ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ
ГлавнаяДвигательКрейцкопфный дизельный двигатель

Большой крейцкопфный дизельный двигатель. Крейцкопфный дизельный двигатель


крейцкопфный дизель - это... Что такое крейцкопфный дизель?

 крейцкопфный дизель adj

auto. Dieselmotor in der Kreuzkopfbauart

Универсальный русско-немецкий словарь. Академик.ру. 2011.

Смотреть что такое "крейцкопфный дизель" в других словарях:

universal_ru_de.academic.ru

большой крейцкопфный дизельный двигатель - патент РФ 2448264

Изобретение может быть использовано в больших крейцкопфных дизельных двигателях. Дизельный двигатель имеет опорную плиту для размещения коленчатого вала, проходящего вдоль оси (31) двигателя, станину, включающую в себя две наружных стенки, и секцию цилиндров. Станина расположена на опорной плите, а секция цилиндров расположена на станине. Опорная плита, станина и секция цилиндров соединены друг с другом посредством двух соединительных тяг (7). Каждая соединительная тяга (7) проходит в станине в области одностеночного опорного тела (9), образованного посредством двух поперечных опорных стенок (8). Опорное тело (9) включает в себя две поверхности (10) скольжения для поддержания одного опорного башмака (11) крейцкопфа (12). Два расположенных рядом скользящих башмака (11) поочередно поддерживаются на опорном теле (9) относительно оси (31) двигателя. Технический результат заключается в улучшении компенсации сил, действующих при перемещении крейцкопфа, а также в улучшении свободного доступа к сварочным швам конструкции. 9 н.п. ф-лы, 10 ил.

ОПИСАНИЕ

Изобретение относится к большому крейцкопфному дизельному двигателю согласно ограничительной части независимого пункта 1 формулы изобретения.

Большой дизельный двигатель с крейцкопфной конструкцией, который предпочтительно используют в судостроении или в стационарных установках, например, для вырабатывания электрической энергии, включает в себя три больших корпусных части, которые образуют раму двигателя. Так называемая станина, отделенная посредством донной плиты, расположена на опорной плите, которая имеет поперечные опорные элементы вблизи подшипниковой опоры с подшипником для коленчатого вала для размещения коленчатого вала. Станина включает в себя множество опорных тел в соответствии с количеством цилиндров большого дизельного двигателя, каждое из которых имеет две поверхности скольжения, которые проходят перпендикулярно для направления двух расположенных рядом крейцкопфов, которые соединены с коленчатым валом через толкатели. При этом две соответствующих поверхности скольжения, которые расположены напротив и проходят перпендикулярно, дополнительно поддерживаются центральной стенкой.

Отдельные опорные тела, как правило, соединены друг с другом посредством общего металлического закрывающего листа. Секцию цилиндров, также часто называемую рубашкой цилиндров, располагают над станиной, и она предназначена для размещения множества гильз цилиндров. При этом опорную плиту, станину и секцию цилиндров соединяют друг с другом посредством соединительных тяг, которые проходят в области станины внутри опорного тела, как правило, таким образом, что эти соединительные тяги ввинчивают в опорную плиту или у этой плиты со значительным предварительным натяжением.

Станина, имеющая опору для путей скольжения крейцкопфов в двигателях с возвратно-поступательным движением, известна из патента Германии 3512347С1, согласно которому опора выполнена с двойными стенками. Станину, на которой расположена рубашка для размещения гильз цилиндров, устанавливают на металлических донных листах на опорной плите, при этом металлические донные листы совместно с наклонно проходящими наружными стенками и перпендикулярными поверхностями скольжения образуют две рамы, которые имеют трапецеидальное поперечное сечение и которые соединены друг с другом посредством общего металлического закрывающего листа. Трапецеидальные рамы содержат поперечные опорные стенки между наружными стенками и поверхностями скольжения таким образом, что опорное тело, изготавливаемое с двойными стенками, обеспечивает образование опоры. Опорная плита включает в себя подшипниковую опору, содержащую нижний и верхний вкладыши подшипника с крышкой, при этом коленчатый вал, находящийся в подшипниковой опоре в опорной плите, удерживают во вкладыше подшипника. Рубашку цилиндров, станину и опорную плиту двигателя удерживают вместе друг с другом посредством соединительных тяг, которые крепят с предварительным натяжением под коленчатым валом у подшипниковой опоры или в ней.

Родственной концепции следуют в документе ЕР 0774061В1. В этом случае работает опорное тело, в котором проходят соединительные тяги и которое имеет треугольное поперечное сечение вместо прямоугольного поперечного сечения и, следовательно, подобным же образом должно быть названо двухстеночным.

В таких известных больших крейцкопфных дизельных двигателях опорные тела станины, которые изготавливают с двойными стенками, удерживают на опорных элементах, аналогично изготавливаемых с двойными стенками в опорной плите. Это означает, что как станину, так и опорную плиту выполняют с двойными стенками посредством поперечных опорных стенок.

При этом конструкция большого крейцкопфного дизельного двигателя, известная из предыдущих технических решений, имеет ряд серьезных недостатков. Опорные элементы закрепляют в опорной плите посредством сварных швов. Когда опорные элементы и опорные тела выполняют с двойными стенками посредством двух противоположно расположенных стенок, сварные швы между двумя стенками, которые образуют двухстеночный опорный элемент, то есть опорный элемент, закрытый в направлении поперечного сечения, либо закрытое опорное тело, не могут быть приварены к обратной стороне, а это приводит к соответствующим проблемам обеспечения требуемого качества.

Кроме того, соединительные тяги крепят к нижнему концу подшипниковой опоры, который находится ниже коленчатого вала, так что соединительные тяги должны быть направлены в подшипниковую опору через отверстия, так называемые трубки соединительных тяг, до нижней области подшипниковой опоры и в нее. Поскольку соединительные тяги должны быть прикреплены ниже подшипниковой опоры со значительным предварительным натяжением, это приводит к значительным натяжениям в подшипниковой опоре и к деформациям вкладыша подшипника. Поэтому, исходя из чисто конструктивного аспекта, известные опорные плиты являются относительно жесткими и относительно сложными и/или имеют высокую стоимость.

Чтобы избежать вышеуказанных проблем, касающихся станины, в документе ЕР 1382829 был предложен большой крейцкопфный дизельный двигатель, который имеет опорную плиту с одностеночной конструкцией и двухстеночную станину. При этом опорную плиту, станину и секцию цилиндров соединяют друг с другом посредством соединительных тяг, которые проходят внутри двухстеночного опорного тела в области станины и которые закрепляют в подшипниковой опоре опорной плиты.

Что касается устойчивости и конструкции станины, и, прежде всего, взаимодействия опорной плиты с остальной конструкцией станины, то решение согласно документу ЕР 1382829 по общему признанию приводит к значительным усовершенствованиям по сравнению с известными на это время техническими решениями. Однако соединительные тяги также проходят внутри закрытого опорного тела над опорной плитой со станиной, известного из документа ЕР 1382829. Такие опорные тела по общему признанию гарантируют требуемую устойчивость станины, но вызывают трудности при сварке и сварных швах, в частности, могут и не быть приварены к обратной стороне во внутренней части опорного тела. Другой недостаток, касающийся этого случая, заключается в том, что после приваривания опорного тела сварные швы внутри опорного тела будет невозможно непосредственным образом осмотреть и проконтролировать. Поэтому для гарантии качества сварные швы контролируют снаружи с помощью сложных и/или дорогостоящих способов, например, посредством ультразвука, что требует значительных затрат времени, больших материальных затрат и, кроме того, не всегда обеспечивает достаточную надежность в случае сложного или весьма малого повреждения.

Эти проблемы давно известны, при этом уже описанные одностеночные опорные тела по существу легко могут быть приварены с обратной стороны, поскольку они не образуют какие-либо закрытые трубы вдоль продольного направления. Однако все эти концепции должны быть отклонены, по меньшей мере, для современных больших дизельных двигателей, которые подвергают значительным механическим нагрузкам в рабочем состоянии, поскольку даже простые соображения или расчеты показывают, что такие одностеночные опорные тела не могут даже в какой-то степени противостоять нагрузкам, возникающим в современном большом дизельном двигателе.

Исходя из известного уровня техники, целью изобретения является создание усовершенствованного большого крейцкопфного дизельного двигателя, в котором можно избежать недостатков, известных в отношении конструкции с опорной плитой и станиной.

Объекты изобретения, удовлетворяющие этой цели, характеризуют отличительные признаки согласно независимому пункту 1 формулы изобретения.

Зависимые пункты формулы изобретения относятся к конкретным, обеспечивающим преимущества вариантам осуществления конструкции согласно изобретению.

Согласно изобретению предложен большой крейцкопфный дизельный двигатель с опорной плитой для размещения коленчатого вала, проходящего вдоль оси двигателя, со станиной, включающий в себя две наружных стенки, которая расположена на опорной плите, и секцией цилиндров, расположенной на станине для размещения цилиндров. При этом опорная плита, станина и секция цилиндров соединены друг с другом посредством двух соединительных тяг, каждая из которых проходит в станине в области одностеночного опорного тела, образованного посредством двух поперечных опорных стенок. В этой связи опорное тело включает в себя две поверхности скольжения для поддерживания опоры одного скользящего башмака крейцкопфа. Согласно изобретению два расположенных рядом скользящих башмака поочередно поддерживаются на опорном теле, относительно оси двигателя.

Таким образом, согласно изобретению предложен большой крейцкопфный дизельный двигатель, который имеет одностеночное опорное тело, то есть одностеночную станину. При этом опорную плиту, станину и секцию цилиндров большого крейцкопфного дизельного двигателя согласно изобретению соединяют друг с другом посредством соединительных тяг, причем соединительная тяга проходит не внутри двухстеночной конструкции в области станины, что известно из существующих технических решений, а в области одностеночного опорного тела в станине. Это означает, что соединительная тяга либо проходит вблизи одностеночного опорного тела, либо ее направляют в соответствующем проходе через одностеночное опорное тело.

В ранее известных конструкциях сила сдвига, действующая на станину, будет передана к пути скольжения на стороне нагнетания и выхлопных газов в зависимости от движения крейцкопфа вверх или вниз. В случае этого вида передачи силы к станине использование одностеночных опорных тел обычно невозможно, поскольку одностеночная конструкция станины, то есть опорного тела, не может в достаточной степени поглощать или компенсировать силы, действующие при перемещении крейцкопфа вверх или вниз, которые также включают в себя моменты скручивания и моменты вращения в дополнение к силам сдвига и продольным силам.

