DE102014219548A1

DE102014219548A1 - Oscillatory aggregate fastening device for a motor vehicle

Info

Publication number: DE102014219548A1
Application number: DE102014219548.9A
Authority: DE
Inventors: Simon Eglseer; Mario Prandstötter
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2016-03-31

Abstract

Nach der Erfindung ist eine Aggregate-Befestigung im Frontabschnitt einer Fahrzeugkarosserie, zum schwingfähigen Festlegen eines quer eingebauten Antriebsaggregats, bestehend aus Brennkraftmaschine und Getriebe, zwischen zwei im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Längsträgern, auf denen jeweils ein Schwingungen dämpfendes Traglager zur Abstützung des Antriebsaggregates angeordnet ist, wobei das eine Traglager der Brennkraftmaschine und das andere Traglager dem Getriebe zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Schwingungen dämpfende Stützlager zur Minimierung von Rotationsbewegungen des Antriebsaggregats an wenigstens einem Längsträger so angeordnet sind, dass durch die Stützlager gleich große einander entgegen gerichtete Kräfte in vertikaler Richtung in den Längsträger eingeleitet werden.According to the invention, an aggregate attachment in the front portion of a vehicle body for swingably setting a transversely mounted drive unit, consisting of internal combustion engine and transmission, between two substantially parallel to the vehicle longitudinal direction extending longitudinal members, on each of which a vibration damping support bearing for supporting the drive unit is arranged wherein the one support bearing of the internal combustion engine and the other support bearing is associated with the transmission, characterized in that at least two oscillations damping support bearings to minimize rotational movements of the drive unit are arranged on at least one longitudinal carrier so that by the support bearings equal to each other opposing forces vertical direction are introduced into the side member.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aggregate-Befestigung zum Festlegen mindestens eines Aggregats eines Antriebs an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs, nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The invention relates to an aggregate attachment for fixing at least one unit of a drive to a body of a motor vehicle, according to the preamble of the first claim.

Aggregatelager d. h. Lagerungen für das Antriebsaggregat aus Motor und Getriebe eines Kraftfahrzeugs sind in unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Sie können Schwingungen bzw. Relativbewegungen zwischen dem Antriebsaggregat und der Fahrzeug-Karosserie ermöglichen, jedoch sollen diese Relativbewegungen nicht nur gedämpft, sondern auch in der Distanz oder Auslenkung begrenzt werden, um zu vermeiden, dass Teile des Antriebsaggregates in unerwünschter Weise an der Fahrzeug-Karosserie anschlagen.Assembly storage d. H. Bearings for the drive unit of engine and transmission of a motor vehicle are known in various embodiments. They may allow vibrations or relative movements between the drive unit and the vehicle body, but these relative movements should not only be damped, but also limited in the distance or deflection, to avoid that parts of the drive unit in an undesirable manner to the vehicle body attacks.

