DK172977B1 - Krydshoved - Google Patents

Description

DK 172977 B1 i

Opfindelsen angår et krydshoved til en stor totakts V-motor af krydshovedtypen med cylindrene arrangeret i to rækker og med tværgående afstivning, som bærer styreplaner for krydshoveder i par af sammenhørende 5 nabocylindre beliggende i hver sin række, hvor de to til et cylinderpar hørende plejIstænger er lejret side om side på en fælles plejlstangssøle, og hvor sølefladen på en krydshovedpind ligger således asymmetrisk i pindens længderetning, at et første pindafsnit, som 10 forbinder sølefladen med den ene krydshovedsko, har større længde end et andet pindafsnit, som forbinder sølefladen med den anden krydshovedsko.

Et sådant krydshoved kendes fra ansøgerens danske patentansøgning nr. 1479/92. Krydshovedet er en vital, 15 hårdt belastet motorkomponent, der skal være meget driftsikker. I store krydshovedmotorer med ydelser på op til 5000 kW per cylinder skal krydshovedet overføre store trykkræfter fra stempelstangen til plejIstangen, og da plejlstangens oscillerende svingebevægelse i 20 forhold til stempelstangen sker ved lav hastighed og med begrænset amplitude er det vanskeligt at opretholde en smøreoliefilm af passende tykkelse mellem krydshoved-lejets søleflade og glidefladen i det omgivende krydsho-vedhus.

25 Opfindelsen har til formål at opnå størst mulig grad af driftsikkerhed for krydshovedlejet med den asymmetriske pind.

Med henblik herpå er krydshovedet ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, at massen af det første pindafs-30 nit med den tilhørende krydshovedsko er således formindsket og/eller massen af det andet pindafsnit med tilhørende krydshovedsko er således forøget, at massetyngdepunktet for krydshovedpinden med krydshovedskoene er beliggende i det væsentlige ved midten af krydshoved-35 lejet.

DK 172977 B1 2

Med denne Justering af masserne af pindafsnittene med tilhørende krydshovedsko undgås, at den asymmetriske krydshovedpind ved krydshovedets op- og nedovergående bevægelser påvirkes af inertikræfter, som angriber 5 pinden i afstand fra sølemidten og derved kunne fremkalde kanttryk i lejet, dvs. større belastning ved den ene ende af lejet end ved den anden. Sådant kanttryk vil mindske tykkelsen af den ømfindtlige smøreoliefilm ved lejets højest belastede ende med medfølgende lokal 10 overbelastning af lejefladen, forøget varmebelastning og større slidtage. Ved at udforme den asymmetriske krydshovedpind og de hermed forbundne dele, så deres samlede tyngdepunkt er beliggende ved midten af krydsho-vedlejet sikres, at inertikræfterne trods pindens 15 asymmetriske udformning virker ved midten af sølefladen, der følgelig belaster krydshovedets lejeflade på ensartet vis og uden kanttryk.

I en første udførelsesform er massen af det første pindafsnit formindsket ved hjælp af en centralt for-20 løbende boring, der udover at være fremstillingsmæssigt enkel at udføre også indebærer den fordel, at materialet i pindafsnittet ligger i afstand fra pindens længdeakse, så pinden bevarer størstedelen af sin stivhed.

1 en anden udførelsesform har det første pindafsnit 25 over en del af sin længde mindre diameter end det andet pindafsnit, hvilket kan realiseres ved enten at mindske diameteren af det første afsnit eller at øge diameteren af det andet afsnit, og sidstnævnte foretrækkes i de tilfælde, hvor pinden skal have stor stivhed.

30 I en tredje udførelsesform har krydshovedskoen på det første pindafsnit mindre masse end krydshovedskoen på det andet pindafsnit. Ved at foretage afbalanceringen ved tilpasning af krydshovedskoenes masser kan selve krydshovedpinden fremstilles på sædvanlig vis.

