DE1576775A1

DE1576775A1 - Brennkraftmaschine mit Schallisolierung

Info

Publication number: DE1576775A1
Application number: DE19671576775
Authority: DE
Inventors: Freyn Ing Fritz
Original assignee: AVL List GmbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 1967-02-14
Filing date: 1967-12-29
Publication date: 1970-03-19
Also published as: DE1576775C3; AT281502B; FR1556494A; DE1576775B2; US3530840A

Description

Dipl.Ing.Dr.Dr.h.o. Hans LIST, Graz (Österreich)

Brennkraftmaschine mit Schallisolierung

Zur Verminderung der Geräuschentwicklung von Brennkraftmaschinen sind bereits Schallschutzmaßnahmen verschiedener Art bekanntgeworden, die zwar eine Senkung des Schallpegels ermöglichten, in der Regel jedoch wegen ihres beträchtlichen Aufwandes und der mit diesen Haßnahmen häufig verbundenen betrieblichen Nachteile den Anforderungen nur teilweise entsprachen _a

Bekannt sind Brennkraftmaschinen mit Schallisolierung durch einen an den Außenwänden des Kurbelgehäuses angebrachten Belag aus schalldämpfendem Material. Die für das Aufbringen dieses Belages erforderlichen Arbeitsoperabionen, die eine besondere Vorbehandlung der Außenflächen des Kurbelgehäuses zwecks

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einwandfreier Haftung des 2elages sov/ie besondere 7orkehrun_t;en gegen 3indringen des Schichtmateriales in die Öl- und w'assurräume des Kotorblocks vorsehen, sind jedoch ir.it einem beträchtlichen zusätzlichen Zeit- und Kostenaufwand verbunden. Der schallisolierende Belag, ti^r in übrigen aus hitze- und ölbeständigem Material bestehen muß, behindert überdies die Wärmeabstrahlung von den Wänden des Kurbelgehäuses, wan au einer beträchtlichen Erhöhung der Motoröltemperatur führt. Die Ölkühler müssen deshalb größer dimensioniert werden.

Es sind auch Brennkraftmaschinen bekannt, bei denen das Gehäuse zwecks Dämpfung des Körpernchalles doppelwandig ausgebildet ist. Solche Grehäuse sind aber schwierig heraus tollen und daher entsprechend teuer.

Weitere bekannte SchalliGolierir.aßnahmen an Brennkraftmaschinen, welche beispielsweise die Unterbringung der Maschine in scLallisolierenden Zelten oder den Einbau in besondere Maschinengehäuse vorsehen, beschränken sich schon im Hinblick auf ihren großen Raumbedarf auf wenige, eng bejrf:.::te Verwendungsgebiete.

Alle diese bekannten Sehallisoliermaßnahmen sind mit einem verhältnismäßig hohem Kostenaufwand verbunden und beanspruchen überdies in der Regel sehr viel Platz.

Die Beseitigung dieser Mängel und IJachteile der bekannten Anordnungen zur Schallisolierung von Brennkraftmaschinen ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, welche darin besteht, daß eine zwei- oder mehrteilige Verschalung vorgesehen ist, die lie Brennkraftmaschine schallisolierend in Abstand uc..;chließt_y,

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Damit ist die direkte Schallabstrahlung won den Außenwänden der Brennkraftmaschine nach allen Richtungen unterbunden, wobei nur die zur Auflagerung der Maschine vorgesehenen Anschlußteile unverschalt bleiben. Der Geräuschpegel einer solcherart schallisolierten Brennkraftmaschine ist daher extrem niedrig» In fertigungstechnischer Hinsicht besteht der bedeutende Vorteil, daß die Teile der Verschalung in einfacher und rationeller Weise serienmäßig hergestellt und an den betriebsfertig montierten Motoren mit wenigen Handgriffen angebracht werden können. Weiters besteht öfe vorteilhafte Möglichkeit, bereits vorhandene nicht schallgeschützte llormalausführungen von Brennkraftmaschinen ohne größere Änderungen iitit der schallisolierenden Verschalung gemäß der Erfindung auszurüsten.

Da der Verschalung keinerleitragende oder stützende Funktion zukommt und ihre Einzelteile auf Grund ihrer notwendigerweise vorhandenen Wölbung eine besondere Versteifung erfahren, können die Wandstärke sowie das Gewicht der Verschalung verhältnismäßig niedrig gehalten werden.

