專(zhuān)利名稱(chēng)：十字頭大型柴油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一種十字頭大型柴油機(jī)，其包括一個(gè)用于接收曲軸的基板；一個(gè)包括兩個(gè)外壁的定子，該定子布置在基板上并包括至少一個(gè)支撐體，該支撐體通過(guò)使用橫向支撐壁而為雙壁形式并具有用于兩個(gè)相鄰十字頭的滑動(dòng)表面；以及一個(gè)汽缸部分，該汽缸部分布置在定子上用于接收汽缸，通過(guò)至少一個(gè)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(nèi)的區(qū)域延伸。
從DE 3 512 347 C中已知的定子具有一個(gè)用于往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的十字頭導(dǎo)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(dòng)表面一起形成兩個(gè)框架，這兩個(gè)框架的橫截面為錐形并通過(guò)一個(gè)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(dòng)表面之間具有橫向壁，從而雙壁形式的支撐壁作為支撐件?；灏ㄒ粋€(gè)軸承座，該軸承座具有一個(gè)下軸瓦和一個(gè)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(dòng)機(jī)的汽缸筒、定子和基板通過(guò)拉桿保持在一起，拉桿通過(guò)預(yù)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(jī)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(guò)使用橫向支撐壁而成雙壁形式的。
從現(xiàn)有技術(shù)已知的十字頭大型柴油機(jī)的設(shè)計(jì)形式存在一些嚴(yán)重的缺點(diǎn)。支撐元件通過(guò)焊縫固定在基板中。如果支撐元件是通過(guò)使用兩個(gè)對(duì)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(gè)壁之間成對(duì)焊接，從而出現(xiàn)有關(guān)基板強(qiáng)度和/或穩(wěn)定性的問(wèn)題?；逑鄬?duì)于定子的對(duì)齊是困難的，因?yàn)榛逯卧谋诒仨氁躁P(guān)于支撐體的支撐壁對(duì)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(guò)所謂的拉桿管被引導(dǎo)穿過(guò)軸承座中的孔，直到進(jìn)入軸承座的下部區(qū)域。由于拉桿必須固定在處于很大預(yù)張力的軸承座之下，所以這導(dǎo)致軸承座中很大的應(yīng)力和軸瓦的變形。因此從單純結(jié)構(gòu)角度講，已知基板是相對(duì)硬的和相對(duì)復(fù)雜的。
本發(fā)明滿(mǎn)足這些目的的主題的特征在于獨(dú)立權(quán)利要求1的特征。
從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的特別有利的實(shí)施例。
因此根據(jù)本發(fā)明，提出了一種十字頭大型柴油機(jī)，其包括一個(gè)用于接收曲軸的基板和一個(gè)定子，該定子包括兩個(gè)外壁并布置在基板上。該定子包括至少一個(gè)支撐體，該支撐體通過(guò)使用橫向支撐壁而為雙壁形式并具有用于兩個(gè)相鄰十字頭的滑動(dòng)表面。一個(gè)用于接收汽缸的汽缸部分布置在定子上，通過(guò)至少一個(gè)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(nèi)的區(qū)域延伸，一個(gè)橫向支撐元件設(shè)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(jī)，其包括一個(gè)單壁形式的基板和一個(gè)雙壁形式的定子，通過(guò)至少一個(gè)拉桿使根據(jù)本發(fā)明的十字頭大型柴油機(jī)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(nèi)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(rèn)為當(dāng)定子由雙壁形式的支撐體構(gòu)成時(shí)，基板的雙壁形式是完全必須的。因?yàn)槔瓧U必須在很大預(yù)張力下被錨固基板中，所以預(yù)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(jī)械應(yīng)力，這是因?yàn)槎ㄗ又须p壁支撐體和基板中單壁支撐元件的組合體中的彎曲應(yīng)力導(dǎo)致的結(jié)果。另外，預(yù)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(wèn)題，目前尚未解決。微振磨損應(yīng)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(rèn)為雙壁形式的定子與單壁形式的基板的組合是不實(shí)際的。然而，業(yè)已發(fā)現(xiàn)這些問(wèn)題可通過(guò)一個(gè)限定的力流來(lái)避免，如果定子和基板在拉桿區(qū)域中被相應(yīng)設(shè)計(jì)。
在十字頭大型柴油機(jī)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)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(gè)相鄰十字頭的滑動(dòng)表面，一個(gè)中心壁能夠附加地設(shè)置在兩個(gè)相對(duì)置的滑動(dòng)表面之間。
在這方面，在本申請(qǐng)的框架內(nèi)，“橫向”方向通常應(yīng)被理解為大體垂直于大型柴油機(jī)的曲軸的軸線(xiàn)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(dǎo)軌的法向力在接近與十字頭相連的那個(gè)活塞運(yùn)動(dòng)的上死點(diǎn)時(shí)達(dá)到最大，這個(gè)活塞在十字頭大型柴油機(jī)的一個(gè)汽缸中以一種已知的方式往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(xiàn)對(duì)齊。
