КРЕЙЦКОПФНЫЙ ДИЗЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
CROSS-HEAD DIESEL ENGINE

Изобретение относится к крейцкопфному дизельному двигателю в соответствии с ограничительной частью независимого пункта 1 формулы изобретения.
Дизельный двигатель крейцкопфной большой конструкции, такой как, предпочтительно, используется в кораблестроении или в стационарных установках, например, для вырабатывания электрической энергии, включает в себя три большие размещающие части, которые образуют раму двигателя. Так называемая стойка расположена, отделенной нижней плитой, на основании, которое имеет поперечные опорные элементы за пределами постели с коренным подшипником коленчатого вала для установки коленчатого вала. Стойка включает в себя множество опорных корпусов в соответствии с количеством цилиндров большого дизельного двигателя, каждый из которых имеет поверхность скольжения, которая проходит перпендикулярно для направления двух соседних крейцкопфов, которые соединены с коленчатым валом посредством штоков толкателя. В этой связи две соответствующие поверхности скольжения, которые расположены друг против друга и проходят перпендикулярным образом, дополнительно поддерживаются центральной стенкой. Отдельные опорные корпуса, как правило, соединены друг с другом посредством общего металлического покрывного листа. Цилиндровая секция, часто также называемая рубашкой цилиндров, в таком случае расположена над стойкой на металлическом покрывном листе и применяется для размещения множества гильз цилиндров. В этой связи основание, стойка и цилиндровая секция соединены друг с другом посредством соединительных тяг, которые проходят в области стойки, как правило, в опорном корпусе, поскольку соединительные тяги прикручены в основании или к основанию с существенным предварительным напряжением.
Стойка, имеющая опору для направляющих скольжения крейцкопфа поршневых двигателей возвратно-поступательного действия, является известной из DE 3 512 347 C1, где опора выполнена с двойными стенками. Стойка, на которой расположена рубашка цилиндров для размещения гильз цилиндров, установлена на металлических нижних плитах на основании (опорной плите), при этом металлические нижние плиты, вместе с наклонно проходящими внешними стенками и перпендикулярными поверхностями скольжения, образуют две рамы, которые являются трапецеидальными в поперечном сечении и которые соединены друг с другом посредством общего металлического покрывного листа. Трапецеидальные рамы заполнены поперечными опорными стенками между внешними стенками и поверхностями скольжения, таким образом, опорный корпус, выполненный с двойными стенками, получается в качестве опоры. Основание включает в себя постель подшипника, имеющую нижний корпус подшипника и верхний корпус подшипника с крышкой подшипника, причем коленчатый вал установлен в указанном корпусе подшипника в постели подшипника основания. Рубашка цилиндров, стойка и основание двигателя удерживаются вместе посредством соединительных тяг, которые закреплены с предварительным напряжением снизу коленчатого вала на постели подшипника или в постели подшипника.
В таких известных больших крейцкопфных дизельных двигателях опорные корпуса стойки, выполненные с двойными стенками, поддерживаются таким же образом в основании на опорных элементах, выполненных с двойными стенками. Это означает, что как стойка, так и основание выполнены с двойными стенками посредством поперечных опорных стенок.
Эта конструкция большого крейцкопфного дизельного двигателя, известная из этого предшествующего уровня техники, имеет несколько серьезных недостатков в связи с этим. Опорные элементы закреплены на основании посредством сварных швов. Если опорные элементы выполнены двустенными посредством двух противоположно расположенных стенок, сварные швы между двумя стенками, которые образуют опорный элемент с двойными стенками на основании, не могут быть подварены, таким образом, возникают соответствующие проблемы с прочностью или устойчивостью основания. Выравнивание основания относительно стойки является трудным, так как стенки опорного элемента основания должны быть расположены выровненными относительно опорных стенок опорного корпуса в стойке. Кроме того, соединительные тяги прикреплены к нижнему концу постели, то есть снизу коленчатого вала, таким образом, соединительные тяги должны направляться через отверстия в постели подшипника посредством так называемых трубок соединительных тяг, вплоть до нижней области постели подшипника и в нее. Поскольку соединительные тяги должны закрепляться снизу постели подшипника со значительным предварительным напряжением, это приводит к значительному скручиванию в постели подшипника и к деформациям корпуса подшипника. Таким образом, известное основание (основная плита) является относительно жесткой и относительно сложной и/или дорогостоящей с точки зрения конструкции.
