DE3015633A1

DE3015633A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3015633A1
Application number: DE19803015633
Authority: DE
Inventors: Yoshimasa Hayashi; Yasuo Matsumoto
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-04-25
Filing date: 1980-04-23
Publication date: 1980-10-30
Also published as: FR2455182B1; JPS55156230U; GB2047804A; FR2455182A1; GB2047804B; US4362341A

Description

Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ganz allgemein eine geräuscharme Brennkraftmaschine und insbesondere eine solche Auslegung einer Brennkraftmaschine, bei der infolge von in den Zylindern der Brennkraftmaschine erzeugten Drücken Geräusche wirksam gedämmt werden.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Brennkraftmaschine derart weiterzubilden, daß von der Brennkraftmaschine abgegebene Geräusche wirksam gedämmt sind.
Vorzugsweise soll erfindungsgemäß eine Brennkraftmaschine derart weitergebildet werden, daß Schwingungen des Motorblocks unterdrückt werden, um hierdurch zu verhindern, daß ein offener Abschnitt eines Zylinderblocks und somit eine an dem Bodenabschnitt des Zylinderblocks angebrachte Ölwanne schwingen.
Insbesondere soll erfindungsgemäß eine Brennkraftmaschine derart ausgelegt werden, daß infolge von in einem Zylinder der Brennkraftmaschine erzeugten Drücken auftretende Schwingungen an einer Übertragung über einen Kolben zu einer Kurbelwelle wirksam mit Hilfe eines kreisförmigen elastischen Elements gedämpft werden, das um ein kreisförmiges Gehäuse angeordnet ist, in dem der Kurbelzapfen bzw. der Lagerabschnitt der Kurbelwelle unter, Zwischenschaltung eines Lagermetalls drehbar gelagert ist.
Ein Hauptgedanke der Erfindung liegt darin, daß eine Brennkraftmaschine eine Bohrung zur Aufnahme eines Lagerabschnitts bzw. einer Kurbel einer Kurbelwelle hat, die von einem unteren Abschnitt eines Zylinderblocks und einem Lagerdeckel gebildet wird, der fest mit dem Zylinderblock verbunden ist. Ein kreisförmiges Gehäuse mit einem Lagermetall an seiner Innenfläche ist in der Bohrung derart angeordnet, daß die Lagerstelle der Kurbelwelle bzw. der Kurbelzapfen drehbar gelagert werden kann. Zusätzlich ist ein kreisförmiges elastisches Element fest zwischen der Außenfläche des kreisförmigen Gehäuses und der Umfangsfläche der Bohrung angeordnet, um hierdurch über einen Kolben zu der Kurbelwelle übertragene Schwingungen zu dämpfen, die ihre Ursache in in den Zylindern der Brennkraftmaschine erzeugten Drücken haben.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt: Figur 1 eine Vertikalschnittansicht des wesentlichen Teiles einer Brennkraftmaschine üblicher Bauart, Figur 2 eine Vertikalschnittansicht des wesentlichen Teiles einer erfindungsgemäß ausgelegten Brennkraftmaschine, Figur 3 eine vergrößerte Vertikalschnittansicht zur Verdeutlichung des wesentlichen Teiles der Brennkraftmaschine von Figur 2, Figur 4 eine vergrößerte Schnittansicht zur Verdeutlichung der Form des Randes eines kreisförmigen elastischen Elements, was in Figur 3 mit einem Pfeil IV angedeutet ist, Figur 5 eine Vorderansicht eines kreisförmigen Gehäuses für eine Kurbelwelle gemäß Figur 3, Figur 6 eine Vertikalschnittansicht in Richtung der Pfeile und im wesentlichen längs der Linie VI-VI in Figur 5, und Figur 7 eine Figur 3 ähnliche Vertikalschnittansicht zur Verdeutlichung eines weiteren Teiles der Brennkraftmaschine von Figur 2, das im wesentlichen dem in Figur 3 gezeigten Teil entspricht.
Bei einer üblichen Brennkraftmaschine ist zwischen einem unteren Abschnitt eines Zylinderblocks 1 und einem Lagerdeckel 2 eine zylindrische Bohrung ausgebildet. Der Lagerdeckel 2 ist fest mit dem Motorblock 1 mit Hilfe von Schrauben verbunden. Ein zylindrisches Lagermetall 4 ist in die Bohrung derart eingesetzt, daß der Lagerabschnitt bzw. der Kurbelzapfen einer Kurbelwelle unter Zwischenschaltung eines zwischen der Innenfläche des Lagermetalls und der Außenfläche des Kurbelwellenlagerabschnitts gebildeten ölfilms drehbar gelagert ist.
