KR100501568B1

KR100501568B1 - 관성력균형을위한장치

Info

Publication number: KR100501568B1
Application number: KR1019970010560A
Authority: KR
Inventors: 이야즈 바이드
Original assignee: 맨 비 앤드 더블유 디젤 에이/에스
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 2005-11-21
Also published as: CN1073676C; DE19613445C2; CN1165925A; JP3348373B2; KR970070616A; JPH1030451A; DE19613445A1

Abstract

크로스헤드 디젤엔진처럼 적어도 두 개의 균형추를 가지고 있는 대형엔진의 2차 관성력 균형을 이루기 위한 장치로서, 균형추들은 평행회전축(5,6)을 이용하여 엔진본체(1)에 나란히 장착되고, 각각 하나의 동력기어(7, 8)를 통해 2배속 크랭크축 전동장치를 이용하여 역방향으로 움직이고, 이로써 엔진 길이방향으로 매우 조밀하고 질량을 줄일 수 있는 배열을 이룰 수 있고, 서로 교차하는 회전영역(22, 23)을 가진 균형추들은 엔진길이방향으로 나란히 위치하는 면에 배열된다.

Description

관성력 균형을 위한 장치

본 발명은 두 개의 균형추를 구비하고 크로스헤드 디젤엔진과 같은 대형엔진의 2차 관성력 균형을 위한 장치에 관한 것이다. 균형추들은 평행 회전축에 의해 엔진본체에 나란히 장착되고, 각각 동력기어를 통해 2배속 크랭크축 전동장치를 이용하여 역방향으로 구동된다.

이러한 장치를 구비하는 크로스헤드 디젤엔진은 DE-PS 27 57 332에 공지되어 있다. 여기에서, 각 균형추는 이동식으로 설치된 동력기어의 회전축 위에 자체의 허브를 구비하는 두 개의 보조베어링 사이에 놓여있다. 부채꼴 모양의 균형추들은 보조베어링 사이 너비만큼 뻗어있다. 균형추들이 구동시 서로 닿지않고 지나칠 수 밖에 없으므로써, 즉 회전축에서 가장 먼 외면(outer surface)이 그리는 회전원들이 서로 떨어져 있음으로써, 균형추들 사이의 최소간격이 정해진다. 이 구조물은 내연기관의 설계시 요구되는 균형추의 질량 때문에, 다소 넓은 균형추와 엔진길이 방향으로 적지않은 공간을 필요로 한다.

본 발명의 목적은 엔진길이방향으로 비교적 적은 공간을 필요로 하는 동종의 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적은, 특허청구범위의 상위 개념에 따른 장치에서 회전영역이 서로 교차하는 균형추들을 엔진길이방향으로 나란히 놓여 있는 평면들에 배열함으로써 달성된다.

이러한 구조에서는 동력기어의 간격이 이루어지고 2차 모멘트가 일정하고 균형을 이룬다면, 질량 및 이와 함께 특히 균형추의 두께를 줄일 수 있는데, 그 이유는 질량의 변화와 질량의 영향을 받는 평균 반지름의 변화가 질량의 균형을 위해 필요한 원심력을 계산할 때 제곱으로 계산되기 때문이다. 본 발명을 적용하면 균형추의 두께와 질량이 감소되므로 균형추가 엔진길이방향으로 필요로 하는 공간도 축소된다.

바람직한 실시예에 따르면, 각 균형추는 각각 병합되는 동력기어 양쪽에 장착되는 2개의 부분균형추를 포함한다. 이렇게 해서 매우 단순하고 조밀한 구조가 만들어진다. 동력기어가 운반기의 기능을 하기 때문에 부분균형추들은 바람직하게 자체 허브를 필요로 하지 않는다.

동력기어는 주로 엔진본체와 견고하게 연결된 2개의 베어링 사이에 놓이게 된다. 이렇게 함으로써 공간을 절약하는 구조가 만들어지고 동력기어를 동시에 이동하도록 설치하는 것을 방지할 수 있으므로, 원하는 강성(stiffness)을 얻는데 유리하다.

