DE2922030C2

DE2922030C2 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2922030C2
Application number: DE2922030A
Authority: DE
Inventors: Alan Reginald Worthing Sussex Crouch; Samuel Shoreham-by-Sea Sussex Lesley
Original assignee: RICARDO CONSULTING ENGINEERS Ltd SHOREHAM-BY-SEA WEST SUSSEX GB
Current assignee: RICARDO CONSULTING ENGINEERS Ltd SHOREHAM-BY-SEA WEST SUSSEX GB
Priority date: 1978-05-31
Filing date: 1979-05-30
Publication date: 1984-09-13
Also published as: US4327679A; NL179410C; FR2427474B1; IT1117769B; JPS54156910A; GB1600147A; DE2922030A1; ES481078A1; SE7904772L; NL7904269A; FR2427474A1; SE439533B; NL179410B; IT7949210A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs I.

Bei einer bekannten Brennkraftmaschine dieser Art (DE-OS 21 59 158) sind di: flexiblen Befestigungselemente mit dem Kurbelgehäuse verbunden. Hierbei führen die dynamischen Belastungen und Schwingungen aufgrund der Bewegung der inneren Bauteile der Brennkraftmaschine im Betrieb zu Reaktionskräften der Kurbelgehäusewändc. Diese verursachen Verformungen und Mikrobewegungen der Kurbclgchäuscwände, was zur Erzeugung und Abstrahlung von Geräuschen führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des AnSpruchs 1 beschriebenen Art zu schaffen, bei der die geräuschabstrahlenden Außenwände (Kurbelgehäusewand, ölwanne) der Brennkraftmaschine von den Reaktionslasten an den Befestigungsstellen der Brennkraftmaschine bestmöglich in der Weise abgekoppelt sind, daß die Verformung solcher großen äußeren Oberflächen verringert und dadurch Erzeugung und Abstrahlung von Schall über dies Oberflächen vermindert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des ίο Anspruchs 1.

Durch die Verbindung der flexiblen Befestigungselemente gemäß der Erfindung mit der Hauptlageranordnung der Brennkraftmaschine anstatt mit der Kurbelgehäusewand werden die Reaktionswirkungen der dynamischen Kräfte in der Brennkraftmaschine wirksam vom Kurbelgehäuse isoliert, so daß die Erzeugung von Bewegungen der äußeren Überfläche der Kurbelgehäusewand und der ölwanne aufgrund ihrer Verformung und damit jede daraus resultierende Schwingungen und lärmerzeugende Resonanzen der Kurbeigehäusewand vermieden wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Es ist hervorzuheben, daß durch die Verwendung der flexiblen Befestigungselemente, die mit der Hauptlageranordnung erfindungsgemäß verbunden sind, die Reaktionswirkung°n der dynamischen Kräfte in der Maschine wirksam vom Kurbelgehäuse isoliert werden, so daß die Erzeugung von Bewegungen der äußeren Oberfläehe der Kurbelgehäusewand aufgrund ihrer Verformung und damit jede daraus resultierende Schwingung und lärmerzeugende Resonanzen in der Kurbelgehäuscwand vermieden sind.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer j5 Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1A und 1B eine Seitenansicht bzw. eine Stirnansicht einer Kraftfahrzeugmaschine mit einem flexiblen Befestigungselement an jeder Seite;
Fig.2A einen Halb-Querschnitt durch den unteren Teil der Maschine nach den F i g. 1A und 1B;

Fig.2B <;ine Teil-Schnittansicht nach der Linie A-A in Fig. 2A;

F i g. 3A eine Ansicht ähnlich F i g. 2A einer abgewandelten Anordnung;

F i g. 3B eine Schnittansicht nach der Linie B-B in Fig.3A;

F i g. 4A eine Ansicht ähnlich F i g. 2A auf eine andere Ausführung;

so Fig.4B eine Schnittansicht nach der Linie C-C in Fig. 4A;

F i g. 5A eine Stirnansicht des unteren Teils einer Maschine mit zwei vorderen flexiblen Befestigungselementen und

Fig. 5B eine Schnittansicht nach der Linie E-E in Fig.5A.

Bei der Ausführung der Erfindung nach den Fig. IA, IB, 2A, 2B bildet eine Maschine 10 in betriebsfertigem Zustand Teil einer kompletten Maschinen-Getriebeanbo Ordnung, wobei der Getriebekasten (nicht gezeigt) mit dem rückwärtigen Ende der Maschine einstückig oder fest verbunden ist. Auf den Zylinderblock 11 der Maschine ist der Zylinderkopf 12 aufgesetzt, während die Kurbelgehäusewändc 13 die ölwanne 14 tragen und mit dem Boden des Zylinderblocks 11 durch Schrauben 134 (I' i g. 2A) verbunden sind.

