大型２サイクルディーゼルエンジンの主軸受支え
台板と、台板に載置されたフレームボックスと、フレームボックスに載置されたシリンダフレームとを備えるクロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジン。台板は、クランク軸の主軸受に溶接された横桁を備える。横桁は、その中に機械加工された円弧状の支持面を備える圧延鋼スラブまたはプレートから製作される主軸受支えを含む。スラブまたはプレートは、ウェブプレートに溶接されて横桁を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジンの主軸受支え、および当該主軸受支えを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジンは、例えば、大型遠洋航行船舶の推進、または３つの主ハウジング部品を含む発電所の主原動機として使用される。下から上に見て、これらの部品は、いわゆる台板、フレームボックス、およびシリンダフレームである。これらの３つハウジング部品は、互いにステーボルトによって保持される。クランク軸の主軸受は、台板に配される。
【０００３】
従来技術のエンジンの台板（bedplate）は、高さのある溶接された縦桁（longitudinal girder）、および鋳鋼製の軸受支えに溶接される横桁（cross girder）から構成される。すなわち、台板は、軸受支えを除いて、全て圧延金属プレート材料製の溶接構造物である。横桁は、２つのウェブプレート及びその間に溶接される鋳造の主軸受支えから構成される。
【０００４】
主軸受支えは、軸受合金を裏打ちした薄い下部軸受シェルを担持する。ステーボルトは、主軸受支えの上部において軸受およびクランク軸の反対側に配されるねじ付き孔内に据え付けられる。
【０００５】
近年の最大燃焼圧力の著しい増加は、クランク軸によって主軸受に加わる下向きの力、およびステーボルトによって主軸受支えの上部に加わる上向きの力の著しい増加をもたらしている。１つまたは２つで一組のステーボルトが、主軸受支えに取り付けられた主軸受の片側に配されることがある。
【０００６】
これらの高い力によるスライド型主軸受の油膜を許容可能な圧力レベルに到達させるために、軸受シェルの幅（クランク軸の縦軸方向の軸受シェルの延長部）を広くしなければならず、したがって、主軸受支えの幅または厚さを等しく大きくする必要がある。主軸受の反対側のステーボルトによって主軸受支えの上部に加わる大きな力は、主軸受支えを変形させる傾向がある。この変形は、許容可能なレベル以下に保持しなければならないが、これは、それに応じて、主軸受支えの材料の厚さを厚く設計しなければならないことを意味する。
【０００７】
主軸受の直下の幅広く厚い領域から下方に、主軸受支えが、台板の下部に延在するプレート状の部分を含むので、このプレート状の部分も鋳造によって製作される。
【０００８】
台板を互いに溶接した後に、特に主軸受の非常に精密なジオメトリに対する厳密な要件を満たすように、第一の機械加工行程が行われる。この機械加工の手順には、下部軸受シェルが配される主軸受支えの円弧状の表面（主軸受サドルと呼ぶ）と、主軸受支えの円弧状の表面に近接する側面と、主軸受支えの上側とを含む。主軸受キャップを載置してねじ立てを行った後に、主軸受支えおよび主軸受キャップの両方の第二の機械加工が行われる。この工程は、主軸受の予想位置において主軸受キャップおよび主軸受支えを通して穴あけを行い、最終直径および許容限度を得る。
【０００９】
大型２サイクルディーゼルエンジンの主軸受支えの寸法は非常に大きい。例えば、シリンダ内径が１０８ｃｍのエンジンでは、主軸受支えは、高さが３ｍ以上、幅が２ｍ以上、最大厚さがほぼ０．５ｍになりうる。機械加工が行われる大型の門型フライス盤、いわゆるプラノミラーも同様に大型かつ高価である。エンジンの製造工場には、しばしばこれらの大型の門型フライス盤のうちの１つしかなく、したがって、他の大型のエンジン構成要素のミリング工程がしばしば製造におけるボトルネックとなる。
【００１０】
鋳造の構成要素は、混在物、不純物、およびエアポケットのような鋳造の欠陥を常に有することになる。主軸受支えへの溶接および機械加工の前後に、主軸受支えは検査される。この検査は視覚的なものであるが、超音波探傷検査および磁気探傷検査を伴う。鋳造の欠陥の量およびサイズが規定の基準内であれば、主軸受支えは許容される。しかし、特に軸受サドルの機械加工の後に、穴であるエアポケットが現れる場合がある。この場合、そのポケットを溶接によって充填し、その後、機械加工および熱処理を行う、いわゆる溶接修復が必要になる可能性がある。しかし、主軸受支えの修復部分（Heat affected Zones; HAZ: 熱影響域）は、熱処理の後であっても、主軸受支えの残りの部分よりも硬くなり、熱影響域の硬度が高くなることにより、主軸受支えに載置される比較的薄い軸受シェルに影響を及ぼす。クランク軸から及ぼされる非常に大きな圧力によって、この比較的薄い軸受シェルには、それが戻るときの完全な支持を必要とするので、上述の溶接修復がしばしば必要となる。これは、半径方向および軸方向の寸法が非常に大きいため、穴の領域が非常に大きい場合に必要である。一般的に、特に薄い軸受シェルを支持する表面のある、主軸受支えの材料の特性は可能な限り均一であることが望ましい。したがって、鋳造の欠陥の修復は望ましくないが、経済的な理由から、比較的鋳造の欠陥の少ない主軸受支えは廃棄されない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述の欠点を解決、または少なくとも軽減する大型２サイクルディーゼルエンジンの主軸受支えを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本目的は、台板と、前記台板に載置されたフレームボックスと、前記フレームボックスに載置されたシリンダフレームと、主軸受内に載置されたクランク軸と、を備えるクロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジンであって、前記台板は、複数の横桁を備え、前記横桁のうちの少なくともいくつかは、１つ以上のウェブプレートと、前記１つ以上のウェブプレートに溶接によって結合される主軸受支えとを備え、前記主軸受支えは、下部軸受シェルを担持するための円弧状の支持面を備える圧延鋼スラブまたはプレートを含む、クロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジンを提供することによって、請求項１に基づいて達成される。
【００１３】
特に、従来の主軸受支えのデザインには数多くの湾曲面が存在することから、従来技術においては、厚みのある主軸受支えは、鋳造でしか製造することができないといった先入観がある。しかし、本発明の発明者らは、厚みのある軸受支えを圧延鋼材のスラブまたはプレートから製造することができるという見識に達した。しばしば鋳鋼製品に存在する混在物、エアポケット、および他の不純物の量は、圧延鋼を使用することによって大幅に減じられる。したがって、主軸受支えに行う必要のある修復の量が著しく減じられる。主軸受支えは、修復後にフライス盤によって機械加工しなければならないため、ボトルネックをもたらす大型プラノミラー上で主軸受支えが費やす時間が短縮される。混在物、エアポケット、および他の不純物の量を削減することで、主軸受支えの強度特性に関しても有効な効果がある。これは、回転および振動によって大きな負荷を受ける主軸受の軸受シェルが主軸受支え上に載置されるので、特に重要である。プレートの圧延構造によって、見込まれるエアポケットは、軸方向の長さが短くなり、加工後に穴が現れることがあるが、その領域は非常に小さいので溶接による充填を必要としない。鋭いエッジのスムージングだけしか必要としない。
【００１４】