Таким образом, двухстеночный вариант осуществления конструкции станины или опорного тела уже абсолютно необходим исключительно по причине устойчивости.

Эта проблема устранена посредством настоящего изобретения за счет того, что скользящий башмак крейцкопфа передает силы, в частности силы сдвига, либо к нагнетательной стороне, либо, например, в случае смежного крейцкопфа, к стороне выхлопных газов при движении как вверх, так и вниз. В пределах данной заявки на патент это определено термином «поочередно». При этом в частном примере сила, естественно, также может быть поочередно передана к нагнетательной стороне и к стороне выхлопных газов в цилиндре, причем с поочередной передачей силы от одного цилиндра к другому в варианте осуществления конструкции, весьма важном для практики.

Преимущества решения согласно изобретению очевидны: поочередная передача силы обеспечивает возможность выполнения ряда новых конструкций станины, которые, в общем, невозможны без поочередной передачи силы. В этой связи особенно важно то, что одностеночная конструкция станины может быть использована таким образом, что к сварным швам будет обеспечен свободный доступ со всех сторон.

Очевидно, что по существу поочередная передача силы согласно настоящему изобретению также может быть без проблем использована в известных двухстеночных станинах, которые могут обладать особыми преимуществами в отношении устойчивости и конструкции в весьма специфических случаях, при этом важное преимущество возможности свободного доступа к сварным швам, естественно, будет потеряно, когда используют двухстеночные опорные тела.

Как уже было упомянуто, в случае конкретного варианта осуществления конструкции согласно настоящему изобретению соединительная тяга проходит через поперечную опорную стенку в соответствующем проходе.

При этом более важны для практики те конкретные варианты осуществления конструкции, в которых соединительная тяга проходит вблизи от поперечной опорной стенки, причем у каждой поперечной опорной стенки предпочтительно обеспечивают, по меньшей мере, две соединительных тяги. В этой связи при наличии специального цилиндра поперечную опорную стенку особенно предпочтительно устанавливать между двумя соединительными тягами, либо также между более двух соединительных тяг.

В пределах этой заявки на патент «поперечную» ориентацию обычно следует понимать как ориентацию, которая фактически перпендикулярна направлению, в котором проходит ось коленчатого вала, то есть ось большого дизельного двигателя.

В этом случае поочередная передача сил к станине или к путям скольжения на опорных телах может быть осуществлена разными способами. Например, два скользящих башмака одного и того же крейцкопфа могут поочередно поддерживаться на опорном теле, относительно оси двигателя. Кроме того, крейцкопфы смежных цилиндров могут поддерживаться, например, с противоположно расположенных сторон посредством соответствующих путей скольжения на станине.

В весьма специфических случаях даже возможно то, чтобы, например, два или более непосредственно смежных крейцкопфа поддерживались на одной и той же стороне станины, а другие группы непосредственно смежных крейцкопфов поочередно поддерживались на станине с другой стороны относительно оси двигателя.

Еще в одном варианте осуществления конструкции у центральной стенки и/или у поверхности скольжения обеспечивают направляющий элемент для направления скользящего башмака таким образом, что будет надежно обеспечена или повышена устойчивость направления скользящего башмака в течение его перемещения вперед и назад вдоль путей скольжения.

При этом направляющий элемент также может быть выполнен, например, в виде поперечной направляющей вилки, в зависимости от предъявляемых требований.

Еще в одном примере направляющий элемент может быть выполнен в виде поперечной направляющей.

Опорная плита в этом случае может быть выполнена с одной или двумя стенками и включает в себя известным самим по себе способом, по меньшей мере, одну подшипниковую опору для коленчатого вала, при этом соединительную тягу закрепляют в подшипниковой опоре или у нее в области между осью коленчатого вала, которая является осью двигателя, и станиной.

Соединительную тягу предпочтительно закрепляют в подшипниковой опоре в части с резьбой и/или в резьбовом отверстии, и/или соединительная тяга проходит через отверстие в подшипниковой опоре и ее закрепляют посредством винтового соединения.

Соединительная тяга, в частности, может быть закреплена в подшипниковой опоре в области между продольной осью коленчатого вала и станиной в углублении посредством удерживающего элемента, выполненного с возможностью извлечения из углубления, для одновременного повышения устойчивости и гибкости большого дизельного двигателя в целом при значительных механических нагрузках, как уже было предложено, например, в европейской заявке на патент ЕР 06 125603.8.

Далее изобретение будет описано более подробно со ссылками на чертежи. При этом на чертежах схематически показано:

на фиг.1 показано сечение большого крейцкопфного дизельного двигателя согласно изобретению с опорной плитой, станиной и секцией цилиндров;

на фиг.2а показано сечение I-I согласно фиг.1 известного двигателя с двухстеночным опорным телом и опорным элементом, выполненным с одной стенкой;

на фиг.2b показано сечение II-II согласно фиг.1 известного двигателя, при этом в каждом случае между двумя смежными крейцкопфами находятся два двухстеночных опорных тела;

на фиг.3 показан первый вариант осуществления конструкции согласно изобретению с поочередно поддерживаемыми крейцкопфами;

на фиг.4 показан второй вариант осуществления конструкции с поочередно поддерживаемыми крейцкопфами и направляющими элементами;

на фиг.5 показан третий вариант осуществления конструкции с опорными стенками, проходящими между двумя соединительными тягами;

на фиг.6 показан вариант осуществления конструкции с поперечной направляющей вилкой в области центральной стенки;

на фиг.7 показан вариант осуществления конструкции с поперечной направляющей в области центральной стенки;

на фиг.8 показан вариант осуществления конструкции согласно фиг.6 с проходящей по центру соединительной тягой;

на фиг.9 показан вариант осуществления конструкции согласно изобретению со съемным удерживающим элементом для крепления соединительной тяги.

Большой крейцкопфный дизельный двигатель согласно настоящему изобретению, который в дальнейшем в целом обозначен позицией 1, в частности, выполнен в виде двухтактного большого дизельного двигателя 1 с прямоточной продувкой, который широко используют в судостроении.

На фиг.1 схематически показана в сечении известная конструкция большого крейцкопфного дизельного двигателя 1 с опорной плитой 2, станиной 5 и секцией 6 цилиндров. Секция 6 цилиндров известным самим по себе способом служит для размещения цилиндров, которые не показаны. Станина 5, которую изготавливают, например, посредством приваривания стальных листов друг к другу, имеет донный металлический лист 18, а также две наружных стенки 4, и образует совместно с поверхностями скольжения 10, которые согласно представленному изображению проходят перпендикулярно, две рамы, которые имеют трапецеидальное поперечное сечение и которые соединены друг с другом посредством общего металлического закрывающего листа. Две противоположно расположенных поверхности 10 скольжения, которые проходят перпендикулярно, поддерживают посредством центральной стенки 13, которая расположена между двумя трапецеидальными рамами. Станина 5 расположена так, что донный металлический лист 18 находится на опорной плите 2, которая включает в себя подшипниковую опору 15 с вкладышем 151 подшипника для поддержания коленчатого вала 3. Коленчатый вал 3 с осью 31, которая совпадает с осью 31 двигателя, известным самим по себе способом соединяют с крейцкопфом 12 через толкатель 19, который на фиг.1 не показан.

На каждой из фиг.2а и 2b показано сечение согласно фиг.1 соответственно по линии I-I или по линии II-II большого дизельного двигателя, который известен из предыдущих технических решений и который для лучшего понимания предлагаемого изобретения ниже должен быть кратко описан.

При этом для отличия известного уровня техники от настоящего изобретения на фиг.2а и 2b, которые относятся к известному уровню техники, указанные позиции приведены с апострофом, в то время как на остальных фигурах, которые относятся к изобретению, позиции приведены без апострофа.

В сечении по линии I-I согласно фиг.1, представленном на фиг.2а и проходящем через большой крейцкопфный дизельный двигатель 1', известный из предыдущих технических решений, показана станина 5', которая расположена на опорной плите 2', а также секция 6' цилиндров, которая расположена на станине 5'. Между станиной 5' и секцией 6' цилиндров расположен металлический закрывающий лист, а между станиной 5' и опорной плитой 2' расположен донный металлический лист 18'. Секция цилиндров 6' известным способом предназначена для размещения одного или более цилиндров, которые не показаны. Внутреннее пространство цилиндра известным образом посредством головки цилиндра, которая не показана, совместно с поршнем, также не показанным, который соединяют с крейцкопфом 12' посредством шатуна 20' и который устанавливают с возможностью перемещения в цилиндре вперед и назад, образует камеру сгорания большого крейцкопфного дизельного двигателя 1'. Станина 5' включает в себя опорное тело 9', которое образует с двойными стенками посредством поперечных опорных стенок 8'. Опорные стенки 8' имеют поверхность 10' скольжения для направления крейцкопфа 12', который соединяют посредством толкателя 19' с коленчатым валом 3' и с шатуном 20', несущим поршень, который не показан, в большом крейцкопфном дизельном двигателе 1'.

Опорная плита 2' включает в себя подшипниковую опору 15' для размещения и поддерживания коленчатого вала 3', а также поперечный опорный элемент 21', который в представленном примере выполнен с одной стенкой, но который, естественно, также может быть выполнен с двумя стенками, что само по себе известно. Секцию 6' цилиндров, станину 5' и опорную плиту 2' соединяют друг с другом с предварительным натяжением посредством соединительной тяги 7'. При этом соединительная тяга 7' проходит в области станины 5' между поперечными опорными стенками 8' внутри двухстеночного опорного тела 9', и ее закрепляют в подшипниковой опоре 15' опорной плиты 2' в области между осью 31' коленчатого вала 3' и станиной 5', то есть согласно представленному изображению над осью 31' коленчатого вала 3' в резьбовом отверстии 22'.

В примере, показанном на фиг.2, поперечные опорные стенки 8' опорного тела 9' проходят в виде V-образной конфигурации в направлении секции 6' цилиндров, то есть общее пространство между опорными стенками 8' опорного тела 9' все больше и больше увеличивается в направлении к секции 6' цилиндров. Обычные силы, которые крейцкопф 12' передает через поверхности 10' скольжения к опорным стенкам 8' и, следовательно, к опорному телу 9', как известно, имеют наибольшую величину в верхней мертвой точке при движении поршня вперед и назад. Вследствие V-образной конфигурации опорного тела 9' оно согласно представленному изображению относительно большое в области верхней части станины 5' и поэтому может вполне оптимально поглощать обычные силы крейцкопфа 12', либо направлять их далее к станине 5'.

