CH622858A5

CH622858A5 -

Info

Publication number: CH622858A5
Application number: CH1356177A
Authority: CH
Inventors: Paul Resch
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1977-11-08
Filing date: 1977-11-08
Publication date: 1981-04-30
Also published as: IT1100142B; DK484478A; DK149828B; GB2007307B; SU1061701A3; DE2757332C2; GB2007307A; JPS5481470A; DK149828C; DE2757332A1; JPS5644297B2; IT7829025A0

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit Kurbeltrieb, mit einer Grundplatte, einem auf der Grundplatte fest angeordneten Kurbelgehäuse und an beiden Enden des Kurbelgehäuses vorgesehenen Massenausgleichsgetrieben zweiter Ordnung. 50 The invention relates to an internal combustion engine with a crank mechanism, with a base plate, a crankcase fixedly arranged on the base plate and second order mass balancing gears provided at both ends of the crankcase. 50

Im Betrieb eines Dieselmotors bewegen sich einige Massen von Triebwerkteilen, wie Kolben, Kolbenstange, Kreuzkopf, Schubstange, hin und her; andere Massen hingegen, wie Kurbeln und Schubstangenköpfe, rotieren. Zufolge dieser Bewegungen bzw. der zeitlich veränderlichen Massen- 55 beschleunigungen entsteht eine zeitlich veränderliche resultierende Massenkraft P, die sich als innere Kraft im Motor und als äussere oder freie Massenkraft auf das Fundament auswirkt. When operating a diesel engine, some masses of engine parts, such as pistons, piston rods, crossheads, push rods, move back and forth; other masses, however, such as cranks and push rod heads, rotate. As a result of these movements or the mass accelerations that change over time, a resulting mass force P changes over time, which acts as an internal force in the engine and as an external or free mass force on the foundation.

Aus der kinematischen und dynamischen Analyse des 60 Kurbelgetriebes geht hervor, dass diese Massenkraft P als Summe zweier Teilkräfte Pi und P2 aufgefasst werden kann, wobei Pi eine Funktion des einfachen Kurbelwinkels und P2 eine Funktion des doppelten Kurbelwinkels ist. Pi wird als Massenkraft erster Ordnung und P2 als Massenkraft zwei- 63 ter Ordnung bezeichnet. The kinematic and dynamic analysis of the 60 crank transmission shows that this mass force P can be understood as the sum of two partial forces Pi and P2, where Pi is a function of the single crank angle and P2 is a function of the double crank angle. Pi is referred to as the first order mass force and P2 as the second order mass force.

Physikalisch kann man sich die Massenkräfte P ersetzt denken durch die Summe der Zentrifugalkräfte zweier gegenläufig rotierender Massen, deren Fliehkraftkomponenten in Hubrichtung des Motors sich summieren, während diejenigen senkrecht dazu sich aufheben. Dabei ist die Winkelgeschwindigkeit dieser rotierenden Ersatzmassen für die erste Ordnung gleich der Winkelgeschwindigkeit co der Kurbelwelle, für die zweite Ordnung hingegen gleich der zweifachen Winkelgeschwindigkeit 2co. Durch solche gegenläufig rotierende Massen lassen sich bei richtiger Winkelversetzung gegenüber den Kurbelarmen die Massenkräfte P jedes Zylinders einzeln ausgleichen. Bei Mehrzylindermaschinen kompensieren sich die Massenkräfte der verschiedenen Triebwerke zum Teil gegenseitig. Physically, the mass forces P can be thought of as being replaced by the sum of the centrifugal forces of two masses rotating in opposite directions, whose centrifugal force components add up in the stroke direction of the motor, while those perpendicular to each other cancel each other out. The angular velocity of these rotating substitute masses is equal to the angular velocity co of the crankshaft for the first order, while it is equal to twice the angular velocity 2co for the second order. By means of such counter-rotating masses, the mass forces P of each cylinder can be individually compensated with a correct angular displacement relative to the crank arms. In the case of multi-cylinder machines, the inertial forces of the various engines partially compensate each other.

