DE10231106A1

DE10231106A1 - Ventilgesteuerte Hubkolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10231106A1
Application number: DE2002131106
Authority: DE
Inventors: Werenfrid Dipl.-Ing. Döpper
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2004-01-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine ventilgesteuerte Hubkolbenbrennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle, die an ihrem einen Ende von einer Kurbelwelle über einen Nockenwellenantrieb angetrieben wird. Es wird vorgeschlagen, dass die Nockenwelle an ihrem anderen Ende ein Getriebe aufweist, mit dem sie mit der Kurbelwelle oder einer zweiten Nockenwelle spielfrei gekoppelt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine ventilgesteuerte Hubkolbenbrennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der Regel treibt eine Kurbelwelle einer Hubkolbenbrennkraftmaschine eine oder mehrere, häufig parallel zueinander angeordnete Nockenwellen an, wobei die triebliche Verbindung zwischen der Kurbelwelle und den Nockenwellen über Stirnräder, Kettenräder in Verbindung mit einer Kette oder über Zahnriemen in Verbindung mit Zahnriemenscheiben oder über Kegelräder mit einer Königswelle hergestellt ist. Auf Grund des ungleichförmigen Drehmomentenverlaufs der Kurbelwelle werden an den Nockenwellen Drehschwingungen initiiert, die sich in Verbindung mit Fertigungstoleranzen und Eingriffsspielen ungünstig auf die Ventilbetätigungszeiten der durch die Nockenwelle betätigten Gaswechselventile, auf die Einspritzzeiten integrierter Pumpendüsensysteme und auf die Geräuschentwicklung auswirken. Durch elastische Elemente im Antriebsstrang der Nockenwellen, z.B. durch Zahnriemen, werden die Drehschwingungen gedämpft, allerdings werden die Rückwirkungen auf die Steuerzeiten nicht verringert.

Aus der DE 198 53 634 A1 ist ein Nockenwellenantrieb mit Stirnrädern für eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelwellenrad und einem Nockenwellenrad und wenigstens einem zwischen diesen angeordneten Zwischenrad bekannt, wobei die Zahnräder des Nockenwellenantriebs jeweils eine Nabe und einen Zahnkranz aufweisen. Der jeweilige Zahnkranz ist gegenüber der zugeordneten Nabe um einen vorbestimmten Winkel verdrehbar. Eine Rückstelleinrichtung, die zwischen der Nabe und dem Zahnkranz vorgesehen ist, übt in Abhängigkeit von der Verdrehung eine rückstellende Kraft auf beide aus. Dadurch sollen Schwingungen zwischen dem Zahnkranz der Nabe abgebaut werden, ohne eine Synchronisierung zwischen der Kurbelwelle und einer Nockenwelle zu beeinflussen.

Ferner ist aus der US 6 234 127 B1 ein Nockenwellenantrieb über Kettenräder und einer Kette bekannt, wobei der Zahnkranz des mit der Kurbelwelle verbundenen Kettenrads über einen Drehschwingungsdämpfer mit der Kurbelwelle verbunden ist.

