DE102022001586A1 - Internal combustion engine for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Rädertrieb (24), über welchen wenigstens eine Welle (20) und/oder wenigstens ein Nebenaggregat von einer Abtriebswelle (14) der Verbrennungskraftmaschine (10) antreibbar ist, wobei Zahnflanken (30) einer Verzahnung (28) wenigstens eines Zahnrads (26a-c) des Rädertriebs (24) mit Graphen (32) beschichtet sind.The invention relates to an internal combustion engine (10) for a motor vehicle, with a gear drive (24), via which at least one shaft (20) and/or at least one auxiliary unit can be driven by an output shaft (14) of the internal combustion engine (10), with tooth flanks ( 30) a toothing (28) of at least one gear (26a-c) of the gear drive (24) is coated with graphene (32).
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.
Derartige Verbrennungskraftmaschinen für Kraftfahrzeuge sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bereits hinlänglich bekannt. Die jeweilige Verbrennungskraftmaschine weist einen auch als Zahnradtrieb bezeichneten Rädertrieb auf, über welchen wenigstens eine Welle wie beispielweise eine Nockenwelle und/oder wenigstens ein Nebenaggregat von einer beispielweise als Kurbelwelle ausgebildeten Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist.Such internal combustion engines for motor vehicles are already well known from the general state of the art. The respective internal combustion engine has a gear drive, also known as a gear drive, via which at least one shaft, such as a camshaft and / or at least one auxiliary unit, can be driven by an output shaft of the internal combustion engine, for example designed as a crankshaft.
Des Weiteren offenbart die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art zu verbessern.The object of the present invention is to improve an internal combustion engine of the type mentioned at the outset.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This task is achieved by an internal combustion engine with the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with useful developments of the invention are specified in the remaining claims.
Um eine Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu verbessern, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass Zahnflanken einer Verzahnung wenigstens eines Zahnrads des Rädertriebs mit Graphen beschichtet ist. Hierdurch können eine hohe Verschleißbeständigkeit und eine hohe Dauerhaltbarkeit der Verzahnung und somit des Zahnrads realisiert werden. Außerdem kann die Entstehung von unerwünschten Geräuschen vermieden werden, sodass ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten der Verbrennungskraftmaschine hergestellt werden kann. Der Erfindung liegen insbesondere folgende Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Rädertriebe in auch als Verbrennungsmotoren bezeichneten Verbrennungskraftmaschinen, beispielweise als Nockenwellenantrieb, als Antriebe für eine Ölpumpe, als Massenausgleichsgetriebe etc. befinden sich immer in einem Zielkonflikt in der Auslegung bezüglich Geräusch, Zahnflankenspiel, Verschleiß und Dauerhaltbarkeit. Mit anderen Worten ist es zum einen wünschenswert, einen übermäßigen Verschleiß zu vermeiden und somit eine hohe Dauerhaltbarkeit zu schaffen. Zum anderen ist es wünschenswert, ein übermäßiges Zahnflankenspiel und somit die Entstehung von unerwünschten Geräuschen zu vermeiden. Dieser Zielkonflikt kann durch die Erfindung aufgelöst beziehungsweise deutlich verschoben werden. Durch das sehr widerstandsfähige Graphen wird eine besonders verschleißfeste Oberfläche der Verzahnung geschaffen, wobei die Oberfläche, die durch das Graphen gebildet ist, einerseits härter als klassische, gehärtete Schichten ist. Andererseits ist das Graphen vorteilhaft elastisch. Somit kann durch das Graphen eine zugleich ultraharte und dennoch elastische Oberfläche der Verzahnung dargestellt werden.In order to improve an internal combustion engine of the type specified in the preamble of claim 1, it is provided according to the invention that the tooth flanks of a toothing of at least one gear of the gear train is coated with graphene. This makes it possible to achieve a high level of wear resistance and a high level of durability of the teeth and thus of the gear. In addition, the generation of undesirable noises can be avoided, so that a particularly advantageous noise behavior of the internal combustion engine can be achieved. The invention is based in particular on the following findings and considerations: Gear drives in internal combustion engines, also known as internal combustion engines, for example as a camshaft drive, as drives for an oil pump, as a mass balancing gear, etc., are always in a conflict of objectives in the design with regard to noise, backlash, wear and durability. In other words, it is desirable, on the one hand, to avoid excessive wear and thus to create a high level of durability. On the other hand, it is desirable to avoid excessive backlash and thus the generation of undesirable noises. This conflict of objectives can be resolved or significantly shifted by the invention. The very resistant graphene creates a particularly wear-resistant surface of the gearing, whereby the surface formed by the graphene is, on the one hand, harder than classic, hardened layers. On the other hand, the graphene is advantageously elastic. The graphene can therefore be used to create an ultra-hard yet elastic surface of the toothing.
