DE753939C - Vehicle powered by an internal combustion engine subject to strong torque fluctuations - Google Patents

Description

Fahrzeug mit Antrieb-durch eine, starken Drehmomenten-Schwankungen= untervvörferie Brennkraftmaschine Die Erfindung -betrifft ein Fährzeug mit Antrieb: durch eine starken- Drehmomenten-Schwankungen unterworfene- Brennkraftmaschine, insbesondere eine solche mit drei Zylindern.Vehicle with drive-by, strong torque fluctuations = Untervvörferie internal combustion engine The invention relates to a vehicle with a drive: by an internal combustion engine subject to strong torque fluctuations, especially one with three cylinders.

Es ist bereits bekannt, bei" Kraftwagen sowohl den Motor als auch den Aufbau -gegenüber dem Fahrgestell unter Zwischenschaltung von elastischen -Einlagen, insbesondere aus Gummi, zu lagern. Die elastische Lagerung des Motors soll die, von diesem ausgehenden SchwingungenvomFahrzeugrahmen fern-halten, während .die elastische Lagerung des Wagenaufbaus im wesentlichen zur Fernhaltung von Straßenstößen und Körperschall dienen :soll. Um eine möglichst vollkommene Isolierung der vom Motor auf das Fahrgestell einwirkenden Schwingungen zu erreichen, hat man die Eigenfrequenz des aus der Antriebsmaschine und .den elastischen: Lagern bestehenden schwingungsfähigen. Systems niedriger - gehalten als die geringste Erregerfreqenz, ,die der Leerlaufdrehzahl der elastisch aufgehängten Maschine entspricht. So ist es bei einer Kölbenmaschinenlagerüng bekannt, die Maschine mit Zusatzmassen zu belasten und die Gesamtelastizität aller zwischen-Maschine und Fundamentblöck eingeschalteten Glieder so zu wählen, daß die Eigenschwingung in den gewünschten Bereich gebracht wird, wobei die Elastizität der federnden Glieder an den Enden der Maschine größer ist als diejenige der mittleren Glieder.It is already known, also be stored at "cars both the motor and the construction -Opposite the chassis with the interposition of elastic inlays, in particular from rubber. The elastic mounting of the motor to the outgoing of this SchwingungenvomFahrzeugrahmen remote-hold, while .the elastic mounting of the car body essentially serves to keep road bumps and structure-borne noise away: should. In order to achieve the most complete possible isolation of the vibrations acting on the chassis from the engine, the natural frequency of the vibratory consisting of the drive engine and the elastic: bearings is used System lower - kept than the lowest excitation frequency, which corresponds to the idling speed of the elastically suspended machine. For example, with a piston machine bearing it is known to load the machine with additional masses and to choose the overall elasticity of all links between the machine and the foundation block n that the natural oscillation is brought into the desired range, the elasticity of the resilient members at the ends of the machine being greater than that of the central members.

Bei Fahrzeugen mit Motoren von vier und mehr Zylindern, bei denen der Massenausgleich nahezu vollkommen ist, kann man ohne Schwierigkeiten die Schwingungen vom Fahrgestell und von diesem .auf den Aufbau nach den bisher üblichen Regeln fernhalten. Werden aber Motoren mit geringer Zylinderzahl oder starken Drehmomenten-Schwahkungen verwendet, müßte bei Befolgung der bekann.-ten Regel die elastische Lagerung so weich gehalten werden, däß eine Beherrschung der frei werdenden Kräfte nicht mehr möglich und das Maschinenaggregat somit starken Beanspruchungen ausgesetzt ist. Eine Isolierung der Schwingungen auf den Aufbau des Fahrzeuges ist unter diesen Umständen auch unter Verwendung elastischer Einlagen zwischen Fahrgestell- und Aufbau bzw. Fahrgastraum nicht möglich.For vehicles with engines of four or more cylinders, where the mass balance is almost perfect, you can easily adjust the vibrations keep away from the chassis and from this. on the body according to the usual rules. But are engines with a small number of cylinders or strong torque fluctuations used, the elastic mounting would have to be like this if the well-known rule was followed be kept soft, so that a mastery of the released forces is no longer possible possible and the machine unit is therefore exposed to heavy loads. Isolation of the vibrations on the body of the vehicle is among these Under certain circumstances, elastic inserts are used between the chassis and the body or passenger compartment not possible.

