DE2757332A1 - COMBUSTION ENGINE WITH CRANK DRIVE, IN PARTICULAR DIESEL ENGINE - Google Patents
COMBUSTION ENGINE WITH CRANK DRIVE, IN PARTICULAR DIESEL ENGINEInfo
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Description
P. 5246/Rb/OdP. 5246 / Rb / Od
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit Kurbeltrieb, insbesondere Dieselmotor, mit einer Grundplatte, einem auf der Grundplatte fest angeordneten Kurbelgehäuse und an beiden Enden des Kurbelgehäuses vorgesehenen Massenausgleichsgetrieben zweiter Ordnung.The invention relates to an internal combustion engine with a crank drive, in particular diesel engine, with a base plate, a crankcase fixedly arranged on the base plate and at both ends of the crankcase provided mass balancing gears of the second order.
Im Betrieb eines Dieselmotors bewegen sich einige Massen von Triebwerkteilen, wie Kolben, Kolbenstange, Kreuzkopf, Schubstange, hin und her; andere Massen hingegen, wie Kurbeln und Schubstangenköpfe, rotieren. Zufolge dieser Bewegungen bzw. der zeitlich veränderlichen Massenbeschleunigungen entsteht eine zeitlich veränderliche resultierende Massenkraft P, die sich als innere Kraft im Motor und als äussere oder freie Massenkraft auf das Fundament auswirkt.When a diesel engine is running, some masses of engine parts such as pistons, piston rods, crossheads, push rods, back and forth; however, other masses, such as cranks and push rod heads, rotate. As a result of these movements or the temporal Changing mass accelerations creates a time-variable resulting inertia force P, which turns out to be internal Force in the engine and as an external or free inertia force on the foundation.
Aus der kinematischen und dynamischen Analyse des Kurbeltriebes geht hervor, dass diese Massenkraft P als Summe zweier TeilkräfteThe kinematic and dynamic analysis of the crankshaft drive shows that this inertia force P is the sum of two partial forces
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P, und P„ aufgefasst werden kann, wobei P, eine Funktion des einfachen Kurbelwinkels und P2 eine Funktion des doppelten Kurbelwinkels ist. P-, wird als Massenkraft erster Ordnung und P2 als Massenkraft zweiter Ordnung bezeichnet.P, and P "can be understood, where P, is a function of the single crank angle and P 2 is a function of the double crank angle. P-, is referred to as the first-order inertial force and P 2 as the second-order inertial force.
Physikalisch kann man sich die Massenkräfte P ersetzt denken durch die Summe der Zentrifugalkräfte zweier gegenläufig rotierender Massen, deren Fliehkraf tkomponenten in Hubrichtung des Motors sich summieren, während diejenigen senkrecht dazu sich aufheben. Dabei ist die Winkelgeschwindigkeit dieser rotierenden Ersatzmassen für die erste Ordnung gleich der Winkelgeschwindigkeit c»5 der Kurbelwelle, fär die zweite Ordnung hingegen gleich der zweifachen Winkelgeschwindigkeit 2ω. Durch solche gegenläufig rotierende Massen lassen sich bei richtiger Winkelversetzung gegenüber den Kurbelarmen die MassenkräfteP jedes Zylinders einzeln ausgleichen. Bei Mehrzylindermaschinen kompensieren sich die Massenkräfte der verschiedenen Triebwerke zum Teil gegenseitig.Physically one can imagine the inertia forces P replaced by the sum of the centrifugal forces of two counter-rotating forces Masses whose centrifugal force components add up in the stroke direction of the motor, while those perpendicular to it add up lift. The angular velocity of these rotating equivalent masses for the first order is equal to the angular velocity c »5 of the crankshaft, for the second order, however, the same twice the angular velocity 2ω. By such countermeasures rotating masses can be compared with correct angular displacement the crank arms the inertia forces P of each cylinder individually balance. In multi-cylinder machines, the inertial forces of the various engines partially compensate each other.
In der Praxis wird die Massenkraft zweiter Ordnung häufig durch zwei an den Enden des Kurbelgehäuses vorgesehenen, sogenannten Massenausgleichsgetrieben zweiter Ordnung ausgeglichen. Ein solches Getriebe besteht aus einer mit der Winkelgeschwindigkeit von 2iP rotierenden Masse, die über einen Kettenantrieb von der Kurbelwelle angetrieben wird. Es ist dabei üblich, diese Getriebe in einem erheblichen Abstand vom Kurbelgehäuse anzuordnen und ihreIn practice, the second-order inertia force is often balanced by two so-called second-order mass balancing gears provided at the ends of the crankcase. Such a transmission consists of a mass rotating at an angular speed of 2iP , which is driven by the crankshaft via a chain drive. It is common to arrange these gears at a considerable distance from the crankcase and their
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Lagerabstützungen unmittelbar auf dem Fundament zu befestigen. Der Platzbedarf ist dabei beträchtlich, und es können Biegeschwingungen des Schiffes oder, bei stationären Anlagen, des Fundamentes unerwünschter Frequenzen und Amplituden erregt werden und zu kostspieligen Schaden führen.To fasten bearing supports directly on the foundation. The space requirement is considerable, and bending vibrations can occur of the ship or, in the case of stationary systems, of the foundation, undesired frequencies and amplitudes are excited and costly Cause harm.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine neuartige Konstruktion einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Gefahr kostspieliger Schaden durch Erregung unerwünschter Schwingungen vermieden und gleichzeitig die Baulänge der Anlage verkürzt werden kann.The object of the invention is to create a novel construction of an internal combustion engine of the type mentioned at the beginning which avoids the risk of costly damage due to the excitation of undesired vibrations and at the same time reduces the overall length of the system can be shortened.
