KR20030090509A - 대형 2행정 내연기관의 실린더 라이너용 지지판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형 2행정 내연기관의 실린더 프레임 (30) 의 상단에 장착하는 지지판 (9) 에 관한 것이다. 이 지지판 (9) 에는, 실린더 라이너의 환형 플랜지상에 배치되는 실린더 라이너 (1) 의 환형 하방표면 (7) 을 지지하는 환형 상방표면 (8) 이 제공된다. 지지판 (9) 은 환형 상방표면에 대해 반경방향 외측에 위치하는 하방표면 (10) 을 더 포함한다. 지지판 (9) 은 하방표면 (10) 으로써 실린더 프레임 (30) 상단에 놓이며, 스테이볼트의 압축력을 실린더 라이너로부터 실린더 프레임 (30) 의 수직벽 (11,12) 으로 전달한다. 따라서, 실린더 프레임 (30) 의 상판 (6) 이 굽힘하중에 덜 노출된다.

Description

대형 2행정 내연기관의 실린더 라이너용 지지판{SUPPORT PLATE FOR CYLINDER LINER OF A LARGE TWO-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 대형 2행정 내연기관의 실린더 프레임의 상단에 장착하는 지지판에 관한 것이다. 실린더 프레임의 상단에 위치하는 지지판은 실린더 라이너를 지지하는데 사용된다.

국제공개공보 제 95/08058 호는, 대형 2행정 내연기관의 실린더를 개시하고 있다. 실린더는 실린더 커버, 밸브시트, 밸브몸체, 및 실린더 프레임의 상판에 직접 위치하는 환형 하방표면을 구비한 실린더 라이너를 포함한다. 상판은 실린더 프레임의 다수의 수직벽으로 지지된다. 큰 압축력이 스테이볼트에 의해 실린더 커버를 통해 실린더 라이너로 전달된다. 이 압축력은 실린더 프레임의 상판에 의해 실린더 라이너로부터 실린더 프레임의 수직벽으로 전달된다. 따라서, 상판은 고굽힘 하중에 노출된다. 이러한 큰 힘은, 기관이 작동중인 경우변동된다. 결과적으로, 실린더 프레임의 상판과 수직벽 사이의 연결부 및 실린더 프레임의 상판은 피로를 견디기 위해 극히 큰 체적을 가져야 한다.

이러한 상황에서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 극복하는 지지판을 제공하는 것이다. 이 목적은, 청구항 1 대로, 대형 2행정 내연기관의 실린더 프레임의 상판상에 장착되는 지지판으로서, 이 지지판은, 실린더 라이너의 환형 하방표면을 지지하는 환형 상방표면, 및 상기 상판상에 놓이는 하방표면을 구비하며, 상기 하방표면이 상기 환형 상방표면에 대하여 반경방향 외측에 위치하는 지지판에 의해 달성된다. 지지판은 하방표면으로써 실린더 프레임의 상단에 놓여, 스테이볼트의 압축력을 실린더 라이너로부터 실린더 프레임의 수직벽으로 전달한다. 따라서, 실린더 프레임의 상판은 굽힘하중에 덜 노출된다. 따라서, 상판과 수직벽 사이의 연결부 및 상판은 휠씬 가벼운 용적을 가질 수 있다.

상기 하방표면의 주변부는 정확하게 직사각형일 필요가 없으며, 원형, 또는 직사각형과 원형 사이의 어떤형태, 즉 모가 둥근 직사각형 또는 모가 둥근 정방형등이 될 수 있다.

바람직하게, 상기 하방표면은, 접촉압력을 상기 하방표면에 대해 고르게 균등하게 하도록, 상기 주변부를 따르는 상대적으로 유연한 좁은 스트립이다.

상기 지지판의 두께는, 상기 주변부를 따라서 실질적으로 균일한 굽힘저항을 얻도록 일정하지 않게 분포될 수 있다. 따라서, 주변부 둘레의 접촉압력을 고르게 분배할 수 있다.

지지판에는 냉각수의 공급 및/또는 제거를 위한 도관이 제공될 수 있다. 따라서, 상판을 통하는 긴 냉각수 도관을 회피할 수 있다.

다른 실시형태에서, 상기 환형 상방표면이, 상기 실린더 라이너의 일부 길이를 따라 상방으로 신장하는 슬리브상에 제공되며, 이 슬리브와 상기 실린더 라이너 사이에 냉각수 챔버가 형성될 수 있다. 따라서, 종래구조에서 냉각수 챔버를 만들기 위해 실린더 라이너 주위에 위치했던 종래의 재킷을 상방으로 신장하는 슬리브로 대체한다.

지지판은, 실린더 프레임의 상판에 있는 원형개구내에 수용되는 하방으로 신장하는 안내링을 더 포함할 수 있다. 따라서, 지지판을 상판에 간단히 장착할 수 있다.