Соединительная тяга 7' с ее продольной осью Z' расположена по центру между поперечными опорными стенками 8' опорного тела 9', при этом одностеночный опорный элемент 21' опорной плиты 2', на котором поддерживают опорное тело 9' в опорной плите 2', располагают на продольной оси Z' соединительной тяги 7'. Соединительную тягу 7', в частности, во избежание деформаций вкладышей подшипника, закрепляют в области между осью 31' коленчатого вала 3' и станиной 5', то есть согласно представленному изображению над осью 31' коленчатого вала 3' в подшипниковой опоре в резьбовом отверстии. Поскольку одностеночный опорный элемент 21' в опорной плите 2' расположен на продольной оси Z' соединительной тяги 7' и, следовательно, симметрично по отношению к опорным стенкам 8' опорного тела 9', обеспечивают весьма высокую устойчивость без чрезмерно высокой жесткости опорной плиты 2'.

На фиг.2b представлено дополнительное сечение по линии II-II на фиг.1 двигателя согласно фиг.2а, известного из предыдущих технических решений. Показаны два соответствующих опорных тела 9', которые расположены напротив в станине 5' и которые совместно поддерживают посредством центральной стенки 13' между поверхностями 10' скольжения. Крейцкопф 12' направляют между двумя соответствующими противоположно расположенными поверхностями 10' скольжения посредством двух соответствующих смежных опорных тел 9'. Соединительная тяга 7' проходит в каждом опорном теле 9' между опорными стенками 8'.

В этом контексте опорная плита большого крейцкопфного дизельного двигателя согласно фиг.2а и 2b имеет поперечный опорный элемент, который выполняют с одиночной стенкой в опорной плите и который без проблем может быть приварен с обратной стороны при сборке двигателя, так что можно избежать проблем, касающихся одностороннего сварного шва, которые обычно имели место в отношении опорных плит, известных из предыдущих технических решений, в случае двухстеночных опорных элементов. Соединительные тяги предпочтительно выполняют в виде коротких соединительных тяг, при этом их закрепляют в верхней области подшипниковой опоры, то есть между осью коленчатого вала и донным металлическим листом станины в резьбовом отверстии. Таким образом, натяжений в подшипниковой опоре и деформаций вкладыша подшипника, обусловленных наличием соединительной тяги, закрепленной в подшипниковой опоре со значительным предварительным натяжением, в весьма значительной степени можно избежать. В частности, жесткость опорной плиты большого крейцкопфного дизельного двигателя согласно фиг.2а и 2b оптимизирована посредством коротких соединительных тяг и опорных элементов, выполненных с одной стенкой. Поскольку соединительные тяги должны быть закреплены в опорной плите со значительным предварительным натяжением, сочетание двухстеночного опорного тела в станине с одностеночным опорным элементом в опорной плите обычно не рассматривали, поскольку следовало ожидать неизбежных изгибающих нагрузок и получаемых в результате этого неоправданных механических напряжений в материале как в нижней области станины, так и в донных металлических листах и в области подшипниковой опоры. В случае такого типа конструкции опорной плиты в области соединительной тяги, который впервые был предложен в документе ЕР 1382829, ранее вызывавшие опасения проблемы, возникающие как вследствие изгибающих нагрузок, так и коррозионного истирания в области опорной плиты, ожидаемые в такой конструкции, можно удовлетворительным образом избежать. В частности, опорная плита в конструктивном аспекте была значительно упрощена.

Однако, как уже было упомянуто, известное решение, показанное на фиг.2а и фиг.2b, все же имеет недостаток, который заключается в том, что должны быть использованы опорные тела, выполненные с двойными стенками, или станины, поскольку не происходит поддерживание крейцкопфов на поверхности скольжения с их чередованием.

Этот недостаток впервые устранен посредством настоящего изобретения.

Первый вариант осуществления конструкции большого дизельного двигателя 1 согласно изобретению схематически показан на фиг.3 с поочередно поддерживаемыми крейцкопфами 12.

Можно видеть сечение по линии II-II согласно фиг.1. Два непосредственно смежных крейцкопфа большого дизельного двигателя 1 согласно изобретению, который, как правило, имеет в целом более двух цилиндров, например, шесть, двенадцать, четырнадцать или даже более, которые расположены вблизи друг от друга по оси 31 двигателя, выполнены с возможностью направленного перемещения вперед и назад у поверхностей 10 скольжения с помощью скользящих башмаков 11 в двух непосредственно смежных опорных телах 9. При этом опорные тела 9 включают в себя две соответствующих поперечных опорных стенки 8, которые расположены напротив по отношению к оси 31 двигателя, и каждая из них несет на себе поверхность 10 скольжения. Поверхности 10 скольжения соединяют друг с другом посредством центральной стенки 13 известным самим по себе способом, чтобы повысить устойчивость станины 5. В конкретном варианте осуществления конструкции согласно фиг.3 соединительные тяги 7 направляют в проходах внутри опорных стенок 8.

Согласно изобретению два смежных скользящих башмака 11 поочередно поддерживаются на опорном теле 9 относительно оси 31 двигателя. В примере согласно фиг.3 два скользящих башмака 11 одного и того же крейцкопфа 12 поддерживаются на одной и той же поверхности 10 скольжения, в то время как два скользящих башмака 11 смежного крейцкопфа 12 поддерживаются на соответствующей опорной поверхности 10 с противоположной стороны относительно оси 31 двигателя. Для лучшего направления, то есть для более устойчивого обеспечения направления скользящим башмакам 11 у поверхностей 10 скольжения предусмотрены направляющие элементы 14, которые придают устойчивость скользящим башмакам 11 и, следовательно, крейцкопфу 12 при его движении в перпендикулярном направлении по отношению к оси 31 двигателя.

Хотя каждый крейцкопф 12 в каждом случае поддерживается на опорном теле 9 станины 5 только с одной стороны относительно оси 31 двигателя, отвод сил сдвига к станине 5 происходит весьма равномерно по всему двигателю 1, поскольку два смежных скользящих башмака 11 поочередно поддерживаются на опорном теле 9 относительно оси 31 двигателя. Поэтому становится возможным впервые выполнить опорные стенки 8 в виде одиночной стенки без негативного влияния на устойчивость станины 5 в рабочем состоянии большого дизельного двигателя 1.

Второй вариант осуществления конструкции с поочередным поддерживанием крейцкопфов и с направляющими элементами схематически представлен на фиг.4. Вариант конструкции согласно фиг. 4 отличается от варианта согласно фиг.3 только тем, что два скользящих башмака 11 поочередно поддерживаются на опорном теле 9, при этом они относятся к одному и тому же крейцкопфу 12. Это означает, что каждый крейцкопф 12 поддерживается на опорном теле 9 с обеих сторон от оси 31 двигателя, но в отличие от известного уровня техники поочередно и с каждой стороны от оси 31 двигателя только посредством одного скользящего башмака 11.

В третьем варианте осуществления конструкции согласно фиг.5 крейцкопфы 12 поддерживают у опорного тела так, как и в случае примера согласно фиг.3. Это означает, что два скользящих башмака 11 одного и того же крейцкопфа 12 поддерживаются на одной и той же поверхности 10 скольжения, в то время как два скользящих башмака 11 смежного крейцкопфа 12 поддерживаются на соответствующих 10 поверхностях скольжения с противоположно расположенной стороны относительно оси 31 двигателя. Для лучшего обеспечения направления, то есть для более устойчивого обеспечения направления скользящим башмакам 11 у поверхностей 10 скольжения, в данном случае на поверхностях 10 скольжения предусмотрены направляющие элементы 14, которые обеспечивают устойчивость скользящим башмакам 11 и, следовательно, крейцкопфу 12 при его движении вперед и назад в перпендикулярном направлении по отношению к оси 31 двигателя.

Отличие от варианта конструкции согласно фиг.3 заключается в том, что опорные стенки 8 направлены между двумя соединительными тягами 7 с обеих сторон от оси 31 двигателя. Это означает, что соединительные тяги 7 не направляют в проходах внутри опорных стенок 8, а в каждом случае они расположены вблизи от опорных стенок 8. Понятно, что вблизи опорных стенок 8 также могут быть предусмотрены две или более соответствующих соединительных тяги 7, и что в примере согласно фиг.3 через каждую опорную стенку 8 также может проходить более чем одна соединительная тяга 7.

На фиг.6 представлен дополнительный вариант осуществления конструкции согласно изобретению с поперечной направляющей вилкой 14, 141, которая расположена у центральной стенки 13 между соединительными тягами 7 в области центральной стенки 13. При этом поверхность 10 скольжения образуют в направляющей вилке 141. Скользящим башмакам 11 крейцкопфов 12 надежно и поочередно обеспечивают направление с обеих сторон при их движении вперед и назад в направляющей вилке 141.

Дополнительный вариант осуществления конструкции согласно фиг.7 с поперечной направляющей 14, 142 в области центральной стенки 13 отличается от примера согласно фиг.6 тем, что в данном случае скользящий башмак 11 выполняют в виде вилки 11, который окружает направляющую 14, 142 и таким образом гарантирует надежное обеспечение направления крейцкопфу 12 при его движении в рабочем состоянии.

На фиг.8 представлен вариант осуществления конструкции согласно фиг.6, но в данном случае соединительную тягу направляют по центру в проходе поперечной опорной стенки 8, при этом поперечную вилку 14, 141 образуют в переходной области от опорной стенки 8 к центральной стенке 13 у опорного тела 9, а скользящие башмаки 11 поочередно поддерживают в поперечной вилке у опорного тела 9 относительно оси 31 двигателя.

На фиг.9 представлен предпочтительный вариант осуществления конструкции большого дизельного двигателя 1 согласно изобретению для закрепления соединительной тяги 7 в опорной плите 2 с помощью удаляемого удерживающего элемента 17 в углублении 16, причем этот тип крепления соединительной тяги 7 в опорной плите 2 уже известен сам по себе из европейской заявки на патент ЕР 06 125603.8.