在這方面，基板具有至少一個(gè)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(gè)優(yōu)選實(shí)施例中拉桿固定在曲軸的軸線(xiàn)和定子之間的區(qū)域中。如上所述，由于拉桿必須在很大預(yù)張力下被錨固基板中或上，所以通過(guò)將拉桿固定在曲軸的軸線(xiàn)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(yīng)力導(dǎo)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(nèi)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(xiàn)對(duì)齊，和拉桿固定在曲軸的軸線(xiàn)和定子之間的區(qū)域中。當(dāng)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(xiàn)對(duì)齊。另外，拉桿在特定情況下也可以不固定在曲軸的軸線(xiàn)和定子之間的區(qū)域中，而是在一個(gè)軸承座的孔中延伸穿過(guò)該區(qū)域并固定在曲軸遠(yuǎn)離定子的一側(cè)上，即“當(dāng)考慮到大型柴油機(jī)的通常安裝方向的時(shí)候”，位于曲軸軸線(xiàn)之下或在軸承座處。
在十字頭大型柴油機(jī)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，拉桿固定在軸承座中的螺紋孔內(nèi)。在另一種變形形式中，拉桿延伸穿過(guò)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(gè)張力錨栓精確地延伸在兩個(gè)相鄰的十字頭之間，同樣也可以使一個(gè)或多個(gè)拉桿延伸在兩個(gè)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(jiǎn)要示出了十字頭大型柴油機(jī)1的已知形式，其具有一個(gè)基板2、一個(gè)定子5和一個(gè)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(jīng)通過(guò)將鋼板焊接在一起而形成的定子5具有一個(gè)片狀金屬基板15和兩個(gè)外壁4并與根據(jù)附圖垂直延伸的滑動(dòng)表面8一起形成兩個(gè)框架，這些框架的橫截面為錐形并通過(guò)一個(gè)共用的片狀金屬頂板16而彼此相連。這兩個(gè)垂直延伸的相對(duì)置的滑動(dòng)表面8由一個(gè)布置在這兩個(gè)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(gè)軸承座13，其具有一個(gè)用于支撐曲軸3的軸瓦131。曲軸3的軸線(xiàn)K以眾所周知的方式通過(guò)一個(gè)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(xiàn)I-I通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的十字頭大型柴油機(jī)1的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的截面，其包括一個(gè)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(gè)或多個(gè)未示出的汽缸。汽缸的內(nèi)部空間以已知方式與一個(gè)汽缸頭(未示出)和一個(gè)活塞(同樣未示出)形成十字頭大型柴油機(jī)1的燃燒室，該活塞借助于一個(gè)活塞桿19與十字頭9相連并布置成可在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。定子5包括一個(gè)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(dǎo)引十字頭9的滑動(dòng)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(jī)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(gè)軸承座13和一個(gè)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(guò)一個(gè)預(yù)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(nèi)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(xiàn)K與定子5之間的區(qū)域內(nèi)的軸承座13的螺紋孔14，即根據(jù)附圖在在曲軸3的軸線(xiàn)K之上。
在圖2所示實(shí)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(guò)滑動(dòng)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(fù)運(yùn)動(dòng)的上死點(diǎn)。(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(duì)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(shí)施例中，拉桿11的縱向軸線(xiàn)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(xiàn)Z對(duì)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(xiàn)K和定子5之間的區(qū)域內(nèi)的軸承座13的螺紋孔14，即根據(jù)附圖在曲軸的軸線(xiàn)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(xiàn)Z對(duì)齊，并由此關(guān)于支撐體6的支撐壁7對(duì)稱(chēng)，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(jiǎn)要示出了根據(jù)圖1沿線(xiàn)II-II的另一個(gè)截面。