지지판은, 실린더의 상단으로부터 유출된 유체를 수용하기위해 상기 지지판상에 튜브를 만들도록 상기 주변부를 따라서 상방으로 신장하는 림을 더 포함할 수 있다. 이러한 유체는, 예를 들어 연료 분사기, 냉각시스템 및 배기밸브장치에서 유출된다. 따라서, 종래구조에서 사용되었던, 휠씬 더 큰 상판 둘레의 림을 회피할 수 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상기에 정의된 일체형 지지판을 포함하는 실린더 라이너를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 실린더 라이너의 환형 하방표면이 실린더 라이너의 상단에 가까게 배치되고, 상기 환형 상방표면이 실린더 프레임의 상단보다 실린더 라이너의 상단에 실질적으로 더 가깝게 위치하도록 상기 슬리브가 상기 실린더 라이너의 높이의 상당 부분을 따라 신장하는 실린더 라이너 및 지지판을 제공하는 것이다. 따라서, 냉간기관(cold engine)으로부터 정상운전 조건으로 증가하는 온도에 의해 야기된 실린더 라이너의 팽창이, 실린더 커버를 하방으로 지지하는 볼트에 실제로 전달되지 않는다.

본 발명의 다른 목적은, 크랭크축용 주베어링을 갖는 대판, 이 대판상에 장착된 A형 크랭크케이스 프레임 및 스테이볼트에 의해 대판과 함께 고정된 이 A형 크랭크케이스 프레임상에 장착되는 실린더 프레임을 포함하는 크로스헤드형 2행정 내연기관으로서, 상기 실린더 프레임은 실린더 라이너를 수용하는 적어도 하나의 원형개구를 구비한 상판을 포함하며, 상기 상판은, 각 원형개구 둘레에 실질적으로 직사각형인 지지부를 형성하는 상기 실린더 프레임의 적어도 4개의 벽 및 상판에 장착되는 상술한 지지판에 의해 지지되는 크로스헤드형 2행정 내연기관을 제공하는 것이다. 바람직하게, 상기 주변부는 실질적으로 직사각형인 상기 지지부와 실질적으로 일치한다.

본 발명에 따른 실린더 프레임의 다른 목적, 특징, 잇점 및 특성들은 상세한 설명으로부터 더욱 명백해 질 것이다.

도 1 은 바람직한 실시형태를 도시하는 실린더의 반단면도.

도 2 는 지지판상의 저면도.

도 3 은 지지판의 평면도.

도 4 는 다른 바람직한 실시형태를 도시하는 실린더의 반단면도.

도 5 는 다른 바람직한 실시형태에 따른 지지판의 반단면도.

도 6 은 지지판을 구비한 기관의 횡단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1실린더 라이너

2실린더 커버

3밸브시트

4밸브몸체

5볼트

6상판

7실린더 라이너의 환형 하방표면

8지지판의 환형 상방표면

9지지판

10지지판의 하방표면

11측벽

12횡단벽

15안내링

16슬리브

30실린더 프레임

도 1 은, 실린더 라이너 (1), 실린더 커버 (2), 밸브시트 (3), 및 밸브몸체 (4) 를 구비하며, 상기 실린더 라이너 (1) 및 상기 실린더 커버 (2) 가 볼트 (5) 에 의해 실린더 프레임 (30) 의 상판 (6) 에 고정되는 2행정 내연기관의 실린더의 반단면도를 도시하고 있다.

상기 상판 (6) 은 2개의 측벽 (11) 및 다수의 횡단벽 (12) 으로 지지된다. 상기 횡단벽 (12) 은 측벽 (11) 사이에서 신장하며 이 측벽들을 서로 연결시킨다. 횡단벽 (12) 은 측벽 (11) 과 함께 상판 (6) 아래에서 실질적으로 정방형 지지구조를 형성한다. 측벽 (11), 횡단벽 (12) 및 상판 (6) 은 함께 실린더 프레임 (30) 을 형성한다. 바람직하게, 실린더 프레임 (30) 은 함께 용접되는 판들로 형성된다. 또한, 예를 들어 금속주조에 의해 상이하게 형성되는 실린더 프레임을 사용하는 것도 가능하다.

