KR100480959B1 - 내연기관의실린더용유압센트럴유니트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관(2)의 각 실린더에 제공되는 유압 센트럴 유니트(11)에 관한 것으로, 유압 센트럴 유니트는 블록형 바디(14)와 지지 콘솔(13)을 포함한다. 상기 바디는 포트들과, 배기밸브의 액튜에이터의 작동을 위한 제어밸브(30,31)와 함께 상기 제어밸브를 통해 포트들을 연결하는 내부 채널( 25, 25', 25", 25"', 27, 27', 27", 27"', 34 )들을 포함하며, 상기 내부 채널들은 제어밸브를 통해 드레인관(22,23) 또는 고압관(15)에 상기 포트들을 연결한다. 상기 센트럴 유니트는 개방위치에서 작용하지 않으며 폐쇄위치에서 센트럴 유니트의 제어밸브들로부터 고압관(8)을 차단하도록 한다.

Description

내연기관의 실린더용 유압 센트럴 유니트

본 발명은 복수개의 배기밸브와 연료펌프들을 구비하는 내연기관 실린더용 유압 센트럴 유니트에 관한 것으로, 상기 유압 센트럴 유니트에서 적어도 하나의 배기밸브는 유압구동수단에 의해 가압된 유압유체로 작동된다.

종래, 대형의 2행정 크로스헤드 엔진의 배기밸브와 연료펌프들을 널리 알려진 캠샤프트 작동 대신에 유압으로 작동시키는 것을 실시하기 위한 제안들이 있었다. 출원인의 1929년 덴마크 특허 제 41046호는 유압으로 구동되는 연료펌프를 제안한 바 있으며, 최근에도 유압으로 구동되는 연료펌프에 대하여 덴마크 특허 제 151145호로 특허받은 바 있고, 덴마크 특허 제 148 664호에는 전기적으로 제어되고 유압으로 작동되는 배기밸브에 대하여 특허받은 바 있다.

대형의 2행정 크로스헤드 엔진의 연료펌프들과 배기밸브들의 완전한 유압작동에 대하여 알려진 여러 제안들은 엔진들에 상업적으로 적용된 것이 없었는데, 그 이유는 유압 공급 및 제어시스템의 복잡한 구조로 인하여 결과적으로 엔진이 정지하기에 이를 정도의 구성요소들의 고장 위험이 높기 때문이었다. 또한, 종래의 기계적인 시스템과 관련한 고장 위험 증가 요인은, 유압시스템이 부정확한 장착에 대하여 매우 민감하고 그러한 부정확성에 의한 결함들은 장기간 작동후 요인이 명백하지 않은 결함으로 나타날 수도 있는 것으로 잘 알려져 있다.

본 발명의 목적은 엔진이 유압시스템의 고장으로 인한 의도하지 않은 엔진의 정지에 대하여 높은 신뢰성을 갖도록 하고 유압시스템의 설치 및 보수유지를 간편하게 하도록 하는 것이다.

상기 목적을 위한 본 발명에 따른 유압 센트럴 유니트는 배기밸브의 액튜에이터용 적어도 하나의 압력관을 연결하는 적어도 하나의 포트를 구비한 블록형상의 바디와, 유압을 배출하는 저압관 또는 가압된 유압유체 공급용 고압관의 접속구에 제어밸브들을 통해 포트들을 연결하는 내부 채널들과 함께 적어도 배기밸브를 제어하는 제어밸브들을 포함하며, 또한 폐쇄된 위치에서는 센트럴 유니트의 제어밸브들로 부터 적어도 고압관을 차단하며 개방위치에서는 작동하지 않는 메인 차단밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다. 센트럴 유니트는 엔진 전체에 집중되지 않고 적어도 하나의 엔진 실린더에 집중되는 실린더 유니트로서 이해되어야 하며, 저압관은 드레인관 또는 상대적으로 낮은 압력으로 유지되는 관인 것으로 이해되어야 한다.

신뢰성면에 있어서, 블록형의 바디에 가장 민감한 요소들을 구비한 센트럴 유니트에 실린더의 유압 시스템용 센트럴 요소들을 모두 모으고, 유압유체가 여러밸브들을 통과하여 흐르도록 하며 상기 여러 밸브들 및 유압 사용장소들과 고압관 사이의 접속 분기는 필요한 곳에서 서로 교차하는 구멍으로 된 채널들로서 형성될 수 있도록 함으로써 여러 가지의 장점이 있다. 상기 유압 센트럴 유니트는 유압 시스템의 청결도에 대한 엄격한 요건들을 감안하여 특별한 장소에서 제작될 수 있으며, 그런 다음 센트럴 유니트는 그것이 엔진의 실린더에 장착되는 작업장으로 몇 개의 주요 부분들로 분리된 상태로 운반되거나 조립된 형태로 운반될 수 있다. 엔진 실린더에의 장착시에, 제어밸브들이 삽입되거나 제어밸브들을 송급관과 유압유체 소비처들로 연결하도록 많은 작은 관들이 조립되지 않아야 한다.

