DE10032095B4

DE10032095B4 - Kurbeltrieb für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10032095B4
Application number: DE10032095A
Authority: DE
Inventors: Alfons Dipl.-Ing. Linder; Johannes Dipl.-Ing. Krauß
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2000-07-01
Filing date: 2000-07-01
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2020-07-02
Also published as: DE10032095A1; US20020017263A1; ITMI20011036A1; JP2002061712A; ITMI20011036A0; US6659060B2

Abstract

Kurbeltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit mindestens einem Zylinder und einem Zylinderkopf, sowie mit einer in einem Kurbelgehäuse angeordneten Kurbelwelle, auf deren Kurbelzapfen Pleuellager angeordnet sind, wobei eine in einem Abstand r parallel zur Kurbelwelle angeordnete und gegensinnig zur Kurbelwelle rotierende Ausgleichswelle vorgesehen ist, auf der zum Ausgleich von Massenkräften erster Ordnung Ausgleichsgewichte angeordnet sind, die zwischen zwei auf der Kurbelwelle angeordneten Ausgleichsgewichten auf der Höhe mindestens einer der Pleuellager rotieren, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Ausgleichswelle (46) angeordnete Ausgleichsgewicht (48) mindestens eine Ausnehmung (54) aufweist, wodurch der Abstand r zwischen Kurbelwelle (24) und Ausgleichswelle (46) reduziert werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der EP 0 780 593 A1 ist eine Brennkraftmaschine mit V-förmiger Anordnung der Zylinder bekannt, bei der parallel zur Kurbelwelle eine mit einem Ausgleichsgewicht versehene Ausgleichswelle für den Massenausgleich erster Ordnung angeordnet ist. Wie in der Druckschrift beschrieben, entsteht durch die mit einem Abstand r zur Kurbelwelle angeordnete Ausgleichswelle ein unerwünschtes zusätzliches Restmoment, das für eine entsprechende Schwingungsanregung des Motors, insbesondere bei höheren Drehzahlen sorgt. Zur Auflösung dieses Restmoments wird in der EP 0 780 593 A1 eine zusätzliche, im Zylinderkopf angeordnete Hilfswelle vorgeschlagen, die ein dem Betrag nach gleich großes Moment um die Kurbelwelle, aber in entgegen gesetzter Richtung zum Restmoment der Ausgleichswelle wirkendes Moment entgegenbringt. Nachteilig hierbei sind die zusätzlichen konstruktiven Maßnahmen im Zusammenhang mit der Anordnung einer zusätzlichen Hilfswelle im Zylinderkopfgehäuse.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dass durch die Ausgleichswelle verursachte Restmoment durch einfache konstruktive Maßnahmen zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die im Ausgleichsgewicht der Ausgleichswelle vorgesehene Ausnehmung kann auf vorteilhafte Art und Weise der Abstand zwischen der Kurbelwelle und der Ausgleichswelle reduziert werden, wodurch gleichzeitig auch das Restmoment verringert wird. Durch diese Maßnahme kann in vorteilhafter Weise auf zusätzliche konstruktiv aufwendige Maßnahmen zur Reduzierung des Restmoments verzichtet werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der nachfolgenden Beschreibung und Zeichnung erläutert.
Letztere zeigt:
1 einen Querschnitt durch eine Brennkraftmaschine,
2 einen Längsschnitt durch eine Brennkraftmaschine,
3 die perspektivliche Darstellung einer Ausgleichswelle und
4 und 5 zwei verschiedene Drehlagepositionen der Kurbelwelle zur Ausgleichswelle.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Das zweiteilig aufgebaute Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine weist eine untere Kurbelgehäusehälfte 10 auf, an deren unteren Ende eine Ölwanne 12 mit einem Ölsammelraum 13 zum Auffangen des Schmieröl vorgesehen ist. In der oberen Kurbelgehäusehälfte 14 sind zwei Zylinder 16 und 18 der als V-Motor ausgebildeten Brennkraftmaschine integriert. Die in den Zylindern 16, 18 angeordneten und nicht näher dargestellten Kolben sind über Pleuelstangen 20 und 22 mit einer Kurbelwelle 24 verbunden. Auf dem Kurbelzapfen 26 sind mit Hilfe von Zylinderschrauben 28 die Pleuelfüße 30, 32 der beiden Pleuelstangen 20, 22 befestigt, während die Pleuelaugen 34, 36 über Kolbenbolzen mit den Kolben der Brennkraftmaschine verbunden sind. Die Kurbelwelle 24 weist zwei Lagerzapfen 38 und 40 auf, die in Hauptlagern im Kurbelgehäuse Aufnahme finden. Darüber hinaus sind auf der Kurbelwelle 24, wie allgemein üblich, als Gegengewichte zum Ausgleich der rotierenden und oszillierenden Massenkräfte Kurbelwellenwangen 42 und 44 angeordnet. Die oszillierenden Massen verursachen periodisch veränderliche Kräfte, die in der ersten Ordnung mit Kurbelwellendrehzahl umlaufen. Ein Ausgleich dieser Massen erfolgt durch eine ebenfalls im Kurbelgehäuse gelagerte Ausgleichswelle 46, die mit einem entsprechenden Ausgleichsgewicht 48 versehen ist. Die Ausgleichswelle 46 wird über die Kurbelwelle 24 angetrieben und läuft mit gleicher Drehzahl, aber gegensinnig zur Kurbelwelle 24 um. Die Gewichte der Kurbelwellenwangen 42, 44 und das Ausgleichsgewicht 48 der Ausgleichswelle 46 sind so abgestimmt, dass ein weitgehender Ausgleich der rotierenden und oszillierenden Massen erfolgt. Für den Antrieb der Ausgleichswelle 46 ist auf der Kurbelwelle 24 ein Antriebszahnrad 50 und auf der Ausgleichswelle 46 ein Abtriebszahnrad 52 angeordnet, das kämmend in das Antriebszahnrad 50 eingreift. Die Ausgleichswelle 46 wird mit Hilfe von zwei Lagerzapfen 51 und 53 ebenfalls im Kurbelgehäuse aufgenommen. Die in 3 auf der Ausgleichswelle 46 neben dem Lagerzapfen 53 angeordnete Verzahnung 55 dient der formschlüssigen Aufnahme des zum Antrieb der Ausgleichswelle 46 vorgesehenen Zahnrades 52. Die auf der Ausgleichswelle 46 angeordneten und in Richtung ihrer Längsachse sich erstreckenden Rippen 56 dienen der Versteifung der Ausgleichswelle 46.
Dadurch, dass die Drehachse der Ausgleichswelle 46 parallel und in einem Abstand r zur Drehachse der Kurbelwelle 24 angeordnet ist, entsteht ein Restmoment, das dann am größten ist, wenn die zur Ausgleichswelle 46 radialen Fliehkräfte des Ausgleichsgewichts 48 senkrecht auf dem Abstand r stehen. Um die Ausgleichswelle 46 möglichst in einem geringen Abstand r von der Drehachse der Kurbelwelle 24 anordnen zu können, ist im Ausgleichsgewicht 48 der Ausgleichswelle 46 eine Ausnehmung 54 vorgesehen.
Das Ausgleichsgewicht 48 der Ausgleichswelle 46 ist, wie in der Zeichnung dargestellt, zwischen den beiden rotierenden Kurbelwellenwangen 42, 44 angeordnet, wodurch der Abstand der Kurbelwelle 24 von der Ausgleichswelle 46 durch den Pleuelfuß 30 und dessen Verschraubung 28 am Kurbelzapfen 26 bestimmt ist.
Durch die im Ausgleichsgewicht 48 mit einer kreisbogenförmigen Kontur versehene Ausnehmung 54, deren Breite im wesentlichen der Breite des Pleuelfußes 30 entspricht, kann der Abstand zwischen der Kurbelwelle 24 und der Ausgleichswelle 46 reduziert werden. die kreisbogenförmige Kontur der Ausnehmung 54 ist dabei der Hüllkurve des Pleuelfußes 30 bzw. seiner Verschraubung 28 angepaßt. Während der Drehbewegung der Kurbelwelle 24 kann, wie in 1 dargestellt, der Pleuelfuß 30 im Bereich der Verschraubung 28 in die Ausnehmung 54 eingreifen, ohne daß die Rotation von Kurbelwelle 24 und Ausgleichswelle 46 gestört wird.

