WO2013129350A1 - 内燃機関の主軸受 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a main bearing constituting a large diesel engine for marine use, for example.
- the lubricating oil branch pipe for supplying lubricating oil to the main bearing 3 disclosed in FIG. 1 of Patent Document 1 is bent at a right angle above the main bearing cap 4 and is disposed adjacent to the crank.
- the bending of the lubricating oil branch pipe increases, the piping length (pipe length) of the lubricating oil branch pipe becomes long, and the pressure loss of the lubricating oil flowing in the lubricating oil branch pipe increases.
- the manufacturing cost of the internal combustion engine increases due to the length of the lubricating oil branch pipe being increased.
- the lower metal constituting the crankshaft bearing disclosed in FIG. 4 of Patent Document 2 is provided with a lubricant (lubricating oil) guided through the lubricant conduit 107 at the end of the lower metal.
- a channel (lubricating oil conduit) 108 leading to the lubricating oil conduit 109 is provided.
- the weight of the crankshaft, connecting rod, piston, etc. is added to the lower metal (particularly the central portion in the longitudinal direction of the lower metal) supporting the crankshaft, and the crankshaft, connecting rod, piston, etc.
- the explosion gas pressure due to the fuel in the cylinder is applied. Therefore, stress concentrates on the channel 108 provided in the lower metal, and the lower metal may be damaged when the explosion gas pressure becomes extremely high due to abnormal combustion or the like.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and can reduce the bending of the lubricating oil branch pipe as much as possible, and can also shorten the piping length of the lubricating oil branch pipe as much as possible.
- An object of the present invention is to provide a main bearing of an internal combustion engine that can reduce pressure loss of flowing lubricating oil.
- the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
- the main bearing of the internal combustion engine according to the first aspect of the present invention is thick in the longitudinal direction of the base plate at the center in the width direction of the base plate extending in the horizontal direction perpendicular to the longitudinal direction of the base plate.
- a main bearing for an internal combustion engine comprising: a main bearing cap arranged so as to cover the inner surface; and a main bearing upper metal mounted on an inner peripheral surface of the main bearing cap and bearing-supporting an upper half portion of the bearing surface A center portion in the width direction of a lower end surface provided on the one end portion side of the main bearing cap, and an oil groove provided in the main bearing upper metal.
- a first oil passage communicating with a straight line inside the base plate saddle A support portion for supporting the main bearing cap facing the lower end surface located on the one end portion side of the main bearing cap, a center portion in the width direction, and a surface of the base plate saddle or A second oil passage communicating with the lower end surface, and the main bearing upper metal via the first oil passage and the second oil passage at the inlet of the second oil passage.
- One end of a lubricating oil branch pipe that supplies lubricating oil is connected to an oil groove provided in the pipe.
- the lubricating oil flowing into the lubricating oil branch pipe from the lubricating oil main pipe is slightly (0 degrees to 45 degrees) when passing through one end of the lubricating oil branch pipe.
- the oil flows into the first oil passage through the second oil passage bent and formed in a straight line, reaches the oil groove provided in the metal on the main bearing through the first oil passage, It is supplied between the bearing surface of the crankshaft and the main bearing upper metal and the main bearing lower metal via the groove.
- the bending of the lubricating oil branch pipe can be reduced as much as possible, the piping length of the lubricating oil branch pipe can be shortened as much as possible, and the pressure loss of the lubricating oil flowing in the lubricating oil branch pipe can be reduced. .
- the second oil passage is provided along a height direction of the base plate saddle.
- the piping length of the lubricating oil branch pipe can be further shortened, and the pressure loss of the lubricating oil flowing in the lubricating oil branch pipe can be further reduced.
- the one end portion side of the main bearing cap is a pump side on which a fuel pump for injecting fuel is mounted.
- the lubricating oil is supplied from the pump side where the load due to the explosion gas pressure increases (becomes severe) in the engine operating state.
- an appropriate oil film can be formed between the crankshaft and the main bearing upper metal and the main bearing lower metal, and seizure due to insufficient lubrication can be prevented.
- the first bearing is located between the lower end surface located on the one end portion side of the main bearing cap and the support surface that supports the main bearing cap opposite to the lower end surface. You may make it provide the shim which connects 1 oil path and said 2nd oil path.
- the lubricating oil branch pipe is arranged so as not to enter a plane formed by a locus drawn by a side surface of a crank arm of the crankshaft arranged adjacent thereto. It is.
- the lubricating oil branch pipe is provided in a place where it does not interfere with the crank arm of the adjacent crankshaft. ) In response to the increase in the size of the crank arm.
- the internal combustion engine according to the second aspect of the present invention includes any of the main bearings of the internal combustion engine.
- the bending of the lubricating oil branch pipe can be reduced as much as possible, the piping length of the lubricating oil branch pipe can be shortened as much as possible, and the lubricating oil flowing in the lubricating oil branch pipe
- the main bearing of the internal combustion engine that can reduce the pressure loss of the internal combustion engine can be reduced, and thereby, lubricating oil having sufficient pressure can be supplied to the main bearing that supports the bearing of the crankshaft. Reliability can be improved.
- the bending of the lubricating oil branch pipe can be reduced as much as possible, the piping length of the lubricating oil branch pipe can be shortened as much as possible, and the lubrication flowing in the lubricating oil branch pipe There is an effect that the pressure loss of the oil can be reduced.
- FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a structural example of a marine diesel engine equipped with a main bearing of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
- 1 is a perspective view of a base plate and an oil pan of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. It is the figure which looked at the main bearing of the internal combustion engine which concerns on one Embodiment of this invention from the free end side of the engine.
- FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 3.
- FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 3. It is a figure which expands and shows the principal part of FIG.
- FIG. 6 is a perspective view of a base plate and an oil pan of an internal combustion engine according to another embodiment of the present invention.
- a large diesel engine (cross-head type diesel engine: internal combustion engine) 1 is roughly divided into three parts.
- the first is a cylinder jacket 2 that houses a cylinder liner (not shown), a piston (not shown) and the like, and the second is a connecting rod (not shown) that conducts the force generated by the explosion of the piston to a crankshaft (not shown).
- a third frame 3 for accommodating a crankshaft 4 for accommodating a crankshaft 4 for transmitting the obtained power to a propeller (not shown) or the like.
- the base plate 5, the frame 3, and the cylinder jacket 2 are sequentially stacked and assembled by tightening with a tie bolt (not shown) that fastens the entire engine in the vertical direction from the upper surface of the cylinder jacket 2 to the base plate 5.
- the base plate 5 is provided with a plurality of main bearings 6 for supporting the crankshaft 4 along the longitudinal direction of the base plate 5 (the axial direction of the crankshaft 4) (for example, nine in the case of a seven cylinder engine). It has been.
- the main bearing 6 includes a main bearing lower metal 7, a main bearing upper metal 8, a main bearing cap (main bearing presser foot) 9, a main bearing cap bolt (main bearing presser foot mounting bolt) 10, and a mounting nut 11 respectively. And.
- the main bearing lower metal 7 is thick in the longitudinal direction at the center in the width direction of the base plate 5 extending in the horizontal direction perpendicular to the longitudinal direction of the base plate 5.
- the base plate saddle (thick part) 12 is provided on the inner peripheral surface of the bottom part.
- the main bearing upper metal 8 is a plurality of (four in this embodiment) main bearing caps that are erected (standing) on the base plate saddle 12 so as to cover the upper part of the bottom of the base plate saddle 12. It is mounted on the inner peripheral surface of the main bearing cap 9 fixed to the base plate saddle 12 by a bolt 10 and a mounting nut 11 having a female screw portion screwed with a male screw portion provided on the main bearing cap bolt 10.
- the inner peripheral surface 8 a of the main bearing upper metal 8 has a circular shape in cross section and passes through the main bearing upper metal 8 in the plate thickness direction.
- a through hole 21 and a single oil groove 22 communicating with the through hole 21 are provided.
- the through hole 21 is formed on the main bearing upper metal 8 located on the pump side (the side opposite to the exhaust side on which the exhaust pipe (not shown) on which the exhaust pipe (not shown) is attached) on which a fuel pump (not shown) for injecting fuel is installed. It is provided at one end.
- the oil groove 22 is provided along the longitudinal direction (circumferential direction) at the center in the width direction of the main bearing upper metal 8 (direction perpendicular to the plate thickness direction and the longitudinal direction of the main bearing upper metal 8). Yes.
- An opening (inlet) located at one end (upstream end) of the through hole 21 is an opening (outlet) located at one end (downstream end) of the (first) oil passage 31 formed inside the main bearing cap 9. ).
- An oil groove 23 communicating with (extending in a continuous manner) an oil groove 22 provided in the inner peripheral surface 8 a of the main bearing upper metal 8 is provided on the inner peripheral surface 7 a of the main bearing lower metal 7.
- the oil grooves 23 are at both ends in the longitudinal direction of the main bearing lower metal 7 and in the central portion in the width direction of the main bearing lower metal 7 (direction perpendicular to the plate thickness direction and the longitudinal direction of the main bearing lower metal 7). It is provided along the longitudinal direction (circumferential direction). Further, both ends of the main bearing lower metal 7 located in the vicinity of the mating surface between the main bearing lower metal 7 and the main bearing upper metal 8 communicate with the oil groove 23 and the depth is shallower than the oil groove 23.
- the oil groove 24 formed in this way is provided so as to be along a direction orthogonal to the direction in which the oil groove 23 extends.
- both ends of the main bearing upper metal 8 located in the vicinity of the mating surface between the main bearing lower metal 7 and the main bearing upper metal 8 communicate with the oil groove 22 and the depth is shallower than the oil groove 22.
- the oil groove 25 formed in this way is provided so as to be along a direction orthogonal to the direction in which the oil groove 22 extends.
- the oil groove 24 and the oil groove 25 communicate with each other in the entire width direction, and an oil sump is formed by the oil groove 24 and the oil groove 25.
- One end of the main bearing cap 9 located on the pump side is provided with a single oil passage 31 having a circular shape in cross section.
- the oil passage 31 extends from the central portion in the width direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3 and the vertical direction in FIG. 4) of one end surface (lower end surface) located on the pump side of the main bearing cap 9.
- Vertical holes 32 drilled along the height direction (the height direction of the base plate 5), and horizontal holes 33 communicating the vertical holes 32 and the through holes 21.
- the horizontal hole 33 is a hole formed along the longitudinal direction of the main bearing cap 9 (the width direction of the base plate 5) from the inner peripheral surface 9a of the main bearing cap 9 in contact with the outer peripheral surface 8b of the main bearing upper metal 8.
- the opening (exit) located at one end (downstream end) of the lateral hole 33 is formed so as to coincide with the opening (inlet) located at one end (upstream end) of the through hole 21.
