DE4324851C2 - Triebwerk für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Triebwerk für ein KraftfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugtriebwerk zur Über
tragung von Motordrehmomenten auf Antriebswellen für vorde
re Antriebsräder und insbesondere ein Triebwerk, in welchem
ein Getriebe quer unmittelbar hinter dem querliegenden Mo
tor mit einer Motorkurbelwelle und einer parallel dazu lie
genden Getriebeabtriebswelle eingebaut ist, wie es im Ober
begriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.
Bei einer herkömmlichen Anordnung eines Kraftfahrzeugtrieb
werkes, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, sind ein Motor 91
und ein Getriebe 92 in Reihe in Längsrichtung eines Autos
eingebaut, so daß Antriebs- und Abtriebswellen des Getrie
bes in gerader Linie mit einer Abtriebswelle des Motors,
wie einer Kurbelwelle, ausgerichtet sind. Ein solcher
Triebwerksaufbau eignet sich jedoch nicht gut für eine
entsprechende Anpassung zum Bau von kompakten Triebwerken
und tiefgezogenen Motorhaubenkonturen.
Die ungeprüfte japanische Offenlegungsschrift Nr. 1-316 561
aus welcher ein Beispiel in Fig. 2 dargestellt ist, offen
bart eine herkömmliche Lösung für kompakte Triebwerke, in
welcher ein Motor 93 im Motorraum querliegend angeordnet
und mit einem unmittelbar dahinterliegenden gleichfalls
querliegend eingebauten Getriebe 94 verbunden ist, so daß
die Getriebeabtriebswelle parallel zur Abtriebswelle des
Motors 93 zu liegen kommt. Eine Energieübertragungsvorrich
tung 95 ist an einem Ende der Motorabtriebswelle befestigt,
und erstreckt sich nach hinten zu einem Punkt, an welchem
sie mit einer seitwärts gerichteten Antriebswelle des Ge
triebes verbunden ist, um die Energieübertragung von der
Abtriebswelle des Motors 93 zur Antriebswelle des Getriebes
94 zu erleichtern.
Ferner ist ein Zweiradantriebsdifferential 97 am rückwärti
gen Bereich des Getriebegehäuses 96 eingebaut, und Vorder
radantriebsachsen 98 und 99 sind an seiner rechten und lin
ken Seite angeschlossen.
Der in Fig. 2 dargestellte herkömmliche Typ eines Trieb
werks ist kompakter als Triebwerke, welche die in Fig. 1
dargestellte Reihenlängsanordnung verwenden, und erweist
sich insbesondere vorteilhaft für Fahrzeuge mit niederen
Motorhaubenkonturen. Bei diesem Triebwerk ist das Differen
tial 97 am Ende der Kurbelwelle des Motors 93 angeordnet
und das Getriebe 94 befindet sich oberhalb und zwischen der
Kurbelwelle des Motors 93 und Antriebsachsen des Differen
tials 97. Bei dieser Anordnung wird, falls eine meßbare
Verbesserung durch Verkürzen des vorderen Fahrzeugüberhangs
durch Neigen des Motors 93 zum Fahrzeugheck hin erzielt
wird, der Raum zwischen der rückwärtigen Motoroberfläche 93
und einer Trennwand knapp und eng, so daß die Planungsfrei
heit zur Anordnung des Getriebes 94 und des Differentials
97 beschränkt wird. Dies ist ein Problem, welches insbeson
dere bei V-Motoren auftritt.
US-PS 3 017 787 offenbart ein gattungsbildendes kompaktes
Triebwerk mit einem Motor, mit einer quer in einem Motor
raum orientierten Kurbelwelle und einer außen an der Kur
belwelle angesetzten Kupplung. Das Differential zum Diffe
rentialantrieb der Antriebswellen der vorderen Antriebs
räder ist hinter dem Motor angeordnet. Ein Getriebe dient
zur Vergrößerung des Motordrehmoments und zu dessen Über
tragung auf das Differential. Es ist in bezug auf eine
Längsrichtung des Fahrzeugs zwischen der Achse der Kurbel
welle und einer Querachse des Differentials angeordnet. Die
Antriebs-, Primärabtriebs- und Gegenabtriebswelle sind par
allel zur Kurbelwelle und sowohl unterhalb der Achse der
Kurbelwelle als auch unterhalb der Querachse des Differen
tials angeordnet.
