KR102231313B1 - Crosshead bearings and crossheads and furniture, crosshead internal combustion engines - Google Patents
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Abstract
크로스헤드 베어링 및 크로스헤드 그리고 가구, 크로스헤드식 내연 기관에 있어서, 반원통 형상을 이루는 베어링 본체 (71) 와, 베어링 본체 (71) 의 내면에 형성되는 베어링면 (72) 과, 베어링 본체 (71) 의 두께 방향으로 관통하는 연통부로서의 연통공 (75) 과, 베어링 본체 (71) 의 내면에 축 방향에 있어서의 양 단부로부터 중심부를 향하여 깊이가 커지는 경사부로서의 경사 홈 (76) 을 형성한다.In a crosshead bearing, a crosshead, furniture, and a crosshead type internal combustion engine, the bearing body 71 forming a semi-cylindrical shape, the bearing surface 72 formed on the inner surface of the bearing body 71, and the bearing body 71 ), and an inclined groove 76 as an inclined portion whose depth increases from both ends in the axial direction toward the central portion on the inner surface of the bearing body 71 as a communication portion penetrating in the thickness direction of .
Description
본 발명은, 디젤 엔진이나 가스 엔진 등의 내연 기관을 구성하는 크로스헤드식 내연 기관에 사용되는 크로스헤드 베어링, 크로스헤드 베어링을 구비하는 크로스헤드, 크로스헤드를 구비하는 가구 (架構), 이 가구를 구비하는 크로스헤드식 내연 기관에 관한 것이다.The present invention relates to a crosshead bearing used in a crosshead type internal combustion engine constituting an internal combustion engine such as a diesel engine or a gas engine, a crosshead having a crosshead bearing, a furniture having a crosshead, and the furniture. It relates to a crosshead type internal combustion engine provided.
예를 들어, 선박 추진용의 주기 (主機) 로서 2 스트로크 1 사이클의 유니플로 소기 방식의 크로스헤드식 내연 기관이 있다. 이 크로스헤드식 내연 기관은, 피스톤의 왕복 운동을 크랭크축의 회전 운동으로 변환시키기 위한 크로스헤드 베어링 장치를 구비하고 있다. 이 크로스헤드 베어링 장치는, 연접봉과 베어링 메탈을 구비하고 있다. 연접봉은, 하단부가 크랭크에 연결되고, 상단부에 반원 형상을 이루는 지지면이 형성되고, 베어링 메탈은, 반원통 형상을 이루고 피스톤봉의 하단부가 연결되는 크로스헤드 핀의 외주면을 자유롭게 슬라이딩할 수 있도록 지지하는 베어링면이 형성되어 있다.For example, as a main machine for propulsion of a ship, there is a crosshead internal combustion engine of a uniflow scavenging system of 2 strokes and 1 cycle. This crosshead type internal combustion engine is provided with a crosshead bearing device for converting a reciprocating motion of a piston into a rotational motion of a crankshaft. This crosshead bearing device is provided with a connecting rod and a bearing metal. The connecting rod has a lower end connected to the crank, a semicircular support surface is formed at the upper end, and the bearing metal has a semi-cylindrical shape and supports the outer peripheral surface of the crosshead pin to which the lower end of the piston rod is connected so that it can slide freely. The bearing surface is formed.
그리고, 연접봉은, 지지면에 둘레 방향을 따라 둘레 방향 오일 홈이 형성되어 있다. 베어링 메탈은, 베어링면에 둘레 방향을 따라 둘레 방향 오일 홈이 형성됨과 함께, 둘레 방향 오일 홈에 연통되는 복수의 축 방향 오일 홈이 형성되고, 지지면의 둘레 방향 오일 홈과 베어링면의 둘레 방향 오일 홈을 연통하는 복수의 연통공이 형성되어 있다. 그 때문에, 윤활유는, 크로스헤드 핀 내에 형성된 공급 유로 (油路) 로부터 베어링면의 둘레 방향 오일 홈 및 축 방향 오일 홈에 공급되고, 크로스헤드 핀과 베어링 메탈 (연접봉) 의 상대 이동시에, 크로스헤드 핀의 외주면과 베어링면 사이로 널리 퍼져 윤활을 실시한다. 이와 같은 크로스헤드 베어링으로는, 예를 들어, 하기 특허문헌 1 에 기재된 것이 있다.Further, the connecting rod has a circumferential oil groove formed on the support surface along the circumferential direction. In the bearing metal, a circumferential oil groove is formed along the circumferential direction on the bearing surface, and a plurality of axial oil grooves communicated with the circumferential oil groove are formed, and the circumferential oil groove of the support surface and the circumferential direction of the bearing surface. A plurality of communication holes for communicating the oil groove are formed. Therefore, the lubricating oil is supplied to the circumferential oil groove and the axial oil groove of the bearing surface from a supply flow path formed in the crosshead pin, and when the crosshead pin and the bearing metal (connecting rod) move relative to each other, the crosshead It spreads widely between the outer peripheral surface of the pin and the bearing surface to perform lubrication. As such a crosshead bearing, there exists what was described in following
상기 서술한 크로스헤드 베어링은, 이면측이 연접봉의 지지면에 밀착되어 지지되고, 표면측의 베어링면이 크로스헤드 핀의 외주면을 자유롭게 슬라이딩할 수 있도록 지지하고 있다. 그 때문에, 크로스헤드식 내연 기관의 운전시에, 크로스헤드 베어링은, 베어링면이 크로스헤드 핀의 외주면으로부터 하중을 받게 된다. 이 때, 크로스헤드 베어링의 베어링면에 발생하는 크로스헤드 핀의 축 방향에 있어서의 유막 (油膜) 압력은, 베어링면의 변형에 의해 축 방향의 단부에서 가장 낮고, 이 축 방향의 단부로부터 중심부를 향하여 높아지고 있다. 그 때문에, 크로스헤드 베어링은, 유막 압력이 최대가 되는 축 방향의 중심부가 손상될 우려가 있다.In the above-described crosshead bearing, the rear side is supported by being in close contact with the supporting surface of the connecting rod, and the bearing surface on the front side is supported so that the outer circumferential surface of the crosshead pin can slide freely. Therefore, when the crosshead type internal combustion engine is operated, the bearing surface of the crosshead bearing receives a load from the outer peripheral surface of the crosshead pin. At this time, the oil film pressure in the axial direction of the crosshead pin generated on the bearing surface of the crosshead bearing is lowest at the end in the axial direction due to the deformation of the bearing surface, and moves from the end in the axial direction to the center. It is rising towards. Therefore, in the crosshead bearing, there is a possibility that the central portion in the axial direction at which the oil film pressure is maximized is damaged.
본 발명은, 상기 서술한 과제를 해결하는 것으로, 베어링 하중에 의한 손상을 억제하여 크로스헤드 핀을 양호하게 지지 가능하게 하는 크로스헤드 베어링, 크로스헤드, 가구, 크로스헤드식 내연 기관을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a crosshead bearing, a crosshead, furniture, and a crosshead type internal combustion engine capable of satisfactorily supporting a crosshead pin by suppressing damage due to a bearing load by solving the above-described problems. It is done.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 크로스헤드 베어링은, 연접봉의 지지면에 지지되어 크로스헤드 핀의 외주면을 자유롭게 슬라이딩할 수 있도록 지지하는 크로스헤드 베어링에 있어서, 반원통 형상을 이루는 베어링 본체와, 상기 베어링 본체의 내면에 형성되는 베어링면과, 상기 베어링 본체의 두께 방향으로 관통하는 연통부와, 상기 베어링 본체의 내면에 축 방향에 있어서의 양 단부로부터 중심부를 향하여 깊이가 커지는 경사부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.A crosshead bearing of the present invention for achieving the above object is a crosshead bearing supported by a support surface of a connecting rod so as to freely slide an outer circumferential surface of a crosshead pin, comprising: a bearing body having a semi-cylindrical shape; A bearing surface formed on an inner surface of the bearing body, a communication portion penetrating in the thickness direction of the bearing body, and an inclined portion increasing in depth toward the center from both ends in the axial direction on the inner surface of the bearing body. It is characterized by.
따라서, 베어링 본체의 내면에 축 방향에 있어서의 양 단부로부터 중심부를 향하여 깊이가 커지는 경사부를 형성함으로써, 크로스헤드의 작동시에, 크로스헤드 베어링의 베어링면이 크로스헤드 핀의 외주면으로부터 면압을 받을 때, 경사부에 의해 축 방향에 있어서의 중심부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소를 억제할 수 있다. 그 결과, 베어링 하중에 의한 손상을 억제하여 크로스헤드 핀을 양호하게 지지할 수 있다.Therefore, by forming inclined portions that increase in depth from both ends in the axial direction toward the center on the inner surface of the bearing body, when the crosshead is operated, the bearing surface of the crosshead bearing receives surface pressure from the outer peripheral surface of the crosshead pin. The inclined portion can suppress an increase in local oil film pressure and a decrease in oil film thickness in the central portion in the axial direction. As a result, damage due to the bearing load can be suppressed and the crosshead pin can be satisfactorily supported.
본 발명의 크로스헤드 베어링에서는, 상기 경사부는, 상기 연접봉의 폭 방향의 외측으로부터 상기 베어링 본체의 축 방향에 있어서의 중심부를 향하여 깊이가 커지는 것을 특징으로 하고 있다.In the crosshead bearing of the present invention, the inclined portion is characterized in that the depth increases from the outside in the width direction of the connecting rod toward the central portion in the axial direction of the bearing body.
따라서, 경사부가 연접봉의 폭 방향의 외측으로부터 베어링 본체의 축 방향에 있어서의 중심부를 향하여 깊이가 커짐으로써, 충분한 영역의 경사부를 확보할 수 있어, 축 방향에 있어서의 중심부에서의 국소적인 유막 압력의 상승을 효과적으로 억제할 수 있다.Therefore, by increasing the depth of the inclined portion from the outer side in the width direction of the connecting rod toward the central portion in the axial direction of the bearing body, a sufficient area inclined portion can be secured, and the local oil film pressure at the central portion in the axial direction is reduced. It can effectively suppress the rise.
본 발명의 크로스헤드 베어링에서는, 상기 경사부는, 상기 베어링 본체의 축 방향의 단부로부터 상기 중심부측으로 소정 길이만큼 이행된 위치로부터 상기 중심부를 향하여 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.In the crosshead bearing of the present invention, the inclined portion is formed toward the central portion from a position shifted by a predetermined length toward the central portion from an end portion in the axial direction of the bearing body.
따라서, 경사부가 베어링 본체의 축 방향의 양 단부로부터 중심부측으로 소정 길이만큼 이행된 위치로부터 형성됨으로써, 베어링 본체의 단부로부터 소정 길이의 영역에 항상 크로스헤드 핀의 외주면에 접촉하는 베어링면을 확보할 수 있어, 크로스헤드 핀을 안정적으로 지지할 수 있다.Therefore, the inclined portion is formed from a position shifted by a predetermined length from both ends of the bearing body in the axial direction toward the center, so that a bearing surface that always contacts the outer peripheral surface of the crosshead pin can be secured in a region of a predetermined length from the end of the bearing body. As a result, the crosshead pin can be stably supported.
