DE1576388C

DE1576388C - Control shaft drive for a single cylinder test engine

Info

Publication number: DE1576388C
Application number: DE19671576388
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl Ing Skatsche Othmar Dipl Ing Graz Scheiterlein (Österreich)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-04-20
Filing date: 1967-04-07
Publication date: 1973-07-19

Description

keiten für die Lösung verschiedener Antriebsprobleme. Darüber hinaus sind bei dem bekannten Ausführungsvorschlag die Kosten sowie die großen Reibungsverluste durch das Schraubenrädergetriebe von Nachteil. , 'opportunities for solving various drive problems. In addition, in the known design proposal, the costs and the large friction losses disadvantageous due to the helical gear transmission. , '

Bei bekannten Einzylinder-Versuchsmotoren war hingegen bisher für die Steuerwelle eine einzige Lagerstelle im Kurbelgehäuse nahe der Anschlußfläche des Zylinderblockes vorgesehen. Diese Steuerwellenlage entspricht aber im wesentlichen nur den Konstruktionsbestrebungen von Dieselmotoren üblicher Bauart mit mittleren Drehzahlen. Es war daher nicht möglich, mit Hilfe dieser bekannten Versuchsmotoren Aufschluß über das zu erwartende Betriebsverhalten rasch laufender Serienmotoren zu erhalten.In the case of known single-cylinder test engines, on the other hand, there was only one control shaft for the control shaft Bearing provided in the crankcase near the connection surface of the cylinder block. This rudder wave position but essentially only corresponds to the design efforts of diesel engines that are more common Medium speed design. It was therefore not possible to use these known test engines to provide information about the expected operating behavior to get fast running series engines.

Die Erfindung wird an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt : . The invention is explained in more detail with reference to the embodiments shown in the drawing. It shows :.

F i g. 1 einen Einzylinder-Versuchsmotor mit einem Steuerwellenantrieb nach der Erfindung teil- > weise im Schnitt,F i g. 1 a single-cylinder test engine with a control shaft drive according to the invention partially > wise in the cut,

''.. ■ F i g. 2 eine Seitenansicht des Motors nach F i g. 1, gleichfalls teilweise im Schnitt, ' ' .. ■ F i g. Figure 2 is a side view of the engine of Figure 2. 1, also partly in section,

F i g. 3 eine Vorderansicht des oberen Teiles einer anderen Ausführungsform des Versuchsmotors mit obenliegender Nockenwelle undF i g. 3 is a front view of the upper part of another embodiment of the test engine overhead camshaft and

Fig.4 eine Schnittdarstellung des Motors nach F i g. 3, gemäß der Linie IV-IV.4 shows a sectional view of the motor according to FIG. 3, according to line IV-IV.

Die Grundkonstruktion des Versuchsmotors umfaßt im wesentlichen ein kastenförmiges Kurbelgehäuse 1 mit darauf aufgesetztem, austauschbarem Zylinderblock 2 und gleichfalls auswechselbarem Zylinderkopf 3. Das Kurbelgehäuse 1 ist mit angeschraubten, in Schweißkonstruktion ausgeführten Fundamentfüßen 4 versehen. Im Kurbelgehäuse 1 ist die Kurbelwelle 5 in Lagerbüchsen 6 und 7 gelagert. Die Kurbewelle 5 trägt an einem Ende ein Schwungrad 8 (Fig. 1) und am anderen Ende eine Keilriemenscheibe 9 für den. Antrieb einer Wasserpumpe oder sonstiger Hilfsaggregate. Das zwischen der Keilriemenscheibe 9 und der Lagerbüchse 6 angeordnete ^ Abtriebszahnrad der Kurbelwelle 5 ist mit 10 be- ) zeichnet.The basic construction of the test engine essentially comprises a box-shaped crankcase 1 with a replaceable cylinder block 2 placed thereon and a likewise replaceable cylinder head 3. The crankcase 1 is provided with screwed-on, welded foundation feet 4. In the crankcase 1, the crankshaft 5 is supported in bearing bushes 6 and 7. The crank shaft 5 carries at one end a flywheel 8 (Fig. 1) and at the other end a V-belt pulley 9 for the. Drive a water pump or other auxiliary equipment. The arranged between the V-belt pulley 9 and the bearing bush 6 ^ output gear of the crankshaft 5 is labeled 10 be-).