센트럴 유니트는 고압 공급을 위하여 메인 차단밸브를 포함하며 상기 차단밸브는 센트럴 유니트들을 개별적으로 차단할 수 있는 것은 매우 중요하다. 또한, 정밀검사를 위해 단일 실린더의 센트럴 유니트를 차단하고 결함이 있는 부품들을 교체할 수도 있으며, 일시적으로 해당 실린더를 분리되게 하여 그 결과 부하를 약간 감소되게 하여 엔진을 계속 작동하게 할 수도 있다. 센트럴 유니트들이 포함하는 부품들은 모두 실제로 고장날 위험을 받고 있다. 개별 실린더의 부품들이 엔진의 여러개의 동일한 센트럴 유니트들에 있는 표준화된 센트럴 유니트로 조립될 수 있으므로, 예를들어 선박에서 엔진의 결함있는 어떠한 유압 센트럴 유니트에 대한 전체 또는 부분적인 교체를 위한 예비품을 갖춤으로써 간편하게 센트럴 유니트의 고장에 대한 대비를 할 수 있다.

유압 시스템의 구성 요소들을 모듈화하여 센트럴 유니트들로 조립하는 것은 엔진 구조설계에 있어 큰 유연성을 갖게 하며, 이것은 대형의 2행정 크로스헤드 엔진의 경우에 큰 잇점이 되게 한다. 상기 대형 2행정 크로스헤드 엔진들은 통상 특별한 주문에 대한 실린더 수와 실린더 출력으로 개별적으로 주문생산할 때 조립되며, 그것은 센트럴 유니트들의 수는 각각의 경우에 따라 선택된 수의 실린더들에 간편하게 적용할 수 있기 때문이다.

작동중의 센트럴 유니트들중 하나를 고압관으로 부터 차단할 수 있어서 다른 센트럴 유니트들은 계속하여 작동하게 하면서 결함있는 센트럴 유니트를 분해할 수 있다. 결함있는 센트럴 유니트의 분리를 용이하게 하고 가열된 유압유의 배출에 의해 야기되는 고장의 위험을 저하시키기 위하여 폐쇄된 위치의 메인 차단밸브는 내부의 메인 채널과 드레인관을 연결시키는 것이 바람직하며, 메인 차단밸브의 개방위치에서 메인 채널은 고압관과 연통되어 그 결과 센트럴 유니트의 차단에 바로 이어서 센트럴 유니트의 고압 시스템의 강제 배출이 이루어진다.

바람직한 실시예에서, 센트럴 유니트는 실린더 단면에서 상부 플레이트상에 장착된 콘솔(consol)을 구비하며, 그로부터 실린더 라이너가 상향으로 돌출되어 있고 블록형 바디는 상기 콘솔의 상면에 장착된다. 상기 콘솔은 상부 플레이트 위로 적어도 80㎝ 정도의 높이이다. 센트럴 유니트가 블록형 바디와 지지 콘솔로 분할됨으로써 센트럴 유니트의 제조를 간편화할 수 있게 하며, 그것은 여러 가지의 실린더 사이즈와 동일한 실린더 사이즈에 대한 여러 가지의 비율로된 센트럴 유니트들이 같은 블록형 바디들과 여러 사이즈의 콘솔로 제조될 수 있기 때문이다. 실린더부의 상부 플레이트에 콘솔을 장착하는 것은 극히 간단하며, 상기 콘솔은 실린더 라이너를 지지한다. 상부 플레이트의 적어도 80㎝ 위에 블록형의 바디의 상면에 배치되는 콘솔의 높이로 인하여 여러 밸브들이 통로 위의 높이에 있게 됨과 함께 배기밸브 접속용 포트들을 가진 블록형 바디는, 센트럴 유니트에 대한 작업자의 작업 위치가 사람이 서있을 때 최적인 높이가 되도록 상부 플레이트에 설치된다. 더욱이, 콘솔은 실린더 커버에 근접한 블록형 바디의 상면에 배치되어 그 결과 센트럴 유니트와 배기밸브의 액튜에이터 사이의 유압 접속이 짧게 됨에 따라 액튜에이터로 고압 접속부에서의 유압유체의 가압을 위한 에너지 소비가 가능한한 낮게 된다.

실린더 마다 하나의 센트럴 유니트가 제공되는 것이 바람직하며, 이것은 설계에 있어 가장 간편하고 신뢰도가 가장 큼과 동시에 센트럴 유니트의 분리는 해당 센트럴 유니트와 관련한 하나의 실린더에만 영향을 준다.