Эти проблемы, по существу, решаются посредством использования конструкции, описанной в ЕР 1 382 829. Большой крейцкопфный дизельный двигатель, раскрытый в ЕР 1 382 829, выполнен с основанием, которое включает в себя поперечный опорный элемент, выполненный одностенным. То есть стойка с двойными стенками была установлена впервые на основании одностенной конструкции. Основание, стойка и цилиндровая секция этого большого крейцкопфного дизельного двигателя соединены друг с другом посредством соединительных тяг, при этом соединительная тяга проходит в опорном корпусе с двойными стенками, в области стойки и закреплена в постели подшипника основания с опорным элементом с одной стенкой.
В этом отношении, до изобретения в соответствии с ЕР 1 382 829, двустенная конструкция основания рассматривалась абсолютно необходимой для целей устойчивости, если стойка состояла из опорных корпусов двустенной конструкции. Поскольку соединительные тяги должны закрепляться в основании со значительным предварительным напряжением, недопустимые механические напряжения в материале предполагались в комбинации опорного корпуса с двойными стенками в стойке с опорным элементом с одной стенкой в основании из-за изгибающих нагрузок как в нижней области стойки, так и в основных металлических листах и в области постели подшипника. Кроме того, проблема так называемого «коррозийно-механического изнашивания», которая предполагается в комбинации основания с одной стенкой и стойкой с двойными стенками, была ранее нерешенной. «Коррозийно-механическое изнашивание» понимается как конкретный вид фрикционной коррозии, которая может иметь место на контактных поверхностях между стойкой и основанием. Комбинация стойки двустенной конструкции и основания одностенной конструкции, следовательно, в прошлом считалась непрактичной для вышеуказанных целей. Однако оказалось возможным показать, что этих проблем можно избежать посредством заданного направления передачи силы, если стойка и основание выполнены, соответственно, в области соединительной тяги.
Особенно важным для осуществления в этом отношении является то, что соединительная тяга в соответствии с ЕР 1 382 829 не направляется через отверстие через всю постель подшипника и затем не закручивается снизу постели подшипника, например, посредством гайки соединительной тяги, а предпочтительно, соединительная тяга закрепляется в резьбовом отверстии в постели подшипника, которое выполнено над осью коленчатого вала, то есть между центральной осью коленчатого вала и стойкой. Таким образом, впервые являлось возможным эффективно предотвратить ожидаемые значительные напряжения в постели подшипника, которые приводят к деформациям корпуса подшипника, непредотвратимым вплоть до настоящего времени. То есть если соединительные тяги закреплены над осью коленчатого вала в основании, значительные напряжения при растяжении, которым подвержены соединительные тяги, больше не передаются в виде деформации на подшипник коленчатого вала.
Дополнительное преимущество основания, выполненного с одной стенкой, состоит в том, что основание реагирует намного более упруго, то есть намного менее жестко, на перемещения коленчатого вала. Таким образом, нагрузки на систему подшипников коленчатого вала и на сам коленчатый вал, по существу, уменьшены, а ходовые показатели машины в целом намного улучшены.
Несмотря на все эти улучшения, способ закрепления соединительных тяг в основании в соответствии с ЕР 1 382 829 имеет несколько недостатков. Соединительная тяга присоединена относительно жестко к основанию посредством закручивания соединительных тяг в резьбовое отверстие в основании. Из-за наиболее изменчивых нагрузок в рабочем состоянии большого дизельного двигателя, в частности, из-за изгибающих нагрузок, вибраций и других напряжений в соединительной тяге, вызванных механическими усилиями, может иметь место повреждение соединительной тяги, в частности, в области резьбовых отверстий, таким образом, например, в соединительной тяге могут возникать опасные трещины, которые, в худшем случае, могут привести к разрыву соединительной тяги, которая находится под значительным предварительным напряжением. Эта опасность является особенно большой, когда, например, соединительные тяги являются предварительно напряженными отчасти неравномерно, таким образом, например, две соседние соединительные тяги находятся под разным предварительным напряжением.
Кроме того, повреждение может иметь место в резьбе резьбового отверстия, например, при завинчивании или отвинчивании или также вследствие механических нагрузок при рабочем состоянии, при этом указанное повреждение может быть исключено только с помощью значительных трудозатрат и/или расходов или вовсе не может в худшем случае развития событий, таким образом, соответствующие части основания подлежат замене, которая, соответственно, является сложной, трудоемкой и дорогостоящей.
В другом аспекте было показано, что применение резьбовых отверстий, по существу, является очень сложным и дорогостоящим процессом, в частности, так как резьбовые отверстия выполнятся в основании с высокой точностью и аккуратностью.
Впервые появилась возможность, по существу, решить эту проблему благодаря изобретению в соответствии с ЕР 1 826 387. Большой крейцкопфный дизельный двигатель предложен в ЕР 1 826 387 для решения проблем соединительных тяг, ввинченных в отверстие над коленчатым валом, в котором поперечный опорный элемент, который выполнен с одной стенкой, предусмотрен в основании, и соединительная тяга закреплена в постели подшипника, в области между продольной осью коленчатого вала и стойкой, в выемке посредством крепежного элемента, вынимаемого из выемки.
