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Die Erfindung betrifft eine Ausgleichsstruktur für einen V-Motor und
insbesondere eine Ausgleichsstruktur für einen V-Motor, bei dem eine
Ausgleichswelle in engster Nähe zu der Kurbelwelle angeordnet ist, die eine
Vibrationsquelle ist, sodass Massenkopplungskräfte wirksam aufgehoben werden, um
Vibrationen herabzusetzen.
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Einige V-Motoren weisen eine erste und eine zweite Zylinderreihe auf die
einen Reihenwinkel von 60 Grad oder 90 Grad zwischen einander bilden. Ein 60 Grad-V8-Zylindermotor, das heißt mit einem Reihenwinkel von 60 Grad und vier
Zylindern in jeder Zylinderreihe, wird im Allgemeinen im Vergleich zu einem V8-
Zylindermotor mit einem Reihenwinkel von 90 Grad und vier Zylindern in jeder
Zylinderreihe nicht verwendet. Der Grund hierfür besteht darin, dass bei einem
90 Grad-V8-Zylindermotor primäre und sekundäre Massenkräfte oder
Momentenkräfte durch optimales Einstellen eines Gegengewichts zu der Kurbelwelle gut
ausgeglichen werden, während bei einem 60 Grad-V8-Zylindermotor primäre
Massenkopplungskräfte als restliche Unwucht verbleiben.
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Ein System, bei dem die Ausgleichswelle die Vibration aufhebt, die auf
Grund der Massenträgheitskraft oder Kopplungskräfte in dem Kurbelsystem
auftritt, ist eine Ausgleichsstruktur für einen V-Motor mit einer Ausgleichswelle
parallel zu der Kurbelwelle. Diese Ausgleichsstruktur für den V-Motor hebt die
Vibration durch die Umlaufbewegung der Ausgleichswelle synchron zu der
Kurbelwelle und in einer normalen oder umgekehrten Richtung ihr zu auf, sodass
die primären und die sekundären Massenträgheitskräfte oder
Massenkopplungskräfte ausgeglichen werden. Beispiele solcher Ausgleichstrukturen für einen V-
Motor sind in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 4-290 639 und in dem
offengelegten japanischen Patent Nr. 63-125 840 offenbart.
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Bei dem offengelegten japanischen Patent Nr. 4-290 639 weist ein V-
Motor eine einzige Ausgleichswelle parallel zu der Kurbelwelle und mit einem
exzentrischen Gewicht auf. Die Ausgleichswelle in Richtung zu der Vorderseite
des Motors, die durch die Kurbelwelle in Umlauf versetzt ist, ist unterhalb der
Kurbelwelle und in Richtung zu der Seite des Motors hin angeordnet, wo weniger
Hilfsgeräte eingebaut sind. Eine Ölpumpe, die durch die Ausgleichswelle
angetrieben ist, ist in Richtung zu der oben genannten Seite in einer Ölwanne
unterhalb der Ausgleichswelle angeordnet. Ein Ölfilter ist ebenfalls in Richtung
zu der oben genannten Seite angeordnet.
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Bei dem offengelegten japanischen Patent Nr. 63-125 840 weist ein V-
Motor mit acht Zylindern einen Reihenwinkel von 60 Grad auf. Eine einzige
Ausgleichswelle läuft in der gleichen Richtung wie die Kurbelwelle mit zweifacher
Drehzahl der Kurbelwelle um. Die Umlaufachse der Ausgleichswelle ist
exzentrisch (d. h. seitlich) gegenüber der Mittelachse der Kurbelwelle versetzt.
Entsprechend ist das durch den Kolbendruck erzeugte Rollmoment reduziert.
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Wie oben angegeben wird ein 60 Grad-V8-Zylindermotor im allgemeinen
nicht verwendet, weil bei dem 90 Grad-V8-Zylindermotor primäre und sekundäre
Massenträgheitskräfte oder Kopplungskräfte durch optimales Einstellung eines
Gegengewichts der Kurbelwelle gut ausgeglichen werden, während bei dem 60
Grad-V8-Zylindermotor primäre Massenkopplungskräfte der als restliche
Unwucht verbleiben.
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Einige 60 Grad-V8-Zylindermotoren besitzen eine Ausgleichsstruktur mit
einer Ausgleichswelle, die durch eine Kette und der gleichen angetrieben ist, in
einem Raum zwischen den Zylinderreihen, um die Massenkopplungskräfte
aufzuheben oder zu reduzieren. Jedoch ist bei der Ausgleichsstruktur mit der
Ausgleichswelle in dem Raum zwischen den Zylinderreihen die Ausgleichswelle
von der Kurbelwelle weg angeordnet, die die Vibration erzeugt. Entsprechend
eignet sie sich nicht für die Aufhebung der Kräfte in einem ausreichenden
Ausmaß, sodass die Vibration nicht wirksam reduziert werden kann.