본 발명의 크로스헤드 베어링에서는, 상기 경사부는, 바닥면이 평탄한 경사 평면인 것을 특징으로 하고 있다.In the crosshead bearing of the present invention, the inclined portion is characterized in that the bottom surface is a flat inclined plane.
따라서, 경사부를 바닥면이 평탄한 경사 평면으로 함으로써, 가공성을 용이하게 하여 가공 비용을 저감시킬 수 있다.Therefore, by making the inclined portion an inclined plane with a flat bottom surface, it is possible to facilitate workability and reduce processing cost.
본 발명의 크로스헤드 베어링에서는, 상기 경사부는, 바닥면에 상기 크로스헤드 핀측으로 볼록 형상 또는 오목 형상이 되는 경사 곡면이 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.In the crosshead bearing of the present invention, the inclined portion is characterized in that an inclined curved surface that is convex or concave toward the crosshead pin is formed on the bottom surface.
따라서 경사부를 크로스헤드 핀측으로 볼록 형상 또는 오목 형상이 되는 경사 곡면으로 함으로써, 둘레 방향 오일 홈의 에지 주변부에서의 유막 압력의 상승을 효과적으로 억제할 수 있다.Therefore, by making the inclined portion a convex or concave inclined curved surface toward the crosshead pin side, an increase in oil film pressure at the edge periphery of the circumferential oil groove can be effectively suppressed.
본 발명의 크로스헤드 베어링에서는, 상기 경사부는, 상기 베어링면이 상기 크로스헤드 핀으로부터 최대 하중의 수압 (受壓) 시에 유막을 통하여 하중을 받는 것을 특징으로 하고 있다.In the crosshead bearing of the present invention, the inclined portion receives a load through an oil film when the bearing surface receives a maximum load from the crosshead pin.
따라서, 베어링면이 크로스헤드 핀으로부터 최대 하중의 수압시에 크로스헤드 핀의 외주면이 경사 평면이나 경사 곡면이 유막을 통하여 하중을 받음으로써, 경사부에 의해 둘레 방향 오일 홈의 에지 주변부에서의 국소적인 유막 압력의 상승을 효과적으로 억제할 수 있는 한편으로, 크로스헤드 핀을 안정적으로 지지할 수 있다.Therefore, when the bearing surface receives the maximum load from the crosshead pin, the outer circumferential surface of the crosshead pin is subjected to the load through the oil film in the inclined plane or the inclined curved surface. While the increase in oil film pressure can be effectively suppressed, the crosshead pin can be stably supported.
본 발명의 크로스헤드 베어링에서는, 상기 베어링 본체의 축 방향에 있어서의 중심부의 상기 베어링면에 둘레 방향을 따라 둘레 방향 오일 홈이 형성되고, 상기 경사부는, 상기 베어링 본체의 축 방향의 양 단부로부터 상기 둘레 방향 오일 홈을 향하여 깊이가 커지는 것을 특징으로 하고 있다.In the crosshead bearing of the present invention, a circumferential oil groove is formed along the circumferential direction on the bearing surface at the center of the bearing body in the axial direction, and the inclined portion is formed from both ends of the bearing body in the axial direction. It is characterized in that the depth increases toward the circumferential oil groove.
따라서, 크로스헤드 베어링의 베어링면이 크로스헤드 핀의 외주면으로부터 면압을 받을 때, 경사부에 의해 둘레 방향 오일 홈의 에지 주변부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소를 억제할 수 있다.Accordingly, when the bearing surface of the crosshead bearing receives surface pressure from the outer circumferential surface of the crosshead pin, it is possible to suppress an increase in local oil film pressure or decrease in oil film thickness at the edge periphery of the circumferential oil groove by the inclined portion.
본 발명의 크로스헤드 베어링에서는, 상기 연통부는, 상기 베어링 본체의 축 방향에 있어서의 중심부에 둘레 방향을 따라 형성되고, 상기 경사부는, 상기 베어링 본체의 축 방향의 양 단부로부터 상기 연통부를 향하여 깊이가 커지는 것을 특징으로 하고 있다.In the crosshead bearing of the present invention, the communication portion is formed along a circumferential direction at a central portion in the axial direction of the bearing body, and the inclined portion has a depth from both ends of the bearing body in the axial direction toward the communication portion. It is characterized by being larger.
따라서, 크로스헤드 베어링의 베어링면이 크로스헤드 핀의 외주면으로부터 면압을 받을 때, 경사부에 의해 연통부의 에지 주변부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소를 억제할 수 있다.Accordingly, when the bearing surface of the crosshead bearing receives surface pressure from the outer circumferential surface of the crosshead pin, it is possible to suppress an increase in local oil film pressure or a decrease in oil film thickness at the edge periphery of the communication portion by the inclined portion.
본 발명의 크로스헤드 베어링에서는, 상기 베어링면에 상기 크로스헤드 핀의 축 방향을 따른 축 방향 오일 홈이 둘레 방향으로 소정 간격을 두고 형성되고, 상기 경사부는, 복수의 상기 축 방향 오일 홈의 폭 방향의 양측에 형성되는 것을 특징으로 하고 있다.In the crosshead bearing of the present invention, axial oil grooves along the axial direction of the crosshead pin are formed on the bearing surface at predetermined intervals in the circumferential direction, and the inclined portion is formed in the width direction of the plurality of axial oil grooves. It is characterized in that it is formed on both sides of the.
따라서, 베어링면에 축 방향 오일 홈을 소정 간격으로 복수 형성하고, 경사부를 각 축 방향 오일 홈의 폭 방향의 양측에 형성함으로써, 축 방향 오일 홈에 의해 안정적인 윤활유의 공급이 가능해지고, 축 방향 오일 홈의 폭 방향의 양측에 경사부를 형성함으로써, 둘레 방향 오일 홈의 에지 주변부에서의 국소적인 유막 압력의 상승을 효과적으로 억제할 수 있다.Therefore, by forming a plurality of axial oil grooves at predetermined intervals on the bearing surface, and forming inclined portions on both sides of the width direction of each axial oil groove, stable supply of lubricating oil is possible by the axial oil groove, and the axial oil By forming inclined portions on both sides of the groove in the width direction, it is possible to effectively suppress an increase in local oil film pressure at the edge periphery of the circumferential oil groove.
또, 본 발명의 크로스헤드는, 크로스헤드 핀과, 반원 형상을 이루도록 만곡된 지지면이 형성되는 베어링부와, 상기 베어링부의 지지면에 지지되어 상기 크로스헤드 핀의 외주면을 자유롭게 슬라이딩할 수 있도록 지지하는 상기 크로스헤드 베어링을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, the crosshead of the present invention includes a crosshead pin, a bearing portion having a support surface curved to form a semicircular shape, and a support surface of the bearing portion so that the outer circumferential surface of the crosshead pin can slide freely. It is characterized in that it comprises the crosshead bearing.
따라서, 크로스헤드의 작동시에, 크로스헤드 베어링의 베어링면이 크로스헤드 핀의 외주면으로부터 면압을 받을 때, 경사부에 의해 축 방향의 중심부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소를 억제할 수 있다. 그 결과, 베어링 하중에 의한 크로스헤드 베어링의 손상을 억제하여 크로스헤드 핀을 양호하게 지지할 수 있다.Therefore, when the crosshead is operated, when the bearing surface of the crosshead bearing receives surface pressure from the outer circumferential surface of the crosshead pin, local increase in oil film pressure or decrease in oil film thickness at the center in the axial direction by the inclined portion is suppressed. can do. As a result, damage to the crosshead bearing caused by the bearing load can be suppressed, and the crosshead pin can be satisfactorily supported.
또, 본 발명의 가구는, 정상부에 배치되는 천판과, 바닥부에 배치되는 바닥판과, 측부에 배치되어 일단부가 상기 천판에 접속됨과 함께 타탄부가 상기 바닥판에 접속되는 측판과, 상기 천판과 상기 바닥판과 상기 측판에 접속됨으로써 복수의 공간부가 구획되는 격벽과, 상기 격벽에 각각 고정되는 가이드판과, 상기 가이드판의 각각에 자유롭게 이동할 수 있도록 지지되는 상기 크로스헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, the furniture of the present invention includes a top plate disposed on a top, a bottom plate disposed on a bottom, a side plate disposed on a side and one end connected to the top plate, and a side plate to which a tartan portion is connected to the bottom plate, and the top plate. And a partition wall in which a plurality of spaces are partitioned by being connected to the bottom plate and the side plate, a guide plate fixed to each of the partition walls, and the crosshead supported so as to be freely movable on each of the guide plates. will be.
따라서, 크로스헤드의 작동시에, 크로스헤드 베어링의 베어링면이 크로스헤드 핀의 외주면으로부터 면압을 받을 때, 경사부에 의해 축 방향의 중심부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소를 억제할 수 있다. 그 결과, 베어링 하중에 의한 크로스헤드 베어링의 손상을 억제하여 크로스헤드 핀을 양호하게 지지할 수 있다.Therefore, when the crosshead is operated, when the bearing surface of the crosshead bearing receives surface pressure from the outer circumferential surface of the crosshead pin, local increase in oil film pressure or decrease in oil film thickness at the center in the axial direction by the inclined portion is suppressed. can do. As a result, damage to the crosshead bearing caused by the bearing load can be suppressed, and the crosshead pin can be satisfactorily supported.
또, 본 발명의 크로스헤드식 내연 기관은, 대판 (臺板) 과, 상기 대판 상에 형성되는 상기 가구와, 상기 가구 상에 형성되는 실린더 재킷과, 상기 대판과 상기 가구와 상기 실린더 재킷을 관통하여 연결하는 연결 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.In addition, the crosshead type internal combustion engine of the present invention penetrates the base plate, the furniture formed on the base, a cylinder jacket formed on the furniture, the base plate, the furniture, and the cylinder jacket. It is characterized in that it comprises a connecting member to connect.
따라서, 크로스헤드의 작동시에, 크로스헤드 베어링의 베어링면이 크로스헤드 핀의 외주면으로부터 면압을 받을 때, 경사부에 의해 축 방향의 중심부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소를 억제할 수 있다. 그 결과, 베어링 하중에 의한 크로스헤드 베어링의 손상을 억제하여 크로스헤드 핀을 양호하게 지지할 수 있어, 연비의 향상 그리고 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.Therefore, when the crosshead is operated, when the bearing surface of the crosshead bearing receives surface pressure from the outer circumferential surface of the crosshead pin, local increase in oil film pressure or decrease in oil film thickness at the center in the axial direction by the inclined portion is suppressed. can do. As a result, damage to the crosshead bearing caused by the bearing load can be suppressed, the crosshead pin can be satisfactorily supported, and the fuel economy and reliability can be improved.
본 발명의 크로스헤드 베어링, 크로스헤드, 가구, 크로스헤드식 내연 기관에 의하면, 베어링 하중에 의한 손상을 억제하여 크로스헤드 핀을 양호하게 지지할 수 있다.According to the crosshead bearing, crosshead, furniture, and crosshead type internal combustion engine of the present invention, damage due to a bearing load can be suppressed, and the crosshead pin can be satisfactorily supported.