Im unteren Teil des Kurbelgehäuses 1 sind zwei durch Stirnräder 13 und 14 im gegenläufigen Drehsinn miteinander antriebsverbundene Massenausgleichswellen 11 und 12 gelagert. Der Antrieb der Massenausgleichswellen 11 und 12 erfolgt vom Abtriebszahnrad 10 der Kurbelwelle 5 aus über ein Zwischenzahnrad 15 und ein an der Massenausgleichswelle 12 vorgesehenes Zahnrad 16.In the lower part of the crankcase 1 are two spur gears 13 and 14 in opposite directions of rotation mass balancing shafts 11 and 12 that are drive-connected to one another. The drive of the Mass balancing shafts 11 and 12 take place from the output gear 10 of the crankshaft 5 via an intermediate gear 15 and a gear 16 provided on the balancing shaft 12.

Der auf die obere Anschlußfläche 17 des Kurbelgehäuses 1 aufgesetzte Zylinderblock 2 ist mittels Stehbolzen 18 und Muttern 19 am Kurbelgehäuse! befestigt. In den Zylinderblock 2 ist die Zylinderlaufbuchse 20 eingesetzt, die mit der Wand des Zylinderblockes 2 einen Kühlwasserraum 21 bildet. Der in der Zylinderlaufbuchse 20 befindliche Kolben ist mit 22 und die Pleuelstange mit 23 bezeichnet.The placed on the upper connection surface 17 of the crankcase 1 cylinder block 2 is means Stud bolts 18 and nuts 19 on the crankcase! attached. The cylinder liner is in the cylinder block 2 20 is used, which forms a cooling water space 21 with the wall of the cylinder block 2. The in The piston located in the cylinder liner 20 is denoted by 22 and the connecting rod by 23.

An der Stirnseite des Kurbelgehäuses 1 und des Zylinderblockes 2 ist ein Steuerräderdeckel 24 angeflanscht. Dieser enthält außer dem Getriebe für die Massenausgleichswellen 11 und 12 noch ein weiteres Stirnradgetriebe für den Antrieb der Ventilsteuerung, der Einspritzpumpe und gegebenenfalls weiterer Hilfsaggregate des Versuchsmotors. Dieses Getriebe weist ein schwenkbar gelagertes Zwischenzahnrad 25 auf. welches mit dem Abtriebszahnrad 10 der Kurbelwelle 5 im Eingriff steht. Das Zwischenzahnrad 25 steht anderseits mit einem auf einer Steuerwelle 26 angeordneten Antriebszahnrad 27 im Eingriff. Für die Lagerung der Steuerwelle 26 stehen wahlweise zwei verschiedene Lagerstellen 28 und 29 zur Verfügung, wobei sich die eine Lagerstelle 28 im Kurbelgehäuse 1 nahe der Anschlußfläche 17 des Zylinderblockes 2 und die andere Lagerstelle im Zylinderblock 2 seitlich neben der Zylinderlaufbuchse 20 befindet. Die beiden Eingriffslagen der Zahnräder 25 und 27 für beide Lagerstellen der Steuerwelle ,26 sind in F i g. 1 durch strichpunktierte Linien angedeutet.A control wheel cover 24 is flanged to the end face of the crankcase 1 and the cylinder block 2. In addition to the gearbox for the mass balancing shafts 11 and 12, this contains another one Spur gear for driving the valve control, the injection pump and possibly others Auxiliary units of the test engine. This transmission has a pivotably mounted intermediate gear 25 on. which is in engagement with the output gear 10 of the crankshaft 5. The idler gear 25 is on the other hand in engagement with a drive gear 27 arranged on a control shaft 26. for the bearing of the control shaft 26 are optionally two different bearing points 28 and 29 available, the one bearing point 28 in the crankcase 1 near the connecting surface 17 of the cylinder block 2 and the other bearing point in the cylinder block 2 is located on the side next to the cylinder liner 20. The two engagement positions of the gears 25 and 27 for both bearing points of the control shaft, 26 are in Fig. 1 indicated by dash-dotted lines.

Der Lagerstelle 29 in symmetrischer Anordnung bezüglich der Zylinderachse gegenüberliegend ist noch eine dritte Lagerstelle 30 vorgesehen, in der eine weitere Steuerwelle 31 gelagert ist. Der Antrieb dieser Steuerwelle 31 ist aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Die Steuerwellen 26 und 31 sind über seitliche Öffnungen des Zy-The bearing point 29 is opposite in a symmetrical arrangement with respect to the cylinder axis a third bearing point 30 is also provided, in which a further control shaft 31 is supported. The drive this control shaft 31 is not shown for reasons of clarity. The steering shafts 26 and 31 are through side openings of the cylinder

ao linderblockes 2, die durch angeschraubte Deckel 32 verschlossen sind, gut zugänglich.ao linderblockes 2, which are closed by screwed-on cover 32, easily accessible.

