DE3641201A1

DE3641201A1 - Brennkraftmaschine mit in reihe angeordneten zylindern und einer nockenwelle zur betaetigung der ein- und/oder auslassventile

Info

Publication number: DE3641201A1
Application number: DE19863641201
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Melde-Tuczai; Johann Dipl Ing Aigner; Othmar Dipl Ing Skatsche
Original assignee: AVL List GmbH; AVL Gesellschaft fuer Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 1985-12-09
Filing date: 1986-12-03
Publication date: 1987-06-11
Also published as: ATA356785A; US4753199A; AT402088B; DE3641201C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit in Reihe angeordneten Zylindern und einer obenliegen den Nockenwelle zur Betätigung der Ein- und /oder Auslaß ventile der Maschine, wobei der Antrieb der Nockenwelle von einem auf der Kurbelwelle sitzenden Abtriebsrad aus über weitere Getriebeelemente erfolgt.

Bei den bekannten Brennkraftmaschinen dieser Art geht die Breite des Abtriebszahnrades bzw. des Ritzels auf der Kurbelwelle in unliebsamer Weise voll in die Baulänge der Brennkraftmaschine ein. Bei einer obenliegenden Nockenwelle erfolgt der Antrieb zumeist über einen Zahnriementrieb, dessen Ritzel am vorderen Ende der Kurbelwelle außerhalb der Lagerstellen der Kurbelwelle untergebracht ist. Ein allfälliger Schwingungsdämpfer kommt dabei noch weiter vor diesem Ritzel zu liegen. Die üblichen Hilfsantriebe, wie z.B. für die Ölpumpe und die Einspritzpumpe oder den Zünd verteiler, erfolgen über weitere Zahnräder oder Ketten triebe, deren Ritzel auf der Kurbelwelle ebenfalls außerhalb der Lagerstellen derselben untergebracht sind. Es ist auch eine Ausführung bekannt, bei welcher das Ritzel innerhalb der Lagerung der Kurbelwelle und außerhalb der Kurbelwange untergebracht ist. Dabei muß allerdings der Lagerabstand für diese betroffene Kröpfung der Kurbelwelle größer gewählt werden als bei den übrigen Kröpfungen.

Nachteil aller dieser Ausführungen ist die große axiale Baulänge, die sich besonders bei Motoren mit Drehschwin gungsdämpfern erschwerend auswirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nach teile zu vermeiden und insbesondere den Antrieb der Nok kenwelle so zu gestalten, daß durch diesen die Baulänge des Motors nicht vergrößert wird, gleichzeitig aber eine eventuelle Drehzahluntersetzung zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle problemlos untergebracht werden kann.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Abtriebsrad auf einer Endwange der Kurbelwelle zwischen den diese Endwange begrenzenden und senkrecht zur Achse der Kurbelwelle verlaufenden Ebene angeordnet ist, und daß der Antrieb der Nockenwelle über eine Zwischen welle erfolgt, die über Getriebeelemente von dem auf der Endwange der Kurbelwelle angeordneten Abtriebsrad ange trieben ist. Durch diese Ausführung wird der Vorteil er reicht, daß das Abtriebsrad auf der Kurbelwelle die Bau länge der Brennkraftmaschine nicht vergrößert und eine völlige Freizügigkeit bezüglich der Unterbringung einer eventuellen Drehzahluntersetzung zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle erhalten wird. Die Zwischenwelle kann bei spielsweise im Drehzahlverhältnis 1 : 1 von der Kurbelwel le angetrieben und das nötige Untersetzungsverhältnis durch entsprechende Wahl der Zahnräder auf der Zwischen welle (z.B. Stufenrad) und der Nockenwelle erreicht werden.

Das bedeutet, daß das Nockenwellenrad oder Ritzel immer kleiner gehalten werden kann als das doppelt so große Kur belwellenrad bei Viertaktmotoren oder kleiner als das Kur belwellenrad bei Zweitaktmotoren. Es werden damit nicht nur eine sehr kurze Baulänge des Motors, sondern auch eine niedrige Bauhöhe, insbesondere im vorderen Bereich des Motors, ermöglicht. Dies ist für die Zukunft des Fahr zeugbaues sehr wesentlich, weil trendmäßig immer flachere Motorhauben angestrebt werden, um den Luftwiderstand zu verringern.