블록형 바디에 고압관을 직접 연결할 수 있으며 여기서 고압의 유압유체의 공급은 밸브들에서 사용될 것이지만, 각각의 센트럴 유니트는 블록형 바디 밑에서지지 콘솔에 위치한 고압관의 일부분을 포함하며 메인 차단밸브는 블록형 바디와 상기 고압관 일부분 사이의 유로에 배치된다. 상기 센트럴 유니트는 콘솔과 블록형 바디 사이의 자연적인 분할면을 갖게 되며, 고압관의 일부분이 센트럴 유니트와 일체로 형성됨과 함께 상기 분할면 밑에서 메인 차단밸브를 배치함으로써 다른 센트럴 유니트들에의 유압유체의 공급에 영향을 주지 않고 그리고 별도의 수고 없이 블록형 바디가 분해될 수 있도록 고압관으로의 접속이 블록형 바디로부터 간격을 두고 차단될 수 있다. 센트럴 유니트의 차단과 블록형 바디의 교체는 따라서 다른 실린더들의 작동을 방해하지 않고 완전하게 실시될 수 있다. 셀트럴 유니트에의 고압관 일부분의 일체화는 센트럴 유니트들의 수와 함께 2개의 이웃하는 센트럴 유니트들 사이의 거리에 일치하는 길이를 갖는 표준 파이프부분들에 의해 높은 넘버의 실린더들로 유압 시스템을 확장할 수 있게 한다.

(공동의 레일 시스템에서) 분사 압력의 연료가 계속적으로 공급되는 공동의 고압관을 통해 연료를 공급할 수 있으며, 실린더의 연료가 피스톤의 유압구동 연료펌프에 의해 송급되는 것이 바람직하지만 유압구동수단은 저압관과 고압관을 접속시키도록 블록형 바디의 적어도 하나의 포트에 연결되고 블록형 바디의 제어밸브는 배기밸브의 액튜에이터용 제어밸브와 독립되게 피스톤 펌프로부터 연료 송급을 제어한다. 실린더의 유압으로 구동되는 메인 구성요소들은 실린더 커버로부터 짧은 거리에서 블록형 바디에 집중되며, 분사기들과 배기밸브들은 유압관들의 길이가 짧도록 장착된다.

본 실시예에 대한 변형예에서, 관련된 유압 구동수단을 구비한 연료펌프는 센트럴 유니트의 블록형 바디의 상면에 장착된다. 연료펌프의 기부로서 블록형 바디를 사용하는 결과 유압펌프 구동수단이 블록형 바디의 포트에 직접 위치하고 연료펌프용의 별도의 기부들이 생략되어 구조설계가 매우 간편해진다. 구성요소들 수의 감소로 고장의 위험이 저감되고 연료펌프는 엔진 설치장소로 이송되기전에 센트럴 유니트에 장착될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 센트럴 유니트의 제어밸브는 실린더 제어유니트 또는 엔진 제어유니트에 의해 전자식으로 제어된다. 전자제어는 엔진 싸이클동안에 배기밸브와 연료펌프들의 자유로운 제어를 할 수 있는, 즉 엔진이 작동하는 동안에 밸브 개폐와 분사 시기를 계속하여 조정할 수 있게 하는 매우 유익한 효과를 제공한다.

유압시스템으로의 공기 침투를 방지하기 위하여, 유압 센트럴 유니트는 저압으로, 바람직하기로는 4바 미만의 압력으로 유압유체를 공급하는 저압관에 연결될 수 있다. 이러한 공급용 저압관은, 압력이 완화될 때 유압시스템들 속으로 대기의 공기의 침투를 방지하는 압력이 유지되도록 예를들어 스로틀을 통해 연료펌프의 구동수단과 배기밸브의 액튜에이터의 제어밸브들쪽의 드레인 또는 저압 포트들에 연결될 수 있다. 드레인관에 더하여 저압관의 사용에 대신하여, 유압유체를 고압관에서 분기하여 예를들어 0.5바 내지 3바의 적당한 압력 수준으로 유체의 압력을 저감시키는 스로틀수단을 통과시킴으로써 적당히 낮은 압력으로 요구되는 유압유체를 공급할 수 있으면 상기 유압유체는 드레인관으로 배출될 수 있다.