Claims

Kurbeltrieb für eine Brennkraftmaschine, mit mindestens einem Zylinder und einem Zylinderkopf, sowie mit einer in einem Kurbelgehäuse angeordneten Kurbelwelle, auf deren Kurbelzapfen Pleuellager angeordnet sind, wobei eine in einem Abstand r parallel zur Kurbelwelle angeordnete und gegensinnig zur Kurbelwelle rotierende Ausgleichswelle vorgesehen ist, auf der zum Ausgleich von Massenkräften erster Ordnung Ausgleichsgewichte angeordnet sind, die zwischen zwei auf der Kurbelwelle angeordneten Ausgleichsgewichten auf der Höhe mindestens einer der Pleuellager rotieren, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Ausgleichswelle (46) angeordnete Ausgleichsgewicht (48) mindestens eine Ausnehmung (54) aufweist, wodurch der Abstand r zwischen Kurbelwelle (24) und Ausgleichswelle (46) reduziert werden kann.
Kurbeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (54) mit einer kreisbogenförmigen Kontur versehen ist, die im wesentlichen der Hüllkurve eines Pleuelfußes (30) angepaßt ist.
Kurbeltrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die kreisbogenförmige Ausnehmung (54) bis in die Ausgleichswelle (46) hinein erstreckt.
Kurbeltrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Kurbelzapfen (26) zwei Pleuelstangen (20, 22) versetzt zueinander gelagert sind und dass sich die im Ausgleichsgewicht (48) vorgesehene Ausnehmung (54) im wesentlichen über die Breite eines Pleuelfußes (30) erstreckt.