In der Praxis wird die Massenkraft zweiter Ordnung häufig durch zwei an den Enden des Kurbelgehäuses vorgesehene, sogenannte Massenausgleichsgetriebe zweiter Ordnung ausgeglichen. Ein solches Getriebe besteht aus einer mit der Winkelgeschwindigkeit von 2<a rotierenden Masse, die über einen Kettenantrieb von der Kurbelwelle angetrieben wird. Es ist dabei üblich, diese Getriebe in einem erheblichen Abstand vom Kurbelgehäuse anzuordnen und ihre Lagerabstützungen unmittelbar auf dem Fundament zu befestigen. Der Plazbedarf ist dabei beträchtlich, und es können Biegeschwingungen z. B. des durch den Motor angetriebenen Schiffes oder, bei stationären Anlagen, des Fundamentes unerwünschter Frequenzen und Amplituden erregt werden und zu kostspieligen Schäden führen. In practice, the second order mass force is often balanced by two so-called second order mass balance gears provided at the ends of the crankcase. Such a transmission consists of a mass rotating at an angular velocity of 2 <a, which is driven by the crankshaft via a chain drive. It is customary to arrange these gears at a considerable distance from the crankcase and to fix their bearing supports directly on the foundation. The space requirement is considerable, and bending vibrations such. B. the motor-driven ship or, in stationary systems, the foundation of unwanted frequencies and amplitudes are excited and lead to costly damage.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neuartige Konstruktion einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Gefahr kostspieliger Schäden durch Erregung unerwünschter Schwingungen vermieden und gleichzeitig die Baulänge der Anlage verkürzt werden kann. The object of the invention is to provide a novel design of an internal combustion engine of the type mentioned, in which the risk of costly damage due to excitation of unwanted vibrations can be avoided and at the same time the overall length of the system can be shortened.

Die Brennkraftmaschine zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eines der Massenausgleichsgetriebe in unmittelbarer Nähe des entsprechenden Kurbelgehäuseendes angeordnet und seine Lagerabstützung auf der entsprechend verlängert ausgebildeten Grundplatte befestigt ist, derart, dass die Grundplatte die betreffenden Massenausgleichskräfte unmittelbar aufnimmt. The internal combustion engine for solving this problem is characterized in that at least one of the mass balance gears is arranged in the immediate vicinity of the corresponding crankcase end and its bearing support is fastened to the correspondingly elongated base plate in such a way that the base plate absorbs the relevant mass balance forces directly.

Die Erfindung hat folgende Vorteile. Durch Anordnung mindestens eines der Massenausgleichsgetriebe zweiter Ordnung in unmittelbarer Nähe des Kurbelgehäuses und Befestigung seiner Lagerabstützung auf der Grundplatte wird die Massenkraft unmittelbar auf die Grundplatte übertragen. Die Biegeschwingungen des Schiffes oder bei stationären Anlagen des Fundamentes werden dadurch gedämpft, und die Gefahr kostspieliger Schäden wird vermieden. Die Ersparnis an Baulänge ist ebenfalls beträchtlich. The invention has the following advantages. By arranging at least one of the second order mass balance gears in the immediate vicinity of the crankcase and attaching its bearing support to the base plate, the mass force is transmitted directly to the base plate. This dampens the bending vibrations of the ship or in the case of stationary systems of the foundation, and the risk of costly damage is avoided. The saving in overall length is also considerable.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist je ein Massenausgleichsgetriebe zweiter Ordnung in unmittelbarer Nähe beider Kurbelgehäuse-Enden angeordnet. Die Lagerabstützungen beider Getriebe sind auf der zu diesem Zweck verlängert ausgebildeten Grundplatte befestigt. Dabei kann die Befestigung durch Verschrauben oder Verschweissen erfolgen. Die ein- oder zweiteiligen Lagerabstützungen können je eine mit der Kurbelwelle koaxiale Aussparung aufweisen. Diese Aussparungen erfüllen den Zweck, auf der Antriebsseite des Motors einen auf der Kurbelwelle fest angeordneten Schubring mit seinem Drucklager und am freien Ende des Motors einen auf der Kurbelwelle fest angeordneten Drehschwingungsdämpfer oder an der Kurbelwelle befestigte Gegengewichte zu umgeben. Die Antriebskettenränder beider Massenausgleichsgetriebe sind vorzugsweise auf der Kurbelwelle fest angeordnet. In a preferred embodiment of the invention, a second-order mass balancer is arranged in the immediate vicinity of both crankcase ends. The bearing supports of both gears are attached to the base plate, which is extended for this purpose. The attachment can be done by screwing or welding. The one or two-part bearing supports can each have a recess which is coaxial with the crankshaft. These recesses serve the purpose of surrounding a thrust ring fixed to the crankshaft with its thrust bearing on the drive side of the engine and a torsional vibration damper fixed to the crankshaft or counterweights attached to the crankshaft at the free end of the engine. The drive chain edges of both mass balancing gears are preferably fixed on the crankshaft.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained below with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 eine zum Teil im Schnitt dargestellte schematische Fig. 1 is a schematic shown in part in section