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Weiter muss, weil die Ausgleichswelle von der Kurbelwelle weg
angeordnet ist, die die Vibration bei dieser Ausgleichstruktur für den V-Motor erzeugt und
weil die Kopplungskräfte zu dem dazwischen liegenden Abstand proportional
sind, die Ausgleichswelle proportional zu dem Abstand schwerer sein. Auch
führen die größere und schwerere Ausgleichswelle bei Anordnung weg von der
Kurbelwelle und die größeren Räume für den Anbau der Ausgleichswelle zu
einem größeren und schwereren V-Motor.
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Um das oben angegebene Problem zu vermeiden oder zu minimieren 1
sieht die vorliegende Erfindung vor eine Ausgleichstruktur für einen
V-Verbrennungsmotor mit einer Ausgleichswelle, die parallel zu der Kurbelwelle gelagert
ist. Die Ausgleichswelle ist in der zentralen Ebene, die die Zylinderreihen des V-
Motors teilt und die durch die Achse der Kurbelweile verläuft, angeordnet und
direkt unterhalb der Kurbelwelle angeordnet.
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Erfindungsgemäß ist die Ausgleichswelle in der zentralen Ebenen, die die
Zylinderreihen des V-Motors teilt und die durch die Achse der Kurbelwelle
verläuft, angeordnet und direkt unterhalb der Kurbelwelle angeordnet. Die
Ausgleichswelle kann näher bei der Kurbelwelle, die die Vibration erzeugt,
angeordnet sein, um den Abstand zwischen der Kurbelwelle und der
Ausgleichswelle zu verkürzen.
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Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Ausgleichsstruktur für einen V-
Motor gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;
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Fig. 3 ist ein Schnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 2;
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Fig. 4 ist eine Vorderansicht eines V6-Zylindermotors;
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Fig. 5 ist ein Schnitt entlang der Linie 5-5 von Fig. 4;
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Fig. 6A und 6A zeigen eine Ausgleichstruktur für einen V-Motor
gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei Fig. 6A einen
vergrößerten Schnitt durch die Ausgleichswelle während des
Betriebs mit niedriger Drehzahl zeigt und Fig. 6B einen
vergrößerten Schnitt durch die Ausgleichswelle während des
Betriebs mit hoher Drehzahl zeigt;
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Fig. 7 A und 7B zeigen eine Ausgleichstruktur für einen V-Motor
gemäß einer dritten Ausführungsform, wobei Fig. 7 A eine
Vorderansicht eines Hauptteils des V-Motors zeigt und Fig.
7B eine Seitenansicht eines Hauptteils des V-Motors zeigt.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung in besonderem Detail unter
Bezugnahme auf Fig. 1-5 beschrieben, die eine erste Ausführungsform dieser
Erfindung zeigen.
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Gemäß Fig. 1-3 weist ein V-Verbrennungsmotor 2 eine Kurbelwelle 6
auf, die durch ein Kurbelgehäuse 8 unter dem im Allgemeinen V-förmigen
Zylinderblock 4 gelagert ist. Eine Ölwanne 10 ist an der Unterseite des
Kurbelgehäuses 8 angebracht.
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Wie in Fig. 3 dargestellt ist, umfasst der V-Motor 2 einen ersten und einen
zweiten Zylinderkopf 12A, 12B, die an der oberen Seite des Zylinderblocks 4
angebaut sind. Eine erste und eine zweite Kopfabdeckung 14A, 14B sind an den
Zylinderköpfen 12A, 12B angebaut, um eine erste und eine zweite Zylinderreihe
16A, 16B zu bilden, die V-förmig angeordnet sind. Zwischen den Zylinderreihen
16A, 16B ist ein Raum 18 gebildet.
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Der V-Motor 2 umfasst in einem unteren Teil des Zylinderblocks 4 eine
Vielzahl von blockseitigen Wellenstützen 22, die Kurbellager 22 für die
Kurbelwelle 6 abstützen. Eine Vielzahl von Kurbelwellenstützen 24 ist entsprechend
den blockseitigen Wellenstützen 22 angeordnet, die die Kurbellager 22
abstützen.
