DE1142727B

DE1142727B - Mass balancing arrangement for five-cylinder in-line engines

Info

Publication number: DE1142727B
Application number: DER26588A
Authority: DE
Inventors: Dr Herbert Hasselgruber
Original assignee: Rheinstahl Hanomag AG
Current assignee: Rheinstahl Hanomag AG
Priority date: 1959-10-22
Filing date: 1959-10-22
Publication date: 1963-01-24

Description

Massenausgleichsanordnung für Fünfzylinder-Reihenmotoren Die Erfindung betrifft eine Massenausgleichsanordnung zum wenigstens angenäherten Kräfte- und Momentenausgleich zweiter Ordnung für einen Fünfzylinder-Reihenmotor mit gleichmäßiger oder etwas ungleichmäßiger Kurbelversetzung der Kurbelwelle und mit wenigstens einer Ausgleichswelle.Mass balancing arrangement for five-cylinder in-line engines The invention relates to a mass balancing arrangement for at least approximate forces and Second-order torque compensation for a five-cylinder in-line engine with uniform or somewhat uneven crank displacement of the crankshaft and with at least one Balance shaft.

Es ist bekannt, bei Fünfzylinder-Reihenmotoren den Massenausgleich durch ungleichmäßige Kurbelversetzung zu bewirken. Diese Kurbelversetzung ist jedoch nur dann üblich, wenn die Kräfte und Momente der ersten Ordnung nicht sehr groß sind und diese sich daher durch auf der Kurbelwelle angeordnete Gegengewichte oder auch durch eine mit Kurbelwellendre'hzahl umlaufende Ausgleichswelle ausgleichen lassen. Die erheblich größeren Kräfte und Momente zweiter Ordnung dagegen müssen durch eine Welle ausgeglichen werden, die mit doppelter Kurbelwellendrehzahl umläuft.It is known to balance the masses in five-cylinder in-line engines caused by uneven crank displacement. However, this crank displacement is only common if the forces and moments of the first order are not very large are and these are therefore arranged on the crankshaft counterweights or can also be compensated by a balancer shaft rotating at the speed of the crankshaft permit. The considerably larger forces and moments of the second order, on the other hand, must be balanced by a shaft that rotates at twice the crankshaft speed.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, für einen Fünfzylinder-Reihenmotor eine Anordnung zu finden für den Ausgleich von Kräften und Momenten der ersten und zweiten Ordnung, bei der allein durch an sich bekannte Maßnahmen zum Ausgleich von Kräften und Momenten der ersten Ordnung auch die der zweiten Ordnung ausgeglichen werden.In contrast, the invention is based on the object for a five-cylinder in-line engine to find an arrangement for the balance of forces and moments of the first and second order, in which measures known per se to compensate for Forces and moments of the first order also balanced those of the second order will.

Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß erstens Kröpfungen der Kurbelwelle für die Zylinder 1 bis 5 die in der Fig. 1 gezeigte Winkellage haben und daß zugleich zweitens die Ausgleichswelle bzw. -wellen mit Kurbelwellendrehzahl umläuft bzw. umlaufen. Durch die gleichzeitige Anwendung dieser beiden je für sich bekannten Maßnahmen werden sowohl die Kräfte und Momente der ersten Ordnung als auch die der zweiten Ordnung nahezu vollständig ausgeglichen, ohne daß Ausgleichswellen erforderlich sind, die mit der doppelten Kurbelwellendrehzahl umlaufen.The invention solves the problem in that, firstly, the crankshaft crankshafts for cylinders 1 to 5 have the angular position shown in FIG. Through the simultaneous application of these two measures, each known per se, the forces and moments of the first order as well as those of the second order are almost completely balanced without the need for balancing shafts that rotate at twice the crankshaft speed.

Zur Erzielung eines vollständigen Kräfte- und Momentausgleichs zweiter Ordnung können die Kröpfungen der Kurbelwelle für die Zylinder 1 bis 5 die in der Fig. 1 gezeigte Winkellage aufweisen, und zwar mit etwas ungleichmäßiger Kurbelversetzung ß, und f32 gemäß der Fig. 1, oder die Kurbelwellenkröpfungen für die Zylinder 1 bis 5 nehmen eine zur Vertikalen der Fig. 1 spiegelsymmetrische Winkellage ein.To achieve a complete balance of forces and moments of the second order, the crankshaft cranks for cylinders 1 to 5 can have the angular position shown in FIG for the cylinders 1 to 5 assume an angular position which is mirror-symmetrical to the vertical of FIG.