- An opening (inlet) located at one end (upstream end) of the vertical hole 32 is an opening (outlet) located at one end (downstream end) of the (second) oil passage 41 formed inside the base plate saddle 12. It is formed to match.
- a portion of the base plate saddle 12 located on the pump side is provided with a single oil passage 41 having a circular shape in cross section.
- the oil passage 41 faces the one end surface (lower end surface) 9b located on the pump side of the main bearing cap 9 along the height direction of the base plate saddle 12 (the height direction of the base plate 5).
- 9 is a vertical hole that communicates the central portion of the support surface 42 that supports 9 in the width direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 3) and the surface 12 a located below the base plate saddle 12.
- the opening (exit) located at one end (downstream end) of the oil passage 41 is formed so as to coincide with the opening (inlet) located at one end (upstream end) of the vertical hole 32, and the other end of the oil passage 41.
- the lubricating oil branch pipe 51 is arranged so that one end connected to the other end of the nipple 43 does not interfere with a crank arm (not shown) of the crankshaft 4 disposed adjacent thereto, that is, on the nipple 43 side. It is bent downward in the vicinity of the connecting portion with the nipple 43 so as not to enter the plane formed by the trajectory drawn by the end face (side face) of the crank arm positioned at.
- the lubricating oil branch pipe 51 bent downward is bent toward the side (outside) located on the pump side of the base plate 5 in the vicinity of the lower end of the base plate 5, and the other end (inlet part). Is connected to the lubricating oil main pipe 52 (see FIG. 1 or 2).
- the lubricating oil main pipe 52 is a pipe extending on the side of the base plate 5 on the pump side along the longitudinal direction of the base plate 5, and the lubricating oil main pipe 52 includes a lubricating oil supply source (for example, a ship).
- the lubricating oil is sent (pumped) at a predetermined pressure from a lubricating oil tank disposed in the engine room.
- 2 is an oil pan
- 26 in FIG. 4 is a hole through which the main bearing cap bolt 10 passes
- 45 in FIG. 6 is one located on the pump side of the main bearing cap 9.
- This shim is sandwiched between an end surface (lower end surface) 9b and a support surface 42 located on the pump side of the base plate saddle 12 so that the height of the main bearing cap 9 can be adjusted.
- the lubricating oil that has flowed from the lubricating oil main pipe 52 into the lubricating oil branch pipe 51 passes through one end and the other end of the lubricating oil branch pipe 51, and is slightly To the oil groove 22 provided in the main bearing upper metal 8 through the oil passage 31 through the oil passage 41 formed in a straight line (between 0 ° and 45 °). It reaches and is supplied between the bearing surface of the crankshaft 4 and the main bearing upper metal 8 and the main bearing lower metal 7 via the oil groove 22.
- the bending of the lubricating oil branch pipe 51 can be reduced as much as possible, the piping length of the lubricating oil branch pipe 51 can be shortened as much as possible, and the pressure loss of the lubricating oil flowing in the lubricating oil branch pipe 51 can be reduced. Can be made.
- the oil passage 41 is provided along the height direction (vertical direction) of the base plate saddle 12, and therefore the piping of the lubricating oil branch pipe 51 is provided.
- the length can be further shortened, and the pressure loss of the lubricating oil flowing in the lubricating oil branch pipe 51 can be further reduced.
- the through hole 21 and the oil passages 31 and 41 are provided on the pump side on which a fuel pump for injecting fuel is mounted, and in an engine operating state.
- Lubricating oil is supplied from the pump side where the load due to the explosive gas pressure increases (becomes severe). Accordingly, an appropriate oil film can be formed between the crankshaft 4 and the main bearing upper metal 8 and the main bearing lower metal 7, and seizure due to insufficient lubrication can be prevented.
- the lower end surface 9a located on the one end side of the main bearing cap 9 and the main bearing cap 9 are supported facing the lower end surface 9a.
- a shim 45 provided between the support surface 42 and communicating between the oil passage 31 and the oil passage 41, the lower end surface 9 a located on one end side of the main bearing cap 9, The gap formed between the end surface 9a and the support surface 42 that supports the main bearing cap 9 can be changed, and the height of the main bearing cap 9 can be adjusted.
- the lubricating oil branch pipe 51 enters the plane formed by the locus drawn by the side surface of the crank arm of the crankshaft 4 disposed adjacent thereto. Since the lubricating oil branch pipe 51 is provided in a place where it does not interfere with the crank arm of the crankshaft 4 arranged adjacent thereto, the crank accompanying the increase in the size (long stroke) of the internal combustion engine It can cope with the increase in the size of the arm.
- the through hole 21 is formed so that the inner diameter thereof is larger than the inner diameter of the lateral hole 33, so that the main bearing cap 9 is mounted on the base plate. Adjustment when assembling to the saddle 12 can be made loose.
- the oil reservoir formed by the oil groove 24 and the oil groove 25 is disposed in the vicinity of the through hole 21, so that the lubricating oil is contained in the oil reservoir.
- an appropriate oil film can be formed between the crankshaft 4, the main bearing upper metal 8 and the main bearing lower metal 7, and seizure due to insufficient lubrication can be prevented.
