KR20200115153A - Marine diesel engine, cylinder liner and parts thereof that constitute the engine, and method for maintenance of the engine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박용 디젤엔진에 관한 것으로서 당해 엔진 자체, 당해 엔진을 구성하는 실린더 라이너 및 그 부품, 당해 엔진의 유지보수방법에 관한 것이다.The present invention relates to a marine diesel engine, and relates to the engine itself, a cylinder liner constituting the engine, and parts thereof, and a maintenance method for the engine.
선박용 디젤엔진에 있어서 그 유지보수의 하나로서 피스톤의 제거작업이 필요하게 된다. 이 피스톤 제거작업의 일례로서 하기 비특허문헌1에는 다음 절차가 개시(開示)되어 있다.In marine diesel engines, a piston removal operation is required as one of its maintenance. As an example of this piston removal operation, the following procedure is disclosed in Non-Patent Document 1 below.
1.주기관(선박용 디젤엔진을 가리킨다.)의 냉각수, 윤활유 등을 뽑아 낸 후, 주기관의 상단에 연결되어 있는 모든 배관을 분리하고, 상부구조물인 실린더 커버를 떼어낸다. 1. After drawing out cooling water and lubricant from the main engine (referring to the ship's diesel engine), disconnect all pipes connected to the upper end of the main engine, and remove the upper structure, the cylinder cover.
2.피스톤의 하부접속부를 떼어내고, 피스톤을 실린더로부터 뽑아 낸다.2. Remove the lower connection part of the piston and pull the piston out of the cylinder.
3.슬라이딩부의 피스톤링, 실린더 라이너의 청소, 계측, 기록(촬영)을 한다.3. Clean, measure, and record (shoot) the sliding part of the piston ring and cylinder liner.
4.피스톤, 실린더 라이너, 피스톤봉의 관통 부분 등의 정비 후, 뽑아 낸 피스톤에 피스톤링을 장착하고 실린더 오일을 도포해서 실린더에 넣는다.4. After maintenance of the piston, cylinder liner, and the through part of the piston rod, attach the piston ring to the extracted piston, and apply cylinder oil to the cylinder.
5.피스톤봉 하부 접속 후, 실린더 커버를 복구한다.5. After connecting the lower part of the piston rod, restore the cylinder cover.
6.주기관 상부 연결관계의 복구 후, 냉각수, 윤활유 등을 통하여 누설 등을 확인한다.6. After restoring the connection between the upper part of the main engine, check for leakage through cooling water or lubricant.
7.시운전을 하고 상황을 확인해서 작업을 종료한다.7. Make a test run, check the situation, and finish the work.
동(同) 비특허문헌1에 의하면, 피스톤 제거작업은 충분한 인원과 준비가 필요한 대규모의 중요한 작업의 하나이며, 기관부 인원 총 6명 정도가 보통 8∼10 시간 정도 필요하다고 한다. 또한 DF엔진(이차원 연료 엔진)의 피스톤 제거작업에 대해서는 연료가스용 배관 등의 분해작업이 필요하게 되어 종래의 선박용 디젤엔진의 경우보다도 작업시간, 작업부담이 더 커지게 된다. 또한 상기 비특허문헌1의 기재는 기계제어식 엔진을 전제로 한 것으로 생각되지만, 전자제어식 엔진의 피스톤 제거작업에서는 상기 모든 배관의 제거작업 외에도 센서케이블 등의 전자기기 제거작업이 필요하게 되어 기계제어식 엔진보다도 작업시간과 작업부담이 더 커지게 된다.According to the same non-patent document 1, the piston removal operation is one of large-scale important operations requiring sufficient personnel and preparation, and it is said that a total of about 6 personnel in the engine department is usually required for about 8 to 10 hours. In addition, disassembly work such as fuel gas piping is required for the piston removal work of the DF engine (two-dimensional fuel engine), and the working time and work burden are greater than that of a conventional marine diesel engine. In addition, the description of the non-patent document 1 is considered to be based on a mechanically controlled engine, but in the operation of removing the piston of the electronically controlled engine, in addition to removing all of the above pipes, it is necessary to remove electronic devices such as sensor cables. The work time and the workload become larger than that.
종래의 선박용 디젤엔진에서는, 실린더 라이너의 내측에 관한 유지보수는 피스톤 제거작업을 수반하지 않고는 실시 불가능한 것과, 피스톤 제거작업을 수반하지 않더라도 실시할 수는 있지만 그 작업성이 나쁜 것이 있다.In the conventional marine diesel engine, maintenance on the inside of the cylinder liner cannot be performed without involving the piston removal operation, and there are some that can be performed without the piston removal operation, but the workability thereof is poor.
전자로서는, 예를 들면 피스톤링의 교환 등 피스톤링의 탈착을 필요로 하는 유지보수를 들 수 있다.As the former, maintenance requiring removal of the piston ring, such as replacement of the piston ring, may be mentioned.
또한 후자로서는, 실린더 라이너 마모량의 계측이나 피스톤 크라운·피스톤봉의 부분적인 점검·청소 등을 들 수 있다. 이들은 실린더 라이너에 형성된 소기(掃氣)구멍으로부터 실린더 라이너의 내부에 치구 등을 삽입하여 실시할 수 있다. 그러나, 일반적으로 소기구멍이 비교적 작기 때문에 이 소기구멍을 통한 유지보수는 작업성이 나빠져버린다.Further, examples of the latter include measurement of cylinder liner wear, partial inspection and cleaning of piston crowns and piston rods. These can be implemented by inserting a jig or the like into the inside of the cylinder liner from the scavenging hole formed in the cylinder liner. However, in general, since the scavenging hole is relatively small, maintenance through the scavenging hole deteriorates the workability.