Der Erfindung ist die Aufgabe zugrunde gelegt,
ein Kraftfahrzeugtriebwerk zu schaffen, in welchen ein
Getriebe und insbesondere die Getriebewellen derart ange
ordnet sind, daß es möglich wird, den Motor zum Fahrzeugheck
hin zu neigen, so daß das Fahrzeugtriebwerk und seine
Hilfsaggregate besonders platzsparend untergebracht werden
können.
Diese Aufgabe wird durch ein Triebwerk mit den Merkmalen des An
spruchs 1 gelöst. Bei dem Triebwerk ist insbesondere das
Vorderdifferential in der Weise angebracht, daß die Mittel
achse der Antriebswelle am Ende der Mittelachse der Kurbel
welle sitzt. Das Getriebe ist zwischen und unter dem Motor
und dem Differential eingebaut, insbesondere so, daß seine
Primärabtriebswelle tiefer als seine Sekundär- oder Gegen
abtriebswelle bezüglich der Kurbelwelle angeordnet ist.
Dieser Aufbau schafft eine besonders kompakte Konstruktion
des zwischen der Kurbelwelle und der Antriebswelle und hin
ter und unterhalb der Kurbelwelle angeordneten Getriebes.
Das Getriebe kann im eingeschränkten Raumbereich des Motor
raums untergebracht werden, so daß der limitierte Platz
effizient ausgenutzt wird.
Die vorstehende Aufgabe und andere Zwecke und Merkmale der
vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand eines in
der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispie
les weiter beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Reihen-Längsanordnung
eines herkömmlichen Kraftfahr
zeugtriebwerks;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Queranordnung
eines herkömmlichen Kraftfahrzeugtriebwerks;
Fig. 3 eine Ansicht eines seitlichen Aufrisses eines
Kraftfahrzeugtriebwerks gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Kraftfahrzeugtriebwerk der
Fig. 3 und
Fig. 5 eine detaillierte Ansicht des Kraftfahrzeugtrieb
werks der Fig. 3, wie es sich von oben darstellt.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen, insbe
sondere auf Fig. 3 und 4, welche ein erfindungsgemäßes
Triebwerk entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbei
spiel zeigen, ist ersichtlich, daß eine untere Trennwand 2
einstückig mit einer Bodentrennwand ausgebildet ist und
sich nach oben im Anschluß an das vordere Ende der Boden
trennwand erstreckt, so daß ein Motorraum von einem Fahr
gastraum abgetrennt wird.
Eine Verkleidung 5, die sich quer über die Fahrzeugbreite
erstreckt, wird am oberen Ende der unteren Trennwand 2 ge
bildet. Ein Sechszylinder V-Motor 7 mit einer vorderen und
hinteren Zylinderreihe B1 und B2, die zur Bildung eines
V-Zwischenraums angeordnet sind, ist querliegend im Motor
raum 4 angeordnet mit seiner Abtriebswelle, wie einer Kur
belwelle 6, in Querrichtung. Dieser Sechszylinder V-Motor 7
ist zur Rückseite des Fahrzeugs hin geneigt.
Der Motor weist einen Zylinderblock 8, einen Zylinderkopf 9
für jede der Zylinderreihen B1 bzw. B2 sowie eine Zylinder
kopfabdeckung 10 für jeden Zylinderkopf 9 auf.