지지판 (9) 의 환형 상방표면 (8) 상에 실린더 라이너의 환형 하방표면 (7) 을 위치시켜 실린더 라이너 (1) 를 장착시킨다. 지지판 (9) 은 상판 (6) 에 놓이는 하방 표면 (10) 을 구비한다. 도 2 에 자세히 도시된 바와같이, 하방 표면 (10) 은 실질적으로 직사각형인 주변부를 가지며 지지판 (9) 의 주변부를 따라 스트립처럼 신장한다. 하방 표면의 주변부는 직사각형 또는 정방형일 수 있으며, 측벽 (11) 과 횡단벽 (12) 으로 형성되는 지지부와 실질적으로 일치하는 한, 코너를 둥글게 할 수 있다. 하방 표면 (10) 은 실질적으로 실린더 프레임 (30) 의 횡단벽 (12) 및 측벽 (11) 위에 직접 위치한다. 따라서, 볼트 (5) 에 의해 실린더 커버 (2) 를 통해 실린더 라이너 (1) 로 전달되는 큰 압축력이 지지판 (9) 을 통해 상판 (6) 으로 전달되고, 구체적으로는 상판이 측벽 (11) 과 횡단벽 (12) 에 의해 지지되는 영역으로 전달된다. 따라서, 큰 압축력은 상판 (6) 에 어떤 굽힘력(모멘트)도 발생시키지 않고 실린더 프레임 (30) 에 전달된다.

지지판 (9) 에는 또한 상판 (6) 의 원형 개구내에 수용되는 하방으로 신장하는 안내링 (15) 이 제공된다. 안내링 (15) 은 지지판 (9) 을 정확하게 장착하게하고 횡단운동을 못하도록 지지판을 고정하게 한다. 도 2 에 자세히 도시된 바와같이, 지지판에는 실린더 라이너 (1) 로 냉각수를 공급하는 도관 (13) 이 제공된다. 또한, 지지판 (9) 에는 볼트 (5) 를 안내하는 8개의 원형 관통공 (18) 이 제공된다. 도 3 에 자세히 도시된 바와같이, 지지판에는 실린더 라이너 (1) 의 높은 영역으로 냉각수를 전달하게하는 4개의 냉각수 출구 (14) 가 제공된다.

지지판 (9) 의 두께는 수평면(비도시)에 대해 고르지 않게 분포되어 있어, 주변부를 따라서 실질적으로 균일한 굽힘저항(bending resistance)을 얻는다.

도 1 및 도 3 에 도시된 것처럼, 지지판에는 그 주변부를 따라서 상방으로 신장하는 림 (19) 이 제공되어 있어, 예를 들어 연료 분사기 및 배기밸브 장치에 의해 실린더 상단으로부터 유출된 유체를 수용하고 포함하는 튜브 (20) 가 지지판 (9) 에 형성되어 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시형태(비도시)에 따르면, 지지판은 실린더 라이너의 일체형 부분으로 형성된다. 통합된 지지판을 갖는 실린더 라이너는, 예를 들어 하나의 유닛으로 주조될 수 있다.

도 4 는, 실린더 라이너 (1) 의 일부 길이를 따라서 상방으로 신장하는 슬리브 (16) 상에 환형의 상방표면 (8) 이 제공되는 본 발명의 다른 바람직한 실시형태를 도시하고 있다. 따라서, 실린더 라이너 (1) 의 환형의 하방표면 (7) 이 실린더 라이너 (1) 의 상단에 가까이 배치된다. 냉간기관으로부터 정상운동조건까지 증가하는 온도에 의해 야기되는 실린더 라이너 (1) 의 팽창은, 실린더 커버(2) 를 아래로 지지하는 볼트 (5) 에 실질적으로 전달되지 않는다. 슬리브 (16) 는, 실린더 라이너 (1) 와 슬리브 (16) 사이에 한정되는 냉각수 챔버 (17) 의 외벽을 형성하는 재킷을 동시에 형성한다. 안정성의 이유로, 상방으로 신장하는 슬리브 (16) 는, 도 4 의 일점쇄선이 지시하는 것처럼, 상방으로 테이퍼링하는 넓은 베이스로부터 형성될 수 있다.

도 5 는, 하방표면 (10) 이 상대적으로 저강성을 갖는 상대적으로 좁은 스트립으로 형성되는 본 발명의 다른 바람직한 실시형태를 도시하고 있다. 이 저강성은, 스트립과 상판 (6) 사이의 접촉압력을 고르게 분포하도록 스트립 자체를 조정가능하게 한다.

상판은, 예를 들어 금속주조, 조립식 부분을 함께 용접하는 기계가공, 및 이들의 조합으로 생산될 수 있다.

도 6 은 지지판을 구비한 기관의 횡단면도이다. 이 기관은 크로스헤드형의 2행정 내연기관이며, 크랭크축용 주베어링을 갖는 대판 (22) 으로부터 이루어진다. A형 크랭크케이스 프레임 (21) 은 대판 (22) 상에 장착되고 실린더 프레임 (30) 은 스테이 볼트 (23) 에 의해 고정되어 A형 크랭크케이스 프레임 (21) 상에 장착된다. 하방표면 (10) 의 주변부는 바람직하게 실린더 프레임 (30) 의 수직벽 (11,12) 또는 수직벽 (11,12) 의 적어도 겹쳐진 부분으로 형성된 직사각형 지지부와 일치한다. 따라서, 상판 (6) 에 대한 최소의 굽힘하중으로 볼트 (5) 의 힘이 실린더 프레임 (30) 에 전달한다.

