KR101419328B1

KR101419328B1 - 대형 크로스헤드 디젤 엔진

Info

Publication number: KR101419328B1
Application number: KR1020080034603A
Authority: KR
Inventors: 실반 카이저; 사무엘 소니치센
Original assignee: 베르트질레 슈바이츠 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2007-06-18
Filing date: 2008-04-15
Publication date: 2014-07-14
Also published as: BRPI0803014A2; RU2448264C2; JP5180674B2; CN101328835A; JP2008309149A; CN101328835B; KR20080111381A; RU2008124884A; EP2006523A1

Abstract

본 발명은, 엔진축(31)을 따라 연장된 크랭크샤프트(3)를 수용하기 위한 베이스 플레이트(2), 2개의 외벽(4)을 포함하며, 베이스 플레이트(2) 상에 배치된 스탠드(5), 및 실린더를 수용하기 위해 스탠드(5) 상에 배치된 실린더 섹션(6)을 구비하는 대형 크로스헤드 디젤 엔진(1)에 관한 것이다. 이와 관련하여, 상기 베이스 플레이트(2), 스탠드(5), 및 실린더 섹션(6)은, 스탠드(5) 내에서 2개의 횡방향 지지벽(8)에 의해 형성된 단일벽 지지 본체(9)의 영역에서 각각 연장된 2개의 타이 로드(7)에 의해 서로 연결되어 있다. 이와 관련하여, 지지 본체(9)는 크로스헤드(12)의 1개의 미끄럼 슈즈(11)를 지지하기 위한 2개의 미끄럼면(10)을 포함한다. 본 발명에 따라, 2개 이상의 인접한 미끄럼 슈즈(11)는 지지 본체(9)에서 엔진축(31)에 대해 교대로 지지되어 있다.

엔진축, 크랭크샤프트, 베이스 플레이트, 외벽, 스탠드, 실린더 섹션, 지지벽, 지지 본체, 타이 로드, 크로스헤드, 미끄럼 슈즈, 미끄럼면.

Description

대형 크로스헤드 디젤 엔진{A LARGE CROSSHEAD DIESEL ENGINE}

본 발명은 대형 크로스헤드 디젤 엔진에 관한 것이다.

예를 들면 전력 생산을 위해 바람직하게는 선박 건조 또는 고정 설치에 사용되는 크로스헤드 타입의 대형 디젤 엔진은, 엔진의 프레임을 형성하는 3개의 대형 하우징 세그멘트를 포함한다. 소위 스탠드는, 크랭크샤프트를 수용하기 위해 메인 크랭크샤프트 베어링을 가진 베어링 새들(saddle)과 횡방향 지지 부재를 가진 베이스 플레이트에 하부 플레이트에 의해 배치되고 분리된다. 스탠드는, 푸시 로드를 통해 크랭크샤프트에 연결되는 2개의 인접한 크로스헤드를 안내하기 위해 수직 방향으로 연장되는 2개의 미끄럼면을 각각 가진 대형 디젤 엔진의 실린더 수에 따라 복수개의 지지 본체를 포함한다. 이와 관련하여, 대향하여 위치되고 수직으로 연장되는 2개의 미끄럼면은 각각 중앙벽에 의해 더욱 지지된다.

각각의 지지 본체는 일반적으로 공통 금속 덮개 시트를 통해 서로 연결된다. 그러면, 실린더 재킷이라고도 지칭되는 실린더 섹션은 스탠드 위에 배치되고, 복수개의 실린더 라이너를 수용할 수 있다. 이와 관련하여, 베이스 플레이트, 스탠드 및 실린더 섹션은, 지지 본체 내의 스탠드의 영역에서 연장되는 타이 로드(tie- rod)에 의해 서로 연결되며, 타이 로드는 실질적인 예비 인장하에서 베이스 플레이트 내에 또는 베이스 플레이트에 나사결합된다.

왕복 엔진의 크로스헤드 미끄럼 트랙을 위한 지지부를 가진 스탠드는 DE 3 512 347 C1으로부터 공지되어 있는데, 지지부는 이중벽으로 설계된다. 실린더 라이너를 수용하기 위한 실린더 재킷이 위치되는 스탠드는 베이스 플레이트에서 금속 바닥 시트에 배치되며, 경사 연장되는 외벽 및 수직 미끄럼면과 함께 금속 바닥 시트는, 단면이 사다리꼴이고 공통 금속 덮개 시트에 의해 서로 연결되는 2개의 프 레임을 형성한다. 사다리꼴 프레임은 외면과 미끄럼면 사이에서 횡방향 지지벽에 의해 채워져, 이중벽으로 이루어지는 지지 본체는 지지부를 형성한다. 베이스 플레이트는, 베어링 덮개를 가진 하부 베어링 셸(shell)과 상부 베어링 셸을 가진 베어링 새들을 포함하며, 베이스 플레이트의 베어링 새들 내의 크랭크샤프트는 상기 베어링 셸 내에 저널링된다. 엔진의 실린더 재킷, 스탠드 및 베이스 플레이트는, 베어링 새들에서 또는 베어링 새들 내에서 크랭크샤프트 아래에 예비 인장을 가지고 고정되는 타이 로드에 의해 함께 유지된다.

