KR100903894B1 - 중앙윤활장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중앙윤활장치에 관한 것으로, 이 중앙윤활장치는 피스톤펌프유니트(6)의 열이 있는 하우징(2)을 갖는다. 도 1은 종래의 기술을 도시하고, 도 3은 본 발명의 장치를 도시한다. 본 발명의 장치는 조정가능한 볼트(32)에 의해서, 피스톤펌프유니트의 피스톤(10)을 작동하게 하는 추력패드(20)에 작용하는 구동캠(16)이 구비된 회전축(18)을 지지하는 하나 이상의 베이링라이너(34)를 구비한다. 추력패드(20)와 구동캠(16')이 경화되고 회전축(18)이 베이링라이너(34)에 의해서 지지되기 때문에, 기존의 원리에 따라서 사용되고 분사되는 종래의 분사압이나 펌프압보다 약 10배 큰 압력으로 가압되는 분사노즐에 의해서 중앙윤활을 가능하게 하기 위해서 매우 적은 변경만으로 종래의 하우징을 사용하는 것이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 중앙윤활장치는 100바아 이상의 압력까지 사용하는 것이 가능하여 종래의 중앙윤활장치보다 성능이 더 향상된다.

Description

중앙윤활장치{Central lubricating unit}

본 발명은 대형 디젤엔진, 특히 선박용 엔진에서 윤활유 분사에 의해서 엔진실린더를 윤활하는 중앙윤활장치에 관한 것으로, 이 장치는 피스톤펌프 열에서, 각각 축방향으로 이동가능하고 스프링력을 받고 있는 피스톤을 위한 추력패드와 상호작용하는 구동캠이 구비된 공통 회전축(rotating shaft)에 의해서 구동되는 피스톤펌프 열을 포함하여 이루어지는 소형펌프유니트로 이루어진다.

이러한 윤활장치는 보통 소형펌프유니트로 만들어지고, 이 유니트는 각각의 실린더에 가깝게 장착되며, 윤활유 공급용 저장통에 관연결되고 실린더벽의 다른 부분에서 다수의 윤활유 분사노즐에 연결되어 있다. 각 유니트는 다른 윤활점을 작동시키는 피스톤펌프 열을 가지고 있고, 이 펌프 열은 캠이 구비된 동일한 회전축에 의해서 구동되며, 이 윤활장치의 하우징에서는 피스톤이 그 한 부분인 각각의 피스톤펌프를 작동시키기 위해서 피스톤이 회전축의 회전에 의해서 왕복운동할 수 있도록 회전축의 방향으로 스프링력을 받는, 축방향으로 이동가능한 각각의 피스톤에서 상기 캠이 회전축의 회전에 의해서 추력패드와 상호작용한다.

점화된 연소에서 다음 작동스트로크의 전(前)이라고 하더라도, 엔진피스톤의 상향복귀 스트로크 동안에, 즉 압축운동 동안에 윤활유가 실린더로 분사된다는 것은 불변의 원칙이기 때문에, 피스톤펌프로부터의 분출압력이 매우 크게 요구되지 않는 조건하에서 작동한다는 같은 원칙에 따라 여러 해 동안 결점없이 상기와 같은 윤활장치는 작동하여 왔다. 그러므로, 10바아(bar) 크기의 분사압력이나 펌프압력으로 작동된다는 것은 당면한 관심사였다.

국제 공개번호 제00/28194호와 비교하여, 지난 여러 해 동안 윤활유를 분무하는 것을 달성하기 위해서, 가압된 분사(atomising)노즐을 통해서 윤활유를 분사하여 윤활을 효과있게 하는 것이 제안되어 왔고, 비록 이 방법이 피스톤의 상승운동 동안에 연속적으로 발생할 수 있다고 하더라도, 윤활유는 보통의 간단한 분사노즐을 통해서 미세한 분사(atomisation)를 보장하기 위해서 훨씬 더 높은 압력에서, 예컨대 100바아까지의 압력이나 그 이상의 압력에서 공급되어져야만 한다고 제안되어져 왔다. 이와 같은 사항은 종래의 윤활장치구조의 능력과는 거리가 멀기 때문에, 완전히 새로운 펌프구조가 고려되어 왔다.