- the bending of the lubricating oil branch pipe 51 can be reduced as much as possible, the piping length of the lubricating oil branch pipe 51 can be shortened as much as possible, and the lubricating oil branch Since the main bearing 6 of the internal combustion engine that can reduce the pressure loss of the lubricating oil flowing in the pipe 51 is provided, the lubricating oil having sufficient pressure is applied to the main bearing 6 that supports the crankshaft 4 by bearings. The reliability of the large diesel engine 1 can be improved.
- the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
- the oil passage 41 described above may be provided so that the support surface 42 and the lower end surface 5 a of the base plate 5 communicate with each other.
- the bending of the lubricating oil branch pipe 51 can be further reduced, the piping length of the lubricating oil branch pipe 51 can be further shortened, and the pressure loss of the lubricating oil flowing in the lubricating oil branch pipe 51 can be further reduced. Can be reduced.
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Abstract
この内燃機関の主軸受は、主軸受キャップ(9)の内部に設けられて、前記主軸受キャップ(9)の一端部の側に位置する下端面(9b)の、幅方向における中央部と、主軸受上メタル(8)に設けられた油溝(22)と、を連通する第1の油路(31)と、台板サドル(12)の内部に直線状に設けられて、前記主軸受キャップ(9)の一端部の側に位置する下端面(9b)と対向して前記主軸受キャップ(9)を支持する支持面(42)の、幅方向における中央部と、前記台板サドル(12)の表面または下端面と、を連通する第2の油路(41)と、を備え、前記第2の油路(41)の入口部に、前記第1の油路(31)および前記第2の油路(41)を介して、前記主軸受上メタル(8)に設けられた油溝(22)に潤滑油を供給する潤滑油枝管の一端部が接続されるように構成した。
Description
本発明は、例えば、舶用等の大型ディーゼルエンジンを構成する主軸受に関するものである。
舶用等の大型ディーゼルエンジンを構成する主軸受としては、例えば、特許文献1の図1に開示されたもの、特許文献2の図4に開示されたものが知られている。
しかしながら、上記特許文献1の図1に開示された主軸受3に潤滑油を供給する潤滑油枝管は、主軸受キャップ4の上方で直角に曲げられているとともに、隣接して配置されたクランク軸のクランクアームと干渉しないように、シリンダ間を仕切る中央仕切り板を這うようにして配置する必要がある。そのため、潤滑油枝管の曲がりが多くなり、潤滑油枝管の配管長(管路長)が長くなって、潤滑油枝管内を流れる潤滑油の圧力損失が多くなってしまう。また、潤滑油枝管の配管長が長くなることにより、内燃機関の製造コストが高騰してしまう。
一方、上記特許文献2の図4に開示されたクランクシャフト用ベアリングを構成する下メタルには、潤滑剤導管107を介して導かれた潤滑剤(潤滑油)を、下メタルの端部に設けられた潤滑油導管109に導くチャネル(潤滑油導管)108が設けられている。
しかしながら、クランク軸を軸受け支持する下メタル(特に、下メタルの長手方向における中央部)には、クランク軸、連接棒、ピストン等の重量が加わるとともに、これらクランク軸、連接棒、ピストン等を介して、シリンダ内の燃料による爆発ガス圧が加わる。そのため、下メタルに設けられたチャネル108に応力が集中することになり、異常燃焼等により爆発ガス圧が著しく高くなった場合には、下メタルが破損してしまうことがある。