Der Zylinderblock 8 ist mit einer an seiner Unterseite an
gebrachten Ölwanne 11 versehen. Eine Kurbelriemenscheibe 12
ist an einem Ende, beispielsweise dem linken Ende der Kur
belwelle 6 angebracht. Verschiedene mit dem Motor in Zusam
menhang stehende, im Motorraum 4 verteilte Elemente sind
ein Kühlerkondensator 66, ein Kühler 67, ein Lüfter 68, ein
Klimaanlagenkompressor 69, eine Servolenkungspumpe 70, ein
Wechselstromgenerator 71, ein Bremsverstärker 72, ein Zahn
stangensteuermechanismus 73 und ein vorderer Rahmen 74.
Wie Fig. 3 zeigt, ist der Motor 7 mit einem Ansaugstutzen
14 mit einem angeblockten Ansaugtank 13 versehen. Dieser
Stutzen 14 ist mit einer Luftansaugleitung (nicht darge
stellt) ausgerüstet, welche mit Luftansaugöffnungen einer
jeden Zylinderreihe B1 und B2 in Verbindung steht. Der Mo
tor 7 ist ferner mit einem Auslaßstutzen 15 versehen, wel
cher mit der vorderen Zylinderreihe B1 verbunden ist, die
mit Auslaßöffnungen in Verbindung steht. Dieser Auslaßstut
zen 15 ist mit einem Umschaltventil 16 sowie einem strom
aufwärts liegenden Katalysator 17 versehen, welcher einen
relativ niedrigen Wärmewiderstand hat und zur Verringerung
von Stickstoffoxid (NOx) Emissionen während insbesonde
re der mageren Verbrennung von Treibstoff eingesetzt ist.
Dieser Auslaßstutzen 15 ist ferner mit einem vorderen Aus
puffrohr 18, einem 3-Wege-Katalysator 19, einem mittlerem
Auspuffrohr 20 und einem stromabwärts liegenden 3-Wege-Ka
talysator 21, in der Reihenfolge vom Fahrzeug aus gesehen,
versehen. Ein Umgehungsrohr 22 ist zwischen dem Umschalt
ventil 16 und dem stromabwärts liegenden Bereich des Kata
lysators 17 angeschlossen, um Auspuffgas die Möglichkeit zu
geben, den stromaufwärts liegenden Katalysator 17 zu umge
hen, wenn der Motor 7 unter Hochlast und Hochgeschwindig
keit betrieben wird, um eine auf Hitze beruhende Ver
schlechterung des stromaufwärts liegenden Katalysators 17
zu verhindern.
Auf ähnliche Weise ist ein Auspuffstutzen 23 an der hinter
en Zylinderreihe B2 zum Austausch mit Auspufföffnungen an
geschlossen. Der Auspuffstutzen 23 ist mit einem Umschalt
ventil 24, einem stromaufwärts liegenden Katalysator 25 und
einem vorderen Auspuffrohr 26, in der Reihenfolge von der
Motorseite aus gesehen, versehen. Dieses vordere Auspuff
rohr 26 ist an seinem stromabwärtigen Ende an einem Aus
puffgassammler 27 angeschlossen. Ein Umgehungsrohr 22 ist
zwischen dem Umschaltventil 24 und dem stromabwärtigen Be
reich des Katalysators 25 angeschlossen, um die Möglichkeit
zu bieten, daß Auspuffgas den stromaufwärts liegenden Kata
lysator 25 umgeht, wenn der Motor 7 unter Hochlast und
Hochgeschwindigkeit betrieben wird. Dies dient dazu, auf
Hitze zurückgehende Verschlechterung des Katalysators 25 zu
verhindern, der zur Verringerung von Stickstoffoxid
(NOx) verwendet wird, und welcher einen kleinen Hitze
widerstand aufweist. Wie man in Fig. 4 sieht, sind ver
schiedene Elemente angeordnet, die im Zusammenhang mit Vor
derrädern 57 und 58 stehen, wie Fahrzeugaufhängungssockel
75, Radgehäuse 76, Gestängeverbindungen 77 und Gelenkver
bindungen 78.
Wie Fig. 5 zeigt, ist ein Handschaltgetriebe 32 querliegend
hinter dem V-Motor 7 angeordnet und konstruktiv mit dem
V-Motor verbunden, so daß eine Primär- oder Hauptabtriebs
welle 30, die als Abtriebswelle dient, und eine Sekundär-
oder Gegenabtriebswelle 31 parallel zur Motorkurbelwelle 6
gelegt werden.