В варианте осуществления конструкции большого крейцкопфного дизельного двигателя 1 согласно изобретению, показанном на фиг.9, коленчатый вал 3 с продольной осью 31 известным самим по себе способом поддерживают в подшипниковой опоре 15 и закрепляют с помощью крышки 151 подшипника. Согласно изобретению соединительную тягу 7 закрепляют в подшипниковой опоре 15 или в опорной плите 2 в области между продольной осью 31 и коленчатым валом 3, которая согласно представленному изображению находится над продольной осью 31, в углублении 16 посредством удерживающего элемента 17, выполняемого с возможностью извлечения из углубления 16. В варианте осуществления конструкции, представленном на фиг.9, соединительная тяга 7 в установленном состоянии имеет резьбу в области углубления 16, с которым соединительная тяга 7 может быть соединена посредством ввинчивания в удерживающий элемент 17, которым в данном случае является гайка 17. При этом соединительную тягу 7 ввинчивают не непосредственно в подшипниковую опору 15 или в опорную плиту 2, что известно из предыдущих технических решений, а лишь свободно пропускают через отверстие, которое на фиг.9 не показано, сквозь подшипниковую опору 15 до углубления 16 и в него, где соединительная тяга 7 для ее закрепления может быть соединена путем свинчивания с гайкой 17.

Следует понимать, что изобретение не ограничено описанными вариантами его осуществления и, в частности, все приемлемые сочетания описанных здесь характерных примеров, также будут охвачены изобретением.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Большой крейцкопфный дизельный двигатель с опорной плитой (2) для размещения коленчатого вала (3), проходящего вдоль оси (31) двигателя, станиной (5), включающей в себя две наружные стенки (4), которая расположена на опорной плите (2), и секцией (6) цилиндров, расположенной на станине (5) для размещения цилиндров, при этом опорная плита (2), станина (5) и секция (6) цилиндров соединены друг с другом посредством соединительных тяг (7), каждая из которых проходит в станине (5) в области одностеночного опорного тела (9), образованного посредством двух поперечных опорных стенок (8), при этом опорное тело (9) включает в себя две поверхности (10) скольжения для поддержания одного скользящего башмака (11) крейцкопфа (12), отличающийся тем, что, по меньшей мере, два расположенных рядом скользящих башмака (11) поочередно поддерживаются на опорном теле (9) относительно оси (31) двигателя.

2. Двигатель по п.1, в котором соединительная тяга (7) проходит через поперечную опорную стенку (8).

3. Двигатель по п.1 или 2, в котором соединительная тяга (7) проходит вблизи поперечной опорной стенки (8) и предпочтительно, по меньшей мере, две соединительные тяги (7) предусмотрены у каждой поперечной опорной стенки (8).

4. Двигатель по п.1 или 2, в котором два скользящих башмака (11) одного и того же крейцкопфа (12) поочередно поддерживаются на опорном теле (9) относительно оси (31) двигателя.

5. Двигатель по п.1 или 2, в котором направляющий элемент (14) предусмотрен у центральной стенки (13) и/или у поверхности (10) скольжения опорного тела (9) для направления скользящего башмака (11).

6. Двигатель по п.1 или 2, в котором направляющий элемент (14) выполнен в виде поперечной направляющей вилки (141).

7. Двигатель по п.1 или 2, в котором направляющий элемент (14) выполнен в виде поперечной направляющей (142).

8. Двигатель по п.1 или 2, в котором опорная плита (2) имеет, по меньшей мере, подшипниковую опору (15) для коленчатого вала (3), при этом соединительная тяга (7) закреплена в подшипниковой опоре (15) или у нее в области между осью (31) коленчатого вала (3) и станиной (5).

9. Двигатель по п.1 или 2, в котором соединительная тяга (7) закреплена в подшипниковой опоре (15) в резьбовом отверстии, и/или в котором соединительная тяга (7) проходит через отверстие в подшипниковой опоре (15) и закреплена посредством винтового соединения.

10. Двигатель по п.1 или 2, в котором соединительная тяга (7) закреплена в подшипниковой опоре (15) в области между продольной осью (31) коленчатого вала (3) и станиной (5) в углублении (16) посредством удерживающего элемента (17), выполненного с возможностью извлечения из углубления (16).

www.freepatent.ru

КРЕЙЦКОПФНЫЕ ДВИГАТЕЛИ

Крейцкопфный двигатель — двигатель внутреннего сгорания по типу дизеля, в котором соединение шатуна и поршня осуществляется посредством крейцкопфа.

Крейцкопф, или ползун, представляет собой деталь кривошипно-ползунного механизма, которая совершает возвратно-поступательные движения по неподвижным направляющим. Данный механизм предназначен для преобразования движений прямолинейно-поступательного характера во вращательные движения и наоборот.

В рабочем цикле крейцкопфного двигателя внутреннего сгорания различают:

1)    процесс впуска, во время которого при открытом впускном клапане происходит перемещение поршня из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее положение, а затем обратно в крайнее верхнее положение, далее происходит закрытие впускного клапана, при этом горючая смесь поступает в цилиндр, где она смешивается с газами, оставшимися от предыдущего цикла;

2)    процесс сжатия; сжатие воздуха в цилиндре начинается после закрытия впускного клапана, а заканчивается после поступления топлива в камеру сгорания, на протяжении всего процесса сжатия происходит теплообмен между стенками цилиндра и горючей смесью, сначала теплообмен идет в направлении от стенок цилиндра к топливной смеси, затем в обратном направлении;

3)    процесс сгорания; данный этап начинается после поступления топлива в цилиндр, воспламенение является результатом процесса сжатия;

4)    процесс расширения; данный этап наступает сразу же после процесса сгорания и характеризуется тем, что расширяющиеся газы совершают полезную работу, отдавая тепловую энергию стенкам цилиндра; завершается данный этап в момент, когда начинает открываться выпускной клапан;

5)    процесс выпуска; при открытом выпускном клапане происходит высвобождение цилиндра от отработавшего топлива.

Мощность крейцкопфных двигателей составляет около 2,2 МВт (3000 л. с.), частота вращения — 100—250 об/мин, диаметр цилиндра не менее 600 мм. Конструктивно крейцкопфные двигатели выполняются с прямоточной продувкой.

enciklopediya-tehniki.ru

Большой крейцкопфный дизельный двигатель

Изобретение может быть использовано в больших крейцкопфных дизельных двигателях. Дизельный двигатель имеет опорную плиту для размещения коленчатого вала, проходящего вдоль оси (31) двигателя, станину, включающую в себя две наружных стенки, и секцию цилиндров. Станина расположена на опорной плите, а секция цилиндров расположена на станине. Опорная плита, станина и секция цилиндров соединены друг с другом посредством двух соединительных тяг (7). Каждая соединительная тяга (7) проходит в станине в области одностеночного опорного тела (9), образованного посредством двух поперечных опорных стенок (8). Опорное тело (9) включает в себя две поверхности (10) скольжения для поддержания одного опорного башмака (11) крейцкопфа (12). Два расположенных рядом скользящих башмака (11) поочередно поддерживаются на опорном теле (9) относительно оси (31) двигателя. Технический результат заключается в улучшении компенсации сил, действующих при перемещении крейцкопфа, а также в улучшении свободного доступа к сварочным швам конструкции. 9 н.п. ф-лы, 10 ил.

 

ОПИСАНИЕ

Изобретение относится к большому крейцкопфному дизельному двигателю согласно ограничительной части независимого пункта 1 формулы изобретения.

Большой дизельный двигатель с крейцкопфной конструкцией, который предпочтительно используют в судостроении или в стационарных установках, например, для вырабатывания электрической энергии, включает в себя три больших корпусных части, которые образуют раму двигателя. Так называемая станина, отделенная посредством донной плиты, расположена на опорной плите, которая имеет поперечные опорные элементы вблизи подшипниковой опоры с подшипником для коленчатого вала для размещения коленчатого вала. Станина включает в себя множество опорных тел в соответствии с количеством цилиндров большого дизельного двигателя, каждое из которых имеет две поверхности скольжения, которые проходят перпендикулярно для направления двух расположенных рядом крейцкопфов, которые соединены с коленчатым валом через толкатели. При этом две соответствующих поверхности скольжения, которые расположены напротив и проходят перпендикулярно, дополнительно поддерживаются центральной стенкой.

Отдельные опорные тела, как правило, соединены друг с другом посредством общего металлического закрывающего листа. Секцию цилиндров, также часто называемую рубашкой цилиндров, располагают над станиной, и она предназначена для размещения множества гильз цилиндров. При этом опорную плиту, станину и секцию цилиндров соединяют друг с другом посредством соединительных тяг, которые проходят в области станины внутри опорного тела, как правило, таким образом, что эти соединительные тяги ввинчивают в опорную плиту или у этой плиты со значительным предварительным натяжением.

Станина, имеющая опору для путей скольжения крейцкопфов в двигателях с возвратно-поступательным движением, известна из патента Германии 3512347С1, согласно которому опора выполнена с двойными стенками. Станину, на которой расположена рубашка для размещения гильз цилиндров, устанавливают на металлических донных листах на опорной плите, при этом металлические донные листы совместно с наклонно проходящими наружными стенками и перпендикулярными поверхностями скольжения образуют две рамы, которые имеют трапецеидальное поперечное сечение и которые соединены друг с другом посредством общего металлического закрывающего листа. Трапецеидальные рамы содержат поперечные опорные стенки между наружными стенками и поверхностями скольжения таким образом, что опорное тело, изготавливаемое с двойными стенками, обеспечивает образование опоры. Опорная плита включает в себя подшипниковую опору, содержащую нижний и верхний вкладыши подшипника с крышкой, при этом коленчатый вал, находящийся в подшипниковой опоре в опорной плите, удерживают во вкладыше подшипника. Рубашку цилиндров, станину и опорную плиту двигателя удерживают вместе друг с другом посредством соединительных тяг, которые крепят с предварительным натяжением под коленчатым валом у подшипниковой опоры или в ней.

Родственной концепции следуют в документе ЕР 0774061В1. В этом случае работает опорное тело, в котором проходят соединительные тяги и которое имеет треугольное поперечное сечение вместо прямоугольного поперечного сечения и, следовательно, подобным же образом должно быть названо двухстеночным.