しかしながら、クランク軸を軸受け支持する下メタル(特に、下メタルの長手方向における中央部)には、クランク軸、連接棒、ピストン等の重量が加わるとともに、これらクランク軸、連接棒、ピストン等を介して、シリンダ内の燃料による爆発ガス圧が加わる。そのため、下メタルに設けられたチャネル108に応力が集中することになり、異常燃焼等により爆発ガス圧が著しく高くなった場合には、下メタルが破損してしまうことがある。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、潤滑油枝管の曲がりを極力少なくすることができると共に、潤滑油枝管の配管長を極力短くすることができ、潤滑油枝管内を流れる潤滑油の圧力損失を低減させることができる内燃機関の主軸受を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明の第1の態様に係る内燃機関の主軸受は、台板の長手方向と直交して水平方向に延びる台板の幅方向における中央部に、台板の長手方向に肉厚になるようにして設けられた台板サドルと、前記台板サドルの底部内周面に装着されて、クランク軸の軸受面の下半部を軸受け支持する主軸受下メタルと、前記台板サドルの底部上方を覆うようにして配置される主軸受キャップと、前記主軸受キャップの内周面に装着されて、前記軸受面の上半部を軸受け支持する主軸受上メタルとを備えた内燃機関の主軸受であって、前記主軸受キャップの内部に設けられて、前記主軸受キャップの一端部の側に位置する下端面の、幅方向における中央部と、前記主軸受上メタルに設けられた油溝と、を連通する第1の油路と、前記台板サドルの内部に直線状に設けられて、前記主軸受キャップの前記一端部の側に位置する前記下端面と対向して前記主軸受キャップを支持する支持面の、幅方向における中央部と、前記台板サドルの表面または下端面と、を連通する第2の油路と、を備え、前記第2の油路の入口部に、前記第1の油路および前記第2の油路を介して、前記主軸受上メタルに設けられた油溝に潤滑油を供給する潤滑油枝管の一端部が接続されている。
本発明の第1の態様に係る内燃機関の主軸受は、台板の長手方向と直交して水平方向に延びる台板の幅方向における中央部に、台板の長手方向に肉厚になるようにして設けられた台板サドルと、前記台板サドルの底部内周面に装着されて、クランク軸の軸受面の下半部を軸受け支持する主軸受下メタルと、前記台板サドルの底部上方を覆うようにして配置される主軸受キャップと、前記主軸受キャップの内周面に装着されて、前記軸受面の上半部を軸受け支持する主軸受上メタルとを備えた内燃機関の主軸受であって、前記主軸受キャップの内部に設けられて、前記主軸受キャップの一端部の側に位置する下端面の、幅方向における中央部と、前記主軸受上メタルに設けられた油溝と、を連通する第1の油路と、前記台板サドルの内部に直線状に設けられて、前記主軸受キャップの前記一端部の側に位置する前記下端面と対向して前記主軸受キャップを支持する支持面の、幅方向における中央部と、前記台板サドルの表面または下端面と、を連通する第2の油路と、を備え、前記第2の油路の入口部に、前記第1の油路および前記第2の油路を介して、前記主軸受上メタルに設けられた油溝に潤滑油を供給する潤滑油枝管の一端部が接続されている。
第1の態様に係る内燃機関の主軸受によれば、潤滑油主管から潤滑油枝管に流入した潤滑油は、潤滑油枝管の一端部を通過する際、わずかに(0度~45度程度)曲げられ直線状に形成された第2の油路を通って第1の油路に流入し、第1の油路を通って主軸受上メタルに設けられた油溝に到達し、油溝を介してクランク軸の軸受面と、主軸受上メタルおよび主軸受下メタルとの間に供給されるようになっている。
これにより、潤滑油枝管の曲がりを極力少なくすることができると共に、潤滑油枝管の配管長を極力短くすることができ、潤滑油枝管内を流れる潤滑油の圧力損失を低減させることができる。
これにより、潤滑油枝管の曲がりを極力少なくすることができると共に、潤滑油枝管の配管長を極力短くすることができ、潤滑油枝管内を流れる潤滑油の圧力損失を低減させることができる。
上記内燃機関の主軸受において、前記第2の油路は、前記台板サドルの高さ方向に沿って設けられているとさらに好適である。
このような内燃機関の主軸受によれば、潤滑油枝管の配管長をさらに短くすることができて、潤滑油枝管内を流れる潤滑油の圧力損失をさらに低減させることができる。
上記内燃機関の主軸受において、前記主軸受キャップの一端部の側は、燃料を噴射する燃料ポンプが装着されたポンプ側であるとさらに好適である。
このような内燃機関の主軸受によれば、機関運転状態で爆発ガス圧による荷重が大きくなる(厳しくなる)ポンプ側から潤滑油が供給されることになる。
これにより、クランク軸と主軸受上メタルおよび主軸受下メタルとの間に適正な油膜を形成させることができ、潤滑不足による焼き付きを防止することができる。
これにより、クランク軸と主軸受上メタルおよび主軸受下メタルとの間に適正な油膜を形成させることができ、潤滑不足による焼き付きを防止することができる。
上記内燃機関の主軸受において、前記主軸受キャップの前記一端部の側に位置する前記下端面と、この下端面と対向して前記主軸受キャップを支持する前記支持面との間に、前記第1の油路と前記第2の油路とを連通するシムを設けるようにしてもよい。
このような内燃機関の主軸受によれば、シムの厚みを変えることにより、主軸受キャップの一端部の側に位置する下端面と、この下端面と対向して主軸受キャップを支持する支持面との間に形成される隙間を変えることができ、主軸受キャップの高さを調整することができる。
上記内燃機関の主軸受において、前記潤滑油枝管が、隣接して配置された前記クランク軸のクランクアームの側面が描く軌跡によって形成される平面内に入り込まないように配置されているとさらに好適である。
このような内燃機関の主軸受によれば、潤滑油枝管が、隣接して配置されたクランク軸のクランクアームと干渉しない場所に設けられることになるので、内燃機関の大型化(高出力化)に伴うクランクアームの大型化にも対応することができる。
本発明の第2の態様に係る内燃機関は、上記いずれかの内燃機関の主軸受を具備している。
第2の態様に係る内燃機関によれば、潤滑油枝管の曲がりを極力少なくすることができ、潤滑油枝管の配管長を極力短くすることができて、潤滑油枝管内を流れる潤滑油の圧力損失を低減させることができる内燃機関の主軸受を具備しており、これにより、クランク軸を軸受け支持する主軸受に、十分な圧力を持った潤滑油を供給することができ、内燃機関の信頼性を向上させることができる。