鋳造軸受支えの厚さは変動する。しかし、薄い軸受シェルの完全な支持を達成するために、主軸受支えの特定の幅を定める必要がある。したがって、軸方向の厚さがオーバーサイズである主軸受支えを鋳造した後に、特定の幅に機械加工する必要がある。これは、円弧状の支持面に近接する前面および背面（軸方向の接面）を大型のフライス盤で機械加工することによって行われる。鋼板またはスラブの厚さは非常に安定しているので、圧延鋼プレートまたはスラブ材に形成された主軸受支えの前面および側面が不要となり、それによって、ボトルネックをもたらす大型プラノミラー上で主軸受支えが費やさなければならない時間の量がさらに減じられる。軸受シェルの側面および軸受サドルの側面の位置が完全に合っていなくても、軸受の性能には影響を及ぼさない。実際には、シェルは、軸受サドルの側面から、シェルのほぼ半分の厚さの距離分突出させることができる。この状況は、鋼製プレートの厚さは鋳造構造の厚さよりも制御しやすいという事実と相まって、鋼製プレートの軸受支えの前面および背面の機械加工を回避することができる理由を説明している。
【００１５】
主軸受支えと関連する下部シェルの軸方向の位置は、ピン用の２つの位置決め穴を形成する、台板の機械加工工程中に実現される。ピンは、下部シェルを載置する前に主軸受支え内に圧入される。下部シェルは、上述のピンを嵌合する溝を有する。
【００１６】
主軸受支えは、単一の一枚スラブまたはプレートから機械加工するができるので、極めて頑丈な主軸受支えが得られる。
【００１７】
スラブまたはプレートは、その底部に前記円弧状の支持面が配される凹部を備える上側と、互いに相対して配される前面および背面と、１つ以上のウェブプレートに結合される１つ以上の取付け面とを有することが好ましい。
【００１８】
１つ以上の取付け面は、直線的に延在させることが可能であり、軸受支えの製造を容易にする。
【００１９】
前面および背面の少なくとも周縁部分は、１つ以上の取付け部に向かってテーパー状を呈することが好ましい。テーパー部分は、主軸受支えから台板へスムーズに力が移行するようにし、主軸受支えとウェブプレートとの間の立ち上がり部での切り欠きファクタを許容可能なレベルに保持する。
【００２０】
前面および背面の周縁部分以外の部分は、実質的に平面状とすることができ、前面および背面の平面状部分と上記テーパー部分との間に急激な立ち上がり部を備えることができる。急激な立ち上がり部は、スムーズで丸みのある立ち上がり部よりも製造が容易である。
【００２１】
スラブまたはプレートとウェブプレートとの間の溶接は、Ｋ−またはＸ−溶接であることが好ましい。ウェブプレートとスラブまたはプレートとの間の溶接は、ウェブプレートの厚さ全体にわたって鋼材が溶融するように行われることが好ましい。
【００２２】
上記取付け面のうちの２つを鉛直方向的に延在させることが可能であり、また、更なる２つの取付け面を２つの垂直に延在する取付け面の下端から互いの方へ斜め下方に延在させることが可能である。したがって、スラブまたはプレートの輪郭は、比較的単純で、製造が容易である。結果的に、主軸受支えに結合されるウェブプレートの輪郭も製造が容易になり、主軸受支えの輪郭のウェブプレートの輪郭へ適合が容易である。上記斜めに延在する取付け側面は、互いに接触させることが可能である。
【００２３】
また、上述の目的は、請求項９に記載のクロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジン台板の横桁を製造するための方法であって、圧延鋼スラブまたはプレートを準備するステップと、前記エンジンの主軸受の下部シェルを担持するための前記スラブまたはプレートに、円弧状の支持面を機械加工するステップと、１つ以上のウェブプレートを準備するステップと、前記スラブまたはプレートを前記１つ以上のウェブプレートに溶接によって結合するステップと、を含む方法を提供することによって達成される。
【００２４】
いかなる鋳造要素も無い横桁を製造することによって、費用のかかる鋳型を排除することができる。さらに、鋳型の形成および新しく鋳造した主軸受支えの冷却に費やす時間を回避することができるので、横桁の製造に必要な時間が短縮される。また、溶接鋼板を主軸受支えに使用することによって、短納期で、しかも主軸受支えの幾何学的変更を迅速に具現化する柔軟な製造工程とすることが可能である。
【００２５】
上記方法は、上記プレートまたはスラブの輪郭の少なくとも一部を、ガス切断または砥粒噴射加工によって切断するステップを含むことも可能である。これらの２種類の機械加工工程のどちらも比較的安価で早いので、エンジンの製造コストがさらに下げられる。
【００２６】
方法は、ウェブプレートに結合されるスラブまたはプレートの周縁領域内にテーパー部分を形成するステップを含むことが好ましい。
【００２７】
テーパー部分の輪郭は、ガス切断または砥粒噴射加工によって形成することが可能である。
【００２８】
方法は、シェルの幅に対応する厚さに圧延された鋼スラブまたはプレートを準備するステップを含むことが可能である。したがって、下部シェルを担持する軸受サドルに近接する側面を機械加工する必要が無い。これは、大型プラノミラー上における１つの製造ステップを省くことができるが、従来技術では、下部時軸受シェルを支持する円弧状の表面の適切な幅が得られるように、鋳造の主軸受支えを精密加工する必要がある。
【００２９】
本発明による大型２サイクルディーゼルエンジンの更なる目的、機能、利点、および特性、および大型２サイクルディーゼルエンジンの台板のための横桁の製造方法は、以下の詳細な説明によって明らかになろう。
【好適な実施形態の詳細な説明】
【００３０】
本明細書の以下の詳細部分において、図面に示される例示的な実施態様を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
【００３１】
図１および２は、それぞれ、本発明の好適な一実施態様によるエンジン１の、断面図および（１つのシリンダの）縦断面図である。エンジン１は、クロスヘッド型の単流低速２サイクルクロスヘッドディーゼルエンジンであり、船舶の推進システムまたは発電所の主原動機とすることが可能である。これらのエンジンは、一般に直列で３乃至１４のシリンダを有する。エンジン１は、クランク軸３のための主軸受を備える台板２から組み立てられる。
【００３２】
クランク軸３は、半組立型である。半組立型とは、焼嵌め結合によって主ジャーナルと結合される、鍛鋼または鋳鋼スローで形成されるものである。
【００３３】
台板２は、単一の部品で形成するか、または生産設備に従った好適なサイズの部分に分割することができる。台板は、側壁と、軸受支えを備える溶接横桁とで構成される。横桁（cross girder）は、従来技術において、"横断桁"（transverse girder）とも称される。油受５８は、台板２の底部に溶接され、強制潤滑および冷却油システムからの戻り油を回収する。
【００３４】
連接棒８は、クロスヘッド軸受２２にクランク軸３を結合する。クロスヘッド軸受２２は、垂直案内面２３との間を案内される。
【００３５】
溶接設計のＡ形フレームボックス４は、台板２に載置される。フレームボックス４は、溶接設計である。排気側には各シリンダのための逃し弁を備え、カム軸側には各シリンダのための大型ヒンジ付ドアを備える。クロスヘッド案内面２３は、フレームボックス４内に一体化される。
【００３６】
シリンダフレーム５は、フレームボックス４の上部に載置される。ステーボルト２９は、台板２と、フレームボックス４と、シリンダフレーム５とを結合し、その構造を統一的に保持する。ステーボルト２９は、油圧ジャッキで締め付けられる。
【００３７】
シリンダフレーム５は、１つ以上の部分に分けられて鋳造され、最終的には一体型カム軸筐体２５とともに鋳造されるか、または溶接設計である。本実施態様の一変形例（図示せず）によれば、排気弁の作動は電子的に制御され、クランク軸２８もカム軸筐体２５も存在しない。
【００３８】