Так как, в соответствии с ЕР 1 826 387, соединительная тяга закреплена в постели подшипника, в области между продольной осью коленчатого вала и стойкой, в выемке посредством крепежного элемента, вынимаемого из выемки, соединительная тяга больше не является жестко соединенной с постелью подшипника в резьбовом отверстии. То есть соединительная тяга, которая имеет винтовое соединение на своем конце со стороны подшипника, направляется без винтового соединения через отверстие в постель подшипника и затем закрепляется в выемке, например, посредством гайки соединительной тяги, которая предусмотрена в выемке с возможностью удаления. Этот тип закрепления соединительной тяги также обеспечивает высокую упругость между соединительной тягой и постелью подшипника при чрезвычайно больших растягивающих напряжениях, под которыми соединительная тяга находится в установленном положении, таким образом, механические нагрузки на соединительную тягу, например, вибрации, изгибающие нагрузки и тому подобное, такие как непременно возникающие при рабочем состоянии, могут быть упруго отведены и, таким образом, больше не подлежат гашению исключительно посредством соединительной тяги, или посредством винтового соединения, и/или посредством системы соединительной тяги и резьбового отверстия.
Даже если, например, в соединительной тяге произойдет разрыв или трещина, например, вследствие того, что соединительная тяга имеет производственные дефекты или установка соединительных тяг не была выполнена с требуемой аккуратностью, например, если две соединительные тяги были установлены с разными предварительными напряжениями, бракованная или разрушенная соединительная тяга может быть замена особо простым образом, например, без необходимости освобождения резьбового отверстия для соединительной тяги от поломанных частей сложным и/или дорогостоящим способом или, по существу, даже без необходимости восстановления отверстия.
Таким образом, установка или демонтаж соединительных тяг в соответствии с ЕР 1826387 является очень простой и, следовательно, требующей меньше расходов и, в частности, увеличивает эксплутационную безопасность всего корабля в случае бракованной соединительной тяги.
Однако было показано, что это решение также все еще имеет возможность усовершенствования.
То есть решение в соответствии с ЕР 1 826 387, в котором соединительные тяги закреплялись в выемке постели подшипника над осью коленчатого вала, имеет следствием то, что, по существу, больше не существует сжимающего предварительного напряжения в радиусах постели подшипника, в частности, в точке контакта крышки подшипника и постели подшипника.
Это сжимающее предварительное напряжение осуществлялось посредством предварительного напряжения соединительной тяги в закреплении соединительных тяг снизу коленчатого вала. Это означает, что в существующих известных двигателях соединительные тяги закрепляются в нижнем конце постели подшипника посредством, например, гайки. Ранее упомянутые радиусы постели подшипника, таким образом, подвергаются растягивающим предварительным напряжениям соединительных тяг, что приводит к сжимающим предварительным напряжениям в области радиусов постели подшипника.
Также несколько существующих типов двигателей не могут быть модифицированы для решения с закреплением, предложенного в ЕР 1 826 387, над осью коленчатого вала, так как основание зачастую не обеспечивает достаточного пространства над осью коленчатого вала. Не говоря уже о недостатках высоких растягивающих напряжений соединительных тяг.
Следовательно, цель изобретения состоит в обеспечении большого крейцкопфного дизельного двигателя с основанием, выполненным с одной стенкой и улучшенным закреплением соединительных тяг, который, с одной стороны, использует преимущества разъемного закрепления соединительной тяги в выемке посредством крепежного элемента, выполненного с возможностью вынимания из выемки, в соответствии с ЕР 1 826 387, и вместе с тем избегает проблем с растягивающими напряжениями или сжимающими предварительными напряжениями в радиусах постели подшипника. Более того, должно быть обеспечено решение, которое обеспечивает возможность существующим двигателям, в которых основание обеспечивает слишком малое пространство над осью коленчатого вала, быть модифицированными с небольшой трудоемкостью и/или затратами.
Предметы изобретения, удовлетворяющие этим целям, отличаются признаками независимого пункта 1 формулы изобретения.
Зависимые пункты формулы относятся, в частности, к предпочтительным вариантам осуществления изобретения.
