Hubkolben-Brennkraftmaschine

Abstract

 Eine Hubkolben-Brennkraftmaschine weist einen Triebwerksblock (1) auf, der aus den Zylindern (1), den Zylinderköpfen (2), der Kurbelwelle (3) samt dem von dem Kurbelkröpfungen und den Pleueln (4) gebildeten Triebwerk, der Nockenwelle (5) mit den Steuerungsrädern (6) und der Ansaug- sowie Abgassammelleitung (7) besteht. Der Triebwerksblock (I) ist mit einer ihn wenigstens teilweise umschließenden Verschalung (9) versehen. Diese Verschalung (9) ist über körperschallisolierende Dichtelemente (12, 13) am Triebwerksblock (1) befestigt. Um den technischen Aufwand zu verringern und eine weitestgehende Schalldämmung zu erzielen, ohne radiale Relativbewegungen zwischen Kurbelwelle (3) und Kupplung bzw. Getriebe in Kauf nehmen zu müssen, sind der Triebwerksblock (I), das Schwungradgehäuse (8) und gegebenenfalls das Getriebe zu einem Aggregat starr miteinander verbunden, das unmittelbar elastisch und körperschalldämmend aufgehängt ist. Ferner bildet die Verschalung (9) einen wenigstens den Triebwerksblock (l) allseits umgebenden Olraum. Schließlich sind die Dichtelemente (12, 13) ringförmig gestaltet und im Bereich der Stirnseiten des Triebwerksblockes (1) angeordnet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem aus Zylindern, Zylinderköpfen, Kurbelwelle samt Triebwerk, Nockenwelle mit Steuerungsrädern und Ansaug- sowie Abgassammelleitung bestehenden Triebwerksblock, der eine ihn wenigstens teilweise umschließende Verschalung aufweist, die über körperschallisolierende Dichtelemente am Triebwerksblock befestigt ist.

[0002] Bei einer bekannten Hubkolben-Brennkraftmaschine (DE-OS 26 12 182) weist der Triebwerksblock etwa in halber Zylinderhöhe einen umlaufenden Seitenrahmen auf, mit dem er unter Zwischenlage eines in sich ringförmig geschlossenen körperschalldämmenden Elementes auf der oberen Planfläche einer wannenförmigen Verschalung abgestützt ist, wobei das körperschalldämmende Element zugleich die öldichtung zwischen der Verschalung und dem Triebwerksblock bildet. Der obere Bereich des Triebwerksblockes ragt aus der wannenförmigen Verschalung heraus und kann durch eine zusätzliche schalldämmende Abdeckhaube abgeschirmt werden. Das körperschalldämmende Element muß auf Grund seiner schalldämmenden Eigenschaften eine gewisse Weichheit aufweisen. Da es nun aber zugleich das Stützelement für den Triebwerksblock darstellt und außer durch die Masse des Triebwerksblockes auch vom Motordrehmoment belastet ist, das gegenüber der wannenförmigen Verschalung abgestützt werden muß, ergeben sich in ungünstiger Weise beträchtliche Ausschläge des Kurbelwellenmittels in radialer Richtung. Die unausgeglichenen Massenlräfte und -momente der Kurbeltriebwerke können zusätzlich zu Resonanzen und verstärkten Ausschlägen der Kurbelwellen führen, da der ganze Triebwerksblock innerhalb der Verschalung mehr oder weniger pendelnd aufgehängt ist. Schließlich ist auch die axiale Führung des Triebwerksblockes, z.B. gegenüber etwaigen Schubkräften von der Kupplung her, nicht ausreichend gewährleistet. Auf Grund dieser allseitigen Beweglichkeit der Kurbelwelle und damit des Schwungrades ist es unmöglich, unmittelbar an diesem in bewährter Weise den weiteren Antrieb bzw. die Kupplung anzuordnen. Es ist vielmehr erforderlich, eine vergleichsweise komplizierte elastische Zwischenkupplung vorzusehen, die den Raumbedarf, den Bauaufwand und auch das Maschinengewicht erhöht.