シリンダフレーム５は、掃気空間を浄化するためのアクセスカバーを備える。このアクセスカバーによって、カム軸側から掃気口およびピストンリングを検査することができる。シリンダフレーム５は、シリンダライナ６と共に掃気空間を形成する。掃気受９は、その開口側とともにシリンダフレーム５にボルトで固定される。シリンダフレームの底部にはピストン棒のスタッフィングボックスがあり、これは、掃気のためのシールリングと、油スクレーパリングとを備え、排気物がフレームボックス４および台板２の空間に侵入しないようにして、この空間に存在する全ての軸受を保護する。
【００３９】
ピストン１３は、ピストンクラウンと、ピストンスカートとを含む。ピストンクラウンは、耐熱鋼製であり、溝の上面および下面の両方に硬質クロムをメッキした、４つの環状溝を有する。
【００４０】
ピストン棒１４は、４本のネジでクロスヘッド２２に結合される。ピストン棒１４は、冷却油パイプと連動してピストン１３に対する冷却油の出入口を形成する、２つの同軸孔（図では不可視）を有する。
【００４１】
シリンダライナ６は、シリンダフレーム５によって担持される。シリンダライナ６は、合金鋳鉄製であり、低位のフランジによってシリンダフレーム５内に懸架される。ライナーの最上部は、鋳鉄製の冷却ジャケットで囲まれる。シリンダライナ６は、シリンダ潤滑用のドリル孔（図示せず）を有する。
【００４２】
シリンダは単流型であり、エアボックス内に位置する掃気口７を有し、エアボックスには、掃気受９（図１）からターボチャージャ１０（図１）で加圧された掃気が供給される。
【００４３】
エンジンには、４乃至９シリンダのエンジンに対してはエンジンの後端部に、１０以上のシリンダのエンジンに対しては排気側に配される、１つ以上のターボチャージャ１０が取り付けられる。
【００４４】
ターボチャージャ１０への給気は、ターボチャージャの給気消音器（図示せず）を介して、エンジンルームから直接行われる。空気は、ターボチャージャ１０から、給気パイプ（図示せず）、空気冷却器（図示せず）、および掃気受９を経て、シリンダライナ６の掃気口７に導かれる。
【００４５】
エンジンは、電動の掃気ブロワー（図示せず）を備える。ブロワーの吸引側は、空気冷却器の後ろの掃気空間に結合される。空気冷却器と掃気受との間には、補助ブロワーが空気を供給するときに自動的に閉じる、逆止め弁（図示せず）が取り付けられる。補助ブロワーは、低負荷および中負荷状態でのターボチャージャ圧縮機を支援する。
【００４６】
排気弁１１は、シリンダカバー１２内のシリンダ上部中央に載置される。膨張行程の終わりに、エンジンのピストン１３が掃気口７を過ぎて下行する前に排気弁１１が開くことによって、ピストン１３の上の燃焼室１５内の燃焼ガスが、排気受１７に開口する排気流路１６を通って流出し、燃焼室１５内の圧力が軽減される。排気弁１１は、ピストン１３が上向きに動く間に再び閉じる。排気弁１１は、油圧で作動する。
【００４７】
図３は、クランク軸３を備える台板２をより詳細に示す図である。台板２は、側壁５２の間に延在し、溶接によって後の方に結合される複数の横桁５０を含む。下部フランジ５１は、横桁５０の下部、横桁５０、および側壁５２に溶接される。２つの上部フランジ５６は、台板２の上部の各側面に沿って延在し、溶接によって側壁５２および横桁５０に結合される。油受５８は、下部フランジ５１に溶接される。
【００４８】
図４は、横桁をより詳細に示す図である。図５、５Ａ、および５Ｂは、主軸受支えをさらに詳細に示す図である（図５Ａおよび５Ｂは、軸受キャップを図示せず）。横桁５０は、２つのウェブプレート６０と、主軸受支え６２とを備える。２つのウェブプレート６０の外側は側壁５２に溶接され、２つのウェブプレート６０の内側の一部は溶接線６１に沿って互いに溶接され、２つのウェブプレート６０の内側の他の部分は、垂直取付け面６８および傾斜取付け面６９において主軸受支え６２に溶接される。主軸受支え６２および／またはウェブプレート６０の垂直および傾斜取付け面６８および６９は、Ｋ−またはＸ−溶接が可能なように尖らされ、ウェブプレート６０の鋼材がウェブプレートの厚さ全体にわたって溶融して、高品質かつ信頼性のある溶接接合を確実にする。
【００４９】
主軸受支え６２は、上向きの凹部を備え、その底部には、下部軸受シェル８６が配される円弧状の支持面を備える（下部軸受シェルは、薄いシェル型で、軸受合金がその上に被着された鋼板によって形成されることが好ましい）。上向きの凹部は、主軸受支えの上側６４へ開口する。ステーボルト２９を受けるねじ付き穴は、上側６４の上部開口凹部の両側に設けられる。上向きの凹部は、軸受キャップ８０を導くための案内面６７も備える。軸受キャップ８０は、上部軸受シェル８７のための円弧状の支持面を備え、この支持面も薄いシェル型であり、軸受合金がその上に被着された鋼板によって形成される。軸受キャップ８０は、主軸受支え６２の本体に備えられるねじ付き穴に据え付けられた、油圧で張力をかけたボルト８２によって適所に保持される。
【００５０】
応力除去円弧６６は、支持面６７から上向きの凹部の下部への立ち上がり部に設けられる。
【００５１】
主軸受支え６２は、前面７１と、相対して配される後面７１とを備えるが、用語"前部"および"後部"は随意的に使用している。実質的に平面であることが好ましい前面および後面７１の周縁部は、より狭幅の結合面６８および６９に向かってテーパー状を呈する。これらのテーパー部分７３は、比較的厚い主軸受支え６２から比較的薄いウェブプレート６０へ、比較的スムーズに力を伝達する役目をする。実質的により平坦な前部および後面７１と、テーパー部分７３との間には急激な立ち上がり部が存在する。なお、主軸受支え６２は、テーパー部分を持たずに実現される好適な実施態様の変形例（図示せず）に基づくことも可能であり、その場合、最大負荷レベルをわずかに減じる必要があることに留意されたい。
【００５２】
主軸受支え６２は、圧延鋼材（好ましくは、高品位鋼）の単一の一枚スラブまたはプレートから形成される。縦取付け側面６８、傾斜取付け面６９、およびテーパー部分７３によって画定されるように、主軸受支えの輪郭は、ガス切断または砥粒噴射加工によって切断することによって得られる。これらの方法によって得られる切断部の表面品質および寸法精度はあまり高くないが、上述の正面および／または側面には十分なものである。上側６４および上方へ開口する凹部もガス切断または砥粒噴射加工によって切断することが可能であり、その後フライス盤で機械加工して、主軸受支え６２のこれらの表面に必要な精密なジオメトリを得る。
【００５３】
主軸受支え６２からのスラブまたはプレートの厚さは、下部軸受シェル８６の幅"Ｗ"と同じか、またはわずかに狭くなるように製造される。したがって、円弧状の支持面または主軸受サドルの幅は、側面７１の機械加工を必要とせずに補正される（幅は、クランク軸／エンジンの長手方向に関係する要素の延長部である）。
【００５４】
図６および６Ａは、本発明による主軸受支え６２の別の実施態様を示す図である。本実施態様では、３つのテーパー部分が、垂直部分から傾斜部分への急激な立ち上がり部の無い、１つの湾曲した"Ｕ"型の面に変形される。さらに、テーパー部分は、図６Ａの拡大詳細図において半径Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３で示されるように、第二の方向に湾曲する。いずれの湾曲も、主軸受支え６２の角度または厚さの立ち上がり部での切り欠き効果を減じる役目をする。
【００５５】
図６Ａは、ツール１１０（破線によって示す）を示す図であり、これを使用して、厚さのより薄いウェブプレート６０への主軸受支えの厚さのスムーズな移行部を形成することができる。このツールは、３つの曲部Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３と、所定の角度α、β、γ、およびξで配される、これらの曲部を繋ぐ直線部の移行領域とを有する、ミラーカッターである。テーパー部分７３は、主軸受支えの上部に直径Ｄ１の湾曲部を備え、台板２のテーパー部分７３と上部フランジ５６との間のスムーズな遷移を実現する。
【００５６】