상기와 관련된 개념은 EP 0774 061 B1에 기술되어 있다. 타이 로드가 안내되고 사각형 단면 대신 삼각형을 가지며 이중 벽을 가진 지지 본체가 작동된다.

그러한 공지된 대형 크로스헤드 디젤 엔진에서, 이중벽으로 이루어진 스탠드의 지지 본체는, 베이스 플레이트에서 이중벽으로 이루어진 지지 부재 상에 지지된다. 이것은, 스탠드와 베이스 플레이트가 횡방향 지지벽에 의해 이중벽으로 형성되는 것을 뜻한다.

이러한 종래기술로부터 공지되어 있는 대형 크로스헤드 디젤 엔진의 디자인은 이와 관련하여 몇 가지 심각한 단점을 가진다. 지지 부재는 용접 심(seam)에 의해 베이스 플레이트에 고정된다. 지지 부재와 지지 본체가 대향 배치되는 벽에 의해 이중벽으로 형성될 때, 이중벽 지지 부재, 즉 단면 방향으로 폐쇄된 지지 부재 또는 폐쇄된 지지 본체를 형성하는 2개의 벽 사이의 용접 심은 반대쪽(reverse side)에 용접될 수 없어, 필요한 품질을 얻을 수 없다는 문제가 발생한다.

또한, 타이 로드는 새들의 하단부 즉 크랭크샤프트 아래에 고정되어, 타이 로드는 베어링 새들 내에서 보어, 소위 타이 로드 파이프를 통해 베어링 새들의 하부 영역까지 안내되어야 한다. 타이 로드는 실질적 예비 인장 하에서 베어링 새들 아래에 고정되어야 하기 때문에, 베어링 새들을 실질적으로 인장시키고 베어링 셸을 변형시킨다. 따라서, 공지된 베이스 플레이트는 순수한 구성의 면에서 상대적으로 경직되고 비교적 복잡하며 비싸다.

따라서, 스탠드의 상기 문제를 피하기 위해, 단일벽 디자인의 베이스 플레이트와 이중벽 스탠드를 가진 대형 크로스헤드 디젤 엔진이 EP 1 382 829에 제안되었다. 이와 관련하여, 베이스 플레이트, 스탠드 및 실린더 섹션은 타이 로드에 의해 서로 연결되며, 타이 로드는 스탠드의 영역에서 이중벽 지지 본체 내에 연장되고, 베이스 플레이트의 베어링 새들에 고정된다.

스탠드의 안정성 및 디자인, 특히 나머지 스탠드 구조에 대한 베이스 플레이트의 결합과 관련하여, EP 1 382 829의 해결 방안은 그 당시 공지된 종래기술과 비교하여 상당히 향상되었다. 그러나, 타이 로드는 역시, EP 1 382 829로부터 공지 된 스탠드를 가진 베이스 플레이트 위에 있는 폐쇄 지지 본체 내에서 안내된다. 그러한 지지 본체는 스탠드의 필요한 안정성을 보장하지만 용접하기 어렵고, 특히 용접 심은 지지 본체의 내부에서 반대쪽에 용접될 수 없다. 이와 관련된 추가 단점은, 지지 본체를 용접한 뒤에, 지지 본체 내의 용접 심은 직접 보고 검사될 수 없다. 따라서, 품질 보증을 위해, 용접 심은 초음파에 의한 것과 같이 복잡하고 비싼 방법으로 외부로부터 검사되며, 이것은 시간을 많이 소모하고 비싸며, 또한 복잡하거나 아주 작은 손상이 있는 경우에도 충분히 신뢰할 수 없다.

이들 문제는 오래전부터 알려져 있고, 따라서 단일벽 지지 본체가 논의되었는데, 그것은 종방향을 따라 폐쇄된 튜브를 형성하기 않기 때문에, 기본적으로 반대쪽에 용이하게 용접될 수 있다. 그러나, 그러한 개념은 모두, 단순한 고려사항 또는 계산에 의해서도 그러한 단일벽 지지 본체가 현대의 대형 디젤 엔진에서 하중에 견딜 수 없다는 것을 보여주기 때문에, 적어도 작동 상태에서 큰 기계적 하중에 노출되는 현대의 대형 디젤 엔진에 대해 거부되어야 한다.

상술한 종래기술로부터 출발한, 본 발명의 목적은, 베이스 플레이트와 스탠드의 디자인으로부터 공지된 단점을 피할 수 있는 향상된 대형 크로스헤드 디젤 엔진을 제안하는 것이다.

이러한 목적을 충족시키는 본 발명의 주제는 독립 청구항에 의해 특징지어진다.

종속항은 본 발명의 특히 바람직한 실시예에 관한 것이다.

본 발명에 따라, 엔진축을 따라 연장된 크랭크샤프트를 수용하기 위한 베이스 플레이트, 2개의 외벽을 포함하며, 베이스 플레이트 상에 배치된 스탠드, 및 실린더를 수용하기 위해 스탠드 상에 배치된 실린더 섹션을 구비하는 대형 크로스헤드 디젤 엔진이 제안되었다. 이와 관련하여, 상기 베이스 플레이트, 스탠드, 및 실린더 섹션은, 스탠드 내에서 2개의 횡방향 지지벽에 의해 형성된 단일벽 지지 본체의 영역에서 각각 연장된 2개의 타이 로드에 의해 서로 연결된다. 이와 관련하여, 지지 본체는 크로스헤드의 1개의 미끄럼 슈즈를 지지하기 위한 2개의 미끄럼면을 포함한다. 본 발명에 따라, 2개 이상의 인접한 미끄럼 슈즈는 지지 본체에서 엔진축에 대해 교대로 지지된다.