도 1 은, 제 1 실시형태의 디젤 엔진을 나타내는 개략 구성도이다.
도 2 는, 제 1 실시형태의 가구를 나타내는 정면도이다.
도 3 은, 제 1 실시형태의 크로스헤드를 나타내는 사시도이다.
도 4 는, 크로스헤드 핀을 생략한 크로스헤드를 나타내는 평면도이다.
도 5 는, 도 4 의 V-V 단면도이다.
도 6 은, 도 4 의 VI-VI 단면도이다.
도 7 은, 베어링 메탈을 나타내는 사시도이다.
도 8 은, 크로스헤드의 주요부를 나타내는 단면도이다.
도 9 는, 베어링 메탈의 상세 형상을 나타내는 단면도이다.
도 10 은, 베어링 메탈의 제 1 변형예의 상세 형상을 나타내는 단면도이다.
도 11 은, 베어링 메탈의 제 2 변형예를 나타내는 크로스헤드의 평면도이다.
도 12 는, 베어링 메탈의 제 3 변형예를 나타내는 크로스헤드의 평면도이다.
도 13 은, 베어링 메탈에 최대 하중이 작용했을 때의 유막 압력 및 베어링면형상을 나타내는 개략도이다.
도 14 는, 제 2 실시형태의 크로스헤드를 나타내는 평면도이다.
도 15 는, 도 14 의 XV-XV 단면도이다.
도 16 은, 제 3 실시형태의 크로스헤드를 나타내는 평면도이다.
도 17 은, 도 16 의 XVII-XVII 단면도이다.
도 18 은, 베어링 메탈의 제 1 변형예의 상세 형상을 나타내는 단면도이다.
도 19 는, 베어링 메탈의 제 2 변형예를 나타내는 크로스헤드의 평면도이다.
도 20 은, 베어링 메탈에 최대 하중이 작용했을 때의 유막 압력 및 베어링면형상을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic configuration diagram showing a diesel engine according to a first embodiment.
2 is a front view showing the furniture of the first embodiment.
3 is a perspective view showing a crosshead of the first embodiment.
4 is a plan view showing a crosshead from which a crosshead pin is omitted.
5 is a VV cross-sectional view of FIG. 4.
6 is a cross-sectional view of VI-VI in FIG. 4.
7 is a perspective view showing a bearing metal.
8 is a cross-sectional view showing a main part of a crosshead.
9 is a cross-sectional view showing a detailed shape of a bearing metal.
10 is a cross-sectional view showing a detailed shape of a first modified example of a bearing metal.
11 is a plan view of a crosshead showing a second modified example of the bearing metal.
12 is a plan view of a crosshead showing a third modified example of the bearing metal.
Fig. 13 is a schematic diagram showing the oil film pressure and bearing surface shape when a maximum load is applied to the bearing metal.
14 is a plan view showing a crosshead according to a second embodiment.
15 is an XV-XV cross-sectional view of FIG. 14.
16 is a plan view showing a crosshead according to a third embodiment.
17 is a cross-sectional view taken along the line XVII-XVII in FIG. 16.
18 is a cross-sectional view showing a detailed shape of a first modified example of a bearing metal.
19 is a plan view of a crosshead showing a second modified example of the bearing metal.
Fig. 20 is a schematic diagram showing an oil film pressure and a bearing surface shape when a maximum load is applied to the bearing metal.
이하에 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 관련된 크로스헤드 베어링, 크로스헤드, 가구, 크로스헤드식 내연 기관의 바람직한 실시형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 또, 실시형태가 복수 있는 경우에는, 각 실시형태를 조합하여 구성하는 것도 포함하는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the crosshead bearing, crosshead, furniture, and crosshead type internal combustion engine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the present invention is not limited by this embodiment, and when there are a plurality of embodiments, a combination of each embodiment is also included.
[제 1 실시형태][First Embodiment]
도 1 은, 제 1 실시형태의 디젤 엔진을 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a diesel engine according to a first embodiment.
제 1 실시형태에서, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 디젤 엔진 (10) 은, 예를 들어, 선박 추진용의 주기로서 사용되고, 2 스트로크 1 사이클의 유니플로 소기 방식의 크로스헤드식 내연 기관이다. 이 디젤 엔진 (10) 은, 하방에 위치하는 대판 (11) 과, 대판 (11) 상에 형성되는 가구 (12) 와, 가구 (12) 상에 형성되는 실린더 재킷 (13) 을 구비하고 있다. 이 대판 (11) 과 가구 (12) 와 실린더 재킷 (13) 은, 상하 방향으로 연장되는 복수의 타이 볼트 (연결 부재) (14) 및 너트 (15) 에 의해 일체로 체결되어 고정되어 있다.In the first embodiment, as shown in Fig. 1, the
실린더 라이너 (16) 는, 실린더 재킷 (13) 내에 배치되고, 상부에 실린더 커버 (17) 가 고정되어 공간부를 구획하고 있고, 이 공간부 내에 피스톤 (18) 이 상하로 자유롭게 왕복동할 수 있도록 형성된다. 또, 실린더 커버 (17) 는, 배기 밸브 (20) 가 형성되어 있고, 배기 밸브 (20) 는, 동변 (動弁) 장치 (21) 에 의해 개폐 가능하게 되어 있다. 배기 밸브 (20) 는, 실린더 라이너 (16), 실린더 커버 (17), 및 피스톤 (18) 과 함께 연소실 (19) 을 형성한다. 배기 밸브 (20) 는, 연소실 (19) 과 배기관 (22) 을 개폐하는 것이다.The
그 때문에, 연소실 (19) 에 대해, 도시되지 않은 연료 분사 펌프로부터 공급된 연료 (예를 들어, 저질유, 천연 가스, 또는, 그 혼합 연료 등) 와, 도시되지 않은 압축기에 의해 압축된 연소용 가스 (예를 들어, 공기, EGR 가스, 또는, 그 혼합 가스 등) 가 공급됨으로써, 연소실 (19) 에서 연료와 연소용 가스가 연소된다. 그리고, 이 연소에 의해 발생된 에너지에 의해 피스톤 (18) 이 피스톤 축 방향으로 왕복동한다. 이 때, 동변 장치 (21) 에 의해 배기 밸브 (20) 가 작동하여 연소실 (19) 이 개방되면, 연소에 의해 발생된 배기 가스가 배기관 (22) 으로 압출되는 한편, 도시되지 않은 소기 포트로부터 연소용 가스가 연소실 (19) 에 도입된다.Therefore, for the
피스톤 (18) 은, 하단부에 피스톤봉 (23) 의 상단부가 연결되어 있다. 대판 (11) 은, 크랭크 케이스를 구성하고 있고, 크랭크 샤프트 (24) 가 베어링 (25) 에 의해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 이 크랭크 샤프트 (24) 는, 크랭크 (26) 를 개재하여 연접봉 (27) 의 하단부가 자유롭게 회동 (回動) 할 수 있도록 연결되어 있다. 가구 (12) 는, 피스톤 축 방향을 따라 형성되는 가이드판 (28) 이 폭 방향으로 소정 간격을 두고 1 쌍을 이루도록 배치되어 있다. 크로스헤드 (29) 는, 후술하지만, 피스톤봉 (23) 의 하단부에 접속되는 크로스헤드 핀과, 크랭크 샤프트 (24) 에 연접되는 연접봉 (27) 의 베어링부와, 크로스헤드 핀과 베어링부 사이에 형성되는 크로스헤드 베어링 (베어링 메탈) 으로 구성되고, 크로스헤드 핀이 크로스헤드 베어링을 개재하여 베어링부에 자유롭게 회동할 수 있도록 연결된다. 이 크로스헤드 (29) 는, 1 쌍의 가이드판 (28) 사이에 배치되고, 이 가이드판 (28) 을 따라 자유롭게 이동할 수 있도록 지지된다.As for the
그 때문에, 피스톤 (18) 이 피스톤 축 방향을 따라 왕복 이동하면, 피스톤 (18) 과 함께 피스톤봉 (23) 이 피스톤 축 방향을 따라 왕복 이동함으로써, 크로스헤드 (29) 가 가이드판 (28) 을 따라 피스톤 축 방향을 따라 왕복 이동한다. 이로써, 크로스헤드 (29) 의 크로스헤드 핀은, 크로스헤드 베어링을 통하여 연접봉 (27) 에 회전 구동력을 가한다. 이 회전 구동력에 의해, 연접봉 (27) 의 하단부에 접속되는 크랭크 (26) 가 크랭크 운동하여, 크랭크 샤프트 (24) 를 회전시킨다.Therefore, when the
여기서, 디젤 엔진 (10) 을 구성하는 가구 (12) 에 대해 상세하게 설명한다. 도 2 는, 제 1 실시형태의 가구를 나타내는 정면도, 도 3 은, 제 1 실시형태의 크로스헤드를 나타내는 사시도이다. 또한, 이하의 설명에서, 둘레 방향 C 란, 크로스헤드 핀의 둘레 방향이고, 축 방향 A 란, 크로스헤드 핀의 축심 방향이며, 직경 방향 R 이란, 크로스헤드 핀의 직경 방향이다.Here, the
도 2 에 나타내는 바와 같이, 가구 (12) 는, 천판 (31) 과, 바닥판 (32) 과, 측판 (33) 과, 복수의 격벽 (34) 으로 구성되어 있다. 천판 (31) 은, 정상부에 배치되어 실린더 재킷 (13) (도 1 참조) 에 접속된다. 바닥판 (32) 은, 바닥부에 배치되어 대판 (11) (도 1 참조) 에 접속된다. 측판 (33) 은, 좌우의 측부에 배치되어 피스톤 축 방향에 있어서의 일단부 (하단부) 가 바닥판 (32) 에 접속되고, 타탄부 (상단부) 가 천판 (31) 에 접속된다. 복수의 격벽 (34) 은, 크랭크축 방향을 따라 일정 간격을 두고 평행하게 배치된다.As shown in FIG. 2, the