図７および７Ａは、本発明による主軸受支え６２の別の実施態様を示す図である。本実施態様は、テーパー部分７３の湾曲部を形成するために使用するミラーカッターが別の形状を有することを除いて、図６および６Ａの実施態様と実質的に同一である。本ツールによって、半径Ｒ１およびＲ２は、角度αおよびβで配される、直線接続移行部によって実現することができる。さらに、テーパー部分７３の上部湾曲部の直径Ｄ１は、より大きくなるように選択されている。
【００５７】
図８は、２つの変形例における本発明による主軸受支え６２のさらに別の実施態様を示す図である（垂直の対称線の左側に一方の変形例を示し、垂直の対称線の右側に他方の変形例を示す。これら２つの変形例は、テーパー部分７３のジオメトリのみが異なる）。本実施態様は、２つの垂直結合面６８および２つの傾斜結合面６９に対向する、湾曲した"Ｕ"型結合面６８'が１つだけ存在することを除いて、図６および７に示された実施態様と実質的に同一である。結合面６８'の湾曲部は、主軸受支え６２からウェブプレート６０への立ち上がり部における切り欠き効果を減じ、したがって、より高い負荷が可能になり、主軸受支え６２およびウェブプレート６０の結合面を正確に適合させるという、製造の困難さが減じられる。結合面６８'とウェブプレート６０との間の結合は、Ｋ−またはＸ−溶接９１によって実現される。本実施態様は、製造工程中の持ち上げおよび運搬のための横桁の係合に使用される、搬送穴９４も示す。
【００５８】
上述の実施態様では、取付け面６８および６９は、直線に沿って延在する。すなわち、取付け側面は実質的に平面である。この特徴は、所要のジオメトリの主軸受支え６２およびウェブプレート６０の側面の製造の具現化を非常に容易にする。なお、図８に示される本実施態様の別の態様によれば、例えば切り欠きファクタを減じるように取付け面を湾曲させている。
【００５９】
さらに、上述の好適な実施態様に示された主軸受支えは、２つの傾斜した下部取付け面６９を備える。この好適な実施態様（図示せず）の変形例に拠れば、主軸受支えは、１つの単一の直線または湾曲した下部取付け面を備えることが可能である。別の変形例（図示せず）によれば、主軸受支えは、２つの垂直結合面と、主軸受支えの下部の１つの水平結合面と、２つの垂直結合面を水平面に結合する２つの傾斜結合面とを有することが可能である。
【００６０】
請求項で用いられる用語"〜を備える"は、他の要素またはステップを除外するものではない。請求項で用いられる用語のうち、"複数の"と記されていないものは、複数を除外するものではない。
【００６１】
請求項において使用される参照符号は、範囲を制限するものと解釈されるべきではない。
【００６２】
本発明は、例証のために詳述したが、当該の詳細は単にその目的のためのものであり、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく変更できると理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明による、エンジンの断面図である。
【図２】図１に示されるエンジンの１つのシリンダ部分の縦断面図である。
【図３】図１に示されるエンジンの台板の一部分の斜視図である。
【図４】図３に示される台板の横桁の側面図である。
【図５】図４に示される横桁内の主軸受支えの詳細な側面図である。
【図５Ａ】図５の線Ａ−Ａ'で切断した断面図である。
【図５Ｂ】図５の線Ｂ−Ｂ'で切断した断面図である。
【図６】本発明による主軸受支えの別の実施態様の長側面の側面図である。
【図６Ａ】図６の主軸受支えの短側面の側面図である。
【図７】本発明による主軸受支えの別の実施態様の長側面の側面図である。
【図７Ａ】図６の主軸受支えの短側面の側面図である。
【図８】本発明の主軸受支えのさらに別の実施態様の長側面の側面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジンの主軸受支え、および当該主軸受支えを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
クロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジンは、例えば、大型遠洋航行船舶の推進、または３つの主ハウジング部品を含む発電所の主原動機として使用される。下から上に見て、これらの部品は、いわゆる台板、フレームボックス、およびシリンダフレームである。これらの３つハウジング部品は、互いにステーボルトによって保持される。クランク軸の主軸受は、台板に配される。
【０００３】
従来技術のエンジンの台板（bedplate）は、高さのある溶接された縦桁（longitudinal girder）、および鋳鋼製の軸受支えに溶接される横桁（cross girder）から構成される。すなわち、台板は、軸受支えを除いて、全て圧延金属プレート材料製の溶接構造物である。横桁は、２つのウェブプレート及びその間に溶接される鋳造の主軸受支えから構成される。
【０００４】
主軸受支えは、軸受合金を裏打ちした薄い下部軸受シェルを担持する。ステーボルトは、主軸受支えの上部において軸受およびクランク軸の反対側に配されるねじ付き孔内に据え付けられる。
【０００５】
近年の最大燃焼圧力の著しい増加は、クランク軸によって主軸受に加わる下向きの力、およびステーボルトによって主軸受支えの上部に加わる上向きの力の著しい増加をもたらしている。１つまたは２つで一組のステーボルトが、主軸受支えに取り付けられた主軸受の片側に配されることがある。
【０００６】
これらの高い力によるスライド型主軸受の油膜を許容可能な圧力レベルに到達させるために、軸受シェルの幅（クランク軸の縦軸方向の軸受シェルの延長部）を広くしなければならず、したがって、主軸受支えの幅または厚さを等しく大きくする必要がある。主軸受の反対側のステーボルトによって主軸受支えの上部に加わる大きな力は、主軸受支えを変形させる傾向がある。この変形は、許容可能なレベル以下に保持しなければならないが、これは、それに応じて、主軸受支えの材料の厚さを厚く設計しなければならないことを意味する。
【０００７】
主軸受の直下の幅広く厚い領域から下方に、主軸受支えが、台板の下部に延在するプレート状の部分を含むので、このプレート状の部分も鋳造によって製作される。
【０００８】
台板を互いに溶接した後に、特に主軸受の非常に精密なジオメトリに対する厳密な要件を満たすように、第一の機械加工行程が行われる。この機械加工の手順には、下部軸受シェルが配される主軸受支えの円弧状の表面（主軸受サドルと呼ぶ）と、主軸受支えの円弧状の表面に近接する側面と、主軸受支えの上側とを含む。主軸受キャップを載置してねじ立てを行った後に、主軸受支えおよび主軸受キャップの両方の第二の機械加工が行われる。この工程は、主軸受の予想位置において主軸受キャップおよび主軸受支えを通して穴あけを行い、最終直径および許容限度を得る。
【０００９】
大型２サイクルディーゼルエンジンの主軸受支えの寸法は非常に大きい。例えば、シリンダ内径が１０８ｃｍのエンジンでは、主軸受支えは、高さが３ｍ以上、幅が２ｍ以上、最大厚さがほぼ０．５ｍになりうる。機械加工が行われる大型の門型フライス盤、いわゆるプラノミラーも同様に大型かつ高価である。エンジンの製造工場には、しばしばこれらの大型の門型フライス盤のうちの１つしかなく、したがって、他の大型のエンジン構成要素のミリング工程がしばしば製造におけるボトルネックとなる。
【００１０】
