DE1576388C - Steuerwellenantrieb fur einen Einzylinder Versuchsmotor - Google Patents

Description

keiten für die Lösung verschiedener Antriebsprobleme. Darüber hinaus sind bei dem bekannten Ausführungsvorschlag die Kosten sowie die großen Reibungsverluste durch das Schraubenrädergetriebe von Nachteil. , '

Bei bekannten Einzylinder-Versuchsmotoren war hingegen bisher für die Steuerwelle eine einzige Lagerstelle im Kurbelgehäuse nahe der Anschlußfläche des Zylinderblockes vorgesehen. Diese Steuerwellenlage entspricht aber im wesentlichen nur den Konstruktionsbestrebungen von Dieselmotoren üblicher Bauart mit mittleren Drehzahlen. Es war daher nicht möglich, mit Hilfe dieser bekannten Versuchsmotoren Aufschluß über das zu erwartende Betriebsverhalten rasch laufender Serienmotoren zu erhalten.

Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt : .

F i g. 1 einen Einzylinder-Versuchsmotor mit einem Steuerwellenantrieb nach der Erfindung teil- > weise im Schnitt,

''.. ■ F i g. 2 eine Seitenansicht des Motors nach F i g. 1, gleichfalls teilweise im Schnitt,

F i g. 3 eine Vorderansicht des oberen Teiles einer anderen Ausführungsform des Versuchsmotors mit obenliegender Nockenwelle und

Fig.4 eine Schnittdarstellung des Motors nach F i g. 3, gemäß der Linie IV-IV.

Die Grundkonstruktion des Versuchsmotors umfaßt im wesentlichen ein kastenförmiges Kurbelgehäuse 1 mit darauf aufgesetztem, austauschbarem Zylinderblock 2 und gleichfalls auswechselbarem Zylinderkopf 3. Das Kurbelgehäuse 1 ist mit angeschraubten, in Schweißkonstruktion ausgeführten Fundamentfüßen 4 versehen. Im Kurbelgehäuse 1 ist die Kurbelwelle 5 in Lagerbüchsen 6 und 7 gelagert. Die Kurbewelle 5 trägt an einem Ende ein Schwungrad 8 (Fig. 1) und am anderen Ende eine Keilriemenscheibe 9 für den. Antrieb einer Wasserpumpe oder sonstiger Hilfsaggregate. Das zwischen der Keilriemenscheibe 9 und der Lagerbüchse 6 angeordnete ^ Abtriebszahnrad der Kurbelwelle 5 ist mit 10 be- ) zeichnet.

Im unteren Teil des Kurbelgehäuses 1 sind zwei durch Stirnräder 13 und 14 im gegenläufigen Drehsinn miteinander antriebsverbundene Massenausgleichswellen 11 und 12 gelagert. Der Antrieb der Massenausgleichswellen 11 und 12 erfolgt vom Abtriebszahnrad 10 der Kurbelwelle 5 aus über ein Zwischenzahnrad 15 und ein an der Massenausgleichswelle 12 vorgesehenes Zahnrad 16.

Der auf die obere Anschlußfläche 17 des Kurbelgehäuses 1 aufgesetzte Zylinderblock 2 ist mittels Stehbolzen 18 und Muttern 19 am Kurbelgehäuse! befestigt. In den Zylinderblock 2 ist die Zylinderlaufbuchse 20 eingesetzt, die mit der Wand des Zylinderblockes 2 einen Kühlwasserraum 21 bildet. Der in der Zylinderlaufbuchse 20 befindliche Kolben ist mit 22 und die Pleuelstange mit 23 bezeichnet.

An der Stirnseite des Kurbelgehäuses 1 und des Zylinderblockes 2 ist ein Steuerräderdeckel 24 angeflanscht. Dieser enthält außer dem Getriebe für die Massenausgleichswellen 11 und 12 noch ein weiteres Stirnradgetriebe für den Antrieb der Ventilsteuerung, der Einspritzpumpe und gegebenenfalls weiterer Hilfsaggregate des Versuchsmotors. Dieses Getriebe weist ein schwenkbar gelagertes Zwischenzahnrad 25 auf. welches mit dem Abtriebszahnrad 10 der Kurbelwelle 5 im Eingriff steht. Das Zwischenzahnrad 25 steht anderseits mit einem auf einer Steuerwelle 26 angeordneten Antriebszahnrad 27 im Eingriff. Für die Lagerung der Steuerwelle 26 stehen wahlweise zwei verschiedene Lagerstellen 28 und 29 zur Verfügung, wobei sich die eine Lagerstelle 28 im Kurbelgehäuse 1 nahe der Anschlußfläche 17 des Zylinderblockes 2 und die andere Lagerstelle im Zylinderblock 2 seitlich neben der Zylinderlaufbuchse 20 befindet. Die beiden Eingriffslagen der Zahnräder 25 und 27 für beide Lagerstellen der Steuerwelle ,26 sind in F i g. 1 durch strichpunktierte Linien angedeutet.