[0003] Eine Verbesserung brachte eine andere bekannte Konstruktion (DE-AS 28 01 431), bei der der Triebwerksblock an seinen beiden Stirnseiten zur Kurbelwelle koaxiale, als Stützelemente dienende Dämmringe aufweist, mit denen er in der wannenförmigen Verschalung zentriert gehalten und axial festgelegt ist, während zwischen dem Triebwerksblock und dem oberen Rand der wannenförmigen Verschalung lediglich eine Öldichtung sitzt. Da der Triebwerksblock in diesem Fall in der Verschalung zentriert gehalten ist, kann er keine Pendelbewegungen mit sich verändernder Lage des Kurbelwellenmittels ausführen. Es hat sich aber gezeigt, daß bei Brennkraftmaschinen mit größerem Hubvolumen die notwendige Verformbarkeit der Dämmringe doch zu merkbaren Relativausschlägen des Triebwerksblockes gegenüber der Verschalung in radialer Richtung zur Kurbelwelle führt. Außerdem ergeben sich wegen der möglichen Relativbewegungen des Triebwerksblockes um die Kurbelwellenachse Schwierigkeiten bei der Abdichtung zwischen der Verschalung und dem Triebwerksblock.

[0004] Schließlich ist eine Brennlraftmaschine bekannt geworden (AT-PS 308 475), bei der die Verschalung aus einer ersten Gruppe von direkt am Motor körperschallisolierend befestigten Schalenteilen, durch die vorhandene Rohrleitungen und sonstige Motoranschlußteile herausgeführt sind, sowie aus einer zweiten Gruppe von an den Schalenteilen der ersten Gruppe schalldicht und leicht lösbar befestigten Schalenteilen besteht, welche die wartungsbedürftigen Stellen des Motors oder seiner Hilfsaggregate bedecken und einen über den Kipphebelabdeckungen angeordneten, den oberen Schalenteil des Zylinderkopfes abdeckenden Schalenteil, zwei die Kurbelgehäuseseitenwände einschließlich einer allfälligen Einspritzpumpe überdeckende Schalenteile und einen unter der Ölwanne angebrachten, den unteren Schalenteil des Kurbelgehäuses abschließenden Schalenteil umfassen. Hier handelt es sich also um eine Vielzahl von untereinander und gegen den Motor abzudichtenT den Schalenteilen, die den Bauaufwand beträchtlich erhöhen und eine entsprechend große Zahl von Dichtungen bzw. Dämmkörpern erfordern, wobei der Aufwand auch dadurch erhöht wird, daß nicht ein Triebwerksblock, sondern ein ganzer Motor mit einem Kurbelgehäuse zu verschalen ist. Die zur Motoraufhängung erforderlichen Konsolen od. dgl. sind ohne schalldämmende Isolierung bzw. Abdeckung am Motor bzw. am Kurbelgehäuse befestigt und tragen so zur Schallabgabe nach außen bei, so daß trotz der Verschalung keine befriedigende Schalldämmung erzielbar ist.

[0005] Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Hubkolben-Brennkraftmaschine der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die bei verringertem technischem Aufwand eine weitestgehende Schalldämmung gewährleistet, ohne radiale Relativbewegung zwischen Kurbelwelle und Kupplung bzw. Getriebe in Kauf nehmen zu müssen.

[0006] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Triebwerksblock, das Schwungradgehäuse und gegebenenfalls das Getriebe in an sich bekannter Weise starr miteinander verbunden und als Aggregat unmittelbar elastisch und körperschalldämmend aufgehängt sind, daß die Verschalung einen wenigstens den Triebwerksblock allseits umgebenden Ölraum bildet, und daß die Dichtelemente ringförmig gestaltet und im Bereich der Stirnseiten des Triebwerksblockes angeordnet sind.