Um dennoch bei Fahrzeugen, die ihren Antrieb .durch eine - starken Drehmomenten-Schwankungen unterworfene Brennkraftmaschine, insbesondere eine solche mit drei Zylindern, erhalten, die von der Maschine ausgehenden Schwingungen vom Fahrgastraum durch zwischen Maschine und Fahrgestell und diesem und Fahrgastraum vorgesehenen Zwischenlagen aus elastischem Werkstoff fernzuhalten, _ sind erfindungsgemäß die nachgiebigen Einlagen verschieden hart, und zwar wird .der Motor im Fahrgestell auf Gummilagern so großer Härte gelagert, daß seine kritischen Drehzahlen im Betriebsdrehzahlbereich (etwa bei i5oo U/min) oder ,darüber- liegen, -während die dem Fahrgestell über diese harten Lager aufgezwungenen Schwingungen vom Fahrgastraum durch Lager wesentlich geringerer Härte zwischen Rahmen und-- Wagenkasten ferngehalten werden.In order to be able to use vehicles that are powered by a - strong Internal combustion engine subject to torque fluctuations, in particular one with three cylinders, the vibrations emanating from the machine from Passenger compartment through between machine and chassis and this and passenger compartment provided intermediate layers made of elastic material are to be kept away according to the invention the flexible inserts are of different hardness, namely. the engine in the chassis mounted on rubber bearings so great that its critical speeds are within the operating speed range (approximately at i5oo rpm) or, above-, while the chassis is above this vibrations imposed on hard bearings by the passenger compartment less hardness between the frame and the car body.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt Abb. i schematisch eine Anordnung gemäß der Erfindung, Abb. 2 die Abhängigkeit :des Drehmomentes Md vom Drehwinkel und Abb. 3 .die Abhängigkeit der Amplitude A von der Drehzahl in einem Diagramm, das den Unterschied er Lagerung nach der Erfindun@g gegenüber den sonst üblichen Lagerungen erkennen läßt.In the drawing, the subject matter of the invention is shown for example. It shows Fig. 1 schematically an arrangement according to the invention, Fig. 2 shows the dependency : of the torque Md on the angle of rotation and Fig. 3. the dependence of the amplitude A of the speed in a diagram that shows the difference between storage according to the invention compared to the otherwise usual bearings.

In der Abb. i ist i ein Dreizylindermotor, der auf dem Fahrgestellrahmen 2 mittels der verhältnismäßig unnachgiebigen Gummilager 3 gelagert ist. Der Wagenkasten 4 einschließlich des Führerhauses ist seinerseits mit dem Fahrgestellrahmen 2 unter Zwischenlage der gegenüber den -Gummilagern- 3 -wesentlich nachgiebigeren Gummischichten 5 mittels der Lager 6 abgestützt.In fig. I i is a three cylinder engine which is mounted on the chassis frame 2 is mounted by means of the relatively rigid rubber mount 3. The car body 4 including the driver's cab is in turn with the chassis frame 2 below Intermediate layer of the rubber layers, which are considerably more flexible than the rubber bearings 5 supported by the bearings 6.

In .der Abb. 2 sind für einen Dreizylinder-Viertaktmotor in Linie 7 die Drehmomente 111d über den Drehwinkeln o bis 4 n, also für eine Erregungsperiode, bei lastlosem Lauf und niedriger Dre'hza'hl aufgetragen. Die Explosionsbeschleunigungen in den betreffenden Zylindern zeigen. sich als große Spitzen über der geraden Linie des mittleren Drehmomentes 8, zwischen denen tiefe Drehmomententäler liegen. Für den gleichen Motor zeigt die Linie 7' Drehmomente über o bis 4 ir bei Volllastlauf und hoher Drehzahl. Die Explosionsbeschleunigungen zeigen sich infolge der großen Schwungenergien als wesentlich kleinere Spitzen über dem mittleren Drehmoment der Linie 8'.In .der Fig. 2 are for a three-cylinder four-stroke engine in line 7 the torques 111d over the angles of rotation o to 4 n, i.e. for one excitation period, applied with no-load operation and low speed. The accelerations of the explosion point in the relevant cylinders. appear as large peaks above the straight line of the mean torque 8, between which there are deep torque troughs. For the same engine shows the line 7 'torques over 0 to 4 ir at full load and high speed. The accelerations of the explosion show up as a result of the large Momentum energies as significantly smaller peaks above the mean torque of the Line 8 '.