Таким образом, изобретение относится к большому крейцкопфному дизельному двигателю с основанием для размещения коленчатого вала и со стойкой, которая включает в себя две внешние стенки, которая расположена на основании и которая включает в себя, по меньшей мере, один опорный корпус, который выполнен с двойными стенками посредством поперечных опорных стенок и который имеет поверхности скольжения для двух соседних крейцкопфов. Цилиндровая секция, расположенная на стойке, служит для размещения цилиндров, при этом основание, стойка и цилиндровая секция соединены друг с другом посредством, по меньшей мере, одной соединительной тяги, которая проходит в опорном корпусе с двойными стенками в области стойки. Поперечный опорный элемент, который выполнен с одной стенкой, предусмотрен в основании, при этом основание имеет, по меньшей мере, одну постель подшипника для установки коленчатого вала. В соответствии с изобретением соединительная тяга закреплена в постели подшипника в области между продольной осью коленчатого вала и нижним концом основания, удаленным от стойки, в выемке посредством крепежного элемента, выполненного с возможностью вынимания из выемки.
Поскольку соединительная тяга закреплена в постели подшипника в области между продольной осью коленчатого вала и нижним концом основания, удаленным от стойки, в выемке посредством крепежного элемента, выполненного с возможностью вынимания из выемки, область радиусов подшипников коленчатого вала подвергается сжимающим предварительным напряжениям посредством предварительного напряжения соединительной тяги заданным образом. В то же время соединительная тяга не является жестко соединенной с постелью подшипника в резьбовом отверстии. То есть соединительная тяга, которая имеет винтовое соединение на своем конце со стороны подшипника, направляется без винтового соединения через отверстие в постель подшипника и, затем закрепляется в выемке, например, посредством гайки соединительной тяги, которая выполнена с возможностью снятия в выемке. Этот тип закрепления соединительной тяги также обеспечивает высокую упругость между соединительной тяги и постелью подшипника при чрезвычайно больших растягивающих напряжениях, под которыми соединительная тяга находится в установленном положении, таким образом, механические нагрузки на соединительную тягу, например, вибрации, изгибающие нагрузки и тому подобное, такие как непременно возникающие при рабочем состоянии, могут быть упруго отведены и, таким образом, больше не подлежат гашению исключительно посредством соединительной тяги или посредством винтового соединения, и/или посредством системы соединительной тяги и резьбового отверстия.
Даже если, например, в соединительной тяге произойдет разрыв или трещина, например, вследствие того, что соединительная тяга имеет производственные дефекты или установка соединительных тяг не была выполнена с требуемой аккуратностью, например, если две соединительные тяги были установлены с разными предварительными напряжениями, бракованная или разрушенная соединительная тяга может быть замена особо простым образом, например, без необходимости освобождения резьбового отверстия для соединительной тяги от поломанных частей сложным и/или дорогостоящим способом или, по существу, даже без необходимости восстановления отверстия.
Таким образом, установка или демонтаж соединительных тяг, в соответствии с настоящим изобретением, является очень простой и, следовательно, требующей меньше расходов и, в частности, увеличивает эксплутационную безопасность всего корабля в случае бракованной соединительной тяги.
Более того, существующие двигатели могут быть очень легко модифицированы для крепежной системы в соответствии с изобретением с неизмененной высотой основания.
Поскольку поперечный опорный элемент и, следовательно, постель подшипника выполнены с одной стенкой, опорный элемент и постель подшипника, с одной стороны, имеют характер упругой мембраны под значительными нагрузками, которые имеют место при рабочем состоянии; с другой стороны, одностенная конструкция основания, то есть одностенная конструкция опорного элемента, обеспечивает возможность более высокого качества сварки, так как опорный элемент является открытым с обеих сторон во время сваривания, и, следовательно, сварные швы могут быть без проблем выполнены двусторонним образом.
В этом отношении сжимающие усилия, требующиеся в области радиусов подшипника коленчатого вала, могут быть идеально установлены посредством использования разных мер. Следовательно, является возможным с помощью непосредственного выбора расположения выемки, в которой соединительная тяга закреплена посредством вынимаемого крепежного элемента, индивидуально выбрать в каждом случае сжимающее напряжение в радиусах в зависимости от конкретного типа машины, от мощности машины, в зависимости от геометрии, то есть, например, в зависимости от размера двигателя или в зависимости от других ограничивающих условий, таким образом, идеальное сжимающее напряжение или распределение сжимающего напряжения всегда может быть получено в конкретном случае в радиусах подшипников коленчатого вала. Для этой цели конкретный угол наклона соединительных тяг также может быть выбран в качестве альтернативы или дополнительно, как будет объяснено более подробно ниже со ссылкой на Фиг.5.
Для установки идеального сжимающего напряжения или распределения сжимающего напряжения в радиусах подшипников выемка, предпочтительно, обеспечивается в области между продольной осью коленчатого вала и нижней граничной линией коленчатого вала.