Beim Ausführungsbeispiel ist ein getrennter Antrieb für die im Zylinderkopf 3 angeordneten Ventile 33 und 34 durch die Steuerwellen 26 und 31 vorgesehen. Der Antrieb erfolgt jeweils über einen Rollenstößel 35, eine kurze Stoßstange 36 und einen an der Oberseite des Zylinderkopfes 3 in einem eigenen Kipphebelgehäuse 38 gelagerten Kipphebel 37. Die Steuerwellen 26 und 31 sind unabhängig voneinander verstellbar, so daß der Einfluß verschiedener Steuerzeiten auf das Betriebsverhalten des Motors in einfacher Weise und ohne Austausch der Steuerwellen studiert werden kann. "In the exemplary embodiment, there is a separate drive for the valves arranged in the cylinder head 3 33 and 34 provided by the control shafts 26 and 31. The drive takes place in each case via a roller tappet 35, a short bumper 36 and one at the top of the cylinder head 3 in its own Rocker arm housing 38 mounted rocker arm 37. The control shafts 26 and 31 are independent of one another adjustable, so that the influence of different control times on the performance of the engine in a simple Way and can be studied without exchanging the control shafts. "

Den mittels Stehbolzen 39 und Muttern 40 mit dem Zylinderblock 2 verschraubten Zylinderkopf 3 durchsetzt eine zur Zylinderachse geneigte Einspritzdüse 41. Die Einspritzdüse wird von einem Spannstück 42 mittels am' Zylinderkopf 3 befestigter Schraubenbolzen und Spannmuttern niedergehalten.The cylinder head 3 screwed to the cylinder block 2 by means of stud bolts 39 and nuts 40 passes through an injection nozzle 41 inclined to the cylinder axis. The injection nozzle is held by a clamping piece 42 held down by means of screw bolts and clamping nuts attached to the cylinder head 3.

Die Einspritzdüse 41 ist über eine nicht dargestellte Druckleitung an die Einspritzpumpe 45 angeschlossen, welche mittels einer Konsole 46 an der Stirnseite des Steuerräderdeckels 24 angeflanscht ist. Die Einspritzpumpe 45 ist über eine Kupplung 47 mit der Steuerwelle 26 antriebsverbunden.The injection nozzle 41 is connected to the injection pump 45 via a pressure line (not shown), which is flanged to the end face of the control wheel cover 24 by means of a console 46. The injection pump 45 is drivingly connected to the control shaft 26 via a coupling 47.

Die Gesamtanordnung des Versuchsmotors nach den F i g. 1 und 2 entspricht im wesentlichen, insbesondere in bezug auf die Auslegung der Ventilsteuerung, den Konstruktionsgrundsätzen schnellaufender Serienmotoren.The overall arrangement of the test engine according to FIGS. 1 and 2 correspond essentially, in particular with regard to the design of the valve control, the design principles run faster Series engines.

Für Entwicklungs- und Forschungsaufgaben an modernen Hochleistungsmotoren, die in der Regel mit obenliegender Steuerwelle ausgestattet sind, empfiehlt sich eine Ausrüstung des Versuchsmotors nach F i g. 3 und 4. Unter Beibehaltung der vom Kurbelgehäuse 1 und den darin gelagerten Bauelementen sowie dem stirnseitigen Zahnradgetriebe gebildeten Baueinheit werden im wesentlichen nur der Zylinderblock und der Zylinderkopf des Motors ausgetauscht. Der Zylinderblock 2' ist im vorliegender. Fail doppelwandig ausgebildet und weist einen gro ßen Kühlwasser raum 21' auf. Im Zylinderkopf 3 sind die beiden Ventile 33' und 34' in einer gegei: über der Konstruktion nach F i g. 1 und 2 um 90 versetzten Lage angeordnet. Ihr Antrieb erfolgt ur mittelbar von einer einzigen, in einem Aufsatz 48 de. Zylinderkopf es 3' in paralleler Anordnung zur Ku: belwelle5 gelagerten Steuerwelle 49 durch NockcFor development and research tasks on modern high-performance engines, which are usually are equipped with an overhead control shaft, it is advisable to equip the test engine according to F i g. 3 and 4. While maintaining the crankcase 1 and the components stored therein and the structural unit formed by the end-face gear mechanism are essentially only the cylinder block and the cylinder head of the engine replaced. The cylinder block 2 'is in the present case. Fail is double-walled and has a large cooling water space 21 '. In the cylinder head 3 are the two valves 33 'and 34' in a Gegei: over the construction according to F i g. 1 and 2 at 90 staggered position arranged. Your drive is only indirectly from a single, in an essay 48 de. Cylinder head 3 'in a parallel arrangement to the Ku: belwelle5 mounted control shaft 49 by cam