3 3rd

622 858 622 858

Vorderansicht eines Dieselmotors mit Kurbelwelle und zwei Massenausgleichsgetrieben zweiter Ordnung und Fig. 2 eine Seitenansicht des Dieselmotors. Front view of a diesel engine with crankshaft and two second order mass balancers and FIG. 2 shows a side view of the diesel engine.

In den Fig. sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. 5 In the figures, the same parts are provided with the same reference symbols. 5

Auf einer Grundplatte 2 sind zwei Getriebegehäuse 7 und ein Kurbelgehäuse 3 befestigt. Im Innern des Gehäuses 3 befinden sich die Kolben und die Zylinder (nicht dargestellt). In der Gundplatte 2 ist die Kurbelwelle 1 drehbar gelagert. Auf der Kurbelwelle ist auf der Antriebsseite des 10 Motors (in Fig. 1 links) der sich in einem Drucklager 4 drehende Schubring 5 und am freien Ende des Motors ein Drehschwingungsdämpfer 6 fest angeordnet. Two gearbox housings 7 and a crankcase 3 are fastened on a base plate 2. Inside the housing 3 are the pistons and the cylinders (not shown). The crankshaft 1 is rotatably mounted in the base plate 2. The thrust ring 5 rotating in a thrust bearing 4 and a torsional vibration damper 6 at the free end of the engine are fixedly arranged on the crankshaft on the drive side of the engine (left in FIG. 1).

In den beiden Getriebegehäusen 7 in der Nähe der beiden Enden des Kurbelgehäuses 3 ist je ein Massenausgleichs- 15 getriebe zweiter Ordnung 8 vorgesehen. Jedes dieser Getriebe 8 besteht aus zwei drehbar gelagerten, zueinander gegensinnig und mit der zweifachen Drehzahl der Kurbelwelle 1 rotierenden Massen 9, die durch einen Kettenantrieb 10 von der Kurbelwelle 1 angetrieben sind. Der Kettenantrieb 10 besteht aus einem auf der Kurbelwelle 1 fest angeordneten Antriebsrad 11, einem Spannrad 12, zwei angetriebenen Rädern 13 und einer dieser Räder 11,12 und 13 verbindenden Antriebskette 14. In the two gearboxes 7 in the vicinity of the two ends of the crankcase 3, a mass balancing 15 gear 8 of the second order is provided. Each of these gears 8 consists of two rotatably mounted masses 9 which rotate in opposite directions and at twice the speed of the crankshaft 1 and which are driven by the crankshaft 1 by a chain drive 10. The chain drive 10 consists of a drive wheel 11 fixedly arranged on the crankshaft 1, a tension wheel 12, two driven wheels 13 and a drive chain 14 connecting these wheels 11, 12 and 13.

