DE3729966A1 - Verbrennungsmotor mit verstaerkter konstruktion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit verstärkter Konstruktion, insbesondere einen derartigen Motor mit einer kompakten Konstruktion, die geeignet ist, Schwingungen und den in den Innenraum eines Fahrzeuges über­ tragenen Schall zu vermindern.

In einem Verbrennungsmotor mit glockenförmigem Zylinderblock wird dessen Randteil an der unteren Öffnung des Zylinderblockes durch den in diesem erzeugten Schall in Schwingungen versetzt. Der durch die Schwingungen erzeugte Schall wird von der Ölwanne verstärkt und wird durch die Luft oder die Karosserie des Fahrzeuges in dessen Innenraum übertragen.

In der JP-GBm-Auslegeschrift 40 360/1980 wird für einen Verbrennungsmotor eine Konstruktion vorgeschlagen, in der der in den Innenraum des Fahrzeuges übertragene Schall dadurch vermindert wird, daß der Randteil des Zylinderblockes an der unteren Öffnung desselben am Schwingen gehindert wird. In der vorgeschlagenen Konstruktion wird ein Verstärkungs­ glied verwendet, das das untere Ende des Zylinderblockes und die Ölwanne im ganzen Bereich des unteren Endes des Zylinder­ blockes verbindet, und das Verbindungselemente besitzt, die die einander in der Querrichtung des Motors zugekehrten Rand­ teile des Zylinderblockes an dessen unterer Öffnung miteinan­ der verbindet.

In dem vorstehend beschriebenen, bekannten Motor kann zwar ein Schwingen des Randteils des Zylinderblockes an dessen unterer Öffnung wirksam verhindert werden, doch ist es sehr schwierig, zwischen dem Zylinderblock und einem Ge­ triebegehäuse eine genügend feste Verbindung vorzusehen. Im allgemeinen ist an dem einen Längsende des Zylinderblockes ein Getriebegehäuse befestigt. In der bekannten Konstruktion ist es nun äußerst schwierig, für die Verbindung zwischen dem Getriebegehäuse und dem Zylinderblock eine genügend große Fläche zu schaffen und zwischen dem Getriebe und dem Zylinder­ block eine genügend feste Verbindung herzustellen. Infolge­ dessen kann sich der Winkel zwischen dem Zylinderblock und dem Getriebegehäuse unter der Einwirkung der auf diese Teile ausgeübten, vor allem durch den Betrieb des Motors erzeugten Kraft leicht ändern. Daher kann eine durch eine Biegekraft verursachte, vertikale Schwingung des von dem Motor und dem Getriebe gebildeten Triebwerkes nicht verhindert werden und wird diese Schwingung des Triebwerkes zwangsläufig in den Innenraum des Fahrzeuges übertragen.

Zur Lösung der vorgenannten Probleme ist in der Jp-Gbm-Auslegeschrift 27 803/1985 ein Zylinderblock beschrie­ ben, der einen einstückig mit Lagerpfannen ausgebildeten La­ gerträger besitzt, der mit einer Mehrzahl von seitwärts- und abwärtsgerichteten Armen versehen ist, die an ihrem hinteren Ende mit dem Getriebegehäuse verbunden sind, so daß für die Verbindung zwischen dem Zylinderblock und dem Getriebegehäuse eine größere Fläche zur Verfügung steht und zwischen dem Mo­ tor und dem Getriebegehäuse eine festere Verbindung herge­ stellt werden kann.

In diesem bekannten Motor kann jedoch die vorste­ hend beschriebene Schwingung des Randteils des Zylinderblockes an der unteren Öffnung desselben nicht verhindert werden. Fer­ ner sind die Arme mit dem Getriebegehäuse an Stellen verbun­ den, die im wesentlichen in derselben Vertikalebene in Verti­ kalabständen voneinander angeordnet sind. Wenn daher das Trieb­ werk infolge von Unebenheiten der Fahrbahn einer Nickkraft aus­ gesetzt wird, sind das obere und das untere Verbindungs­ element gegenphasigen Kraftkomponenten ausgesetzt, so daß die Festigkeit der mittels der Verbindungselemente hergestellten Verbindung im Lauf der Zeit abnimmt.

Schließlich wird in der US-PS 39 42 502 vorgeschla­ gen, das hintere Ende einer aus einem Gußstück bestehenden Ölwanne mit dem Getriebegehäuse starr zu verbinden. Auf die­ se Weise kann man die (nachstehend als "Triebswerksauslenkung" bezeichnete) Vertikalschwingung vermindern, die dem Triebwerk infolge der darauf einwirkenden Biegekraft erteilt wird, doch wird durch diese Ausbildung das Gesamtgewicht des Motors er­ höht.