도면과 함께 다음에 기술되는 실시예를 통해 더 많은 바람직한 방안들을 알 수 있다.

[실시예]

이같은 대형 디젤엔진의 기본구조와 작동방식은 선박의 엔진에 있어 중요하게 쓰일 수 있으며 그 자체로도 잘 알려져 있다. 참조부호 1로 표시된 엔진본체는 크랭크축을 포함한 받침틀상에 장착되고 엔진세로축에 대해 횡으로 뻗는 외벽(2)을 포함한다. 엔진의 정면을 구성하는 외벽(2)과 그 옆 외벽(2) 사이에 2차 관성력 균형장치가 위치한다. 여기에 포함되는 베어링(3, 4)은 외벽(2)과 엔진본체(1)에 견고하게 연결되고, 엔진 길이방향과 평행하게 뻗는 2개의 회전축(5, 6)에 적합하며, 회전축에는 각각 동력기어(7, 8)가 장착된다.

동력기어(7, 8)는 크랭크축 상에 장착된 기어(9), 캠(cam)축 상에 장착된 기어(10), 흔들지렛대(11) 위에 위치한 장력기어(12), 두개의 동력기어(7, 8), 기어(9, 10) 및 장력기어(12)와 맞물려 있는 체인(13)을 구비하는 전동장치의 일부분을 형성한다. 따라서 두 동력기어(7, 8)는 서로 떨어져 있으며 서로 맞물리지 않는다. 체인(13)은 여러겹으로 구성되어 있다. 따라서 체인과 함께 작동하는 기어(7-10 및 12)에는 다수의 평행 톱니열을 갖는다. 동력기어(7과 8)의 직경은 기어(9)의 절반이고 회전수는 두 배이다. 앞서 말한 체인 드라이브(chain drive) 대신 휠 기어(wheel gear)를 놓을 수 있는데, 그 경우 상기 기어(7-10 및 12)는 중간 기어에 의해 상호 결합된다.

도 2에서 보면 같은 모양의 부분균형추(14, 15)는 2차 모멘트의 균형을 위해서 동력기어(7)의 바깥면에 나사(16, 17)에 의해 플랜지 결합된다. 마찬가지로 두개의 부분균형추(18, 19)는 나사(20, 21)에 의해 동력기어(8)에 고정된다. 부분균형추(14, 15, 18, 19)에는 나사(16, 17, 20, 21)가 달린 플랜지가 장착된다. 각각 한 조를 이루는 부분균형추(14, 15 및 18, 19)는 각각 계산상 전체 균형추가 된다. 부분균형추(14, 15, 18, 19)는 서로 나란히 위치하여 도 1에서 일점쇄선으로 표시된 회전영역(22, 23)이 회전축(5, 6)을 넘어서는 반지름 축 간격의 절반에 해당될 수 있고 따라서 도 1에서 보여지듯이 서로 교차할 수 있다.

부분균형추(14, 15)는 안쪽 면에 있는 동력기어(7)에, 부분균형추(18, 19)는 바깥면 동력기어(8)에 위치함으로써, 부분균형추(18, 19)가 안쪽면에 위치한 맞은편 부분균형추(14, 15)를 포함하는 것이 바람직하다. 서로 이웃한 부분균형추(14, 18과 15, 19) 사이에는 여분의 간격이 많기 때문에 상호접촉은 전혀 불가능하다. 서로 이웃한 부분균형추(14, 18과 15, 19)에는 각각 마주하는 부분균형추가 맞물리고 상호 병합되는 테두리 니치(niche)가 구비되어 있다. 따라서 안쪽 부분균형추(14, 15)를 포함한 바깥 쪽 부분균형추(18, 19)에는 안쪽 테두리 니치가, 안쪽 부분균형추(14, 15)에는 바깥쪽 테두리 니치가 구비되어 있다.