Die schwingungsdämpfenden Einrichtungen im Nockenwellenantrieb bewirken zwar, dass die Drehschwingungen, die von der Kurbelwelle erzeugt werden, vermindert auf die Nockenwelle übertragen werden, sie verhindern aber nicht die Drehschwingungen, die durch die Nockenwelle selbst erzeugt werden und insbesondere bei langen Nockenwellen einen beträchtlichen Wert erreichen können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Drehschwingungen insbesondere langer Nockenwellen zu verringern. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung weist die Nockenwelle an ihrem Ende, das dem Nockenwellenantrieb gegenüberliegt, ein Getriebe auf, mit dem sie mit der Kurbelwelle oder einer zweiten Nockenwelle spielfrei gekoppelt ist. Das Getriebe unterbindet eine Relativdrehung des freien Endes gegenüber der Kurbelwelle oder einer zweiten Nockenwelle oder einer beliebigen Zwischenwelle, die von der Nockenwelle oder der Kurbelwelle angetrieben wird, wodurch Drehschwingungen unterdrückt werden. Das Getriebe, das nicht zum Antrieb dient, sondern nur dazu beiträgt, Drehschwingungen der Nockenwellen zu verhindern, kann wesentlich schwächer dimensioniert werden als der Nockenwellenantrieb selbst. Ferner kann es zweckmäßig sein, dass in dem Übertragungsstrang des Getriebes ein Drehschwingungsdämpfer angeordnet ist. Grundsätzlich sind hierfür alle drehschwingungsdämpfenden Elemente geeignet, z.B. auch Zahnriemen, die mit Zahnriemenscheiben zusammenwirken. Eine einfache Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, indem das Getriebe aus zwei Zahnrädern aufgebaut ist, die auf zwei zueinander parallel angeordneten Nockenwellen sitzen und über ein Zwischenrad miteinander gekoppelt sind. Bei dieser Anordnung kann das Zwischenrad in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung quer zu seiner Längsachse geteilt sein. Seine Teile kämmen jeweils mit einem der Zahnräder und sind durch einen Drehschwingungsdämpfer miteinander verbunden. Dadurch ergibt sich eine Raum sparende, wirkungsvolle Ausführung.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Die einzige Zeichnung zeigt schematisch als 1 eine erfindungsgemäße Anordnung zweier parallel verlaufender Nockenwellen.
Von einer Hubkolbenbrennkraftmaschine sind nur zwei parallel angeordnete Nockenwellen 10, 11 dargestellt, deren Nocken 12 nicht näher dargestellte Gaswechselventile der Brennkraftmaschine betätigen. An einem Ende der Nockenwellen 10, 11 sitzt jeweils ein Antriebsritzel 15, 16 eines Nockenwellenantriebs 13 üblicher Bauweise, durch den die Nockenwellen 10, 11 von einer nicht näher dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben werden. Am anderen Ende der Nockenwellen 10, 11 sitzt jeweils ein Zahnrad 18, 19 eines Getriebes 14. Diese kämmen mit einem Zwischenrad 17, so dass die beiden Nockenwellen 10, 11 an diesem Ende triebmäßig durch das Getriebe 14 miteinander gekoppelt sind. Dadurch werden relative Drehbewegungen zwischen den Nockenwellen 10 und 11 verhindert und Drehschwingungen vermieden, die insbesondere bei langen Nockenwellen 10, 11 sehr störend sein können. Durch das Getriebe 14 könnte ebenso eine triebmäßige Anbindung jeder Nockenwelle 10, 11 einzeln oder gemeinsam an die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine vorgenommen werden.
Das Zwischenzahnrad 17 ist in der dargestellten Ausführung quer zu seiner Achse 23 geteilt. Die dadurch entstehenden Teile 21, 22 kämmen jeweils mit einem der Zahnräder 18, 19 und sind durch einen Drehschwingungsdämpfer 20 üblicher Bauart miteinander verbunden. In einfacher Ausgestaltung kann der Drehschwingungsdämpfer 20 aus einem drehelastischen Element bestehen, z.B. einem Gummielastmetall. Ferner besteht die Möglichkeit, dass die Zahnräder 18 und 19 Zahnriemenscheiben sind, die über einen Zahnriemen triebmäßig miteinander gekoppelt sind.

Claims

Ventilgesteuerte Hubkolbenbrennkraftmaschine mit mindestens einer Nockenwelle, die an ihrem einen Ende von einer Kurbelwelle über einen Nockenwellenantrieb angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (10, 11) an ihrem anderen Ende ein Getriebe (14) aufweist, mit dem sie mit der Kurbelwelle oder einer zweiten Nockenwelle (10, 11) spielfrei gekoppelt ist.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Übertragungsstrang des Getriebes (14) ein Drehschwingungsdämpfer (20) angeordnet ist.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (14) aus zwei Zahnrädern (18, 19) aufgebaut ist, die auf zwei zueinander parallel angeordneten Nockenwellen (10, 11) sitzen und über ein Zwischenzahnrad (17) miteinander gekoppelt sind.
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenzahnrad (17) quer zu seiner Achse (23) geteilt ist und seine Teile (21, 22) jeweils mit einem der Zahnräder (18, 19) kämmen und durch einen Drehschwingungsdämpfer (20) verbunden sind.