본 발명이 예시의 목적으로 상세히 설명되었지만, 그러한 설명은 단지 예시의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 당업자가 본 발명에 변경을 가할 수 있다는 것을 알수있다.

따라서, 장치 및 방법들의 바람직한 실시형태를, 이들이 개발되는 상황을 참조하여 설명하였지만, 이들은 본 발명의 원리를 단지 예시하는 것이다. 본 발명의 정신 및 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않고, 다른 실시형태 및 구성을 만들수 있다.

본 발명에 따른 지지판으로 인해, 실린더 프레임의 상판이 굽힘하중에 덜 노출되어, 상판과 수직벽 사이의 연결부 및 상판은 휠씬 가벼운 용적을 가질 수 있다.

Claims (12)

1. 대형 2행정 내연기관의 실린더 프레임 (30) 의 상판 (6) 상에 장착되는 지지판 (9) 으로서, 이 지지판에는, 실린더 라이너 (1) 의 환형 하방표면 (7) 을 지지하는 환형 상방표면 (8), 및 상기 상판 (6) 상에 놓이는 하방표면 (10) 을 구비하며, 상기 하방표면 (10) 이 상기 환형 상방표면 (8) 에 대하여 반경방향 외측에 위치하는 지지판.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하방표면 (10) 의 주변부는 원형, 모가 둥근 직사각형, 또는 그들 중간의 어떤형태, 바람직하게는 모가 둥근 정방형의 형태인 것을 특징으로 하는 지지판.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 하방표면 (10) 은, 접촉압력을 상기 하방표면 (10) 에 대해 고르게 균등하게 하도록, 상기 주변부를 따르는 상대적으로 유연한 좁은 스트립인 것을 특징으로 하는 지지판.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 지지판 (9) 의 두께는, 상기 주변부를 따라서 실질적으로 균일한 굽힘저항을 얻도록 일정하지 않게 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 지지판.
5. 제 1 항에 있어서, 냉각수의 공급 및/또는 제거를 위한 적어도 하나의 도관 (13) 을 구비하는 것을 특징으로 하는 지지판.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 환형 상방표면 (8) 이, 상기 실린더 라이너 (1) 의 일부 길이를 따라 상방으로 신장하며 슬리브 (16) 상에 제공되며, 이 슬리브 (16) 와 상기 실린더 라이너 (1) 사이에 냉각수 챔버 (17) 가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 지지판.
7. 제 1 항에 있어서, 실린더 프레임의 상판에 있는 원형개구내에 수용되는 하방으로 신장하는 안내링 (15) 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지판.
8. 제 1 항에 있어서, 실린더의 상단으로부터 유출된 유체를 수용하기위해 상기 지지판상에 튜브 (20) 를 만들도록 상기 주변부를 따라서 상방으로 신장하는 림 (19) 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지지판.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 일체형 지지판을 포함하는 실린더 라이너.
10. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 지지판 (9) 및 실린더 라이너 (1) 로서, 실린더 라이너 (1) 의 환형 하방표면 (7) 이 실린더 라이너 (1) 의 상단에 가까게 배치되고, 상기 환형 상방표면 (8) 이 실린더 프레임 (30) 의 상단보다 실린더 라이너 (1) 의 상단에 실질적으로 더 가깝게 위치하도록 상기 슬리브 (16) 가 상기 실린더 라이너 (1) 의 높이의 상당 부분을 따라 신장하는 실린더 라이너 및 지지판.
11. 크랭크축용 주베어링을 갖는 대판 (22), 이 대판 (22) 상에 장착된 A형 크랭크케이스 프레임 (21) 및 스테이볼트 (23) 에 의해 대판과 함께 고정된 상기 A형 크랭크케이스 프레임 (21) 상에 장착되는 실린더 프레임 (30) 을 포함하는 크로스헤드형 2행정 내연기관으로서, 상기 실린더 프레임은 실린더 라이너를 수용하는 적어도 하나의 원형개구를 구비한 상판 (6) 을 포함하며, 상기 상판 (6) 은, 각 원형개구 주변에서 실질적으로 직사각형인 지지부를 형성하는 상기 실린더 프레임 (30) 의 적어도 4개의 벽 (11,12) 및 상기 상판 (6) 에 장착되는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 지지판 (9) 에 의해 지지되는 크로스헤드형 2행정 내연기관.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 주변부 (10) 가 실질적으로 직사각형인 상기 지지부 (11,12) 와 실질적으로 일치하는 것을 특징으로 하는 크로스헤드형 2행정 내연기관.