В таких известных больших крейцкопфных дизельных двигателях опорные тела станины, которые изготавливают с двойными стенками, удерживают на опорных элементах, аналогично изготавливаемых с двойными стенками в опорной плите. Это означает, что как станину, так и опорную плиту выполняют с двойными стенками посредством поперечных опорных стенок.

При этом конструкция большого крейцкопфного дизельного двигателя, известная из предыдущих технических решений, имеет ряд серьезных недостатков. Опорные элементы закрепляют в опорной плите посредством сварных швов. Когда опорные элементы и опорные тела выполняют с двойными стенками посредством двух противоположно расположенных стенок, сварные швы между двумя стенками, которые образуют двухстеночный опорный элемент, то есть опорный элемент, закрытый в направлении поперечного сечения, либо закрытое опорное тело, не могут быть приварены к обратной стороне, а это приводит к соответствующим проблемам обеспечения требуемого качества.

Кроме того, соединительные тяги крепят к нижнему концу подшипниковой опоры, который находится ниже коленчатого вала, так что соединительные тяги должны быть направлены в подшипниковую опору через отверстия, так называемые трубки соединительных тяг, до нижней области подшипниковой опоры и в нее. Поскольку соединительные тяги должны быть прикреплены ниже подшипниковой опоры со значительным предварительным натяжением, это приводит к значительным натяжениям в подшипниковой опоре и к деформациям вкладыша подшипника. Поэтому, исходя из чисто конструктивного аспекта, известные опорные плиты являются относительно жесткими и относительно сложными и/или имеют высокую стоимость.

Чтобы избежать вышеуказанных проблем, касающихся станины, в документе ЕР 1382829 был предложен большой крейцкопфный дизельный двигатель, который имеет опорную плиту с одностеночной конструкцией и двухстеночную станину. При этом опорную плиту, станину и секцию цилиндров соединяют друг с другом посредством соединительных тяг, которые проходят внутри двухстеночного опорного тела в области станины и которые закрепляют в подшипниковой опоре опорной плиты.

Что касается устойчивости и конструкции станины, и, прежде всего, взаимодействия опорной плиты с остальной конструкцией станины, то решение согласно документу ЕР 1382829 по общему признанию приводит к значительным усовершенствованиям по сравнению с известными на это время техническими решениями. Однако соединительные тяги также проходят внутри закрытого опорного тела над опорной плитой со станиной, известного из документа ЕР 1382829. Такие опорные тела по общему признанию гарантируют требуемую устойчивость станины, но вызывают трудности при сварке и сварных швах, в частности, могут и не быть приварены к обратной стороне во внутренней части опорного тела. Другой недостаток, касающийся этого случая, заключается в том, что после приваривания опорного тела сварные швы внутри опорного тела будет невозможно непосредственным образом осмотреть и проконтролировать. Поэтому для гарантии качества сварные швы контролируют снаружи с помощью сложных и/или дорогостоящих способов, например, посредством ультразвука, что требует значительных затрат времени, больших материальных затрат и, кроме того, не всегда обеспечивает достаточную надежность в случае сложного или весьма малого повреждения.

Эти проблемы давно известны, при этом уже описанные одностеночные опорные тела по существу легко могут быть приварены с обратной стороны, поскольку они не образуют какие-либо закрытые трубы вдоль продольного направления. Однако все эти концепции должны быть отклонены, по меньшей мере, для современных больших дизельных двигателей, которые подвергают значительным механическим нагрузкам в рабочем состоянии, поскольку даже простые соображения или расчеты показывают, что такие одностеночные опорные тела не могут даже в какой-то степени противостоять нагрузкам, возникающим в современном большом дизельном двигателе.

Исходя из известного уровня техники, целью изобретения является создание усовершенствованного большого крейцкопфного дизельного двигателя, в котором можно избежать недостатков, известных в отношении конструкции с опорной плитой и станиной.

Объекты изобретения, удовлетворяющие этой цели, характеризуют отличительные признаки согласно независимому пункту 1 формулы изобретения.

Зависимые пункты формулы изобретения относятся к конкретным, обеспечивающим преимущества вариантам осуществления конструкции согласно изобретению.

Согласно изобретению предложен большой крейцкопфный дизельный двигатель с опорной плитой для размещения коленчатого вала, проходящего вдоль оси двигателя, со станиной, включающий в себя две наружных стенки, которая расположена на опорной плите, и секцией цилиндров, расположенной на станине для размещения цилиндров. При этом опорная плита, станина и секция цилиндров соединены друг с другом посредством двух соединительных тяг, каждая из которых проходит в станине в области одностеночного опорного тела, образованного посредством двух поперечных опорных стенок. В этой связи опорное тело включает в себя две поверхности скольжения для поддерживания опоры одного скользящего башмака крейцкопфа. Согласно изобретению два расположенных рядом скользящих башмака поочередно поддерживаются на опорном теле, относительно оси двигателя.

Таким образом, согласно изобретению предложен большой крейцкопфный дизельный двигатель, который имеет одностеночное опорное тело, то есть одностеночную станину. При этом опорную плиту, станину и секцию цилиндров большого крейцкопфного дизельного двигателя согласно изобретению соединяют друг с другом посредством соединительных тяг, причем соединительная тяга проходит не внутри двухстеночной конструкции в области станины, что известно из существующих технических решений, а в области одностеночного опорного тела в станине. Это означает, что соединительная тяга либо проходит вблизи одностеночного опорного тела, либо ее направляют в соответствующем проходе через одностеночное опорное тело.

В ранее известных конструкциях сила сдвига, действующая на станину, будет передана к пути скольжения на стороне нагнетания и выхлопных газов в зависимости от движения крейцкопфа вверх или вниз. В случае этого вида передачи силы к станине использование одностеночных опорных тел обычно невозможно, поскольку одностеночная конструкция станины, то есть опорного тела, не может в достаточной степени поглощать или компенсировать силы, действующие при перемещении крейцкопфа вверх или вниз, которые также включают в себя моменты скручивания и моменты вращения в дополнение к силам сдвига и продольным силам.

Таким образом, двухстеночный вариант осуществления конструкции станины или опорного тела уже абсолютно необходим исключительно по причине устойчивости.

Эта проблема устранена посредством настоящего изобретения за счет того, что скользящий башмак крейцкопфа передает силы, в частности силы сдвига, либо к нагнетательной стороне, либо, например, в случае смежного крейцкопфа, к стороне выхлопных газов при движении как вверх, так и вниз. В пределах данной заявки на патент это определено термином «поочередно». При этом в частном примере сила, естественно, также может быть поочередно передана к нагнетательной стороне и к стороне выхлопных газов в цилиндре, причем с поочередной передачей силы от одного цилиндра к другому в варианте осуществления конструкции, весьма важном для практики.

Преимущества решения согласно изобретению очевидны: поочередная передача силы обеспечивает возможность выполнения ряда новых конструкций станины, которые, в общем, невозможны без поочередной передачи силы. В этой связи особенно важно то, что одностеночная конструкция станины может быть использована таким образом, что к сварным швам будет обеспечен свободный доступ со всех сторон.

Очевидно, что по существу поочередная передача силы согласно настоящему изобретению также может быть без проблем использована в известных двухстеночных станинах, которые могут обладать особыми преимуществами в отношении устойчивости и конструкции в весьма специфических случаях, при этом важное преимущество возможности свободного доступа к сварным швам, естественно, будет потеряно, когда используют двухстеночные опорные тела.

Как уже было упомянуто, в случае конкретного варианта осуществления конструкции согласно настоящему изобретению соединительная тяга проходит через поперечную опорную стенку в соответствующем проходе.

При этом более важны для практики те конкретные варианты осуществления конструкции, в которых соединительная тяга проходит вблизи от поперечной опорной стенки, причем у каждой поперечной опорной стенки предпочтительно обеспечивают, по меньшей мере, две соединительных тяги. В этой связи при наличии специального цилиндра поперечную опорную стенку особенно предпочтительно устанавливать между двумя соединительными тягами, либо также между более двух соединительных тяг.

В пределах этой заявки на патент «поперечную» ориентацию обычно следует понимать как ориентацию, которая фактически перпендикулярна направлению, в котором проходит ось коленчатого вала, то есть ось большого дизельного двигателя.

В этом случае поочередная передача сил к станине или к путям скольжения на опорных телах может быть осуществлена разными способами. Например, два скользящих башмака одного и того же крейцкопфа могут поочередно поддерживаться на опорном теле, относительно оси двигателя. Кроме того, крейцкопфы смежных цилиндров могут поддерживаться, например, с противоположно расположенных сторон посредством соответствующих путей скольжения на станине.

В весьма специфических случаях даже возможно то, чтобы, например, два или более непосредственно смежных крейцкопфа поддерживались на одной и той же стороне станины, а другие группы непосредственно смежных крейцкопфов поочередно поддерживались на станине с другой стороны относительно оси двигателя.

Еще в одном варианте осуществления конструкции у центральной стенки и/или у поверхности скольжения обеспечивают направляющий элемент для направления скользящего башмака таким образом, что будет надежно обеспечена или повышена устойчивость направления скользящего башмака в течение его перемещения вперед и назад вдоль путей скольжения.

При этом направляющий элемент также может быть выполнен, например, в виде поперечной направляющей вилки, в зависимости от предъявляемых требований.

Еще в одном примере направляющий элемент может быть выполнен в виде поперечной направляющей.

Опорная плита в этом случае может быть выполнена с одной или двумя стенками и включает в себя известным самим по себе способом, по меньшей мере, одну подшипниковую опору для коленчатого вала, при этом соединительную тягу закрепляют в подшипниковой опоре или у нее в области между осью коленчатого вала, которая является осью двигателя, и станиной.

Соединительную тягу предпочтительно закрепляют в подшипниковой опоре в части с резьбой и/или в резьбовом отверстии, и/или соединительная тяга проходит через отверстие в подшипниковой опоре и ее закрепляют посредством винтового соединения.

Соединительная тяга, в частности, может быть закреплена в подшипниковой опоре в области между продольной осью коленчатого вала и станиной в углублении посредством удерживающего элемента, выполненного с возможностью извлечения из углубления, для одновременного повышения устойчивости и гибкости большого дизельного двигателя в целом при значительных механических нагрузках, как уже было предложено, например, в европейской заявке на патент ЕР 06 125603.8.

