DE2757332C2

DE2757332C2 - Brennkraftmaschine mit Kurbeltrieb, insbesondere Kreuzkopf-Dieselmotor

Info

Publication number: DE2757332C2
Application number: DE2757332A
Authority: DE
Inventors: Paul Küsnacht Resch
Original assignee: Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1977-11-08
Filing date: 1977-12-22
Publication date: 1983-11-10
Also published as: SU1061701A3; DK149828B; GB2007307B; CH622858A5; JPS5644297B2; GB2007307A; IT7829025A0; IT1100142B; DK484478A; DE2757332A1; DK149828C; JPS5481470A

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit Kurbeltrieb entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

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

Aus der kinematischen und dynamischen Analyse des Kurbeltriebes geht hervor, daß diese Massenkraft P als Summe zweier Teilkräfte P\ und Pi aufgefaßt werden kann, wobei P\ eine Funktion des einfachen Kurbelwinkels und Pi eine Funktion des doppelten Kurbelwinkels ist. P\ wird als Massenkraft erster Ordnung und P₂ als Massenkraft zweiter Ordnung bezeichnet

Physikalisch kann man sich die Massenkräfte P ersetzt denken durch die Summe der Zentrifugalkräfte zweier gegenläufig rotierender Massen, deren Fliehkraftkomponenten 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 ω der Kurbelwelle, für die zweite Ordnung hingegen gleich der zweifachen Winkelgeschwindigkeit 2<a Durch solche gegenläufig rotierende Massen lassen sich bei richtiger Winkelversetzung gegenüber den Kurbelarmen die Massenkräfte P jedes Zylinders einzeln ausgleichen. Bei Mehrzylindermaschinen kompensieren sich die Massenkräfte der verschiedenen Triebwerke zum Teil gegenseitig.

In der Praxis wird die Massenkraft zweiter Ordnung häufig durch zwei an den Enden des Kurbelgehäuses

ίο vorgesehenen, sogenannten Massenausgleichs^trieben zweiter Ordnung ausgeglichen. Ein solches Getriebe besteht aus eine mit der Winkelgeschwindigkeit von 2ω 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 ihre Lagerabstützungen unmittelbar auf dem Fundament zu befestigen. Der Platzbedarf ist dabei beträchtlich, und es können, bei Anlagen auf Schiffen, Biegeschwingungen des Schiffes oder, bei stationären Anlagen, des Fundaments unerwünschter Frequenzen und Amplituden erregt werden und zu kostenspieligen Schäden führen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die Gefahr kostspieliger Schaden infolge unerwünschter Schwingungen vermieden und gleichzeitig die Baulänge der Anlage verkürzt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst

Durch das Verlängern der Grundplatte und das Anordnen des Massenausgleichsgetriebes zweiter Ordnung auf der Verlängerung wird dieses Getriebe in unmittelbare Nähe des Kurbelgehäuses gerückt und die Massenausgleichskraft unmittelbar über die Grundplatte auf das Fundament übertragen. Etwaige Biegeschwingungen des Schiffes oder — bei stationären Anlagen — des Fundamentes werden dadurch gedämpft; damit wird die Gefahr kostspieliger Schäden vermieden. Außerdem ergibt sich der Vorteil einer beträchtlichen Verkürzung der Baulänge der Anlage.

Aus der DE-AS 15 26 472 ist eine Einzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine mit einer Grundplatte und einem auf dieser fest angeordneten Kurbelgehäuse bekannt, in deren Seitenwänden eine Kurbelwelle und oberhalb dieser eine sich mit der halben Drehzahl der letzteren drehende Nockenwelle gelagert ist Das Massenausgleichsgetriebe besteht aus der Nockenwelle, mehreren Zahnrädern und Gegengewichten, die sich mit der gleichen Drehzahl wie die Kurbelwelle, aber in entgegengesetztem Drehsinn bewegen. Es werden also nur die Massenkräfte erster Ordnung ausgeglichen. Außerdem wirken die Massenausgleichskräfte nicht unmittelbar, sondern auf dem Umweg über das Kurbelgehäuse auf die Grundplatte. Diese Anordnung eignet sich für eine Einzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine mit niedrigen Massenausgleichskräften, nicht aber für Mehrzylinder-Dieselmotoren, wie z. B. Kreuzkopf-Dieselmotoren, die durch hohe Leistungen und entsprechend große Massenausgleichskräfte gekennzeichnet sind.