이 가구 (12) 는, 천판 (31) 과 바닥판 (32) 과 측판 (33) 과 각 격벽 (34) 에 의해 공간부 (35) 가 형성되어 있다. 이 공간부 (35) 는, 크로스헤드 (29) 가 가이드판 (28) 에 지지되어 이동할 수 있는 공간부로, 크로스헤드 (29) 는, 이 공간부 (35) 에 수용되고, 피스톤 축 방향을 왕복 이동할 수 있다.In this
격벽 (34) 은, 중앙판 (41) 과, 중간판 (42) 과, 가이드판 (28) 을 갖고 있다. 중앙판 (41) 은, 격벽 (34) 에 있어서의 내연 기관 폭 방향의 중앙 부분을 형성하는 것이다. 각 중간판 (42) 은, 격벽 (34) 에 있어서의 내연 기관 폭 방향의 양단 부분을 형성하는 것이다. 가이드판 (28) 은, 격벽 (34) 에 있어서의 중앙판 (41) 과 각 중간판 (42) 사이에 배치되고, 용접에 의해 접속되어 있다. 중앙판 (41) 은, 한 변에 절결부 (41a) 가 형성된 사각형상을 이루는 평면판이고, 절결부 (41a) 가 격벽 (34) 의 하부에 위치하도록 배치된다. 중앙판 (41) 은, 내연 기관 폭 방향에 있어서의 양 단부가 가이드판 (28) 에 용접에 의해 접속되어 있다.The
도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이, 크로스헤드 (29) 는, 피스톤봉 (23) 과, 연접봉 (27) 과, 1 쌍의 가이드 슈 (51) 와, 크로스헤드 핀 (52) 과, 베어링 메탈 (크로스헤드 베어링) (53) 로 구성되어 있다.2 and 3, the
연접봉 (27) 은, 연접봉 본체 (61) 와, 연접봉 본체 (61) 의 상단부에 일체로 형성되는 하부 베어링부 (62) 와, 하부 베어링부 (62) 의 상부에 복수의 체결 볼트 (63) 에 의해 일체로 체결되는 상부 베어링부 (64) 로 구성되어 있다. 이 경우, 연접봉 본체 (61) 는, 길이 방향으로 그 폭과 두께가 동일한 치수로 설정된 부분이다. 피스톤봉 (23) 은, 피스톤봉 본체 (65) 와, 피스톤봉 본체 (65) 의 하단부에 일체로 형성되는 연결부 (66) (도 5 참조) 로 구성되어 있다. 1 쌍의 가이드 슈 (51) 는, 사각형상을 이루고, 가이드 슈 본체 (67) 와, 가이드 슈 본체 (67) 의 양측에 각각 형성되는 가이드부 (68) 로 구성되고, 가이드 슈 본체 (67) 에 장착공 (69) 이 형성되어 있다. 크로스헤드 핀 (52) 은, 피스톤봉 (23) 의 하단부가 연결부 (66) 를 개재하여 일체로 연결되어 있다. 베어링 메탈 (53) 은, 후술하지만, 반원통 형상을 이루고, 내면과 외면에 윤활유가 공급된다.The connecting
베어링 메탈 (53) 은, 연접봉 (27) 의 하부 베어링부 (62) 의 내면에 장착되고, 내측에 크로스헤드 핀 (52) 이 배치되고, 하부 베어링부 (62) 의 상부에 상부 베어링부 (64) 가 체결됨으로써, 크로스헤드 핀 (52) 이 베어링 메탈 (53) 에 의해 자유롭게 회동할 수 있도록 지지된다. 1 쌍의 가이드 슈 (51) 는, 피스톤봉 (23) 및 연접봉 (27) 의 양측에서, 장착공 (69) 에 크로스헤드 핀 (52) 의 단부가 끼워 맞춰져 고정된다.The bearing
그 때문에, 피스톤봉 (23) 에 연결된 크로스헤드 핀 (52) 과, 연접봉 (27) 의 상단부에 형성되는 각 베어링부 (62, 64) 가 베어링 메탈 (53) 을 개재하여 자유롭게 회동할 수 있도록 연결된다. 즉, 피스톤 (18) (도 1 참조) 이 왕복 이동하면, 피스톤 (18) 과 일체인 피스톤봉 (23) 이 동 방향을 따라 왕복 이동하고, 이 때, 1 쌍의 가이드 슈 (51) 가 1 쌍의 가이드판 (28) 을 따라 왕복 이동한다. 연접봉 (27) 은, 피스톤봉 (23) 과 연동하여 동 방향을 따라 왕복 이동함과 함께, 크로스헤드 핀 (52) 을 지지점으로 하여 피스톤봉 (23) 에 대해 상대적으로 왕복 회동한다. 그리고, 연접봉 (27) 과 크랭크 (26) (도 1 참조) 가 크랭크 운동하여, 크랭크 샤프트 (24) (도 1 참조) 를 회전한다.Therefore, the
이하, 크로스헤드 (29) 에 대해 상세하게 설명한다. 도 4 는, 크로스헤드 핀을 생략한 크로스헤드를 나타내는 평면도, 도 5 는, 도 4 의 V-V 단면도, 도 6 은, 도 4 의 VI-VI 단면도, 도 7 은, 베어링 메탈을 나타내는 사시도이다.Hereinafter, the
도 4 내지 도 7 에 나타내는 바와 같이, 크로스헤드 (29) 는, 피스톤봉 (23) 에 연결된 크로스헤드 핀 (52) 이 연접봉 (27) 의 하부 베어링부 (62) 및 상부 베어링부 (64) 에 베어링 메탈 (53) 을 개재하여 자유롭게 회동할 수 있도록 연결되어 있다. 이 베어링 메탈 (53) 은, 베어링 본체 (71) 와, 베어링면 (72) 과, 둘레 방향 오일 홈 (73) 과, 축 방향 오일 홈 (74) 과, 연통공 (연통부) (75) 과, 경사 홈 (경사부) (76) 을 구비하고 있다.4 to 7, in the
베어링 본체 (71) 는, 반원통 형상을 이루고, 외면이 연접봉 (27) 의 하부 베어링부 (62) 에 형성된 반원 형상을 이루는 지지면 (62a) 에 지지되고, 내면에 크로스헤드 핀 (52) 의 외주면을 둘레 방향 C 를 따라 자유롭게 회동할 수 있도록 지지하는 베어링면 (72) 이 형성되어 있다. 베어링 메탈 (53) 은, 베어링면 (72) 에 있어서의 폭 방향 (축 방향 A) 에 있어서의 중심 위치 O1 에 둘레 방향 오일 홈 (73) 이 둘레 방향 C 를 따라 형성되어 있다. 이 둘레 방향 오일 홈 (73) 은, 베어링 메탈 (53) 의 내면에 소정의 폭으로 둘레 방향 C 를 따라 형성된 오목부이고, 둘레 방향의 각 단부가 베어링 본체 (71) 에 있어서의 둘레 방향 C 의 각 단부의 바로 앞까지 연장 돌출되어 있다.The bearing
베어링 메탈 (53) 은, 베어링면 (72) 에 복수 (본 실시형태에서는, 8 개) 의 축 방향 오일 홈 (74) 이 축 방향 A 를 따라 둘레 방향 C 로 소정 간격으로 형성되어 있다. 이 축 방향 오일 홈 (74) 은, 베어링 메탈 (53) 의 내면에 소정의 폭으로 축 방향 A 를 따라 형성된 오목부이고, 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 폭 방향 (축 방향 A) 의 양측에 형성되어 있다. 즉, 각 축 방향 오일 홈 (74) 은, 일단부가 둘레 방향 오일 홈 (73) 에 연통되어 있다.In the bearing
제 1 실시형태에서는, 둘레 방향 오일 홈 (73) 은, 폭이 각 축 방향 오일 홈 (74) 의 폭보다 크게 형성되고, 깊이가 각 축 방향 오일 홈 (74) 의 깊이보다 크게 형성되어 있다. 단, 이 구성에 한정되는 것이 아니고, 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 폭을 각 축 방향 오일 홈 (74) 의 폭과 동일하게 하거나, 작게 하거나 해도 되고, 또, 깊이를 각 축 방향 오일 홈 (74) 의 깊이와 동일하게 하거나, 작게 하거나 해도 된다.In the first embodiment, the
베어링 메탈 (53) 은, 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 바닥면으로부터 베어링 본체 (71) 의 두께 방향으로 외면까지 관통하는 복수 (본 실시형태에서는, 5 개) 의 연통공 (75) 이 형성되어 있다. 각 연통공 (75) 은, 둘레 방향 오일 홈 (73) 내에 둘레 방향 C 로 소정 간격을 두고 형성되어 있다.In the bearing
또, 베어링 메탈 (53) 은, 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 폭 방향 (축 방향 A) 의 양측의 베어링면 (72) 에 베어링 본체 (71) 의 폭 방향 (축 방향 A) 의 외측으로부터 둘레 방향 오일 홈 (73) 을 향하여 깊이가 커지는 복수 (본 실시형태에서는, 2 개) 의 경사 홈 (76) 이 형성되어 있다. 각 경사 홈 (76) 은, 베어링 본체 (71) 의 폭 방향의 단부로부터 소정 길이만큼 이행된 위치에서, 또한, 연접봉 (27) 의 폭 방향의 외측의 위치로부터 둘레 방향 오일 홈 (73) 을 향하여 깊이가 커졌다. 이 각 경사 홈 (76) 은, 축 방향 A 의 각 단부가 각 축 방향 오일 홈 (74) 의 길이 방향의 중도부에 위치하고, 둘레 방향 C 의 각 단부가 베어링 본체 (71) 의 둘레 방향 C 의 단부에 위치하고 있다. 그 때문에, 각 경사 홈 (76) 은, 각 축 방향 오일 홈 (74) 의 폭 방향의 양측에 형성되게 된다.Moreover, the bearing
베어링 메탈 (53) 은, 베어링 본체 (71) 의 내면에 베어링면 (72) 이 형성되지만, 축 방향 A 의 중심부측에 둘레 방향 오일 홈 (73) 과 각 경사 홈 (76) 이 연속하여 형성되어 있으므로, 축 방향 A 의 단부측에 위치하는 영역 A1 이 크로스헤드 핀 (52) 으로부터의 하중을 항상 받는 제 1 수압면이 된다. 또, 각 경사 홈 (76) 은, 둘레 방향 오일 홈 (73) 을 향하여 그 깊이가 깊어져, 크로스헤드 (29) 의 정지시에, 크로스헤드 핀 (52) 의 외주면과 각 경사 홈 (76) 의 바닥면 사이에 미소 간극이 확보되어 있다. 그러나, 베어링 메탈 (53) 은, 크로스헤드 (29) 의 구동시에, 베어링면 (72) 이 크로스헤드 핀 (52) 으로부터 최대 하중을 수압하면, 베어링 본체 (71) 가 변형되어 각 경사 홈 (76) 이 유막을 통하여 하중을 받는다. 그 때문에, 각 경사 홈 (76) 이 형성된 영역 A2 가 크로스헤드 핀 (52) 으로부터의 하중을 받는 제 2 수압면이 된다.In the bearing
여기서, 베어링 메탈 (53) 에 있어서의 둘레 방향 오일 홈 (73) 및 경사 홈 (76) 에 대해 상세하게 설명한다. 도 8 은, 크로스헤드의 주요부를 나타내는 단면도, 도 9 는, 베어링 메탈의 상세 형상을 나타내는 단면도이다.Here, the