[0007] Da also die Verschalung als solche keine Kräfte zu übertragen hat und auch keine Hilfseinrichtungen trägt, kann sie sehr leicht, z.B. in Blech oder Kunststoff, gebaut werden, wobei es keine Schwierigkeiten bereitet, sie im wesentlichen einstückig auszubilden und bloß durch Deckel verschließbare Öffnungen vorzusehen. Durch die geringe Masse der Verschalung und ihre elastische Befestigung über die Dichtelemente am Triebwerksblock führt sie höchstens Schwingungen mit sehr geringen Amplituden aus, so daß die notwendige Sicherheit der Dichtungen gewährleistet ist. Da die Verschalung den Triebwerksblock allseits umschließt, erübrigt sich eine eigene Abdeckung für den Bereich der Zylinderköpfe, so daß die Anzahl der schwer abzudichtenden Verbindungsstellen verringert wird. Die ringförmigen Dichtelemente im Bereich der Stirnseiten des Triebwerksblockes ergeben geringstmögliche Dichtlängen und eine einfachste Montagemoglichkeit. Da der Triebwerksblock mit dem Schwungradgehäuse und gegebenenfalls dem Getriebe zu einem Aggregat starr verbunden ist, können zwischen der Kurbelwelle und der Kupplung bzw. dem Getriebe keine radialen Relatibewegungen auftreten. Dabei ist dieses Aggregat selbst elastisch und körperschalldämmend aufgehängt, so daß eine weitere Schallübertragung hintangehalten und eine Einleitung von Kräften in die Verschalung vermieden wird.

[0008] Ist das dem Schwungrad abgekehrte Ende des gebildeten Aggregates an einem Querträger aufgehängt, so sind erfindungsgemäß an diesem mit dem gebildeten Aggregat elastisch und körperschall - dämmend verbundenen Querträger die Hilfseinrichtungen, wie Lichtmaschine, Wasserpumpe, Filter, Ölkühler, Kompressor und/od. dgl., befestigt. Dadurch wird eine Belastung der Verschalung seitens dieser Hilfseinrichtungen vermieden, und es kann die Wanddicke der Verschalung sehr gering gehalten werden. Außerdem wird selbstverständlich auch die schwingende Masse der Verschalung verringert, so daß sich, wenn überhaupt, nur ganz geringe Schwingungsamplituden gegenüber dem Triebwerksblock ergeben.

[0009] Erfindungsgemäß ist an dem Querträger ein zur Kurbelwelle koaxialer, zur Abdeckung dienender Lagerschild mit einer Lagerung für die Welle des Antriebes der Hilfseinrichtungen befestigt, und es steht diese Welle mit der Kurbelwelle über eine elastische, körperschallisolierende Kupplung in Verbindung. Da die Antriebswelle der Hilfseinrichtungen in dem am Querträger befestigten Lagerschild gelagert ist, ergeben sich zwischen den Hilfseinrichtungen und der Antriebswelle keine Relativbewegungen. Dagegen können die sich aus der elastischen Lagerung des gebildeten Aggregates im Querträger ergebenden radialen Relativbewegungen zwischen der Kurbelwelle und der Antriebswelle für die Hilfseinrichtungen zufolge der elastischen Kupplung unbehindert und ohne schädliche Auswirkungen erfolgen. Der Lagerschild hat noch den weiteren Vorteil, daß er das Kurbelwellenende samt dem in der Regel vorhandenen Schwingungsdämpfer geräuschdämmend abdeckt. Es besteht auch die Möglichkeit, den Lüfterring samt dem Lüfterschacht am Querträger starr zu befestigen und den Lüfterantrieb von der Welle des Antriebes der Hilfseinrichtungen abzuleiten, so daß auch radiale Relativbewegungen zwischen Lüfterrad und Lüfterring vermieden werden und der Lüfterspalt zur Verbesserung des Wirkungsgrades klein gehalten werden kann.

[0010] Zur weiteren körperschalldämmenden Aufhängung des gebildeten Aggregates sind im Schwungradgehäuse seitliche, eine Gummiausfütterung aufweisende Augen vorgesehen, in denen Tragzapfen für das gebildete Aggregat lagern. Dadurch wird eine Weiterleitung des Schalls vom Schwungradgehäuse über die Tragzapfen nach außen verhindert.

[0011] Die Verschalung weist im Bereich der Abgassammelleitung eine längliche Öffnung auf, die durch ein die Abgassammelleitung umschließendes Gehäuse unter Zwischenlage einer elastischen und körperschalldämmenden Dichtung verschlossen ist, so daß auch die Abgassammelleitung schalldämmend abgeschirmt ist.