Der Lagerstelle 29 in symmetrischer Anordnung bezüglich der Zylinderachse gegenüberliegend ist noch eine dritte Lagerstelle 30 vorgesehen, in der eine weitere Steuerwelle 31 gelagert ist. Der Antrieb dieser Steuerwelle 31 ist aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die Steuerwellen 26 und 31 sind über seitliche Öffnungen des Zy-

ao linderblockes 2, die durch angeschraubte Deckel 32 verschlossen sind, gut zugänglich.

Beim Ausführungsbeispiel ist ein getrennter Antrieb für die im Zylinderkopf 3 angeordneten Ventile 33 und 34 durch die Steuerwellen 26 und 31 vorgesehen. Der Antrieb erfolgt jeweils über einen Rollenstößel 35, eine kurze Stoßstange 36 und einen an der Oberseite des Zylinderkopfes 3 in einem eigenen Kipphebelgehäuse 38 gelagerten Kipphebel 37. Die Steuerwellen 26 und 31 sind unabhängig voneinander verstellbar, so daß der Einfluß verschiedener Steuerzeiten auf das Betriebsverhalten des Motors in einfacher Weise und ohne Austausch der Steuerwellen studiert werden kann. "

Den mittels Stehbolzen 39 und Muttern 40 mit dem Zylinderblock 2 verschraubten Zylinderkopf 3 durchsetzt eine zur Zylinderachse geneigte Einspritzdüse 41. Die Einspritzdüse wird von einem Spannstück 42 mittels am' Zylinderkopf 3 befestigter Schraubenbolzen und Spannmuttern niedergehalten.

Die Einspritzdüse 41 ist über eine nicht dargestellte Druckleitung an die Einspritzpumpe 45 angeschlossen, welche mittels einer Konsole 46 an der Stirnseite des Steuerräderdeckels 24 angeflanscht ist. Die Einspritzpumpe 45 ist über eine Kupplung 47 mit der Steuerwelle 26 antriebsverbunden.

Die Gesamtanordnung des Versuchsmotors nach den F i g. 1 und 2 entspricht im wesentlichen, insbesondere in bezug auf die Auslegung der Ventilsteuerung, den Konstruktionsgrundsätzen schnellaufender Serienmotoren.

Für Entwicklungs- und Forschungsaufgaben an modernen Hochleistungsmotoren, die in der Regel mit obenliegender Steuerwelle ausgestattet sind, empfiehlt sich eine Ausrüstung des Versuchsmotors nach F i g. 3 und 4. Unter Beibehaltung der vom Kurbelgehäuse 1 und den darin gelagerten Bauelementen sowie dem stirnseitigen Zahnradgetriebe gebildeten Baueinheit werden im wesentlichen nur der Zylinderblock und der Zylinderkopf des Motors ausgetauscht. Der Zylinderblock 2' ist im vorliegender. Fail doppelwandig ausgebildet und weist einen gro ßen Kühlwasser raum 21' auf. Im Zylinderkopf 3 sind die beiden Ventile 33' und 34' in einer gegei: über der Konstruktion nach F i g. 1 und 2 um 90 versetzten Lage angeordnet. Ihr Antrieb erfolgt ur mittelbar von einer einzigen, in einem Aufsatz 48 de. Zylinderkopf es 3' in paralleler Anordnung zur Ku: belwelle5 gelagerten Steuerwelle 49 durch Nockc

50 und 51. Die Steuerwelle 49 ist mit der Kurbelwelle 5 über ein eigenes Zwischengetriebe antriebsverbunden. Dieses, in einem eigenen am Steuerräderdeckel 24 angeflanschten Getriebegehäuse 52 mit Deckel 53 angeordnete Getriebe ist im Ausführungsbeispiel als Kettengetriebe mit Steuerkette 54, den beiden Kettenrädern 55 und 56 sowie einem schwenkbaren Spannkettenrad 57 ausgebildet. Das Spannkettenrad. 56 ist am getriebeseitigen freien Ende der Steuerwelle 49 befestigt, das antriebseitige Kettenrad 55 hingegen am äußeren Ende einer mittels zweier Kugellager 58 im Getriebegehäuse 52 gelagerten Zwischenwelle 59 angeordnet, die an. ihrem inneren Ende ein Zahnrad 60 trägt. Die Lage dieser Zwischenwelle 59 entspricht der Lagerstelle 30 der Steuerwelle 31 bei der Motoranordnung nach F i g. 1 und 2. Der Antrieb der Zwischenwelle 59 erfolgt über ein mit dem Zahnrad 60 im Eingriff stehendes Zwischenzahnrad 61, welches mit dem nicht dargestellten Antriebszahnrad der Kurbelwelle 5 kämmt.