유압 센트럴 유니트들은 완전히 서로 독립적이며, 모두 고압관으로부터의 유압유체가 공급된다. 한 센트럴 유니트의 유압유체의 소비는 다른 센트럴 유니트들에 영향을 주지 않으며, 따라서 센트럴 유니트는 고압관에 반대쪽의 메인 차단밸브측에 고압 채널들에 연결된 적어도 2개의 고압 유체 축압기들을 포함하는 것이 바람직하다. 메인 차단밸브의 소비측에 적어도 2개의 유체 축압기들을 배치함으로써 유압 소비시에 유압유체를 센트럴 유니트가 자체적으로 공급하여 고압관에서의 중요한 압력 변동이 발생되는 것을 방지한다.

유압 시스템들이 그들 사이에 장착된 2개의 동심원적 구조의 고압 파이프들에 의해 서로 연결된 고압관의 부분들을 포함하도록 센트럴 유니트들의 공급측에 형성될 수 있으며, 상기 2개의 동심원 구조의 고압 파이프들은 내측 파이프와 외측 파이프를 포함하고, 상기 내측 파이프는 센트럴 유니트의 측면에 클램핑하는 부싱속으로 압력 기밀되게 양단이 삽입되며, 상기 외측 파이프는 그 길이방향으로 외측 파이프에서 이동가능하고 내측 파이프의 부싱의 외경보다 큰 직경을 갖는 컵형 보어를 구비하며 센트럴 유니트의 측면에 장착될 수 있는 컵형 부싱을 한쪽 단부에 구비하고 있다. 상기 동심원적 구조의 고압 파이프들은 최대의 유압에 견딜 수 있어서 고장에 대한 큰 신뢰도를 제공한다. 정상 운전시에, 유압유체는 내측 파이프를 통해서만 유동하며 두 개의 파이프들 사이의 환형의 공간은 그 속에서 누출이 탐지되면 내측 파이프의 파손을 나타내는 경보 신호를 방출하는 누출 모니터수단을 포함할 수 있다. 엔진의 작동은 보수가 이루어질 때까지 계속될 수 있으며, 압력은 외측 파이프에 의해 유지된다.

실시예는 엔진 실린더들의 폭에 있어서 거리상 변화들이 있을 때에도 이중구조 파이프를 구비한 센트럴 유니트들은 엔진의 실린더들에의 장착이 용이한 장점을 제공한다. 센트럴 유니트들을 다소 큰 허용공차로 엔진 실린더드에 장착한 다음에도 아래와 같이 거리 차이들에 대하여 보정될 수 있다. 파이프들이 2개의 센트럴 유니트들 사이에 배치되기전에, 외측 파이프의 2개의 부싱들은 내측파이프의 부싱들이 노출되도록 서로를 향해 밀어진다. 그런다음, 내측 파이프의 플랜지들은 각각의 해당 센트럴 유니트들에 장착된다. 이들 내측 파이프들중 적어도 하나의 플랜지들은 이동가능하게 될 수 있으며 내측 파이프에서 어느정도 회전가능하여 센트럴 유니트들 사이의 길이 변화와 부정확한 장착에 대하여 보정할 수 있도록 한다. 그런 다음 컵형 부싱들이 내측 파이프의 부싱들 위로 밀어 넣어져 각각의 센트럴 유니트들에 고정될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예로하여 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

유압 시스템은 멀티 실린더의 2행정 크로스헤드 엔진(2)에서 실린더(1)들의 유압구동수단들에 가압하의 유압유체를 공급한다. 유압유체는 저장탱크로부터 전달될 수 있으며 예를들어 표준의 유압용 오일일 수 있지만, 엔진 윤활유를 유압유체로서 사용하는 것이 바람직하며, 유압 시스템에는 엔진의 오일 탱크(3)로부터 공급된다. 주 펌프(4)는 적어도 하나의 필터(5)를 통해 유압유체를 저압관(6)으로 공급한다. 주 펌프는 예를들어 1 내지 5바 범위, 바람직하게는 2바의 압력으로 저압관을 유지한다. 펌프 스테이션(7)은 복수개의 고압펌프들을 포함하여 125 내지 325바 범위로 유압유체를 고압관(8)에 토출할 수 있다. 토출압력은 엔진부하에 따라 조정가능하다. 고압펌프들의 일부는 내연기관의 출력축에 의해 구동될 수 있으며, 고압펌프들의 하나 또는 복수개는 전기모터로 구동될 수 있다. 크로스헤드 엔진은 예를들어 선박의 추진엔진이거나 발전설비의 고정 구동장치일 수 있다. 엔진은 종래의 캠샤프트를 갖지 않으며, 그 배기밸브(9)와 연료펌프(10)는 유압구동되고 전기적으로 제어된다. 또한, 일정압력의 통상의 고압의 연료 공급원을 사용할 수도 있으며, 이 경우 각 실린더들에서 개별적인 연료펌프들을 생략할 수 있지만 유압구동 연료펌프들이 바람직하다.

