DE1526589A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Dipl.IngοDr.Dr.h.o.Hans LIST, Graz (Österreich)

Brennkraftmaschine

Die Geräuschentwicklung hochtouriger Brennkraftmaschinen, die vornehmlich durch Schallabstrahlung von den glatten Wandungen des Kurbelgehäuses verursacht wird, hat bei einigen bekannten Ausführungen schon zur Entwicklung verschiedener schalldämpfender Maßnahmen geführt. Bekannt ist beispielsweise die Beschichtung der Außenwände des Kurbelgehäuses mit schallschluckendem Material. Um eine gute Haftung der schallisolierenden Schicht zu erzielen, bedarf es einer besonderen Behandlung der Außenflächen des Kurbelgehäuses. Das BeSchichtungsmaterial muß besonders hitzebeständig und auch ölfest sein. Da das Aufbringen der Schicht nach Fertigstellung aller nach Reinigung des Kurbelgehäuses in den üblichen Heißwaschapparaten erfolgt, muß Vorsorge dafür getroffen werden, daß uas Beschichtungsmaterial nicht in die Öl- und Wasserräume des Motorblocks eindringt. Weiterhin müssen die Anschlußflächen für die Zylinderköpfe und für sonstige Montagedeekel, Leitungen und Zubehör vom Heschichtungüinaterial vollkommen frei gehalten werden. Der Zeit- und Kostenaufwand hiefür ist naturgemäß beträchtlich. Bei der nachfolgenden Montage der Motoren muß überdies darauf geachtet werden, daß das Eeschichtungsmaterial nicht verletzt oder die Schicht zum Teil wieder abgelöst wird.

Diese Probleme treten zwar bei noch weiter zurückliegenden Ausbildungsvorschlägen nicht auf, die sich mit der Herstellung des gesamten Kurbelgehäuses oder zumindest großer Teile desselben aus Kunststoffen befassen; die aus der Zeit der Materialknappheit stammenden Arbeiten mußten aus Festigkeitsgründen auf

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"Kleinmotoren, wie insbesondere für Krafträder bescnränkt bleiben und haben in den letzten Jahrzehnten keine Fortsetzung gefunden. Schließlich ist auch schon im Zuge der Lärmbekämpfung bei Motor-Generator-Aggregaten, wie sie auf Baustellen Verwendung finden, der Maschinensatz in einem verschließbaren Abteil eingeschlossen worden, das auf einem als Grundgestell für den Motor dienenden und mit Rädern versehenen Rahmen aufgebaut ist und außer über den Tragrahmen mit dem Motor nicht in Verbindung steht.

Als weitere schallisolierende Maßnahme an Brennkraftmaschinen ist es bekannt, die schalleitenden Außenwände des Kurbelgehäuses mit großflächigen Aussparungen auszuführen und diese durch schalldämpfende Deckel zu ersetzen, welche öl- und wasserdicht angeschraubt werden müssen, da sie öl- und waaaerfiihrende Räume des Kurbelgehäuses abdecken. Die Notwendigkeit der Bearbeitung der Dichtleisten erhönt die Fertigungskosten nicht unbedeutend und es entstehen auch z\xsi'Λ-. '.ich ..lontugekosten durch das Anschrauben der Deckel am G-eh'use. Da die Deckel überdies keine Kräfte übertragen sollen b:jw. können :_L:A zur 3-esanrtsteifigkeit des Kurbelgehäuses keinen 13eitra_o leisten, muß die erforderliche Steifigkeit des Kurbelgehäuses durch andere Maßnahmen und Verstärkungen erzielt werden,, Hiezu sind aber umfangreiche und kostspielige Festigkeitsuntersuchungen erforderlich«, Darüberhinaus zwingt diese bekannte Ausführung zu weitgehenden Änderungen an den bestehenden Einrichtungen für die Serienfertigung der Motoren.

Allen angeführten schalldämmenden Maßnahmen ist der Nachteil gemeinsam, daß die schalldämmenden Stoffe schlechte Wärmeleiter sind, so daß die Wärmeabfuhr vom Motorgehäuse durch Strahlung und durch den Fahrt- und Ventilatorwind stark eingeschränkt wird, was zu einer Vergrößerung der Wasser- und Ölkühler zwingt.