[0012] Dabei ist das Gehäuse unter Zwischenlage einer körperschalldämmenden Dichtung an den Zylinderköpfen befestigt, und es schmiegt sich der Rand der Verschalungsöffnung unter Zwischenlage einer elastischen Dichtung an das Gehäuse an, das im Randbereich der Öffnung aus untereinander durch wärmebeständige und körperschalldämmende Flachdichtungen getrennten Schichten besteht. Obwohl also das Gehäuse nicht an der dünnen Verschalung, sondern an den Zylinderköpfen befestigt ist, wird ein dichter und schallisolierter Anschluß sowohl der Verschalung an dem Gehäuse als auch des Gehäuses an dem betreffenden Zylinderkopf erzielt, wobei die Mehrschichtigkeit der Gehäusewand im Randbereich der Öffnung dafür sorgt, daß die elastische Dichtung der Verschalung vor zu großer Erwärmung bewahrt bleibt. Selbstverständlich könnte die mehrschichtige Gehäusewand auch durch einen einstückigen Dichtkörper geeigneten Materials ersetzt werden.

[0013] Um eine noch bessere Schalldämmung zu erzielen, kann das Schwungradgehäuse eine eigene an ihm bzw. an den Tragzapfen unter Körperschalldämmung abgestützte, den Anlasser gegebenenfalls mitumschließende Verschalung aufweisen, an die dann eine Getriebeverschalung anschließbar ist. Dabei ist der Anlasser in üblicher Weise am Schwungradgehäuse befestigt und führt somit dem Schwungrad gegenüber keine Relativbewegungen aus.

[0014] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 eine mehrzylindrige Hubkolben-Brennkraftmaschine im vertikalen Längsschnitt,

Fig. 2 im vertikalen Querschnitt,

Fig. 3 in Stirnansicht bei abgenommenem Lüfterrad,

Fig. 4 den Antrieb des Lüfterrades und der Hilfseinrichtungen vergrößert im Axialschnitt und

Fig. 5 die Befestigung des die Abgassammelleitung umschließenden Gehäuses als Detail ebenfalls im größeren Maßstab.

[0015] Die Zylinder 1, die Zylinderköpfe 2, die Kurbelwelle 3 samt dem von den Kurbelkröpfungen und den Pleueln 4 gebildeten Triebwerk, die Nockenwelle 5 mit den Steuerungsrädern 6 und die Ansaug- sowie Abgassammelleitung 7 bilden einen Triebwerksblock I, der kein eigenes Kurbelgehäuse aufweist, aber mit dem Schwungradgehäuse 8 zu einem Aggregat starr verbunden ist, an das sich ebenfalls in starrer Verbindung das nicht dargestellte Getriebe anschließen kann. Der Triebwerksblock I wird allseits von einer Verschalung 9 umschlossen, die einen abnehmbaren Deckel-10 zum Zugänglichmachen der Ventilkipphebel u. dgl. sowie eine Ölwanne 11 besitzt und einen Ölraum bildet. Die Verschalung 9 ist über körperschallisolierende Dichtelemente 12, 13 am Triebwerksblock I befestigt, wobei die Dichtelemente 12, 13 an den Stirnseiten des Triebwerksblockes I angeordnet und ringförmig gestaltet sind.

[0016] Das dem Schwungrad 14 abgekehrte Ende des gebildeten Aggregates ist an einem Querträger 15 unter Zwischenlage eines elastischen und körperschalldämmenden Ringes 16 aufgehängt, wobei an dem Querträger 15, der sich seinerseits an Längsträgern 17 eines Fahrgestelles abstützt, Hilfseinrichtungen, wie Lichtmaschine 18, Wasserpumpe 19 und Kompressor 20 (Fig. 3), befestigt sind. Gemäß Fig. 4 ist an dem Querträger 15 ein zur Kurbelwelle 3 koaxialer, zur Abdeckung dienender Lagerschild 21 angeschraubt, der mit einer Lagerung 22 für die Welle 23 der Antriebsriemenscheibe 24 für die Hilfseinrichtungen 18, 19, 20 versehen ist. Die Welle 23 ist mit der Kurbelwelle 3 über eine elastische, körperschallisolierende Kupplung 25 verbunden. Das Schwungradgehäuse 8 weist eine eigene, an ihm unter Zwischenlage körperschalldämmender Ringe 26 abgestützte Verschalung 27 auf, die mit ihrem Teil 27a auch den Anlasser umschließt. Ferner sind gemäß Fig. 2 im Schwungradgehäuse 8 Augen 28 vorgesehen, die eine Gummiausfütterung 29 aufweisen und zur Lagerung von Tragzapfen 30 für das gebildete Aggregat dienen. Die Verschalung 27 des Schwungradgehäuses 8 stützt sich an den Tragzapfen 30 ebenfalls über körperschalldämmende Ringe 31 ab.