В предпочтительном варианте осуществления большого крейцкопфного дизельного двигателя в соответствии с изобретением поперечные опорные стенки опорного корпуса, при этом поверхности скольжения для двух соседних крейцкопфов расположены на указанных опорных стенках, проходят V-образно в стойке в направлении цилиндровой секции, то есть поперечные опорные стенки проходят вверх в направлении цилиндровой секции с увеличивающимся расстоянием. В этом отношении с целью опоры центральная стенка может быть дополнительно расположена между двумя противоположно расположенными поверхностями скольжения.
В объеме настоящей заявки «поперечную ориентацию» следует понимать в этом соединении обычно как ориентацию, которая является, по существу, перпендикулярной к направлению, в котором проходит ось коленчатого вала большого дизельного двигателя.
Поскольку, как известно, нормальные усилия, которые крейцкопф оказывает на направляющие скольжения, которые расположены на опорных стенках опорного корпуса, являются наибольшими вблизи верхней мертвой точки перемещения поршня, который соединен с крейцкопфом и который расположен, известным образом, с возможностью возвратно-поступательного движения в цилиндре большого крейцкопфного дизельного двигателя, они могут быть восприняты и отведены особенно легко посредством V-образной конструкции опорного корпуса, в частности, в верхней области стойки. Поперечные опорные стенки опорного корпуса также могут быть выполнены просто параллельно друг другу, в частности, из-за конструктивных параметров.
Предпочтительно, но необязательно, соединительная тяга проходит по центру между поперечными опорными стенками опорного корпуса в области стойки, при этом опорный элемент, выполненный одностенным, расположен в основании, предпочтительно, выровненном с продольной осью соединительной тяги.
В этом отношении основание имеет, по меньшей мере, одну постель подшипника для установки коленчатого вала, при этом соединительная тяга, предпочтительно, закреплена в постели подшипника или на постели подшипника в гайке соединительной тяги в выемке.
Было доказано, что является особенно предпочтительным, если соединительная тяга проходит по центру между поперечными опорными стенками опорного корпуса в области стойки, и опорный элемент, выполненный с одной стенкой, расположен в основании, выровненном с продольной осью соединительной тяги. Конечно, соединительная тяга не обязательно должна проходить по центру между поперечными опорными стенками, и опорный элемент с одной стенкой также необязательно должен быть выровненным с продольной осью соединительной тяги в каждом случае.
Предпочтительнее, соединительная тяга также может быть расположена, в другом варианте осуществления, ассиметрично между поперечными опорными стенками опорного корпуса, при этом соединительная тяга предпочтительно проходит под заданным углом относительно оси цилиндра, предпочтительно, под углом от 0° до 7°, более предпочтительно от 1° до 5° или от 1° до 3° между поперечными опорными стенками опорного корпуса. С помощью подходящего выбора угла наклона соединительной тяги может быть получено увеличение в расстоянии в области основания или поперечного опорного элемента между выемкой, в которой закреплена соединительная тяга, и коленчатым валом, таким образом, увеличение материала получается в направлении к коленчатому валу, таким образом, может быть получена более высокая прочность основания или закрепления соединительной тяги в поперечном опорном элементе. Дополнительно, как уже упомянуто выше, идеальное распределение сжимающего напряжения может быть получено в радиусах постелей подшипника с помощью подходящего выбора угла соединительных тяг.
Соединительная тяга, предпочтительно, вводится в узел между поперечными опорными стенками с требуемым углом наклона посредством подвесной серьги, по существу, известной, посредством чего делается возможной беспроблемная сборка опорного анкера.
В предпочтительном варианте осуществления точно две соединительные тяги проходят между двумя соседними крейцкопфами, посредством этого также является возможным то, что более чем одна соединительная тяга проходит между двумя соседними крейцкопфами, в частности, для целей устойчивости.
В дополнительном варианте осуществления металлическая боковая пластина, предусмотренная на основании, может быть образована в виде продолговатой металлической боковой пластины для улучшения упругости опоры коленчатого вала, таким образом, металлическая боковая пластина образует часть основания снизу коленчатого вала.
В этом отношении стойка, предпочтительно, включает в себя металлический основной лист, металлический покрывной лист и центральную стенку, расположенную между двумя противоположно расположенными поверхностями скольжения.
Изобретение будет более подробно объяснено ниже, со ссылкой на чертежи. Схематично показано:
на фиг.1 - сечение большого крейцкопфного дизельного двигателя с основанием, стойкой и цилиндровой секцией;
на фиг.2 - сечение I-I, в соответствии с фиг.1, через первый пример известного большого крейцкопфного дизельного двигателя с опорным корпусом с двойными стенками и опорным элементом, выполненным с одной стенкой;
на фиг.3 - второй пример, известный из предшествующего уровня техники, с закреплением соединительной тяги в выемке над коленчатым валом;
на фиг.4 - конкретный вариант осуществления закрепления соединительной тяги в соответствии с изобретением;
на фиг.5 - второй вариант осуществления закрепления соединительной тяги в соответствии с изобретением с наклонными соединительными тягами.