Aus der FR-PS 9 97 076 ist eine Konstruktion für Motoren, Kompressoren und ähnliche Maschinen mit Kurbelbetrieb und vier oder mehr Zylindern bekannt Die im Kurbelgehäuse drehbar gelagerte Kurbelwelle und das Massenausgleichsgetriebe, das zwei zueinander parallele, jedoch gegensinnig rotierende Ausgleichsvellen aufweist, ist hier nicht in unmittelbarer Nähe der Kurbelgehäuseenden, sondern in einem besonderen, zwischen

dem Kurbelgehäuse und der Grundplatte befindlichen Gehäuse angeordnet Lediglich die von der Kurbelwelle angetriebenen Kettenzahnräder und Ketten, die die Ausgleichswellen antreiben, sind an den Kurbelgehäuseenden angeordnet Diese Anordnung eignet sich ebenfalls nur für Motoren mit beschränkter Leistung, nicht aber für große Dieselmotoren mit in einer Grundplatte gelagerter Kurbelwelle.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstaiides anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine zum Teil im Schnitt dargestellte schematische Vorderansicht eines Dieselmotors mit Kurbelwelle und zwei Massenausgleichsgetrieben zweiter Ordnung und F i g. 2 eine Seitenansicht des Dieselmotors.

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

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 i~ auf der Antriebsseite des Motors (in F i g. 1 links) der sich in einem Drucklager 4 drehende Schubring 5 und am freien Ende des Motors ein Drehschwingungsdämpfer 6 fest angeordnet

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 bestein 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.

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.

Die eine zur Kurbelwelle ί 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 air .·ι auch von der Lagerabstützung umgeben sein können.

Jede Lagerabstützung 15 besteht in F i g. 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.

Es müssen nicht beide Massenausgleichsgetriebe in unmittelbarer Nähe der Kurbelgehäuse-Enden auf der Grundplatte befestigt sein. Es kann unter Umständen auch genügen, nur eines des Massenausgleichsgetriebe auf der Grundplatte anzuordnen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine mit Kurbeltrieb, insbesondere Kreuzkopf-Dieselmotor, mit einer auf einem Fundament ruhenden Grundplatte, einer in der Grundplatte drehbar gelagerten Kurbelwelle, einem auf der Grundplatte fest angeordneten Kurbelgehäuse und mit an beiden Enden des Kurbelgehäuses vorgesehenen, durch die Kurbelwelle angetriebenen Massenausgleichsgetrieben zweiter Ordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (2) im Bereich mindestens des einen Endes der Kurbelwelle (1) in axialer Richtung über das Kurbelgehäuse (3) hinausragt und auf ihrer Oberseite in unmittelbarer Nähe des Kurbelgehäuses (3) eine vom letzteren getrennt angeordnete Lagerabstützung (15) für eines der Massenausgleichsgetriebe (8) trägt, derart, daß im Betrieb die Massenausglsichskräfte in unmittelbarer Nähe des Kurbelgehäuses (3) als NormalJu-äfte auf die Grundplatte (2) und über diese auf das Fundament einwirken.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerabstützung (15) am Antriebsende der Brennkraftmaschine auf der Grundplatte (2) befestigt ist

3. Brennkraftmaschine nadt Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerabstützung (15) am freien Ende der Brennkraftmaschine auf der Grundplatte (2) befestigt ist

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerabstützung (15) mit der Grundplatte (2) ft.it versciiraubt ist

5. Brennkraftmaschin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerabstützung (15) mit der Grundplatte (2) fest verschweißt ist