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Wie in Fig. 2 dargestellt ist, sind bei dem V-Motor 2 dieser
Ausführungsform eine erste bis fünfte blockseitige Wellenstütze 22-1 bis 22-5 entlang der
Kurbelwellenachse "C" in dem unteren Teil des Zylinderblocks 4 angeordnet, um
ein erstes bis fünftes Kurbellager 20-1 bis 20-5 abzustützen. Eine erste bis fünfte
Kurbelwellenstütze 24-1 bis 24-5 ist entsprechend den Stützen 22 in dem
Kurbelgehäuse 8 angeordnet, um die Kurbellager 20 abzustützen.
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Die Ölwanne 10 unterhalb des Kurbelgehäuses 8 umfasst einen oberen
Wannenteil 10U, der an dem unteren Teil des Kurbelgehäuses 8 befestigt ist,
und einen unteren Wannenteil 10L, der an dem oberen Teil 10U befestigt ist.
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Der Zylinderblock 4 weist in der ersten Zylinderreihe 16A vier erste
Zylinder 26A und in der zweiten Zylinderreihe 16B vier zweite Zylinder 26B in
Reihe auf. Die Zylinder 26A, 26B weisen erste und zweite verschiebbare Kolben
28A, 28B in ihrem Inneren auf, die mit ersten und zweiten Kurbelzapfen 32A,
32B über erste und zweite Pleuelstangen 30A, 30B verbunden sind.
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Der V-Motor 2 weist einen Reihenwinkel "θ" auf, der durch eine erste
Zylinderachse "A" der Zylinderreihe 16A und eine zweite Zylinderachse "B" der
Zylinderreihe 16B gebildet und auf 60 Grad eingestellt ist. Auch sind alle vier
Zylinder 26A, 26B in den Zylinderreihen 16A, 16B angeordnet. Das heißt, der V-
Motor 2 ist ein 60 Grad-V8-Zylindermotor.
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Wie in Fig. 3 dargestellt ist, weisen die Zylinderköpfe 12A, 12B auf: einen
ersten und einen zweiten Einlassanschluss 34A, 34B, einen ersten und einen
zweiten Auslassanschluss 36A, 36B, ein erstes und ein zweites Einlassventil
38A, 38B, ein erstes und ein zweites Auslassventil 40A, 40B, eine erste und eine
zweite Einlassnockenwelle 42A, 42B und eine erste und eine zweite
Auslassnockenwelle 44A, 44B. Die Zylinder 26A, 26B sind mit den Einlassanschlüssen
und Auslassanschlüssen 34, 36 verbunden. Die Einlassanschlüsse 34 sind mit
einem ersten und einen zweiten Einlassverteiler 48A, 48B verbunden, die sich
von einem Sammelbehälter 46 aus erstrecken. Die Auslassanschlüsse 36 sind
mit einem ersten und einem zweiten Auslassverteiler 50A, 50B verbunden.
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Gemäß erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 weist der V-Motor 2 auf: ein
Kurbel-Kettenrad 52 an einem Ende der Kurbelwelle 6 entlang der Richtung der
Achse "C" der Kurbelwelle, ein erstes Einlassnocken-Kettenrad und ein erstes
Auslassnocken-Kettenrad 54A, 56A an jeweils einem Ende der
Einlassnockenwelle und der Auslassnockenwelle 42A, 44A in der Richtung der Achse "C", ein
zweites Einlassnocken-Kettenrad und ein zweites Auslassnocken-Kettenrad
54B, 56B an jeweils einem Ende der Einlassnockenwelle und der
Auslassnockenwelle 42B, 44B in der Richtung der Achse "C" und ein erstes mittleres
Kettenrad 58A an dem äußeren Ende des Einlassnocken-Kettenrades 54A der
Einlassnockenwelle 42A in der Richtung der Achse "C".
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Der zweite Zylinderkopf 12A weist eine mittlere Welle 60 zwischen der
zweiten Einlassnockenwelle und der zweiten Auslassnockenwelle 428, 44B auf,
wobei diese Welle 60 auch zwischen diesen Nockenwellen und der Kurbelwelle
6 angeordnet ist. Die mittlere Welle 60 stützt ein integriertes zweites mittleres
Kettenrad 58B und ein integriertes zweites Nockenwellen-Kettenrad 62 ab. Der
Zylinderkopf 4 weist eine Leerlaufwelle 64 zwischen den Zylinderreihen 16A,
16B auf, die ein Leerlauf-Kettenrad 66 abstützt.