따라서, 본 발명은 피스톤 제거작업을 수반하지 않더라도 실시 가능하도록 유지보수의 폭을 넓힐수 있거나, 또는 피스톤 제거작업을 수반하지 않고 실시 가능하도록 유지보수의 작업성을 향상시킬 수 있는 선박용 디젤엔진 및 그 부품, 선박용 디젤엔진의 유지보수방법 제공을 목적으로 한다.Therefore, the present invention is a marine diesel engine that can improve the workability of maintenance so that it is possible to perform maintenance without involving the piston removal operation, or It aims to provide parts and maintenance methods for marine diesel engines.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 1태양에 관한 실린더 라이너는, 선박용 디젤엔진의 실린더 라이너로서, 내측에 소기실을 형성하는 실린더 프레임에 설치되었을 때, 실린더 커버를 탑재하기 위해서 상기 실린더 프레임의 외측에 위치하는 정상부 및 실린더 프레임에 형성되는 관통공으로부터 소기실 내에 걸쳐 연장되는 기부(基部)를 구비한 실린더 라이너 상부와, 기부 하단에 착탈 가능하게 접속되는 실린더 라이너 하부를 구비한다.In order to solve the above problems, the cylinder liner according to the first aspect of the present invention is a cylinder liner of a marine diesel engine, and when installed in a cylinder frame forming a scavenging chamber inside, the cylinder frame is And a cylinder liner upper portion having a base portion extending from a top portion located outside of the cylinder frame and a base portion extending into the scavenging chamber from a through hole formed in the cylinder frame, and a cylinder liner lower portion detachably connected to the lower portion of the base portion.
실린더 라이너가 상하로 분할불가능·일체적으로 형성되어 있는 구성에서는, 특히 실린더 라이너의 내부에 대한 유지보수작업은 피스톤 제거작업을 하지 않고는 불가능하거나, 작업성이 나쁘다.In a configuration in which the cylinder liner is non-dividable and integrally formed, in particular, maintenance work on the inside of the cylinder liner is impossible or workability is poor without the piston removal work.
이에 대하여, 상기 구성에서는, 피스톤 제거작업을 하지 않더라도, 실린더 라이너 상부로부터 실린더 라이너 하부를 떼어내어 실린더 라이너의 내부, 특히 실린더 라이너 상부와 실린더 라이너 하부의 접속위치 부근에 관한 유지보수작업이 일부 가능하게 되거나 또는 작업성이 향상된다.On the other hand, in the above configuration, even if the piston is not removed, the cylinder liner lower part is removed from the upper part of the cylinder liner to partially perform maintenance work on the inside of the cylinder liner, particularly in the vicinity of the connection position between the upper cylinder liner and the lower cylinder liner. Or workability is improved.
본 발명의 1태양에 관한 선박용 디젤엔진은, 상기 실린더 라이너, 실린더 프레임, 실린더 라이너 내를 왕복운동하는 피스톤 크라운, 피스톤 크라운에 접속된 피스톤봉으로 구성된다.A marine diesel engine according to an aspect of the present invention comprises the cylinder liner, a cylinder frame, a piston crown that reciprocates within the cylinder liner, and a piston rod connected to the piston crown.
본 발명의 1태양에 관한 선박용 디젤엔진의 실린더 라이너 부품은 상기 실린더 라이너를 구성하기 위한 실린더 라이너 하부로 되어 있다.The cylinder liner component of the marine diesel engine according to the first aspect of the present invention serves as a lower portion of the cylinder liner for constituting the cylinder liner.
본 발명의 1태양에 관한 선박용 디젤엔진의 유지보수방법은, 내측에 소기실을 형성하는 실린더 프레임에 설치된 실린더 라이너에 관한 것으로서, 상기 실린더 프레임에 형성된 관통공으로부터 소기실 내에 걸쳐 연장된 기부에서 당해 기부의 하단에 착탈 가능하게 접속된 실린더 라이너 하부를 떼어내는 공정, 실린더 라이너 하부 떼어내기에 의한 작업이 가능하거나 또는 작업이 용이하게 된 부위에 대한 유지보수작업을 실시하는 공정, 기부에 실린더 라이너 하부를 부착하는 공정이 포함되어 있다.A maintenance method for a marine diesel engine according to an aspect of the present invention relates to a cylinder liner installed in a cylinder frame forming an internal scavenging chamber, wherein the through hole formed in the cylinder frame extends from a base extending within the scavenging chamber. The process of removing the lower part of the cylinder liner, which is detachably connected to the lower part of the base, the process of performing maintenance work on the part where the operation by removing the lower part of the cylinder liner is possible or easy, and the lower part of the cylinder liner at the base The process of attaching is included.
본 발명의 1태양에 따르면, 피스톤 제거작업을 수반하지 않더라도 실시 가능한 유지보수의 폭을 넓힐 수 있거나, 혹은 피스톤 제거작업을 수반하지 않고 실시 가능한 유지보수의 작업성을 향상시킬 수 있다.According to one aspect of the present invention, it is possible to widen the range of maintenance that can be carried out even if the piston removal operation is not involved, or it is possible to improve the operability of maintenance that can be performed without the piston removal operation.
도1은 본 발명의 1실시형태에 관한 선박용 디젤엔진의 부분 단면도이다.
도2는 도1의 선박용 디젤엔진 실린더 프레임에 실린더 라이너가 설치된 상태를 나타내는 정면도이다.
도3은 도2의 실린더 라이너의 전체를 나타내는 정면도이다.
도4는 도2의 실린더 라이너를 구성하는 실린더 라이너 상부의 사시도이다.
도5는 도2의 실린더 라이너를 구성하는 실린더 라이너 하부의 사시도이다.
도6은 피스톤링 교환작업중인 실린더 라이너의 상태를 나타내는 정면도이다.1 is a partial cross-sectional view of a marine diesel engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a cylinder liner installed on the cylinder frame of the marine diesel engine of FIG. 1.
Fig. 3 is a front view showing the entire cylinder liner of Fig. 2;
Fig. 4 is a perspective view of an upper portion of a cylinder liner constituting the cylinder liner of Fig. 2;
Fig. 5 is a perspective view of a lower portion of the cylinder liner constituting the cylinder liner of Fig. 2;
6 is a front view showing the state of the cylinder liner during the piston ring replacement operation.