Erfindungsgemäß bildet das Graphen eine Beschichtung, welche im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen dünner ausfallen kann, da Graphen wesentlich verschleißresistenter ist als andere, herkömmliche Beschichtungen. Es finden sich damit auch weniger Verschleißrückstände in einem Ölkreislauf wieder. Das Zahnflankenspiel kann außerdem durch die Erfindung auf einen Langzeit-Kompromiss eingestellt werden als bei herkömmlichen Lösungen, da mit weniger Verschleiß gerechnet werden kann, der das Zahnflankenspiel und damit auch das Geräusch negativ beeinflusst. Die positiven Eigenschaften einer harten Oberfläche für die Präzision können mit den elastischen Eigenschaften kombiniert werden, die sich positiv auf die Akustik auswirken. Somit können einerseits unerwünschte Geräusche vermieden werden, andererseits kann eine hohe Verschleißbeständigkeit und somit eine hohe Dauerhaltbarkeit des Rädertriebs dargestellt werden.According to the invention, the graphene forms a coating which can be thinner compared to conventional solutions because graphene is significantly more wear-resistant than other conventional coatings. This also means that there is less wear residue in an oil circuit. The invention can also be used to set the backlash to a long-term compromise than with conventional solutions, since less wear can be expected, which negatively influences the backlash and thus also the noise. The positive properties of a hard surface for precision can be combined with the elastic properties that have a positive effect on acoustics. This means that, on the one hand, undesirable noises can be avoided, and on the other hand, a high level of wear resistance and thus a high level of durability of the wheel drive can be achieved.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of a preferred exemplary embodiment and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown in the figures alone can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without the scope of to abandon invention.
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Rädertrieb; und -
2 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Vorderansicht eines Zahnrads des Rädertriebs.
-
1 a schematic and sectional side view of an internal combustion engine with a gear drive; and -
2 a detail of a schematic and sectioned front view of a gear of the gear train.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.
Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist auch einen Rädertrieb 24 auf, welcher auch als Zahnradtrieb bezeichnet wird. Über den Rädertrieb 24 ist die Nockenwelle 20 von der Abtriebswelle 14 antreibbar und dadurch um die Nockenwellendrehachse 22 relativ zu dem Zylinderkopf 18 drehbar. Hierfür umfasst der Rädertrieb 24 Zahnräder 26a-c, welche eine jeweilige Verzahnung, insbesondere Außenverzahnung, aufweisen.The
In
Um nun eine besonders hohe Verschleißbeständigkeit und eine hohe Dauerhaltbarkeit des Rädertriebs 24 sowie ein besonders vorteilhaftes Geräuschverhalten der Verbrennungskraftmaschine 10 realisieren zu können, sind, wie besonders gut aus
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010
- VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
- 1212
- GehäuseHousing
- 1414
- Abtriebswelleoutput shaft
- 1616
- AbtriebswellendrehachseOutput shaft rotation axis
- 1818
- Zylinderkopfcylinder head
- 2020
- Nockenwellecamshaft
- 2222
- NockenwellendrehachseCamshaft rotation axis
- 2424
- RädertriebWheel drive
- 26a-c26a-c
- Zahnradgear
- 2828
- Verzahnunggearing
- 3030
- Zahnflanketooth flank
- 3232
- BeschichtungCoating
- 3434
- Oberflächesurface
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102015005133 A1 [0003]DE 102015005133 A1 [0003]
Claims (2)
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DE102022001586.2A DE102022001586A1 (en) | 2022-05-05 | 2022-05-05 | Internal combustion engine for a motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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DE102022001586A1 true DE102022001586A1 (en) | 2023-11-09 |
Family
ID=88414077
Family Applications (1)
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DE102022001586.2A Pending DE102022001586A1 (en) | 2022-05-05 | 2022-05-05 | Internal combustion engine for a motor vehicle |
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DE102015005133A1 (en) | 2015-04-22 | 2016-10-27 | Daimler Ag | Method for producing a component, in particular a gearwheel |
CN112483626A (en) | 2020-12-02 | 2021-03-12 | 东南大学 | Self-lubricating gear based on additive manufacturing and preparation method thereof |
CN212690751U (en) | 2020-07-24 | 2021-03-12 | 丽水市信毅单向器有限公司 | Driving gear |
-
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- 2022-05-05 DE DE102022001586.2A patent/DE102022001586A1/en active Pending
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