施中(例如用于产生电能)使用的十字头构造的大型柴油发动机，包括形成发动机的框架的三个大型壳体区段。由支承板分开的所谓支架布置在底板上，除了带有用于接收曲柄轴的曲柄轴主轴承的轴承座外，该底板还具有横向支承元件。从现有技术中得知的支架包括与大型柴油发动机的气缸的数量一致的多个相对地布置的支承体，该多个支承体各自具有垂直延伸的滑动面，以便于引导通过推杆连接到曲柄轴上的两个相邻的十字头。在这方面，垂直延伸的两个相应的相对地设置的滑动面由中间壁额外地支承。单独的支承体通常由公共盖板彼此连接。然后常常也被称为气缸套的气缸区在盖板处布置在支架上方，且该气缸区适用于接收多个气缸衬垫。就此而言，底板、支架和气缸区通过连结杆彼此连接，在支架的区域中，连结杆通常在支承体内延伸，其中连结杆在相当大的预拉紧力下被旋入底板中或旋到底板处。从DE3512347C1中获知了具有用于活塞式机器的十字头滑轨的支承件的支架，其中该支承件制成具有双壁。支架(气缸套置于其上以接收气缸衬垫)布置在底板上的基板上，其中基板、倾斜地延伸的外壁和垂直的滑动面共同形成了截面为梯形的两个框架，且这两个框架由公共盖板彼此连接。在外壁和滑动面之间，梯形框架由横向支承壁填充，使得双壁设计的支承体结果成为支承件。底板包括具有下部轴承壳和上部轴承壳的轴承座，上部轴承壳具有轴承盖，在该轴承壳中，曲柄轴的轴颈支承在底板的轴承座中。发动机的气缸套、支架和底板由连结杆保持在一起，在轴承座处或轴承座中，连结杆在预拉紧力下固定在曲柄轴下方。在EP0774061中公开了具有三角形截面的双壁支承体，在双壁支承体中引导两个相应的连结杆。对于这种已知的大型十字头柴油发动机，支架的双壁设计支承体与底板中的双壁设计类似地支承在支承元件上。这意味着支架和底板两者均通过横向支承壁制成双壁式。但是，在这方面，大型柴油发动机也从这样的现有技术中获知：其中底板由具有单壁设计的横向支承壁形成。申请人已经在多年前在EP1382829B1中提出了这种改进的解决方法。在这方面，从这个现有技术中获知的大型十字头柴油发动机的结构具有几个严重的缺点。支承体由焊缝固定在支架中。当支承体通过两个相对地布置的壁由双壁设计制成时，在支架中形成双壁支承体的两个壁之间的焊缝不能被背面焊接，从而会引起关于强度和/或稳定性的相应的问题。难以使底板相对于支架对准，因为底板的支承元件的壁必须布置成相对于支架中的支承体的支承壁齐平。在这方面，支承体基本延伸过支架的总高度，这不仅会在双壁设计的闭合支承体中进行焊接时引起所提到的问题(因为不可接近支承体的内部)，且支承体还可因此而不能被背面焊接。另外，在底板上方的支承板和气缸区下方的盖板之间基本在支架的总高度上延伸的双壁支承体会消耗大量材料。这就意味着已知支承体不仅难以安装在支架中，而且还可导致关于焊缝的安全问题。由于材料消耗高，已知的解决方法也是昂贵的，且会对支架的总重量作出重大贡献。因此从现有技术开始，本专利技术的一个目标是提供一种改进的大型十字头柴油发动机，在这种大型十字头柴油发动机中，避免了支架的设计导致的已知的缺点。应当特别提出可以较少的材料消耗来制造且因此具有比已知支架更轻的重量的支架。另外，由本专利技术提出的支架必须更易于组装，同时避免与焊缝有关的已知问题(在作为闭合体在支承板和盖板之间、支架的总高度上延伸的已知支架中必定会出现这样的问题)。满足这些目标的本专利技术的主题的特征在于独立权利要求1的特征。从属权利要求涉及本专利技术的特别有利的实施例。
技术实现思路
根据本专利技术，因此提出了一种大型十字头柴油发动机，其具有用于接收曲柄轴的底板以及包括两个外壁且布置在底板上的支架。气缸区布置在支架上以接收气缸，其中底板、支架和气缸区通过在支架的区域中沿着横向支承壁延伸的连结杆彼此连接。具有一定横向高度的滑动面形成于支承壁上，以支承布置成可在上死点和下死点之间的冲程路径上往复地移动的十字头。根据本专利技术，以分段状态(crosswise)在支承壁处提供支承元件，使得支承元件的横向宽度小于滑动面的横向高度。因为仅以分段状态在支承壁处提供支承元件，所以首次由本专利技术提出了用于大型十字头柴油发动机的这样的支架：该支架可用较少的材料耗费来制造，并且因此比已知支架具有更轻的重量，且在制造方面更加成本有效。因为仅以分段状态在支承壁处提供支承元件，且没有像现有技术中已知的那样使用在基板和盖板之间经过的支承体，所以根据本专利技术的支架更易于组装，同时避免了与焊缝有关的已知问题(在作为完全闭合体在支承板和盖板之间、支架的总高度上延伸的已知支架中必定会出现这样的问题)。也就是说至多以分段状态在支承壁处提供根据本专利技术的支承元件。因此，对于双壁支承元件，使用适当焊接设备也大体可到达支承元件的内部，从而使得支承元件可被背面焊接，且因此可以可靠地永久地连接到支承壁上。