그러나, 본 발명에 의해서 종래의 구조가 2개의 주요사항 중 적어도 하나에서 변경되면, 즉 부분적으로는 상기 장치의 하우징의 후면벽에 대하여 상기 회전축의 미끄러지게 고정된 지지대에 의해서, 또한 부분적으로는 상기 구동캠과 이의 상호작용부분을 경화된 개조물로 만듦으로 해서, 종래의 구조를 이용하는 것이 가능하다는 것이 놀랍게도 발견됐다. 더 자세하게는 회전축을 지금까지보다 다소 더 강하게 하는 것과 캠을 더 회전축에 고정시키는 것도 요구된다는 것이 더해진다.

본 발명에 따르면, 중앙윤활장치는 윤활장치가 윤활유분무를 위해서 가압된 분사노즐과 연결된다는 점과, 축방향으로 이동가능한 피스톤의 직경방향으로 반대편에 위치된 하나 또는 둘 이상의 베어링라이너에 의해서 회전축의 길이를 따라서 지지된다는 점, 구동캠과 상호작용 추력패드는 적어도 경화표면으로 만들어진다는 점 및, 베어링라이너는 베어링라이너의 위치의 조정을 가능하게 하는 볼트를 사용하여 펌프유니트에서의 후면벽에 장착된다는 점에서 특징을 갖는다.

그러므로, 다른 한편으로 본 발명의 실시예에서 윤활장치를 크게 유지하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있고, 물론 이점은 상당한 장점이 될 것이다. 더 강하게 된 회전축을 지지하도록 하는 것은, 피스톤펌프를 위해서 필요한 고압으로의 이동을 안전하게 하고, 경화된 상호작용부분은 이의 상호작용하는 마모표면의 좋은 마모에 대한 저항을 보장할 것이다.

마모에 대한 저항을 고려하면, 감지할 수 있는 마모는 단지 펌프스트로크마다 배출된 윤활유체적의 작은 변화만을 발생시키기 때문에, 종래의 윤활장치에 의해서, 구동캠과 이와 상호작용하는 피스톤에서의 감지할 수 있는 마모나 이를 위한 추력패드가 허용되어야 한다는 것이 언급되어져야만 한다. 이러한 상황은 본 발명과 관련해서 다르다. 여기에서는 요구되는 높은 분사압력에서 윤활유를 사용하는 것이 주요기능이나, 분사되지 않은 윤활유는 매우 비효율적으로 사용될 것이기 때문에, 상기와 같은 상황은 본 발명과 관련해서는 다르다.

실험에 의해서, 높은 압력에서 작동하는 심지어 상기 부분의 보통의 마모는 윤활유 분사의 질에 중대한 부정적인 영향을 준다는 것이 확인되었고, 교체되지 않는 펌프를 사용하여, 구동캠의 작동전단부와 작동후단부가 가장 강한 마모작용에 특별하게 피해를 입을 이유가 있는 것으로 밝혀졌다. 이것은 연속적으로 더 감쇄된 운동으로 피스톤 운동을 시작하고 끝낸다는 것을 의미하여서, 윤활유의 효과적인 분사를 위해서 노즐에서의 윤활유가 유효한 압력하에 있는 시간에 영향을 준다.

그러므로 본 발명에 의해서, 상기 구동캠의 작동전단부와 작동후단부를 더 마모에 저항할 수 있도록 만드는 것은 특별하게 중요하다. 이는 경화된(hardened) 강을 일반적으로 사용할 때 이미 유효하게 달성가능하다고 밝혀졌으나, 고려된 구동캠 영역의 특별한 보강(enforcing)의 다른 형태를 배열하는 것은 본 발명의 범위내에 있을 것이다.