Daher hat die Erfindung die Aufgabe, einen Ver­ brennungsmotor zu schaffen, der eine kompakte und verstärkte Konstruktion hat, die imstande ist, einerseits die Schwingung eines Randteils des Zylinderblockes an der unteren Öffnung des­ selben und andererseits auch das Biegen des Triebwerkes zu vermindern, ohne daß das Gewicht des Motors erhöht wird.

Zur Lösung dieser und weiterer Aufgaben schafft die Erfindung einen Verbrennungsmotor mit einer verstärkten Konstruktion, die Verstärkungsmittel aufweist, die mit einem Umfangsrandteil an einem Randteil des Zylinderblockes an einer unteren Öffnung desselben befestigt und die mit minde­ stens einem Verbindungsmittel versehen sind, das sich in einer Querrichtung des Motors erstreckt und dazu dient, die einander zugekehrten Randteile des Zylinderblockes an der unteren Öffnung desselben miteinander zu verbinden. Dabei sind die genannten Verstärkungsmittel plattenförmig und in einem vorderen Teil mit mindestens einer Öldurchlaßöffnung ausgebil­ det und sind sie an einer unteren Fläche des genannten vorde­ ren Teils an einer Ölwanne befestigt und bildet ein hinterer Teil der Verstärkungsmittel einen Teil einer äußeren unteren Wand einer Kurbelgehäuseanordnung, die eine Kurbelwelle ent­ hält und die sich in einen rückwärts- und aufwärtsgerichteten oberen Ast und einen rückwärts- und abwärtsgerichteten unteren Ast verzweigt, wobei der obere Ast einen mit dem Zylinderblock verbundenen Endteil und der untere Ast einen mit einem Ge­ triebegehäuse verbundenen Endteil besitzt.

Fig. 1 zeigt schematisch in Draufsicht bei weg­ genommener Ölwanne einen Verbrennungsmotor mit einer ver­ stärkten Konstruktion nach einer Ausführungsform der Erfin­ dung,

Fig. 2 in einer schematischen Rückansicht einen Verbrennungsmotor mit einer verstärkten Konstruktion nach einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 schematisch einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2,

Fig. 4 schematisch einen Querschnitt nach der Linie B-B in Fig. 3 und

Fig. 5 schematisch einen Querschnitt nach der Linie C-C in Fig. 3.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Verbrennungsmotor mit einer verstärkten Konstruktion nach einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Am unteren Teil eines glockenförmigen Zylinderblockes 1 ist eine Kurbelwelle 2 angeordnet, die in Lagerteilen 1 b des Zylinderblockes 1 abgestützt ist. Zu die­ sem Zweck sind mit Schrauben 5 beide Enden einer primären Lagerpfanne 3 a und von Lagerpfannen 3 b befestigt, die die Kurbelwelle 2 unter Zwischenlage von Lagermetall 4 umgrei­ fen, so daß die Kurbelwelle 2 drehbar gelagert ist. Unter dem Zylinderblock 1 ist eine Ölwanne 6 angeordnet, in der sich Öl sammelt, das von einer nicht gezeigten Ölpumpe über ein Sieb 7 und einen Ölkanal 8 den beweglichen Teilen, beispielsweise der Kurbelwelle 2, zugeführt wird.

Ein Umfangsrandteil 9 a eines plattenförmigen Ver­ stärkungsgliedes 9 ist an einem Mantelteil 1 a befestigt, das an der unteren Öffnung des Zylinderblockes 1 einen Randteil bildet. Das Verstärkungsglied 9 besitzt eine Mehrzahl von Ver­ bindungselementen 10, die sich in der Querrichtung des Motors erstrecken und mit einander zugekehrten Mantelteilen 1 a ver­ bunden sind. Jedes der Verbindungselemente 10 ist unterhalb einer der Lagerpfannen 3 b zwischen einander benachbarten Zy­ linderbohrungen angeordnet und besteht aus einer Mehrzahl von Rippen, die an den Lagerpfannen 3 b entsprechenden Stellen auf­ wärts vorstehen und sich in einer Querrichtung des Motors er­ strecken. Die Höhe der Verbindungselemente 10 ist so gewählt, daß sie die Schrauben 5 nicht berühren. Jedes der Verbin­ dungselemente 10 ist ferner mit Rippen 11 versehen, die sich in der Längsrichtung des Motors erstrecken. Unterhalb des Ver­ stärkungsgliedes 9 ist die Ölwanne 6 unterhalb der unteren Fläche des vorderen und des mittleren Teils des Verstärkungs­ gliedes 9 angeordnet und an einer unteren Fläche des Ver­ stärkungsgliedes 9 befestigt. Oberhalb der Ölwanne ist das Verstärkungsglied 9 in seinem vorderen und mittleren Teil mit einer Mehrzahl von Öldurchlaßöffnungen 12 ausgebildet, durch die das umzuwälzende Öl in die Ölwanne 6 fällt, nachdem es durch das Sieb 7 und den Ölkanal 8 hindurch den bewegbaren Teilen zugeführt worden ist.