베어링 메탈 (53) 은, 도 8 및 도 9 에 나타내는 바와 같이, 베어링 본체 (71) 의 베어링면 (72) 에 둘레 방향 오일 홈 (73) 이 형성됨과 함께, 그 양측에 경사 홈 (76) 이 각각 형성되어 있다. 둘레 방향 오일 홈 (73) 은, 축 방향 A 의 중심 위치 O1 에 둘레 방향 C 를 따라 형성되고, 바닥면 (73a) 의 양측에 직교하는 측면 (73b) 이 형성되어 구성되어 있다. 경사 홈 (76) 은, 베어링 본체 (71) 의 폭 방향의 단부로부터 소정 길이만큼 이행됨과 함께 연접봉 (27) 의 폭 방향의 외측의 위치 P 로부터 둘레 방향 오일 홈 (73) 을 향하여 깊이가 커져, 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 측면 (73b) 의 상단에 소정의 각도 (둔각) 를 가지고 접속하고 있다. 그 때문에, 둘레 방향 오일 홈 (73) 을 포함시킨 경사 홈 (76) 의 폭 (축 방향 A 의 길이) W2 는, 연접봉 (27) 의 폭 (축 방향 A 의 길이) W1 보다 큰 치수가 된다. 이 경사 홈 (76) 은, 바닥면이 베어링면 (72) 에 대해 소정 각도로 경사진 평탄한 경사 평면이고, 둘레 방향 오일 홈 (73) 에 연통되는 위치에서의 최대 깊이가, 경사 홈 (76) 이 연통되는 위치에서의 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 깊이보다 작은 치수가 된다.As for the bearing
또한, 경사 홈 (76) 의 형상은, 상기 서술한 것에 한정되는 것은 아니다. 도 10 은, 베어링 메탈의 제 1 변형예의 상세 형상을 나타내는 단면도이다.In addition, the shape of the
도 10 에 나타내는 바와 같이, 베어링 메탈 (53A) 은, 베어링 본체 (71) 의 베어링면 (72) 에 둘레 방향 오일 홈 (73) 이 형성됨과 함께, 그 양측에 경사 홈 (77) 이 각각 형성되어 있다. 경사 홈 (77) 은, 베어링 본체 (71) 의 폭 방향의 단부로부터 소정 길이만큼 이행됨과 함께 연접봉 (27) 의 폭 방향의 외측의 위치 P 로부터 둘레 방향 오일 홈 (73) 을 향하여 깊이가 커진다. 그 때문에, 둘레 방향 오일 홈 (73) 을 포함시킨 경사 홈 (77) 의 폭 (축 방향 A 의 길이) W2 는, 연접봉 (27) 의 폭 (축 방향 A 의 길이) W1 보다 큰 치수가 된다. 이 경사 홈 (77) 은, 바닥면이 직경 방향 R 에 있어서 크로스헤드 핀 (52) 측으로 볼록 형상이 되도록 만곡된 경사 곡면이고, 베어링면 (72) 의 위치 P 로부터 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 바닥면까지 단차 없이 연속된 곡면으로 되어 있다. 또한, 경사 홈 (77) 은, 경사 홈 (76) 과 같이, 위치 P 로부터 둘레 방향 오일 홈 (73) 을 향하여 깊이가 커지는 만곡면으로서, 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 측면 (73b) 의 상단에 접속하고 있어도 된다.As shown in FIG. 10, in the bearing
또, 경사 홈 (76) 의 위치는, 상기 서술한 것에 한정되는 것은 아니다. 도 11 은, 베어링 메탈의 제 2 변형예를 나타내는 크로스헤드의 평면도, 도 12 는, 베어링 메탈의 제 3 변형예를 나타내는 크로스헤드의 평면도이다.In addition, the position of the
도 11 에 나타내는 바와 같이, 베어링 메탈 (53) 은, 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 폭 방향 (축 방향 A) 의 양측의 베어링면 (72) 에 베어링 본체 (71) 의 폭 방향 (축 방향 A) 의 외측으로부터 둘레 방향 오일 홈 (73) 을 향하여 깊이가 커지는 경사 홈 (91) 이 형성되어 있다. 경사 홈 (91) 은, 베어링 본체 (71) 의 폭 방향의 단부로부터 소정 길이만큼 이행된 위치에서, 또한, 연접봉 (27) 의 폭 방향의 외측의 위치로부터 둘레 방향 오일 홈 (73) 을 향하여 깊이가 커졌다. 이 각 경사 홈 (91) 은, 축 방향 A 의 각 단부가 각 축 방향 오일 홈 (74) 의 길이 방향의 중도부에 위치하고, 둘레 방향 C 의 각 단부가 베어링 본체 (71) 의 둘레 방향 C 의 단부로부터 소정 길이만큼 바로 앞에 위치하고 있어, 평면에서 볼 때 장방형으로 되어 있다. 그 때문에, 경사 홈 (91) 은, 주위가 평탄한 베어링면 (72) 에 둘러싸인 것이 되어, 외측으로의 윤활유의 누설이 억제된다.As shown in FIG. 11, the bearing
또, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 베어링 메탈 (53) 은, 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 폭 방향 (축 방향 A) 의 양측의 베어링면 (72) 에 베어링 본체 (71) 의 폭 방향 (축 방향 A) 의 외측으로부터 둘레 방향 오일 홈 (73) 을 향하여 깊이가 커지는 경사 홈 (92) 이 형성되어 있다. 경사 홈 (92) 은, 베어링 본체 (71) 의 폭 방향의 단부로부터 소정 길이만큼 이행된 위치에서, 또한, 연접봉 (27) 의 폭 방향의 외측의 위치로부터 둘레 방향 오일 홈 (73) 을 향하여 깊이가 커졌다. 이 각 경사 홈 (92) 은, 축 방향 A 의 각 단부가 각 축 방향 오일 홈 (74) 의 길이 방향의 중도부에 위치하고, 둘레 방향 C 의 각 단부가 가장 외측에 위치한 축 방향 오일 홈 (74) 의 바로 앞에 위치하고 있어, 평면에서 볼 때 타원형으로 되어 있다. 그 때문에, 경사 홈 (92) 은, 주위가 평탄한 베어링면 (72) 에 둘러싸인 것이 되어, 외측으로의 윤활유의 누설이 억제된다.In addition, as shown in FIG. 12, the bearing
연접봉 (27) 은, 하부 베어링부 (62) 의 지지면 (62a) 에 있어서의 폭 방향 (축 방향 A) 에 있어서의 중심 위치 O1 에 둘레 방향 오일 홈 (81) 이 둘레 방향 C 를 따라 형성되어 있다. 이 둘레 방향 오일 홈 (81) 은, 하부 베어링부 (62) 의 지지면 (62a) 에 소정의 폭으로 둘레 방향 C 를 따라 형성된 오목부이고, 둘레 방향의 각 단부가 베어링 본체 (71) 에 있어서의 둘레 방향 C 의 각 단부까지 연장 돌출되어 있다. 하부 베어링부 (62) 의 둘레 방향 오일 홈 (81) 은, 베어링 메탈 (53) 의 둘레 방향 오일 홈 (73) 과 직경 방향 R 에 일치하여 형성되어 있고, 둘레 방향 오일 홈 (73) 과 둘레 방향 오일 홈 (81) 은, 연통공 (75) 에 의해 연통되어 있다. 또, 연접봉 (27) 은, 축 방향 A 에 있어서의 중심 위치 O1 과 둘레 방향 C 에 있어서의 중심 위치 O2 가 교차하는 위치에 길이 방향을 따라 공급 유로 (82) 가 형성되어 있다. 이 공급 유로 (82) 는 상단부가 둘레 방향 오일 홈 (81) 에 연통되고, 타탄부가 크랭크 (26) (도 1 참조) 까지 연장 돌출되어 있다.The connecting
크로스헤드 핀 (52) 은, 중심 위치 O3 을 따라 오일공 (83) 이 형성되어 있고, 오일공 (83) 에 대해 제 1 공급 유로 (84) 와 제 2 공급 유로 (85) 가 직경 방향 R 을 따라 형성되어 있다. 제 1 공급 유로 (84) 는, 일단부가 피스톤봉 (23) 내를 지나 피스톤 (18) (도 1 참조) 까지 연장 돌출되고, 타탄부가 오일공 (83) 에 연통되어 있다. 제 2 공급 유로 (85) 는, 일단부가 오일공 (83) 에 연통되고, 타탄부가 둘레 방향 오일 홈 (73) 에 연통되어 있다.The
베어링 메탈 (53) 은, 연접봉 (27) 에 있어서의 하부 베어링부 (62) 의 지지면 (62a) 에 재치 (載置) 되고, 베어링면 (72) 에 크로스헤드 핀 (52) 이 장착되고, 하부 베어링부 (62) 와 상부 베어링부 (64) 가 고정됨으로써 위치 결정되고, 피스톤봉 (23) 의 크로스헤드 핀 (52) 이 베어링 메탈 (53) 을 개재하여 연접봉 (27) 에 자유롭게 회동할 수 있도록 연결된다.The bearing
또한, 제 1 실시형태에서, 베어링 메탈 (53) 의 둘레 방향 오일 홈 (73), 축 방향 오일 홈 (74), 연통공 (75), 경사 홈 (76) 은, 각각 중심 위치 O1 에 대해 좌우 대칭으로 형성되어 있지만, 좌우 대칭이 아니어도 된다.In addition, in the first embodiment, the
이하, 윤활유의 공급에 대해 설명한다. 도 4 내지 도 6 에 나타내는 바와 같이, 윤활유 (냉각유) 는, 연접봉 (27) 에 형성된 도시되지 않은 공급 유로로부터 베어링 메탈 (53) 의 외면측의 둘레 방향 오일 홈 (81) 에 공급된다. 그러면, 윤활유는, 복수의 연통공 (75) 을 통해 베어링 메탈 (53) 의 내면측의 둘레 방향 오일 홈 (73) 에 공급되고, 둘레 방향 오일 홈 (73) 으로부터 축 방향 오일 홈 (74) 에 공급되고, 이 둘레 방향 오일 홈 (73) 과 축 방향 오일 홈 (74) 에 일시적으로 저류된다. 그리고, 피스톤봉 (23) 및 연접봉 (27) 의 작동시에, 둘레 방향 오일 홈 (73) 과 축 방향 오일 홈 (74) 의 윤활유는, 베어링 메탈 (53) 의 베어링면 (72) 이나 경사 홈 (76) 과 크로스헤드 핀 (52) 의 외주면으로 널리 퍼져 윤활된다.Hereinafter, the supply of lubricating oil will be described. As shown in FIGS. 4 to 6, the lubricating oil (cooling oil) is supplied to the
또, 피스톤봉 (23) 및 연접봉 (27) 의 작동시에, 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 윤활유는, 크로스헤드 핀 (52) 의 내부에 형성된 제 2 공급 유로 (85), 오일공 (83), 제 1 공급 유로 (84) 로부터 피스톤봉 (23) 의 내부를 지나 피스톤 (18) (도 1 참조) 에 공급되어 윤활 및 냉각된다. 또한, 둘레 방향 오일 홈 (81) 의 윤활유는, 연접봉 (27) 의 내부에 형성된 공급 유로 (82) 를 지나 크랭크 샤프트 (24) (도 1 참조) 에 공급되어 윤활 및 냉각된다.In addition, during the operation of the
여기서, 베어링 메탈 (53) 의 유막 압력에 대해 설명한다. 도 13 은, 베어링 메탈에 최대 하중이 작용했을 때의 유막 압력 및 베어링면 형상을 나타내는 개략도이다.Here, the oil film pressure of the bearing
피스톤봉 (23) 및 연접봉 (27) 의 작동시, 베어링 메탈 (53) 은, 내면이 크로스헤드 핀 (52) 의 외주면으로부터 하중을 받고 면압을 받아, 유막 압력이 상승한다. 이 때, 내면에 둘레 방향 오일 홈 (73) 이 형성되고, 경사 홈 (76) 이 형성되어 있지 않은 종래의 베어링 메탈은, 도 13 에 점선으로 나타내는 바와 같이, 베어링면이 크로스헤드 핀 (52) 측으로 볼록한 변형이 되기 때문에, 유막 압력이 폭 방향 (축 방향 A) 의 단부측으로부터 중심부를 향하여 서서히 높아져, 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 에지 주변부에서 최대가 된다. 그 때문에, 종래의 베어링 메탈은, 높은 유막 압력에 의해 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 에지 주변부에서 손상될 리스크가 있다.When the