Bei einer Brennkraftmaschine mit einem Drehschwingungs dämpfer auf dem dem Schwungrad abgewendeten Ende der Kur belwelle kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Antrieb der Nockenwelle mit einem Zahnriemen erfolgen, dessen vordere Begrenzung innerhalb der vorderen Begren zungsebene des Schwingungsdämpfers liegt und die die Zwischenwelle antreibenden Getriebeelemente innerhalb der senkrecht zur Kurbelwellenachse verlaufenden Begrenzungs ebenen der auf der Seite des Schwingungdämpfers gelegenen Endwange der Kurbelwelle angeordnet sind. Auf diese Weise wird auch durch den Riementrieb zwischen Zwischenwelle und Nockenwelle die Baulänge des Motors nicht vergrößert. Schwungradseitig kann auf der Zwischenwelle ein Antrieb für die Ölpumpe und Einspritzpumpe vorgesehen sein. Im Falle eines Ottomotors würde ein Zündverteiler den Platz der Einspritzpumpe einnehmen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Ab triebsrad, vorzugsweise Zahnrad oder Kettenritzel, mit der Endwange der Kurbelwelle einstückig sein. Diese relativ einfache Ausführung kann, wenn andere konstruktive oder herstellungstechnische Vorausetzungen vorliegen, nach einem anderen Merkmal der Erfindung auch durch eine Ausführung ersetzt werden, bei welcher das Abtriebsrad, vorzugsweise Zahnrad oder Kettenritzel, als separater Teil ausgeführt und mit der Endwange der Kurbelwelle fest verbunden, vor zugsweise auf diese aufgeschrumpft ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt nach der Linie I-I in Fig. 2, die

Fig. 2 eine Ansicht der Maschine in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1,

Fig. 3 ein vergrößertes Detail zur gleichen Aus führung und die

Fig. 4, 5 und 6 das gleiche Detail wie in Fig. 3 aber für je eine andere Ausführung.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Brennkraftmaschine besteht aus einem Motorblock 1, einem Zylinderkopf 2 sowie einer Ölwanne 3. Die Maschine umfaßt vier Zylinder, deren Achsen mit 4 bezeichnet sind. Im Zylinderkopf 2 ist die Nockenwelle 5 gelagert, welche an der Vorderseite über eine Zahnriemenscheibe 6 angetrieben wird und ihrerseits an der Schwungradseite eine Riemenscheibe 7 aufweist, die zum Antrieb von nichtdargestellten Hilfsgeräten, wie z.B. einer Lichtmaschine und/oder einer Wasserpumpe dient. Die im Motorblock gelagerte Kurbelwelle 8 mit der Achse 8′ weist an der Vorderseite einen Drehschwingungsdämpfer 9 und am entgegengesetzten Ende das Schwungrad 10 auf. Der vorderste Kurbelzapfen 11 der Kurbelwelle 8 liegt zwischen zwei Kurbelwangen, von denen die innere in üblicher Weise ausgeführte Kurbelwange mit 12 bezeichnet ist und die äußere Kurbelwange 13′ als Abtriebsrad in Form eines Ket tenrades 13 ausgebildet ist.

Der Antrieb der Nockenwelle 5 erfolgt vom Abtriebsrad 13 auf der Kurbelwelle 8 ausgehend über die Zwischenwelle 14, welche zu diesem Zweck ein Antriebsrad 15 aufweist, welches über eine Kette 16 mit dem Abtriebsrad 13 verbun den ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Übersetzung zwischen Kurbelwelle und Zwischenwelle 1 : 1. Anstelle des Kettentriebes könnten auch andere Antriebs verbindungen eingesetzt werden, z.B. ein Zahnradantrieb oder ein Zahnriementrieb. Auf der Zwischenwelle 14 sitzt das Abtriebsrad 17 eines Zahnriementriebes, welcher die Antriebsverbindung zur Zahnriemenscheibe 6 auf der Nocken welle 5 über den Zahnriemen 18 herstellt. Die vordere Be grenzung des Zahnriemens 18 ist mit 19 bezeichnet; sie liegt innerhalb der vorderen Begrenzungsebene 20 des Dreh schwingungsdämpfers 9. Die die Zwischenwelle 14 antreiben den Getriebeelemente, nämlich das Abtriebsrad 13, die Ket te 16 sowie das Antriebsrad 15, sind innerhalb der senk recht zur Kurbelwellenachse 8′ verlaufenden Begrenzungs ebenen 21 und 22 gelegen, vergl. Fig. 3.