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Eine Steuerkette 68 ist um das Kurbel-Kettenrad 52, die mittleren
Kettenräder 58A, 58B und um das Leerlauf-Kettenrad 78 herum gelegt. Eine erste
Nockenkette 70A ist um das Einlassnocken-Kettenrad und um das
Auslassnocken-Kettenrad 54A, 56A herum gelegt. Eine zweite Kette 70B ist um das
Einlassnocken-Kettenrad und das Auslassnocken-Kettenrad 54B, 56B und um
das Nockenwellen-Kettenrad 62 herum gelegt.
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Die Antriebskraft der Kurbelwelle 6 wird an die Einlass-Nockenwelle und
die Auslassnockenwelle 42A, 42B, 44A, 44B über die Steuerkette 68 und die
Nockenketten 70A, 70B angetrieben und betätigt die Einlassventile und die
Auslassventile 38A, 38B, 40A, 40B zum Öffnen/Schließen der Einlassanschlüsse
und Auslassanschlüsse 34A, 34B, 36A, 36B. Weiter bezeichnet das
Bezugszeichen 72 einen Kettenspanner, und bezeichnet das Bezugszeichen 74 einen
Kettenhalter.
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Auch weist der V-Motor 2 eine Ölpumpe 76 unterhalb der Kurbelwellen-
Stütze 24-1 an einem Ende des Kurbelgehäuses 8 in der Richtung der Achse "C"
der Kurbelwelle auf. Ein Pumpen-Kettenrad 80 ist an einer Pumpenwelle 78
befestigt. Die Kurbelwelle 6 ist mit einem Kettenrad 82 für Hilfsgeräte von dem
Kurbel-Kettenrad 52 aus einwärts ausgestattet. Eine Hilfsgeräte-Kette 84 ist um
das Pumpen-Kettenrad 80 und um das Hilfsgeräte-Kettenrad 84 herum gelegt.
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Eine Ausgleichstruktur 86 für den V-Motor 2 weist eine Ausgleichswelle
88 auf, die parallel zu der Kurbelwelle 6 abgestützt ist. Die Ausgleichsstruktur 86
weist die Ausgleichswelle 88, ein Ausgleichslager 90 und ein Ausgleichsgewicht
92 auf. Die Ausgleichswelle 86 ist direkt unterhalb der Kurbelwelle 6 so
abgestützt, dass die Achse der Welle 88 in einer in der Längsrichtung erstreckenden
zentralen Ebene "D" angeordnet ist, die durch die Achse "C" der Kurbelwelle
verläuft und den Reihenwinkel "θ", der zwischen den Achsen A und B der beiden
Zylinderreihen 16A, 16B gebildet ist, aufteilt (d. h. in zwei Sektoren zerschneidet).
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Gemäß Fig. 1 und 2 ist bei der Ausgleichsstruktur dieser
Ausführungsform die Kurbelwelle 6 unterhalb des Zylinderblocks 4 mittels der
Kurbelwellenstützen 24 abgestützt. Ausgleichswellenstützen 94 sind einstückig unterhalb der
Kurbelwellenstützen 24 direkt unterhalb der Kurbelwelle 6 in der zentralen Ebene
"D" angebracht.
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Bei dieser Ausgleichsstruktur sind die Ausgleichswellenstützen 94
einstückig unter der ersten, der dritten und der fünften Kurbelwellenstütze 24-1,
24-3, 24-5 der Kurbeiwellenstützen 24-1 bis 24-5 angeordnet. Die
Ausgleichswellenstützen 94 weisen Ausgleichswellenkappen 96 auf, die mit Hilfe von
Ausgleichsanbauschrauben 98 befestigt sind, und weisen Ausgleichslager 90 für
die Ausgleichswelle 88 auf, die durch die Ausgleichswellenkappen 96 über
Metalllager 100 abgestützt sind.
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Die Ausgleichswellenstützen 94 bilden in ihrem Inneren Ölkanäle 102, die
durch die Kurbelwellenstützen 24-1, 24-3, 24-5 hindurch geführt sind. Das
Ausgleichslager 90 für die Ausgleichswelle 88 wird mit Öl geschmiert, das die
Kurbellager 20-1, 20-3, 20-5 schmiert.
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Wie in der Vorderansicht des V-Motors 2 in Fig. 1 dargestellt ist, ist die
Ausgleichswelle 88 horizontal seitwärts der Pumpenwelle 78 benachbart und im
Allgemeinen in einer Linie bzw. Reihe mit der Pumpenwelle 78 für die Ölpumpe
76 angebracht, die unterhalb der Kurbelwellenstütze 24-1 angeordnet ist. Die
Ausgleichswelle 88 weist ein Ausgleichslager 104 auf, das ihrem einen Ende
mittels einer Anbauschraube 106 angebracht ist.