Im Diagramm Abb. 3 ist nun die Wirkung der Lagerung nach der Erfindung dargestellt. Über dem Motordrehzahlbereich n. als Abszisse sind die Amplituden A als Ordinate für einen Freiheitsgrad des Motors aufgetragen. Die punktierte Linie 9 zeigt den Verlauf der Motorbewegung bei der üblichen freielastischen Lagerung, bei der sich die kritische Spitze io bei einer Drehzahl ergibt, ,die noch unter der- Leerlaufdrehzahl (etwa 300 U/min) liegt.' Würde man einen Motor mit einer Kennlinie wie der Linie 7 der Abb.2 in gleicher Weise lagern, so würde sich die ,gestrichelte Linie i i ergeben, bei der die Spitze 12 so groß sein würde, daß sie praktisch kaum zu beherrschen wäre. Dje Kennlinie det Motorbewegung für die Lagerung nach der Erfindung ist .durch die ausgezogene Kurve 13 dargestellt, die in den unteren Bereichen nur kleine Amplituden aufweist und die ihre Spitze 14 etwa bei i5oo U/min hat, um dann wieder bei höheren Drehzahlen abzuklingen. Die bei der Spitze 14 vorhandene Frequenz ist nun so groß, daß der Fahrgestellrahmen 2, dessen Resonanzkurven für Verwindung unter Berücksichtigung der Wagenfederung durch die strichpunktierte Linie 15 .mit der Resonanzspitze 16 dargestellt ist, nur noch erzwungene Schwingungen, also Schwingungen mit kleiner Amplitude, ausführt. Diese Schwingungen werden daher bis zu den Lagerstellen 6 von den dämpfungsfähgen Schichten 5 fast vollständig aufgenommen.The diagram in Fig. 3 now shows the effect of the storage according to the invention shown. The amplitudes A are above the engine speed range n. As the abscissa plotted as the ordinate for a degree of freedom of the motor. The dotted line 9 shows the course of the motor movement with the usual flexible mounting, at which the critical peak io results at a speed that is still below the idle speed (approx. 300 rpm) is. ' You would have a motor with a characteristic like the line 7 of Fig. 2 store in the same way, so the, dashed Line i i result in which the tip 12 would be so large that it is practically hardly could be controlled. The characteristic curve of the motor movement for the storage according to the invention Is. represented by the solid curve 13, which in the lower areas only has small amplitudes and which has its peak 14 approximately at 1500 rpm, around then to subside again at higher speeds. The frequency present at tip 14 is now so large that the chassis frame 2, its resonance curves for torsion taking into account the car suspension by the dash-dotted line 15 .with the resonance peak 16 is shown, only forced vibrations, that is, vibrations with small amplitude. These vibrations are therefore up to the bearing points 6 almost completely taken up by the damping layers 5.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Fahrzeug mit Antrieb durch eine starben Drehmomenten-Schwankungen unterworfene Brennkraftmaschine, insbesondere eine solche mit drei Zylindern, bei dem die Übertragung der Schwingungen von der Kraftmaschine zum Fahrgestell und von -diesem zum Fahrgastraum durch Zwischenlagen elastischen Werkstoffs, insbesondere- Gummi, unterbunden ist, da-.durch gekennzeichnet, daß der Motor im Fahrgestell auf Gummilagern so großer Härte gelagert ist, daß seine. kritischen Drehzahlen im Betriebsdrehzählbereich (etwa bei i5oo U/min) oder darüber liegen, und die dem Fahrgestell über diese harten Lager aufgezwungenen Schwingungen durch Lager wesentlich geringerer Härte zwischen Rahmen und Wagenkasten ferngehalten werden. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgendeDruckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 549 385; USA:-Patentschrift Nr. 1 881958. PATENT CLAIM: Vehicle driven by an internal combustion engine that is subject to dead torque fluctuations, in particular one with three cylinders, in which the transmission of vibrations from the engine to the chassis and from this to the passenger compartment is prevented by intermediate layers of elastic material, in particular rubber, da-. characterized in that the engine is mounted on rubber bearings in the chassis so great hardness that its. critical speeds are in the operational speed range (around 1500 rpm) or above, and the vibrations imposed on the chassis by these hard bearings are kept away by bearings of significantly lower hardness between the frame and the car body. To distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following documents were considered in the granting procedure: German Patent No. 549 385; USA: Patent No. 1,881,958 .