도1의 부분단면도에 본 발명의 1실시형태에 관한 선박용 디젤엔진(1)을 나타낸다. 또한 본원의 특허청구범위 및 발명의 설명에서 「상」·「 하」나 「정상」·「밑바닥」의 개념은 선박용 디젤엔진(1)의 피스톤 왕복운동방향을 기준으로 정하도록 하여, 피스톤의 상사점측 및 하사점측을 각각 「상」·「하」,「정상」·「밑바닥」이라고 한다.A partial cross-sectional view of Fig. 1 shows a marine diesel engine 1 according to an embodiment of the present invention. In addition, in the description of the claims and invention of the present application, the concept of "up", "down" or "top" and "bottom" is determined based on the piston reciprocating direction of the marine diesel engine 1, The point side and the bottom dead center side are referred to as "top", "bottom", "top" and "bottom", respectively.
[선박용 디젤엔진의 전체 구성][Overall composition of marine diesel engine]
선박용 디젤엔진(1)은 크랭크 케이스(10), 실린더 프레임(20), 실린더 라이너(30), 실린더 커버(40), 배기집합관(50), 과급기(60), 소기 트렁크(70), 연료분사·배기밸브 구동장치(80)를 구비하고 있다.Marine diesel engine (1) is a crank case (10), cylinder frame (20), cylinder liner (30), cylinder cover (40), exhaust assembly pipe (50), supercharger (60), scavenging trunk (70), fuel injection. It is equipped with an exhaust
크랭크 케이스(10)는 그 내부에 크랭크 샤프트(11), 크로스 헤드(12), 이들을 연결하는 커넥팅 로드(13)가 배치되어 있다. 또한 크랭크 케이스(10)의 내부에는 상방으로부터 피스톤봉(15)의 일부가 삽입되어 있다. 피스톤봉(15)은 상방의 선단에 피스톤 크라운(14)을 구비하고 상하왕복운동을 한다. 이 운동은 크로스 헤드(12)를 통해 커넥팅 로드(13)에 전달되고, 이 커넥팅 로드(13) 및 크랭크 샤프트(11)에 의해 회전운동으로 변환된다.The
실린더 프레임(20)은 크랭크 케이스(10)의 정상부에 설치되어 있다. 실린더 프레임(20)의 저부에는 관통공이 형성되어 있고, 그 관통공에 스터핑 박스(21)가 설치되어 있다. 스터핑 박스(21)는 크랭크 케이스(10) 내부와 실린더 프레임(20) 내부 사이의 기밀(氣密)을 유지하면서 피스톤봉(15)을 관통시키고 있다.The
실린더 라이너(30)는 그 일부가 실린더 프레임(20)의 정상부에 형성된 관통공을 통해 실린더 프레임(20)의 내부에 삽입되고, 다른 부분이 실린더 프레임(20)의 상방으로 돌출하고 있다. 실린더 라이너(30)는 그 내부에 피스톤 크라운(14) 및 피스톤봉(15)의 일부를 수용하고 있다.The
실린더 커버(40)는 실린더 라이너(30)의 정상부에 배치되어 실린더 라이너(30)의 내부에서 피스톤 크라운(14)보다 상방의 공간과 실린더 라이너(30) 외부 사이의 기밀을 유지하고 있다. 실린더 커버에는 배기구(41)가 형성되어 있으며, 그 배기구(41)에 배기밸브(42)가 설치되어 있다.The
실린더 라이너(30) 및 실린더 커버(40)는 도1의 지면(紙面) 수직방향으로 각각 예를 들면 6개 배치되어 있어, 6기통 엔진을 구성하고 있다. 크로스 헤드(12), 커넥팅 로드(13), 피스톤 크라운(14), 피스톤봉(15), 스터핑 박스(21) 등도 실린더 라이너(30) 및 실린더 커버(40)와 동수(同數)로 설치되어 있다.The
배기집합관(50)은 각 실린더 커버(40)의 배기구(41)와 과급기(60)를 각각 통하게 하는 관이다. 배기집합관(50)은 각 배기구(41)로부터 배기되는 가스를 과급기(60)에 보내기 위한 것이다.The
과급기(60)는 배기집합관(50)을 통해 전송되는 배기가스의 흐름을 이용하고 외기를 압축해서 소기 트렁크(70)에 공급한다.The
소기 트렁크(70)는 과급기(60)로부터 공급되는 압축공기를 실린더 프레임(20)의 내부에 형성되는 소기실(22)에 공급하기 위한 것이다. 실린더 프레임(20)에는 그 측벽에 각 실린더 라이너(30)와 대향하는 위치에 소기구 (23)(도2 참조)가 형성되어 있다. 실린더 라이너(30)의 둘레벽에는 그 둘레를 따라 다수의 소기구멍(32e)(도3 참조)이 형성되어 있다. 이들 소기구(23) 및 소기구멍(32e) 사이를 통해 압축공기는 실린더 라이너(30) 내로 유입된다.The scavenging
또한 소기 트렁크(70)는 점검문(點檢門)(71)을 구비하고 있다. 이 점검문(71)을 개방함으로써 작업자는 소기 트렁크(70)의 내부로 들어가고, 또한 소기구(23)를 통하여 소기실(22)까지 도달할 수 있다.Moreover, the scavenging
연료분사·배기밸브 구동장치(80)는 실린더 프레임(20) 정상부의 실린더 라이너(30) 측방에 배치되어 있다. 연료분사·배기밸브 구동장치(80)는 실린더 커버(40)에 연료를 공급하고 배기밸브(42)를 유압식으로 구동하기 위해 유압제어를 한다.The fuel injection/exhaust
[선박용 디젤엔진의 동작][Operation of marine diesel engine]
선박용 디젤엔진(1)은 다음과 같이 동작한다.The marine diesel engine 1 operates as follows.