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Die Kette 84 für die Hilfsgeräte ist um das Kettenrad 82 an der
Kurbelwelle 6, um das Kettenrad 80 an der Pumpenwelle 78 und um das Kettenrad 104
an der Ausgleichswelle 88 über ein Leerlauf-Kettenrad 110 herum gelegt, die
durch eine Leerlaufwelle 108 abgestützt ist, die unterhalb der Kurbelwellenstütze
24-1 angeordnet ist. Die Ausgleichswelle 88 und die Pumpenweile 78 sind mit
der gemeinsamen Kette 84 für die Hilfsgeräte verbunden.
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Dieser V-Motor 2 ist einen 60-Grad-V8-Zylindermotor (d. h. der Winkel θ
misst 60 Grad), und unausgeglichene Massenkopplungskräfte sind primäre
Kräfte, und die Ausgleichswelle 88 läuft entgegengesetzt zu der
Umlaufbewegung der Kurbelwelle 6 des Motors um. Entsprechend ist die Anzahl der Zähne
des Ausgleichs-Kettenrads 104 gleich der Anzahl der Zähne des Hilfsgeräte-
Kettenrads 82. Die Hilfsgeräte-Kette 84 ist an der Rückseite über das
Ausgleichs-Kettenrad 104 herum gelegt.
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Weiter sind bei den V-Motor 2 die blockseitigen Wellenstützen 22-1 bis
22-5, die die Kurbelwelle 6 abstützen, entlang der Achse "C" der Kurbelwelle in
dem unteren Teil des Zylinderblocks 4 fluchtend angeordnet. Die erste, die dritte
und die fünfte Kurbelwellenstützen 24-1, 24-3, 24-5, die den blockseitigen
Stützen 22 entsprechen, sind einstückig mit den Ausgleichswellenstützen 94
ausgestattet. Die zweite und die vierte Kurbelwellenstütze 24-2, 24-4 sind nicht
mit Ausgleichswellenstützen 94 ausgestattet.
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Die Ausgleichswelle 88 weist Ausgleichsgewichte 92 auf, die an der
Ausgleichswelle 88 an Stellen unterhalb der Kurbelwellenstützen 24-2, 24-4
angebracht sind, die keine zu ihnen gehörige Ausgleichswellenstützen 94
aufweisen.
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Als Nächstes wird die Arbeitsweise der obigen Ausführungsform kurz
beschrieben.
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Bei dem V-Verbrennungsmotor 2 werden die hin und her gehenden
Bewegungen der Kolben 28A, 28B in die Drehbewegung der Kurbelwelle 6 über
die Pleuelstange 30A, 30B umgesetzt. Die Drehbewegung der Kurbelwelle 6
wird an die Ausgleichswelle 88, die unterhalb der Kurbelwelle 6 angeordnet ist,
übertragen, jedoch in einer entgegengesetzten Drehrichtung und mit der
gleichen Drehzahl über das Hilfsgeräte-Kettenrad 92 und die Hilfsgeräte-Kette 84 an
das Ausgleichs-Kettenrad 104.
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Die Umlaufbewegung der Ausgleichswelle 88 in der entgegengesetzten
Richtung, jedoch mit der gleichen Drehzahl wie die Kurbelwelle 6 hebt die
Massenkopplungskräfte auf, die zu der Vibration des 60-Grad-V8-Zylindermotors
führt, um das Vibrationsgeräusch herabzusetzen.
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Wie oben beschrieben sind bei der Ausgleichsstruktur für den V-Motor 2
die Ausgleichswellenstützen 94 einstückig unterhalb der Kurbelwellenstützen 24
direkt unterhalb der Kurbelwelle 6 in der zentralen Ebene "D" angebracht, die
durch die Achse "C" der Kurbelwelle verläuft und die den Reihenwinkel "θ"
zwischen den Zylinderreihen 16A, 16B teilt. Als Folge kann die Ausgleichswelle
88 näher bei der die Vibration erzeugenden Kurbelwelle 6 angeordnet sein, um
so den Abstand zwischen der Kurbelweile 6 und der Ausgleichswelle 88 zu
verkürzen.
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Entsprechend kann bei der Ausgleichsstruktur 86 für den V-Motor 2 die
Ausgleichswelle 88 in engster Nähe zu der Kurbelwelle, die eine Vibrationsquelle
ist, angeordnet sein, um die Massenkopplungskräfte wirksam aufzuheben.
Weiter sind die Ausgleichswellenstützen 94 einstückig an den starren
Kurbelwellenstützen 24 angebracht, um die Vibration wirksam herabzusetzen.