Die Brennkraftmaschine zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eines der Massenausgleichsgetriebe in unmittelbarer Nähe des entsprechenden Kurbelgehäuseendes angeordnet und seine Lagerabstützung auf der entsprechend verlängert ausgebildeten Grundplatte befestigt ist, derart, dass die Grundplatte die betreffenden Massenausgleichskräfte unmittelbar aufnimmt.The internal combustion engine for solving this problem is characterized in that at least one of the mass balancing gears is arranged in the immediate vicinity of the corresponding end of the crankcase and its bearing support is attached to the correspondingly elongated base plate in such a way that the base plate directly absorbs the relevant mass balancing forces.
Die Erfindung hat folgende Vorteile. Durch Anordnung mindestens eines der Massenausgleichsgetriebe zweiter Ordnung in unmittelbarer Nähe des Kurbelgehäuses und Befestigung seiner Lagerabstützung auf der Grundplatte wird die Massenkraft unmittelbar auf die Grundplatte übertragen. Die Biegeschwingungen des Schiffes oder bei stationären Anlagen des Fundamentes werden dadurch gedämpft, und die Gefahr kostspieliger Schaden wird vermieden. Die ErsparnisThe invention has the following advantages. By arranging at least one of the mass balancing gears of the second order in the immediate vicinity of the crankcase and fastening its bearing support on the base plate, the inertial force is transmitted directly to the base plate. The bending vibrations of the ship or, in the case of stationary systems, the foundation are dampened and the risk of costly damage is avoided. The saving
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an Baulänge ist ebenfalls beträchtlich.the overall length is also considerable.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist je ein Massenausgleichsgetriebe zweiter Ordnung in unmittelbarer Nähe beider Kurbelgehäuse-Enden angeordnet. Die Lagerabstützungen beider Getriebe sind auf der zu diesem Zweck verlängert ausgebildeten Grundplatte befestigt. Dabei kann die Befestigung durch Verschrauben oder Verschweissen erfolgen. Die ein- oder zweiteiligen Lagerabstützungen können je eine mit der Kurbelwelle koaxiale Aussparung aufweisen. Diese Aussparungen erfüllen den Zweck, auf der Antriebsseite des Motors einen auf der Kurbelwelle fest angeordneten Schubring mit seinem Drucklager und am freien Ende des Motors einen auf der Kurbelwelle fest angeordneten Drehschwingungsdämpfer oder an der Kurbelwelle befestigte Gegengewichte zu umgeben. Die Antriebskettenräder beider Massenausgleichsgetriebe sind vorzugsweise auf der Kurbelwelle fest angeordnet.In a preferred embodiment of the invention, a mass balancing gear of the second order is in the immediate vicinity both crankcase ends arranged. The bearing supports both transmissions are designed to be extended for this purpose Base plate attached. The fastening can be done by screwing or welding. The one or two piece Bearing supports can each have a recess coaxial with the crankshaft. These recesses serve the purpose on the drive side of the engine has a thrust ring fixedly arranged on the crankshaft with its thrust bearing and at the free end of the Engine to surround a torsional vibration damper fixed on the crankshaft or counterweights attached to the crankshaft. The drive sprockets of both mass balancing gears are preferably fixedly arranged on the crankshaft.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele des.Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:The following are exemplary embodiments of the subject matter of the invention explained with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine zum Teil im Schnitt dargestellte schematische Vorderansicht eines Dieselmotors mit Kurbelwelle und zwei Massenausgleichsgetrieben zweiter Ordnung undFig. 1 is a partially sectioned schematic front view a diesel engine with a crankshaft and two mass balancing gears of the second order and
Fig. 2 eine Seitenansicht des Dieselmotors.Fig. 2 is a side view of the diesel engine.
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In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In the figures, the same parts are provided with the same reference numerals.