Das Wesen der Erfindung liegt in der gemeinsamen Anwendung einer für sich bekannten, jedoch unvollkommenen Kurbelfolge und einer oder zwei an sich für den Ausgleich von Kräften und Momenten erster Ordnung bekannten, mit Kurbelwellendrehzahl umlaufenden Ausgleichswellen, um auf diese Weise nicht nur die Kräfte und Momente erster Ordnung vollständig auszugleichen, sondern auch den Massenausgleich von Kräften und Momenten der zweiten Ordnung zu erzielen.The essence of the invention lies in the common application of one for known but imperfect crank sequence and one or two per se for known the balancing of forces and moments of the first order, with crankshaft speed revolving balance shafts in order to not only reduce the forces and moments first order to fully balance, but also the mass balance of forces and to achieve moments of the second order.

Beim angenäherten Ausgleich der Massen zweiter Ordnung mit gleichmäßigem Zündabstand gewährleistet eine einzige Ausgleichswelle den vollständigen Momentenausgleich erster Ordnung.If the masses of the second order are approximately balanced with uniform A single balancer shaft ensures complete torque compensation first order.

Da beim vollständigen Ausgleich der Kräfte und Momente zweiter Ordnung gemäß der Fig. 1 auch eine frei schwingende Kraft auftritt, sind für den einen vollständigen Massenausgleich erster Ordnung zwei Ausgleichswellen erforderlich, damit die resultierende Fliehkraft der beiden Ausgleichswellen massenausgleichend auf den Drehmittelpunkt der Kurbelwelle wirkt. Dennoch dürfte meistens eine einzige Ausgleichswelle ausreichen. In diesem Fall verbleibt nämlich lediglich ein geringes Moment, das um die Kurbelwellenachse wirkt und sich dem ständig vorhandenen Rückdrehmoment der Gaskräfte überlagert.Because when the forces and moments of the second order are fully balanced According to FIG. 1, a freely oscillating force also occurs, are complete for the one First order mass balancing requires two balancer shafts for the resulting Centrifugal force of the two balance shafts balancing the mass on the center of rotation the crankshaft acts. Nevertheless, a single balancer shaft should usually be sufficient. In this case, only a small moment remains, that is about the crankshaft axis acts and is superimposed on the constant back torque of the gas forces.

Die Gegengewichte auf der Kurbelwelle dienen zum Ausgleich von rotierenden Kräften und Momenten sowie zum Ausgleich von 50% der oszillierenden Kräfte und Momente erster Ordnung. Die in der Fig. 2 gezeigte Anordnung der Gegengewichte in den Endebenen der Kurbelwelle ist dabei keineswegs verbindlich. Die Gegengewichte können ebensogut im gekröpften Teil der Kurbelwelle angebracht sein, um dort auch die Lager zu entlasten. Hierin ist insbesondere die Anordnung mit dem konstanten Zündwinkel von 72° inbegriffen. Die Erfindung erstreckt sich ebenso auf Anordnungen, die bezüglich der Vertikalen in der Fig. 1 spiegelsymmetrisch sind.The counterweights on the crankshaft are used to compensate for rotating Forces and moments as well as to compensate for 50% of the oscillating forces and moments first order. The arrangement of the counterweights shown in FIG. 2 in the end planes the crankshaft is by no means binding. The counterweights can do just as well be attached in the cranked part of the crankshaft in order to also relieve the bearings there. This is in particular the arrangement with the constant ignition angle of 72 ° included. The invention also extends to arrangements relating to of the vertical in FIG. 1 are mirror symmetrical.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Mass balancing arrangements for at least approximate force and torque balancing of the second order for a five-cylinder in-line engine with uniform or somewhat uneven crankshaft displacement of the crankshaft and with at least one balance shaft, characterized in that the crankshaft throws for the cylinders (1 to 5) have angular position shown in Fig. 1 and that the balance shaft or balance shafts revolve or revolve at the crankshaft speed.

2. mass balancing arrangement for a five-cylinder in-line engine with a balancer shaft or with two balancer shafts according to claim 1, characterized in that the crankshafts of the crankshaft for the cylinders (1 to 5) shown in FIG 1 or that the crankshafts of the crankshaft for the cylinders (1 to 5) have an angular position which is mirror-symmetrical to the vertical of FIG. 1. Documents considered: German Patent No. 669126; Book "Technical Dynamics" by B iezeno C ramme 1, 1939, p. 864, para. 4, series 2.