따라서, 단일벽 지지 본체 즉 단일벽 스탠드를 가진 본 발명에 따른 대형 크로스헤드 디젤 엔진이 제안되었다. 이와 관련하여, 본 발명에 따른 대형 크로스헤 드 디젤 엔진의 상기 베이스 플레이트, 스탠드, 및 실린더 섹션은 타이 로드에 의해 서로 연결되고, 타이 로드는 종래기술로부터 공지되었듯이 스탠드의 영역에서 이중벽 구조 내에서 연장되지 않고, 스탠드 내의 단일벽 지지 본체의 영역에서 연장된다. 이것은, 타이 로드가 단일벽 지지 본체 옆에서 연장되거나 단일벽 지지 본체를 통해 적절한 리드스루(leadthrough) 내에서 안내되는 것을 뜻한다.

전에 공지된 구조에서, 스탠드에 작용하는 전단력은, 크로스헤드의 상하 이동에 따라 펌프 및 배기 가스 측에서 미끄럼 트랙에 출력된다. 힘이 이러한 형태로 전달되어, 스탠드 즉 지지 본체의 단일벽 디자인이, 전단력 및 종방향 힘에 더하여 비틀림 토크 및 회전 토크를 포함하는 크로스헤드의 상하 이동시에 힘을 충분히 흡수 또는 보상할 수 없기 때문에, 단일벽 지지 본체는 일반적으로 사용될 수 없다.

따라서 스탠드 또는 지지 본체의 이중벽 실시예는 안정성의 이유만으로도 이미 절대적으로 필요하다.

이러한 문제는, 크로스헤드의 미끄럼 슈가 힘 특히 전단력을 상하 이동시에 펌프 측으로, 또는 인접 크로스헤드를 가진 경우에는 배기 가스 측으로 출력한다는 점에서, 본 발명에 의해 교정된다. 이것은 본 출원에서 "교대"라는 용어로 나타내어진다. 이와 관련하여, 특수한 실시예에서, 힘은 펌프 측 및 실린더 내의 배기 가스 측으로 교대로 전달될 수 있고, 실제로 매우 중요한 실시예에서 힘은 1개의 실린더로부터 다음 실린더로 교대로 전달된다.

본 발명에 따른 해결방안의 이점은 명백한데, 힘이 교대로 전달됨으로써, 힘 이 교대로 전달되지 않는 경우에 일반적으로 가능하지 않은 스탠드 섹션의 여러 가지 신규 구조를 가능하게 한다. 이와 관련하여, 단일벽 스탠드 구조가 사용될 수 있어, 용접 심이 모든 측면으로부터 자유롭게 접근될 수 있다는 것은 특히 중요하다.

기본적으로 본 발명에 따른 교대적 힘 전달은 공지된 이중벽 스탠드에서의 문제를 가지지 않으면서 사용될 수 있으며, 교대적 힘 전달은 매우 특정한 경우에 안정성 및 스탠드 디자인에 대해 특수한 이점을 가질 수 있는데, 이중벽 지지 본체가 사용될 때에는, 용접 심에 자유롭게 접근할 수 있다는 중요한 이점은 없어진다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 특정한 실시예에서, 타이 로드는 적절한 리드스루(leadthrough)에서 횡방향 지지벽을 통해 안내된다.

이와 관련하여, 타이 로드는 횡방향 지지벽 옆에서 안내되고, 바람직하게는, 2개 이상의 타이 로드가 횡방향 지지벽 각각에 설치되어 있는 이들 특정한 실시예가 실제로 더 중요하다. 이와 관련하여, 특수한 실린더에 있어서, 횡방향 지지벽은 2개의 타이 로드 또는 2개 이상의 타이 로드 사이에 특히 바람직하게 배치된다.

본 명세서에 있어서, "횡 방향"은, 대형 디젤 엔진의 크랭크샤프트의 축 즉 엔진축이 연장되는 방향에 대해 실질적으로 수직인 방향으로 이해되어야 한다.

스탠드 또는 지지 본체에서의 미끄럼 트랙에 대해 교대로 힘이 전달되는 것은 이와 관련하여 여러 가지 방법으로 실현될 수 있다. 예를 들면, 1개의 동일한 크로스헤드의 2개의 미끄럼 슈즈(shoes)는 지지 본체에서 엔진축에 대해 교대로 지지될 수 있다. 그러면, 인접한 실린더의 크로스헤드는, 예를 들면 스탠드에서 대 응 미끄럼 트랙을 통해 대향 배치되는 면에 지지된다.

매우 특수한 경우에, 예를 들면 2개 이상의 직접 인접한 크로스헤드는 스탠드에서 1개의 동일한 면에 지지되고, 직접 인접한 크로스헤드의 다른 그룹은 스탠드에서 다른 면에 엔진축에 대해 교대로 지지될 수도 있다.