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Weiter ist die Ausgleichswelle 88 durch Verwendung der
Kurbelwellenstützen 24 abgestützt, die herkömmliche Bauteile des V-Motors 2 sind, sodass
die Struktur mit weniger Bauteilen zur Herabsetzung des Gewichts ausgebildet
sein kann. Der Abstand zwischen der Kurbelwelle 6 und der Ausgleichswelle 88
kann kürzer sein, sodass die Ausgleichswelle 88 kleiner und leichter in
Anpassung an diesen kleinen Abstand gemacht werden kann, weil die Kopplungskräfte
proportional zu dem Abstand sind. Als Folge kann der Raum für die
Ausgleichswelle 88 kleiner gemacht werden, was einen kompakten und leichten V-Motor 2
möglich macht.
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Noch weiter ist die Ausgleichswelle 88 im Allgemeinen seitlich horizontal
in einer Linie bzw. Reihe mit der Pumpenwelle 78 für die Ölpumpe 76
angeordnet, die in Vorderansicht unterhalb der Kurbelwellenstütze 24-1 angeordnet ist.
Die Ausgleichswelle 88 und die Pumpenwelle 78 sind mit der gemeinsamen
Hilfsgeräte-Kette 84 verbunden, sodass die Ausgleichswelle 88 sich im
Allgemeinen in der gleichen Höhe wie die Ölpumpe 76 in der Ölwanne 10 befindet.
Entsprechend macht die Anordnung der Ausgleichswelle 88 keine Änderung der
nach unten vorstehenden Form der Ölwanne 10 erforderlich. Das heißt, die
Strukturen der peripheren Hilfsgeräte müssen nicht verändert werden.
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Als Folge macht die Ausgleichsstruktur 76 es möglich, dass der Raum in
der Ölwanne 10 zur Maximierung der Ausgleichswirkung wirksam verwendet
wird.
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Zusätzlich ist bei der Ausgleichsstruktur eine Vielzahl von
Kurbelwellenstützen 24-1 bis 24-5, und zwar entsprechend zu den blockseitigen Stützen 22-1
bis 22-5, in dem unteren Teil des Zylinderblocks 4 vorgesehen. Die erste, die
dritte und die fünfte Kurbelwellenstütze 22-1, 24-3, 24-5 sind einstückig mit den
Ausgleichswellenstützen 94 ausgestattet. Die Ausgleichswelle 88 weist
Ausgleichsgewichte 92 an der Ausgleichswelle 88 unterhalb der Kurbelwellenstützen
24-2, 24-4 auf, eine denen keine Ausgleichswellenstützen 94 vorgesehen sind.
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Die schwereren Ausgleichsgewichte 92 der Ausgleichswelle 88 sind
vorzugsweise so nahe möglich an den Enden der Ausgleichswelle 88
angeordnet, um größere Massenkopplungskräfte zu erzeugen. Jedoch ist es schwierig,
solche Ausgleichsgewichte 92 anzuordnen, weil Kurbelwellen-Gegengewichte
112 in der Nähe der Kurbellager 20-1, 20-5 an beiden Enden der Kurbelwelle 6
angeordnet sind.
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Die Ausgleichsgewichte 92 müssen so nahe wie möglich an den Enden
der Ausgleichswelle 88 angeordnet sind, wobei vermieden wird, dass die
Kurbelwellen-Gegengewichte 112 weit zu der Kurbelwelle 6 hin vorstehen. Zu
diesem Zweck sind die Ausgleichsgewichte 92 an der Ausgleichswelle 88
unterhalb der zweiten und der vierten Kurbelwellenstütze 24-2, 24-4 angeordnet,
wie oben beschrieben worden ist, um die Kurbelwellen-Gegengewichte 112 zu
vermeiden. Folglich gestattet dies, dass die Ausgleichswelle 88 direkt unterhalb
der Kurbelwelle 6 und nicht von dieser weg und aufwärts in der Ölwanne 10
angeordnet ist.
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Entsprechend kann bei dieser Ausgleichsstruktur 86 die Ausgleichswelle
88 in einer Position angeordnet sein, wo die Wirkung des Ausgleichs maximiert
werden kann, während eine kompakte Struktur erreicht wird. Auch wird das Öl in
der Ölwanne 10 nicht gerührt, was eine Herabsetzung der Schmierleistung
infolge einer Belüftung verhindert.