Eine besonders vorteilhafte Befestigungsweise der Verschalung ergibt sich nach einem weiteren Merkmal der Drfindung dadurch, daß die Verschalung zumindest zwei mittels Schrauben verbindbare und am Motorblock festklemmbare Schalenteile aufweist ο Der Vorzug dieser Ausführung liegt in der besonders vereinfachten Montage der beispielsweise aus zwei mit einer Anzahl miteinander fluchtender Schraubenbutzen versehenen

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Halb schälen beistehenden Verschalung, da mit dem Zusammenschrauben der Halbßchalen zugleich auoh die Klemmverbindung mit dein Motorblock hergestellt wird.

!lach oiiior weiteren Ausgestaltung dex* Erfindung tragen die arr. 'lOtorblock festklemmbaren Schalenteile an ihren Aufli._t;a.'jtollon an I-Iotorblopl: körperschallisolierende Auflagen, a.Bo lichtleisten aus Gummi od.dgl. Die Auflagen erfüllen hiebt! nicht nur die Aufgabe zusätzlicher Dämpfelemente, die die Schallübertragung auf die Verschalung noch wesentlich herabsetzen sondern sie dienen auch zum Ausgleich von Unebenheiten der Außenflächen des Motors, an denen sich die Seile d'=r Verschalung abstützen. Eine besondere Bearbeitung dieser Auflag en te lit η ißt d-\.ucr nicht erforderlich. Die elastische Ab:;lut:r.mg der Verseilung durch die genannten Auflagen hat darüi.fcrhiij.u.U3 auch df.η Vorteil, daß die Entstehung von Eigenschwingung f.- η und liGnonanzerscheinungen der Verschalung selbst weit_tJ'-^jhenä unterdrück·« werden kann.

jilti l-evorzugterj ytnwendungsgebiet der Erfindung sind Brenul-raftmaschinen :.iit Gebläsekühlung, wobei erfindungsgenäß vorgeeejien ist, iaß die gesamte von Kühlluft gebläse geförderte Iiü}illuft innerhalb des zwischen dem Motorblock 'ΐϊ.ά der Verschalung gebildeten Hohlraumes iber die ölbenetzten Wandungen des Motors und gegebenenfalls über weitere zu kühlende Hot ort eil «3 ,jeleitet ist. Dies führt zu einer besonders intensiven Kühlung ^r.■■ ölbenetzten Wandteil« des Motore, zufolge derer die Olterper^tv.r soweit herabgesetzt wird, daß

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gegebenenfalls auf die Anordnung den sonst üblichen ölkühler^ verzichtet v/erden kann."Ls besteht aber erotiaalB auch die Möglichkeit, Kühlluft auch an rsonat ungok'ihl-je Hotorteile , Wie z,13. den Kipphebelkasten, herancvibiinjün» lieben dur b-vL luftgekühlten Brennkraftmaschinen besonder« deutlich in Erscheinung tretenden Schallisolierung wird alaο durch die verbesserten Kühlbedingungen des Motors auch eine -"luialune dor Betriebssicherheit erreicht.

Die letztgenannte Ho„!na.me kann selbstverständlich auc'.. an wassergekühlten Motoren anjewond-t werden, bei denen eine verstärkte Kühlung de3 Kotorblocks wünschenswert erscheint. In diesem tfalle kann der erf*orderliche Kühlluftstrori entweder durch den vorhandenen, den Wasserkühler ^.geordneten Ventilator oder durdiein eigenes Kühlluftgebläse erzeugt werden.

Eine besonders einfache bauliche Anordnung ergibt; «ich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß der Hohlraum zwischen den Motorblock und der Verschalung durch an der Verschalung befestigte, am Motorblock anliegende Dichtleisten aus elastischem Material, z,B. Gummi,"in wenigstens zwei voneinander getrennte Luftschäohte zur führung der Zu- und Abluft des Kiüilluf t ge blas es unterteilt ist. Diese Dientleiaten können beispielsweise entlang dem oberen Anschlußflansch des Kurbelgehäuses, also etwa in halber Höhe dor Brennkraftmaschine, anliegen, sodatf sie zur Versteifung der Verschalung beitragen, Auch die Aufla^ef "JiolieP dLo.sür Dichtloisten air. Motor bedürfen keiner besonderen Bearbeitung, da die Elastizität dor Diohtleisten vorhau-lene Unt-LenheLceti