Am Umfangsrandteil 9 a des Verstärkungsgliedes 9 sind ein einwärtsgerichteter Flansch 13 und unterhalb des Flansches 13 ein einwärtsgerichteter Flansch 14 vorgesehen. Gemäß den Fig. 4 und 5 hat der Flansch 13 Löcher 15 für Schrauben 16 zum Befestigen an dem Mantelteil 1 a und hat der Flansch 14 Löcher 17 für Schrauben 16 zum Befestigen an der Öl­ wanne 6. Um das Anbringen des Zylinderblockes 1 und der Öl­ wanne 6 an dem Verstärkungsglied 9 zu erleichtern, sind die Löcher 15 und 17 gegeneinander versetzt. Dabei sind die Löcher 17 zum Befestigen der Ölwanne 6 näher an der Außenfläche des Umfangsrandteils 9 a des Verstärkungsgliedes 9 angeordnet als die Löcher 15 zum Befestigen des Mantelteils 1 a. Auf diese Weise kann ein kompaktes Verstärkungsglied 9 erhalten werden. In einem Umfangsteil des Verstärkungsgliedes 9 sind die Flan­ sche 13 und 14 durch einen Umfangsteil des Verstärkungsgliedes 9 miteinander verbunden. Zwischen einander benachbarten Zylinderbohrungen ist knapp unter der Lagerpfanne 3 b der hin­ tere Teil der Ölwanne 6 an dem Flansch 14 des Verstärkungs­ gliedes 9 befestigt. In der Nähe des hinteren Teils der Öl­ wanne 6 ist auf dem Verstärkungsglied 9 eine seitwärtsgerich­ tete Rippe 18 vorgesehen, die die rechte und die linke Um­ fangswand des Verstärkungsgliedes 9 miteinander verbindet und im wesentlichen ebenso hoch ist wie die Umfangswand.

Am hinteren Seitenteil des Verstärkungsgliedes 9 ist ein Getriebegehäuse 19 befestigt, das ein Getriebe enthält. An dem hinteren Teil seines an der Ölwanne 6 befestigten Teils verzweigt sich das Verstärkungsglied 9 in einen platten­ förmigen oberen Ast 20 und einen plattenförmigen unteren Ast 21. Der obere Ast 20 erstreckt sich aufwärts und ist an seinem hinteren Endteil durch Schrauben 16 mit einem hinteren End­ teil des Zylinderblockes 1 verbunden. Dieser hintere End­ teil erstreckt sich horizontal im wesentlichen in der Quer­ richtung des Motors und ist mit Löchern für die vertikalen Schrauben 16 ausgebildet. Der untere Ast 21 erstreckt sich ab­ wärts und ist an seinem hinteren Endteil durch Schrauben 16 mit einem glockenmundförmigen Teil 19 a des Getriebegehäuses 19 verbunden. Der hintere Endteil des unteren Astes 21 er­ streckt sich im wesentlichen in einer Querrichtung des Motors vertikal und ist mit Löchern für die Schrauben 16 ausgebildet, die sich in der Längsrichtung des Motors erstrecken. Der obere Zweig 20 ist mit dem Zylinderblock 1 hinter der Stelle verbunden, an der der untere Ast 21 mit dem glockenmundförmi­ gen Teil 19 a des Getriebegehäuses 19 verbunden ist. Ferner sind drei radiale Rippen 22 vorgesehen, die den oberen Ast 20 und den unteren Ast 21 miteinander verbinden.

Ein hinterer Teil des Verstärkungsgliedes 9 bil­ det einen Teil einer äußeren unteren Wand eines Kurbelgehäu­ ses, das die Kurbelwelle 2 enthält. Unterhalb des hinteren Teils des Verstärkungsgliedes 9 ist ein Rahmenteil 23 der Fahrzeugkarosserie angeordnet. Die Ölwanne 6 ist unter­ halb des vorderen und des mittleren Teils des Verstärkungs­ gliedes 9 angeordnet.