Bei einer derartigen Auslegung sind ölfilme zwischen der Kurbelwelle 5 und dem Zylinderblock 1 und dem Lagerdeckel 2 vorhanden, durch den hochfrequente Anteile des infolge der Kraftstoffverbrennung erzeugten Drucks absorbiert werden. Jedoch werden nahezu alle hochfrequenten Anteile direkt über die Kurbelwelle 5 zu dem Zylinderblock 1 und dem Lagerdeckel 2 übertragen. Die so übertragenen hochfrequenten Anteile des Drucks versetzen einen offenen Randabschnitt des Zylinderblocks 10 und eine fest mit dem Zylinderblock 10 verbundene Ölwanne (nicht gezeigt) in Schwingungen, worin hauptsächlich die Ursache und die Quelle für Geräusche bei der Brennkraftmaschine liegt.
Die Erfindung zielt darauf ab, die Schwierigkeiten im Zusammenhang mit bisher üblichen Brennkraftmaschinen dadurch zu überwinden, daß ein kreisförmiges Gehäuse angeordnet wird, das an seiner Innenfläche mit einem Lagermetall versehen wird und das in einer zylindrischen Bohrung angeordnet ist, um einen Lagerabschnitt einer Kurbelwelle drehbar aufzunehmen und daß ein kreisförmiges elastisches Element zwischen der Umfangsfläche der Bohrung und der Außenfläche des kreisförmigen Gehäuses angeordnet ist.
Durch diese Auslegung nach der Erfindung wird erreicht, daß die zu dem Zylinderblock und dem Lagerdeckel weiterleitbare Schwingung wirksam absorbiert werden kann, um eine Schwingungserregung eines offenen Abschnitts des Zylinderblocks und einer ölwanne zu verhindern, wodurch die Geräuschentwicklung bei der Brennkraftmaschine vermindert wird.
Anhand den Figuren 2 und 3 wird eine Ausführungsform einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung beispielsweise gezeigt. Die Brennkraftmaschine ist beispielsweise für ein Kraftfahrzeug bestimmt. Die Brennkraftmaschine setzt sich aus einem Zylinderblock 10 zusammen, in in Zylinder 11 ausgebildet ist, in dem ein Kolben (nicht gezeigt) hin-und hergehend beweglich angeordnet ist. Ein Lagerdeckel 12 ist fest mit einem unteren Abschnitt des Zylinderblocks 10 mit Hilfe von Schrauben 16 verbunden. Der untere Abschnitt des Zylinderblocks 10 und der Lagerdeckel 12 bilden dazwischen eine zylindrische Bohrung 13, die zur drehbeweglichen Aufnahme des Lagerabschnitts 15a einer Kurbelwelle 15 dient.
Ein zylindrisches und kreisförmiges Gehäuse 17 ist in der zylindrischen Bohrung 13 angeordnet. Ein Lagermetall 14 ist fest mit der Innenfläche des kreisförmigen Gehäuses 17 verbunden. Das kreisförmige Gehäuse 17 trägt den Lagerabschnitt der Kurbelwelle 15 unter Zwischenlage des kreisförmigen Lagermetalls 14 drehbeweglich. Zwischen der Außenfläche des Kurbelwellenlagerabschnitts und der Innenfläche des Lagermetalls 14 bildet sich ein übertrieben mit X in der Zeichnung dargestellter ölfilm aus dem Schmieröl der Brennkraftmaschine.
Ein zylindrisches und kreisförmiges elastisches Element 18 ist zwischen der Außenfläche des kreisförmigen Gehäuses 17 und der Umfangsfläche der Bohrung 13 angeordnet, die von der halbzylindrischen Fläche des unteren Abschnitts des Zylinderblocks 10 und der gegenüberliegenden halbzylindrischen Fläche-des Lagerdeckels 12 gebildet wird. Das elastische Element 18 ist in der zuvor angegebenen Lage mit Hilfe eines Einsatzes, durch Sintern oder eines Klebers festgelegt.
Das kreisförmige elastische Element 18 ist mit einer Ringnut 79 an jedem linken und rechten gegenüberliegenden endseitigen Rand E1 und E2 versehen. Die Ringnut 19 hat einen halbkreisförmigen Querschnitt, so daß gebrochen eingetragene Abschnitte 20 im Querschnitt nach Figur 4 stehenbleiben. Durch diese Auslegung des endseitigen Rands der Ringnut 19 wird verhindert, daß an diesen Rändern bei der Schwingungsabsorption Beanspruchungskonzentrationen auftreten.