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fiel Brtnukraf Lnu.sar.inen ^r..it Kruf b ai> ijy-:.ULJ dor ^rJindiu*.; vou V:.>rt*-il, die ώίηαυ.-.'it:.;:;άιλ])^ ai* einer zumindest einem I¹ eil ύν.:ι ^iihlluf totr.*o .0.1 hu ;joa ·;&-.;'.,· .: Stolle f.U'.'J Hohlräume.; arizuor l^-.-u, .jie ^iri.jpviii^p.... "j -jv^:V..vi oomib, iii.jijo.'joriäei'o 'ia.nr:, v/fii.i <Ί1·.. „intriut.'.^ü-.;!!· de- ^₁..!- li.ft ia α-:, i.'ui.lrau... dor 7ε;.·~ο; .i.li;r.j in ihr- · ν :.:: I. u t^lf'-/·■.. iiäiit. anjüoriii-j!; wiri, uii·^ ii.^ensiT-· xl^:ililur:^, r.:*.·;,. <α·; ii^ oj'a.-apXbla^oi.rjiliur.ij, v/ie sie L-.-ispielüweise in 'Jr;: ^nb-j';rieb naufij auftritt, mit üichorheit vevr^ieden v/ird,

Lie iC'llllurtfiii-r-irit; iiiüorhalb der Terrjühaiuii.; fjc^oat^o^ on, nacL yiner.i w«iteren ^rIi.. iunjsrcerlcmal dio '/üi'.jchal n^ aaa eine::: .'Iasorial relativ ^eri.^-jr Wär::.obes"tändi .1.·; ^.«, a.:J. aur; Kunststoff, heraus tollen. Jie.;; ist nicht nur Lm "iiulick -iii die vereinfachte und verbilligte Herstellung d«r , .r.ci.aluaj :jandern a:.ah hinsichtlich der ijünstitjen l/ü:;.pf-^.^^--i^^rioci art on der in I- ..-a^e koinaienden Materialien von betr'iar tl-icrerr. Taj'teil.

Bei ilotoren nie relativ -.oher jeräuschont'./iciciun^ empfiehlt es sich, eriindunjsgemäß die Innenfläche der Verschalung zumindest teilweise mit einem Bela£; aua 3challdämpT-adfä;;. Material zu versehen. Die damit ersielbare Schalliaolierung der Brennkraftmaachine erv/eist sich in ihrer Wirksamkeit auch vielen bekannten SchalliaolierxawnahKen Uborleyen, In der Regel wird der Belag nur im Bereich oeuorrlery sc::allabs prahlender Ho tor teile, boi luftgel: U. L z-;n "eriri.c.-aftiiiUschi.'.^.i vor alle.", m Bereic'.. der Zylinder ι.,ΐ "./.Lind- .-irip:.:, i. " η üg in.

pad ORiGiNAU 000812/0929 ' ' ^

Γ ie i.rfindung wird nach et'-Lend an Abfuhr -.ngsbeispinlen an .and de:· Zeichnung näher erlirrtert. Es se-igen '?i£. 1 eiiu. Seitenansicht einer luftgekühlten iiinzylindor-Brcnnkraftmaachine jetnä^ der ^:,rfindur.g, Fig. 2 eine Vordo"ansicht der j-rcinikrui'traar-ohine naoii Fig. 1, beide Figuren in schematise!! ν ·■ iui\-;ci:ter Darstellung;, Fig. 3 eine teilweise Seitenansicht uiü' r weiteren Ausführungsform einer luftgekühltem Brennkraf"t- ::;"t^r-ci:iiiu i.ach der Lrfinduiio» die ?ig. 4 und [> te ilweiae !.jtjlniittdarstßllungen der 3x*eiml:rrirtmaschine nach Figo 3 n&oli dt :i Soliuittlinien IV-IV und V-V in Fig. 3, die Fig. 6 und 7 üoriacmtalaclmitte nach den Schnittlinien Vl-Vl und VII-VIl in Fi; ;„ "·, 'and Fig. J >:-i"*o ^in::elheit der Brennkraftinaschine nach -L-'iijc 3 ont^f rt olitn·» ΰ·=χ· Schv.ittlinie VIIl-VIlI in i"i,j. ''},

..Jl lurt^e-.U lt€ ilincyliiia« v-i-inrjprit^bruunkraitn.ascliine u.-ich j'i_u,. 1 und Γ wa5 ;;1 ?lr₄a noliallisolieronde Versclialung auf, veiche aus ::wai Ilalbiiolr l(-n 1 \\λΛ 2 bestellt, doreva Teilfuge 3 ii- der die Zylinderachse enthaltenden Längsniitteleber.f: des i-lotors lie_tvt. Die u.B. aus Plastikmaterial bestehenden Halbsclialen 1 .ml 2 weisen im Bereich der Teilfuge 3 paarweise miteinander fluchtende Sciiraubenbutzen 4 auf. An linsen Stellen sind iic beiden Halbsciialen 1 und 2 mittels die ßchraubenbut::-w.. 4 durchsetsender Schrauben 5 miteinander verbunden _o Pie BeTcstigung der Yersd&lung an der Brennkraftmaschine erf-;l,-_;t durch eine Klemmverbindung, welche äugle ich mit ueia Veri-^-:;rauben der beider. .:älbschalen 1 und 2 hergestallt j)3*: Hc bsohalen 1 und 2 tragen zu diesem Zweck an ihrer:

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Auflage st eilen am Gehäuse der Brennkraftmaschine ale Sieht·* \ leisten 6 bis 9 ausgebildete körpersohallisolierende Auflagen aus elastischem Material, vie Gummi od.dgl. Diese Dichtleisten pressen sich heim Anziehen der Schrauben 5 an die entsprechenden Gegenflächen der Brennkraftmaschine abdichtend und zugleich etwa vorhandene Unebenheiten der Auflagestellen ausgleichend an. Durch die Dichtleisten 6 bis 9 wird die KörperschallXeltung vom Motor an die Seile der Tersohalung weitgehend verhindert. Die Diohtleisten dämpfen außerdem etwa aufta*ende Eigenschwingungen der Halbsohalen 1 und 2_t

Beim dargestellten Aueführungsbeispiel umfass« die Dichtleieten 6 der beiden Halbsohalen 1 und 2 den stirnseitigen Kurbelwellenflansoh 11, wogegen die Diohtlelsten 7 am Schwungrad flansch 12 der Maschine mit in Sichtung der Kurbelwellen* aohse verlaufendem Anpreßdruok anliegen. Pie Dichtleisten stützen sich unmittelbar neben dem Zylinder 14 der Brennkraftmaschine von oben her am Kurbelgehäuse 13 ab. Sie Dichtleisten liegen an den längsverlaufenden Kanten des Zylinderansohlueflanscheβ des Kurbelgehäuses 1J an und unterteil·» 4·η «wischen der Tersohalung und der Brennkraftmaschine gebildetem Hohlraum in einen unteren und oberen luftführungsschacht 15 bzw. 16 für die Zu- und Abluft.

An der Oberseite der beiden Halbschalen 1 und 2 1st ein weiterer, als Deckel 17 ausgebildeter, den oberen feil des Zylinderkopfes 18 einschließender 7erschalungstell abnehmbar befestigt. Dadurch ist eine leichte Zugänglichkeit ^;

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zum Zylinderkopfι beispielsweise zu Einateilzwecken, gewährleistet·

An der dem Sohwungradflansoh 12 abgekehrten Stirnseite der Verkleidung weisen die Halbsohalen 1 und 2 zur Teilfuge 3 offene Aussparungen auf, welche miteinander die Ansaugöffnung 19 für die vom Kühlgebläse 20 der Brennkraftmaschine (in Pig, gestrichelt dargestellt) angesaugte Kühlluft "bilden· Die durch die öffnung 19 eintretende Kühlluf-tjwird hiebei im Sinne des Pfeiles über die unmittelbar hinter der Ansaugöffnung 19 befindliche Einspritzpumpe 21 hinweg in zwei abwärts führenden Teilströmen durch den unteren Luftführungssohacht 15 über die Seitenwände des Kurbelgehäuses 13 zum Gebläse 20 geführt. Ton diesen gelangt die Kühlluft im Aufwärtsstrom über aue der Zeichnung nioht ersichtliche öffnungen «wischen dem Zylinder 14 und dem SchwungradfJLAeh 12 in den oberen luftführungssohaoht 16 und bestreicht dort die Kühlrippen des Zylinders H und des Zylinderkopfes 18. Die Abluft gelangt schließlich, längs der schräg verlaufenden Trennwand der Verschalung aufwärts strömend, in ein Luftleitgehäuse 24 (nur in Pig. 1 ersichtlich), welches an der Stirnseite der Halbsohalen 1 und 2 an um die Ansaugöffnung 19 Vorgesehenen Befestigungsbohrungen 25 an der Verschalung angeschlossen, z.B» angeschraubt ist. Die Abluft tritt sodann nach einmaliger umlenkung durch eine an der Oberseite des Luftleitgehäuses 24 angeordnete Austrittsöffnung 23 ins Freie aus. Die Innenwände des I.uftleitgehäuse3 sowie die dem Zylinder 14 der Brennkraftmaschine zugewendete 3?läohe der Trennwand 22 sind mit einem Belag 26 aus schall«

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dämpfendem Material versehen· Dieser Belag 26 dient im vorliegenden falle einer luftgekühlten Brennkraftmaschine vor allem zur Dämpfung des Geräusches der angesaugten und abströmenden Gebläseluft·