펌프 스테이션으로부터의 고압관(8)은 그의 부분(12)과 관련한 쪽의 유압 센트럴 유니트(11)에 장착되며, 콘솔(13)에서 센트럴 유니트의 하부에 미리 장착되어 일체화되고 그 상부면에서 블록형 바디(14)를 지지한다. 압력관(15)은 상기 바디(14)로부터 배기밸브의 액튜에이터(16)로 연장되고, 액튜에이터로 부터의 드레인관(17)은 바디(14)로 다시 이어진다. 상기 바디(14)는 고압관 또는 귀환관중 어느 하나로 연료펌프(10)용 유압 구동수단에 연결될 수 있다. 연료펌프는 압력 파이프(18)들을 통해 복수개의 분사기들로 연료를 토출한다.

엔진의 각각의 실린더는, 와이어(20)들을 통해 전체적인 동기화 신호와 제어 신호들을 받고 와이어(21)를 통해 바디(14)의 제어밸브들로 제어신호를 출력하는 전자제어 유니트(19)와 연결되어 있다.

저압관(22)은 펌프 스테이션(7)의 저압관 상류측으로부터 분기되어 센트럴 유니트(11)로 4바 미만, 통상적으로는 약 2바의 저압으로 압력유체를 송급한다.

드레인관(23)은 예를들어 엔진의 프레임 박스에 있으며 오일 탱크(3)와 연통된 공동의 드레인구로 사용된 유압유체를 배출하는 센트럴 유니트에 연결된다.

도 2는 센트럴 유니트(11)의 주요한 연결들의 예를 보여주고 있다. 공동의 송급관(25)은 고압관의 부분(12)으로부터 분기되어 개략적으로 점선으로 된 블록형 바디(14)의 소비처로의 분기관으로 이어진다. 정상 운전시 메인 차단 밸브(24)는 도시된 개방위치에 있으며, 여기서 고압관은 바디(14)에 연결된다. 검사, 보수 또는 교체를 위하여 실린더의 유압 시스템의 일부를 분해해야 할 때, 밸브(24)는 수동 또는 전자식으로의 조작에 의해 다른 위치로 셋팅될 수 있으며, 그에 의해 송급관(25)은 고압관의 부분으로부터 차단되고 분기관(23')을 통해 드레인관(23)에 연결됨으로써 센트럴 유니트의 전체 고압 시스템의 압력이 완화되어 유압유체의 최소한의 폐기로 분해할 수 있도록 된다.

센트럴 유니트에 있는 저압관의 미리 장착된 부분(26)은 분기관(27)을 통해 블록형 바디와 연결된다. 분기관의 교축부(28)는 바디(11)로의 공급압력을 1.5바로 제한한다. 블록형 바디에서, 분기관은 채널(27',27",27"')들을 통해 펌프 구동부용 제어밸브(29)의 공급 포트들과, 제어밸브(30) 및 밸브 액튜에이터용 메인 밸브(31)들 각각에 연결된다. 더욱이, 바디(11)의 채널(25',25",25"')들을 통해 송급관은 제어밸브(29)와, 제어밸브(30) 및 메인 밸브(31) 각각의 공급 포튿르과 연결된다.

제어밸브(30)는 3포트 2위치 밸브로서 전자식으로 작동된다. 상기 제어밸브는 예를들어 양 위치들에서 마그네틱 록킹되는 형태의 것으로 자철 재료로 만들어진 밸브 슬라이더의 어느 일단부에 위치한 2개의 코일들중 어느 하나의 자화에 의해 작동된다. 2개 코일의 자화시 고장의 경우에 안전을 위해 스프링(32)이 밸브 슬라이더가 도면에 도시된 위치를 취하도록 미리 장착되며, 저압관은 작동 공급포트에 연결된다. 그 대신에 제어밸브는 통상의 솔레노이드 밸브로 될 수도 있다. 제어밸브(30)의 배출포트는 중간 채널(33)에 연결되며, 상기 채널(33)은 메인 밸브(31)의 슬라이더의 일단부의 피스톤면에 압력이 작용하게 하며 슬라이더의 타단부는 고압관과 영구적으로 연통된 보다 작은 면적의 피스톤면을 갖는다. 제어밸브(30)가 도시된 위치에 있으면, 상기 작은 피스톤 면적에 고압이 작용하여 메인 슬라이더를 도시된 위치로 가압하며, 여기서 저압관은 채널(27"')을 통해 메인 밸브 배출포트에 연결되며 상기 배출포트는 배기밸브의 액튜에이터로의 압력관(15)용 포트로 채널(34)을 통해 이어진다. 중간 채널이 송급관(25)에 연결되는 제 2위치로 제어밸브가 동작되면, 넓은 피스톤면에 작용하는 고압은 메인 밸브의 슬라이더를 제 2위치로 가압하고, 여기서 채널(25"')의 고압이 압력관(15)에 송급되어서 액튜에이터가 배기밸브를 개방시키도록 한다.