另外可行的是在焊接之后使用适当的诊断装置(例如使用超声波装置)来检查焊缝，而且另外可靠地针对内部焊缝处的可能的损伤进行检查，从而使得对于支承元件的焊缝，可保证之前未知的非常高程度的质量和安全。在这方面，本专利技术基于以下认识：十字头在其沿着横向方向移动时施加到滑轨上的力首先关于水平方向或多或少明显不对称，且其次，该力沿着横向方向变化较大，且在十字头的上死点附近和下死点上方均具有最大值。这里为了清楚的目的应当简要提到的是，当在本申请的框架内对大型柴油发动机中的具体空间方向进行引用时，纵向方向大体指设置大型柴油发动机的曲柄轴所沿的方向。横向方向是垂直于纵向方向且平行于气缸衬垫的纵向轴线而设置的方向。因此横向方向是在安装状态中大型柴油发动机的高度通常延伸所沿的垂直方向。在这方面，水平方向同时保持垂直于纵向方向和横向方向，也就是说水平方向通常是处于安装状态中的发动机的水平方向。在这方面，原则上对十字头施加在支承壁的滑动面上的力的上述线路(course)有所了解。如还将参照图5和图7a在后面更加详细地阐述的，力的线路具有有点使人联想到鱼的轮廓的特性轮廓，其中力的线路的轮廓关于水平方向不对称。这是因为在大型柴油发动机的活塞的压缩冲程中，在燃烧空间中仅施加了压缩压力，而在活塞在燃烧空间中的膨胀冲程中额外地施加了由燃料燃烧产生的额外的燃烧压力，使得在滑轨上引起的水平力分量在膨胀冲程中还比在压缩冲程中大。因此力的线路的轮廓的不对称移位对于发动机操作所沿的旋转方向来说也是特征性的。例如从后面看，即关于朝向发动机的驱动侧的观察方向(这当然是船中的螺旋浆侧)，如果发动机向左旋转，则人们说发动机逆时针旋转。在发动机逆时针旋转的情况下，沿右手边的水平方向施加较大的力(同样是从后面看)。对于顺时针旋转的发动机，对应地沿左手边的水平方向施加较大的力。或者，换句话说，因为大型柴油发动机的排气侧从后面看通常是在右侧，并且因为用于燃料供应等的单元(即泵侧)在左侧，所以对于顺时针旋转的发动机，在泵侧施加较大的力，而对于顺时针旋转的发动机，在排气侧施加较大的力。与之前所有的普遍看法相反，现在已经由本专利技术显示，支承壁不需要由支承体在支架的总高度上进行支承，而是相反，如果在十字头作用于滑动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型十字头柴油发动机，具有：用于接收曲柄轴（３）的底板（２）；包括两个外壁（４）的支架（５），所述支架布置在所述底板（２）上；以及布置在所述支架（５）上以接收气缸的气缸区（６），其中，所述底板（２）、所述支架（５）和所述气缸区（６）通过沿着横向支承壁（８）在所述支架（５）的区域中延伸的连结杆（７）彼此连接；其中，具有横向高度（ＨＴ）的滑动面（９）形成于所述支承壁（８）上，以支承布置成可在上死点（ＯＴＰ）和下死点（ＵＴＰ）之间的冲程路径（ＨＳ）上往复地移动的十字头（１０），其特征在于，以分段状态在所述支承壁（８）处提供支承元件（１１），使得所述支承元件（１１）的横向宽度（ｈ）小于所述滑动面（９）的所述横向高度（ＨＴ）。

【技术特征摘要】
EP 2009-3-20 09155689.41.一种大型十字头柴油发动机，具有：用于接收曲柄轴(3)的底板(2)；包括两个外壁(4)的支架(5)，所述支架布置在所述底板(2)上；以及布置在所述支架(5)上以接收气缸的气缸区(6)，其中，所述底板(2)、所述支架(5)和所述气缸区(6)通过沿着横向支承壁(8)在所述支架(5)的区域中延伸的连结杆(7)彼此连接；其中，具有横向高度(HT)的滑动面(9)形成于所述支承壁(8)上，以支承布置成可在上死点(OTP)和下死点(UTP)之间的冲程路径(HS)上往复地移动的十字头(10)，其特征在于，为了支承所述支承壁(8)，以分段状态在所述支承壁(8)处提供支承元件(11)，使得所述支承元件(11)的横向宽度(h)小于所述滑动面(9)的所述横向高度(HT)，在操作状态中，所述十字头(10)将关于气缸轴线(A)不对称地延伸的水平横向力(QK)施加到所述横向支承壁(8)上，且在所述支承壁(8)处在所述横向力(QK)的最大值(M1，M2)的范围中提供所述支承元件(11)。2.根据权利要求1所述的大型十字头柴油发动机，其特征在于，所述支承元件(11)的横向几何中心(GM)远离所述下死点(UTP)最多为所述冲程路径(HS)的75％。3.根据权利要求1或2所述的大型十字头柴油发动机，其特征在于，所述支承元件(11)的横向几何中心(GM)远离所述下死点(UTP)最多为所述冲程路径(HS)的50％。4.根据权利要求1或2所述的大型十字头柴油发动机，其特征在于，所述支承元件(11)的所述横向宽度(h)最大...

【专利技术属性】
技术研发人员：S基塞，S塞尼奇森，
申请(专利权)人：瓦特西拉瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]