Entsprechend bewährter moderner Gestaltungsprin-/ipien ist der obere Teil der Maschine, der aus konstruk-

tiven Gründen hauptsächlich den Zylinderblock 11 umfaßt, so steif wie möglich ausgebildet, und die Zylinderkopf-Gaskräfte werden über die Befestigungsbolzen für den Zylinderkopf so geradlinig wie möglich zum Unterteil des Zylinderblocks übertragen, von wo die nach oben wirkenden Gaskräfte der Hauptlageranordnung mitgeteilt werden, wo sie den von den Gaskräften auf die Kolben erzeugten, nach unten gerichteten Kräften entgegenwirken.

Die Überfagung der Kräfte über den Zylinderblock 11 geschieht über innere Konstruktionsteüe (nicht gezeigt), von denen einige mit dreieckiger Verrippung ausgebildet sind. Leichte, keine Last übertragende Platten, die z. B. aus Zwei-Lagen-Stahl und einer schwingungsdämpfenden Kunststoff-Zwischenschicht bestehen, sind auf der Außenseite des Zylinderblocks angeordnet, um diesen zu Schalldämpfzwecken einzukapseln. Der Zylinderblock ist aus Gußeisen oder einer Leichtmetall-Legierung gegossen oder aus einer Leichtmetall-Legierung formgegossen.

Die kraftübertragende Konstruktion, die am Boden des Zylinderblocks befestigt ist, umfaßt obere und untere Halblager-Blöcke 15 und 16 aus Gußeisen oder Stahl, welche die Lagerschalen 17, 18 der Hauptlager der Kurbelwelle 19 unterstützen. Die Lagerblöcke 15 und 16 sind miteinander durch Schrauben 20 und/oder Stehbolzen, die in den Zylinderblock eingeschraubt sind, miteinander verspannt und an der Unterseite des Zylinderblocks 11 befestigt. Wenn erwünscht, kann jeder obere Lagerblock 15 einzeln mit dem Zylinderblock 11 verbolzt sein, wobei dann der untere Lagerblock 16 mit dem oberen Lagerblock verbolzt ist. Zur Verbesserung der Quersteifigkeit der Hauptlager ist ein gemeinsamer Längs-Versteifungsträger 21 mit allen anderen Lagerblöcken durch Schrauben 20 verbunden, um die Hauptlager längs der Länge der Maschine zu verbinden (deutsche Patentanmeldung P 22 21 804.8). Der Versteifungsträger 21 trägt ferner zur Versteifung des gesamten Maschinenaufbaus bei. Wenn der Zylinderblock. aus Leichtmetall besteht, sollte auch der Versteifungsträger 21 aus Leichtmetall bestehen, um die Verwerfung aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnung der gesamten Maschine zu verringern. Der Versteifungsträger 21 sollte aus Gußeisen oder Stahl bestehen, wenn der Zylinderblock aus Gußeisen besteht.

Die Maschine 10 ist mit zwei flexiblen Befestigungselementen 30 versehen, die gemäß F i g. 1A und 1B je auf einer Seite angeordnet sind. Mindestens ein weiteres flexibles Befestigungselement (nicht gezeigt) ist an der Rückseite des Getriebekastens angeordnet, um die gesamte Maschinen-Getriebeanordnung als Einheit zu unterstützen. Jedes flexible Befestigungselement 30 umfaßt z. B. einen geneigten Gummiblock 31, de·· haftend mit oberen und unteren Flanschplatten 32, 33 verbunden ist, wobei die untere Flanschplatte 33 mit dem Fahrzeugchassis bzw. der Karosserie verschraubt ist. Die vertikale und horizontale Steifigkeit der Gummiblöcke 31 ist zusammen mit der Steifigkeit der rückwärtigen flexiblen Befestigungselemente am Getriebekasten in üblicher Weise hinsichtlich ihrer Anordnung und dem Neigungswinkel so gewählt, daß diese Steifigkeiten ausreichen, um den maximalen, nicht ausgeglichenen dynamischen Kräften und dem Reaktionsmoment der Maschine 10 zu widerstehen und außerdem niedrige Schwingungs-Eigenfrequenzen der aufgehängten Maschinenmasse für alle sechs mögl'chen Arien von Schwingungen zu schaffen, wodurch ein hohes Maß an Isolation des Chassis und der Fahrzeugkarosserie von Maschinenschwingungen erreicht ist.