추가 실시예에서, 안내 부재는, 미끄럼 트랙을 따른 왕복 이동시에 미끄럼 슈즈의 안내의 안정성이 신뢰성 있게 가능하게 되거나 향상되도록, 미끄럼 슈즈를 안내하기 위해 지지 본체의 중앙벽 및/또는 미끄럼면에 설치된다.

이와 관련하여, 안내 부재는 요구사항에 따라 예를 들면 횡방향 안내 클로의 형상으로 형성될 수 있다.

다른 실시예에서, 안내 부재는 횡방향 안내 레일의 형상으로 형성될 수 있다.

이와 관련하여, 베이스 플레이트는 1개 또는 2개의 면으로 이루어질 있고, 공지된 방식으로 크랭크샤프트의 베어링을 위한 1개 이상의 베어링 새들을 포함하며, 타이 로드는 크랭크샤프트의 축 즉 엔진축과 스탠드 사이의 영역에서 베어링 새들 내에 또는 베어링 새들에 고정된다.

타이 로드는 베어링 새들 내에서 나사산이 형성된 부품 또는 보어 내에 고정되고, 타이 로드는 베어링 새들 내의 보어를 통해 연장되고, 나사결합에 의해 고정된다.

타이 로드는, 예를 들면 유럽 특허 출원 EP 06 125603.8에서 이미 제안되었듯이, 큰 기계적 하중 하에서 대형 디젤 엔진 전체의 안정성 및 가요성을 동시에 증가시키기 위해, 리세스로부터 제거될 수 있는 유지 부재에 의해, 상기 크랭크샤프트의 종방향 축인 상기 엔진축과 상기 스탠드 사이의 영역 내의 상기 베어링 새들에서 리세스 내에 고정될 수 있다.

본 발명은 도면을 참조하여 다음에서 더욱 상세히 설명될 것이다.

다음에서 전체적으로 도면부호 1로 표시되는 본 발명에 따른 대형 크로스헤드 디젤 엔진은 특히, 선박 건조에서 널리 사용되는 것과 같은 유니플로(uniflow) 배기를 가진 2행정 대형 디젤 엔진(1)으로서 구성된다.

도 1은, 베이스 플레이트(2), 스탠드(5) 및 실린더 섹션(6)을 가진 대형 크로스헤드 디젤 엔진(1)의 알려진 디자인의 단면도를 도시하고 있다. 실린더 섹션(6)은 도시되지 않은 실린더를 공지된 방식으로 수용한다. 예를 들면 스틸 시트를 서로 용접함으로써 이루어진 스탠드(5)는 하부 금속 시트(18)와 2개의 외벽(4)을 가지며, 도면에서 수직으로 연장되는 미끄럼면(10)과 함께, 단면이 사다리꼴이고 공통 금속 덮개 시트에 의해 서로 연결되는 2개의 프레임을 형성한다. 수직으로 연장되는 2개의 대향하여 배치되는 미끄럼면(10)은, 2개의 사다리꼴 프레임 사이에 배치되는 중앙벽(13)에 의해 지지된다. 스탠드(5)는, 크랭크샤프트(3)의 저널링을 위한 베어링 셸(151)을 가진 베어링 새들(15)을 포함하는 베이스 플레이트(2) 상에 하부 금속 시트(18)가 놓이는 상태로 배치된다. 엔진 축(31)과 일치하는 크랭크샤프트 축(31)을 가진 크랭크샤프트(3)는, 도 1에 도시되지 않은 푸시 로드(19)를 통해 크로스헤드(12)에 공지된 방식으로 연결된다.

도 2a 및 도 2b는 각각, 종래기술로부터 공지되었고 본 발명의 더욱 양호한 이해를 위해 다음에서 간략하게 설명될 대형 디젤 엔진의 도 1의 I-I선 또는 II-II선을 따른 단면도이다.

이와 관련하여, 본 발명을 종래기술과 구별하기 위해, 종래기술에 관한 도 2a 및 도 2b에서 도면부호에 대시(dash)가 부여되고, 본 발명에 관한 나머지 도면에서는 도면부호는 대시를 가지지 않는다.

종래기술로부터 공지된 대형 크로스헤드 디젤 엔진(1')의 도 1의 I-I선에 따르며 도 2a에 도시된 단면도는, 베이스 플레이트(2')에 배치되는 스탠드(5'), 및 스탠드(5')에 배치되는 실린더 섹션(6')을 도시한다. 금속 덮개 시트는 스탠드(5')와 실린더 섹션(6') 사이에 배치되고, 하부 금속 시트(18')는 스탠드(5')와 베이스 플레이트(2') 사이에 배치된다. 실린더 섹션(6')은 도시되지 않은 하나 이상의 실린더를 공지된 방식으로 수용할 수 있다. 실린더의 내부 공간은, 도시되지 않은 실린더 헤드, 및 역시 도시되지 않고 피스톤 로드(20')에 의해 크로스헤드(12')에 연결되고 실린더 내에 왕복이동 가능하게 배치되는 피스톤과 함께, 공지된 방식으로 대형 크로스헤드 디젤 엔진(1')의 연소실을 형성한다. 스탠드(5')는, 횡방향 지지벽(8')에 의해 이중벽으로 형성되는 지지 본체(9')를 포함한다. 지지벽(8')은, 푸시 로드(19')에 의해 크랭크샤프트(3') 및 대형 크로스헤드 디젤 엔진(1')의 도시되지 않은 피스톤을 가진 피스톤 로드(20')와 크랭크샤프트(3')에 연결되는 크로스헤드(12')의 안내를 위한 미끄럼면(10')을 지지한다.