한편, 내면에 둘레 방향 오일 홈 (73) 이 형성됨과 함께 그 양측에 경사 홈 (76) 이 형성되어 있는 제 1 실시형태의 베어링 메탈 (53) 은, 도 13 에 실선으로 나타내는 바와 같이, 유막 압력이 폭 방향 (축 방향 A) 의 단부측으로부터 중심부를 향하여 서서히 높아져, 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 에지 주변부에서 최대가 되지만, 경사 홈 (76) 이 형성되어 있지 않은 종래의 베어링 메탈에 비해 경사 홈 (76) 이 있는 만큼, 베어링면의 볼록 형상이 완만해져, 유막 압력이 낮아진다. 그 때문에, 제 1 실시형태의 베어링 메탈 (53) 은, 경사 홈 (76) 에 의해 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 에지 주변부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소가 억제되어, 손상될 리스크가 저하된다.On the other hand, the bearing
이와 같이 제 1 실시형태의 크로스헤드 베어링 (베어링 메탈 (53)) 에 있어서는, 반원통 형상을 이루는 베어링 본체 (71) 와, 베어링 본체 (71) 의 내면에 형성되는 베어링면 (72) 과, 베어링 본체 (71) 의 두께 방향으로 관통하는 연통공 (연통부) (75) 과, 베어링 본체 (71) 의 내면에 축 방향 A 에 있어서의 양 단부로부터 중심부를 향하여 깊이가 커지는 경사 홈 (경사부) (76) 을 형성하고 있다.As described above, in the crosshead bearing (bearing metal 53) of the first embodiment, the bearing
따라서, 크로스헤드 (29) 의 작동시에, 베어링 메탈 (53) 의 베어링면 (72) 이 크로스헤드 핀 (52) 의 외주면으로부터 면압을 받을 때, 경사 홈 (76) 에 의해 축 방향의 중심부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소를 억제할 수 있다. 그 결과, 베어링 하중에 의한 손상을 억제하여 크로스헤드 핀 (52) 을 양호하게 지지할 수 있다.Therefore, during the operation of the
제 1 실시형태의 크로스헤드 베어링 (베어링 메탈 (53)) 에서는, 베어링 본체 (71) 의 축 방향에 있어서의 중심부의 베어링면 (72) 에 둘레 방향을 따라 둘레 방향 오일 홈 (73) 을 형성하고, 경사 홈 (76) 을 베어링 본체 (71) 의 축 방향의 양 단부로부터 둘레 방향 오일 홈 (73) 을 향하여 깊이를 크게 하고 있다. 따라서, 베어링 메탈 (53) 의 베어링면 (72) 이 크로스헤드 핀 (52) 의 외주면으로부터 면압을 받을 때, 경사 홈 (76) 에 의해 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 에지 주변부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소를 억제할 수 있다.In the crosshead bearing (bearing metal 53) of the first embodiment, a
제 1 실시형태의 크로스헤드 베어링 (베어링 메탈 (53)) 에서는, 경사 홈 (76) 은, 연접봉 (27) 의 연접봉 본체 (61) 의 폭 방향의 외측으로부터 둘레 방향 오일 홈 (73) 을 향하여 깊이를 크게 하고 있다. 따라서, 충분한 영역의 경사 홈 (76) 을 확보할 수 있어, 중심부나 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 에지 주변부에서의 국소적인 유막 압력의 상승을 효과적으로 억제할 수 있다.In the crosshead bearing (bearing metal 53) of the first embodiment, the
제 1 실시형태의 크로스헤드 베어링 (베어링 메탈 (53)) 에서는, 경사 홈 (76) 은, 베어링 본체 (71) 의 단부로부터 소정 길이만큼 이행된 위치 P 로부터 둘레 방향 오일 홈 (73) 이 형성되어 있다. 따라서, 베어링 본체 (71) 의 단부로부터 소정 길이의 영역에 항상 크로스헤드 핀 (52) 의 외주면에 접촉하는 베어링면 (72) 을 확보할 수 있어, 크로스헤드 핀 (52) 을 안정적으로 지지할 수 있다.In the crosshead bearing (bearing metal 53) of the first embodiment, the
제 1 실시형태의 크로스헤드 베어링 (베어링 메탈 (53)) 에서는, 바닥면이 평탄한 경사 평면을 갖는 경사 홈 (76), 또는, 크로스헤드 핀 (52) 측으로 볼록 형상이 되는 경사 곡면을 갖는 경사 홈 (77) 으로 하고 있다. 경사 홈 (76) 에 의해 가공성을 용이하게 하여 가공 비용을 저감시킬 수 있고, 경사 홈 (77) 에 의해 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 에지 주변부에서의 유막 압력의 상승을 효과적으로 억제할 수 있다.In the crosshead bearing (bearing metal 53) of the first embodiment, an
제 1 실시형태의 크로스헤드 베어링 (베어링 메탈 (53)) 에서는, 경사 홈 (76) 의 경사 평면 및 경사 홈 (77) 의 경사 곡면은, 베어링면 (72) 이 크로스헤드 핀 (52) 으로부터 최대 하중의 수압시에 크로스헤드 핀 (52) 으로부터의 하중을 받는다. 따라서, 경사 홈 (76, 77) 에 의해 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 에지 주변부에서의 국소적인 유막 압력의 상승을 효과적으로 억제할 수 있는 한편으로, 크로스헤드 핀 (52) 을 안정적으로 지지할 수 있다.In the crosshead bearing (bearing metal 53) of the first embodiment, the inclined plane of the
제 1 실시형태의 크로스헤드 베어링 (베어링 메탈 (53)) 에서는, 베어링면 (72) 에 있어서의 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 폭 방향의 양측에 크로스헤드 핀 (52) 의 축 방향 A 를 따른 축 방향 오일 홈 (74) 을 둘레 방향 C 로 소정 간격을 두고 형성하고, 경사 홈 (76) 을 각 축 방향 오일 홈 (74) 의 폭 방향의 양측에 형성하고 있다. 따라서, 복수의 축 방향 오일 홈 (74) 에 의해 안정적인 윤활유의 공급이 가능해져, 경사 홈 (76) 에 의해 둘레 방향 오일 홈 (73) 의 에지 주변부에서의 국소적인 유막 압력의 상승을 효과적으로 억제할 수 있다.In the crosshead bearing (bearing metal 53) of the first embodiment, along the axial direction A of the
또, 제 1 실시형태의 크로스헤드에 있어서는, 크로스헤드 핀 (52) 과, 반원 형상을 이루도록 만곡된 지지면 (62a) 이 형성되는 연접봉 (27) 의 하부 베어링부 (62) 와, 하부 베어링부 (62) 의 지지면 (62a) 에 지지되어 크로스헤드 핀 (52) 의 외주면을 자유롭게 슬라이딩할 수 있도록 지지하는 베어링 메탈 (53) 을 형성하고 있다. 따라서, 크로스헤드 (29) 의 작동시에, 베어링 메탈 (53) 의 베어링면 (72) 이 크로스헤드 핀 (52) 의 외주면으로부터 면압을 받을 때, 경사 홈 (76) 에 의해 축 방향의 중심부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소를 억제할 수 있다. 그 결과, 베어링 하중에 의한 베어링 메탈 (53) 의 손상을 억제하여 크로스헤드 핀 (52) 을 양호하게 지지할 수 있다.Further, in the crosshead of the first embodiment, the
또, 제 1 실시형태의 가구에 있어서는, 정상부에 배치되는 천판 (31) 과, 바닥부에 배치되는 바닥판 (32) 과, 측부에 배치되어 일단부가 천판 (31) 에 접속됨과 함께 타탄부가 바닥판 (32) 에 접속되는 측판 (33) 과, 천판 (31) 과 바닥판 (32) 과 측판 (33) 에 접속됨으로써 연직 방향으로 관통하는 복수의 공간부 (35) 가 구획되는 복수의 격벽 (34) 과, 복수의 공간부 (35) 에 각각 고정되는 복수의 가이드판 (28) 과, 복수의 가이드판 (28) 의 각각에 자유롭게 이동할 수 있도록 지지되는 복수의 크로스헤드 (29) 를 형성하고 있다. 따라서, 크로스헤드 (29) 의 작동시에, 베어링 메탈 (53) 의 베어링면 (72) 이 크로스헤드 핀 (52) 의 외주면으로부터 면압을 받을 때, 경사 홈 (76) 에 의해 축 방향의 중심부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소를 억제할 수 있다. 그 결과, 베어링 하중에 의한 베어링 메탈 (53) 의 손상을 억제하여 크로스헤드 핀 (52) 을 양호하게 지지할 수 있다.In addition, in the furniture of the first embodiment, the
또, 제 1 실시형태의 크로스헤드식 내연 기관에 있어서는, 대판 (11) 과, 대판 (11) 상에 형성되는 가구 (12) 와, 가구 (12) 상에 형성되는 실린더 재킷 (13) 과, 대판 (11) 과 가구 (12) 와 실린더 재킷 (13) 을 관통하여 연결하는 복수의 타이 볼트 (14) 를 형성하고 있다. 따라서, 내연 기관의 운전시에, 베어링 메탈 (53) 의 베어링면 (72) 이 크로스헤드 핀 (52) 의 외주면으로부터 면압을 받을 때, 경사 홈 (76) 에 의해 축 방향의 중심부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소를 억제할 수 있다. 그 결과, 베어링 하중에 의한 베어링 메탈 (53) 의 손상을 억제하여 크로스헤드 핀 (52) 을 양호하게 지지할 수 있어, 연비의 향상 그리고 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.In addition, in the crosshead type internal combustion engine of the first embodiment, the
[제 2 실시형태][Second Embodiment]
도 14 는, 제 2 실시형태의 크로스헤드를 나타내는 평면도, 도 15 는, 도 14 의 XV-XV 단면도이다. 또한, 상기 서술한 실시형태와 동일한 기능을 갖는 부재에는, 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.Fig. 14 is a plan view showing a crosshead of the second embodiment, and Fig. 15 is a cross-sectional view taken along XV-XV in Fig. 14. In addition, members having the same functions as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions are omitted.