In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist somit das Verstärkungsglied 9 mit dem Manteilteil 1 a des Zy­ linderblockes 1 am Rand der unteren Öffnung desselben verbun­ den und ist das Verstärkungsglied 9 am Ende des unteren Astes 21 mit dem Getriebegehäuse 19 verbunden. Infolgedessen wird die Schwingung des Zylinderblockes 1 am Rand der unteren Öff­ nung desselben vermindert und kann das Getriebegehäuse 19 starr mit dem Zylinderblock verbunden werden. Ferner ist die Öl­ wanne 6 unterhalb des vorderen und des mittleren Teils des Verstärkungsgliedes 9 angeordnet und bildet das Verstärkungs­ glied 9 selbst einen oberhalb des Rahmenteils 23 der Fahrzeug­ karosserie angeordneten Teil der äußeren unteren Wand des Kurbelgehäuses, so daß ein kompakter Motor erhalten werden kann. Außerdem sind in dem einen Teil der äußeren unteren Wand des Kurbelgehäuses bildenden hinteren Teil des Ver­ stärkungsgliedes keine Öldurchlaßöffnungen 12 ausgebildet, so daß das Triebwerk viel starrer ausgebildet werden kann. Das Verstärkungsglied 9 verzweigt sich in den aufwärtsgerich­ teten und mit dem Zylinderblock 1 verbundenen, oberen Ast 20 und in den hinter dem an der Ölwanne 6 befestigten Ast ab­ wärtsgerichteten und mit dem glockenmundförmigen Teil 19 a des Getriebegehäuses 19 verbundenen, unteren Ast 21. In­ folgedessen kann das Verstärkungsglied 9 mit dem Zylinder­ block 1 und dem Getriebegehäuse 19 an Stellen verbunden wer­ den, die in einem genügend großen Vertikalabstand voneinan­ der angeordnet sind, so daß das Triebwerk viel starrer aus­ gebildet werden kann. Ein weiterer Vorteil der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist darauf zurückzuführen, daß der obere Ast 20 mit dem Zylinderblock 1 hinter der Stelle verbunden ist, an der der untere Ast 21 mit dem Getriebege­ häuse 19 verbunden ist, und besteht darin, daß das Triebwerk eine viel höhere Nickfestigkeit hat und daß die Starrheit des Triebwerks im Lauf der Zeit nicht abnimmt.

In der vorstehend beschriebenen, bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung sind die einander in der Querrich­ tung des Motors zugekehrten Teile des Zylinderblockes am Rand der unteren Öffnung desselben durch das Verstärkungsglied mit­ einander verbunden, so daß ein Schwingen des Zylinderblockes am Rand seiner unteren Öffnung verhindert und der in den Innen­ raum des Fahrzeuges übertragene Schall vermindert wird. Fer­ ner verzweigt sich der hintere Teil des Verstärkungsgliedes in den aufwärtsgerichteten und mit dem Zylinderblock verbunde­ nen oberen Ast und in den abwärtsgerichteten und mit dem Ge­ triebegehäuse verbundenen unteren Ast. Man kann daher das Verstärkungsglied mit dem Zylinderblock und dem Getriebege­ häuse an Stellen verbinden, die einen genügend großen Vertikal­ abstand voneinander haben, und kann die Starrheit des Trieb­ werks gegenüber einer in der Vertikalebene darauf ausgeübten Kraft beträchtlich erhöhen. Da die Ölwanne unterhalb des vor­ deren und mittleren Teils des Verstärkungsgliedes angeordnet ist und dieses selbst einen Teil der äußeren unteren Wand des Kurbelgehäuses bildet, kann man einen kompakten Motor er­ halten. Ferner sind in dem einen Teil der äußeren unteren Wand des Kurbelgehäuses bildenden hinteren Teil des Verstärkungs­ gliedes keine Öldurchlaßöffnungen ausgebildet, so daß dieser Teil sehr starr ist und die Starrheit des Triebwerks weiter verbessert werden kann. Da aber das Verstärkungsglied und die Ölwanne voneinander getrennte Teile sind, kann man die Ge­ wichtszunahme des Triebwerks in engen Grenzen halten, wenn die Ölwanne aus Stahlblech hergestellt wird, wobei eine hohe Starrheit des Triebwerks erzielt werden kann, wenn das Ver­ stärkungsglied aus einem Gußstück besteht.

Vorstehend wurde die Erfindung an Hand der dar­ gestellten Ausführungsbeispiele beschrieben, auf deren Ein­ zelheiten die Erfindung jedoch nicht eingeschränkt ist, da diese Ausführungsbeispiele im Rahmen der Patentansprüche ab­ geändert werden können.