鋳造の構成要素は、混在物、不純物、およびエアポケットのような鋳造の欠陥を常に有することになる。主軸受支えへの溶接および機械加工の前後に、主軸受支えは検査される。この検査は視覚的なものであるが、超音波探傷検査および磁気探傷検査を伴う。鋳造の欠陥の量およびサイズが規定の基準内であれば、主軸受支えは許容される。しかし、特に軸受サドルの機械加工の後に、穴であるエアポケットが現れる場合がある。この場合、そのポケットを溶接によって充填し、その後、機械加工および熱処理を行う、いわゆる溶接修復が必要になる可能性がある。しかし、主軸受支えの修復部分（Heat affected Zones; HAZ: 熱影響域）は、熱処理の後であっても、主軸受支えの残りの部分よりも硬くなり、熱影響域の硬度が高くなることにより、主軸受支えに載置される比較的薄い軸受シェルに影響を及ぼす。クランク軸から及ぼされる非常に大きな圧力によって、この比較的薄い軸受シェルには、それが戻るときの完全な支持を必要とするので、上述の溶接修復がしばしば必要となる。これは、半径方向および軸方向の寸法が非常に大きいため、穴の領域が非常に大きい場合に必要である。一般的に、特に薄い軸受シェルを支持する表面のある、主軸受支えの材料の特性は可能な限り均一であることが望ましい。したがって、鋳造の欠陥の修復は望ましくないが、経済的な理由から、比較的鋳造の欠陥の少ない主軸受支えは廃棄されない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述の欠点を解決、または少なくとも軽減する大型２サイクルディーゼルエンジンの主軸受支えを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本目的は、台板と、前記台板に載置されたフレームボックスと、前記フレームボックスに載置されたシリンダフレームと、主軸受内に載置されたクランク軸と、を備えるクロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジンであって、前記台板は、複数の横桁を備え、前記横桁のうちの少なくともいくつかは、１つ以上のウェブプレートと、前記１つ以上のウェブプレートに溶接によって結合される主軸受支えとを備え、前記主軸受支えは、下部軸受シェルを担持するための円弧状の支持面を備える圧延鋼スラブまたはプレートを含む、クロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジンを提供することによって、請求項１に基づいて達成される。
【００１３】
特に、従来の主軸受支えのデザインには数多くの湾曲面が存在することから、従来技術においては、厚みのある主軸受支えは、鋳造でしか製造することができないといった先入観がある。しかし、本発明の発明者らは、厚みのある軸受支えを圧延鋼材のスラブまたはプレートから製造することができるという見識に達した。しばしば鋳鋼製品に存在する混在物、エアポケット、および他の不純物の量は、圧延鋼を使用することによって大幅に減じられる。したがって、主軸受支えに行う必要のある修復の量が著しく減じられる。主軸受支えは、修復後にフライス盤によって機械加工しなければならないため、ボトルネックをもたらす大型プラノミラー上で主軸受支えが費やす時間が短縮される。混在物、エアポケット、および他の不純物の量を削減することで、主軸受支えの強度特性に関しても有効な効果がある。これは、回転および振動によって大きな負荷を受ける主軸受の軸受シェルが主軸受支え上に載置されるので、特に重要である。プレートの圧延構造によって、見込まれるエアポケットは、軸方向の長さが短くなり、加工後に穴が現れることがあるが、その領域は非常に小さいので溶接による充填を必要としない。鋭いエッジのスムージングだけしか必要としない。
【００１４】
鋳造軸受支えの厚さは変動する。しかし、薄い軸受シェルの完全な支持を達成するために、主軸受支えの特定の幅を定める必要がある。したがって、軸方向の厚さがオーバーサイズである主軸受支えを鋳造した後に、特定の幅に機械加工する必要がある。これは、円弧状の支持面に近接する前面および背面（軸方向の接面）を大型のフライス盤で機械加工することによって行われる。鋼板またはスラブの厚さは非常に安定しているので、圧延鋼プレートまたはスラブ材に形成された主軸受支えの前面および側面が不要となり、それによって、ボトルネックをもたらす大型プラノミラー上で主軸受支えが費やさなければならない時間の量がさらに減じられる。軸受シェルの側面および軸受サドルの側面の位置が完全に合っていなくても、軸受の性能には影響を及ぼさない。実際には、シェルは、軸受サドルの側面から、シェルのほぼ半分の厚さの距離分突出させることができる。この状況は、鋼製プレートの厚さは鋳造構造の厚さよりも制御しやすいという事実と相まって、鋼製プレートの軸受支えの前面および背面の機械加工を回避することができる理由を説明している。
【００１５】
主軸受支えと関連する下部シェルの軸方向の位置は、ピン用の２つの位置決め穴を形成する、台板の機械加工工程中に実現される。ピンは、下部シェルを載置する前に主軸受支え内に圧入される。下部シェルは、上述のピンを嵌合する溝を有する。
【００１６】
主軸受支えは、単一の一枚スラブまたはプレートから機械加工するができるので、極めて頑丈な主軸受支えが得られる。
【００１７】
スラブまたはプレートは、その底部に前記円弧状の支持面が配される凹部を備える上側と、互いに相対して配される前面および背面と、１つ以上のウェブプレートに結合される１つ以上の取付け面とを有することが好ましい。
【００１８】
１つ以上の取付け面は、直線的に延在させることが可能であり、軸受支えの製造を容易にする。
【００１９】
前面および背面の少なくとも周縁部分は、１つ以上の取付け部に向かってテーパー状を呈することが好ましい。テーパー部分は、主軸受支えから台板へスムーズに力が移行するようにし、主軸受支えとウェブプレートとの間の立ち上がり部での切り欠きファクタを許容可能なレベルに保持する。
【００２０】
前面および背面の周縁部分以外の部分は、実質的に平面状とすることができ、前面および背面の平面状部分と上記テーパー部分との間に急激な立ち上がり部を備えることができる。急激な立ち上がり部は、スムーズで丸みのある立ち上がり部よりも製造が容易である。
【００２１】
スラブまたはプレートとウェブプレートとの間の溶接は、Ｋ−またはＸ−溶接であることが好ましい。ウェブプレートとスラブまたはプレートとの間の溶接は、ウェブプレートの厚さ全体にわたって鋼材が溶融するように行われることが好ましい。
【００２２】
上記取付け面のうちの２つを鉛直方向的に延在させることが可能であり、また、更なる２つの取付け面を２つの垂直に延在する取付け面の下端から互いの方へ斜め下方に延在させることが可能である。したがって、スラブまたはプレートの輪郭は、比較的単純で、製造が容易である。結果的に、主軸受支えに結合されるウェブプレートの輪郭も製造が容易になり、主軸受支えの輪郭のウェブプレートの輪郭へ適合が容易である。上記斜めに延在する取付け側面は、互いに接触させることが可能である。
【００２３】
また、上述の目的は、請求項９に記載のクロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジン台板の横桁を製造するための方法であって、圧延鋼スラブまたはプレートを準備するステップと、前記エンジンの主軸受の下部シェルを担持するための前記スラブまたはプレートに、円弧状の支持面を機械加工するステップと、１つ以上のウェブプレートを準備するステップと、前記スラブまたはプレートを前記１つ以上のウェブプレートに溶接によって結合するステップと、を含む方法を提供することによって達成される。
【００２４】
いかなる鋳造要素も無い横桁を製造することによって、費用のかかる鋳型を排除することができる。さらに、鋳型の形成および新しく鋳造した主軸受支えの冷却に費やす時間を回避することができるので、横桁の製造に必要な時間が短縮される。また、溶接鋼板を主軸受支えに使用することによって、短納期で、しかも主軸受支えの幾何学的変更を迅速に具現化する柔軟な製造工程とすることが可能である。
【００２５】
上記方法は、上記プレートまたはスラブの輪郭の少なくとも一部を、ガス切断または砥粒噴射加工によって切断するステップを含むことも可能である。これらの２種類の機械加工工程のどちらも比較的安価で早いので、エンジンの製造コストがさらに下げられる。
【００２６】
方法は、ウェブプレートに結合されるスラブまたはプレートの周縁領域内にテーパー部分を形成するステップを含むことが好ましい。
【００２７】
テーパー部分の輪郭は、ガス切断または砥粒噴射加工によって形成することが可能である。