제 2 실시형태의 크로스헤드에 있어서, 도 14 및 도 15 에 나타내는 바와 같이, 베어링 메탈 (크로스헤드 베어링) (101) 은, 베어링 본체 (71) 와, 베어링면 (72) 과, 축 방향 오일 홈 (74) 과, 슬릿 개구 (연통부) (102) 와, 경사 홈 (경사부) (103) 을 구비하고 있다.In the crosshead of the second embodiment, as shown in Figs. 14 and 15, the bearing metal (crosshead bearing) 101 is a bearing
베어링 메탈 (101) 은, 베어링면 (72) 에 복수의 축 방향 오일 홈 (74) 이 축 방향 A 를 따라 둘레 방향 C 로 소정 간격으로 형성되어 있다. 베어링 메탈 (101) 은, 두께 방향으로 관통하는 슬릿 개구 (102) 가 둘레 방향 C 를 따라 형성되어 있다. 복수의 축 방향 오일 홈 (74) 은, 길이 방향의 단부가 이 슬릿 개구 (102) 에 연통되어 있다. 슬릿 개구 (102) 는, 베어링 본체 (71) 의 축 방향 A 의 중심부에 둘레 방향 C 를 따라 형성되어 있고, 폭이 각 축 방향 오일 홈 (74) 의 폭보다 크게 형성되어 있지만, 축 방향 오일 홈 (74) 의 폭과 동일하게 하거나, 작게 하거나 해도 된다.In the bearing
또, 베어링 메탈 (101) 은, 슬릿 개구 (102) 의 폭 방향 (축 방향 A) 의 양측의 베어링면 (72) 에 베어링 본체 (71) 의 폭 방향 (축 방향 A) 의 외측으로부터 슬릿 개구 (102) 를 향하여 깊이가 커지는 복수 (본 실시형태에서는, 2 개) 의 경사 홈 (103) 이 형성되어 있다. 각 경사 홈 (103) 은, 베어링 본체 (71) 의 폭 방향의 단부로부터 소정 길이만큼 이행된 위치에서, 또한, 연접봉 (27) 의 폭 방향의 외측의 위치로부터 슬릿 개구 (102) 를 향하여 깊이가 커졌다. 이 각 경사 홈 (103) 은, 축 방향 A 의 각 단부가 각 축 방향 오일 홈 (74) 의 길이 방향의 중도부에 위치하고, 둘레 방향 C 의 각 단부가 베어링 본체 (71) 의 둘레 방향 C 의 단부에 위치하고 있다. 그 때문에, 각 경사 홈 (103) 은, 각 축 방향 오일 홈 (74) 의 폭 방향의 양측에 형성되게 된다.In addition, the bearing
베어링 메탈 (101) 은, 베어링 본체 (71) 의 베어링면 (72) 에 슬릿 개구 (102) 가 형성됨과 함께, 그 양측에 경사 홈 (103) 이 각각 형성되어 있다. 슬릿 개구 (102) 는, 축 방향 A 의 중심 위치 O1 에 둘레 방향 C 를 따라 형성되고, 베어링 본체 (71) 의 판 두께 방향으로 관통하고 있다. 경사 홈 (103) 은, 베어링 본체 (71) 의 폭 방향의 단부로부터 소정 길이만큼 이행됨과 함께 연접봉 (27) 의 폭 방향의 외측의 위치 P 로부터 슬릿 개구 (102) 를 향하여 깊이가 커져, 단부가 슬릿 개구 (102) 에 연통되어 있다. 그 때문에, 슬릿 개구 (102) 를 포함시킨 경사 홈 (103) 의 폭 (축 방향 A 의 길이) W2 는, 연접봉 (27) 의 폭 (축 방향 A 의 길이) W1 보다 큰 치수가 된다.In the bearing
그 때문에, 피스톤봉 (23) 및 연접봉 (27) (모두 도 1 참조) 의 작동시, 베어링 메탈 (101) 은, 내면이 크로스헤드 핀 (52) 의 외주면으로부터 하중을 받고 면압을 받아, 유막 압력이 상승한다. 이 때, 내면에 슬릿 개구 (102) 가 형성됨과 함께 그 양측에 경사 홈 (103) 이 형성되어 있는 베어링 메탈 (101) 은, 유막 압력이 폭 방향 (축 방향 A) 의 단부측으로부터 중심부를 향하여 서서히 높아져, 슬릿 개구 (102) 의 에지 주변부에서 최대가 되지만, 경사 홈 (103) 이 형성되어 있지 않은 종래의 베어링 메탈에 비해 경사 홈이 있는 만큼, 베어링면의 볼록 형상이 완만해져, 유막 압력이 낮은 것으로 되어 있다. 그 때문에, 베어링 메탈 (101) 은, 경사 홈 (103) 에 의해 베어링면 형상의 변형이 작아져, 슬릿 개구 (102) 의 에지 주변부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소가 억제되어, 손상될 리스크가 저하된다.Therefore, when the
이와 같이 제 2 실시형태의 크로스헤드 베어링 (베어링 메탈 (101)) 에 있어서는, 반원통 형상을 이루는 베어링 본체 (71) 와, 베어링 본체 (71) 의 내면에 형성되는 베어링면 (72) 과, 베어링 본체 (71) 의 축 방향에 있어서의 중심부에 둘레 방향 C 를 따름과 함께 베어링 본체 (71) 의 두께 방향으로 관통하는 슬릿 개구 (102) 와, 베어링 본체 (71) 의 내면에 축 방향에 있어서의 양 단부로부터 슬릿 개구 (102) 를 향하여 깊이가 커지는 경사 홈 (경사부) (103) 을 형성하고 있다.In this way, in the crosshead bearing (bearing metal 101) of the second embodiment, the bearing
따라서, 크로스헤드 (29) 의 작동시에, 베어링 메탈 (101) 의 베어링면 (72) 이 크로스헤드 핀 (52) 의 외주면으로부터 면압을 받을 때, 경사 홈 (103) 에 의해 축 방향의 중심부나 슬릿 개구 (102) 의 에지부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소를 억제할 수 있다. 그 결과, 베어링 하중에 의한 손상을 억제하여 크로스헤드 핀 (52) 을 양호하게 지지할 수 있다.Therefore, when the
[제 3 실시형태][Third Embodiment]
도 16 은, 제 3 실시형태의 크로스헤드를 나타내는 평면도, 도 17 은, 도 16 의 XVII-XVII 단면도이다. 또한, 상기 서술한 실시형태와 동일한 기능을 갖는 부재에는, 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.Fig. 16 is a plan view showing a crosshead according to a third embodiment, and Fig. 17 is a cross-sectional view taken along XVII-XVII in Fig. 16. In addition, members having the same functions as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions are omitted.
제 3 실시형태의 크로스헤드에 있어서, 도 16 및 도 17 에 나타내는 바와 같이, 베어링 메탈 (크로스헤드 베어링) (111) 은, 베어링 본체 (71) 와, 베어링면 (72) 과, 축 방향 오일 홈 (74) 과, 연통공 (연통부) (112) 과, 경사 홈 (경사부) (113) 을 구비하고 있다.In the crosshead of the third embodiment, as shown in Figs. 16 and 17, the bearing metal (crosshead bearing) 111 is a bearing
베어링 메탈 (111) 은, 베어링면 (72) 에 있어서의 둘레 방향 C 의 각 단부측에 복수 (본 실시형태에서는, 4 개) 의 축 방향 오일 홈 (74) 이 축 방향 A 를 따라 둘레 방향 C 로 소정 간격으로 형성되어 있다. 베어링 메탈 (111) 은, 둘레 방향 C 의 각 단부측에 두께 방향으로 관통하는 연통공 (112) 이 둘레 방향 C 를 따라 형성되어 있다. 복수의 축 방향 오일 홈 (74) 은, 길이 방향의 단부가 이 연통공 (112) 에 연통되어 있다. 연통공 (112) 은, 베어링 본체 (71) 의 축 방향 A 의 중심부에 둘레 방향 C 를 따라 형성되어 있다.The bearing
또, 베어링 메탈 (111) 은, 각 연통공 (112) 사이의 베어링면 (72) 에 베어링 본체 (71) 의 폭 방향 (축 방향 A) 의 외측에서 중심부를 향하여 깊이가 커지는 경사 홈 (113) 이 형성되어 있다. 경사 홈 (113) 은, 베어링 본체 (71) 의 폭 방향의 단부로부터 소정 길이만큼 이행된 위치에서, 또한, 연접봉 (27) 의 폭 방향의 외측의 위치로부터 중심부를 향하여 깊이가 커졌다. 이 각 경사 홈 (113) 은, 둘레 방향 C 의 각 단부측에 형성된 축 방향 오일 홈 (74) 및 연통공 (연통부) (112) 사이에 위치하고 있다.In addition, the bearing
베어링 메탈 (111) 은, 베어링 본체 (71) 의 베어링면 (72) 의 축 방향 A 에 있어서의 중심 위치를 향하여 깊이가 커지는 경사 홈 (113) 이 형성되어 있다. 이 경사 홈 (113) 은, 베어링 본체 (71) 의 폭 방향의 단부로부터 소정 길이만큼 이행됨과 함께 연접봉 (27) 의 폭 방향의 외측의 위치 P 로부터 중심 위치를 향하여 깊이가 커졌다. 그 때문에, 경사 홈 (113) 의 폭 (축 방향 A 의 길이) W2 는, 연접봉 (27) 의 폭 (축 방향 A 의 길이) W1 보다 큰 치수가 된다.The bearing
또한, 경사 홈 (113) 의 형상은, 상기 서술한 것에 한정되는 것은 아니다. 도 18 은, 베어링 메탈의 제 1 변형예의 상세 형상을 나타내는 단면도, 도 19 는, 베어링 메탈의 제 2 변형예를 나타내는 크로스헤드의 평면도이다.In addition, the shape of the
도 18 에 나타내는 바와 같이, 베어링 메탈 (111A) 은, 베어링 본체 (71) 의 폭 방향의 단부로부터 소정 길이만큼 이행됨과 함께 연접봉 (27) 의 폭 방향의 외측의 위치 P 로부터 중심 위치를 향하여 깊이가 커지는 경사 홈 (121) 이 형성되어 있다. 경사 홈 (121) 은, 바닥면이 직경 방향 R 에 있어서 크로스헤드 핀 (52) 측으로 볼록 형상이 되도록 만곡된 경사 곡면이고, 베어링면 (72) 의 위치 P 로부터 축 방향 A 의 중심 위치까지 단차 없이 연속된 곡면으로 되어 있다. 또, 도 19 에 나타내는 바와 같이, 베어링 메탈 (111B) 은, 베어링 본체 (71) 의 폭 방향의 단부로부터 소정 길이만큼 이행됨과 함께 연접봉 (27) 의 폭 방향의 외측의 위치 P 로부터 중심 위치를 향하여 깊이가 커지는 경사 홈 (122) 이 형성되어 있다. 경사 홈 (122) 은, 바닥면이 직경 방향 R 에 있어서 크로스헤드 핀 (52) 측으로 오목 형상이 되도록 만곡된 경사 곡면이고, 베어링면 (72) 의 위치 P 로부터 축 방향 A 의 중심 위치까지 단차 없이 연속된 곡면으로 되어 있다. 또한, 경사 홈을, 크로스헤드 핀 (52) 측으로 볼록 형상이 되도록 만곡된 제 1 경사 곡면과, 크로스헤드 핀 (52) 측으로 오목 형상이 되도록 만곡된 제 2 경사 곡면을 단차 없이 연속하여 구성해도 된다.As shown in Fig. 18, the bearing
도 20 은, 베어링 메탈에 최대 하중이 작용했을 때의 유막 압력 및 베어링면형상을 나타내는 개략도이다. 피스톤봉 (23) 및 연접봉 (27) (모두 도 1 참조) 의 작동시, 베어링 메탈 (111) 은, 내면이 크로스헤드 핀 (52) 의 외주면으로부터 하중을 받고 면압을 받아, 유막 압력이 상승한다. 이 때, 내면에 경사 홈 (113) 이 형성되어 있지 않은 종래의 베어링 메탈은, 도 20 에 점선으로 나타내는 바와 같이, 유막 압력이 폭 방향 (축 방향 A) 의 단부측으로부터 중심부를 향하여 서서히 높아져, 이 중심부에서 최대가 된다. 그 때문에, 종래의 베어링 메탈은, 유막 압력이 최대가 되는 축 방향의 중심부가 손상될 리스크가 있다.Fig. 20 is a schematic diagram showing an oil film pressure and a bearing surface shape when a maximum load is applied to the bearing metal. When the
한편, 내면에 경사 홈 (113) 이 형성되어 있는 제 3 실시형태의 베어링 메탈 (111) 은, 도 20 에 실선으로 나타내는 바와 같이, 유막 압력이 폭 방향 (축 방향 A) 의 단부측으로부터 중심부를 향하여 서서히 높아져, 이 중심부에서 최대가 되지만, 경사 홈 (113) 이 형성되어 있지 않은 종래의 베어링 메탈의 유막 압력에 비해 낮은 것으로 되어 있다. 그 때문에, 제 3 실시형태의 베어링 메탈 (111) 은, 경사 홈 (113) 에 의해 베어링면의 볼록 형상이 완만해져, 중심부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소가 억제되어, 손상될 리스크가 저하된다.On the other hand, in the bearing
이와 같이 제 3 실시형태의 크로스헤드 베어링 (베어링 메탈 (111)) 에 있어서는, 반원통 형상을 이루는 베어링 본체 (71) 와, 베어링 본체 (71) 의 내면에 형성되는 베어링면 (72) 과, 베어링 본체 (71) 의 둘레 방향에 있어서의 각 단부에 두께 방향으로 관통하는 연통공 (112) 과, 베어링 본체 (71) 의 내면에 축 방향에 있어서의 양 단부로부터 중심부를 향하여 깊이가 커지는 경사 홈 (경사부) (113) 을 형성하고 있다.As described above, in the crosshead bearing (bearing metal 111) of the third embodiment, the bearing