Die obere Flanschplatie 32 jedes flexiblen Befestigungselementes umfaßt eine starre Konsole, die nicht an der Seitenwand des Kurbelgehäuses 13 sondern an den unteren Hauptlagerblöcken 16 der beiden Lager befestigt ist, die von der Flanschplatte 32 überspannt werden, und zwar mittels zweier Paare auf Druck beanspruchter Stützteile 34,35, welche durch entsprechende. Übermaß aufweisende runde Bohrungen 36 in der ίο Wand 13 des Kurbelgehäuses hindurchragen und mittels vier Schrauben 37 gehalten sind, welche durch die Bohrungen der Stützteile 34,35 hindurch in Gewindelöcher in den Seiten der Lagerplatte IS eingeschraubt sind. Die auf Druck beanspruchten Stützteile 34,35 sind flexibel gegenüber den Rändern der Öffnungen 36 in der Kurbelgehäusewand (die tief ist und verrippt sein kann) mittels Öl-Abdichtringen 38 abgedichtet, welche sowohl radiale Flexibilität als auch die erforderliche Öl-Abdichtung gewährleisten. Die Reaktionskräfte an den flexiblen Bcfestigungselementen werden auf die Hauptlageranordnung über die Stützteile 34,35 und Schrauben 37 übertragen. Somit ist das Kurbelgehäuse 13 wirkungsvoll von Reaktionskräften aufgrund dynamischer Kräfte und Momente in der Maschine 10 isoliert und gleichzeitig wirkungsvoll um die Stützteile 34,35 herum durch die Oldichtungen 38 abgedichtet, um das Schmieröl in der ölwanne zu halten. Auf diese Weise wird der Aufbau von äußeren, lärmerzeugenden Bewegungen der Kurbelgehäusewand 13 aufgrund von Reaktionen an den flexiblen Befestigungselementen und aufgrund möglicher Erregung von schwingenden, lärmerzeugenden Resonanzen in der Wand 13 vermieden. Wie gezeigt, ist bei dieser Konstruktion möglich, eine tiefe Kurbelgehäuscwand mit einer damit einstückigen Ölj5 wanne 14 zu verwenden.

Um den unteren Teil der Maschine zusammenzubauen, werden die rohrförmigen Stützteile 34,35 durch die Dichtringe 38 hindurch von der Innenseite des Kurbelgehäuses 13 und der ölwanne 14 her eingeführt, wobei das Kurbelgehäuse von dem Zylinderblock noch gelöst ist, und durch die Dichtungen 38 hindurch in ihre endgültigen axialen Positionen gebracht. Das Kurbelgehäuse 13 mit der ölwanne 14 wird dann mit der Unterseite des Zylinderblocks 11 durch die Schrauben 13Λ verbunden. Anschließend werden die Schrauben 37 über die Löcher in den oberen Konsolen 32 eingeführt und durch die Bohrungen der Stützteile 34,35 hindurchgeschoben, wobei die letzteren durch die oldichtungen 38 hindurch in Anlage mit den unteren Hauptlagerblöcken 16gelangen. Dann werden die Schrauben 37 in den Gewindelöchern in den Lagerblöcken festgezogen.

Die Fig. 3A und 3B zeigen eine Maschine ähnlich derjenigen nach den F i g. 1A, 1B, 2A und 2B, wobei zwei ähnliche flexible Befestigungselemente 30 in ähnlicher Weise mit dem unteren Hauptlagerblock 16 verbunden sind. In diesem Fall ist jedoch eine membranartige flexible öldichtung 38Λ verwendet. Die beiden Schrauben 37, die in die beiden unteren Lagerblöcke 16 eingeschraubt sind, erstrecken sich beide durch eine einzige, bo größere öffnung 36Λ in der Wand des Kurbelgehäuses 13, und der Umfangsrand jeder Membrandichtung 38/t ist mittels Schrauben 40 am Rand der entsprechenden öffnung 36A befestigt. Die beiden Schrauben 37 erstrecken sich durch runde Löcher in jede Membrandichb^r> tung, wobei diese Löcher mit Lippen 41 versehen sind, die nachgiebig an den Umfangen der Schäfte der Schrauben 37 angreifen.

Es können auch andere Arten von elastomeren öl-

dichtungen verwendet werden, sofern sie nur große radiale Flexibilität haben.

Bei der Ausführung nach den F i g. 4A und 4B sind der allgemeine Aufbau und die Anordnung der beiden flexiblen Befestigungselemente 30 ähnlich denjenigen bei 5 den Ausführungen nach den Ausführungen IA, IB, 2A und 2B, und gleiche Bezugszeichen sind wiederum zur Bezeichnung ähnlicher Teile verwendet. Während die obere Schraube 37 wie vorher in den entsprechenden unteren Hauptlagerblock 16 eingeschraubt ist, ist in diesem Fall jedoch die dem unteren Stützteil 35 zugeordnete Schraube 37 in ein Gewindeloch im Rand des Versteifungsträgers 21 eingeschraubt. Jede Konsole 32 überspannt zwei benachbarte Hauptlager wie vorher.