50 und 51. Die Steuerwelle 49 ist mit der Kurbelwelle 5 über ein eigenes Zwischengetriebe antriebsverbunden. Dieses, in einem eigenen am Steuerräderdeckel 24 angeflanschten Getriebegehäuse 52 mit Deckel 53 angeordnete Getriebe ist im Ausführungsbeispiel als Kettengetriebe mit Steuerkette 54, den beiden Kettenrädern 55 und 56 sowie einem schwenkbaren Spannkettenrad 57 ausgebildet. Das Spannkettenrad. 56 ist am getriebeseitigen freien Ende der Steuerwelle 49 befestigt, das antriebseitige Kettenrad 55 hingegen am äußeren Ende einer mittels zweier Kugellager 58 im Getriebegehäuse 52 gelagerten Zwischenwelle 59 angeordnet, die an. ihrem inneren Ende ein Zahnrad 60 trägt. Die Lage dieser Zwischenwelle 59 entspricht der Lagerstelle 30 der Steuerwelle 31 bei der Motoranordnung nach F i g. 1 und 2. Der Antrieb der Zwischenwelle 59 erfolgt über ein mit dem Zahnrad 60 im Eingriff stehendes Zwischenzahnrad 61, welches mit dem nicht dargestellten Antriebszahnrad der Kurbelwelle 5 kämmt.50 and 51. The control shaft 49 is drivingly connected to the crankshaft 5 via its own intermediate gear. This, in its own gear housing 52 flanged to the control wheel cover 24 Cover 53 arranged gear is in the embodiment as a chain gear with control chain 54, the two sprockets 55 and 56 and a pivotable tensioning sprocket 57 formed. The Tension sprocket. 56 is attached to the transmission-side free end of the control shaft 49, the drive-side Sprocket 55, on the other hand, is mounted on the outer end of a gear housing 52 by means of two ball bearings 58 Intermediate shaft 59 arranged on. a gear 60 carries its inner end. The location of this Intermediate shaft 59 corresponds to bearing point 30 of control shaft 31 in the motor arrangement according to FIG. 1 and 2. The drive of the intermediate shaft 59 takes place via a gear wheel 60 which meshes Intermediate gear 61 which meshes with the drive gear (not shown) of the crankshaft 5.

Die Möglichkeit, eine oder zwei Steuerwellen an verschiedenen Lagerstellen wahlweise anzuordnen, gestattet zahlreiche Variationen sowohl des Steuerungsantriebes als auch des Antriebes der Einspritzpumpe bzw. sonstiger Hilfsaggregate. So kann beispielsweise eine Steuerwelle für den Antrieb einer Pumpen-Düsen-Einheit im Zylinderkopf und eine weitere, mit einem Zündnocken ausgerüstete Steuerwelle zur Steuerung der Zündeinheit verwendet werden. In allen diesen Fällen gewährleistet der prinzipielle Grundaufbau des Versuchsmotors eine rasche und einfache Umstellung der Maschine, die sich aus dem Austausch nur weniger, nach dem Baukastenprinzip zusammensetzbarer Konstruktionselemente beschränkt. Die Vielseitigkeit eines derart ausgeführten Versuchsmotors ermöglicht es dem Fachmann, schon im Entwicklungs- und Versuchszustand einer Neukonstruktion eine weitgehende Anpassung an die besonderen Verhältnisse des geplanten Serienmotors vorzunehmen.The option of arranging one or two control shafts at different bearing points, allows numerous variations of both the control drive and the drive of the injection pump or other auxiliary units. For example, a control shaft for driving a Pump-nozzle unit in the cylinder head and another control shaft equipped with an ignition cam can be used to control the ignition unit. In all of these cases, the principle guarantees Basic structure of the test engine a quick and easy changeover of the machine, which results from the exchange of just a few construction elements that can be assembled according to the modular principle limited. The versatility of a test engine designed in this way enables a person skilled in the art to an extensive adaptation to the to undertake special conditions of the planned series engine.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Those installation conditions on the test engine are to be patented: real ones, as provided for in the planned series engine are without, however, the basic structure of the