Далее изобретение будет описано более подробно со ссылками на чертежи. При этом на чертежах схематически показано:

на фиг.1 показано сечение большого крейцкопфного дизельного двигателя согласно изобретению с опорной плитой, станиной и секцией цилиндров;

на фиг.2а показано сечение I-I согласно фиг.1 известного двигателя с двухстеночным опорным телом и опорным элементом, выполненным с одной стенкой;

на фиг.2b показано сечение II-II согласно фиг.1 известного двигателя, при этом в каждом случае между двумя смежными крейцкопфами находятся два двухстеночных опорных тела;

на фиг.3 показан первый вариант осуществления конструкции согласно изобретению с поочередно поддерживаемыми крейцкопфами;

на фиг.4 показан второй вариант осуществления конструкции с поочередно поддерживаемыми крейцкопфами и направляющими элементами;

на фиг.5 показан третий вариант осуществления конструкции с опорными стенками, проходящими между двумя соединительными тягами;

на фиг.6 показан вариант осуществления конструкции с поперечной направляющей вилкой в области центральной стенки;

на фиг.7 показан вариант осуществления конструкции с поперечной направляющей в области центральной стенки;

на фиг.8 показан вариант осуществления конструкции согласно фиг.6 с проходящей по центру соединительной тягой;

на фиг.9 показан вариант осуществления конструкции согласно изобретению со съемным удерживающим элементом для крепления соединительной тяги.

Большой крейцкопфный дизельный двигатель согласно настоящему изобретению, который в дальнейшем в целом обозначен позицией 1, в частности, выполнен в виде двухтактного большого дизельного двигателя 1 с прямоточной продувкой, который широко используют в судостроении.

На фиг.1 схематически показана в сечении известная конструкция большого крейцкопфного дизельного двигателя 1 с опорной плитой 2, станиной 5 и секцией 6 цилиндров. Секция 6 цилиндров известным самим по себе способом служит для размещения цилиндров, которые не показаны. Станина 5, которую изготавливают, например, посредством приваривания стальных листов друг к другу, имеет донный металлический лист 18, а также две наружных стенки 4, и образует совместно с поверхностями скольжения 10, которые согласно представленному изображению проходят перпендикулярно, две рамы, которые имеют трапецеидальное поперечное сечение и которые соединены друг с другом посредством общего металлического закрывающего листа. Две противоположно расположенных поверхности 10 скольжения, которые проходят перпендикулярно, поддерживают посредством центральной стенки 13, которая расположена между двумя трапецеидальными рамами. Станина 5 расположена так, что донный металлический лист 18 находится на опорной плите 2, которая включает в себя подшипниковую опору 15 с вкладышем 151 подшипника для поддержания коленчатого вала 3. Коленчатый вал 3 с осью 31, которая совпадает с осью 31 двигателя, известным самим по себе способом соединяют с крейцкопфом 12 через толкатель 19, который на фиг.1 не показан.

На каждой из фиг.2а и 2b показано сечение согласно фиг.1 соответственно по линии I-I или по линии II-II большого дизельного двигателя, который известен из предыдущих технических решений и который для лучшего понимания предлагаемого изобретения ниже должен быть кратко описан.

При этом для отличия известного уровня техники от настоящего изобретения на фиг.2а и 2b, которые относятся к известному уровню техники, указанные позиции приведены с апострофом, в то время как на остальных фигурах, которые относятся к изобретению, позиции приведены без апострофа.

В сечении по линии I-I согласно фиг.1, представленном на фиг.2а и проходящем через большой крейцкопфный дизельный двигатель 1', известный из предыдущих технических решений, показана станина 5', которая расположена на опорной плите 2', а также секция 6' цилиндров, которая расположена на станине 5'. Между станиной 5' и секцией 6' цилиндров расположен металлический закрывающий лист, а между станиной 5' и опорной плитой 2' расположен донный металлический лист 18'. Секция цилиндров 6' известным способом предназначена для размещения одного или более цилиндров, которые не показаны. Внутреннее пространство цилиндра известным образом посредством головки цилиндра, которая не показана, совместно с поршнем, также не показанным, который соединяют с крейцкопфом 12' посредством шатуна 20' и который устанавливают с возможностью перемещения в цилиндре вперед и назад, образует камеру сгорания большого крейцкопфного дизельного двигателя 1'. Станина 5' включает в себя опорное тело 9', которое образует с двойными стенками посредством поперечных опорных стенок 8'. Опорные стенки 8' имеют поверхность 10' скольжения для направления крейцкопфа 12', который соединяют посредством толкателя 19' с коленчатым валом 3' и с шатуном 20', несущим поршень, который не показан, в большом крейцкопфном дизельном двигателе 1'.

Опорная плита 2' включает в себя подшипниковую опору 15' для размещения и поддерживания коленчатого вала 3', а также поперечный опорный элемент 21', который в представленном примере выполнен с одной стенкой, но который, естественно, также может быть выполнен с двумя стенками, что само по себе известно. Секцию 6' цилиндров, станину 5' и опорную плиту 2' соединяют друг с другом с предварительным натяжением посредством соединительной тяги 7'. При этом соединительная тяга 7' проходит в области станины 5' между поперечными опорными стенками 8' внутри двухстеночного опорного тела 9', и ее закрепляют в подшипниковой опоре 15' опорной плиты 2' в области между осью 31' коленчатого вала 3' и станиной 5', то есть согласно представленному изображению над осью 31' коленчатого вала 3' в резьбовом отверстии 22'.

В примере, показанном на фиг.2, поперечные опорные стенки 8' опорного тела 9' проходят в виде V-образной конфигурации в направлении секции 6' цилиндров, то есть общее пространство между опорными стенками 8' опорного тела 9' все больше и больше увеличивается в направлении к секции 6' цилиндров. Обычные силы, которые крейцкопф 12' передает через поверхности 10' скольжения к опорным стенкам 8' и, следовательно, к опорному телу 9', как известно, имеют наибольшую величину в верхней мертвой точке при движении поршня вперед и назад. Вследствие V-образной конфигурации опорного тела 9' оно согласно представленному изображению относительно большое в области верхней части станины 5' и поэтому может вполне оптимально поглощать обычные силы крейцкопфа 12', либо направлять их далее к станине 5'.

Соединительная тяга 7' с ее продольной осью Z' расположена по центру между поперечными опорными стенками 8' опорного тела 9', при этом одностеночный опорный элемент 21' опорной плиты 2', на котором поддерживают опорное тело 9' в опорной плите 2', располагают на продольной оси Z' соединительной тяги 7'. Соединительную тягу 7', в частности, во избежание деформаций вкладышей подшипника, закрепляют в области между осью 31' коленчатого вала 3' и станиной 5', то есть согласно представленному изображению над осью 31' коленчатого вала 3' в подшипниковой опоре в резьбовом отверстии. Поскольку одностеночный опорный элемент 21' в опорной плите 2' расположен на продольной оси Z' соединительной тяги 7' и, следовательно, симметрично по отношению к опорным стенкам 8' опорного тела 9', обеспечивают весьма высокую устойчивость без чрезмерно высокой жесткости опорной плиты 2'.

На фиг.2b представлено дополнительное сечение по линии II-II на фиг.1 двигателя согласно фиг.2а, известного из предыдущих технических решений. Показаны два соответствующих опорных тела 9', которые расположены напротив в станине 5' и которые совместно поддерживают посредством центральной стенки 13' между поверхностями 10' скольжения. Крейцкопф 12' направляют между двумя соответствующими противоположно расположенными поверхностями 10' скольжения посредством двух соответствующих смежных опорных тел 9'. Соединительная тяга 7' проходит в каждом опорном теле 9' между опорными стенками 8'.

В этом контексте опорная плита большого крейцкопфного дизельного двигателя согласно фиг.2а и 2b имеет поперечный опорный элемент, который выполняют с одиночной стенкой в опорной плите и который без проблем может быть приварен с обратной стороны при сборке двигателя, так что можно избежать проблем, касающихся одностороннего сварного шва, которые обычно имели место в отношении опорных плит, известных из предыдущих технических решений, в случае двухстеночных опорных элементов. Соединительные тяги предпочтительно выполняют в виде коротких соединительных тяг, при этом их закрепляют в верхней области подшипниковой опоры, то есть между осью коленчатого вала и донным металлическим листом станины в резьбовом отверстии. Таким образом, натяжений в подшипниковой опоре и деформаций вкладыша подшипника, обусловленных наличием соединительной тяги, закрепленной в подшипниковой опоре со значительным предварительным натяжением, в весьма значительной степени можно избежать. В частности, жесткость опорной плиты большого крейцкопфного дизельного двигателя согласно фиг.2а и 2b оптимизирована посредством коротких соединительных тяг и опорных элементов, выполненных с одной стенкой. Поскольку соединительные тяги должны быть закреплены в опорной плите со значительным предварительным натяжением, сочетание двухстеночного опорного тела в станине с одностеночным опорным элементом в опорной плите обычно не рассматривали, поскольку следовало ожидать неизбежных изгибающих нагрузок и получаемых в результате этого неоправданных механических напряжений в материале как в нижней области станины, так и в донных металлических листах и в области подшипниковой опоры. В случае такого типа конструкции опорной плиты в области соединительной тяги, который впервые был предложен в документе ЕР 1382829, ранее вызывавшие опасения проблемы, возникающие как вследствие изгибающих нагрузок, так и коррозионного истирания в области опорной плиты, ожидаемые в такой конструкции, можно удовлетворительным образом избежать. В частности, опорная плита в конструктивном аспекте была значительно упрощена.

Однако, как уже было упомянуто, известное решение, показанное на фиг.2а и фиг.2b, все же имеет недостаток, который заключается в том, что должны быть использованы опорные тела, выполненные с двойными стенками, или станины, поскольку не происходит поддерживание крейцкопфов на поверхности скольжения с их чередованием.

Этот недостаток впервые устранен посредством настоящего изобретения.

Первый вариант осуществления конструкции большого дизельного двигателя 1 согласно изобретению схематически показан на фиг.3 с поочередно поддерживаемыми крейцкопфами 12.