【００２８】
方法は、シェルの幅に対応する厚さに圧延された鋼スラブまたはプレートを準備するステップを含むことが可能である。したがって、下部シェルを担持する軸受サドルに近接する側面を機械加工する必要が無い。これは、大型プラノミラー上における１つの製造ステップを省くことができるが、従来技術では、下部時軸受シェルを支持する円弧状の表面の適切な幅が得られるように、鋳造の主軸受支えを精密加工する必要がある。
【００２９】
本発明による大型２サイクルディーゼルエンジンの更なる目的、機能、利点、および特性、および大型２サイクルディーゼルエンジンの台板のための横桁の製造方法は、以下の詳細な説明によって明らかになろう。
【好適な実施形態の詳細な説明】
【００３０】
本明細書の以下の詳細部分において、図面に示される例示的な実施態様を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
【００３１】
図１および２は、それぞれ、本発明の好適な一実施態様によるエンジン１の、断面図および（１つのシリンダの）縦断面図である。エンジン１は、クロスヘッド型の単流低速２サイクルクロスヘッドディーゼルエンジンであり、船舶の推進システムまたは発電所の主原動機とすることが可能である。これらのエンジンは、一般に直列で３乃至１４のシリンダを有する。エンジン１は、クランク軸３のための主軸受を備える台板２から組み立てられる。
【００３２】
クランク軸３は、半組立型である。半組立型とは、焼嵌め結合によって主ジャーナルと結合される、鍛鋼または鋳鋼スローで形成されるものである。
【００３３】
台板２は、単一の部品で形成するか、または生産設備に従った好適なサイズの部分に分割することができる。台板は、側壁と、軸受支えを備える溶接横桁とで構成される。横桁（cross girder）は、従来技術において、"横断桁"（transverse girder）とも称される。油受５８は、台板２の底部に溶接され、強制潤滑および冷却油システムからの戻り油を回収する。
【００３４】
連接棒８は、クロスヘッド軸受２２にクランク軸３を結合する。クロスヘッド軸受２２は、垂直案内面２３との間を案内される。
【００３５】
溶接設計のＡ形フレームボックス４は、台板２に載置される。フレームボックス４は、溶接設計である。排気側には各シリンダのための逃し弁を備え、カム軸側には各シリンダのための大型ヒンジ付ドアを備える。クロスヘッド案内面２３は、フレームボックス４内に一体化される。
【００３６】
シリンダフレーム５は、フレームボックス４の上部に載置される。ステーボルト２９は、台板２と、フレームボックス４と、シリンダフレーム５とを結合し、その構造を統一的に保持する。ステーボルト２９は、油圧ジャッキで締め付けられる。
【００３７】
シリンダフレーム５は、１つ以上の部分に分けられて鋳造され、最終的には一体型カム軸筐体２５とともに鋳造されるか、または溶接設計である。本実施態様の一変形例（図示せず）によれば、排気弁の作動は電子的に制御され、クランク軸２８もカム軸筐体２５も存在しない。
【００３８】
シリンダフレーム５は、掃気空間を浄化するためのアクセスカバーを備える。このアクセスカバーによって、カム軸側から掃気口およびピストンリングを検査することができる。シリンダフレーム５は、シリンダライナ６と共に掃気空間を形成する。掃気受９は、その開口側とともにシリンダフレーム５にボルトで固定される。シリンダフレームの底部にはピストン棒のスタッフィングボックスがあり、これは、掃気のためのシールリングと、油スクレーパリングとを備え、排気物がフレームボックス４および台板２の空間に侵入しないようにして、この空間に存在する全ての軸受を保護する。
【００３９】
ピストン１３は、ピストンクラウンと、ピストンスカートとを含む。ピストンクラウンは、耐熱鋼製であり、溝の上面および下面の両方に硬質クロムをメッキした、４つの環状溝を有する。
【００４０】
ピストン棒１４は、４本のネジでクロスヘッド２２に結合される。ピストン棒１４は、冷却油パイプと連動してピストン１３に対する冷却油の出入口を形成する、２つの同軸孔（図では不可視）を有する。
【００４１】
シリンダライナ６は、シリンダフレーム５によって担持される。シリンダライナ６は、合金鋳鉄製であり、低位のフランジによってシリンダフレーム５内に懸架される。ライナーの最上部は、鋳鉄製の冷却ジャケットで囲まれる。シリンダライナ６は、シリンダ潤滑用のドリル孔（図示せず）を有する。
【００４２】
シリンダは単流型であり、エアボックス内に位置する掃気口７を有し、エアボックスには、掃気受９（図１）からターボチャージャ１０（図１）で加圧された掃気が供給される。
【００４３】
エンジンには、４乃至９シリンダのエンジンに対してはエンジンの後端部に、１０以上のシリンダのエンジンに対しては排気側に配される、１つ以上のターボチャージャ１０が取り付けられる。
【００４４】
ターボチャージャ１０への給気は、ターボチャージャの給気消音器（図示せず）を介して、エンジンルームから直接行われる。空気は、ターボチャージャ１０から、給気パイプ（図示せず）、空気冷却器（図示せず）、および掃気受９を経て、シリンダライナ６の掃気口７に導かれる。
【００４５】
エンジンは、電動の掃気ブロワー（図示せず）を備える。ブロワーの吸引側は、空気冷却器の後ろの掃気空間に結合される。空気冷却器と掃気受との間には、補助ブロワーが空気を供給するときに自動的に閉じる、逆止め弁（図示せず）が取り付けられる。補助ブロワーは、低負荷および中負荷状態でのターボチャージャ圧縮機を支援する。
【００４６】
排気弁１１は、シリンダカバー１２内のシリンダ上部中央に載置される。膨張行程の終わりに、エンジンのピストン１３が掃気口７を過ぎて下行する前に排気弁１１が開くことによって、ピストン１３の上の燃焼室１５内の燃焼ガスが、排気受１７に開口する排気流路１６を通って流出し、燃焼室１５内の圧力が軽減される。排気弁１１は、ピストン１３が上向きに動く間に再び閉じる。排気弁１１は、油圧で作動する。
【００４７】
図３は、クランク軸３を備える台板２をより詳細に示す図である。台板２は、側壁５２の間に延在し、溶接によって後の方に結合される複数の横桁５０を含む。下部フランジ５１は、横桁５０の下部、横桁５０、および側壁５２に溶接される。２つの上部フランジ５６は、台板２の上部の各側面に沿って延在し、溶接によって側壁５２および横桁５０に結合される。油受５８は、下部フランジ５１に溶接される。
【００４８】
図４は、横桁をより詳細に示す図である。図５、５Ａ、および５Ｂは、主軸受支えをさらに詳細に示す図である（図５Ａおよび５Ｂは、軸受キャップを図示せず）。横桁５０は、２つのウェブプレート６０と、主軸受支え６２とを備える。２つのウェブプレート６０の外側は側壁５２に溶接され、２つのウェブプレート６０の内側の一部は溶接線６１に沿って互いに溶接され、２つのウェブプレート６０の内側の他の部分は、垂直取付け面６８および傾斜取付け面６９において主軸受支え６２に溶接される。主軸受支え６２および／またはウェブプレート６０の垂直および傾斜取付け面６８および６９は、Ｋ−またはＸ−溶接が可能なように尖らされ、ウェブプレート６０の鋼材がウェブプレートの厚さ全体にわたって溶融して、高品質かつ信頼性のある溶接接合を確実にする。
【００４９】
主軸受支え６２は、上向きの凹部を備え、その底部には、下部軸受シェル８６が配される円弧状の支持面を備える（下部軸受シェルは、薄いシェル型で、軸受合金がその上に被着された鋼板によって形成されることが好ましい）。上向きの凹部は、主軸受支えの上側６４へ開口する。ステーボルト２９を受けるねじ付き穴は、上側６４の上部開口凹部の両側に設けられる。上向きの凹部は、軸受キャップ８０を導くための案内面６７も備える。軸受キャップ８０は、上部軸受シェル８７のための円弧状の支持面を備え、この支持面も薄いシェル型であり、軸受合金がその上に被着された鋼板によって形成される。軸受キャップ８０は、主軸受支え６２の本体に備えられるねじ付き穴に据え付けられた、油圧で張力をかけたボルト８２によって適所に保持される。