Das neue Triebwerk ist mit einer Kraftübertragungsvorrich
tung 36 zur Kraftübertragung von der Kurbelwelle 6 auf die
Getriebeantriebswelle 35 über eine Abtriebswelle 34 einer
Kupplung 33 ausgestattet. Diese Kraftübertragungsvorrich
tung 36 hat ein fest an der Abtriebswelle 34 angebrachtes
Antriebskettenrad 37 und ein fest an der Getriebeantriebs
welle 35 angebrachtes getriebenes Kettenrad 38, welche mit
tels einer Kette 39 betriebsmäßig gekoppelt sind. Diese
Elemente 37, 38 und 39 der Getriebeeinrichtung 36 sind um
geben und abgedeckt von einem vorgefertigten Teil 40 (40a
und 40b) und einer Kettenabdeckung 41. Das vorgefertigte
Teil 40, welches wiederum den V-Motor 7 und das Getriebe 32
verbindet, dient zur Bildung eines Kupplungsgehäuses bei
40a und einer Kettenabdeckung bei 40b.
An eine Verlängerung der Primärabtriebswelle 30 ist an ei
ner der Kraftübertragungsvorrichtung 36 gegenüberliegenden
Seite des Getriebes 32 ein Antriebsgetriebe 42 fest ange
bracht. Ferner ist in einem Bereich am äußeren Ende der
Verlängerung der Primärabtriebswelle 30 ein Mitteldifferen
tial 46, welches durch ein Sonnenrad 43, ein Planetenrad 44
und einen Zahnkranz 45 gebildet wird. Genauer gesagt ist
das Mitteldifferential 46 auf der Primärabtriebswelle 30
über den Zahnkranz 45 fest am äußeren Ende der Primärab
triebswelle 30 angebracht. Das Mitteldifferential 46, wel
ches ein Planetenräderwerk 45 umfaßt, überträgt Kraft von
der Primärabtriebswelle 30 des Getriebes 32 auf Hinterräder
(nicht dargestellt) und ermöglicht ferner gleichzeitig, daß
die Vorder- und Hinterräder mit unterschiedlichen Geschwin
digkeiten drehen.
Das neue Triebwerk ist mit einem Vorderdifferential 48 aus
gestattet, bei welchem der Zahnkranz 47 in Eingriff mit dem
Abtriebsrad 42 des Getriebes 32 gehalten wird. Das Vorder
differential 48, welches wiederum Zahnräder 49 und Seiten
räder 50 umfaßt, ist mit den Vorderrädern in der Weise ver
bunden, daß sich der Zahnkranz 47 auf der Seite des Mittel
differentials 46 oder in einem Abstand von der Getriebe
vorrichtung 36 befindet, wobei die Seitenräder 50 an der
linken bzw. an der rechten Antriebswelle 51 gesichert sind.
Diese Antriebswellen 51 und 52 sind mit dem linken und
rechten Vorderrad 57 und 58 über Gleichgeschwindigkeits
kugelgelenke 53 und 54 sowie Vorderachsen 55 bzw. 56 ver
bunden. Eine Getriebevorrichtung 59, welche mit einem
Antriebsrad 59a und einem Abtriebsrad 59b versehen ist, ist
auf der Antriebswelle 51 zwischen dem Gleichgeschwindig
keitskugelgelenk 53 und dem Seitenrad 50 angebracht, so daß
ein Antriebsdrehmoment auf ein hinter der Getriebevorrich
tung 59 liegendes Zwischengetriebe 60 über das Antriebsrad
59a übertragen wird.