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Zusätzlich befindet sich die Ausgleichswelle 88 auf einer Linie bzw. Reihe
mit der Pumpenwelle 78 für die Ölpumpe 76, die unterhalb der
Kurbelwellenstützen 24-1 angeordnet ist. Die Ausgleichswelle 86 und die Pumpenwelle 78 sind
mit der gemeinsamen Hilfsgeräte-Kette 84 verbunden, und der V-Motor 2 ist ein
60-Grad-V8-Zylindermotor. Als Folge ist es, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt ist, für
einen 60-Grad-V6-Zylindermotor, der die Ausgleichswelle 88 nicht benötigt, nur
erforderlich, dass das Hilfsgeräte-Zahnrad 82 und das Pumpen-Zahnrad 80 mit
der Hilfsgeräte-Kette 84 nach der Entfernung der Ausgleichswelle 88 und des
Leerlauf-Zahnrads 110 in Verbindung stehen.
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Entsprechend macht bei Verwendung der Bauteile des 60-Grad-V6-
Zylindermotors, der die Ausgleichswelle 88 nicht benötigt, diese
Ausgleichsstruktur 86 der vorliegenden Erfindung wenige Änderungen zum Anbau der
Ausgleichswelle 88 erforderlich. Der 60-Grad-V6-Zylindermotor wird unter
gemeinsamer Verwendung der Bauteile des 60-Grad-V8-Zylindermotors leichter
gestellt.
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Weiter sind die Ölkanäle 102, die durch die Kurbelwellenstützen 24-1, 24-
3, 24-5 geführt sind, somit in den Ausgleichswellenstützen 94 ausgebildet, die
einstückig unterhalb der Kurbelwellenstützen 24-1, 24-3, 24-5 angebracht sind.
Dies gestattet die Schmierung der Metalllager 100 der Ausgleichswelle 86 mit Öl,
das die Kurbellager 20-1, 20-3, 20-5 schmiert. Die Bildung ausschließlich der
Ölkanäle 102 sorgt für eine leichtere Bauweise des Schmiersystems für die
Ausgleichswelle 88.
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Weiter sind bei dieser Ausführungsform die Ausgleichswellenstützen 94
einstückig unterhalb der Kurbelwellenstützen 24 in dem Kurbelgehäuse 8
angebracht. Jedoch können die Ausgleichswellenstützen 94 getrennt und an
dem Kurbelgehäuse 8 mit Hilfe von Ausgleichs-Anbauschrauben 98 entlang der
Ausgleichswellenkappen 96 befestigt sein.
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Fig. 6A und 6B zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Bei
der Ausgleichsstruktur der zweiten Ausführungsform steht ein Paar von
Vorsprüngen 114, 116 symmetrisch in radialer Richtung der Ausgleichswelle 88 vor.
Das Ausgleichsgewicht 120 ist an seinem einen Ende an dem Vorsprung 114
mittels eines Stifts 118 befestigt, und sein anderes Ende ist es mit dem
Vorsprung 116 über eine Feder 122 verbunden.
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Wie in Fig. 6A dargestellt ist, wird während des Betriebs des V-Motors 2
mit niedriger Drehzahl das Ausgleichsgewicht 120 in Richtung zu der
Ausgleichswelle 88 unter dem Zug durch die Feder 122 gezogen, sodass das
Gewicht 120 innerhalb des kleinen Radius "r1" umläuft. Während des Betriebs
des V-Motors 2 mit höherer Drehzahl ist, wie in Fig. 6B dargestellt ist, das
Ausgleichsgewicht 120 weiter von der Ausgleichswelle 88 weg durch die
Zentrifugalkraft beabstandet, sodass das Gewicht 120 innerhalb des größeren Radius
"r2" umläuft.
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Entsprechend kann der Umlaufradius des Ausgleichsgewichts. 120
entsprechend der Betriebsdrehzahl des V-Motors 2 geändert werden. Während
des Betriebs mit hoher Drehzahl, der ein Vibrationsgeräusch erzeugt, können die
Massenkopplungskräfte, die durch das Ausgleichsgewicht 120 erzeugt werden,
nach Art einer quadratischen Kurve vergrößert sein im Vergleich zu dem Betrieb
mit einer niedrigeren Drehzahl, was die Massenkopplungskräfte zur Reduzierung
des Vibrationsgeräuschs wirksam verkleinert.
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Fig. 7 A und 7B zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Die
Ölpumpe 76 ist direkt unterhalb der Kurbelwelle 6 in der zentralen Ebene "D" und
unterhalb der Unterseite der ersten Kurbelwellenstütze 24-1 befestigt, die sich an
einem Ende des Kurbelgehäuses 8 in der Richtung der Achse "C" der
Kurbelwelle befindet. Die zentrale Ebene "D" verläuft durch die Achse "C" der
Kurbelwelle 6 und teilt den Reihenwinkel "θ" zwischen den Zylinderreihen 16k 16B.