【００５０】
応力除去円弧６６は、支持面６７から上向きの凹部の下部への立ち上がり部に設けられる。
【００５１】
主軸受支え６２は、前面７１と、相対して配される後面７１とを備えるが、用語"前部"および"後部"は随意的に使用している。実質的に平面であることが好ましい前面および後面７１の周縁部は、より狭幅の結合面６８および６９に向かってテーパー状を呈する。これらのテーパー部分７３は、比較的厚い主軸受支え６２から比較的薄いウェブプレート６０へ、比較的スムーズに力を伝達する役目をする。実質的により平坦な前部および後面７１と、テーパー部分７３との間には急激な立ち上がり部が存在する。なお、主軸受支え６２は、テーパー部分を持たずに実現される好適な実施態様の変形例（図示せず）に基づくことも可能であり、その場合、最大負荷レベルをわずかに減じる必要があることに留意されたい。
【００５２】
主軸受支え６２は、圧延鋼材（好ましくは、高品位鋼）の単一の一枚スラブまたはプレートから形成される。縦取付け側面６８、傾斜取付け面６９、およびテーパー部分７３によって画定されるように、主軸受支えの輪郭は、ガス切断または砥粒噴射加工によって切断することによって得られる。これらの方法によって得られる切断部の表面品質および寸法精度はあまり高くないが、上述の正面および／または側面には十分なものである。上側６４および上方へ開口する凹部もガス切断または砥粒噴射加工によって切断することが可能であり、その後フライス盤で機械加工して、主軸受支え６２のこれらの表面に必要な精密なジオメトリを得る。
【００５３】
主軸受支え６２からのスラブまたはプレートの厚さは、下部軸受シェル８６の幅"Ｗ"と同じか、またはわずかに狭くなるように製造される。したがって、円弧状の支持面または主軸受サドルの幅は、側面７１の機械加工を必要とせずに補正される（幅は、クランク軸／エンジンの長手方向に関係する要素の延長部である）。
【００５４】
図６および６Ａは、本発明による主軸受支え６２の別の実施態様を示す図である。本実施態様では、３つのテーパー部分が、垂直部分から傾斜部分への急激な立ち上がり部の無い、１つの湾曲した"Ｕ"型の面に変形される。さらに、テーパー部分は、図６Ａの拡大詳細図において半径Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３で示されるように、第二の方向に湾曲する。いずれの湾曲も、主軸受支え６２の角度または厚さの立ち上がり部での切り欠き効果を減じる役目をする。
【００５５】
図６Ａは、ツール１１０（破線によって示す）を示す図であり、これを使用して、厚さのより薄いウェブプレート６０への主軸受支えの厚さのスムーズな移行部を形成することができる。このツールは、３つの曲部Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３と、所定の角度α、β、γ、およびξで配される、これらの曲部を繋ぐ直線部の移行領域とを有する、ミラーカッターである。テーパー部分７３は、主軸受支えの上部に直径Ｄ１の湾曲部を備え、台板２のテーパー部分７３と上部フランジ５６との間のスムーズな遷移を実現する。
【００５６】
図７および７Ａは、本発明による主軸受支え６２の別の実施態様を示す図である。本実施態様は、テーパー部分７３の湾曲部を形成するために使用するミラーカッターが別の形状を有することを除いて、図６および６Ａの実施態様と実質的に同一である。本ツールによって、半径Ｒ１およびＲ２は、角度αおよびβで配される、直線接続移行部によって実現することができる。さらに、テーパー部分７３の上部湾曲部の直径Ｄ１は、より大きくなるように選択されている。
【００５７】
図８は、２つの変形例における本発明による主軸受支え６２のさらに別の実施態様を示す図である（垂直の対称線の左側に一方の変形例を示し、垂直の対称線の右側に他方の変形例を示す。これら２つの変形例は、テーパー部分７３のジオメトリのみが異なる）。本実施態様は、２つの垂直結合面６８および２つの傾斜結合面６９に対向する、湾曲した"Ｕ"型結合面６８'が１つだけ存在することを除いて、図６および７に示された実施態様と実質的に同一である。結合面６８'の湾曲部は、主軸受支え６２からウェブプレート６０への立ち上がり部における切り欠き効果を減じ、したがって、より高い負荷が可能になり、主軸受支え６２およびウェブプレート６０の結合面を正確に適合させるという、製造の困難さが減じられる。結合面６８'とウェブプレート６０との間の結合は、Ｋ−またはＸ−溶接９１によって実現される。本実施態様は、製造工程中の持ち上げおよび運搬のための横桁の係合に使用される、搬送穴９４も示す。
【００５８】
上述の実施態様では、取付け面６８および６９は、直線に沿って延在する。すなわち、取付け側面は実質的に平面である。この特徴は、所要のジオメトリの主軸受支え６２およびウェブプレート６０の側面の製造の具現化を非常に容易にする。なお、図８に示される本実施態様の別の態様によれば、例えば切り欠きファクタを減じるように取付け面を湾曲させている。
【００５９】
さらに、上述の好適な実施態様に示された主軸受支えは、２つの傾斜した下部取付け面６９を備える。この好適な実施態様（図示せず）の変形例に拠れば、主軸受支えは、１つの単一の直線または湾曲した下部取付け面を備えることが可能である。別の変形例（図示せず）によれば、主軸受支えは、２つの垂直結合面と、主軸受支えの下部の１つの水平結合面と、２つの垂直結合面を水平面に結合する２つの傾斜結合面とを有することが可能である。
【００６０】
請求項で用いられる用語"〜を備える"は、他の要素またはステップを除外するものではない。請求項で用いられる用語のうち、"複数の"と記されていないものは、複数を除外するものではない。
【００６１】
請求項において使用される参照符号は、範囲を制限するものと解釈されるべきではない。
【００６２】
本発明は、例証のために詳述したが、当該の詳細は単にその目的のためのものであり、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく変更できると理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明による、エンジンの断面図である。
【図２】図１に示されるエンジンの１つのシリンダ部分の縦断面図である。
【図３】図１に示されるエンジンの台板の一部分の斜視図である。
【図４】図３に示される台板の横桁の側面図である。
【図５】図４に示される横桁内の主軸受支えの詳細な側面図である。
【図５Ａ】図５の線Ａ−Ａ'で切断した断面図である。
【図５Ｂ】図５の線Ｂ−Ｂ'で切断した断面図である。
【図６】本発明による主軸受支えの別の実施態様の長側面の側面図である。
【図６Ａ】図６の主軸受支えの短側面の側面図である。
【図７】本発明による主軸受支えの別の実施態様の長側面の側面図である。
【図７Ａ】図６の主軸受支えの短側面の側面図である。
【図８】本発明の主軸受支えのさらに別の実施態様の長側面の側面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台板と、前記台板に載置されたフレームボックスと、前記フレームボックスに載置されたシリンダフレームと、主軸受内に載置されたクランク軸と、を備えるクロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジンであって、前記台板は複数の横桁を備え、前記横桁のうちの少なくともいくつかは、１つ以上のウェブプレートと、前記１つ以上のウェブプレートに溶接によって結合される主軸受支えとを備え、前記主軸受支えは、下部軸受シェルを担持するための円弧状の支持面を備える圧延鋼スラブまたはプレートを含む、クロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジン。
【請求項２】