Das Zwischengetriebe 60, welches hinter oder im rückwärti
gen Bereich des Vorderdifferentials 48 liegt, umfaßt ein
Antriebsrad 62, einen koaxial zum Antriebsrad 62 liegenden
Übertragungszahnkranz 63, ein mit dem Übertragungszahnkranz
63 in Eingriff gehaltenes Kegelrad 64, und eine Kegelradan
triebswelle 65, welche einstückig mit dem Kegelrad 64 aus
gebildet ist, welche alle im Zwischengetriebegehäuse 61 un
tergebracht sind. Das Antriebsrad 62 überträgt ein An
triebsdrehmoment vom Abtriebsrad 59b der Getriebevorrich
tung 59 auf das Zwischengetriebe 60. Die Kegelradantriebs
welle 65 treibt die Hinterräder über eine Schneckenwelle
(nicht dargestellt) an.
Beim Betreiben des auf diese Weise aufgebauten und in der
vorstehend beschriebenen Weise angeordneten Triebwerks er
folgt eine Kraftübertragung vom Motor 7 zum Getriebe 32
über (in Richtung von der Motorseite) Kupplung 33, Kupp
lungsabtriebwelle 34, Antriebskettenrad 37, Kette 39, ange
triebenes Kettenrad 38 und Getriebeantriebswelle 35.
Zusätzlich erfolgt eine Kraftübertragung von der Primärab
triebswelle 30 des Getriebes 32 zum Vorderrad 57, 58 über
(in der Reihenfolge von der Getriebeantriebsseite)
Primärabtriebswelle 30, Abtriebsrad 42, Zahnkranz 47, Vor
derdifferential 48, Antriebswelle 51, 52, Kugelgelenk 53,
54 und Vorderachse 55, 56.
Ferner wird der Gang der Kraftübertragung auf die Hin
terräder von der Primärabtriebswelle 30 des Getriebes 32
durch (in der Reihenfolge von der Getriebeseite) das Mit
teldifferential 46, Sonnenrad 43, Antriebs- und Abtriebs
räder 59a und 59b, Antriebsrad 62, Zahnkranz 63, Kegel
rad 64 und Kegelradantriebswelle 65 gebildet.
Bei dem Triebwerk, wie es deutlich aus den Fig. 3 bis 5 und
der vorstehenden Beschreibung verständlich ist, wird das
Vorderdifferential 48 so positioniert, daß seine Mitte
(Differentialmitte), d. h. die Mittelachse der Antriebswelle
51, an die Rückseite der Kurbelmitte gelegt wird, mit wel
cher die Mittelachse der Kurbelwelle 6 des V-Motors 7 ge
meint ist, und das Getriebe 32 ist angeordnet, um einen Raum
effizient auszunützen, welcher unter und zwischen den Mit
telpunkten der Kurbelwelle 6 und dem Vorderdifferential 48
vorhanden ist. Zusätzlich ist die Primärabtriebswelle 30
innerhalb des Getriebes 32 tiefer als die Gegenabtriebswel
le bezüglich dem Erdboden angeordnet.
Diese Anordnung des Getriebes 32 erlaubt die Neigung des
V-Motors 7 auf das Fahrzeugheck zu. Die Neigung des V-Mo
tors 7 im Uhrzeigersinn um seine Achse, wie in Fig. 3 zu
sehen, in Richtung auf die Rückseite verkürzt den vorderen
Überhang des Fahrzeugkörpers, ermöglicht den Bau einer Ka
rosserie mit kürzerer Nase und schafft zusätzlich einen
Raum vor dem V-Motor, in welchem die im Zusammenhang mit
dem Motor stehenden Hilfsaggregate (z. B. Luftkompressor 69,
Servosteuerungspumpe 70 und Katalysator 17) besonders
günstig zueinander verteilt, angeordnet oder eingebaut
sind. Da ferner das Getriebe 32 in der Weise angebracht
ist, daß seine den größeren Durchmesser aufweisende Ab
triebswelle 30 unter seiner den kleineren Durchmesser auf
weisenden Gegenabtriebswelle 31 liegt, paßt es geschickt in
den kleinen Raum, welcher unterhalb des Überhangs ausge
bildet ist, welcher von der nach rückwärts geneigten hin
teren Zylinderreihe des V-Motors 7 geschaffen wird, wobei
ein verbesserter Raumnutzungswirkungsgrad im Vergleich mit
herkömmlichen Anordnungen von Triebwerken erreicht wird.
Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf ein bevorzug
tes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, erscheint eine
Reihe von anderen Weiterbildungen und Varianten für den
Durchschnittsfachmann möglich, die nicht vom Umfang und
Grundgedanken der Erfindung abweichen. Beispielsweise kann
das Getriebe nicht nur ein Handgetriebe sondern auch ein
Automatikgetriebe sein. Derartige weitere Ausführungen und
Varianten sollen von den Patentansprüchen eingeschlossen
und abgedeckt sein.
Claims (7)
1. Triebwerk zur Übertragung von Motordrehmomenten auf
Antriebswellen für vordere Antriebsräder
mit einem Motor (7) mit einer quer in einem Motorraum
orientierten Kurbelwelle (6) zur Abgabe eines Dreh
moments,
mit einem hinter dem Motor (7) angeordneten Differen tial (48) zum Differentialantrieb der Antriebswellen (51, 52) der vorderen Antriebsräder,
mit einem Getriebe (32) zur Vergrößerung des Motor drehmoments und zu dessen Übertragung auf das Diffe rential (48) und
mit Antriebs-(35), Primärabtriebs-(30) und Gegen abtriebswellen (31) des Getriebes (32), welche parallel zur Kurbelwelle (6) orientiert sind,
wobei das Getriebe (32) in bezug auf eine Längsrichtung des Fahrzeugs zwischen der Achse der Kurbelwelle (6) und einer Querachse (51, 52) des Differentials (48) an geordnet ist und
wobei die Wellen (30, 31, 35) des Getriebes (32) sowohl unterhalb der Achse der Kurbelwelle (6) als auch unter halb einer Querachse (51, 52) des Differentials (48) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärabtriebswelle (30) und die Antriebswelle (35) des Getriebes (32) koaxial zueinander und in ge rader Linie ausgerichtet sind.
mit einem hinter dem Motor (7) angeordneten Differen tial (48) zum Differentialantrieb der Antriebswellen (51, 52) der vorderen Antriebsräder,
mit einem Getriebe (32) zur Vergrößerung des Motor drehmoments und zu dessen Übertragung auf das Diffe rential (48) und
mit Antriebs-(35), Primärabtriebs-(30) und Gegen abtriebswellen (31) des Getriebes (32), welche parallel zur Kurbelwelle (6) orientiert sind,
wobei das Getriebe (32) in bezug auf eine Längsrichtung des Fahrzeugs zwischen der Achse der Kurbelwelle (6) und einer Querachse (51, 52) des Differentials (48) an geordnet ist und
wobei die Wellen (30, 31, 35) des Getriebes (32) sowohl unterhalb der Achse der Kurbelwelle (6) als auch unter halb einer Querachse (51, 52) des Differentials (48) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärabtriebswelle (30) und die Antriebswelle (35) des Getriebes (32) koaxial zueinander und in ge rader Linie ausgerichtet sind.
2. Triebwerk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Primärabtriebswelle (30) tiefer als die Gegen
abtriebswelle (31) bezüglich der Kurbelwelle (6) ange
ordnet ist.
3. Triebwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Motor (7) ein nach hinten geneigter V-Motor
ist.
4. Triebwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß es ferner eine Kraftübertragungsvorrichtung (36)
aufweist, welche zwischen der Motorkurbelwelle (6) und
der Antriebswelle (35) des Getriebes (32) zur Über
tragung von Motordrehmomenten auf das Getriebe (32) an
geordnet ist.
5. Triebwerk nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Differential (48) auf einer der Kraftüber
tragungsvorrichtung (36) gegenüberliegenden Seite
bezüglich einer Längs-Mittellinie des Fahrzeugs ange
ordnet ist.
6. Triebwerk nach einem der vorgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Getriebe (32) ein handgeschaltetes Getriebe
ist.
7. Triebwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Getriebe ein automatisches Getriebe ist.
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