Zur Beseitigung dieser Nachteile geht die Erfindung davon aus, daß die Außenflächen der Brennkraftmaschine an ihren Längsund Stirnseiten von schallschluckenden Platten umgeben ist und zwischen diesen Außenflächen und den Platten von Kühlluft durch-

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strömte Hohlräume vorhanden sind. Eine solche Ausbildung ist etwa bei einem LIotorkompressor-Aggregat der für Bauarbeiten üblichen fahrbaren Bauart vorgeschlagen worden, bei dem das Aggregat in einem mit sciallschluckenden Stoffen versehenen Gehäuse angeordnet ist, dessen Dach durch den Kühler des Aggregates gebildet wird, den die durch ein Gebläse von oben nach unten geförderte und in dieser Richtung den Motor entlangstreichende Luft durchsetzt. Da das Gehäuse oben und unten praktisch offen und überdies der Abstand zwischen den Gehäusewanden und der :.!otoroberflache verhältnismäßig groß ist, ergibt sieh nach diesem Vorschlag eine nur sehr bescheidene schalldämmende Y/irkung. Zu deren Verbesserung sind nach der Erfindung die seitlichen Platten durch oberhalb und unterhalb der Brennkraftmaschine liegende Platten zu einer wenigstens annähernd allseitigen Abschirmung ergänzt, wobei die Platten mit überlappenden Rändern in geringem Abstand am Llaschinengehäuse bzw. am Zylinderkopf und am Kurbelgehäuse unter Zwischenschaltung kürperschallisoliereiider Beilagen befestigt sind und als Kühlluft vorzugsweise der Fahrtwind dient, der durch Führungsschächte den Hohlräumen zugeleitet wird«,

Gegenüber der bekannten Durchströmung vonden Motorblock umgebenden Hohlräumen, die durch eine Kapselung des iiotors gebildet v/erden, und durch die die v/ärmeab strahlung vom Llotor et.ν a vol. Fahrgastraum eines Triebwagens abgehalten und das Übertreten von !.lotorabgascn ins Fa^rireuginnere vermieden werden sollte, ist bei der vorliegenden Erfindung die Anordnung der Platten mit iir. Abstand voneinander lieeivxoü _tiedoch einander überlappenden Rändern so v/o hl akustisch als u-k . Le j'stellung «mäßig von Vorteil, weil dadurch akustische Rückwirkungen zwischen den Platten und insbesondere die Entstehung elites <;uiu Dröhnen neigenden dünnwandigen Verschalunjsuystems sich..-r vermieden ist*

Die fcrfin!un,;-;s_f ^remäße Ausbildung der Abschirmung läßt eine äußeret wirksame Schallisolierung erzielen, ohne daß Änderungen am Motorblock vorgekommen werden müssen. Die vorhandenen Fabrikationseinrichtun^en und Hilfsmittel können somit unverändert beibehalten werden, xus bleiben aber auch die ursprünglichen Festig-

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keitseigenschaften namentlich des Kurbelgehäuses gewährt, so daß zusätzliche Maßnahmen zur Versteifung des Motorblocks unterbleiben könnenc

Me schallisolierenden Platten können in rationeller V/eise in Serie vorgefertigt und mit nur geringem Zeitaufwand montiert werden₀ Ihre Isolierwirkung is⁺ weitaus größer als die eines festhaftenden Belages, da die soh:·]!isolierenden Platten den Vibrationen des Motors in viel geringerem Maße ausgesetzt sind als die Wandungen des Motorblockn selbst, und dem Fachmann in der Formgebung und der Befestigungsart der Platten geeignete Mittel und Wege zur Verfugung stehen, die Platten weitgehend vibrationsfrei auszubilder,. Die Anordnung der Platten im ,ibstünd von den Außenflächen der Brennkraftmaschine ergibt ein sehr wirksames Kühlsystem für das Maschinengehäuse, wobei selbstverständlich überall dort von diesem Konstruktionsgrundsatz Gebrauch gemacht wird, wo dies wegen der thermischen Belastung des Motors und gegebenenfalls seiner Hilfseinrichtung notwendig erscheint.