Можно видеть сечение по линии II-II согласно фиг.1. Два непосредственно смежных крейцкопфа большого дизельного двигателя 1 согласно изобретению, который, как правило, имеет в целом более двух цилиндров, например, шесть, двенадцать, четырнадцать или даже более, которые расположены вблизи друг от друга по оси 31 двигателя, выполнены с возможностью направленного перемещения вперед и назад у поверхностей 10 скольжения с помощью скользящих башмаков 11 в двух непосредственно смежных опорных телах 9. При этом опорные тела 9 включают в себя две соответствующих поперечных опорных стенки 8, которые расположены напротив по отношению к оси 31 двигателя, и каждая из них несет на себе поверхность 10 скольжения. Поверхности 10 скольжения соединяют друг с другом посредством центральной стенки 13 известным самим по себе способом, чтобы повысить устойчивость станины 5. В конкретном варианте осуществления конструкции согласно фиг.3 соединительные тяги 7 направляют в проходах внутри опорных стенок 8.

Согласно изобретению два смежных скользящих башмака 11 поочередно поддерживаются на опорном теле 9 относительно оси 31 двигателя. В примере согласно фиг.3 два скользящих башмака 11 одного и того же крейцкопфа 12 поддерживаются на одной и той же поверхности 10 скольжения, в то время как два скользящих башмака 11 смежного крейцкопфа 12 поддерживаются на соответствующей опорной поверхности 10 с противоположной стороны относительно оси 31 двигателя. Для лучшего направления, то есть для более устойчивого обеспечения направления скользящим башмакам 11 у поверхностей 10 скольжения предусмотрены направляющие элементы 14, которые придают устойчивость скользящим башмакам 11 и, следовательно, крейцкопфу 12 при его движении в перпендикулярном направлении по отношению к оси 31 двигателя.

Хотя каждый крейцкопф 12 в каждом случае поддерживается на опорном теле 9 станины 5 только с одной стороны относительно оси 31 двигателя, отвод сил сдвига к станине 5 происходит весьма равномерно по всему двигателю 1, поскольку два смежных скользящих башмака 11 поочередно поддерживаются на опорном теле 9 относительно оси 31 двигателя. Поэтому становится возможным впервые выполнить опорные стенки 8 в виде одиночной стенки без негативного влияния на устойчивость станины 5 в рабочем состоянии большого дизельного двигателя 1.

Второй вариант осуществления конструкции с поочередным поддерживанием крейцкопфов и с направляющими элементами схематически представлен на фиг.4. Вариант конструкции согласно фиг. 4 отличается от варианта согласно фиг.3 только тем, что два скользящих башмака 11 поочередно поддерживаются на опорном теле 9, при этом они относятся к одному и тому же крейцкопфу 12. Это означает, что каждый крейцкопф 12 поддерживается на опорном теле 9 с обеих сторон от оси 31 двигателя, но в отличие от известного уровня техники поочередно и с каждой стороны от оси 31 двигателя только посредством одного скользящего башмака 11.

В третьем варианте осуществления конструкции согласно фиг.5 крейцкопфы 12 поддерживают у опорного тела так, как и в случае примера согласно фиг.3. Это означает, что два скользящих башмака 11 одного и того же крейцкопфа 12 поддерживаются на одной и той же поверхности 10 скольжения, в то время как два скользящих башмака 11 смежного крейцкопфа 12 поддерживаются на соответствующих 10 поверхностях скольжения с противоположно расположенной стороны относительно оси 31 двигателя. Для лучшего обеспечения направления, то есть для более устойчивого обеспечения направления скользящим башмакам 11 у поверхностей 10 скольжения, в данном случае на поверхностях 10 скольжения предусмотрены направляющие элементы 14, которые обеспечивают устойчивость скользящим башмакам 11 и, следовательно, крейцкопфу 12 при его движении вперед и назад в перпендикулярном направлении по отношению к оси 31 двигателя.

Отличие от варианта конструкции согласно фиг.3 заключается в том, что опорные стенки 8 направлены между двумя соединительными тягами 7 с обеих сторон от оси 31 двигателя. Это означает, что соединительные тяги 7 не направляют в проходах внутри опорных стенок 8, а в каждом случае они расположены вблизи от опорных стенок 8. Понятно, что вблизи опорных стенок 8 также могут быть предусмотрены две или более соответствующих соединительных тяги 7, и что в примере согласно фиг.3 через каждую опорную стенку 8 также может проходить более чем одна соединительная тяга 7.

На фиг.6 представлен дополнительный вариант осуществления конструкции согласно изобретению с поперечной направляющей вилкой 14, 141, которая расположена у центральной стенки 13 между соединительными тягами 7 в области центральной стенки 13. При этом поверхность 10 скольжения образуют в направляющей вилке 141. Скользящим башмакам 11 крейцкопфов 12 надежно и поочередно обеспечивают направление с обеих сторон при их движении вперед и назад в направляющей вилке 141.

Дополнительный вариант осуществления конструкции согласно фиг.7 с поперечной направляющей 14, 142 в области центральной стенки 13 отличается от примера согласно фиг.6 тем, что в данном случае скользящий башмак 11 выполняют в виде вилки 11, который окружает направляющую 14, 142 и таким образом гарантирует надежное обеспечение направления крейцкопфу 12 при его движении в рабочем состоянии.

На фиг.8 представлен вариант осуществления конструкции согласно фиг.6, но в данном случае соединительную тягу направляют по центру в проходе поперечной опорной стенки 8, при этом поперечную вилку 14, 141 образуют в переходной области от опорной стенки 8 к центральной стенке 13 у опорного тела 9, а скользящие башмаки 11 поочередно поддерживают в поперечной вилке у опорного тела 9 относительно оси 31 двигателя.

На фиг.9 представлен предпочтительный вариант осуществления конструкции большого дизельного двигателя 1 согласно изобретению для закрепления соединительной тяги 7 в опорной плите 2 с помощью удаляемого удерживающего элемента 17 в углублении 16, причем этот тип крепления соединительной тяги 7 в опорной плите 2 уже известен сам по себе из европейской заявки на патент ЕР 06 125603.8.

В варианте осуществления конструкции большого крейцкопфного дизельного двигателя 1 согласно изобретению, показанном на фиг.9, коленчатый вал 3 с продольной осью 31 известным самим по себе способом поддерживают в подшипниковой опоре 15 и закрепляют с помощью крышки 151 подшипника. Согласно изобретению соединительную тягу 7 закрепляют в подшипниковой опоре 15 или в опорной плите 2 в области между продольной осью 31 и коленчатым валом 3, которая согласно представленному изображению находится над продольной осью 31, в углублении 16 посредством удерживающего элемента 17, выполняемого с возможностью извлечения из углубления 16. В варианте осуществления конструкции, представленном на фиг.9, соединительная тяга 7 в установленном состоянии имеет резьбу в области углубления 16, с которым соединительная тяга 7 может быть соединена посредством ввинчивания в удерживающий элемент 17, которым в данном случае является гайка 17. При этом соединительную тягу 7 ввинчивают не непосредственно в подшипниковую опору 15 или в опорную плиту 2, что известно из предыдущих технических решений, а лишь свободно пропускают через отверстие, которое на фиг.9 не показано, сквозь подшипниковую опору 15 до углубления 16 и в него, где соединительная тяга 7 для ее закрепления может быть соединена путем свинчивания с гайкой 17.

Следует понимать, что изобретение не ограничено описанными вариантами его осуществления и, в частности, все приемлемые сочетания описанных здесь характерных примеров, также будут охвачены изобретением.

1. Большой крейцкопфный дизельный двигатель с опорной плитой (2) для размещения коленчатого вала (3), проходящего вдоль оси (31) двигателя, станиной (5), включающей в себя две наружные стенки (4), которая расположена на опорной плите (2), и секцией (6) цилиндров, расположенной на станине (5) для размещения цилиндров, при этом опорная плита (2), станина (5) и секция (6) цилиндров соединены друг с другом посредством соединительных тяг (7), каждая из которых проходит в станине (5) в области одностеночного опорного тела (9), образованного посредством двух поперечных опорных стенок (8), при этом опорное тело (9) включает в себя две поверхности (10) скольжения для поддержания одного скользящего башмака (11) крейцкопфа (12), отличающийся тем, что, по меньшей мере, два расположенных рядом скользящих башмака (11) поочередно поддерживаются на опорном теле (9) относительно оси (31) двигателя.

2. Двигатель по п.1, в котором соединительная тяга (7) проходит через поперечную опорную стенку (8).

3. Двигатель по п.1 или 2, в котором соединительная тяга (7) проходит вблизи поперечной опорной стенки (8) и предпочтительно, по меньшей мере, две соединительные тяги (7) предусмотрены у каждой поперечной опорной стенки (8).

4. Двигатель по п.1 или 2, в котором два скользящих башмака (11) одного и того же крейцкопфа (12) поочередно поддерживаются на опорном теле (9) относительно оси (31) двигателя.

5. Двигатель по п.1 или 2, в котором направляющий элемент (14) предусмотрен у центральной стенки (13) и/или у поверхности (10) скольжения опорного тела (9) для направления скользящего башмака (11).

6. Двигатель по п.1 или 2, в котором направляющий элемент (14) выполнен в виде поперечной направляющей вилки (141).

7. Двигатель по п.1 или 2, в котором направляющий элемент (14) выполнен в виде поперечной направляющей (142).

8. Двигатель по п.1 или 2, в котором опорная плита (2) имеет, по меньшей мере, подшипниковую опору (15) для коленчатого вала (3), при этом соединительная тяга (7) закреплена в подшипниковой опоре (15) или у нее в области между осью (31) коленчатого вала (3) и станиной (5).

9. Двигатель по п.1 или 2, в котором соединительная тяга (7) закреплена в подшипниковой опоре (15) в резьбовом отверстии, и/или в котором соединительная тяга (7) проходит через отверстие в подшипниковой опоре (15) и закреплена посредством винтового соединения.

10. Двигатель по п.1 или 2, в котором соединительная тяга (7) закреплена в подшипниковой опоре (15) в области между продольной осью (31) коленчатого вала (3) и станиной (5) в углублении (16) посредством удерживающего элемента (17), выполненного с возможностью извлечения из углубления (16).

www.findpatent.ru

Крейцкопфный узел

 

(i|1 8 l004

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.03.79 (21) 2740543/25-27 с присоединением заявки Ко (51) М. Кл.

F 16С 5/00 по делам изобретений (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень Ме 9 (53) УДК 621.824 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (54) КРЕИЦКОПФНЫИ УЗЕЛ

Государственный комитет (23) П

Приоритет

Изобретение относится к машинострое. нию, а более конкретно к двигателям внутреннего сгорания.