Aus der DE 199 39 304 B4 ist eine schwingungsisolierende Lageranordnung für ein querliegendes Fahrzeug-Antriebsaggregat im Frontabschnitt einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere eines Personenkraftwagens, bekannt, mit zwei im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Längsträgern, auf denen jeweils ein Lager zur Abstützung des Antriebsaggregates angeordnet ist, wobei das eine Lager der Brennkraftmaschine und das andere Lager dem Getriebeblock zugeordnet ist. Diese Anordnung dient dazu, eine bauraumoptimierte Lagerung für ein Antriebsaggregat zu schaffen, mit der auch größere, hubraumstärkere Brennkraftmaschinen, mit z. B. mehr als vier in Reihe angeordneten Zylindern oder Starter-Generatorsystemen, quer eingebaut werden können, ohne die Längsträgerspur vergrößern zu müssen, also die Fahrzeugbreite erhöhen bzw. die Längsträgerprofile verkleinern zu müssen. Dies soll insbesondere durch eine veränderte Abstützung des Antriebsaggregats im Motorraum erreicht werden.From the DE 199 39 304 B4 is a vibration isolating bearing assembly for a transverse vehicle drive unit in the front portion of a vehicle body, in particular a passenger car, known, with two substantially parallel to the vehicle longitudinal direction extending longitudinal members, on each of which a bearing for supporting the drive unit is arranged, wherein a bearing of the internal combustion engine and the other bearing is assigned to the gear block. This arrangement serves to create a space-optimized storage for a drive unit, with the larger, larger displacement engine, with z. B. more than four cylinders arranged in series or starter-generator systems, can be installed transversely, without having to increase the longitudinal beam track, so increase the vehicle width or to reduce the side rail profiles. This should be achieved in particular by a modified support of the drive unit in the engine compartment.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem die Verschraubungsrichtung zwischen Motorlager und Brennkraftmaschine von vertikal auf horizontal geändert wird. Gleichzeitig wird die Motorkonsole gemeinsam mit dem Motorlagertragarm einteilig ausgeführt und stellt den umspritzten Kern der Motorlagereinheit dar. Die Lagereinheit wird nach dem Einfahren des Antriebsaggregates gesetzt und sowohl an der Brennkraftmaschine als auch auf dem Längsträger verschraubt. Dadurch kann der mit der Brennkraftmaschine verschraubte Bereich dieser Lagereinheit als schmale Platte ausgeführt werden und bewirkt eine Vergrößerung der nutzbaren Breite im Motorraum um ca. 40 mm. Demzufolge wird ein Quereinbau von Brennkraftmaschinen mit mehr als vier Zylindern bzw. von Starter-Generatorsystemen möglich. Zumindest eine der horizontal gesetzten Schrauben befindet sich dabei in einem vom Motorraum nicht zugänglichen Bereich und muss daher durch eine Montageöffnung im Radhaus verschraubt werden.This object is achieved by changing the direction of screwing between the engine mount and the engine from vertical to horizontal. At the same time, the engine bracket is made in one piece together with the engine support arm and represents the overmolded core of the engine mount unit. The bearing unit is set after retraction of the drive unit and bolted to both the engine and on the side rail. As a result, the region of this bearing unit screwed to the internal combustion engine can be designed as a narrow plate and causes an increase in the usable width in the engine compartment by approximately 40 mm. Consequently, a transverse installation of internal combustion engines with more than four cylinders or of starter-generator systems is possible. At least one of the horizontally set screws is located in an area not accessible from the engine compartment and must therefore be screwed through a mounting hole in the wheel arch.

Eine solche Lösung, ein quer eingebautes Antriebsaggregat mit Motor- und Getriebelager als Traglager abzustützen, wobei ein Traglager zusätzlich das Drehmoment als Pendelstütze abstützt, besitzt Komforteinbußen bei Motorstart, Start und Stop und verschiedenen Fahrmanövern, wie zum Beispiel bei Lastwechseln und hochdynamischem Anfahren. Grundsätzlich besteht bei Aggregatlagerungen, zum Beispiel mit zwei Traglagern und einer Pendelstütze, ein Zielkonflikt bei der Lagerabstimmung hinsichtlich Stuckern, also Schwingungen in Richtung der Hochachse, Solidität, also Querschwingungen im Mischverbund mit Schwingungen in allen Richtungen und Körperschalleintrag in die Karosserie, also Innenraumakustik. Es sind möglichst steife Lager notwendig, um Stuckern und Solidität zu mindern und möglichst weiche Lager zu verwenden, um den Körperschalleintrag in die Karosserie zu minimieren. Zur weiteren Minimierung der Solidität wäre weiterhin eine Schwerpunktsnahe Lagerung des Aggregats notwendig.Such a solution to support a transversely mounted drive unit with engine and transmission bearings as a support bearing, with a support bearing additionally supports the torque as a pendulum support, has loss of comfort at engine start, start and stop and various maneuvers, such as during load changes and highly dynamic starting. Basically, there is a target conflict in the camp vote with regard to stucco, ie vibrations in the direction of the vertical axis, solidity, ie transverse vibrations in the composite with vibrations in all directions and body sound entry into the body, so interior acoustics in aggregate bearings, for example with two support bearings and a pendulum support. As stiff as possible bearings are necessary to reduce stuttering and solidity and to use the softest possible bearings to minimize the body sound entry into the body. To further minimize the solidity, it would also be necessary to have the unit near the center of gravity.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Aggregate-Befestigung zum Festlegen von Aggregaten eines Antriebs an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, die oben genannte Nachteile verbessert, durch eine optimierte Aufhängung zur Schwingungsisolierung zwischen Antriebsaggregat und Aufbau des Fahrzeugs.Object of the present invention is to provide an aggregate attachment for fixing aggregates of a drive on a body of a motor vehicle, which improves the above-mentioned disadvantages, by an optimized suspension for vibration isolation between the drive unit and the structure of the vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The object is achieved with the characterizing features of claim 1. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Durch dieses vorteilhafte Konzept ist es möglich, die Abstützung in den Bereich des Längsträgers zu verschieben und damit sehr hohe Einbindesteifigkeiten zu erreichen. Dadurch werden nur gleich große, einander entgegen gerichtete Kräfte in vertikaler Richtung in die Lagerstelle eingeleitet und nicht, wie bei der horizontalen Pendelstütze, Längskräfte. Dieses Lagerkonzept ermöglicht eine optimale Antriebs-Lagerung für Fahrzeuge mit extrem kurzem Karosserie-Überhang. Ein weiterer Vorteil ist der Entfall der Krafteinleitung der Pendelstütze in die Ölwanne, wie nach dem Stand der Technik üblich.By this advantageous concept, it is possible to move the support in the region of the longitudinal member and thus very high To achieve binding stiffnesses. As a result, only the same size, opposing forces are introduced in the vertical direction in the bearing and not, as in the horizontal pendulum support, longitudinal forces. This bearing concept enables optimal drive storage for vehicles with extremely short body overhang. Another advantage is the elimination of the introduction of force of the pendulum support in the oil pan, as customary in the prior art.