示出了兩個(gè)支撐體6，在每種情況下它們?cè)诙ㄗ?中相對(duì)置，并彼此由一個(gè)在滑動(dòng)表面8之間的中心壁17支撐。十字頭9在兩個(gè)各自相鄰的支撐體6的兩個(gè)各自相對(duì)置的滑動(dòng)表面8之間被導(dǎo)引。一個(gè)拉桿11在每個(gè)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(jī)的基板具有一個(gè)單壁形式的橫向支撐元件，其可以成對(duì)地沒(méi)有問(wèn)題地焊接到該發(fā)動(dòng)機(jī)的組件上，從而可以避免關(guān)于基板的強(qiáng)度和/或穩(wěn)定性的問(wèn)題，例如從現(xiàn)有技術(shù)中已知的由具有雙壁支撐元件的基板導(dǎo)致的問(wèn)題。拉桿優(yōu)選設(shè)計(jì)成短拉桿，并固定在軸承座的上部區(qū)域中，即曲軸軸線(xiàn)和定子的片狀金屬基板之間的螺紋孔中。從而通過(guò)將處于很大預(yù)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(yīng)力和軸瓦的變形。通過(guò)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(jī)的基板的剛度。因?yàn)槔瓧U必須在很大預(yù)張力下被錨固基板中，所以由于預(yù)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(yīng)力和由于材料中這些不可接受的機(jī)械應(yīng)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(guò)定子和基板在拉桿的區(qū)域中的相應(yīng)設(shè)計(jì)形式，早先擔(dān)心的由于彎曲應(yīng)力的問(wèn)題以及由于這樣的設(shè)計(jì)形式而預(yù)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(jī)的基板從結(jié)構(gòu)方面已被大大簡(jiǎn)化了。
權(quán)利要求
1.一種十字頭大型柴油機(jī)，其包括一個(gè)用于接收曲軸(3)的基板(2)；一個(gè)包括兩個(gè)外壁(4)的定子(5)，該定子布置在基板(2)上并包括至少一個(gè)支撐體(6)，該支撐體通過(guò)使用橫向支撐壁(7)而為雙壁形式并具有用于兩個(gè)相鄰十字頭(9)的滑動(dòng)表面(8)；以及一個(gè)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(guò)至少一個(gè)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(nèi)的區(qū)域延伸，其特征在于，一個(gè)橫向支撐元件(12)設(shè)置在基板(2)中并為單壁形式。
2.按權(quán)利要求1所述的十字頭大型柴油機(jī)，其中，至少一個(gè)支撐體(6)的橫向支撐壁(7)彼此平行布置。
3.按權(quán)利要求1或2所述的十字頭大型柴油機(jī)，其中，至少一個(gè)支撐體(6)的橫向支撐壁(7)沿汽缸部分(10)的方向以一個(gè)具有增加的空間的V形延伸。
4.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的十字頭大型柴油機(jī)，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(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的十字頭大型柴油機(jī)，其中，支撐元件(12)布置成與拉桿(11)的縱向軸線(xiàn)(Z)對(duì)齊。
6.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的十字頭大型柴油機(jī)，其中，基板(2)具有至少一個(gè)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(gè)曲軸(3)的軸線(xiàn)(K)和定子(5)之間的區(qū)域中。
7.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的十字頭大型柴油機(jī)，其中，拉桿(11)固定在軸承座(13)中的螺紋孔(14)內(nèi)。
8.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的十字頭大型柴油機(jī)，其中，拉桿(11)延伸穿過(guò)軸承座(13)中的孔并由螺紋連接固定住。
9.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的十字頭大型柴油機(jī)，其中，兩個(gè)拉桿(11)精確地延伸在兩個(gè)相鄰的十字頭之間。
10.按上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的十字頭大型柴油機(jī)，其中，定子(5)包括一個(gè)片狀金屬基板(15)、一個(gè)片狀金屬頂板(16)和一個(gè)布置在兩個(gè)相對(duì)置的滑動(dòng)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(jī)，其包括一個(gè)用于接收曲軸(3)的基板(2)和一個(gè)定子(5)，該定子包括兩個(gè)外壁(4)并布置在基板(2)上。該定子(5)包括至少一個(gè)支撐體(6)，該支撐體通過(guò)使用橫向支撐壁(7)而為雙壁形式并具有用于兩個(gè)相鄰十字頭(9)的滑動(dòng)表面(8)。一個(gè)汽缸部分(10)布置在定子(5)上用于接收汽缸，通過(guò)至少一個(gè)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(nèi)的區(qū)域延伸，一個(gè)橫向支撐元件(12)設(shè)置在基板(2)中并為單壁形式。
文檔編號(hào)F02F1/00GK1475662SQ0314760
公開(kāi)日2004年2月18日 申請(qǐng)日期2003年7月14日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:瓦特西拉瑞士股份有限公司