따라서, 크로스헤드 (29) 의 작동시에, 베어링 메탈 (111) 의 베어링면 (72) 이 크로스헤드 핀 (52) 의 외주면으로부터 면압을 받을 때, 경사 홈 (113) 에 의해 축 방향의 중심부에서의 국소적인 유막 압력의 상승이나 유막 두께의 감소를 억제할 수 있다. 그 결과, 베어링 하중에 의한 손상을 억제하여 크로스헤드 핀을 양호하게 지지할 수 있다.Therefore, during the operation of the
또한, 상기 서술한 실시형태에서 설명한 둘레 방향 오일 홈 (73), 축 방향 오일 홈 (74), 연통공 (75), 경사 홈 (76, 77, 91, 92, 103, 113, 121, 122) 의 개수, 형상, 크기, 위치 등은, 실시형태에 한정되는 것은 아니다.In addition, the
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 크로스헤드 베어링으로서의 베어링 메탈 (53, 53A, 101, 111, 111A, 111B) 을 1 장의 판재로 구성했지만, 복수 장의 판재로 구성해도 된다. 이 경우, 예를 들어, 축 방향 A 에 있어서의 중심 위치 O1 로부터 2 분할해도 된다.In addition, in the above-described embodiment, the bearing
10 : 디젤 엔진 (크로스헤드식 내연 기관)
11 : 대판
12 : 가구
13 : 실린더 재킷
14 : 타이 볼트 (연결 부재)
15 : 너트
16 : 실린더 라이너
17 : 실린더 커버
18 : 피스톤
19 : 연소실
21 : 동변 장치
22 : 배기관
23 : 피스톤봉
24 : 크랭크 샤프트
25 : 베어링
26 : 크랭크
27 : 연접봉
28 : 가이드판
29 : 크로스헤드
31 : 천판
32 : 바닥판
33 : 측판
34 : 격벽
35 : 공간부
51 : 가이드 슈
52 : 크로스헤드 핀
53, 53A, 101, 111, 111A, 111B : 베어링 메탈 (크로스헤드 베어링)
61 : 연접봉 본체
62 : 하부 베어링부
62a : 지지면
64 : 상부 베어링부
71 : 베어링 본체
72 : 베어링면
73 : 둘레 방향 오일 홈
74 : 축 방향 오일 홈
75, 112 : 연통공 (연통부)
76, 77, 91, 92, 103, 113, 121, 122 : 경사 홈 (경사부)
102 : 슬릿 개구 (연통부)10: Diesel engine (crosshead type internal combustion engine)
11: large plate
12: furniture
13: cylinder jacket
14: tie bolt (connection member)
15: nut
16: cylinder liner
17: cylinder cover
18: piston
19: combustion chamber
21: moving device
22: exhaust pipe
23: piston rod
24: crankshaft
25: bearing
26: crank
27: connecting rod
28: guide plate
29: crosshead
31: top plate
32: bottom plate
33: side plate
34: bulkhead
35: space part
51: guide shoe
52: crosshead pin
53, 53A, 101, 111, 111A, 111B: Bearing metal (crosshead bearing)
61: connecting rod body
62: lower bearing part
62a: support surface
64: upper bearing part
71: bearing body
72: bearing surface
73: circumferential oil groove
74: axial oil groove
75, 112: communication hole (communication department)
76, 77, 91, 92, 103, 113, 121, 122: Inclined groove (inclined part)
102: slit opening (communication part)
Claims (12)
반원통 형상을 이루는 베어링 본체와,
상기 베어링 본체의 내면에 형성되는 베어링면과,
상기 베어링 본체의 두께 방향으로 관통하는 연통부와,
상기 베어링 본체의 축 방향에 있어서의 중심부의 상기 베어링면에 둘레 방향을 따라 형성되는 둘레 방향 오일 홈과,
상기 베어링면에 상기 크로스헤드 핀의 축 방향을 따름과 함께 둘레 방향으로 소정 간격을 두고 형성되는 복수의 축 방향 오일 홈과,
상기 베어링 본체의 내면에 있어서의 상기 복수의 축 방향 오일 홈의 폭 방향의 양측에 축 방향에 있어서의 양 단부로부터 중심부측에 소정 길이만큼 이행된 위치에서 상기 둘레 방향 오일 홈을 향하여 깊이가 커지는 경사부를 구비하는 것을 특징으로 하는 크로스헤드 베어링.In the crosshead bearing that is supported on the support surface of the connecting rod and supports the outer peripheral surface of the crosshead pin so that it can slide freely,
A bearing body forming a semi-cylindrical shape,
A bearing surface formed on the inner surface of the bearing body,
A communication part penetrating in the thickness direction of the bearing body,
A circumferential oil groove formed along the circumferential direction on the bearing surface at the center of the bearing body in the axial direction,
A plurality of axial oil grooves formed at predetermined intervals in the circumferential direction along the axial direction of the crosshead pin on the bearing surface;
An inclination that increases in depth toward the circumferential oil groove at a position shifted by a predetermined length from both ends in the axial direction to the center side on both sides of the width direction of the plurality of axial oil grooves on the inner surface of the bearing body Crosshead bearing, characterized in that it has a portion.
상기 경사부는, 상기 연접봉의 폭 방향의 외측으로부터 상기 베어링 본체의 축 방향에 있어서의 중심부를 향하여 깊이가 커지는 것을 특징으로 하는 크로스헤드 베어링.The method of claim 1,
The inclined portion is a crosshead bearing, wherein a depth of the inclined portion increases from an outer side in a width direction of the connecting rod toward a central portion in an axial direction of the bearing body.
상기 경사부는, 바닥면이 평탄한 경사 평면인 것을 특징으로 하는 크로스헤드 베어링.The method of claim 1,
The inclined portion is a crosshead bearing, characterized in that the bottom surface is a flat inclined plane.
상기 경사부는, 바닥면에 상기 크로스헤드 핀측으로 볼록 형상 또는 오목 형상이 되는 경사 곡면이 형성되는 것을 특징으로 하는 크로스헤드 베어링.The method of claim 1,
The inclined portion is a crosshead bearing, characterized in that the inclined curved surface is formed in a convex shape or concave shape toward the crosshead pin on the bottom surface.
상기 경사부는, 상기 베어링면이 상기 크로스헤드 핀으로부터 최대 하중의 수압시에 유막을 통하여 하중을 받는 것을 특징으로 하는 크로스헤드 베어링.The method of claim 1,
The inclined portion is a crosshead bearing, characterized in that the bearing surface receives a load through an oil film when a maximum load is received from the crosshead pin.
상기 연통부는, 상기 베어링 본체의 축 방향에 있어서의 중심부에 둘레 방향을 따라 형성되고, 상기 경사부는, 상기 베어링 본체의 축 방향의 양 단부로부터 상기 연통부를 향하여 깊이가 커지는 것을 특징으로 하는 크로스헤드 베어링.The method of claim 1,
The communication portion is formed along a circumferential direction at a central portion of the bearing body in an axial direction, and the inclined portion increases in depth toward the communication portion from both ends of the bearing body in the axial direction. .
반원 형상을 이루도록 만곡된 지지면이 형성되는 베어링부와,
상기 베어링부의 지지면에 지지되어 상기 크로스헤드 핀의 외주면을 자유롭게 슬라이딩할 수 있도록 지지하는 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 크로스헤드 베어링을 구비하는 것을 특징으로 하는 크로스헤드.Crosshead pins,
A bearing portion on which a curved support surface is formed to form a semicircular shape,
A crosshead comprising the crosshead bearing according to any one of claims 1 to 6, which is supported on the support surface of the bearing unit and supports the outer circumferential surface of the crosshead pin so that it can slide freely.
바닥부에 배치되는 바닥판과,
측부에 배치되어 일단부가 상기 천판에 접속됨과 함께 타탄부가 상기 바닥판에 접속되는 측판과,
상기 천판과 상기 바닥판과 상기 측판에 접속됨으로써 복수의 공간부가 구획되는 격벽과,
상기 격벽에 각각 고정되는 가이드판과,
상기 가이드판의 각각에 자유롭게 이동할 수 있도록 지지되는 제 7 항에 기재된 크로스헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 가구.With a top plate placed on the top,
A floor plate disposed on the floor,
A side plate disposed on a side and having one end connected to the top plate and a tartan portion connected to the bottom plate;
A partition wall in which a plurality of spaces are partitioned by being connected to the top plate, the bottom plate, and the side plate,
A guide plate fixed to each of the partition walls,
A furniture comprising the crosshead according to claim 7 supported so as to be freely movable on each of the guide plates.
상기 대판 상에 형성되는 제 8 항에 기재된 가구와,
상기 가구 상에 형성되는 실린더 재킷과,
상기 대판과 상기 가구와 상기 실린더 재킷을 관통하여 연결하는 연결 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 크로스헤드식 내연 기관.
With the big plate,
The furniture according to claim 8 formed on the base plate,
A cylinder jacket formed on the furniture,
A crosshead type internal combustion engine comprising: a connecting member passing through the base plate, the furniture, and the cylinder jacket.
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