Большой крейцкопфный дизельный двигатель соответствии с изобретением, который в целом обозначен ссылочной позицией 1 в дальнейшем, в частности, выполнен в виде двухтактного большого дизельного двигателя с прямоточной продувкой, например, который широко применяется, например, в кораблестроении.
В дальнейшем описании конструкция большого крейцкопфного дизельного двигателя, известного из предшествующего уровня техники, будет рассматриваться со ссылкой на фиг.2 и фиг.3 для иллюстрации и разграничения настоящего изобретения. Для разграничения предшествующего уровня техники от настоящего изобретения те элементы, которые относятся к двигателю, известному из предшествующего уровня техники, предусмотрены со штрихом, тогда как элементы в соответствии с изобретением обозначены ссылочными позициями без штриха.
На фиг.1 схематично показана в поперечном сечении общая конструкция большого крейцкопфного дизельного двигателя 1, 1', например, как уже известная из предшествующего уровня техники, но, в принципе, также реализованная в двигателе 1 в соответствии с изобретением. Двигатель 1 в соответствии с изобретением, в частности, отличается в этом отношении от двигателя 1', известного из предшествующего уровня техники, разным закреплением соединительных тяг в постели 13, 13' подшипника.
Большой крейцкопфный дизельный двигатель 1, 1', по существу, включает в себя, известным образом, основание 2, 2', стойку 5, 5' и цилиндровую секцию 10, 10'. Цилиндровая секция 10, 10', по существу, служит, известным образом, для размещения цилиндров, которые не показаны. Стойка 5, 5', которая выполнена, например, посредством приваривания друг к другу стальных листов, имеет основной металлический лист 18, 18', а также две внешние стенки 4, 4' и образует, вместе с поверхностями 8, 8' скольжения, которые проходят перпендикулярно в соответствии с изображением, две рамы, которые являются трапецеидальными в поперечном сечении и которые соединены друг с другом посредством общего металлического покрывного листа 16, 16'. Две противоположно расположенные поверхности 8, 8' скольжения, которые проходят перпендикулярным образом, поддерживаются центральной стенкой 17, 17', которая расположена между двумя трапецеидальными рамами. Стойка 5, 5' расположена вместе с основным металлическим листом 18, 18' на основании 2, 2', которая включает в себя постель 13, 13' подшипника с корпусом 131, 131' подшипника, для установки (опоры) коленчатого вала 3, 3'. Коленчатый вал 3, 3' с осью К, К', по существу, соединен, известным образом, с крейцкопфом 9, 9' посредством штока толкателя, не показанного на фиг.1.
На фиг.2 показано сечение в соответствии с фиг.1 вдоль линии I-I через первый пример большого крейцкопфного дизельного двигателя 1', известного из предшествующего уровня техники, в котором соединительная тяга 11' закреплена в резьбовом отверстии в области между коленчатым валом 3' и стойкой 5'. Пример на фиг.2 включает в себя стойку 5', которая расположена на основании 2', а также цилиндровую секцию 10', которая размещена на стойке 5'. Металлический покрывной лист 16' расположен между стойкой 5' и цилиндровой секцией 10', а основной металлический лист 18' расположен между стойкой 5' и основанием 2'. Цилиндровая секция 10' выполнена с возможностью, известным образом, размещения одного или более цилиндров, которые не показаны. Вместе с головкой цилиндра, которая не показана, и поршнем, который также не показан, который соединен с крейцкопфом 9' посредством штока 19' поршня и который расположен в возможностью осуществления возвратно-поступательные движения цилиндре, внутреннее пространство цилиндра образует, известным образом, камеру сгорания большого крейцкопфного дизельного двигателя 1'. Стойка 5' включает в себя опорный корпус 6', который выполнен с двойными стенками посредством поперечных опорных стенок 7'. Опорные стенки 7' содержат поверхность 8' скольжения для направления крейцкопфа 9', который присоединен посредством штока 181' толкателя к коленчатому валу 3' и к штоку 19' поршня, имеющему поршень, не показан, большого крейцкопфного дизельного двигателя 1'.
Основание 2' включает в себя, для размещения и установки (опоры) коленчатого вала 3', постель 13' подшипника, а также поперечный опорный элемент 12', который выполнен с одной стенкой. Цилиндровая секция 10', стойка 5' и основание 2' соединены друг с другом при предварительном напряжении посредством соединительной тяги 11'. В этой связи соединительная тяга 11' проходит в области стойки 5' между поперечными опорными стенками 7' в опорном корпусе 6' с двойными стенками и закреплен в резьбовом отверстии 14 в постели 13' подшипника основания 2', в области между осью К' коленчатого вала 3' и стойкой 5', то есть в соответствии с изображением над осью К' коленчатого вала 3'.