Die Brennkraftmaschine nach Fig. 3 bis 8 besitzt prinzipiell denselben Aufbau wie der Hot or nach fi^j, 1 und Die Verschalung besteht auch bei dieser Ausführung aus zwei mit Schraubenbutzen 4' versehenen Halbschalen 1* und 2¹, die jedoch an der dem Schwungradflansoh 12* abgekehrten Stirnseite deß Motors offen ausgebildet sind und eine stirnseitige Dichtleiste· 27 tragen. Auf der Dichtleiste 27 liegt ein durchbrochener Yerschalungsdeckel 28 auf, welcher unter Beilage einer Ringdichtung 6» auf den am Kurbslwellenflansch 11* mittels Spezialschrauben 34 befestigten Deckel 10 des IIotor3 auftjezo^en ist. Die Schrauben 34 sind als Gewindebolzen mit mittig angeordnetem Seohekantkopf 35 ausgeführt. Der Verschalnngsdeekel 28 ist mit Bohrungen für den Durchtritt der äußeren Gewindeenden der Schrauben 34 versehen und unter beidseitig-» Beilage τοπ Gi'-Tmirin^en 33 mittels auf die Schrauben 34 aufgeschraubter Muttern 36 sum Kurbelwellenflansch 11* hin verspannt.

Zur Auflagerung des Motors auf einem Sockel 29 in (Pig.4, 5 und 8 ersichtlich) bleibt der untere !eil des Kurbelgehäuses 13* unverschalt. Die Halbechalen 1* und 2* enden deshalb ein Stück oberhalb des Bodens des Kurbelgehäuses 13' und stützen sich über ihre Dichtleisten 7* an in den Seitenwänden des Kurbelgehäuses 13 vorgesehenen Nuten 30 at, Dir Verlauf der

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seitlichen Diehtleisten 9», welche den Hohlraum zwischen dem Motorblock und der Verschalung in den unteren und oberen Luftführungsschacht 15' und 16' unterteilen, ist insbesondere aue i'ig, 6 ersichtlich.

Der Strö::;ungsverlauf der angesaugten Gebläseluft innerhalb des Luftführungsschachtee 15* geht anschaulich aus den J?ig, 4 und 7 hervor. Die KüIilluiTt tritt, naohdem sie die Einspritzpumpe 21» und die Wände des Kurbelgehäuses 13» bestrichen hat, durch Gehäuseöffnungen Jl in den Ansausraum des Kühlgebläses 20* über und gelangt schließlich über die Austrittsoffnungen 32 des Gebläsegehäuses in den oberen, den Hotorzylinder H¹ enthaltenden Luftführungssohacht 16».

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BAD ORISfNAL

Claims

Palentansprüche t

Brennkraftmaschine mit Schallisolierung, dadurch gekennzeichnet , daß eine zwei- oder mehrteilige Verschalung (1,2,17j 1^ff 2*, 28) vorgesehen ist, die die Brennkraftmaschine schallisolierend im Abstand umschließt·

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschalung zumindest zwei mittels Schrauben (5i5^f) verbindbare und am Motorblock festklemmbare Schalenteile (1, 2j 1», 2») aufweist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Motorblock festklemmbaren Schalenteile (1,2j1^t _f2^t) an ihren Auflagesteilen am Motorblock körperschailisolierende Auflagen (6,6*, 7»8), z.B. Dichtleisten aus Gummi od.dgl. tragen.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit Gebiäsekühlung, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte, vom Kühlluftgebläse geförderte Kühlluft innerhalb des zwischen dem Motorblock und der Verschalung (1,2,;1^I,2^I) gebildeten Hohlraumes über die ölbenetzten Wandungen des Motors und gegebenenfalls über weitere zu kühlende Motorteile geleitet ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum zwischen dem Motorblock und der Verschalung (1,2|1»,2*) durch" an der Verschalung befestigte, am Motorblock anliegende Dichtleisten (9,9') aus elastischem Material, z.B· Gummi, in wenigstens zwei

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voneinander getrennte Luftschächte (I5»16j15¹ »16·) zur Führung der Zu- und Abluft des Kühlluftgebläses unterteilt ist ο

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4 oder 51 mit Kraftstoffeinspritzung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzpumpe (21) ah einer, zumindest einem !Teil de3 Kühlluftstromes ausgesetzten Stelle des Hohlraumes angeordnet ist.

ο Brennkraftmaschine nach einen der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschalung aus einem Material relativ geringer Wärniebeständigkeit, Z₀B. aus Kunststoff, besteht«

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Verschalung zumindest teilweise mit einem Belag (26) aus schalldämpfendem Material" versehen ist.

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