3 DK 172977 B1

Eksempler på udførelsesformer for krydshovedet Ifølge opfindelsen forklares herefter nærmere med henvisning til den meget skematiske tegning, hvor fig. 1 viser et længdesnit gennem en cylinderenhed 5 med et krydshoved ifølge opfindelsen, fig. 2 et snit efter linien II-II i fig. 1 gennem krydshovederne i to sammenhørende nabocylindre, og fig. 3 og 4 længdesnit gennem krydshovedpinden for henholdsvis en anden og en tredje udførelsesform ifølge 10 opfindelsen.

I fig. 1 ses en krumtapbugt 1 på en krumtapaksel i en stor langsomtgående V-motor af krydshovedtypen, der eksempelvis kan være en fremdrivningsmotor i et skib eller en kraftproducerende stationær motor. Krumtap-15 bugten har en plejlstangssøle 2, hvorpå to ensdannede plej Istænger 3 er lejret side om side. Plejlstængerne fører op til hvert sin sæt af krydshoved 4, stempelstang 5 og stempel 6 i to sammenhørende nabocylindre, der ligger mellem to tvsrvægge 7 og 8 i motorstativet 20 beliggende mellem bundrammen og cylinderpartiet.

Tværvæggene 7, 8 er plane og gennemgående i stativets tværretning for at give dette stor stivhed.

Tværvæggene kan være enkeltlags afstivede pladevægge eller rammeprofiler opbygget af profil- og pladestykker.

25 Styreplaner 9 for krydshovederne er fastgjort til tværvæggene, eksempelvis ved hjælp af svejsning og et passende antal stivere 10 på styreplanernes bagsider.

Styreplanerne strækker sig over stort set hele motorstativets højde og står således skråt i forhold til 30 stativets langsgående centerplan, at de forløber parallelt med længdeaksen for den tilhørende cylinderforing 11. Længdeakserne for de to cylinderforinger i et par af nabocylindre danner en vinkel med vinkelspidsen beliggende i niveau med eller under krumta-35 paksiens længdeakse.

DK 172977 B1 4

Da tværvæggene 7, 8 forløber indbyrdes parallelt og vinkelret på motorens længdeakse er afstanden mellem væggene stort set konstant, og da plejlstængerne er anbragt side om side på plej lstangssølen og de to 5 krydshoveder i et par af nabocylindre ligger mellem de samme to tværvægge, ligger krydshovedet nærmere den ene end den anden tværvæg.

Krydshovedet 4 omfatter et todelt lejehus, hvis underpart 12 går ud i et med plej Istangen, og hvis 10 overpart 13 har en opad åben gennembrydning, hvorigennem stempelstangen passerer for fastgørelse på en krydsho-vedpind 14, der med en søleafsnit 15 er lejret i lejehuset. Krydshovedpinden bærer to krydshovedsko 16, 17, der glider langs styreplanerne og styrer krydshovedet i 15 motorens tværretning.

Krydshovedpinden 14 har et første pindafsnit 18, der fra søleafsnittets ene ende strækker sig til pindens ene ende, hvor den ene sko 16 er lejret på pinden, og et andet pindafsnit 19, der strækker sig fra søleafsnit-20 tets anden ende hen til pindens anden ende, hvor den anden sko 17 er lejret på pinden. Som følge af krydshovedets beliggenhed nærmest den ene tværvæg har det første afsnit 18 større længde end det andet afsnit 19, så sølefladen eller -afsnittet ligger asymmetrisk i 25 pindens længderetning.

I den første udførelsesform vist i fig. 1 og 2 har det første pindafsnit 18 en i pindenden udmundende centralt forløbende boring 20, hvis diameter og længde er afpasset således, at pindens massetyngdepunkt 21 30 ligger ved midten af sølefladen. 1 efterfølgende beskrivelse af alternative udførelsesformer anvendes samme henvisningstal som ovenfor for detaljer af samme art.

1 den anden udførelsesform vist i fig. 3, er det 35 første pindafsnit 18 over en del 22 af sin længde 5 DK 172977 B1 neddrejet til mindre diameter, hvor dybden og placeringen af den masseformindskende neddrejning er afpasset således, at pindens massetyngdepunkt 21 ligger ved midten af sølefladen. Det er naturligvis også muligt at 5 udføre en del af det andet pindafsnit 19 med større diameter.