피스톤 크라운(14)이 하사점에 위치하는 상태에서 피스톤 크라운(14)의 정상부는 실린더 라이너(30)의 소기구멍(32e)보다 하방에 위치하고 있으며 배기밸브(42)는 열려 있다. 이에 따라 소기가 이루어진다. 즉, 소기 트렁크(70)로부터 소기실(22)에 공급되고, 소기구멍(32e)을 통해 실린더 라이너(30) 내에 유입된 압축공기가 전(前) 사이클의 연소가스를 배기구(41)로부터 추방하고, 실린더 라이너(30) 내에 충만하게 된다.In a state where the
피스톤 크라운(14)이 하사점으로부터 상승하기 시작하면, 피스톤 크라운(14) 자체가 소기구멍(32e)보다 상방으로 이동함으로써 실린더 라이너(30) 내와 소기실(22)이 기밀하게 됨과 아울러 배기밸브(42)가 닫힌다.When the
피스톤 크라운(14)이 더 상승하여 상사점 부근에 도달하면 압축공기가 연료의 발화점 이상으로 압축가열된다. 그 상태에서 연료분사·배기밸브 구동장치(80)에 의해서 실린더 라이너(30) 내에 연료가 분사되어 연료를 자기발화(自己發火)시킨다.When the
피스톤 크라운(14)은 상사점을 거쳐 하강으로 전환하고, 상기 발화에 의해 발생한 연소가스가 팽창하여 하방으로 구동된다. 그 후에 배기밸브(42)가 열리고, 피스톤 크라운(14)은 다시 하사점으로 되돌아간다.The
이상의 동작을 반복함으로써 발생하는 피스톤 크라운(14)의 상하왕복운동은 상기한 대로 회전운동으로 변환되어 선박용 디젤엔진(1)의 출력이 된다.The vertical reciprocating motion of the
[실린더 라이너의 설치와 구조][Installation and structure of cylinder liner]
도2의 정면도에는 실린더 프레임(20)에 실린더 라이너(30)가 설치된 상태를 나타내고, 도3의 정면도에는 실린더 라이너(30) 전체를 나타낸다. 도2 및 도3은 도1의 소기 트렁크측에서 실린더 라이너(30) 등을 바라본 도면이다. 또한 도1은 실린더 라이너(30) 등의 구성을 일부 간략화해서 도면에 나타내고 있다.The front view of Fig. 2 shows the
실린더 라이너(30)는, 실린더 라이너 상부(31), 실린더 라이너 하부(실린더 라이너 부품)(32), 이들을 접속하는 동시에 이들이 서로 회전하는 것을 방지하는 접속링(33) 및 회전방지구(34)를 구비하고 있다.The
실린더 라이너 상부(31)는, 실린더 커버(40)를 탑재하는 실린더 정상부(31a), 실린더 프레임(20)으로부터 돌출하는 돌출부(3lb), 실린더 프레임(20)에 형성되는 관통공으로부터 소기실(22) 내에 걸쳐 연장되는 기부(31c)를 구비하고 있다.The cylinder liner
실린더 라이너 하부(32)는 실린더 라이너 상부(31)의 기부(31c) 하단에 착탈 가능하게 접속된다. 실린더 라이너 하부(32)는 실린더 라이너 상부(31)에 장착됨으로써, 1개의 실린더 라이너(30)를 구성한다. 실린더 라이너 상부(31)와 실린더 라이너 하부(32)의 접속위치는, 피스톤 크라운(14)이 하사점에 위치할 때의 피스톤 크라운(14) 정상부보다 상사점측에 있다.The cylinder liner
실린더 라이너 하부(32)에는 상기한 소기구멍(32e)이 그 원주면의 원주방향을 따라 다수 형성되어 있다. 또한 실린더 라이너 하부(32)는, 실린더 라이너(30)의 중심축을 포함하는 평면에 의해 2분할된 2개의 부재(32a·32b)와 이들을 착탈 가능하게 합체(合體)시키는 8개의 고정 피스(32c)를 구비하고 있다. 또한 도2 및 도3에는 4개의 고정 피스(32c)가 도면에 나타나 있지만, 이들의 반대측에 이들과 전후대칭이 되도록 나머지 4개의 고정 피스가 배치되어 있다.The cylinder liner
도4 및 도5의 사시도에 나타나 있는 바와 같이, 실린더 라이너 상부(31)와 실린더 라이너 하부(32)의 접속방식은 접속링(33)을 사용한 바요네트식(bayonet式)이다.As shown in the perspective view of Figs. 4 and 5, the connection method between the cylinder liner
도4에 나타나 있는 바와 같이 접속링(33)은 실린더 라이너 상부(31) 기부(31c)의 최하부 외주에 삽입되어 나사 결합되어 있다. 접속링(33)의 상반부 대부분은 기부(31c)의 외주와 겹치지만, 하반부 대부분은 기부(31c)의 하단보다 하방으로 돌출하고 있다. 이 돌출하고 있는 부분의 내주에는 내측으로 돌출한 4개의 내측 폴(33a)이 동일한 간격으로 형성되어 있다. 또한 이 돌출 부분에는 2곳에 홈(notch)(33b)이 형성되어 있다.As shown in Fig. 4, the connecting
도5에 나타나 있는 바와 같이 실린더 라이너 하부(32)의 최상부 외주에는 외측으로 돌출하는 4개의 외측 폴(32d))이 형성되어 있다.As shown in Fig. 5, four
실린더 라이너 하부(32)를 실린더 라이너 상부(31)에 접속할 때, 우선 실린더 라이너 하부(32)의 외측 폴(32d))은 접속링(33)의 내측 폴(33a) 사이에 삽입되어, 실린더 라이너 하부(32)가 접속링(33)에 삽입된다. 그리고, 실린더 라이너 하부(32)를 접속링(33)에 대하여 회전시킴으로써, 실린더 라이너 하부(32)의 외측 폴(32d)과 접속링(33)의 내측 폴(33a)이 각각 상하로 맞물리게 된다. 이 상태에서 접속링(33)의 2곳의 홈(33b)에 2개의 회전방지구(34)를 각각 삽입하여, 이들 회전방지구(34)를 실린더 라이너 하부(32)에 나사결합 한다. 이에 따라 실린더 라이너 하부(32)는 실린더 라이너 상부(31)의 상하방향 및 회전방향에 의해 위치가 결정되고 이들은 일체화된다.When connecting the cylinder liner
[실린더 라이너 관련 치구][Cylinder liner related jig]
실린더 라이너 하부(32)에는 그 주위를 둘러 싸는 3개의 체결용구(35)가 부착된다. 이 체결용구(35)는 후술하는 대로 실린더 라이너 하부(32)를 분해 및 조립할 때에 사용하는 치구로서, 선박용 디젤엔진(1)을 운전할 때에는 떼어내 둘 수 있다.Three
실린더 라이너 하부(32)의 하방에는 2대의 승강기구(거치대)(24)가 설치된다. 승강기구(24)도 실린더 라이너 하부(32)을 착탈할 때에 실린더 라이너 하부(32)를 승강시키기 위한 치구로서, 선박용 디젤엔진(1)을 운전할 때에는떼어내 둘 수 있다.Under the cylinder liner