이러한 배경에서, 본 발명에 따라서 이미 존재하는 윤활장치가 어떠한 기본적인 재구성없이 비교적 간단한 방법으로, 요구되는 높은 압력의 작동으로 변경될 수 있다는 것은 또 다른 가능성이 될 것이다.

본 발명은 도면을 참조로 하여 아래에서 더 자세하게 설명된다.

도 1은 관련된 종류의 종래 윤활장치의 단면도이고,

도 2는 상기 장치의 종단면도,

도 3은 도 1에 상응하는 본 발명에 따른 윤활장치의 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 장치 내에서의 캠의 배열을 나타내는 사시도이다.

도 1과 도 2에 도시된 장치는 박스모양의 하우징(2)을 가지고, 이 하우징의 전면벽(4)에는 피스톤펌프유니트(6)의 열(列)이 있으며, 도 1에는 단지 1개만이 도시되어 있다. 이 장치에는 윤활유를 위한 하부입구가 형성되어 있는 밸브하우징(8)과, 하우징(2)으로 돌출된 피스톤을 수용하기 위한 중간부가 있으며, 피스톤펌프를 위한 상부출구가 형성되어 있다. 유량표시기(12)에 의해서, 출구는 상부연결용 스터브(stub)에 연결되어, 관을 연결하는 이러한 스터브의 전체 열로부터, 이와 관련된 엔진실린더에서의 윤활점까지 예컨대 6내지 24개의 윤활점까지 뻗는다.

피스톤(10)은 엔진의 크랭크축과 함께 동시에 회전하는 회전축(18)에서 구동캠(16)에 의해서 작동된다. 피스톤은 직접 작동되지 않으나, 각각의 로커아암(22)에서 추력패드(20)에 의해서 작동되고, 로커아암은 고정된 축(24;axle)을 중심으로 선회하며, 전면벽으로부터 안쪽으로 돌출되는 각각의 고정나사(28)와 상부에서 상호작용하는 위쪽으로 돌출된 연장부(26)를 가진다. 피스톤(10)은 각각의 상부아암의 단부가 고정나사(28)에 접할 때까지 안쪽으로 힘을 받게 하는 추력패드(20)에 대하여 안쪽의 방향으로 스프링력을 받는다. 그러므로, 펌프유니트를 위한 초기위치는 각각의 추력패드(20)가 이와 관련된 구동캠(16)이 통과할 때 바깥쪽으로 힘을 받는 것으로부터 결정될 것이다. 도시된 상황에서는 연장부(26)와 고정나사(28) 사이의 특별한 거리가 존재해야 하기 때문에, 캠이 통과하는 동안에 추력패드(20)는 피스톤(10)을 작동시키기 위해서 바깥쪽으로 힘을 받을 것이고, 피스톤의 스프링력의 작용으로 캠이 통과한 후에 상기 초기 위치로 되돌아 갈 것이다. 그러므로 고정나사는 피스톤 각각의 작동스트로크와 이로 인해서, 각각의 펌프유니트의 성능을 결정하기 위해서 작동될 수 있다.

본 발명과 관련하여 구동캠이 특별한 주목을 끈다는 것이 상기에 나타나 있다. 그러므로, 캠은 종래의 방법으로, 즉 도 1에 도시된 것처럼 회전축(18)에 장착되기 위해서 뚫려진 구멍이 한쪽 단부에 가깝게 형성된 평평한 바아의 일부분으로 만들어진다. 구멍을 뚫은 후에, 이 구멍의 단부는 넓혀지고 이어서 회전축에 조심스럽게 적용하기 위해 마무리되어 캠몸체는 핀에 의해서 간단한 방법으로 고정된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 회전축(18)은 하우징(2)의 단부벽에서 베어링하우징(30)에 의해 지지되고, 반면에 고정된 축(24)은 같은 벽에서 편심되게 위치된 볼트(32)에 의해 지지되며, 바람직한 조정의 목적으로 축의 위치를 특별하게 변경하는 것을 가능하게 하나, 본 발명에 대해서는 특별하게 관련되지 않는다.