제어밸브(29)는 도면에 도시된 바와같이 전자식으로 작동되며, 그의 배출포트로 채널(25')의 고압을 연통시킬 수 있으며, 또한 상기 채널(25')은 채널(35)을 통하여 펌프구동수단의 압력챔버와 통하는 포트로 이어진다. 중간위치에서는 제어밸브의 공급 포트들은 배출포트로부터 차단되고 다른 위치에서는 제어밸브의 배출포트는 저압관의 채널(27')에 연결되고, 상기 채널은 압력을 예를들어 0.5바의 압력으로 제한하는 교축부(36)를 갖는다. 상기 제어밸브는 3포트 3위치밸브로서 유압작용에 의해 메인 슬라이더를 조정하는 신속동작 보조 슬라이더를 가질 수 있다. 상기 보조 슬라이더 또는 메인 슬라이더에는 위치센서가 제공되어 관련한 제어장치(19)에 셋팅된 밸브에 신호를 출력한다. 상기 제어밸브는 예를들어 본 출원인의 WO 94/29578에 개시된 형태로 될 수 있다.

메인 차단밸브(24)의 바로 뒤에는 고압 유체 축압기(37)가 송급관(25)에 연결되어 있다. 상기 축압기는, 밸브 액튜에이터(16)의 단일 동작에 사용되는 유압유체의 량보다 상당히 더 큰 내부 체적을 갖는 압력 용기에 조립되어 있다. 내부 체적은 도관(25)과 연통된 유체 챔버로부터 가스챔버를 구분하는 가요성의 멤브레인에 의해 분할된다. 가스 챔버는 멤브레인의 중립위치에서 고압관(8)의 압력에 일치하는 압력으로 가압된다. 센트럴 유니트는 중앙의 송급관(25)으로부터의 분기관(25',25"') 부근에 있는 블록형 바디(14)에 장착된 동일 형태로 된 2개의 유체 축압기(37',37"')를 구비하고 있다. 제어밸브(29 또는 31)가 개방되면, 유체의 대부분은 바디(14)의 축압기(37',37"')들로부터 토출되고, 제어밸브의 후속적인 폐쇄기간에는 상기 축압기들에 송급관(25)으로 부터 유체가 충전된다. 부분(12)의 근접하여 축압기(37)를 배치함으로써 실린더에 의한 유체 소비의 결과로서 고압관(8)에서의 압력강하가 발생된다.

더욱이, 블록형 바디는 드레인 채널(38,39)들을 포함하며, 상기 드레인 채널들은 펌프 구동부와 밸브 액튜에이터 각각으로부터 드레인된 유압유체를 드레인관(23)으로 배출한다. 밸브(40)와 같은 추가 제어밸브들이 바디(14) 상면의 포트들에 인접하여 위치할 수 있다.

유압 센트럴 유니트(11)는 도 4에 보다 상세히 도시되어 있다. 콘솔(13)은 박스형태로서 큰 강성을 부여하는 전면벽과 적어도 2개으 측벽들을 포함한다. 상기 콘솔은 엔진 프레임 박스의 상판(41)에 고정되어 있다. 상기 상판은 실린더 라이너(42)를 지지하며, 그 하부(43)는 외측 직경이 감소되고 엔진 프레임 박스의 실린더 부분에 있는 소기박스(44)속으로 하향 돌출되어 있다. 배기밸브(9)는 상판에 클램핑된 커버(45)에 도면에는 일부만 도시된 커버 스터드(46)로 장착된다. 통로(47)는 상판(41)으로부터 돌출되어 있다. 콘솔의 높이는 압력관(15,18)들이 짧은 길이를 가져서, 적어도 500 mm의 실린더 보어들을 구비한 대형 엔진에 있어서 콘솔 높이가 55 - 120 ㎝로 되게 한다. 이것은 센트럴 유니트에 장착되는 유압 요소들로 분해하도록 통로에 서있는 작업자에 편리한 작업 높이를 제공한다.

고압관(8)은 콘솔의 한쪽 벽으로부터 다른쪽 벽으로 연장된 스틸재의 바디(48)에 장착된다. 이러한 스틸재의 바디는 부분(12)을 구성하는 보어로된 제 1채널과 부분(26)으로 구성하는 제 2채널을 가지며, 상기 메인 차단 밸브(24)는 스틸재의 바디의 정면에 장착되어 보수를 위한 용이한 접근을 허용한다. 송급관(25)은 바디(14)의 저면에 그리고 축압기(37)가 장착된 소켓에 연결된 파이프로서 블록형 바디까지 형성된다. 마찬가지로, 도관(23,27)은 바디(14) 밑에 파이프로 형성된다.