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Ein Zahnrad 124 für die Hilfsgeräte ist an einem Ende der Kurbelwelle 6
in der Richtung der Achse "C" der Kurbelwelle angebaut. Die Kurbelwellenstütze
24-1 2 weist ein mittleres Zahnrad 126 zum Kämmen mit Zahnrad 124 über eine
erste mittlere Welle 128 auf. Ein zweites mittleres Zahnrad 130 ist über eine
mittlere Welle 132 zum Kämmen mit dem Zahnrad 126 gelagert. Ein Zahnrad
134 zum Kämmen dem Zahnrad 130 ist an einem Ende der Pumpenwelle 78 der
Ölpumpe 76 in der Richtung der Achse "C" der Kurbelwelle befestigt. Das
Hilfsgeräte-Zahnrad 124 besitzt die gleiche Anzahl von Zähnen wie das
Pumpenzahnrad 134. Das Zahnrad 126 besitzt die gleiche Zahl von Zähnen wie das
mittlere Zahnrad 130.
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Eine pumpenseitige Verbindung 136 ist an einem Ende der Ölpumpe 76
in der Richtung "C" der Kurbelwelle angeordnet. Eine ausgleichsseitige
Verbindung 138, die an der Verbindung 136 lösbar befestigt ist, ist an einem Ende der
Ausgleichswelle 88 in der Richtung "C" der Kurbelwelle angeordnet. Die
Umlaufbewegung der Kurbelwelle 6 wird an die Ausgleichswelle 86 durch das Koppeln
der Verbindungen 136, 138 über die Zahnräder 124, 126, 130, 134 in
umgekehrter Umlaufrichtung und mit gleicher Drehzahl übertragen.
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Die Ölpumpe 76 ist unterhalb der Kurbelwellenstütze 24-1 direkt unterhalb
der Kurbelwelle 6 in der zentralen Ebene "D" angebaut, die durch die Achse "C"
der Kurbelwelle 6 verläuft und die den Reihenwinkel "θ" zwischen den
Zylinderreihen 16A, 16B teilt. Die Kurbelwelle 6 ist mit der Pumpenwelle 78 über die
Zahnräder 124, 126, 130, 134 verbunden. Die Ausgleichswelle 88 ist mit der
Pumpenwelle 78 der Ölpumpe 76 über die Verbindungen 136, 138 verbunden
um den 60-Grad-V6-Zylindermotor mit der Ausgleichswelle 88 zu umfassen. Zur
Bildung der 60-Grad-V6-Zylindermotors, der die Ausgleichswelle 88 nicht
benötigt, ist es nur notwendig, die Ausgleichswelle 88 zu entfernen, wie in Fig. 4,
5 dargestellt ist.
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Entsprechend können die notwendigen Änderungen zum Einbau der
Ausgleichswelle 88 durch die gemeinsame Verwendung der Bauteile des 60-
Grad-V6 Zylindermotors, der die Ausgleichswelle 88 nicht benötigt, minimiert
werden. Es ist leichter, den 60-Grad-V8-Zylindermotor mit der Ausgleichswelle
88 unter Verwendung der Bauteile des 60-Grad-V6-Zylindermotors herzustellen.
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Erfindungsgemäß kann bei der Bauweise des V-Motors die
Ausgleichswelle näher bei der Kurbelwelle, die die Vibration erzeugt, angeordnet werden,
um den Abstand zwischen der Kurbelwelle und der Ausgleichswelle zu
verkürzen.
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Entsprechend kann die Ausgleichsstruktur für den V-Motor 2 die
Ausgleichswelle 88 in größerer Nähe zu der Kurbelwelle, die eine Vibrationsquelle
ist, aufweisen, um die Massenkopplungskräfte wirksam aufzuheben. Weiter kann
der Abstand zwischen der Kurbelwelle und der Ausgleichswelle auf diese Weise
verkürzt werden, sodass die Ausgleichswelle 88 proportional zu diesem kleinen
Abstand kleiner und leichter gemacht werden kann, weil die Kopplungskräfte zu
dem Abstand proportional sind. Als eine Folge kann der Raum für die
Ausgleichswelle 88 kleiner gemacht werden, was einen kompakten und leichten V-
Motor 2 möglich macht.
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Obwohl besondere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zu
Erläuterungszwecken im Detail offenbart worden sind, ist zu beachten, dass
Änderungen und Modifikationen der offenbarten Vorrichtung einschließlich einer
anderweitigen Anordnung von Teilen innerhalb des Umfangs der vorliegenden
Erfindung liegen.