Wenn die zwei Stützlager beabstandet zu der Hauptdrehachse und die zwei Traglager auf der oder möglichst nahe an der Hauptdrehachse des Antriebsaggregats liegen entsteht eine Torque/Roll-Achsen nahe Lagerung, bei der Motor- und Getriebelager keiner oder nur geringer Drehmomentenbelastung ausgesetzt werden. Das abzustützende Drehmoment wir über die zwei zusätzlichen Stützlager als Drehmomentenstützen in vertikaler Richtung abgestützt. Vorteilhafterweise ist dieses Drehmoment ein freies Moment und deshalb ist die Abstützung entlang der Torque/Roll-Achse bei gleicher Wirkung frei verschiebbar.If the two support bearings spaced from the main axis of rotation and the two support bearings lie on or as close to the main axis of rotation of the drive unit creates a torque / roll axes near storage, are exposed to the engine and transmission bearings no or little torque load. The torque to be supported is supported via the two additional support bearings as torque supports in the vertical direction. Advantageously, this torque is a free moment and therefore the support along the torque / roll axis with the same effect is freely displaced.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, dass die Hauptdrehachse des Antriebsaggregats in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs von jedem Stützlager gleich weit entfernt ist. Wenn dann die beiden Stützlager im Bereich von kleinen Schwingungsamplituden eine weiche Dämpfungs-Kennung aufweisen und die Dämpfung der beiden Stützlager mit zunehmender Amplitude exponential zunimmt, wird eine Aggregate-Befestigungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, die darauf ausgelegt ist, dass die von der Motor- und Getriebeeinheit ausgehenden Schwingungen von der Karosserie weitgehend ferngehalten werden. Hierbei spielt insbesondere auch das Leerlaufverhalten der Aggregate-Befestigungseinrichtung eine wesentliche Rolle, da in dem hier relevanten Frequenzbereich große Schwingungsamplituden auftreten und der Fahrkomfort dadurch wesentlich beeinträchtigt würde. Eine Verlegung der Motor- und Getriebetraglager in die Torque/Roll-Achse bzw. so nahe wie möglich an diese Achse und ein Abstützen des Drehmoments in den Längsträger, egal ob brennkraftmaschinen- oder getriebe- oder beidseitig, wirkt sich auch auf das Geräuschübertragungsverhalten der Aggregate-Befestigungseinrichtung sehr vorteilhaft aus, durch hervorragende Geräusch-Dämpfungseigenschaften.Further preferred embodiments of the invention are characterized in that the main axis of rotation of the drive unit in the longitudinal direction of the motor vehicle is the same distance from each support bearing. Then, when the two support bearings in the range of small vibration amplitudes have a soft damping characteristic and the damping of the two support bearings increases exponentially with increasing amplitude, an aggregate fastening device for a motor vehicle is provided, which is designed so that the of the engine and Transmission unit outgoing vibrations are largely kept away from the body. Here, in particular, the idling behavior of the aggregate attachment device plays an essential role, since in the frequency range relevant here large oscillation amplitudes occur and the ride comfort would be significantly affected. Laying the engine and gearbox bearing in the torque / roll axis or as close as possible to this axis and supporting the torque in the side member, whether engine or gear or bilateral, also affects the noise transmission behavior of the units Fixing device very advantageous, by excellent noise damping properties.