베이스 플레이트(2')는, 크랭크샤프트(3')를 수용하고 저널링하기 위한 베어 링 새들(15'), 및 본 실시예에서 단일벽으로 이루어지지만 이중벽으로 이루어질 수 있는 횡방향 지지 부재(21')를 포함한다. 실린더 섹션(6'), 스탠드(5') 및 베이스 플레이트(2')는 예비 인장 하에 타이 로드(7')에 의해 서로 연결된다. 이와 관련하여, 타이 로드(7')는 이중벽 지지 본체(9') 내의 횡방향 지지벽들(8') 사이에서 스탠드(5')의 영역에서 연장되고, 크랭크샤프트(3')의 축(31')과 스탠드(5') 사이의 영역에서 베이스 플레이트(2')의 베어링 새들(15')에 고정되는데, 즉 도면에서 크랭크샤프트(3')의 축(31') 위에서 나사산이 형성된 보어(22') 내에 고정된다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 실시예에서, 지지 본체(9')의 횡방향 지지벽(8')은 실린더 섹션(6')의 방향에서 V자 모양으로 연장되며, 즉, 지지 본체(9')의 지지벽(8')의 상호 간격은 실린더 섹션(6')을 향하는 방향에서 점점 증가된다. 크로스헤드(12')가 미끄럼면(10')을 통해 지지벽(8')으로 전달하는 수직력은, 공지된 바와 같이, 피스톤의 왕복운동의 상사 중점에서 가장 크다. 지지 본체(9')의 V-자 모양의 디자인으로 인해, 지지 본체(9')는 도면에 따라 스탠드(5')의 영역의 상부에서 상대적으로 넓고, 따라서, 크로스헤드(12')의 수직력을 특히 양호하게 흡수하거나 수직력을 스탠드(5')로 직접 발산할 수 있다.

타이 로드(7')의 종방향 축(Z')은 지지 본체(9')의 횡방향 지지벽(8')들 사이에서 중앙에 배치되고, 지지벽(8')을 베이스 플레이트(2') 내에 지지하는 베이스 플레이트(2')의 단일벽 지지 부재(21')는 타이 로드(7')의 종방향 축(Z')과 동일 평면에 놓이도록 배치된다. 타이 로드(7')는 특히 베어링 셸의 변형을 피하기 위해 크랭크샤프트(3')의 축(31')과 스탠드(5') 사이의 영역에 고정되는데, 즉, 도면에 따르면, 크랭크샤프트(3')의 축(31') 위에서 베어링 새들 내의 나사산이 형성된 보어 내에 고정된다. 베이스 플레이트(2') 내의 단일벽 지지 부재(21')는 타이 로드(7')의 종방향 축(Z)과 동일 평면에 놓이고 지지 본체(9')의 지지벽(8')에 대해 대칭으로 배치되기 때문에, 베이스 플레이트(2')가 지나치게 경직되지 않으면서 특히 높은 안정성이 얻어진다.

도 2b는, 종래기술로부터 공지된 도 2a의 엔진의 도 1의 II-II 선에 따른 단면을 도시한다. 2개의 지지 본체(9')가 각각 도시되었는데, 스탠드(5') 내에 대향하여 배치되고, 미끄럼면(10')들 사이의 중앙벽(13)에 의해 상호 지지된다. 크로스헤드(12')는, 대향 배치되는 미끄럼면(10')들 사이에서 2개의 인접 지지 본체(9')에 의해 안내된다. 타이 로드(7')는 지지벽(8')들 사이의 각각의 지지 본체(9') 내에서 연장된다.

이와 관련하여, 도 2a 및 도 2b의 대형 크로스헤드 디젤 엔진의 베이스 플레이트는 횡방향 지지 부재를 가지는데, 횡방향 지지 부재는 베이스 플레이트 내에 단일벽으로 이루어지며, 이중벽 지지 부재를 가진 종래기술로부터 공지된 베이스 플레이트에서 통상적으로 있었던 단일 측 용접 심에서의 문제를 피할 수 있도록 문제 없이 엔진의 조립체에서 반대쪽에 용접될 수 있다. 바람직하게는, 타이 로드는 짧은 타이 로드로서 이루어지고, 새들의 상부 영역에 고정되는데, 즉, 스탠드의 하부 금속 시트와 크랭크샤프트의 축 사이의 나사산이 형성된 보어(22') 내에 고정된다. 따라서, 실질적인 예비 인장 하에서 베어링 새들에 고정되는 타이 로드로 인한 베어링 새들에서의 인장과 베어링 셸의 변형을 상당히 피한다. 도 2a 및 도 2b 의 대형 크로스헤드 디젤 엔진의 베이스 플레이트의 경직성은 특히 짧은 타이 로드와 단일벽으로 이루어진 지지 부재에 의해 최적화된다. 타이 로드가 실질적인 예비 인장 하에서 베이스 플레이트에 고정되어야 하기 때문에, 재료 내의 이러한 정당화될 수 없는 기계적 응력으로부터 발생하는 피할 수 없는 굽힘 하중이 스탠드의 하부 영역, 하부 금속 시트, 및 베어링 새들의 하부 영역에서 예상되기 때문에, 스탠드 내의 이중벽 지지 본체와 베이스 플레이트 내의 단일벽 지지 부재의 조합은 통상적으로 고려되지 않는다. EP 1 382 829에서 처음으로 제안된 바와 같이, 타이 로드의 영역에서의 베이스 플레이트의 이러한 유형의 디자인으로 인해, 그러한 구조에서 예상되는 베이스 플레이트의 영역에서의 굽힘 하중 및 접혀짐으로 인해 과거에 우려되었던 문제는 만족스럽게 피할 수 있다. 베이스 플레이트는 구조 특징에서 특히 상당히 단순화되었다.