Nach den Figuren 5 und 6 wird das kreisförmige Gehäuse 17 dadurch gebildet, daß halbzylindrische Gegenstücke 21 und ein weiteres halbzylindrisches Gegenstück miteinander unter Verwendung von Schrauben 23 kombiniert oder verbunden werden, die unter die Umfangsfläche des Gegenstücks 21 eingelassen sind. Das Lagermetall 14 hat eine Ringnut 14a, längs der Schmieröl der Brennkraftmaschine strömt (vgl. Figur .6). Ein öldurchgang 24 durchzieht das kreisförmige Gehäuse 17 in Radialrichtung. Der öldurchgang 24 mündet in die Ringnut 14a des Lagermetalls 14 über eine öffnung 24a.
Der Öldurchgang 24 steht in Verbindung mit einem Olkanal 25, der in dem Zylinderblock 10 ausgebildet ist (val. Figur 2). Um die Verbindung zwischen den ölkanälen 24 und 25 aufrechtzuerhalten, kann ein Keil oder ein Stift (nicht. gezeigt) verwendet werden, wenn das kreisförmige Gehäuse 17 in der Bohrung 13 angeordnet ist, um zu verhindern, daß sich das kreisförmige Gehäuse dreht. Mit 26 sind in Figur 6 Stifte bezeichnet, die die Bewegung des Lagermetalls 14 begrenzen.
Zusätzlich zu den zuvor gemachten Angaben kann die Brennkraftmaschine auch Einrichtungen haben, die Druckbeanspruchungen oder eine Axialbewegung der Kurbelwelle 15 verhindern. Diese werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 erläutert. Zwei Ringnuten (keine Bezugszeichen) sind jeweils an den linken und rechten Seitenflächen des zuvor angegebenen unteren Abschnitts des Zylinderblocks und auch jeweils an den linken und rechten Seitenflächen des Lagerdeckels 12 derart ausgebildet, daß sie den Umfang der Zylinderbohrung 13 umgeben. Halbkreisförmige obere und untere Lagerelemente 27 und 28 sind in jeder Ringnut so angeordnet, daß sich ein kreisförmiges Plattenlager bildet. Zwei derartige kreisförmige Plattenlager können in Berührung mit Druckplatten jeweils gebracht werden, die derart angeordnet sind, daß sie einander zugewandt liegen und die fest mit den gegenüberliegenden vertikalen Wandflächen und S2 der Kurbelwelle 5 verbunden sind. Durch eine solche Auslegung wird die Kurbelwelle 15 an einer Bewegung in axialer Richtung gehindert, so daß der Lagerdeckel 12 nicht direkt gegen die vertikalen Wandflächen der Kurbelwelle 15 beispielsweise beim Betätigen einer Kupplung (nicht gezeigt) in der Brennkraftmaschine schlägt. Mit 30 ist in Figur 2 ein Anschlag bezeichnet, der die oberen und unteren Lagerelemente 27 und 28 an einer Drehbewegung hindert. Eine solche Auslegung reicht aus, um eine Axialbewegung der Kurbelwelle 15 zu verhindern, wobei diese Auslegung nur an einem Teil der Kurbelwelle 15 vorgesehen ist. Eine derartige Auslegung kann daher an anderen Teilen der Kurbelwelle 15 nach Maßgabe von Figur 7 entfallen.
Da bei der so ausgelegten erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine die Kurbelwelle 15 in dem unteren Abschnitt des Zylinderblocks 10 und unter Zwischenschaltung des blfilms X, dem Lagerdeckel 12, dem Lagermetall 14, dem kreisförmigen Gehäuse 17 und dem elastischen Element 18 drehbar gelagert ist, werden Schwingungen durch den Ölfilm X und insbesondere wirksam durch das elastische Element 18 absorbiert, die durch bei der Verbrennung auftretenden Drücken erzeugt werden und vom Kolben zu der Kurbelwelle 15 möglicherweise übertragen werden können. Solche Schwingungen werden wirksam an einer übertragung zum Zylinderblock 10 und zum Lagerdeckel 12 gehindert.
Somit wird die Schwingungserregung des offenen Randabschnitts des Zylinderblocks 10 und der ölwanne wirksam unterdrückt, wodurch basierend auf solchen Schwingungen bei einer Brennkraftmaschine auftretende Geräusche in ihrer Erzeugung gehemmt werden.
Anhand von Versuchen hat sich ergeben, daß ein Spiel von einigen ijm bei einer Relativverschiebung zwischen der Kurbelwelle 15 und dem Zylinderblock 10 in radialer Richtung zugelassen werden kann, wobei der Lagerdeckel 12 ausreicht, um Schwingungen von 1 kHz zu absorbieren, die bei Geräuschen von Brennkraftmaschinen schwerwiegend sind. In diesem Zusammenhang reichen einige Millimeter bei den Radialabmessungen (der Stärke) des elastischen Elements aus, um die Verschiebung um die zuvor angegebenen einige iim auszugleichen.