Gegenüber dem eingangs erwähnten' bekannten Vorschlag, ein Motor-Generator-Aggregat in einem über den fahrbaren Rahmen des Aggregats aufgebauten Kasten unterzubringen, dessen D'.u-k dur^h den »Vasserkühler des Motors gebildet iüt, unter dem Kühlluftventilatoren angeordnet sind, bringt die Aunbi±dung nach der .-A-findung den besonderen Vorteil, daß die PJu.'..ten an Motorgehäuse selbst angebracht sind und der Abstand der Platten vom Motorgehäuse klein sein kann.Weiterhin ist in diesem Fall die Wirkung der lärmdämmenden Abdeckung des Mc tors trakti^ch unabhängig von · den Aufstellungsbedingungen des Motors jeweils in gleicher .VeJ .·. vorhanden^ es ist deshalb nicht erforderlich, bei der ■Untorbr^ ι -rung der Brennkraftmaschine besondere Erwägungen bezüglich U>-r Schallabstrahlung und -fortleitung anzuheilen, weil eben wege¹-! des geringen Raumbedarfes der Schallschutz-Verschalung die Manchine ohne Änderungen an ihrer Verschalung untergebracht werden kfu.n. An die Stelle des unvermeidlich unförmigen und zum freien Austritt der oben durch Lüfter angesaugten Kühlluft unten offenen Ka.-'tenn

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für das bekannte Aggregat tritt nach der Erfindung ein akustisch wirkungsvolleres und eine organische Einheit mit dem Motor bildendes üchallSchutzsystem, das nach allen Seiten, insbesondere auch nach oben ur.d unten eine Schalldämmung bewirkt.

Durch die erfindungsgemäße Art der Anbringung der schallschluckenden Platten am Motorgehäuse und nicht erst an einem mit dem Motor verbundenen ausladenden Rahmen ergibt sich damit insgesamt beim Erfindungsgegenstand eine nicht zuletzt durch die universelle Verwendbarkeä +; einer solchen Einrichtung vergrößerte neuartige Wirkung.

Der Energieaufwand für die Kühlwirkung kann dabei sehr gering sein, weil es z.B. schon dann zu einer wirkungsvollen Kühlung kommt, wenn bei Fahrzeugmotoren der Fahrtwind durch die Zwischenräume geleitet wird. Durch die sich aus der Verbindung der auf akustischem und thermischem Gebiet liegenden Wirkungen ergebenden Vorteile ist die Erfindung hervorragend geeignet, den neuzeitlichen hohen Anforderungen an eine Verminderung des Betriebsgeräusohes u.a. auch bei Fahrzeugen zu entsprechen. Die durch die Zwischenräume hindurchgeblasene Luft kann vom Kühlluftgebläse abgezweigt oder vermittels eines kleinen Hilfsgebläses gefördert werden.

In Übereinstimmung mit einer möglichst wirkungsvollen Ausnützung der Kühlwirkung der die Schallabstrahlung vermindernden Hohlräume ist en zweckmäßig, Einrichtungen, die keiner Kühlung bedürfen, gesondert akustisch abzuschirmen; in diesem Sinn kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung bei einer Brennkraftmaschine mit neben dem Kurbelgehäuse angeordneter Einspritzpumpe diese durch eine zusätzlich angebrachte Platte verkleidet sein. Damit wird vermieden, daß der Hohlraum um die Brennkraftmaschine durch nischenartige Ausbuchtungen zerklüftet wird, was eine Beeinträchtigung der Kühlwirkung der durchstreichenden Luft zur Folge hätte.

Die Tatsache, daß das schallisolierende Material gemäß der Erfindung keinen hohen Wärmebelastungen ausgesetzt ist, ermög licht es, die schallschluckenden Platten auch aus Plastik auszuführen und vorzugsweise ein- oder beidseitig mit einem schallabsorbierenden Belag zu versehen.

Für Brennkraftmaschinen mit einer neben dem Kurbelgehäuse 009818/0718

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angeordneten Einspritzpumpe kann in v/eiterer Au :.--j at al bung der E_rfindung die Einspritzpumpe durch eine sie hauber>artig umgebende, an die|.;^Jlatten der übrigen Mo tor abs chi rmung anschließende zusätzliche Platte verkleidet sein, deren oberer Abschlußflansch das benachbarte Ende der zylinder.rpfseitige-tt Platte überlappt. Bei dieser Ausbildui'i/ ist bei verhältnismäßig geringem Aufwand und ohne merkbare Vergrößerungen des Motorgewichtas eine gute akustische Isolierung der durch die mechanischen Geräusche der Pumpe gegebenen Schallquelle erreicht.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung erläutert.