Главное отличие большого крейцкопфного дизельного двигателя 1, в соответствии с изобретением, от известного большого крейцкопфного дизельного двигателя 1', показанного на фиг.2, таким образом, заключается в том, что при двигателе 1, в соответствии с изобретением, соединительная тяга 11 не закрепляется в резьбовом отверстии в постели 13 подшипника, а предпочтительнее, как в дальнейшем будет объяснено более точно со ссылкой на фиг.4 и фиг.5, соединительная тяга 11 закрепляется в постели 13 подшипника в области между осью К коленчатого вала 3 и нижним концом 200 основания 2, удаленным от стойки 5, в выемке 14 посредством крепежного элемента 15, выполненного с возможностью вынимания из выемки 14, предпочтительно, посредством гайки 15 соединительной тяги.
В примере, показанном на фиг.2, поперечные опорные стенки 7' опорного корпуса 6' проходят V-образно в направлении цилиндровой секции 10', то есть взаимное расстояние опорных стенок 7' опорного корпуса 6' увеличивается все больше и больше в направлении цилиндровой секции 10'. Нормальные усилия, которые крейцкопф 9' передает через поверхности 8' скольжения на опорные стенки 7' и, следовательно, на опорный корпус 6', являются наибольшими, как является известным, в верхней мертвой точке возвратно-поступательного перемещения поршня. Благодаря V-образной форме конструкции опорного корпуса 6' он является относительно широким в области верхней части стойки 5', в соответствии с изображением, и, следовательно, может поглощать нормальные усилия крейцкопфа 9 особенно хорошо или отводить их на стойку 5'.
В известном примере, показанном на фиг.2, продольная ось Z' соединительной тяги 11' проходит по центру между поперечными опорными стенками 7' опорного корпуса 6', при этом опорный элемент 12' основания 2', который выполнен с одной стенкой и на котором опорный корпус 6' установлен в основании 2', расположен выровненным с продольной осью Z' соединительной тяги 11'. Соединительная тяга 11' закреплена, в частности, для избежания деформаций корпусов 131' подшипника, в постели 13' подшипника в резьбовом отверстии 14', в области между осью К' коленчатого вала 3' и стойкой 5', то есть в соответствии с изображением над осью K' коленчатого вала 3'. Следствием является то, что, в сущности, посредством предварительного напряжения соединительной тяги в радиусах 133' постели 13' подшипника не создаются сжимающие предварительные напряжения. Поскольку опорный элемент 12' с одной стенкой на основании 2' расположен выровненным с продольной осью Z' соединительной тяги 11' и, следовательно, симметрично относительно опорных стенок 7' опорного корпуса 6', получается очень высокая устойчивость без основания 2', имеющей слишком большую жесткость.
Второй пример, известный из предшествующего уровня техники, схематично показан в сечении на фиг.3, на которой закрепление соединительной тяги осуществлено в выемке, над коленчатым валом. Коленчатый вал 3' с продольной осью К' установлен в постели 13' подшипника и зафиксирован крышкой 132' подшипника. Радиусы 133' в крышке 132' подшипника показаны схематично в виде прямоугольных краев для целей облегчения. В действительности, крышка 132' подшипника, естественно, аналогичным образом, как показано на фиг.4 для варианта осуществления в соответствии с изобретением, не выполнена прямоугольной по краям, а, предпочтительнее, выполнена в форме известных радиусов 133'. То же самое, естественно, применяется относительно примера, известного из предшествующего уровня техники на фиг.2.
Соединительная тяга 11' закреплена в постели 13' подшипника, в области между продольной осью К' и стойкой 5', в соответствии с изображением, следовательно, над продольной осью K' в выемке 14' посредством крепежного элемента 15', выполненного с возможностью вынимания из выемки 14'. В варианте осуществления, показанном на фиг.3, соединительная тяга 11' в установленном положении имеет резьбу 111' в области выемки 14', с помощью которой соединительная тяга 11' может быть надежно закручена в крепежный элемент 15', который здесь представляет собой гайку 15' соединительной тяги. То есть соединительная тяга 11' не прикручивается непосредственно к постели 13' подшипника, а, предпочтительно, только свободно направляется через отверстие, невидимое на фиг.3, через постель 13' подшипника вплоть до выемки 14' и в нее, в которой соединительная тяга 11' может быть вкручена в гайку 15' соединительной тяги для закрепления.