이미 언급되었듯이, 본 발명에 의해서, 종래의 압력보다 훨씬 높은 펌프압력이 요구되어진다는 것과, 종래의 펌프는 이러한 목적에 적합하지 않다는 것으로 나타났다는 문제와 부딪힌다. 종래의 기본구조는 비교적 간단한 변경, 즉 아래와 같은 최선의 변경의 조합에 의해서 실제로 사용가능해질 것이라는 것이 놀랍게 발견되기 전까지 본 발명과 관련해서 더 적절한 구조와 관련된 많은 고려가 있어 왔다.

a)적용된 베어링하우징(30)에서 회전축(18)은 약간 증가된 직경으로 만들어져서 증가된 부하 아래에서 회전축의 비틀림은 수용가능한 수준으로 유지될 수 있다.

b)구동캠(16)과 로커아암(22)은 이들의 마모에 대한 저항을 늘리기 위해서 경화된(hardened) 개조물로 만들어진다.

c)회전축(18)은 캠(16)사이의 하나나 수개의 공간에서 하우징의 후면벽에 압착으로 연결되는 이 회전축(18)을 위한 고정된 후부지지대를 배치하여 가로방향으로 안정된다.

d)구동캠(16)은 변경된 방법으로 회전축(18)에 고정된다.

a)에 대해서, 이것은 당해업자의 선택에 기초하며, 보통의 조건, 즉 특별한 크기의 필요조건은 여기에서 만들기 어렵다. 그러나, 약간의 적용을 위해서, 증가된 직경에도 불구하고 회전축(18)은 베어링하우징(30)에서 변경되지 않은 외경으로 여전히 수용될 수 있어서 하우징구조는 변경될 필요가 없다.

b)에서는, 변경된 압력조건이 펌프시스템에서 훨씬 강한 기계적 작용을 발생시키나, 본 발명에 의해 여기서 논의된 부분이 다른 변경과 관련되어 조합된 형상으로서 경화된 개조물에서 만들어질 때, 이 시스템은 크게 변경되지 않고 유지될 수 있다. 매우 증가된 마모작용이 구동캠과 로커아암 사이에서 발생될 수 있고, 만약에 경화된 마모부분이 사용된다면, 놀랍게도 종래의 구조는 매우 잘 유지될 수 있다.

c)에 있어서, a)와 비교하여 회전축(18)의 직경을 증가시키는 것은 허용가능한 수준을 넘어서 회전축의 반대비틀림을 위해서 주요하나, 로커아암과 구동캠에 의해서 피스톤에 의해 작용된 강한 반대압력하에서 바깥쪽으로 스스로 휘어지는 회전축에 의해서 직접 많이 영향받지 않을 것이기 때문에, 다른 주요변수는 축의 굽 힘강도이다. 그러므로, 필요한 회전축의 강도는 상당히 증가된 회전축의 직경을 요구할 것이다. 완전히 다른 구조의 장치를 말하는 것이 아니고, 적절한 갯수의 후부지지대가 하우징의 후면벽을 향하여 회전축의 미끄럼지지를 위해서 더해질 때, 도 3에 도시된 바와 같이 종래의 시스템이 유지된다는 것은 완전히 허용가능하다는 것이 발견되었다. 도시된 예에서, 짧은 지지로드나 볼트(32)를 말하며, 이것은 베어링라이너(34)와 함께 회전축(18)에 인접한다. 더 작은 장치에서, 회전축의 중앙에 단일한 이와 같은 후부지지대를 위치시키는 것이 유효할 수 있으나, 다수의 후부지지대가 매우 잘 제공되어질 수 있다.

d)에 대해서, 이미 언급된 구동캠을 고정하는 종래의 방법은 경화된 캠과 관련하여 적절하지 않으나, 더 간단한 방법과 정렬로, 즉 도 4에 도시한 바와 같이 다른 것을 사용하는 것은 매우 안전하다는 것이 발견되었다. 캠(16)은 회전축(18)의 두께보다 약간 작은 크기로 만들어지고, 이것은 중앙에 볼트구멍(36)과 측면과 가깝게 한 쌍의 핀구멍(38)이 있는 가능하게는 회전축의 길이방향으로 약간 서로 엇갈리게 만들어진다. 이와 일치하는 구멍이 회전축에 뚫려서, 핀을 핀구멍(38)에 삽입시키고 볼트를 구멍(36)으로 삽입하고 조여서 달성될 수 있다. 그러나, 가능하게는 2개 이상의 나사가 삽입될 수 있다.