블록형 바디(14)는 고압통로와 저압통로 및 드레인 통로들용의 많은 내부 채널들이 스틸재 바디에 보어들로서 형성된다. 제어밸브(29-31)들은 바디의 정면에 장착된다. 구동부를 구비한 연료펌프는 바디(14)의 상면에 직접 장착되어 구동부의 압력챔버가 채널(35)의 단부에 있는 포트와 직접 연통된다.

고압 파이프(8)는 센트럴 유니트(11)들 사이에서 내측 파이프(49)와 그에 동심원적으로 배치된 외측 파이프(50)로서 형성되며, 상기 내외측 파이프들은 최대의 고압에 견딜 수 있다. 2개의 파이프들이 센트럴 유니트들 사이에 장착되며, 센트럴 유니트들의 장착에서 불가피한 치수 변화에 대하여 보정할 수 있는 파이프들의 미리 제작된 세트로서 공급된다. 내측 파이프(49)는 그 양단에, 관련된 센트럴 유니트의 측면에 클램핑 하도록 압력 기밀되게 부싱(51,51')이 삽입된다. 상기 내측 파이프는 부싱들중 적어도 하나에 대하여 길이방향으로 이동가능하게 되고 양 부싱들에 대하여 어느정도 각도 회전될 수 있어서 거리와 정렬에 있어서 부정확성을 보정한다. 외측 파이프는 각각의 단부에 컵형의 부싱(52,52')을 구비하며, 상기 부싱들은 외측 파이프의 길이방향으로 이동가능하고 관련된 센트럴 유니트들의 측면들에 장착될 수 있다. 이들 부싱들은 또한 외측 파이프에 대하여 작은 각도로 회전될 수 있다. 상기 부싱(52,52')들은 내측 파이프의 부싱들 위에서 이동가능하도록 내측 파이프의 부싱들의 외경 보다 더 큰 직경을 갖는 컵형 보어를 갖는다.

본 발명은 상술한 특정한 실시예에만 제한되지 않는다. 예를들어 복수개의 단계들 또는 위치들을 갖는 다른 형태의 제어밸브들을 사용할 수 있으며, 저압관은 생략되거나 드레인관에 의해 교체될 수도 있고, 바디(14)는 전술한 것보다 더 많은 밸브들과 채널들 및 드레인 통로들을 가질 수 있다. 또한, 다른 형태의 센트럴 유니트로부터 유압으로 작동되는 실린더 요소들, 예를들어 유압으로 구동되는 실린더 윤활장치가 제공될 수 있다. 실린더 윤활장치는 블록형 바디에 장착될 수 있다.

본 발명에 따른 유압 센트럴 유니트는 유압 시스템의 구성 요소들을 모듈화하여 센트럴 유니트들로 조립할 수 있어서 엔진 구조설계에 있어 큰 유연성을 갖게 하며, 이것은 대형의 2행정 크로스헤드 엔진의 경우에 큰 잇점이 있으며, 또한, 센트럴 유니트는 고압 공급을 위하여 메인 차단밸브를 포함하며 상기 차단밸브는 센트럴 유니트들을 개별적으로 차단할 수 있고 정밀검사를 위해 단일 실린더의 센트럴 유니트를 차단하고 결함이 있는 부품들을 교체할 수도 있으며, 일시적으로 해당 실린더를 분리되게 하여 그 결과 부하를 약간 감소되게 하여 엔진을 계속 작동하게 할 수도 있다. 또한, 본 발명의 센트럴 유니트는 블록형 바디와 지지 콘솔로 분할됨으로써 센트럴 유니트의 제조를 간편화할 수 있게 하며, 이중구조 파이프를 구비한 센트럴 유니트들은 엔진의 실린더들에의 장착이 용이한 장점을 제공한다.

따라서, 본 발명의 유압 센트럴 유니트는 엔진의 정지에 대하여 높은 신뢰성을 갖도록 하고 유압시스템의 설치 및 보수유지를 간편하게 하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 2행정 크로스헤드 엔진용 유압시스템의 개략적인 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 유압 센트럴 유니트의 유압 시스템의 개략도.

도 3은 도 1의 엔진의 측면도.

도 4는 센트럴 유니트를 보여주는 확대된 부분 단면도.

도 5는 2개의 센트럴 유니트들 사이의 이중구조 파이프의 측단면도.