Главным отличием большого крейцкопфного дизельного двигателя 1 от известного большого крейцкопфного дизельного двигателя 1', показанного на фиг.3, следовательно, является то, что в двигателе 1, в соответствии с изобретением, соединительная тяга 11 не закреплена в области между продольной осью К' и стойкой 5', то есть, в соответствии с изображением, над продольной осью K' в выемке 14' посредством крепежного элемента 15', вынимаемого из выемки 14', а, как в дальнейшем будет объяснено более точно со ссылкой на фиг.4 и фиг.5, соединительная тяга 11 закреплена предпочтительно посредством гайки 15 соединительной тяги в постели 13 подшипника в области между осью К коленчатого вала 3 и нижним концом 200 основания 2, удаленным от стойки 5, в выемке 14 посредством крепежного элемента 15, выполненного с возможностью вынимания из выемки 14.
Здесь следствием также является то, что, в сущности, посредством предварительного напряжения соединительной тяги в радиусах 133' постели 13' подшипника не создаются сжимающие предварительные напряжения.
Первый конкретный вариант осуществления закрепления соединительного тяги в соответствии с изобретением схематично показан на фиг.4. Продольная ось К коленчатого вала 3 установлена в постели 13 подшипника, по существу, известным образом и зафиксирована посредством крышки 132 подшипника. Как, по существу, является известным, радиусы 133, которые взаимодействуют с постелью 13 подшипника, расположены во внешней области крышки подшипника.
Соединительная тяга 11 закреплена в постели 13 подшипника в области между продольной осью К коленчатого вала 3 и нижним концом 200 основания 2, удаленным от стойки 5, то есть, в соответствии с изображением, между продольной осью K коленчатого вала 3 и нижним концом 200 основания 2 в выемке 14 посредством крепежного элемента 15, выполненного с возможностью вынимания из выемки 14. Выемка 14, в этом отношении, расположена, в соответствии с изображением, ниже на расстоянии В от продольной оси К коленчатого вала 3. В конкретном варианте осуществления на фиг.4 соединительная тяга 11 в установленном положении имеет резьбу 111 в области выемки 14, с помощью которой соединительная тяга 11 закручена в крепежный элемент 15, который здесь представляет собой гайку 15 соединительной тяги. То есть соединительная тяга 11 не прикручивается непосредственно к постели 13 подшипника, а, предпочтительно, только свободно направляется через отверстие через постель 13 подшипника вплоть до выемки 14 и в нее, в которой соединительная тяга 11 закручивается в гайку 15 соединительной тяги для закрепления.
Поскольку соединительная тяга 11 закреплена в постели 13 подшипника, в области между осью К коленчатого вала 3 и нижним концом 200 основания 2, удаленным от стойки 5, в выемке 14 посредством крепежного элемента 15, выполненного с вынимания из выемки 14, радиусы 133 являются нагруженными, заданным образом, сжимающими напряжениями соединительных тяг 11, посредством чего значительно улучшается соединение между крышкой 132 подшипника и постелью 13 подшипника. Более высокая устойчивость взаимодействия между крышкой 132 подшипника и постелью 13 подшипника, в частности, таким образом, одновременно достигается, при этом в то же время упругие силы, действующие на конструкцию 13, 132 подшипника в рабочем состоянии, имеют возможность компенсации.
На фиг.5 схематично показан второй вариант осуществления закрепления соединительной тяги в соответствии с изобретением с помощью наклонных соединительных тяг, то есть с помощью ассиметрично расположенной соединительной тяги 11. Радиусы 133 здесь также показаны очень схематично для целей упрощения. Радиусы 133 фактически просто выполнены аналогично варианту осуществления на фиг.4, с закругленными углами. В этом варианте осуществления соединительная тяга 11 проходит ассиметрично между поперечными опорными стенками 7 опорного корпуса 6, и, в действительности, предпочтительно, под заданным углом α относительно оси Z цилиндра и перпендикулярно продольной оси К коленчатого вала 3. В этом отношении угол α предпочтительно имеет значение от 0° до 7°, более предпочтительно от 1° до 3°. С помощью подходящего выбора угла α наклона соединительной тяги 11 является возможным, как уже упоминалось, установить сжимающее напряжение, созданное посредством предварительного напряжения соединительной тяги в радиусах 133, даже более точно.
В этом отношении, как уже упоминалось, соединительная тяга 11, предпочтительно, вводится в узел с требуемым углом α наклона посредством подвесной серьги, по существу известного, между поперечными опорными стенками 7, посредством чего делается возможной беспроблемная установка соединительной тяги 11.
Следует понимать, что вышеописанные варианты осуществления больших крейцкопфных дизельных двигателей в соответствии с изобретением должны пониматься только в качестве примера и что изобретение, в частности, но не только, включает в себя все подходящие комбинации описанных вариантов осуществления.