I den i fig. 4 viste tredje udførelsesform er det første og det andet pindafsnit udført med ens diameter, men krydshovedskoen 16 på det første afsnit 18 har til 10 gengæld mindre masse end skoen 17 på det andet afsnit 19, så massetyngdepunktet 21' af pinden med tilhørende krydshovedsko ligger ved midten af sølefladen. Den forøgede masse af den anden sko 17 kan tilvejebringes ved, som vist, at øge skoens diameter, men dette med-15 fører, at de tilhørende styreplaner skal ligge i større afstand fra hinanden. Da der kan være produktionsmæssige fordele ved, at alle sammenhørende styreplaner i motorstativet ligger i ens afstand fra hinanden, kan masseforøgelsen på den anden sko alternativt frembringes ved, 20 at en eller flere separate vægte monteres på skoen, eksempelvis ved fastgørelse mellem de glidefladebærende arme i positioner over og/eller under det centrale lejringsafsnit på skoen.

Når længderne af det første og det andet pindafsnit 25 18, 19 i en konkret motor er fastlagt ud fra afstanden mellem tværvæggene 7, 8 og længden og placeringen af søleafsnittet 15, kan tyngdepunktet af krydshovedpinden og de af denne bårne elementer bestemmes, og ved hjælp af helt almindelige massemomentberegninger kan størrel-30 sen og placeringen af de masseforøgende eller -formindskende tiltag ifølge opfindelsen bestemmes, så tyngdepunktet af krydshovedpinden med tilhørende elementer bringes til at ligge ved midten af krydshoved-lejet.

"i 6 DK 172977 B1

Det er klart, at de ovennævnte udførelsesformer kan kombineres for opnåelse af den ønskede placering af massetyngdepunktet. Hvis krydshovedplnden er forsynet med oliefordelingskanaler for smøring af styreplanerne, 5 kan diameteren på boringen i det første pindafsnit øges så meget som oliefordelingen tillader, og en eventuel restubalance kan fjernes med en forholdsvis begrænset øgning af massen af det andet pindafsnit og/eller den anden krydshovedsko.

ψ

Claims (4)

1. Krydshoved (4) til en stor totakts V-motor af krydshovedtypen med cylindrene arrangeret i to rækker og med tværgående afstivning (7, 8), som bærer styrepla- 5 ner (9) for krydshoveder i par af sammenhørende nabocylindre beliggende i hver sin række, hvor de to til et cylinderpar hørende plejIstænger (3) er lejret side om side på en fælles plejlstangssøle (2), og hvor sølefladen (15) på en krydshovedpind (14) ligger således 10 asymmetrisk i pindens længderetning, at et første pindafsnit (18), som forbinder sølefladen med den ene krydshovedsko (16), har større længde end et andet pindafsnit (19), som forbinder sølef laden med den anden krydshovedsko (17), kendetegnet ved, at 15 massen af det første pindafsnit (18) med den tilhørende krydshovedsko er således formindsket og/eller massen af det andet pindafsnit (19) med tilhørende krydshovedsko er således forøget, at massetyngdepunktet (21; 21") for krydshovedpinden (14) med krydshovedskoene (16, 17) er 20 beliggende i det væsentlige ved midten af k ryd s hoved-lejet.

2. Krydshoved (4) ifølge krav 1,kendetegnet ved, at det første pindafsnit (18) har en centralt forløbende boring (20), som formindsker afsnittets masse 25. forhold til det andet pindafsnit (19).

3. Krydshoved (4) ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det første pindafsnit (18) over en del (22) af sin længde har mindre diameter end det andet pindafsnit.

4. Krydshoved (4) ifølge krav 1,kendetegnet 30 ved, at krydshovedskoen (16) på det første pindafsnit har mindre masse end krydshovedskoen på det andet pindafsnit (17). »