승강기구(24)는, 실린더 프레임(20)의 바닥면(도3 도면에는 나타내지 않는다)에 설치되는 베이스(24a), 베이스(24a)에 나사결합된 잭볼트(24b), 잭볼트(24b)의 정상부에 부착된 상판(24c)을 구비하고 있다. 또한 2대의 승강기구(24)는 실린더 라이너 하부(32)를 구성하는 2개의 부재 (32a·32b)에 각각 대응하고 있다.The
[피스톤링 교환작업][Piston ring replacement work]
이하에서는, 상술한 구조의 실린더 라이너(30)를 전제로 하여, 선박용 디젤엔진(1)의 유지보수작업의 일례로서, 피스톤 크라운(14)에 부착된 피스톤링(14a)(도6 참조)의 교환작업에 대해 설명한다.Hereinafter, as an example of maintenance work of the marine diesel engine 1 on the premise of the
도6의 정면도는 피스톤링(14a) 교환작업중인 실린더 라이너(30) 상태를 나타낸다. 피스톤링(14a)의 교환작업은 다음 수순에 의한다. 또한 하기 2. 이후의 작업은 소기실(22)에 들어간 작업자에 의해 이루어진다.The front view of Fig. 6 shows the state of the
1. 점검용 모터를 구동시켜 크랭크 샤프트(11)를 회전시킴으로써 교환작업대상이 되는 피스톤 크라운(14)을 하사점 부근으로 이동시킨다.1. By driving the inspection motor and rotating the crankshaft 11, the
2. 실린더 라이너 하부(32)의 주위에 3개의 체결용구(35)를 부착하고, 실린더 라이너 하부(32)를 구성하는 2개의 부재(32a·32b)를 소정의 힘으로 체결해 둔다(도3 참조). 이것은 2개의 부재(32a·32b)를 분해할 때에, 이들이 피스톤링(14a)의 반발력에 의한 부주의에 의해 움직여지지 않도록 하기 위함이다.2. Attach three
3. 2개의 부재(32a·32b)는 각각의 밑에 승강기구(24)가 설치되고, 잭볼트(24b)를 회전시켜서 부재(32a·32b)를 지지한다. 이것은 부재(32a·32b)가 느닷없이 낙하되는 것을 방지하기 위해서다.3. Each of the two
4. 2개의 회전방지구(34)를 떼어내고, 실린더 라이너 하부(32)를 45도 회전시켜 실린더 라이너 하부(32)의 외측 폴(32d)이 접속링(33)의 내측 폴(33a)을 피하여 그들 사이에 위치되도록 한다.4. Remove the two anti-rotation holes (34) and rotate the lower cylinder liner (32) by 45 degrees so that the outer pole (32d) of the lower cylinder liner (32) connects the inner pole (33a) of the connection ring (33). Avoid it and place it between them.
5. 각 승강기구(24)의 잭볼트(24b)를 회전시켜 실린더 라이너 하부(32)를 하강시킴으로써, 실린더 라이너 하부(32)를 실린더 라이너 상부(31)로부터 떼어낸다.5. The cylinder liner
6. 8개의 고정 피스(32c)를 떼어내고, 또한 3개의 체결용구(35)를 떼어내고, 부재(32a·32b)를 수평방향으로 서로 멀어지게 이동시키고, 그들의 간극으로부터 피스톤 크라운(14)을 노출시킨다.6. Remove the eight fixing
7. 상기 간극에 익스팬더를 삽입하고, 피스톤링(14a)을 피스톤 크라운(14)으로부터 떼어낸다(도6 참조).7. Insert the expander into the gap and remove the
8. 피스톤링(14a)을 새 것으로 교환하고, 대략 상기 수순의 역순으로 실린더 라이너(30)를 조립한다.8. Replace the
[피스톤링 교환작업/피스톤 제거작업의 빈도][Frequency of piston ring replacement work/piston removal work]
기존 선박용 디젤엔진에 있어서 실린더 라이너나 피스톤 크라운의 수명은 60,000 시간(선박용 디젤엔진(1)의 운전시간을 가리킨다. 이하 같음), 또한 이들의 오버홀(Overhaul) 간격은 수명의 반 정도인 30,000 시간인 반면에 피스톤링의 수명은 16,000 시간이다. In conventional marine diesel engines, the life of cylinder liners or piston crowns is 60,000 hours (referring to the operating time of the marine diesel engine 1. The same applies hereinafter), and their overhaul intervals are 30,000 hours, which is about half of the lifespan. On the other hand, the life of the piston ring is 16,000 hours.
종래의 일체불가분의 실린더 라이너를 구비한 선박용 디젤엔진의 경우, 피스톤링 교환에서도 피스톤 제거(피스톤 개방)작업이 필요했다. 따라서 16,000 시간마다 피스톤 제거작업을 할 필요가 있었다. 이 경우 실린더 라이너나 피스톤 크라운의 수명(60,000 시간)까지 피스톤 제거작업 횟수는, In the case of a conventional diesel engine for ships with an integral cylinder liner, it was necessary to remove the piston (open the piston) even when replacing the piston ring. Therefore, it was necessary to remove the piston every 16,000 hours. In this case, the number of piston removal operations until the life of the cylinder liner or piston crown (60,000 hours) is:
60,000 시간/16,000 시간 = 3.75회가 된다.60,000 hours/16,000 hours = 3.75 times.