Claims (11)

1. 가압된 유압유체로 유압으로 구동하는 장치에 의해 작동되는 복수개의 배기밸브(9)와 연료펌프(10)들을 구비하는 내연기관(2)의 실린더용 유압 센트럴 유니트(11)에 있어서,

   배기밸브의 액튜에이터용의 적어도 하나의 압력관(15)을 연결하는 포트;

   가압된 유압유체를 공급하는 고압관(15)을 연결하는 포트;

   유압을 차단하는 저압관(22, 23)을 연결하는 포트;

   적어도 배기밸브를 제어하는 제어밸브(30,31); 및

   제어밸브를 경유하여 상기 액튜에이터용 압력관(15)에 대한 상기 포트를 가압된 유압 유체 공급용 고압관(15)을 연결하는 포트에 연결하거나 또는 유압을 차단하는 저압관(22, 23)을 연결하는 포트에 연결하는 내부 채널(25, 25', 25", 25"', 27, 27', 27", 27"',34)을 적어도 포함하며,

   폐쇄된 위치에서는 센트럴 유니트의 제어밸브들로부터의 고압관(8)을 차단하며 개방위치에서는 작용하지 않는 메인 차단밸브(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 센트럴 유니트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 메인 차단밸브(24)는 그의 폐쇄위치에서 드레인관(23)을 내부의 메인 채널과 연결하며, 상기 메인 채널은 메인 차단밸브의 개방위치에서 고압관(8)과 연통하게 하는 것을 특징으로 하는 유압 센트럴 유니트.
3. 제 1항에 있어서, 상기 실린더 부분의 상판(41)에 장착된 콘솔(13)을 구비하며, 그로부터 실린더 라이너가 상방으로 돌출되어 있고, 블록형 바디(14)는 콘솔의 상부에 장착되며, 상기 콘솔(13)은 블록형 바디의 상면이 상판 위로 적어도 80㎝의 높이로 된 것을 특징으로 하는 유압 센트럴 유니트.
4. 제 1항에 있어서, 실린더 마다 하나의 센트럴 유니트(11)가 제공되는 것을 특징으로 하는 유압 센트럴 유니트.
5. 제 1항에 있어서, 각각의 센트럴 유니트는 블록형 바디 밑의 지지 콘솔(13)에 위치한 고압관의 부분(12)을 포함하며, 상기 메인 차단 밸브(24)는 블록형 바디와 부분(12) 사이의 유동 통로에 위치한 것을 특징으로 하는 유압 센트럴 유니트.
6. 제 1항 내지 5항중 어느 한 항에 있어서, 실린더의 연료는 피스톤형의 유압으로 구동되는 연료 펌프(10)에 의해 토출되며, 그의 유압구동부는 고압관(8)과 저압관(22,23)과 연결을 위해 블록형 바디(14)의 적어도 하나의 포트에 연결되며, 상기 블록형 바디의 제어밸브(29)는 배기밸브의 액튜에이터용 제어밸브(30)와 독립적으로 피스톤 펌프로 부터의 연료 토출을 제어하도록 된 것을 특징으로 하는 유압 센트럴 유니트.
7. 제 6항에 있어서, 상기 유압장치를 구비한 연료펌프(10)는 센트럴 유니트으 블록형 바디(14)의 상면에 장착되는 것을 특징으로 하는 유압 센트럴 유니트.
8. 제 1항 내지 5항중 어느 한 항에 있어서, 센트럴 유니트의 상기 제어밸브는 실린더 제어장치(19)와 엔진 제어장치에 의해 전자식으로 제어되는 것을 특징으로 하는 유압 센트럴 유니트.
9. 제 1항 내지 5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 저압, 바람직하기로는 4바 미만 압력의 유압유체를 공급하는 저압관(22)에 연결되는 것을 특징으로 하는 유압 센트럴 유니트.
10. 제 1항 내지 5항중 어느 한 항에 있어서, 고압관(8)의 반대쪽의 메인 차단밸브(24)쪽의 고압채널들에 연결된 적어도 2개의 고압 유체 축압기(37,37')를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 센트럴 유니트.
11. 제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서, 센트럴 유니트들 사이에 장착된 2개의 동심원적인 구조의 고압파이프들에 의해 서로 연결된 고압관(8)의 부분들(12)들 구비하고, 상기 2개의 동심원적인 구조의 고압 파이프들은 내측 파이프(49)와 외측 파이프(50)를 포함하며, 상기 내측 파이프는 센트럴 유니트의 측면에 클램핑하도록 부싱(51,51')속으로 압력 기밀되게 양단이 삽입되며, 상기 외측 파이프는 그 양단에 컵형 부싱(52,52')이 제공되며, 상기 컵형 부싱은 외측 파이프의 길이방향으로 외측파이프에서 이동가능하며 센트럴 유니트의 측면에 장착될 수 있고 내측 파이프의 부싱의 외경보다 더 큰 직경을 갖는 컵형 보어를 갖는 것을 특징으로 하는 유압 센트럴 유니트.