本発明に係る内燃機関の主軸受によれば、潤滑油枝管の曲がりを極力少なくすることができると共に、潤滑油枝管の配管長を極力短くすることができ、潤滑油枝管内を流れる潤滑油の圧力損失を低減させることができるという効果を奏する。
以下、本発明の一実施形態に係る内燃機関の主軸受について、図1から図6を参照しながら説明する。
図1に示すように、大型ディーゼルエンジン(クロスヘッド型ディーゼルエンジン:内燃機関)1は、大きく分けて3つの部分からなる。1つ目はシリンダライナ(図示せず)およびピストン(図示せず)等を収納するシリンダジャケット2、2つ目はピストンの爆発による力をクランク軸(図示せず)に伝導する連接棒(図示せず)等を収納する架構3、3つ目は得られた動力をプロペラ(図示せず)等に伝えるクランク軸4を収納する台板5である。これらの台板5、架構3、およびシリンダジャケット2は、順次積み重ねられ、シリンダジャケット2の上面から台板5までエンジン全体を鉛直方向に締結するタイボルト(図示せず)により締め付けられて組み立てられる。
図1に示すように、大型ディーゼルエンジン(クロスヘッド型ディーゼルエンジン:内燃機関)1は、大きく分けて3つの部分からなる。1つ目はシリンダライナ(図示せず)およびピストン(図示せず)等を収納するシリンダジャケット2、2つ目はピストンの爆発による力をクランク軸(図示せず)に伝導する連接棒(図示せず)等を収納する架構3、3つ目は得られた動力をプロペラ(図示せず)等に伝えるクランク軸4を収納する台板5である。これらの台板5、架構3、およびシリンダジャケット2は、順次積み重ねられ、シリンダジャケット2の上面から台板5までエンジン全体を鉛直方向に締結するタイボルト(図示せず)により締め付けられて組み立てられる。
台板5には、クランク軸4を軸受け支持する主軸受6が、台板5の長手方向(クランク軸4の軸方向)に沿って複数個(例えば、7シリンダ機関の場合、9個)設けられている。主軸受6はそれぞれ、主軸受下メタル7と、主軸受上メタル8と、主軸受キャップ(主軸受押え金物)9と、主軸受キャップボルト(主軸受押え金物取付ボルト)10と、取付ナット11とを備えている。
図1または図2に示すように、主軸受下メタル7は、台板5の長手方向と直交して水平方向に延びる台板5の幅方向における中央部に、長手方向に肉厚になるようにして設けられた台板サドル(肉厚部)12の底部内周面に装着されている。一方、主軸受上メタル8は、台板サドル12の底部上方を覆うようにして、台板サドル12に立てられた(立設された)複数本(本実施形態では4本)の主軸受キャップボルト10と、主軸受キャップボルト10に設けられた雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有する取付ナット11とにより台板サドル12に固定される主軸受キャップ9の内周面に装着されている。
図3から図6の少なくともいずれか一図に示すように、主軸受上メタル8の内周面8aには、断面視円形状を呈し、主軸受上メタル8の板厚方向に貫通する一つの貫通穴21と、貫通穴21と連通する一本の油溝22と、が設けられている。貫通穴21は、燃料を噴射する燃料ポンプ(図示せず)が装着されたポンプ側(排気管(図示せず)が装着された排気側と反対の側)に位置する主軸受上メタル8の一端部に設けられている。油溝22は、主軸受上メタル8の幅方向(主軸受上メタル8の板厚方向および長手方向と直交する方向)における中央部に、長手方向(周方向)に沿うようにして設けられている。また、貫通穴21の一端(上流端)に位置する開口(入口)は、主軸受キャップ9の内部に形成された(第1の)油路31の一端(下流端)に位置する開口(出口)と合致するようにして形成されている。
主軸受下メタル7の内周面7aには、主軸受上メタル8の内周面8aに設けられた油溝22と連通する(連続するようにして延びる)油溝23が設けられている。油溝23は、主軸受下メタル7の長手方向における両端部で、かつ、主軸受下メタル7の幅方向(主軸受下メタル7の板厚方向および長手方向と直交する方向)における中央部に、長手方向(周方向)に沿うようにして設けられている。
また、主軸受下メタル7と主軸受上メタル8との合わせ面近傍に位置する主軸受下メタル7の両端部には、油溝23と連通するとともに、その深さが油溝23よりも浅くなるようにして形成された油溝24が、油溝23が延びる方向と直交する方向に沿うようにして設けられている。
一方、主軸受下メタル7と主軸受上メタル8との合わせ面近傍に位置する主軸受上メタル8の両端部には、油溝22と連通するとともに、その深さが油溝22よりも浅くなるようにして形成された油溝25が、油溝22が延びる方向と直交する方向に沿うようにして設けられている。
なお、油溝24と油溝25とは、その幅方向の全体において連通しており、油溝24と油溝25とにより、油溜まりが形成されるようになっている。
また、主軸受下メタル7と主軸受上メタル8との合わせ面近傍に位置する主軸受下メタル7の両端部には、油溝23と連通するとともに、その深さが油溝23よりも浅くなるようにして形成された油溝24が、油溝23が延びる方向と直交する方向に沿うようにして設けられている。
一方、主軸受下メタル7と主軸受上メタル8との合わせ面近傍に位置する主軸受上メタル8の両端部には、油溝22と連通するとともに、その深さが油溝22よりも浅くなるようにして形成された油溝25が、油溝22が延びる方向と直交する方向に沿うようにして設けられている。
なお、油溝24と油溝25とは、その幅方向の全体において連通しており、油溝24と油溝25とにより、油溜まりが形成されるようになっている。