부분균형추(14, 15)는 부분균형추(18, 19)에 비해 측면으로 오프셋(offset)됨으로써 맞은편에 위치한 기어(8)의 영역까지 앞으로 당겨질 수 있다. 부분균형추(18, 19)와 기어(7)의 관계도 마찬가지이다. 계산의 기초가 되는 부분균형추(14, 15, 18, 19)의 평균 반경이 증가하고 이 반경은 계산할 때 제곱이 되기 때문에, 질량과 특히 부분균형추(14, 15)의 두께는 줄어들 수 있다. 두께는 1차(linear)로만 계산되기 때문이다.

그 외에도 이 구조에서는 부분균형추(14, 15, 18, 19)를 간단히 교환함으로써 부분균형추들의 질량을 특수한 엔진으로 균형이 잡히는 관성력에 맞출 수 있다. 만약 균형추들을 나누지 않는다면 그들의 질량을 줄이는 일 역시 가능하다. 그 경우 일체형 균형추는 서로 이웃한 면, 예를 들어 베어링 운반기 바깥에 배열된 동력 기어에 의해 작동하는 축(5와 6) 위에 놓이게 된다.

본 발명에 의한 관성력 균형장치는 엔진의 한 쪽 끝, 혹은 양 쪽 끝부분에 놓여질 수 있다.

앞에서 설명한 대로, 이 발명은 상기 서술한 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 수용하는 대형 크로스헤드 디젤엔진의 두 외벽 사이에 유도되는 수직단면에 의거한 본 발명에 의한 장치의 정면도.

도 2는 본 발명에 의한 장치의 수평단면도이다.

Claims

평행 회전축(5, 6)에 의해 엔진 본체(1)에 나란히 장착되고 각각 동력기어(7, 8)를 통해 2배속 크랭크축의 전동축을 이용하여 역방향으로 구동되는 균형추를 적어도 2개 구비하고, 크로스헤드 디젤엔진과 같은 대형엔진의 제2차 관성력 균형을 위한 장치로서,

상기 균형추(14, 15; 18, 19)는 상호 교차하는 회전 영역(22,23)과 함께 엔진 길이 방향으로 나란히 위치하는 면에 배치되고,

상기 각 균형추는 각각 병합되는 동력기어(7, 8) 양쪽에 장착되는 두개의 부분균형추(14, 15, 18, 19)를 포함하는

것을 특징으로 하는 관성력 균형을 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 동력기어(7, 8)는 엔진본체(1)와 견고하게 연결된 두 개의 베어링(3, 4) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 관성력 균형을 위한 장치.
제2항에 있어서, 상기 베어링(3, 4)은 엔진축에 대해 횡방향으로 연장되고 상호 인접하는 엔진본체(1)의 두개의 외벽(2) 상에 수용되는 것을 특징으로 하는 관성력 균형을 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 부분균형추(14, 15, 18, 19)는 플랜지를 구비하고 플랜지에 달린 나사(16, 17, 20, 21)에 의해 각각 병합된 동력기어(7, 8)에 고정되는 것을 특징으로 하는 관성력 균형을 위한 장치.
제1항 또는 제4항에 있어서, 각각 서로 마주보는 부분균형추(14, 18 또는 15, 19)에 각각 서로 병합되는 테두리 니치가 구비되는 것을 특징으로 하는 관성력 균형을 위한 장치.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 동력기어(7, 8)는 엔진본체(1)에 견고하게 연결된 두개의 베어링(3, 4) 사이에 위치하고, 각 균형추는 각각 병합되는 동력기어(7, 8) 양쪽에 장착된 두개의 부분균형추(14, 15; 18, 19)를 포함하며, 하나의 동력기어(7)에 장착된 부분균형추(18, 19)와 다른 동력기어(8)에 장착된 부분균형추(14, 15)가 서로 교차하는 회전영역을 구비하고 엔진길이방향으로 나란히 위치하는 면에 배열되는 것을 특징으로 하는 관성력 균형을 위한 장치.