Vorteilhafterweise bestehen so, wie oben beschrieben, verschiedene Möglichkeiten zur Entkopplung der Aggregatschwingungen auf einfache Weise und somit zur Verbesserung der Akustik im Fahrzeuginnenraum.Advantageously, as described above, various possibilities for decoupling the unit vibrations in a simple manner and thus to improve the acoustics in the vehicle interior.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert, wobei die beigefügten 1 und 2 eine schematisch gezeichnete erfindungsgemäße Aggregate-Befestigung zeigen, 1 in einer Ansicht von vorne und 2 in einer Ansicht von oben. In beiden Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet und erfindungswesentlich können sämtliche näher beschriebenen Merkmale sein.In the following the invention with reference to a preferred embodiment is further explained, with the attached 1 and 2 show a schematically drawn aggregate attachment according to the invention, 1 in a view from the front and 2 in a view from above. In both figures, the same elements are denoted by the same reference numerals and essential to the invention may be all the features described in more detail.

Die 1 und 2 zeigen eine Aggregate-Befestigung zum schwingfähigen festlegen eines Aggregats 1 eines Antriebs. Hierbei handelt es sich um eine Brennkraftmaschine 2 mit Getriebe 3, die unter einer nicht gezeichneten Fronthaube an einem linken 4 und einem rechten Längsträger 5 einer nicht gezeichneten Karosserie eines Kraftfahrzeugs in dessen Querrichtung festgelegt sind. Die Längsträger 4, 5 verlaufen im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung.The 1 and 2 show an aggregate attachment for oscillating set an aggregate 1 a drive. This is an internal combustion engine 2 with gear 3 , which under a not drawn front hood on a left 4 and a right side member 5 a non-subscribed body of a motor vehicle are defined in the transverse direction. The side members 4 . 5 run substantially parallel to the vehicle longitudinal direction.

Zwei Traglager, ein Motorlager 11 und ein Getriebelager 6 stützen als Schwingungen dämpfende Elemente das Aggregat 1 jeweils an einem Längsträger 4, 5 so ab, dass eine strichpunktiert gezeichnete Torqe/Roll-Achse 7 durch einen Schwerpunkt 8 des Aggregats 1 mit einer Verbindungslinie 9 von Motorlager 11 und Getriebelager 6 kongruent ist. Ein weiteres Schwingungen dämpfendes Element 13 ist in Fahrzeuglängsrichtung zwischen dem linken Längsträger 4 und dem Getriebe 3, an diesen befestigt, angeordnet. Das weitere Schwingungen dämpfende Element 13 besitzt zwei Stützlager 10, 12 und dient als Drehmomentstütze ohne Tragfunktion zur Minimierung von Rotationsbewegungen des Antriebsaggregats 1. So werden bei einer Rotationsbewegung des Antriebsaggregats 1 um die Torque/Roll-Achse 7 durch die Stützlager 10, 12 gleich große, einander entgegen gerichtete Kräfte jeweils in vertikaler Richtung in den linken Längsträger 4 eingeleitet. Dadurch wird die Rotationsbewegung gedämpft aufgefangen.Two support bearings, one engine mount 11 and a gearbox bearing 6 As vibration damping elements support the aggregate 1 each on a side member 4 . 5 so off that a dash-dotted drawn Torqe / Roll axis 7 through a focus 8th of the aggregate 1 with a connection line 9 from engine mounts 11 and gearbox bearings 6 is congruent. Another vibration damping element 13 is in the vehicle longitudinal direction between the left side member 4 and the transmission 3 , attached to this, arranged. The more vibration damping element 13 has two support bearings 10 . 12 and serves as a torque arm without support function to minimize rotational movements of the drive unit 1 , Thus, during a rotational movement of the drive unit 1 around the torque / roll axis 7 through the support bearings 10 . 12 equally large, mutually opposing forces each in the vertical direction in the left side member 4 initiated. As a result, the rotational motion is absorbed damped.