Nach der Erfindung ist ein kreisförmiges Gehäuse mit einem Lagermetall an seiner Innenfläche durch ein kreisförmiges elastisches Element in einer Bohrung angeordnet, die von einem unteren Abschnitt eines Zylinderblocks und eines Lagerdeckels gebildet wird. Der Lagerabschnitt bzw. der Kurbelzapfen einer Kurbelwelle ist mittels des Lagermetalls abgestützt. Schwingungen, die infolge von bei der Verbrennung auftretenden Drücken entstehen, werden an einer Übertragung zur Kurbelwelle durch die Absorption durch das zuvor angegebene kreisförmige elastische Element wirksam gehindert. Hierdurch wird verhindert, daß Schwingungen zum Zylinderblock übertragen werden, wodurch auch die Schwingungserregung des offenen Randabschnitts des Zylinderblocks und einer an dem Zylinderblock befestigten Ölwanne verringert werden. Diese Maßnahmen haben zur Folge, daß von einer Brennkraftmaschine abgegebene Geräusche in starkem Maße und wirksam vermindert werden, was insbesondere im Hinblick auf die praktische Verwendung einer derartigen Brennkraftmaschine zweckmäßig und vorteilhaft ist.
Leerseite

Claims

Brennkraftmaschine Patentansprüche Brennkraftmaschine mit einer Bohrung zur Aufnahme einer Kurbelwelle, die von einem Zylinderblock begrenzt wird und einem Lagerdeckel, g e k e n n -z e i c h n e t durch: ein zylindrisches und kreisförmiges Gehäuse (17), das in der Bohrung angeordnet ist und an dessen Innenfläche ein Lagermetall (14) fest angebracht ist, mittels dem der Kurbelzapfen (5a) der Kurbelwelle (15) drehbar gelagert ist, und ein zylindrisches und kreisförmiges elastisches Element (18), das zwischen der Außenfläche des kreisförmigen Gehäuses und halbzylindrischen Flächen des Zylinderblocks und dem Lagerdeckel angeordnet ist, um auf die Kurbelwelle übertragene Schwingungen zu absorbieren.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h ne t, daß das kreisförmige Gehäuse (17) zwei halbzylindrische Gegenstücke (21, 26) umfaßt, die mittels Schrauben (23) miteinander verbunden sind.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h ne t, daß das kreisförmige elastische Element (18) fest -haftend auf der Außenumfangsfläche des kreisförmigen Gehäuses (17) angebracht ist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche -1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die haftende Verbindung. der Teile miteinander durch Sintern erreicht wird.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die haftende Verbindung der Teile miteinander durch einen Kleber erreicht wird.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das kreisförmige elastische Element (18) zwei gegenüberliegende Ringe und Ränder (E1, E2) hat, die jeweils eine Ringnut (19) haben, die im Querschnitt halbkreisförmig ist.
7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ferner halbkreisförmige plattenähnliche obere und untere Lagerelemente (27, 28) vorgesehen sind, die in ersten Nuten jeweils an dem Zylinderblock und dem Lagerdeckel derart festgelegt sind, daß sich ein erstes kreisförmiges Plattenlager bildet, das um die von dem Zylinderblock und dem Lagerdeckel gebildete Bohrung angeordnet ist, und daß eine erste Druckplatte (29) vorgesehen ist, die derart angeordnet ist, daß sie in Berührung mit dem ersten kreisförmigen Plattenlager bringbar ist und an einer ersten vertikalen Wandfläche (S1)der Kurbelwelle festlegbar ist.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß zweite halbkreisförmige plattenähnliche obere und untere Lagerelemente (27, 28) vorgesehen sind, die jeweils in zweiten Nuten festgelegt sind, die den ersten Nuten gegenüberliegend angeordnet sind und die mit Hilfe des Zylinderblocks und des Lagerdeckels derart festgelegt sind, daß sich ein zweites kreisförmiges Plattenlager bildet, das um die Bohrung angeordnet ist, und daß eine zweite Druckplatte (29) vorgesehen ist, die derart angeordnet ist, daß sie in Berührung mit dem zweiten kreisförmigen Plattenlager bringbar und an einer zweiten vertikalen Wandfläche (S2) der Kurbelwelle festlegbar ist, die der ersten vertikalen Wandfläche (S1) gegenüberliegt.