그러나, 이미 언급하였듯이, 도 2a 및 도 2b에 도시된 공지된 해결방안은, 크로스헤드가 미끄럼면에서 교대로 지지되지 않기 때문에, 이중벽으로 이루어진 지지 본체 또는 스탠드가 사용되어야 한다는 단점을 여전히 가진다.

이러한 단점은 본 발명에 의해 처음으로 해결된다.

교대로 지지되는 크로스헤드(12)를 가진 본 발명에 따른 대형 디젤 엔진(1)의 제1 실시예가 도 3에 개략 도시된다.

도 1의 II-II 선에 따른 단면을 볼 수 있다. 엔진축(31)을 따라 서로 다음에 배치되는 일반적으로 전체적으로 2개보다 많은, 예를 들면 6개, 12개, 14개 또는 더욱 많은 실린더를 가진 본 발명에 따른 대형 디젤 엔진의 2개의 바로 인접한 크로스헤드는, 미끄럼면(10)에서 2개의 각각 직접 인접한 지지 본체(9)에서 미끄럼슈즈(shoes)(11)를 통해 왕복 이동 가능하게 안내된다. 이와 관련하여, 지지 본체(9)는, 엔진축(31)에 대해 대향 배치되고 각각 미끄럼면(10)을 가진 2개의 횡방향 지지벽(8)을 포함한다. 미끄럼면(10)은, 스탠드(5)의 안정성을 증가시키기 위해 공지된 방법으로 중앙벽(13)에 의해 서로 연결된다. 도 3의 특수한 실시예에서, 타이 로드(7)는 지지벽(8) 내의 리드스루(leadthrough)에서 안내된다.

본 발명에 따라, 2개의 인접한 미끄럼 슈즈(11)는 지지 본체(9)에서 엔진축(31)에 대해 교대로 지지된다. 도 3의 실시예에서, 1개의 동일한 크로스헤드(12)의 2개의 미끄럼 슈즈(11)는 1개의 동일한 미끄럼면(10)에 지지되고, 인접한 크로스헤드(12)의 2개의 미끄럼 슈즈(11)는 엔진축(31)에 대응하는 지지면인 미끄럼면(10)에서 대향 측에 지지된다. 미끄럼면(10)에서 미끄럼 슈즈(11)의 더욱 양호한 안내, 즉 더욱 안정된 안내를 위해, 엔진축(31)에 대해 수직 방향으로 이동시에 미끄럼 슈즈(11), 따라서 크로스헤드(12)를 안정시키는 안내 부재(14)가 미끄럼면(10)에 제공된다.

각각의 경우에 각각의 크로스헤드(12)가 엔진축(31)에 대해 스탠드(5)의 지지 본체(9)에서 일면에만 지지되지만, 2개의 인접 미끄럼 슈즈(11)가 지지 본체(9)에서 엔진축(31)에 대해 교대로 지지되기 때문에, 전단력을 스탠드(5)로 안내하여 내어보내는 것은 전체 엔진(1)에 걸쳐 지극히 균일하다. 따라서, 처음으로, 대형 디젤 엔진(1)의 작동 상태에서 스탠드(5)의 안정성에 부정적 영향을 주지 않으면서 단일벽을 가진 지지벽(8)을 형성할 수 있게 되었다.

교대로 지지되는 크로스헤드와 안내 부재를 가진 제2 실시예가 도 4에 개략 도시되었다. 도 4의 실시예는, 2개의 미끄럼 슈즈(11)가 1개의 동일한 크로스헤드(12)와 함께 지지 본체(9)에 교대로 지지된다는 점에서만 도 3의 실시예와 다르다. 이것은, 각각의 크로스헤드(12)가 엔진축(31)의 양쪽에서 지지 본체(9)에 지지되지만, 종래기술과는 다르게 교대로 엔진축(31)의 각각의 쪽에 1개의 단일 미끄럼 슈즈(11)만 있는 것을 뜻한다.