Die Lagerabstützung 15 jedes Massenausgleichsgetriebes 8 ist auf der Grundplatte 2 befestigt, wobei diese etwas über das Kurbelgehäuse 3 hinaus verlängert ist. Damit werden die Massenausgleichskräfte unmittelbar auf die Grundplatte 2 übertragen. The bearing support 15 of each mass balancer 8 is attached to the base plate 2, which is slightly extended beyond the crankcase 3. The mass balancing forces are thus transmitted directly to the base plate 2.

Die eine zur Kurbelwelle 1 koaxiale Ausnehmung aufweisende Lagerabstützung 15 an der Antriebsseite des Dieselmotors umgibt mit der Ausnehmung das Drucklager 4 und den in diesem rotierenden Schubring 5, wogegen die ebenfalls mit einer entsprechenden Ausnehmung versehene Ab-stützung 15 am freien Ende des Motors den Drehschwingungsdämpfer 6 umgibt. Anstelle des Drehschwingungs-dämpfers 6 können z. B. Gegengewichte vorgesehen sein, die dann auch von der Lagerabstützung umgeben sein können. The bearing support 15 on the drive side of the diesel engine, which has a recess coaxial with the crankshaft 1, surrounds with the recess the thrust bearing 4 and the thrust ring 5 rotating therein, whereas the support 15, which is also provided with a corresponding recess, at the free end of the engine surrounds the torsional vibration damper 6 surrounds. Instead of the torsional vibration damper 6 z. B. counterweights can be provided, which can then be surrounded by the bearing support.

Jede Lagerabstützung 15 besteht in Fig. 1 aus zwei plat-tenförmigen, sich beiderseits der zugehörigen Masse 9 erstreckenden Teilen; sie kann jedoch auch einteilig ausgebildet sein. Ferner können sie mit der Grundplatte 2 fest verschraubt oder verschweisst sein. Each bearing support 15 in FIG. 1 consists of two plate-shaped parts which extend on both sides of the associated mass 9; however, it can also be formed in one piece. Furthermore, they can be screwed or welded to the base plate 2.

Es müssen nicht beide Massenausgleichsgetriebe in unmittelbarer Nähe der Kurbelgehäuse-Enden auf der Grundplatte befestigt sein. Es kann unter Umständen auch genügen nur eines der Massenausgleichsgetriebe auf der Grundplatte anzuordnen. It is not necessary for both mass balancing gears to be fastened to the base plate in the immediate vicinity of the crankcase ends. It may also be sufficient to arrange only one of the mass balancing gears on the base plate.

M M

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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2nd

PATENT CLAIMS

1. Internal combustion engine with crank mechanism, with a base plate, a crankcase fixedly arranged on the base plate and second-order mass balancing gears provided on both ends of the crankcase (3), characterized 5 that at least one of the mass balancing gears (8) is in the immediate vicinity of the corresponding course Bel housing end arranged and its bearing support (15) on the correspondingly elongated base plate

(2) is fastened in such a way that the base plate (2) directly absorbs the mass balancing forces concerned.

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the bearing support (15) is attached to the drive end of the internal combustion engine on the base plate (2). 15

3. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the bearing support (15) is attached to the free end of the internal combustion engine on the base plate (2).

4. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the bearing support (15) with the base plate (2) is screwed tight.

5. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the bearing support (15) is formed in two parts.

6. Internal combustion engine according to claim 1, character- 25 indicates that the bearing support (15) has a with the crankshaft (1) coaxial recess.

7. Internal combustion engine according to claims 2 and 6, characterized in that the recess surrounds a thrust bearing (4) with a rotating in this, on the crank shaft (1) fixed thrust ring (5).

8. Internal combustion engine according to claims 3 and 6, characterized in that the recess has a torsional vibration damper fixedly arranged on the crankshaft (1)

(6) surrounds. 35

9. Internal combustion engine according to claims 3 and 6, characterized in that the recess on the crankshaft (1) surrounds fixed counterweights.

10. Internal combustion engine according to one of claims 2 and

3, characterized in that the drive sprocket (10) 40 of the mass balance gear (8) on the crankshaft (1)

is firmly arranged.

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