An der dem Schwungrad 10 zugewendeten Seite weist die Zwischenwelle 14 ein Kegelrad 23 auf, welches mit dem auf der Welle 24 sitzenden Kegelrad 25 kämmt und zum Antrieb z.B. einer Einspritzpumpe 26 einerseits und einer Öl pumpe 27 andererseits dient. An die Stelle der Einspritz pumpe 26 kann bei einem Ottomotor ein Zündverteiler treten. Die zuletzt beschriebenen Teile liegen alle im Kurbelraum der Brennkraftmaschine; der Zahnriementrieb zwischen Zwischenwelle 14 und Nockenwelle 5 ist durch einen Deckel 28 abgedichtet.

Die in Fig. 2 dargestellte Scheibe 32 wirkt zumindest als Spannrolle für den Zahnriemen 18; sie kann jedoch zu sätzlich auch zum Antrieb verschiedener Hilfsaggregate, wie z.B. einer Wasserpumpe oder einer Hydraulikpumpe die nen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist das Abtriebs rad auf der Kurbelwelle 8 als separater Kettenradkranz 29 ausgeführt, der mit der Kurbelwelle bzw. mit der Endwange 13′ z.B. durch Schrumpfen fest verbunden ist. Bei den Aus führungen nach Fig. 5 und 6 ist das Abtriebsrad als Zahn rad 30 bzw. 31 ausgebildet, und zwar bei der Ausführung nach Fig. 5 einstückig mit der Kurbelwange 13′ und bei der Ausführung nach Fig. 6 als separater aufgeschrumpfter Zahnkranz 31.

Claims

1. Brennkraftmaschine mit in Reihe angeordneten Zylindern und einer obenliegenden Nockenwelle zur Betätigung der Ein- und/oder Auslaßventile der Maschine, wobei der An trieb derNockenwelle von einem auf der Kurbelwelle sit zenden Abtriebsrad aus über weitere Getriebeelemente erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsrad (13) auf einer Endwange (13′) der Kurbelwelle (8) zwischen den diese Endwange begrenzen den und senkrecht zur Achse (8′) der Kurbelwelle (8) verlaufenden Ebenen (21, 22) angeordnet ist, und daß der Antrieb der Nockenwelle (5) über eine Zwischenwel le (14) erfolgt, die über Getriebeelemente (15, 16) von dem auf der Endwange (13′) der Kurbelwelle (8) an geordneten Abtriebsrad (13) angetrieben ist.

2. Brennkraftmaschine mit einem Drehschwingungsdämpfer (9) auf dem dem Schwungrad (10) abgewendeten Ende der Kur belwelle (8), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Nockenwelle (5) mit einem Zahnrie men (18) erfolgt, dessen vordere Begrenzung (19) inner halb der vorderen Begrenzungsebene (20) des Schwingungs dämpfers (9) liegt und die die Zwischenwelle (14) an treibenden Getriebeelemente (13, 15) innerhalb der senkrecht zur Kurbelwellenachse (8′) verlaufenden Be grenzungsebenen (21, 22) der auf der Seite des Dreh schwingungsdämpfers (9) gelegenen Endwange der Kurbel welle angeordnet sind.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Abtriebsrad, vorzugsweise Zahn rad (30) oder Kettenritzel (13), mit der Endwange (13′) der Kurbelwelle (8) einstückig ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Abtriebsrad, vorzugsweise Zahn rad (31) oder Kettenritzel (29), als separater Teil ausgeführt und mit der Endwange (13′) der Kurbelwelle (8) fest verbunden, vorzugsweise auf diese aufge schrumpft ist.