主軸受キャップ9のポンプ側に位置する一端部には、断面視円形状を呈する一本の油路31が設けられている。油路31は、主軸受キャップ9のポンプ側に位置する一端面(下端面)の、幅方向(図3において紙面に垂直な方向、図4において上下方向)における中央部から、主軸受キャップ9の高さ方向(台板5の高さ方向)に沿って穿設された縦穴32と、縦穴32と貫通穴21とを連通する横穴33と、を備えている。横穴33は、主軸受上メタル8の外周面8bと接する主軸受キャップ9の内周面9aから、主軸受キャップ9の長手方向(台板5の幅方向)に沿って穿設された穴であり、横穴33の一端(下流端)に位置する開口(出口)は、貫通穴21の一端(上流端)に位置する開口(入口)と合致するようにして形成されている。また、縦穴32の一端(上流端)に位置する開口(入口)は、台板サドル12の内部に形成された(第2の)油路41の一端(下流端)に位置する開口(出口)と合致するようにして形成されている。
台板サドル12のポンプ側に位置する部分には、断面視円形状を呈する一本の油路41が設けられている。油路41は、台板サドル12の高さ方向(台板5の高さ方向)に沿って、主軸受キャップ9のポンプ側に位置する一端面(下端面)9bと対向して主軸受キャップ9を支持する支持面42の、幅方向(図3において紙面に垂直な方向)における中央部と、台板サドル12の下方に位置する表面12aと、を連通する縦穴である。油路41の一端(下流端)に位置する開口(出口)は、縦穴32の一端(上流端)に位置する開口(入口)と合致するようにして形成されており、油路41の他端部(入口部)には、ニップル(ねじ込み形管継手)43の一端部(出口部)外周面に形成された雄ねじ部(図示せず)と螺合する雌ねじ部(図示せず)が形成されている。
ニップル43の他端部(入口部)外周面には、潤滑油枝管51(図1または図2参照)の一端部(出口部)に設けられたナット44の雌ねじ部(図示せず)と螺合する雄ねじ部(図示せず)が設けられている。ニップル43の中心部には、油路41と(略)同じ流路断面積を有する油路(図示せず)が、ニップル43の長手方向(軸方向)に沿って設けられている。
潤滑油枝管51は、ニップル43の他端部に接続される一端部が、隣接して配置されたクランク軸4のクランクアーム(図示せず)と干渉しないように、すなわち、ニップル43の側に位置するクランクアームの端面(側面)が描く軌跡によって形成される平面内に入り込まないように、ニップル43との接続部近傍で下方に曲げられている。下方に曲げられた潤滑油枝管51は、台板5の下端近傍において、台板5のポンプ側に位置する側方(外方)に向かって曲げられており、その他端部(入口部)は、潤滑油主管52(図1または図2参照)に接続されている。
潤滑油主管52は、台板5のポンプ側に位置する側方を、台板5の長手方向に沿って延びる配管であり、潤滑油主管52には、図示しない潤滑油供給源(例えば、船舶の機関室内に配置された潤滑油タンク)から潤滑油が所定の圧力をもって送られてくる(圧送されてくる)ようになっている。
なお、図2中の符号13はオイルパン、図4中の符号26は主軸受キャップボルト10が貫通する穴であり、図6中の符号45は、主軸受キャップ9のポンプ側に位置する一端面(下端面)9bと、台板サドル12のポンプ側に位置する支持面42との間に挟み込まれて主軸受キャップ9の高さを調整することができるシムである。
潤滑油主管52は、台板5のポンプ側に位置する側方を、台板5の長手方向に沿って延びる配管であり、潤滑油主管52には、図示しない潤滑油供給源(例えば、船舶の機関室内に配置された潤滑油タンク)から潤滑油が所定の圧力をもって送られてくる(圧送されてくる)ようになっている。
なお、図2中の符号13はオイルパン、図4中の符号26は主軸受キャップボルト10が貫通する穴であり、図6中の符号45は、主軸受キャップ9のポンプ側に位置する一端面(下端面)9bと、台板サドル12のポンプ側に位置する支持面42との間に挟み込まれて主軸受キャップ9の高さを調整することができるシムである。
本実施形態に係る内燃機関の主軸受6によれば、潤滑油主管52から潤滑油枝管51に流入した潤滑油は、潤滑油枝管51の一端部および他端部を通過する際、わずかに(0度~45度程度)曲げられ、直線状に形成された油路41を通って油路31に流入し、油路31を通って主軸受上メタル8に設けられた油溝22に到達し、油溝22を介してクランク軸4の軸受面と、主軸受上メタル8および主軸受下メタル7との間に供給されるようになっている。
これにより、潤滑油枝管51の曲がりを極力少なくすることができ、潤滑油枝管51の配管長を極力短くすることができて、潤滑油枝管51内を流れる潤滑油の圧力損失を低減させることができる。
これにより、潤滑油枝管51の曲がりを極力少なくすることができ、潤滑油枝管51の配管長を極力短くすることができて、潤滑油枝管51内を流れる潤滑油の圧力損失を低減させることができる。
また、本実施形態に係る内燃機関の主軸受6によれば、油路41は、台板サドル12の高さ方向(鉛直方向)に沿って設けられているので、潤滑油枝管51の配管長をさらに短くすることができて、潤滑油枝管51内を流れる潤滑油の圧力損失をさらに低減させることができる。
さらに、本実施形態に係る内燃機関の主軸受6によれば、貫通穴21、油路31,41は、燃料を噴射する燃料ポンプが装着されたポンプ側に設けられており、機関運転状態で爆発ガス圧による荷重が大きくなる(厳しくなる)ポンプ側から潤滑油が供給されることになる。
これにより、クランク軸4と主軸受上メタル8および主軸受下メタル7との間に適正な油膜を形成させることができ、潤滑不足による焼き付きを防止することができる。
これにより、クランク軸4と主軸受上メタル8および主軸受下メタル7との間に適正な油膜を形成させることができ、潤滑不足による焼き付きを防止することができる。