To have to change the control shaft drive for a single-cylinder test engine,
search engine with a on the crankcase 5 To solve this problem, according to the invention attached, replaceable cylinder block and provided that with an optional storage of a cylinder head and with one in the crankcase or; several 'control shafts for driving a valve control and / or an injection pump, arranged bearing point for a gear driven by the crankshaft via a toothed ignition device "or" other auxiliary units, each in a further, in itself known manner in the control shaft, characterized in that cylinder block on both sides of the cylinder andaß with an optional bearing of one or ordered bearing point and optionally in one of several control shafts (26; 31) for the drive further in a likewise known manner in the cylinder of a valve control and / or one One-head arranged bearing point the gear drive driven by the crank injection pump (45), an ignition device or 15 shaft has a pivotable other auxiliary units in each further, in arranged intermediate gear, which in the known manner in the cylinder block (2, 2 ') a Swivel position with the drive gear on both sides of the cylinder, a control shaft and bearing (29, 30) mounted in the crankcase and possibly in a bearing in the other pivoting position with the drive in a likewise known manner in the gear of a control head (3 ') mounted in the cylinder block that is engaged by shaft.

The gear wheel driven by the crankshaft (5) It is therefore possible to use the gear drive for the series engine a pivotably arranged intermediate because provided control shaft drive already on Gear (25) has to largely simulate and create in the one swivel test engine with the drive gear one in short rehearsals, without time-consuming and costly conversion housing (1) bearing control shaft and in the one on the test engine. Next The erfinrad offers a different pivot position with the drive tooth - the great adaptability (27) a proper construction supported in the cylinder block (2, 2 ') compared to the previous one Control shaft (26) is in engagement. test engines also used the considerable

30 borrowed the advantage of a much simplified changeover the machine from one to another

- Drive system for the control shaft.

The invention opens up the possibility of using the test engine for rapid development

The invention relates to a control shaft drive 35 to use internal combustion engines. For a single-cylinder test engine with a gate, a short bumper mounted on the crankcase, replaceable drive, is usually preferred. The control shaft can be arranged in this connection block and cylinder head and with one on the turning case in one of the two bearing points of the bel housing near the connection surface of the cylinder-cylinder block, in order to simulate the bearing point arranged around the control block for a gear transmission via a mechanical mechanism of the final motor Ren driven by the crankshaft. It is also possible to have two in the at camshaft at the same time. "Control single-cylinder test engines mounted at the bearing points in the cylinder block will be used for de-shafting. This has the advantage in development and research work for future series production that both control motors can be used and, as a rule, for each cylinder shafts independently of each other quickly and specially developed in one-size-fits-all. By working on the rather way to study the test engine, for example, valuable insights into the influence of different control times will be gained, the layout and design are functionally more important without having to change the control shaft.
Obviously, the measurements carried out on one or both sides of the engine parts allow the operational behavior of the final engine to be expected in standard internal combustion engines to be recognized in advance it is known, in order to simplify the NEN. Installation work in the case of repairs in addition to the fact that when developing multi-cylinder cylinder blocks, a separate, separately removable control series engine must be provided through the use of a single-cylinder shaft housing. These common der-experimental engines make considerable savings in terms of both constructions, but do not contribute to the measuring equipment or the time required for the conversion, research and development work on combustion and assembly work, requires power engines. "

nevertheless the development and practical testing is also known with an internal combustion engine

of the camshaft drive, which is costly and time-consuming, symmetrically arranged on both sides of the cylinder block Modifications of the test engine, which its Neten control shafts, whose drive from the crank- ' Change the basic construction profoundly. Anson wave from over one of the faces of the Brennsten It is not possible to adjust the control mechanics of the engine vertically in its longitudinal center plane to the test engine according to the planned installation orderly vertical shaft takes place. One at the top and dimensional relationships of the series engine: 65 of the vertical shaft arranged helical gear is The invention is therefore based on the object here with arranged at the end of each control shaft a control shaft drive for a single-cylinder screw gears in engagement. Of course, this is a trip engine to create that makes it possible. ready? The well-known design does not allow any dismantling