Die Möglichkeit, eine oder zwei Steuerwellen an verschiedenen Lagerstellen wahlweise anzuordnen, gestattet zahlreiche Variationen sowohl des Steuerungsantriebes als auch des Antriebes der Einspritzpumpe bzw. sonstiger Hilfsaggregate. So kann beispielsweise eine Steuerwelle für den Antrieb einer Pumpen-Düsen-Einheit im Zylinderkopf und eine weitere, mit einem Zündnocken ausgerüstete Steuerwelle zur Steuerung der Zündeinheit verwendet werden. In allen diesen Fällen gewährleistet der prinzipielle Grundaufbau des Versuchsmotors eine rasche und einfache Umstellung der Maschine, die sich aus dem Austausch nur weniger, nach dem Baukastenprinzip zusammensetzbarer Konstruktionselemente beschränkt. Die Vielseitigkeit eines derart ausgeführten Versuchsmotors ermöglicht es dem Fachmann, schon im Entwicklungs- und Versuchszustand einer Neukonstruktion eine weitgehende Anpassung an die besonderen Verhältnisse des geplanten Serienmotors vorzunehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. am Versuchsmotor jene Einbauverhältnisse zu verPatentanspruch: wirklichen, wie sie beim geplanten Serienmotor vorgesehen sind, ohne jedoch den Grundaufbau des

   Steuerwellenantrieb für einen Einzylinder-Ver- Versuchsmotors ändern zu müssen,
   suchsmotor mit einem auf das Kurbelgehäuse 5 Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß aufgesetzten, austauschbaren Zylinderblock und vorgesehen, daß bei einer wahlweisen Lagerung einer Zylinderkopf und mit einer im Kurbelgehäuse oder; mehrerer'Steuerwellenfür den Antrieb einer nahe der Anschlußfläche des Zylinderblockes an- Ventilsteuerung und bzw: oder einer Einspritzpumpe, geordneten Lagerstelle für eine über ein Zahn- einer Zündeinrichtung" öder" sonstiger Hilfsaggregate radgetriebe von der Kurbelwelle angetriebene io in je einer weiteren, in an sich bekannter Weise im Steuerwelle, dadurch gekennzeichnet, Zylinderblock zu beiden Seiten des Zylinders andaß bei einer wahlweisen Lagerung einer oder geordneten Lagerstelle und gegebenenfalls in einer mehrerer Steuerwellen (26; 31) für den Antrieb weiteren in ebenfalls bekannter Weise im Zylindereiner Ventilsteuerung und bzw. oder einer Ein- kopf angeordneten Lagerstelle das von der Kurbelspritzpumpe (45), einer Zündeinrichtung oder 15 welle angetriebene Zahnradgetriebe ein schwenkbar sonstiger Hilfsaggregate in je einer weiteren, in angeordnetes Zwischenzahnrad aufweist, das in der an sich bekannter Weise im Zylinderblock (2,2') einen Schwenkstellung mit dem Antriebszahnrad zu beiden Seiten des Zylinders angeordneten einer im Kurbelgehäuse gelagerten Steuerwelle und Lagerstelle (29, 30) und gegebenenfalls in einer in der anderen Schwenkstellung mit dem Antriebsweiteren in ebenfalls bekannter Weise im Zy- 20 zahnrad einer im Zylinderblock gelagerten Steuerlinderkopf (3') angeordneten Lagerstelle das von welle im Eingriff steht.

   der Kurbelwelle (5) angetriebene Zahnradge- Es ist daher möglich, den für den Serienmotor jetriebe ein schwenkbar angeordnetes Zwischen- weils vorgesehenen Steuerwellenantrieb bereits am zahnrad (25) aufweist, das in der einen Schwenk- Versuchsmotor weitgehend nachzubilden und zu erstellung mit dem Antriebszahnrad einer im Kur- 25 proben, ohne zeitraubende und kostspielige Umbaubelgehäuse (1) gelagerten Steuerwelle und in der ten am Versuchsmotor vornehmen zu müssen. Neben anderen Schwenkstellung mit dem Antriebszahn- der großen Anpassungsfähigkeit bietet die erfinrad (27) einer im Zylinderblock (2,2') gelagerten dungsgemäße Konstruktion gegenüber den bisher Steuerwelle (26) im Eingriff steht. verwendeten Versuchsmotoren auch noch den erheb-

   30 liehen Vorteil einer wesentlich vereinfachten Umstellung der Maschine von dem einen auf ein anderes

   -— Antriebssystem für die Steuerwelle.