Известен крейцкопфный узел двигателя внутреннего сгорания, содержащий плавающую поперечину, соединенную шатуном с мотылевой шейкой коленчатого вала, подшипник, установленный на поперечине, и механизм вращения поперечины ("1). Последний содержит шестерню и инерционную массу, установленные на поперечине, рейку, закрепленную на корпусе и находящуюся в зацеплении с шестерней, и муфту свободного хода, установленную на шестерне. При ходе поршня вниз шестерня, обкатываясь по неподвижной зубчатой рейке, приводит во вращение поперечину крейцкопфного подшипника с навешенной инерционной массой. При замедленном движении поршня в районе нижней мертвой точки и на восходящем ходе поршня муфта свободного хода отсоединяет шестерню от поперечины, которая продолжает вращаться в прежнем направлении только под действием инерционной массы.

При нисходящем ходе крейцкопфа скорость вращения поперечины является функцией переменной скорости поршня и изменяется от нуля в крайних положениях до максимального значения в середине хода поршня. При обратном ходе, когда привод с помощью обгонной муфты отключается, происходит резкое торможение поперечины вплоть до ее остановки ввиду значительной

5 нагрузки и сил трения в подшипнике. Инерционная масса с обгонной муфтой дополнительно нагружают крейцкопфный подшипник во время работы двигателя и создают условия для перекашивания поперед чины в подшипнике.

Недостатком известной конструкции является ее недостаточная долговечность, поскольку в процессе работы не обеспечивается постоянная скорость вращения попе15 речины с частотой, равной частоте вращения коленчатого вала двигателя. В результате этого ухудшаются условия образования разделяющего масляного клина между трущимися поверхностями и снижается

20 долговечность подшипников.

Целью изобретения является повышение долговечности крейцкопфного узла путем обеспечения непрерывного вращения поперечины с частотой вращения коленчатого

25 вала.

Это достигается тем, что в известном крейцкопфном узле двигателя внутреннего сгорания, содержащем плавающую поперечину, соединенную шатуном с мотылевой

Зо шейкой коленчатого вала, механизм вра5

30

Кения поперечины кинематически связан с коленчатым валом и выполнен в виде двух дисков, каждый из которых установлен на мотылевой шейке эксцентрично ее оси между одной из щек вала и шатуном, и двух пальцев, каждый из которых закреплен на одном из торцов поперечины, эксцентрично ее оси, а также в виде двух штанг, каждая из которых одним своим концом соединена с одним из дисков, а другим — с пальцем, при этом эксцентриситеты диска и пальца, размещенных по одну сторону шатуна, одинаковы по величине и направлению и расположены с одним и тем же угловым сме* щением по отношению к эксцентриситетам диска и пальца, размещенных по другую сторону шатуна.

На фиг. 1 изображен предлагаемый крейцкопфный узел, общий вид; на фиг. 2— разрез P — Ь фиг. 1.

Крейцкопфный узел содержит плавающую поперечину 1, вращение которой обеспечено rqM, что верхняя неподвижная половина подшипника 2 соединена со штоком поршня 3, а крышки 4 подшипников, залитые антифрикционным сплавом, совместно с шатуном 5 совершают колебательное движение относительно верхней половины подшипника 2.

К щекам 6 коленчатого вала 7 на мотылевой шейке 8 эксцентрично ее оси жестко закреплены диски 9, приводящие в движение симметрично расположенные с обеих сторон поперечины штанги 10, которые верхними головками соединяются с пальцами 11, установленными на торцах поперечины 1 крейцкопфа. Для регулировки монтажных зазоров предусмотрен набор прокладок 12.

Нижние головки штанг 10 для установки на диски 9 имеют разъемы по типу конструкции мотылевой головки 8 главного шатуна 5 двигателя. Угловое смещение эксцентриситетов дисков 9 относительно один другого и их величины соответствуют угловому смещению и величине эксцентриситетов пальцев 11. Рекомендуемый угол смещения эксцентриситетов дисков 9 составляет 90 — 120, а величина эксцентриситета для уменьшения нагрузок в деталях привода поперечины 1 находится в пределах

0,7 — 0,9 от радиуса поперечины 1. Диски 9 и пальцы 11 могут изготовляться либо совместно со щеками 6 коленчатого вала 7 и поперечиной 1, либо могут быть выполнены съемными. В качестве подшипниковых узлов штанг 10 могут быть использованы как вкладыши или втулки, так и непосредственная заливка антифрикционного материала.

Крейцкопфный узел работает следующим образом. При вращении коленчатого вала

7 совместно с мотылевой шейкой 8 будут вращаться диски 9 и приводить в движение штанги 10 подобно главному шатуну 5 двигателя. Вследствие эксцентричного расположения дисков 9 относительно оси мотылевой шейки 8 и пальцев 11 относительно оси поперечины 1 верхние головки штанг

10 будут совершать круговое вращение.

Так как каждая пара дисков 9 и пальцев

11 расположена под углом друг к другу, то на поперечине 1 создается крутящий момент, в результате чего она начнет вращаться с угловой скоростью, равной угловой скорости коленчатого вала.

Минимальная толщина масляной пленки в подшипнике при неизменных других параметрах возрастает при увеличении относительной скорости скольжения трущихся поверхностей. Непрерывное вращение поперечины обеспечивает повышение несущей способности подшипника и увеличивает его долговечность, а также позволяет отказаться от канавок на рабочей поверхности подшипника 2, что делает более равномерным распределение давлений в масляном слое и снижает гидродинамическое давление на слой заливки. В результате долговечность подшипников крейцкопфных узлов возрастает в 2 раза и достигает уровня работоспособности мотылевых и рамовых подшип-. ников малооборотных дизелей.

Формула изобретения

Крейцкопфный узел двигателя внутреннего сгорания, содержащий плавающую поперечину, соединенную шатуном с мотылевой шейкой коленчатого вала, подшипник, установленный на поперечине, и механизм вращения поперечины, отличающийся тем, что, с целью увеличения долговечности путем обеспечения непрерывного вращения поперечины с частотой коленчатого вала, механизм вращения поперечины кинематически связан с коленчатым валом и выполнен в виде двух дисков, каждый из которых установлен на мотылевой шейке эксцентрично ее оси между щеками вала и шатунами, и двух пальцев, каждый из которых закреплен на одном из торцов поперечины, эксцентрично ее оси, а также в гиде двух штанг, каждая из которых одннм своим концом соединена с одним из дисков, а другим — с пальцем, при этом эксцентриситеты диска и пальца, размещенных по одну сторону шатуна, одинаковы по величине и направлению и расположены с одним и тем же угловым смещением по отношению к эксцентриситетам диска и пальца, размещенных по другую сторону шатуна.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 344182, кл, F 16С 5/00, 1970.

811004 г

Юиг. /

Составитель А. Тарновский

Техред Л. Куклина Корректоп 3. Тарасова

Редактор Т. Зубкова

Типография, пр. Сапуноьа, 2

Заказ 508/15 Изд. М 243 Тираж 869 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретешш и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Крейцкопфный узел Крейцкопфный узел Крейцкопфный узел 

www.findpatent.ru

крейцкопфный дизель

 крейцкопфный дизель

motor Diesel de tipo en cruz

Русско-испанский автотранспортный словарь. 2013.

Mira otros diccionarios:

auto_ru_es.esacademic.com

Статьи

Сегодня дизельные двигатели прочно занимают свою нишу в системе ДВС. Благодаря высокому коэффициенту полезного действия, низкому расходу топлива, надёжности и другим преимуществам они пользуются большой популярностью.

При этом за более чем столетнюю историю дизеля в его устройство не раз вносились всевозможные изменения. Конструкторы стремились сделать его более совершенным. Это неизбежно вело к появлению не просто новых моделей, но и целых классов дизельных двигателей.

В данной статье мы попытаемся упорядочить и классифицировать существующие дизели на основе ряда признаков. Отметим также, что мы будем рассматривать только крупные двигатели: судовые, ж/д, промышленные.

Способ осуществления рабочего цикла

Двухтактный

Четырёхтактный

 

)

В современном двигателестроении есть также трёх-, пяти-, и шеститактные серийные и опытные образцы. Однако на текущий момент они являются не столь широко распространёнными.

Конструкция камеры сгорания

С разделённой камерой

С неразделённой камерой

 

Различные варианты неразделённой камеры сгорания

Различные варианты разделённой камеры сгорания

У двигателя с неразделённой камерой топливо попадает в надпоршневое пространство. Такая камера имеет малую поверхность охлаждения, что способствует снижению потерь теплоты. При этом её форма определяется особенностями и предназначением двигателя.

Разделённая камера сгорания имеет большую поверхность охлаждения и характеризуется повышенными потерями теплоты. Зато в ней лучше смешиваются топливо с воздухом, и уменьшается «жёсткость» работы двигателя.

Способ крепления шатуна

Крейцкопфный

Тронковый

 

 

                   Крейцкопфный способ                                            Тронковый способ

В крейцкопфном дизеле шатун соединяется с поршнем с помощью специальной скользящей конструкции. Она и называется крейцкопфом, который, в свою очередь, крепится к поршню штоком. Таким образом, механизм несколько укрупняется и утяжеляется, однако возрастает износостойкость поршня и цилиндра.

В тронковом же дизеле шатун крепится сразу к поршню.

Виды используемого топлива

Однотопливный

Многотопливный

 

Однотопливные дизели работают на одном виде горючего (внезапно!), а многотопливные способны принять несколько разных. Например, в газодизельном двигателе дизельное топливо может служить как «запальным», так и основным.

Вообще же следует отметить, что обычный дизель может работать даже на растительном масле, однако использование «сырых», неподготовленных видов топлива будет неизбежно вести к быстрому износу агрегата.

Способ воздухоснабжения

С наддувом

Без наддува

 

)

Наддув может производиться с помощью компрессора, турбокомпрессора, а также путём совмещения двух устройств (т.н. агрегатный наддув). Отметим, что наполнение цилиндра воздухом непосредственно связано с максимально возможной мощностью двигателя.

Способ расположения цилиндров

Рядный (вертикальный)

V-образный

 

Известны и другие схемы размещения цилиндров: W-образная, X-образная, Y-образная, оппозитная, H-образная. Однако далеко не все из них применяются в дизелестроении.

Количество оборотов в минуту

Низкооборотистый

Среднеооборотный

Высокооборотистый

 

А напоследок взгляните на первый запуск старого дизеля после 40 лет простоя!

)

spbdiesel.ru