[0017] Die Verschalung 9 weist im Bereich der Abgassammelleitung 7 eine längliche Öffnung auf, die durch ein die Abgassammelleitung 7 umschließendes Gehäuse 32 verschlossen ist. Der Rand 9a der Öffnung der Verschalung 9 schmiegt sich unter Zwischenlage einer elastischen Dichtung 33 (siehe insbesondere Fig. 5) an das Gehäuse 32 an, das in diesem Randbereich der Öffnung aus durch wärmebeständige und körperschalldämmende Flachdichtungen 34 voneinander getrennten Schichten 32a, 32b, 32c besteht.

Ansprüche

1. Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem aus Zylindern, Zylinderköpfen, Kurbelwelle samt Triebwerk, Nockenwelle mit Steuerungsrädern und Ansaugsowie Abgassammelleitung bestehenden Triebwerksblock, der eine ihn wenigstens teilweise-umschließende Verschalung aufweist, die über körperschallisolierende Dichtelemente am Triebwerksblock befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Triebwerksblock (I), das Schwungradgehäuse (8) und gegebenenfalls das Getriebe starr miteinander verbunden und als Aggregat unmittelbar elastisch und körperschalldämmend aufgehängt sind, daß die Verschalung (9) einen wenigstens den Triebwerksblock (I) allseits umgebenden Ölraum bildet und daß die Dichtelemente (12, 13) ringförmig gestaltet und im Bereich der Stirnseiten des Triebwerksblockes (I) angeordnet sind.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, bei der das dem Schwungrad abgekehrte Ende des gebildeten Aggregates an einem Querträger aufgehängt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem mit dem gebildeten Aggregat elastisch und körperschalldämmend verbundenen Querträger (15) die Hilfseinrichtungen, wie Lichtmaschine (18), Wasserpumpe (19), Filter, Ölkühler, Kompressor (20) und/od. dgl., befestigt sind.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Querträger (15) ein zur Kurbelwelle (3) koaxialer, zur Abdeckung dienender Lagerschild (21) mit einer Lagerung (22) für die Welle (23) des Antriebes (24) der Hilfseinrichtungen (18, 19, 20) befestigt ist und diese Welle (23) mit der Kurbelwelle (3) über eine elastische,'körperschallisolierende Kupplung (25) in Verbindung steht.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schwungradgehäuse (8) seitliche, eine Gummiausfütterung (29) aufweisende Augen (28) vorgesehen sind, in denen Tragzapfen (30) für das gebildete Aggregat lagern.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschalung (9) im Bereich der Abgassammelleitung (7) eine längliche Öffnung aufweist, die durch ein die Abgassammelleitung (7) umschließendes Gehäuse (32) unter Zwischenlage einer elastischen und körperschalldämmenden Dichtung (33) verschlossen ist.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (32) unter Zwischenlage einer körperschalldämmenden Dichtung an den Zylinderköpfen (2) befestigt ist und sich der Rand (9a) der Verschalungsöffnung unter Zwischenlage einer elastischen Dichtung (33) an das Gehäuse (32) anschmiegt, das im Randbereich der Öffnung aus untereinander durch wärmebeständige und körperschalldämmende Flachdichtungen (34) getrennten Schichten (32a, 32b, 32c) besteht.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungradgehäuse (8) eine eigene, an ihm bzw. an den Tragzapfen (30) unter Körperschalldämmung abgestützte, den Anlasser gegebenenfalls mitumschließende Verschalung (27) aufweist, an die eine Getriebeverschalung anschließbar ist.

Zeichnung