Auf einer Grundplatte 2 sind zwei Getriebegehäuse 7 und ein Kurbelgehäuse 3 befestigt. Im Innern des Gehäuses 3 befinden sich die Kolben und die Zylinder (nicht dargestellt). In der Grundplatte 2 ist die Kurbelwelle 1 drehbar gelagert. Auf der Kurbelwelle ist auf der Antriebsseite des Motors (in Fig. 1 links) der sich in einem Drucklager 4 drehende Schubring 5 und am freien Ende des Motors ein Drehschwingungsdämpfer 6 fest angeordnet.On a base plate 2 are two gear housings 7 and a crankcase 3 attached. Inside the housing 3 are the pistons and the cylinders (not shown). In the base plate 2, the crankshaft 1 is rotatably mounted. On the crankshaft is on the drive side of the engine (on the left in Fig. 1) thrust ring 5 rotating in a thrust bearing 4 and a torsional vibration damper 6 fixedly arranged at the free end of the motor.
In den beiden Getriebegehäusen 7 in der Nähe der beiden Enden des Kurbelgehäuses 3 ist je ein Massenausgleichsgetriebe zweiter Ordnung 8 vorgesehen. Jedes dieser Getriebe 8 besteht aus zwei drehbar gelagerten, zueinander gegensinnig und mit der zweifachen Drehzahl der Kurbelwelle 1 rotierenden Massen 9, die durch einen Kettenantrieb 10 von der Kurbelwelle 1 angetrieben sind. Der Kettenantrieb 10 besteht aus einem auf der Kurbelwelle 1 fest angeordneten Antriebsrad 11, einem Spannrad 12, zwei angetriebenen Rädern 13 und einer diese Räder 11, 12 und 13 verbindenden Antriebskette 14.In each of the two gear housings 7 in the vicinity of the two ends of the crankcase 3 there is a mass balancing gear of the second order 8 provided. Each of these gears 8 consists of two rotatably mounted, opposing each other and with twice the speed the crankshaft 1 rotating masses 9 which are driven by a chain drive 10 from the crankshaft 1. The chain drive 10 consists of a drive wheel 11 fixedly arranged on the crankshaft 1, a tensioning wheel 12, two driven wheels 13 and a drive chain 14 connecting these wheels 11, 12 and 13.
Die Lagerabstützung 15 jedes Massenausgleichsgetriebes 8 ist auf der Grundplatte 2 befestigt, wobei diese etwas über das Kurbelgehäuse 3 hinaus verlängert ist. Damit werden die Massenausgleichskräfte unmittelbar auf die Grundplatte 2 übertragen.The bearing support 15 of each mass balance gear 8 is on attached to the base plate 2, this slightly above the crankcase 3 is also extended. The mass balancing forces are thus transmitted directly to the base plate 2.
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-Ϋ--Ϋ-
Die eine zur Kurbelwelle 1 koaxiale Ausnehmung aufweisende Lagerabstützung
15 an der Antriebsseite des Dieselmotors umgibt mit der Ausnehmung das Drucklager 4 und den in diesem rotierenden Schubring
5, wogegen die ebenfalls mit einer entsprechenden Ausnehmung
versehene Abstützung 15 am freien Ende des Motors den Drehschwingungsdämpfer 6 umgibt. Anstelle des Drehschwingungsdämpfers 6 können
z.B. Gegengewichte vorgesehen sein, die dann auch von der Lagerabstützung umgeben sein können.The bearing support 15 on the drive side of the diesel engine, which has a recess coaxial with the crankshaft 1, surrounds the thrust bearing 4 and the thrust ring 5 rotating in this with the recess, while the thrust ring 5 also has a corresponding recess
provided support 15 at the free end of the engine surrounds the torsional vibration damper 6. Instead of the torsional vibration damper 6, for example, counterweights can be provided, which can then also be surrounded by the bearing support.
Jede Lagerabstützung 15 besteht in Fig. 1 aus zwei plattenförmigen, sich beiderseits der zugehörigen Masse 9 erstreckenden Teilen; sie kann jedoch auch einteilig ausgebildet sein. Ferner können sie mit der Grundplatte 2 fest verschraubt oder verschweisst sein.Each bearing support 15 consists in Fig. 1 of two plate-shaped, parts extending on both sides of the associated mass 9; however, it can also be made in one piece. You can also use be firmly screwed or welded to the base plate 2.
Es müssen nicht beide Massenausgleichsgetriebe in unmittelbarer
Nähe der Kurbelgehäuse-Enden auf der Grundplatte befestigt sein.
Es kann unter Umständen auch genügen nur eines der Massenausgleichsgetriebe auf der Grundplatte anzuordnen.It does not have to have both mass balancing gears in the immediate vicinity
Be attached to the base plate near the ends of the crankcase.
Under certain circumstances, it may also be sufficient to arrange just one of the mass balancing gears on the base plate.
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Claims (12)
koaxiale Aussparung aufweist.8. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the bearing support (15) is connected to the crankshaft (1)
Has coaxial recess.
Applications Claiming Priority (1)
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