도 5의 제3 실시예에서, 크로스헤드(12)는 도 3의 실시예에서와 같이 지지 본체에 지지된다. 이것은, 1개의 동일한 크로스헤드(12)의 2개의 미끄럼 슈즈(11)는 1개의 동일한 미끄럼면(10)에 지지되고, 인접 크로스헤드(12)의 2개의 미끄럼 슈즈(11)는 대응하는 지지면인 미끄럼면(10)에서 엔진축(31)에 대해 대향 배치되는 면에 지지되는 것을 뜻한다. 미끄럼면(10)에서 미끄럼 슈즈(11)의 더욱 양호한 안내, 즉 더욱 안정된 안내를 위해, 엔진축(31)에 대해 수직 방향으로의 왕복 이동시에 미끄럼 슈즈(11), 따라서 크로스헤드(12)를 안정시키는 안내 부재(14)가 미끄럼면(10)에 제공된다.

도 3의 실시예와의 차이점은, 지지벽(8)이 엔진축(31)의 양쪽에서 2개의 타이 로드(7) 사이에서 안내된다는 것이다. 이것은, 지지벽(8) 내의 리드스루 내에서 안내되지 않고, 각각의 경우에 지지벽(8) 다음에 배치되는 것을 뜻한다. 또한 지지벽(8) 외에도 2개 이상의 타이 로드(7)가 제공될 수 있고, 또한 1개 이상의 타이 로드(7)가 도 3의 실시예에서의 각각의 지지벽(8)을 통해 안내될 수 있다는 것을 알 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 추가 실시예를 도시하는데, 횡방향 안내 클로(14, 141)가 중앙벽(13)의 영역에서 타이 로드(7)들 사이에서 중앙벽(13)에 배치된다. 따라서, 미끄럼면(10)은 안내 클로(141) 내에 형성된다. 크로스헤드(12)의 미끄럼 슈즈(11)는 안내 클로(141) 내에서의 왕복 이동시에 양쪽에서 신뢰성 있게 교대로 안내된다.

중앙벽(13)의 영역에서 횡방향 안내 레일인 안내 클로(14, 142)를 가진 도 7의 추가 실시예는, 미끄럼 슈즈(11)가, 클로(14, 142)를 둘러싸서 작동 상태에서 이동시에 크로스헤드(12)의 신뢰성 있는 안내를 확실하게 하는 미끄럼 슈즈 클로로서 이루어진다는 점에서, 도 6의 실시예와 다르다.

도 8은 도 6에 따른 실시예를 도시하는데, 여기에서 타이 로드는 횡방향 지지벽(8)의 리드스루 내의 중앙에서 안내되고, 횡방향 클로(14,141)는 지지 본체(9)에서 지지벽(8)으로부터 중앙벽(13)으로의 전이 영역에 형성되며, 미끄럼 슈즈(11)는 지지 본체(9)에서 엔진축(31)에 대해 교대로 상기 횡방향 클로 내에 지지된다.

도 9는, 타이 로드(7)를 이동 가능한 유지 부재(17)에 의해 베이스 플레이트(2) 내의 리세스(16) 내에 고정하기 위한 본 발명에 따른 대형 디젤 엔진(1)의 바람직한 실시예를 도시하는데, 타이 로드(7)를 베이스 플레이트(2) 내에 고정시키는 이러한 형태는 이미 EP 출원인 EP 06 125603.8로부터 공지되어 있다.

본 발명에 따른 대형 크로스헤드 디젤 엔진의 도 9의 실시예에서, 종방향 축(31)을 가진 크랭크샤프트(3)는 베어링 새들(15) 내에 공지된 방식으로 저널링되고, 베어링 덮개(151)에 의해 고정된다. 타이 로드(7)는 본 발명에 따라, 종방향 축(31)과 크랭크샤프트(3) 사이의 영역에서 베어링 새들(15) 또는 베이스 플레이트(2) 내에 고정되는데, 즉, 도면에 따라, 리세스(16)로부터 이동 가능한 유지 부재(17)에 의해 종방향 축(31) 위에서 리세스(16) 내에 고정된다. 도 9에 도시된 실시예에서, 설치된 상태의 타이 로드(7)는, 여기에서 타이 로드 너트인 유지 부재(17) 내에 타이 로드(7)가 견고하게 나사결합될 수 있게 하는 나사산을 리세스(16)의 영역에 가진다. 이와 관련하여, 타이 로드(7)는 종래기술로부터 공지되었듯이 베어링 새들(15) 또는 베이스 플레이트(2)에 직접 나사결합되지 않고, 도 9에 도시되지 않은 보어를 통해, 타이 로드(7)가 고정을 위해 타이 로드 너트(17)에 나사결합될 수 있는 리세스(16) 내로 리세스(16)까지 베어링 새들(15)을 통해, 자유롭게 안내될 뿐이다.

본 발명은 상술한 실시예에 제한되지 않고, 상술한 특정 실시예의 모든 적절한 조합은 본 발명에 포함된다.

도 1은, 베이스 플레이트, 스탠드 및 실린더 섹션을 가진 본 발명에 따른 대형 크로스헤드 디젤 엔진의 단면도이다.

도 2a는, 이중벽 지지 본체와 1개의 벽으로 이루어진 지지 부재를 가진 공지된 엔진에서의 도 1의 I-I에 따른 단면도이다.

도 2b는, 각각의 경우에 2개의 인접한 크로스헤드 사이의 2개의 이중벽 지지 본체를 가진 공지된 엔진에서의 도 1의 II-II에 따른 단면도이다.