Claims (9)

1. Verbrennungsmotor mit einer verstärkten Kon­ struktion, wobei ein Zylinderblock an seinem hinteren Teil mit einem Getriebegehäuse verbunden ist und ein Verstärkungs­ mittel an einem Umfangsrandteil mit einem Randteil des Zylin­ derblockes an einer unteren Öffnung desselben verbunden ist und mindestens ein Verbindungselement aufweist, das sich in der Querrichtung des Motors erstreckt und die einander zugekehrten Randteile des Zylinderblockes an der unteren Öffnung dessel­ ben verbindet, und unterhalb des Verstärkungsmittels eine Öl­ wanne angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver­ stärkungsmittel plattenförmig ist und in einem vorderen Teil mit mindestens einer Öldurchlaßöffnung ausgebildet ist, daß ein hinterer Teil des Verstärkungsmittels einen Teil einer äußeren unteren Wand einer Kurbelgehäuseanordnung bildet, die eine Kurbelwelle enthält, dieser hintere Teil sich in einen rückwärts- und aufwärtsgerichteten oberen Ast und einen rückwärts- und abwärtsgerichteten unteren Ast verzweigt und der obere Ast einen mit dem Zylinderblock verbundenen Endteil und der untere Ast einen mit dem Getriebegehäuse verbundenen Endteil besitzt.

2. Verbrennungsmotor mit verstärkter Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungs­ mittel aus einem Gußstück und die Ölwanne aus Stahlblech be­ steht.

3. Verbrennungsmotor mit verstärkter Konstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Ast an seinem hinteren Ende mit dem Zylinderblock und der untere Ast an seinem hinteren Ende mit dem Getriebegehäuse verbunden und das hintere Ende des oberen Astes hinter dem hinteren Ende des unteren Astes angeordnet ist.

4. Verbrennungsmotor mit verstärkter Konstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das hinte­ re Ende des oberen bzw. des unteren Astes in einer Querebene des Motors erstreckt und die genannten hinteren Enden durch mindestens eine Rippe miteinander verbunden sind.

5. Verbrennungsmotor mit verstärkter Konstruktion nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen aus einer Mehrzahl von Rippen besteht, die sich zwischen dem oberen und dem unteren Ast radial erstrecken.

6. Verbrennungsmotor mit verstärkter Konstruktion nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das hinte­ re Ende des oberen Astes in einer Horizontalebene erstreckt und eine Mehrzahl von Löchern für vertikale Schrauben besitzt und daß sich das hintere Ende des unteren Astes in einer Vertikalebene erstreckt und Löcher für Schrauben besitzt, die sich in der Längsrichtung des Motors erstrecken.

7. Verbrennungsmotor mit verstärkter Konstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungs­ mittel zwischen zwei einander benachbarten Zylinderbohrungen des Zylinderblockes mindestens eine aufwärts vorstehende Rippe besitzt, die sich in einer Querrichtung des Motors erstreckt, und jede dieser Rippen mit mindestens einer Rippe versehen ist, die sich in der Längsrichtung des Motors erstreckt.

8. Verbrennungsmotor mit verstärkter Konstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungs­ mittel an einem Umfangsrandteil mit einem einwärtsgerichte­ ten ersten Flansch versehen ist, der vertikale Löcher für Schrau­ ben zum Befestigen des Zylinderblockes besitzt, sowie mit einem unterhalb des ersten Flansches einwärtsgerichteten, zwei­ ten Flansch, der vertikale Löcher für Schrauben zum Befesti­ gen der Ölwanne besitzt, und daß die Löcher in dem ersten und dem zweiten Flansch gegeneinander versetzt sind.

9. Verbrennungsmotor mit verstärkter Konstruktion nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungs­ mittel einen ersten Flansch zum Befestigen des Zylinderblockes und unterhalb des ersten Flansches einen zweiten Flansch zum Befestigen der Ölwanne besitzt und daß es ferner eine den ersten und den zweiten Flansch miteinander verbindenden Umfangswand und ein Rippenmittel besitzt, das sich im Bereich eines hin­ teren Teils des zweiten Flansches quer erstreckt, wobei der hintere Teil des zweiten Flansches zwischen einander benach­ barten Zylinderbohrungen des Zylinderblockes angeordnet ist und das Rippenmittel eine rechte und eine linke Umfangswand der Verstärkungsmittel miteinander verbindet und im wesent­ lichen ebenso hoch ist wie diese Umfangswände.