이에 대하여, 본 실시형태의 선박용 디젤엔진(1)에서는 피스톤링(14a)의 교환작업이 피스톤 제거작업을 수반하지 않고 실시 가능하다. 그 때문에 선박용 디젤엔진(1)에 있어서 피스톤 제거작업 횟수는,In contrast, in the marine diesel engine 1 of the present embodiment, the replacement operation of the
60,000 시간/30,000 시간 = 2회가 된다.60,000 hours/30,000 hours = 2 times.
따라서, 계산상으로 상기 3.75회와 비교하면 1.75회분의 피스톤 제거작업을 생략할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to omit the piston removal operation of 1.75 times compared to the above 3.75 times in calculation.
다만, 유지보수의 실상을 생각하면, 30,000 시간 전후에 한번 실시되는 도크(dock)에서의 검사시에 일괄하여 피스톤링의 교환을 포함시킨 피스톤 제거작업을 하는 것이 현실적이다. 이것을 고려하면, 종래의 일체불가분의 실린더 라이너를 구비한 선박용 디젤엔진의 경우, 16,000 시간, 32,000 시간, 48,000 시간, 60,000 시간의 각각에 있어서 피스톤 제거작업을 실시하게 된다. 한편, 본 실시형태의 선박용 디젤엔진(1)에서는 32,000 시간, 60,000 시간에서 피스톤 제거작업을 실시하게 되지만, 16,000 시간, 48,000 시간에서는 피스톤 제거작업을 수반하지 않고 피스톤링(14a) 교환을 할 수 있다. 그러면, 본 실시형태의 선박용 디젤엔진(1)에서는 실린더 라이너나 피스톤 크라운의 수명(60,000 시간)까지 종래의 일체불가분의 실린더 라이너를 구비한 선박용 디젤엔진보다 2회분의 피스톤 제거작업을 생략할 수 있게 된다.However, considering the reality of maintenance, it is realistic to perform the piston removal work including replacement of the piston rings collectively at the time of inspection at the dock, which is carried out once around 30,000 hours. Considering this, in the case of a conventional marine diesel engine with an integral cylinder liner, the piston removal operation is performed in each of 16,000 hours, 32,000 hours, 48,000 hours, and 60,000 hours. On the other hand, in the marine diesel engine 1 of the present embodiment, the piston removal operation is performed at 32,000 hours and 60,000 hours, but at 16,000 hours and 48,000 hours, the
[변형예][Modified example]
상기한 선박용 디젤엔진(1)은 그 구조를 아래와 같이 변형할 수 있다.The above-described marine diesel engine 1 can be modified in its structure as follows.
선박용 디젤엔진(1)은 실린더 라이너(30) 등이 직렬로 배치되어 있는 직렬형이지만, V자로 배치되어 있는 V형 등이어도 좋다.The marine diesel engine 1 is a serial type in which
실린더 라이너(30)는 상하로 2분할할 수 있는 것이었지만, 3분할이상 할 수 있는 것이어도 좋고, 접속위치에서 적어도 1군데가 실린더 프레임(20) 내에 위치하게 되면 좋다. 3분할 이상의 경우, 실린더 프레임(20) 내에 위치하는 임의의 접속위치를 기준으로 그 접속위치보다 위의 부분을 실린더 라이너 상부(31), 밑의 부분을 실린더 라이너 하부(32)로 간주하면 좋다.The
또한 상기 접속위치의 접속을 해제함으로써 피스톤링(14a)의 교환을 가능하게 하기 위해 상기 접속위치는 피스톤 크라운(14)이 하사점에 위치할 때 피스톤 크라운(14)의 정상부보다 상사점측에 위치할 필요가 있다. 다만 이것보다 하방으로 상기 접속위치가 위치하는 경우에도, 실린더 라이너(30)의 내부, 특히 상기 접속위치 부근에서 실린더 라이너(30) 마모량의 계측이나, 피스톤 크라운(14)의 일부나 피스톤봉(15)의 일부에 관한 점검·청소 등의 작업성을 좋게 하는 일정한 효과를 얻을 수 있다.In addition, in order to enable the replacement of the
실린더 라이너(30)는, 실린더 라이너 상부(31)와 실린더 라이너 하부(32)의 경계가 실린더 라이너(30)의 길이방향에 대한 수직의 평면으로 되어 있지만, 길이방향에 대한 경사진 평면으로 되어 있어도 좋다. 또한 실린더 라이너 상부(31)와 실린더 라이너 하부(32)의 경계는 평면이 아니어도 좋으며, 예를 들면 파형(波形)이어도 좋다. 상기 경계를 경사지게 하거나 파형으로 함으로써 경계부분을 피스톤링(14a)이 통과할 때에 그 경계의 작은 간극으로부터 피스톤링(14a)이 받는 기계적 영향을 억제할 수 있다.In the
실린더 라이너 상부(31)와 실린더 라이너 하부(32)의 접속방식은 바요네트식에 한정되는 것은 아니고, 착탈 가능한 접속방식이면 좋다.The connection method between the cylinder liner
실린더 라이너 하부(32)는 2개의 부재(32a·32b)로 2분할할 수 있는 것이었지만, 실린더 라이너 하부(32)는 3개 이상의 부재로 분할할 수 있는 것이어도 좋다. 분할수(分割數)가 많아지면, 필요한 고정 피스(32c)의 수가 증가하여 그 착탈작업이 증가하게 되지만, 실린더 라이너 하부(32)의 분할된 각 부재의 중량이 가벼워져서 그들을 취급하는 작업성은 좋아진다.The cylinder liner
또한 실린더 라이너 하부(32)는 반드시 실린더 라이너(30)의 중심축을 포함하는 평면에 의해 분할되어 있을 필요는 없고, 실린더 라이너(30)의 길이방향과는 다른 방향(바람직하게는 길이방향에 수직인 방향)으로 서로를 떼어 놓아서 분리 가능하게 되면 좋다.In addition, the cylinder liner
또한 실린더 라이너 하부(32)를 하강시켜서 피스톤링(14a)을 노출시키기 위한 충분한 스페이스가 실린더 라이너 하부(32)의 하방으로 확보할 수 있는 경우에는, 실린더 라이너 하부(32)는 분할 가능하게 할 필요가 없다.In addition, if sufficient space to expose the
실린더 라이너 하부(32) 2개의 부재(32a·32b)는 전후 양면에서 고정 피스(32c)에 의해 고정되어 있지만, 일방을 경첩으로 치환하여도 좋다.The two
[정리][theorem]
이상과 같이, 본 발명의 실시의 1형태에 관한 실린더 라이너는, 내측에 소기실(22)을 형성하는 실린더 프레임(20)에 설치될 때 실린더 커버(40)를 탑재하기 위한 실린더 프레임(20)의 외측에 위치하는 정상부(31a), 실린더 프레임(20)에 형성되는 관통공으로부터 소기실(22) 내를 걸쳐서 연장되는 기부(31c)를 구비하는 실린더 라이너 상부(31), 기부(31c)의 하단에 착탈 가능하게 접속되는 실린더 라이너 하부(32)를 구비하고 있다.As described above, the cylinder liner according to the first embodiment of the present invention is a
실린더 라이너가 상하로 분할불가능·일체적으로 형성된 구성에서는, 특히 실린더 라이너의 내부에 대한 유지보수작업이 피스톤 제거작업을 하지 않고는 불가능하거나 작업성이 안 좋았다.In the constitution in which the cylinder liner is non-dividable and integrally formed, in particular, maintenance work on the inside of the cylinder liner is impossible or workability is poor without the piston removal work.