前記主軸受支えは、単一の一枚スラブまたはプレートから機械加工される、請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記スラブまたはプレートは、その底部に前記円弧状の支持面が配される凹部を備える上側と、互いに相対して配される前面および背面と、前記１つ以上のウェブプレートに結合される１つ以上の取付け面とを備える、請求項１または２に記載のエンジン。
【請求項３】
前記１つ以上の取付け面は直線的に延在する、請求項１または２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記前面および背面の少なくとも周縁部分は、前記１つ以上の取付け部に向かってテーパー状を呈する、請求項１乃至３に記載のエンジン。
【請求項５】
前記前面および背面における周縁部分以外の部分は平面状であり、前記前面および背面の平面状部分と前記テーパー部分との間に急激な移行部が存在する、請求項４に記載のエンジン。
【請求項６】
前記スラブまたはプレートと前記ウェブプレートとの間の溶接は、Ｋ−またはＸ−溶接である、請求項１乃至５に記載のエンジン。
【請求項７】
前記取付け面のうちの２つは、鉛直方向的に延在し、更なる２つの取付け面が、それぞれ前記２つの垂直に延在する取付け面の下端から互いの方へ斜め下方に延在する、請求項１乃至６に記載のエンジン。
【請求項８】
前記斜めに延在する取付け面は、互いに接触する、請求項７に記載のエンジン。
【請求項９】
クロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジン台板の横桁を製造するための方法であって、圧延鋼のスラブまたはプレートを準備するステップと、前記エンジンの主軸受の下部シェルを担持するための前記スラブまたはプレートに、円弧状の支持面を機械加工するステップと、１つ以上のウェブプレートを準備するステップと、前記スラブまたはプレートを前記１つ以上のウェブプレートに溶接によって結合するステップと、を含む方法。
【請求項１０】
前記プレートまたはスラブの輪郭の少なくとも一部を、ガス切断または砥粒噴射加工によって切断するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ウェブプレートに結合される前記スラブまたはプレートの周縁領域内にテーパー部分を形成するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記テーパー部分の輪郭は、ガス切断または砥粒噴射加工によって形成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記下部シェルの幅に対応する厚さに圧延された前記鋼スラブまたはプレートを準備するステップを含む、請求項９乃至１２に記載の方法。
【請求項１】
台板と、前記台板に載置されたフレームボックスと、前記フレームボックスに載置されたシリンダフレームと、主軸受内に載置されたクランク軸と、を備えるクロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジンであって、前記台板は複数の横桁を備え、前記横桁のうちの少なくともいくつかは、１つ以上のウェブプレートと、前記１つ以上のウェブプレートに溶接によって結合される主軸受支えとを備え、前記主軸受支えは、下部軸受シェルを担持するための円弧状の支持面を備える圧延鋼スラブまたはプレートを含む、クロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジン。
【請求項２】
前記主軸受支えは、単一の一枚スラブまたはプレートから機械加工される、請求項１に記載のエンジン。
【請求項３】
前記スラブまたはプレートは、その底部に前記円弧状の支持面が配される凹部を備える上側と、互いに相対して配される前面および背面と、前記１つ以上のウェブプレートに結合される１つ以上の取付け面とを備える、請求項１または２に記載のエンジン。
【請求項３】
前記１つ以上の取付け面は直線的に延在する、請求項１または２に記載のエンジン。
【請求項４】
前記前面および背面の少なくとも周縁部分は、前記１つ以上の取付け部に向かってテーパー状を呈する、請求項１乃至３に記載のエンジン。
【請求項５】
前記前面および背面における周縁部分以外の部分は平面状であり、前記前面および背面の平面状部分と前記テーパー部分との間に急激な移行部が存在する、請求項４に記載のエンジン。
【請求項６】
前記スラブまたはプレートと前記ウェブプレートとの間の溶接は、Ｋ−またはＸ−溶接である、請求項１乃至５に記載のエンジン。
【請求項７】
前記取付け面のうちの２つは、鉛直方向的に延在し、更なる２つの取付け面が、それぞれ前記２つの垂直に延在する取付け面の下端から互いの方へ斜め下方に延在する、請求項１乃至６に記載のエンジン。
【請求項８】
前記斜めに延在する取付け面は、互いに接触する、請求項７に記載のエンジン。
【請求項９】
クロスヘッド型の大型２サイクルディーゼルエンジン台板の横桁を製造するための方法であって、圧延鋼のスラブまたはプレートを準備するステップと、前記エンジンの主軸受の下部シェルを担持するための前記スラブまたはプレートに、円弧状の支持面を機械加工するステップと、１つ以上のウェブプレートを準備するステップと、前記スラブまたはプレートを前記１つ以上のウェブプレートに溶接によって結合するステップと、を含む方法。
【請求項１０】
前記プレートまたはスラブの輪郭の少なくとも一部を、ガス切断または砥粒噴射加工によって切断するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ウェブプレートに結合される前記スラブまたはプレートの周縁領域内にテーパー部分を形成するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記テーパー部分の輪郭は、ガス切断または砥粒噴射加工によって形成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記下部シェルの幅に対応する厚さに圧延された前記鋼スラブまたはプレートを準備するステップを含む、請求項９乃至１２に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図６Ａ】
【図７】
【図７Ａ】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図６Ａ】
【図７】
【図７Ａ】
【図８】
【公表番号】特表２００８−５４０９３２（Ｐ２００８−５４０９３２Ａ）
【公表日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１２７１１（Ｐ２００８−５１２７１１）
【出願日】平成１８年４月２８日（２００６．４．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００３９４７
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１２４７６４
【国際公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【出願人】（５９７０６１３３２）エムエーエヌ・ディーゼル・エーエス (98)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２８日（２００６．４．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００３９４７
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１２４７６４
【国際公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【出願人】（５９７０６１３３２）エムエーエヌ・ディーゼル・エーエス (98)
【Ｆターム（参考）】
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