さらにまた、本実施形態に係る内燃機関の主軸受6によれば、主軸受キャップ9の一端部の側に位置する下端面9aと、この下端面9aと対向して主軸受キャップ9を支持する支持面42との間に設けられて、油路31と油路41とを連通するシム45の厚みを変えることにより、主軸受キャップ9の一端部の側に位置する下端面9aと、この下端面9aと対向して主軸受キャップ9を支持する支持面42との間に形成される隙間を変えることができ、主軸受キャップ9の高さを調整することができる。
さらにまた、本実施形態に係る内燃機関の主軸受6によれば、潤滑油枝管51が、隣接して配置されたクランク軸4のクランクアームの側面が描く軌跡によって形成される平面内に入り込まないように配置され、潤滑油枝管51が、隣接して配置されたクランク軸4のクランクアームと干渉しない場所に設けられることになるので、内燃機関の大型化(ロングストローク化)に伴うクランクアームの大型化にも対応することができる。
さらにまた、本実施形態に係る内燃機関の主軸受6によれば、貫通穴21は、その内径が横穴33の内径よりも大きくなるようにして形成されているので、主軸受キャップ9を台板サドル12に組み付ける際の調整をルーズなものにすることができる。
さらにまた、本実施形態に係る内燃機関の主軸受6によれば、貫通穴21の近傍に油溝24と油溝25とにより形成される油溜まりが配置されているので、油溜まりに潤滑油を効率よく供給することができて、クランク軸4と主軸受上メタル8および主軸受下メタル7との間に適正な油膜を形成させることができ、潤滑不足による焼き付きを防止することができる。
また、本実施形態に係る大型ディーゼルエンジン1によれば、潤滑油枝管51の曲がりを極力少なくすることができ、潤滑油枝管51の配管長を極力短くすることができて、潤滑油枝管51内を流れる潤滑油の圧力損失を低減させることができる内燃機関の主軸受6を具備しているので、クランク軸4を軸受け支持する主軸受6に、十分な圧力を持った潤滑油を供給することができ、大型ディーゼルエンジン1の信頼性を向上させることができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更・変形が可能である。
例えば、図7に示すように、上述の油路41を、支持面42と台板5の下端面5aとを連通するように設けてもよい。
これにより、潤滑油枝管51の曲がりをさらに少なくすることができ、潤滑油枝管51の配管長をさらに短くすることができて、潤滑油枝管51内を流れる潤滑油の圧力損失をさらに低減させることができる。
例えば、図7に示すように、上述の油路41を、支持面42と台板5の下端面5aとを連通するように設けてもよい。
これにより、潤滑油枝管51の曲がりをさらに少なくすることができ、潤滑油枝管51の配管長をさらに短くすることができて、潤滑油枝管51内を流れる潤滑油の圧力損失をさらに低減させることができる。
1 大型ディーゼルエンジン(内燃機関)
4 クランク軸
5 台板
5a 下端面
6 主軸受
7 主軸受下メタル
8 主軸受上メタル
9 主軸受キャップ
9a 一端面(下端面)
12 台板サドル
12a 表面
22 油溝
31 (第1の)油路
41 (第2の)油路
42 支持面
45 シム
51 潤滑油枝管
4 クランク軸
5 台板
5a 下端面
6 主軸受
7 主軸受下メタル
8 主軸受上メタル
9 主軸受キャップ
9a 一端面(下端面)
12 台板サドル
12a 表面
22 油溝
31 (第1の)油路
41 (第2の)油路
42 支持面
45 シム
51 潤滑油枝管
Claims (6)
- 台板の長手方向と直交して水平方向に延びる台板の幅方向における中央部に、台板の長手方向に肉厚になるようにして設けられた台板サドルと、
前記台板サドルの底部内周面に装着されて、クランク軸の軸受面の下半部を軸受け支持する主軸受下メタルと、
前記台板サドルの底部上方を覆うようにして配置される主軸受キャップと、
前記主軸受キャップの内周面に装着されて、前記軸受面の上半部を軸受け支持する主軸受上メタルとを備えた内燃機関の主軸受であって、
前記主軸受キャップの内部に設けられて、前記主軸受キャップの一端部の側に位置する下端面の、幅方向における中央部と、前記主軸受上メタルに設けられた油溝と、を連通する第1の油路と、
前記台板サドルの内部に直線状に設けられて、前記主軸受キャップの前記一端部の側に位置する前記下端面と対向して前記主軸受キャップを支持する支持面の、幅方向における中央部と、前記台板サドルの表面または下端面と、を連通する第2の油路と、を備え、
前記第2の油路の入口部に、前記第1の油路および前記第2の油路を介して前記主軸受上メタルに設けられた油溝に潤滑油を供給する潤滑油枝管の一端部が接続されている内燃機関の主軸受。 - 前記第2の油路は、前記台板サドルの高さ方向に沿って設けられている請求項1に記載の内燃機関の主軸受。
- 前記主軸受キャップの一端部の側は、燃料を噴射する燃料ポンプが装着されたポンプ側である請求項1または2に記載の内燃機関の主軸受。
- 前記主軸受キャップの前記一端部の側に位置する前記下端面と、この下端面と対向して前記主軸受キャップを支持する前記支持面との間に、前記第1の油路と前記第2の油路とを連通するシムが設けられている請求項1から3のいずれか一項に記載の内燃機関の主軸受。
- 前記潤滑油枝管が、隣接して配置された前記クランク軸のクランクアームの側面が描く軌跡によって形成される平面内に入り込まないように配置されている請求項1から4のいずれか一項に記載の内燃機関の主軸受。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載の内燃機関の主軸受を具備してなる内燃機関。
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