본 발명은 주로 전술된 변경의 동시사용을 포함하나, 예컨대 3개의 변경이 유효할 수 있는 변경의 경우가 될 수 있다.

캠(16)의 상기 고정에 가능한 다른 것으로, 캠과 회전축이 함께 형상되어지는 기본 부품으로 사용되어질 수 있다. 상기 지지대를 위해서 그리고 베어링 하우 징(30)에서의 베어링표면을 위해서 주조된 표면과 회전축의 단부는 실린더모양으로 변경하여 형성될 수 있다.

Claims (9)

1. 대형 디젤엔진에서 윤활유분사에 의해서 엔진실린더를 윤활하고, 피스톤 펌프유니트(6) 열에서 각각 축방향으로 이동가능하고 스프링력을 받는 피스톤(10)을 위한 추력패드(thrust pads, 20)와 상호작용하는 구동캠(16)이 구비된 공통 회전축(18)에 의해서 구동되는 피스톤 펌프유니트(6) 열을 포함하는 소형펌프유니트로 이루어진 중앙윤활장치에 있어서,

   이 윤활장치는 윤활유분사를 위해서 가압된 분사노즐과 연결되고, 상기 회전축(18)은 축방향으로 이동가능한 상기 피스톤(10)의 직경방향으로 반대편에 위치된 하나 또는 둘 이상의 베어링라이너(34)에 의해서 상기 회전축(18)의 길이를 따라서 지지되며, 상기 구동캠(16)과 상기 추력패드(20)는 경화된 표면으로 만들어지고, 베어링라이너(34)는 이 베이링라이너(34)의 위치조정을 가능하게 하는 볼트(32)를 사용하여 펌프유니트에서의 후면벽에 장착되는 것을 특징으로 하는 중앙윤활장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 구동캠(16)은 상기 피스톤 펌프유니트(6)에 있는 고정된 축(24)을 중심으로 선회가능한 각각의 로커아암(22)의 추력패드(20)에 의해 피스톤(10)을 작동시키는 것을 특징으로 하는 중앙윤활장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 각각의 로커아암(22)은 추력패드(20)에 대하여 고정된 축(24)의 반대쪽으로 뻗는 연장부(26)를 가지며, 이 연장부(26)는 각각의 고정나사(28)와 상호작용하는 것을 특징으로 하는 중앙윤활장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동캠(16)과 추력패드(20)는 경화강으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중앙윤활장치.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동캠(16)과 추력패드(20)는 표면경화강으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중앙윤활장치.
6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동캠(16)의 작동전단부와 작동후단부는 이 구동캠의 영역에서 표면이 경화에 의해서 보강되는 것을 특징으로 하는 중앙윤활장치.
7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동캠(16)과 회전축(18)은, 회전축(18)의 단부와 베어링표면이 실린더형으로 형성되는, 단일부품으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 중앙윤활장치.
8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동캠(16)은 분리된 부재이고, 회전축과 캠의 핀구멍(38)에 장착되는 핀에 의해 회전축(18)에 연결되며, 하나 또는 둘 이상의 나사에 의해서 회전축(18)에 고정되는 것을 특징으로 하는 중앙윤활장치.
9. 제 8항에 있어서, 상기 핀은 상기 구동캠(16)의 측면의 영역에 구비되고, 회전축(18)의 길이방향으로 엇갈리게 배열되는 것을 특징으로 하는 중앙윤활장치.

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