Wenn exaktere Bearbeitung akzeptiert werden kann, ist es auch möglich, die den oberen Stülzteilcn 34 zugeordneten Schrauben 37 in die oberen Hauptlagerblöcke 15 und die unteren Schrauben 37 in die untere Hauptlagerblöcke 60 oder in den Versteifungsträger 21 einzuschrauben, falls dies bevorzugt wird.

Die Ausführung nach den F i g. 5A und 5B stellt eine für solche Fälle geeignete Konstruktion dar, bei denen es erwünscht ist, ein flexibles Front-Befestigungselement für die Maschine 10 zur Verfügung zu haben. Diese Anordnung würde normalerweise erfordern, daß das 2^r> Befestigungselement zusätzlich zu zwei hinteren Befestigungselementen entweder an dem Schwungrad-Glockengehäuse oder weiter hinten am Getriebekasten vorgenommen wird. Wie gezeigt, ist eine einzige obere Montageplatte 50 durch die Stirnseite der Kurbelgehäusewand 13 hindurch mittels zwei Paaren Stützteile 34, 35 und Schrauben 37, welche in Gewindelöcher in der Stirnseite des unteren Lagerblocks 16 des vorderen Hauptlagers und in der Stirnwand des Versteifungsträgers 21 eingeschraubt sind, befestigt. Die einzige obere Montageplatte 50 hat Kragen 51 an entgegengesetzten Enden, und gesonderte flexible Befestigungselemente zweckmäßiger Gestaltung sind mit diesen Kragen verbunden, um den Motor nachgiebig auf entgegengesetzten Seiten an seinem vorderen Stirnende abzustützen.

Es sei darauf hingewiesen, daß jede der F i g. 2A. 3A und 4A nur eine Hälfte der Maschine und eine flexible Befestigung auf dieser einen Hälfte der Maschine zeigen und daß die Anordnung auf der entgegengesetzten Hälfte der Maschine einschließlich des dort vorgcsehenen Befestigungselementes gleichartig ist.

Die gezeigten Ausführungsformen können für die Aufhängung großer Schiffsmaschinen gestaltet sein, die normalerweise an viele Befestigungsstellen längs der Maschine befestigt sind.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brennkraftmaschine mit hin- und hergehenden Kolben und innerer Verbrennung, die durch flexible Befestigungselemente (30) nachgiebig unterstützt ist, welche an der Brennkraftmaschine (10) mittels einer oder mehrerer starrer Stützteile (34,35) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die starren Stützteile (34,35) durch öffnungen (36) in der Kurbelgehäusewand (13) hindurchragen und starr mit einer am Zylinderblock befestigten Hauptlageranordnung (15,16) für die Kurbelwelle (19) verbunden sind, und daß die Fläche zwischen dem Rand der Öffnungen (36) in der Kurbelgehäusewand und den Stützteilen (34, 35) mittels flexibler Elemente abgedichtet ist.

2. !Brennkraftmaschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil (34,35) direkt und starr mit einem oberen oder unteren Hauptlagerblock (15 oder 16) verbunden ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, wobei die Hauptlageranordnung einen Versteifungsträger umfaßt, der die Unterseite einiger oder aller Hauptlagerblöcke verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Stützteile (34, 35) direkt oder starr mit dem Versteifungsträger (21) verbunden ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützteile (34, 35) Bohrungen aufweisen, durch welche Schrauben (37) hindurchragen, die in Gewindelöcher in den entsprechenden Hauptlagerblöcken (16) oder im Versteifungsträger (21) eingeschraubt sind.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stützteil (34, 35) in einer eigenen Bohrung (36) mittels eines nachgiebigen Öl-Abdichtringcs (38) abgedichtet ist, welcher eine das Stützteil umfassende und nachgiebig abdichtende Lippe aufweist.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Stützteile (34, 35) gegenüber den Rändern einer gemeinsamen öffnung (36A) mittels einer gemeinsamen nachgiebigen Membran-Öldichtung (3SA) abgedichtet sind, wobei diese Dichtung Löcher hat, durch welche die entsprechenden Stützteile hindurchgehen und diese Löcher mit Lippen (41) versehen sind, welche jeweils das entsprechende Stützteil einfassen und nachgiebig abdichtend umgeben.