Das Aggregat 1 wird also über die Traglager 6, 11 an den Längsträgern 4, 5 um die Torque/Roll-Achse 7 frei ausschwingend gehalten und die Stützlager 10, 12 weisen dieses Ausschwingen dämpfende Kennungen auf, insbesondere im Bereich von kleinen Schwingungsamplituden eine relativ weiche Dämpfungs-Kennung, die mit zunehmender Amplitude exponential zunimmt und damit die Lagerung härter wird. Dabei liegen die zwei Stützlager 10. 12 gleich weit beabstandet zu der Hauptdrehachse 9 des Antriebsaggregats 1 und die zwei Traglager 6, 11 auf dieser oder möglichst nahe an dieser.The aggregate 1 So it's about the support bearings 6 . 11 on the side rails 4 . 5 around the torque / roll axis 7 kept swinging freely and the support bearings 10 . 12 have this decay damping characteristics, especially in the range of small vibration amplitudes, a relatively soft damping characteristic that increases exponentially with increasing amplitude and thus the storage is harder. Here are the two support bearings 10 , 12 equidistant from the main axis of rotation 9 of the drive unit 1 and the two support bearings 6 . 11 on this or as close as possible to this.

Durch diese Lagerung werden Motor- 11 und Getriebelager 6 keiner Drehmomentenbelastung ausgesetzt. Da das Drehmoment aus der Rotationsbewegung ein freies Moment ist, ist die Abstützung durch die Stützlager 10, 12 entlang der Torque/Roll-Achse 7 bei gleicher Wirkung frei verschiebbar. Es ist also möglich, die Abstützung in den Bereich des Längsträgers 4 zu verschieben und damit sehr hohe Einbindesteifigkeiten zu erreichen. Bei diametraler Lage der Stützlager 10, 12 zu der Torque/Roll-Achse 7 werden gleichgroße, einander entgegen gerichtete Kräfte in vertikaler Richtung in die Lagerstellen der Stützlager 10, 12 am Längsträger 4 eingeleitet. Daraus resultieren Komfortsteigerungen, insbesondere bei Motor-Start und -Stop, verschiedenen Fahrmanövern wie Lastwechseln und hochdynamischem Anfahren.Due to this storage, engine 11 and gearbox bearings 6 no torque load exposed. Since the torque from the rotational movement is a free moment, the support is by the support bearings 10 . 12 along the torque / roll axis 7 freely movable with the same effect. It is therefore possible, the support in the region of the longitudinal member 4 to shift and thus achieve very high binding stiffnesses. With diametrical position of the support bearings 10 . 12 to the torque / roll axis 7 are equal, mutually opposing forces in the vertical direction in the bearings of the support bearing 10 . 12 on the side member 4 initiated. This results in increased comfort, especially at engine start and stop, various driving maneuvers such as load changes and highly dynamic start-up.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19939304 B4 [0003]

Claims

Aggregate attachment in the front section of a vehicle body, for swingably fixing a transversely mounted drive unit ( 1 ), consisting of internal combustion engine ( 2 ) and gearboxes ( 3 ), between two running in the vehicle longitudinal direction longitudinal beams ( 4 . 5 ), on each of which a vibration-damping support bearing ( 6 . 11 ) for supporting the drive unit ( 1 ) is arranged, wherein the one support bearing ( 11 ) of the internal combustion engine ( 2 ) and the other support bearing ( 6 ) the gearbox ( 3 ), characterized in that at least two oscillations damping support bearings ( 10 . 12 ) for minimizing rotational movements of the drive unit ( 1 ) on at least one longitudinal member ( 4 ) are arranged so that through the support bearing ( 10 . 12 ) opposing forces in the vertical direction in the longitudinal beam ( 4 ) be initiated.

Aggregate attachment according to claim 1, characterized in that the two support bearings ( 10 . 12 ) spaced from the main axis of rotation ( 9 ) and the two support bearings ( 6 . 11 ) on or as close as possible to the main axis of rotation ( 9 ) of the drive unit ( 1 ) lie.

Aggregate attachment according to claim 1 or 2, characterized in that the main axis of rotation ( 9 ) of the drive unit ( 1 ) in the longitudinal direction of the motor vehicle of each support bearing ( 10 . 12 ) is equidistant.

Aggregate attachment according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two support bearings ( 10 . 12 ) have a soft damping characteristic in the region of small vibration amplitudes.

Aggregate attachment according to one of claims 1 to 4, characterized in that the damping of the two support bearings ( 10 . 12 ) increases exponentially with increasing amplitude.