Am Motorblock 1 sind an den Seitenwänden 2 und 2' des Kurbelgehäuses 3 unter Zwischenlage von körperschallisolierenden Beilagen 4 Platten 5 befestigt. Die Platten 5 sind an ihrer Innenseite mit einem schalldämpfenden Belag 6 versehen. In der gleichen \/_oise sind auch die Ölwanne 7 ο ο wie der Zylinderkopf 8 mit schallisolierenden Platten ^ verkleidet. Eine ebensolche Verkleidung kann auch für den Steiujrräderkas ten an der Stirnseite der Brennkraftmaschine vorgesehen werden (nicht dargestellt). Für die an der Seitenwand 2 des Kurbelgehäuses ;J angeordnete Einspritzpumpe 9 ist mit Rücksicht auf den hohen Geräuschanteil der Einspritzpumpe eine zusätzliche schallisolierende Platte 5' vorgesehen, welche die Einspritepumpe nach oben, nach unten sowie nach der Seite hin abdeckt.

Für eine besonders wirksame Schallisolierung empfiehlt es sich, die Platten 5 an Stellen möglichst geringer Oberflächenschwingung zu montieren, um Vibrationen der Platten vorzubeugen. Solche schwingungsarme Stellen finden sich in der Regel in Nähe der Gehäusekantet, sowie an den Anschlußstellen von Querwänden des Kurbelgehäuses und im Bereich von Verstärkungsrippen.

An Stelle der dargestellten, an der Innenseite mit einem schalldämpfendem Belag verselmen Platte können auch Sandwichbleche oder Platten aus Plastik verwendet werden, welche gegebenenfalls noch zusätzlich mit einer schalldämpfenden Schicht

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versehen sein können. An den Platten können beispielsweise Eipro.i oder Sieben anreorauet werden, die den Platten eine größere Steif ir ;:-:-it verleihen und zugleich schwingungsdämpfer^

Ci *-

wirken.

Die Hohlräume 1*: zwischen den Außenflächen des Hotorblooks *ird den schalli ■ el ierenden Platten 5, 5^! können vortei Ihafter- -.v-iine als Kühlluftführung dienen, welche die Wärmeabfuhr von den heißen Außenwänden des Motorblocks unterstützen. Die erforderliche Küliiüiift kam bei Pnl.i'zeugraotcren beispielsweise üb-jr Pühruii^sschacr'* ■ ν ^ Fahrt-.vin-i entnommen v/erden. Gegebenenfalls ist sber auch c.' ·ϊ V Twendur.g eines eigenen Kühlgebläses ge-Ln-•erer Leistung ::ur ^peisun/r der Kühl luft führungen in den Hohlrau;!, en 10 möglich.

Ik Rahiuer; d^r ',rfind'j-ig -ind zahlreiche Abweichungen von den -t eschriebeneii Au:.; führuiigst. ei spielen denkbar, insbesondere besteht hinsieht!ich der Formgebung uixd Materialwahl für die schal] isolierend -r. Platten keine Beschränkung.

Patentansprüche;

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Claims (2)

P ο tent a η sprüche :

1. Brennkraftmaschine mit an ihren Längs- und Stirnseiten vr.ii schal] f.-hluckenden Platten umgebenen Außenflächen und zwischen diesen und den Platten von Kühlluft durchströmten Hohlräumen, dadurch gekenn- z e i c h η e t , daß die seitlichen Platten durch oberhalb un3 raterhalb der Brennkraftmaschine liegende Platten zu ^iηer wenigstens annähernd allseitigen Abschirmung ergänzt sind, wobei die Platten mit überlappenden Rän-3-rrn in geringem Abstand am Maschinengehäuse bsw. am Z, ■ -"ua^rkopf und am Kurbelgehäuse unter Zwischenschaltung /örperschallisolierender Beilagen (4) befestigt sind und \ü s Kühlluft vorzugsweise der Fahrtwind dient, der durch Fihrungsschächte den Hohlräumen zugeleitet wi rd .

2. Brennkrafiir.ai:-.j:ne nach Anspruch 1, mit einer neben dem Kurbelgehäuse .Mijreordneten Einspritzpumpe, dadurch gekeünzeiclme' , -:;a3 die Einspritzpumpe (9) durch eine sie haubenartir u.'r./vebende, an die pi träten der übrigen Motorabscl;iri.ⁿⁱr.A;· anschließende zusätzliche Platte (5^f) verkleidet ii.-,"-. d'_-ren oberer Anschlußflansch das benachbarte Ende α· :· -.rjl i;iderkopf seitigen Platte überlappt.

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