이에 대하여, 상기 구성에서는, 피스톤 제거작업을 하지 않고도 실린더 라이너 상부(31)로부터 실린더 라이너 하부(32)을 떼어낸다. 이에 따라 실린더 라이너의 내부, 특히 실린더 라이너 상부(31)와 실린더 라이너 하부(32)의 접속위치 부근에 관한 유지보수작업이 일부 가능하게 되거나, 또는 그 작업성이 향상된다.In contrast, in the above configuration, the cylinder liner
실린더 라이너 하부(32)는 실린더 라이너(30)의 길이방향과 다른 방향으로 서로를 떼어 놓아서, 분리 가능한 복수의 부재(32a·32b)가 착탈 가능하도록 합체(合體)되어 이루어진다. The cylinder liner
상기 구성에서는, 실린더 라이너 하부(32)를 실린더 라이너 상부(31)로부터 떼어내고, 또한 실린더 라이너 하부(32)를 구성하는 복수의 부재(32a·32b)를 실린더 라이너(30)의 길이방향과는 다른 방향, 전형적으로는 당해 길이방향과 수직방향으로 서로 떼어 놓아 분리함으로써 기부(31c) 하방의 작업공간 확보가 쉬워진다.In the above configuration, the cylinder liner
또한, 본 발명의 실시의 1형태에 관한 선박용 디젤엔진(1)은, 상기한 실린더 라이너(30), 실린더 프레임(20), 실린더 라이너(30) 내를 왕복운동하는 피스톤 크라운(14), 피스톤 크라운(14)에 접속된 피스톤봉(15)을 구비하고 있다.In addition, the marine diesel engine 1 according to the first embodiment of the present invention includes a
그리고, 실린더 라이너 상부(31)와 실린더 라이너 하부(32)의 접속위치는, 피스톤 크라운(14)이 하사점에 위치할 때의 피스톤 크라운(14) 정상부보다 상사점측에 위치한다.Further, the connection position between the
상기 구성에서는, 피스톤 크라운(14)을 하사점 부근에 위치시켜 실린더 라이너 상부(31)로부터 실린더 라이너 하부(32)를 떼어내어 피스톤 크라운(14)을 노출시킬 수 있다. 이에 따라 피스톤링(14a) 교환 등의 피스톤 크라운(14)에 대한 유지보수작업이나, 실린더 라이너(30) 내측의 상사점측 부위에 대한 유지보수작업을 할 수 있다.In the above configuration, the
또한, 본 발명의 실시의 1형태에 관한 선박용 디젤엔진의 유지보수방법은, 실린더 라이너(30)에 관한 것으로서, 기부(31c)로부터 기부(31c)의 하단에 착탈 가능하게 접속된 실린더 라이너 하부(32)를 떼어내는 공정, 실린더 라이너 하부(32) 떼어내기에 의해 작업이 가능하거나 또는 작업이 용이하게 되는 부위에 대한 유지보수작업을 실시하는 공정, 기부(31c)에 실린더 라이너 하부(32)를 부착하는 공정을 포함하고 있다.In addition, the maintenance method of a marine diesel engine according to the first embodiment of the present invention relates to a
상기 방법에서는, 피스톤 제거작업을 수반하지 않고 일부의 유지보수작업이 실시 가능하게 되거나, 또는 그 작업성이 향상된다.In the above method, some maintenance work can be performed without involving the piston removal operation, or the workability thereof is improved.
본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 청구항에 나타낸 범위에서 여러 가지로 변경이 가능하고, 실시형태에 개시된 기술적 수단을 적당하게 조합시켜서 얻어지는 실시형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, but various modifications can be made within the scope indicated in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the embodiments are also included in the technical scope of the present invention. .