   Die Erfindung eröffnet die Möglichkeit, den Versuchsmotor auch für die Entwicklung rasch laufender

   Die Erfindung betrifft einen Steuerwellenantrieb 35 Brennkraftmaschinen heranzuziehen. Für solche Mofür einen Einzylinder-Versuchsmotor mit einem auf toren wird in der Regel ein kurzer Stoßstangenandas Kurbelgehäuse aufgesetzten, austauschbaren Zy- trieb bevorzugt. Die Steuerwelle kann in diesem Anlinderblock und Zylinderkopf und mit einer am Kur- wendungsfall in einer der beiden Lagerstellen des belgehäuse nahe der Anschlußfläche des Zylinder- Zylinderblockes angeordnet werden, um die Steueblockes angeordneten Lagerstelle für eine über ein 40 rungsmechanik des endgültigen Motors zu simulie-Zahnradgetriebe von der Kurbelwelle angetriebene ren. Es ist auch möglich, gleichzeitig zwei in den beiNockenwelle. " den Lagerstellen im Zylinderblock gelagerte Steuer-Einzylinder-Versuchsmotoren werden zur Ent- wellen zu verwenden. Damit ergibt sich im Entwickwicklungs- und Forschungsarbeit für künftige Serien- lungsbetrieb der Vorteil, daß man die beiden Steuermotoren verwendet und in der Regel für jede Zy- 45 wellen unabhängig voneinander rasch und in einfalindergröße eigens entwickelt. Durch die Arbeit am eher Weise verstellen kann, um beispielsweise den Versuchsmotor werden wertvolle Erkenntnisse für Einfluß verschiedener Steuerzeiten zu studieren, die Auslegung und Gestaltung funktionswichtiger ohne die Steuerwelle auswechseln zu müssen.
   Motorteile gewonnen, und die an den Versuchs- Selbstverständlich ist die ein-oder beidseitige Anmotoren durchgeführten Messungen lassen das zu er- 50 Ordnung von Steuerwellen neben dem Zylinderblock wartende Betriebsverhalten des endgültigen Motors bei serienmäßigen Brennkraftmaschinen bekannt, in seinen wesentlichen Grundzügen im voraus erken- Ebenso ist es bekannt, zwecks Vereinfachung der nen. Einbauarbeiten im Instandsetzungsfall neben dem Obwohl bei der Entwicklung von Mehrzylinder- Zylinderblock ein eigenes getrennt ausbaubares Steu-Serienmotoren durch die Verwendung eines Einzylin- 55 erwellengehäuse vorzusehen. Diese gebräuchlichen der-Versuchsmotors namhafte Ersparnisse sowohl an Konstruktionen liefern jedoch keinen Beitrag für die Meßmitteln als auch an Zeitaufwand für die Umrüste Forschungs- und Entwicklungsarbeiten an Brenn- und Zusammenbauarbeit erzielt werden, erfordert kraftmaschinen. "

   dennoch die Entwicklung und praktische Erprobung Bekannt ist ferner eine Brennkraftmaschine mit

   des Steuerwellenantriebes kostspielige und zeitrau- 60 symmetrisch beidseits des Zylinderblockes angeordbende Umbauten des Versuchsmotors, die seine neten Steuerwellen, deren Antrieb von der Kurbel-' Grundkonstruktion tiefgreifend verändern. Anson- welle aus über eine an der einen Stirnseite der Brennsten ist es nicht möglich, die Steuerungsmechanik des kraftmaschine vertikal in deren Längsmittelebene an-Versuchsmotors entsprechend den geplanten Einbau- geordnete Königswelle erfolgt. Ein am oberen Ende und Maßverhältnissen des Serienmotors zu gestalten: 65 der Königswelle angeordnetes Schraubenrad steht Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, hierbei mit am Ende jeder Steuerwelle angeordneten einen Steuerwellenantrieb für einen Einzylinder-Ver- Schraubenrädern im Eingriff. Selbstverständlich biesuchsmotor zu schaffen, der es ermöelicht. bereit? tet die bekannte Bauart keine Abwandhinfjsmnqlich-