도 3은, 교대로 지지된 크로스헤드를 가진 본 발명에 따른 제1 실시예의 단면도이다.

도 4는, 교대로 지지된 크로스헤드와 안내 부재를 가진 제2 실시예의 단면도이다.

도 5는, 2개의 타이 로드 사이에서 안내되는 지지벽을 가진 제3 실시예의 단면도이다.

도 6은, 중앙벽의 영역에 횡방향 안내 클로(claw)를 가진 실시예의 단면도이다.

도 7은, 중앙벽의 영역에 횡방향 안내 레일을 가진 실시예의 단면도이다.

도 8은, 중앙에서 안내되는 타이 로드를 가진 도 6에 따른 실시예의 단면도이다.

도 9는, 타이 로드를 고정하기 위한 제거 가능한 유지 부재를 가진 본 발명에 따른 실시예의 단면도이다.

Claims

엔진축(31)을 따라 연장된 크랭크샤프트(3)를 수용하기 위한 베이스 플레이트(2),

상기 베이스 플레이트(2) 상에 배치된 스탠드(5), 및

실린더를 수용하기 위해 상기 스탠드(5) 상에 배치된 실린더 섹션(6)

을 포함하는 대형 크로스헤드 디젤 엔진으로서,

상기 스탠드(5)는 2개의 외벽(4) 및 상기 엔진축(31)을 가로질러 연장된 단일벽 지지 본체(9)를 포함하고, 상기 지지 본체(9)는 2개의 횡방향 지지벽(8)에 의해 형성되며,

상기 베이스 플레이트(2), 상기 스탠드(5), 및 상기 실린더 섹션(6)은, 상기 스탠드(5) 내에서 상기 단일벽 지지 본체(9)의 영역에서 각각 연장된 2개의 타이 로드(7)에 의해 서로 연결되어 있고,

상기 지지 본체(9)는 2개의 미끄럼면(10)을 포함하고, 미끄럼면(10) 각각은 크로스헤드(12)의 1개의 미끄럼 슈즈(11)를 지지하며,

상기 2개의 미끄럼면(10)은, 인접한 크로스헤드(12)의 2개의 인접한 미끄럼 슈즈(11)를 상기 엔진축(31)에 대해 교대로 지지하도록 상기 지지 본체(9)에 제공되어 있는,

대형 크로스헤드 디젤 엔진.
제1항에 있어서,

상기 타이 로드(7)는 상기 횡방향 지지벽(8)을 통해 안내되는, 대형 크로스헤드 디젤 엔진.
제1항에 있어서,

상기 대형 크로스헤드 디젤 엔진은 2개의 타이 로드(7)를 더 포함하고,

각각의 타이 로드(7)는 상기 횡방향 지지벽(8) 옆에서 안내되고,

2개의 타이 로드(7)가 상기 횡방향 지지벽(8) 각각에 설치되어 있는,

대형 크로스헤드 디젤 엔진.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스탠드(5)는 2개의 지지 본체(9)를 포함하고, 상기 2개의 지지 본체(9)는 1개의 동일한 크로스헤드(12)의 2개의 미끄럼 슈즈(11)를 상기 엔진축(31)에 대해 교대로 지지하는, 대형 크로스헤드 디젤 엔진.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 지지 본체(9)는 중앙벽(13)을 더 포함하고,

안내 부재(14)가 상기 미끄럼 슈즈(11)를 안내하기 위해 상기 지지 본체(9)의 중앙벽(13)과 상기 미끄럼면(10) 중 적어도 하나에 설치되어 있는, 대형 크로스헤드 디젤 엔진.
제5항에 있어서,

상기 안내 부재(14)는 횡방향 안내 클로(claw)(141)의 형상으로 형성되어 있는, 대형 크로스헤드 디젤 엔진.
제5항에 있어서,

상기 안내 부재(14)는 횡방향 안내 레일(142)의 형상으로 형성되어 있는, 대형 크로스헤드 디젤 엔진.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 베이스 플레이트(2)는 상기 크랭크샤프트(3)를 저널링(journalling)하기 위한 1개 이상의 베어링 새들(15)을 가지며,

상기 타이 로드(7)는 상기 크랭크샤프트(3)의 축인 상기 엔진축(31)과 상기 스탠드(5) 사이의 영역에서 상기 베어링 새들(15) 내에 또는 상기 베어링 새들(15)에 고정되어 있는,

대형 크로스헤드 디젤 엔진.
제8항에 있어서,

상기 타이 로드(7)는 상기 베어링 새들(15) 내에서 나사산이 형성된 보어 내에 고정되거나,

상기 타이 로드(7)는 상기 베어링 새들(15) 내의 보어를 통해 연장되고, 나사결합에 의해 고정되어 있는,

대형 크로스헤드 디젤 엔진.
제8항에 있어서,

상기 타이 로드(7)는, 리세스(16)로부터 제거될 수 있는 유지 부재(17)에 의해, 상기 크랭크샤프트(3)의 종방향 축인 상기 엔진축(31)과 상기 스탠드(5) 사이의 영역 내의 상기 베어링 새들(15)에서 리세스(16) 내에 고정되어 있는, 대형 크로스헤드 디젤 엔진.