1 선박용 디젤엔진
10 크랭크 케이스
11 크랭크 샤프트
12 크로스 헤드
13 커넥팅 로드
14 피스톤 크라운
14a 피스톤링
15 피스톤봉
20 실린더 프레임
21 스터핑 박스
22 소기실
23 소기구
24 승강기구
30 실린더 라이너
31 실린더 라이너 상부
31a 정상부
3lb 돌출부
31c 기부
32 실린더 라이너 하부
32a 실린더 라이너 하부를 구성하는 부재
32b 실린더 라이너 하부를 구성하는 부재
32c 고정피스
32e 소기구멍
40 실린더 커버
50 배기집합관
60 과급기
70 소기 트렁크
80 배기밸브 구동장치1 Marine diesel engine
10 crankcase
11 crankshaft
12 cross head
13 connecting rod
14 piston crown
14a piston ring
15 piston rod
20 cylinder frame
21 stuffing box
22 Scavenging Room
23 small appliances
24 lifting mechanism
30 cylinder liner
31 Cylinder liner top
31a top
3lb protrusion
31c donation
32 cylinder liner bottom
A member constituting the lower part of the 32a cylinder liner
A member constituting the lower part of the 32b cylinder liner
32c fixing piece
32e scavenging hole
40 cylinder cover
50 Exhaust assembly pipe
60 supercharger
70 scavenging trunk
80 Exhaust valve drive
Claims (10)
내측에 소기실(掃氣室)을 형성하는 실린더 프레임(cylinder frame)에 설치되었을 때에, 실린더 커버를 탑재하기 위해서 상기 실린더 프레임의 외측에 위치하는 정상부(頂上部) 및 상기 실린더 프레임에 형성되는 관통공으로부터 상기 소기실내에 걸쳐서 연장되는 기부(基部)를 구비하는 실린더 라이너 상부와,
상기 기부의 하단에 착탈 가능하게 접속되는 실린더 라이너 하부를
구비하는 실린더 라이너.
In the cylinder liner of a marine diesel engine,
When installed on a cylinder frame that forms a scavenging chamber inside, a top portion located on the outside of the cylinder frame for mounting the cylinder cover, and a penetration formed in the cylinder frame An upper portion of a cylinder liner having a base extending from the ball to the scavenging chamber,
A lower cylinder liner detachably connected to the lower end of the base
Cylinder liner provided.
상기 실린더 라이너 하부는, 상기 실린더 라이너의 길이방향과는 다른 방향으로 서로를 떼어 놓아서 분리 가능한 복수의 부재가 착탈(着脫) 가능하게 합체(合體)되어 이루어지는 실린더 라이너.
The method of claim 1,
The cylinder liner lower portion of the cylinder liner is a cylinder liner comprising a plurality of detachable members separated from each other in a direction different from the longitudinal direction of the cylinder liner so as to be detachable.
상기 실린더 라이너 상부와 상기 실린더 라이너 하부의 접속방식은, 바요네트식(bayonet式)인 실린더 라이너.
The method of claim 1,
The connection method between the upper portion of the cylinder liner and the lower portion of the cylinder liner is a bayonet type cylinder liner.
상기 실린더 라이너 하부에는, 그 원주면에 소기구멍이 형성되어 있는 실린더 라이너.
The method of claim 1,
A cylinder liner having a scavenging hole formed on its circumferential surface below the cylinder liner.
상기 실린더 프레임과,
상기 실린더 라이너내를 왕복운동 하는 피스톤 크라운(piston crown)과,
상기 피스톤 크라운에 접속된 피스톤봉(piston棒)을
구비하는 선박용 디젤엔진.
The cylinder liner of any one of claims 1 to 4, and
The cylinder frame,
A piston crown reciprocating in the cylinder liner,
The piston rod connected to the piston crown
Marine diesel engine provided.
상기 실린더 라이너 상부와 상기 실린더 라이너 하부의 접속위치는, 상기 피스톤 크라운이 하사점(下死點)에 위치할 때의 상기 피스톤 크라운의 정상부보다도 상사점(上死點)측의 위치인 선박용 디젤엔진.
The method of claim 1,
The connection position between the upper part of the cylinder liner and the lower part of the cylinder liner is a position on the upper dead center side of the top dead center of the piston crown when the piston crown is located at the lower dead center. .
제1항 내지 제4항 중의 어느 하나의 항의 실린더 라이너를 구성하기 위한 상기 실린더 라이너 하부로 이루어지는 실린더 라이너 부품.
As a cylinder liner part of a marine diesel engine,
A cylinder liner component comprising a lower portion of the cylinder liner for constituting the cylinder liner of any one of claims 1 to 4.
내측에 소기실을 형성하는 실린더 프레임에 설치된 실린더 라이너에 관한 것으로서, 상기 실린더 프레임에 형성되는 관통공으로부터 상기 소기실내에 걸쳐서 연장된 기부에서, 상기 기부의 하단에 착탈 가능하게 접속된 실린더 라이너 하부를 떼어내는 공정과,
상기 실린더 라이너 하부의 떼어내기에 의해 작업이 가능하거나 또는 작업이 용이하게 된 부위에 대한 유지보수작업을 실시하는 공정과,
상기 기부에 상기 실린더 라이너 하부를 부착하는 공정을
포함하는 선박용 디젤엔진의 유지보수방법.
In the maintenance method of a marine diesel engine,
It relates to a cylinder liner installed on a cylinder frame forming an internal scavenging chamber, wherein at a base extending from a through hole formed in the cylinder frame over the scavenging chamber, a lower cylinder liner is detachably connected to a lower end of the base. The peeling process,
A process of performing maintenance work on a part that can be worked or is easily workable by removing the lower part of the cylinder liner,
Attaching the lower portion of the cylinder liner to the base
Maintenance method of a marine diesel engine including.
상기 실린더 라이너 하부를 착탈할 때에 당해 실린더 라이너 하부를 승강시키는 승강기구를 사용하는 선박용 디젤엔진의 유지보수방법.
The method of claim 8,
A maintenance method for a marine diesel engine using a lifting mechanism for raising and lowering the lower cylinder liner when the lower cylinder liner is attached or detached.
상기 실린더 라이너내를 왕복운동 하는 피스톤 크라운의 정상부가 상기 기부와 상기 실린더 라이너 하부의 접속위치보다도 하사점측이 되도록, 상기 피스톤 크라운을 이동시키는 공정을 더 포함하는 선박용 디젤엔진의 유지보수방법.The method according to claim 8 or 9,
The maintenance method of a marine diesel engine further comprising the step of moving the piston crown so that the top of the piston crown reciprocating in the cylinder liner is closer to the bottom dead center than the connection position between the base and the bottom of the cylinder liner.
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Title |
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일반사단법인 일본선박기관사협회 「선내작업으로서의 피스톤 제거작업을 소개합니다.」 [online] [평성31년 2월22일 검색], 인터넷<http://www.marine-engineer.or.jp/images/piston_shokai.pdf> |
Also Published As
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JP2020159328A (en) | 2020-10-01 |
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