DE19956389C1 - Schnelllaufender Kolbenmotor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen schnelllaufenden Kolbenmotor mit einem Motorblock, der mindestens drei Zylinder enthält, in denen je ein Kolben Hubbewegungen ausführen kann und mit einer Kurbelwelle, die mittels mehrerer Kurbelwellenlager am Motorblock gelagert ist und die Kurbelkröpfungen aufweist, an denen Pleuelstangen der Kolben angreifen. DOLLAR A Für eine kürzere Motorbaulänge bei gleichbleibender Motorleistung bzw. für eine größere Motorleistung bei gleichbleibender Motorbaulänge wird vorgeschlagen, sämtliche Kurbelwellenlager axial zwischen den beiden äußersten Kurbelkröpfungen anzuordnen, so daß die axialen Enden der Kurbelwelle jeweils eine fliegende Lagerung aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft einen schnelllaufenden Kolbenmotor für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-PS 487 753, der JP 55-78 836 A, der US 4 901 692, der EP 0 372 724 A2 und der DE-AS 10 42 950 sind jeweils Kol­ benmotoren dieser Art bekannt.

Jeder dieser Motoren weist einen Motorblock auf, der wenigstens drei Zylinder enthält, in denen jeweils ein Kolben Hubbewegungen ausführen kann. Die bekannten Kolbenmotoren weisen außerdem jeweils eine Kurbelwelle auf, die mittels mehrerer Kurbelwellenlager am Motorblock gelagert ist und die Kurbelkröpfungen aufweist, an denen Pleuelstangen der Kolben angreifen.

Den bekannten Kolbenmotoren ist gemeinsam, daß an den axia­ len Enden der Kurbelwelle jeweils ein Kurbelwellenlager an­ geordnet ist, so daß sämtliche Kurbelkröpfungen axial zwi­ schen diesen beiden äußersten Kurbelwellenlagern angeordnet sind.

In Abhängigkeit des für den Kolbenmotor zur Verfügung ste­ henden Einbauraums ergeben sich für die Auslegung des Motors Grenzen hinsichtlich seiner Baulänge. Da weiterhin die Bau­ länge des Motors eine entscheidende Größe für die Dimensio­ nierung der Zylinder bzw. Kolben bildet, wird durch die er­ zielbare Baulänge des Motors der erreichbare Hubraum und so­ mit die erreichbare Leistung des Motors begrenzt. Es besteht jedoch das Bedürfnis, relativ leistungsstarke Motoren mit relativ kurzer Baulänge auszubilden bzw. relativ kurzbauende Motoren mit einer relativ großen Leistung auszubilden.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Kolbenmotor eine Mög­ lichkeit aufzuzeigen, die einerseits bei gleichbleibender Motorbaulänge eine größere Motorleistung und andererseits bei gleichbleibender Motorleistung eine kleinere Motorbau­ länge aufweist.

Dieses Problem wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Kur­ belwellenlager an den axialen Enden der Kurbelwelle wegzu­ lassen und die Lagerung der Kurbelwelle ausschließlich durch axial zwischen den axial äußersten Kurbelkröpfungen liegende Lagerungen durchzuführen. Durch diese Maßnahme ergibt sich die Möglichkeit, die Kurbelwelle und somit den Motorblock um die Abmessung von wenigstens zwei Kurbelwellenlagern zu ver­ kürzen, wodurch sich die Motorbaulänge in entsprechender Weise reduziert. Dabei hat diese Verkleinerung der Motorbau­ länge keinen Einfluß auf den Motorhubraum und somit keinen Einfluß auf die Motorleistung. Wenn der Motorblock bzw. die Kurbelwelle eine gleichbleibende Länge aufweisen soll, kann die Verteilung der verbleibenden Kurbelwellenlager sowie die Verteilung der Kurbelkröpfungen mit entsprechend größeren axialen Abständen zueinander erfolgen, so daß die Kolben bzw. Zylinder dementsprechend vergrößert werden können, wo­ durch sich bei gleichbleibender Motorbaulänge der Motorhub­ raum und somit die Motorleistung vergrößern läßt.

Um die Vorgabe einer bestimmten Motorbaulänge und einer be­ stimmten Motorleistung, insbesondere die Vorgabe einer maxi­ malen Motorleistung bei minimaler Motorlänge, erfüllen zu können, nimmt die Erfindung durch das Weglassen der Endlager bzw. der axial äußersten Kurbelwellenlager eine ggf. höhere Lagerbelastung der verbleibenden Kurbelwellenlager in Kauf, die sich aufgrund der veränderten Kurbelwellenlagerung ge­ genüber einem herkömmlichen Kolbenmotor einstellen kann.

Die erfindungsgemäße Motorkonfiguration kann grundsätzlich bei jedem Kolbenmotor mit mindestens drei Zylindern reali­ siert werden, beispielsweise bei Reihenmotoren, V-Motoren und Boxermotoren, wobei aufgrund der auftretenden Kräfte je­ weils solche Konfiguration bevorzugt werden, bei denen an jeder Kurbelkröpfung nur eine Pleuelstange angreift.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung an­ hand der Zeichnungen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je­ weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kom­ binationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert.

Die einzige Figur (Fig. 1) zeigt eine schematisierte Prinzipdarstel­ lung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Kolbenmotors.

Entsprechend Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Motor 1 bei­ spielsweise als Fünfzylinder-Reihenmotor ausgebildet. Dem­ entsprechend weist dieser Kolbenmotor 1 einen Motorblock 33 mit fünf hintereinander angeordneten bzw. aufgereihten Zy­ lindern 2, 3, 4, 5, 6 auf, in denen jeweils ein Kolben 7, 8, 9, 10, 11 zur Durchführung von Hubbewegungen gelagert ist. Jeder Kolben 7, 8, 9, 10, 11 ist mittels einer Pleuelstange 12, 13, 14, 15, 16 mit einer Kurbelwelle 17 des Kolbenmotors 1 gekoppelt.

Die Kurbelwelle 17 weist dementsprechend fünf Kurbelkröpfun­ gen 18, 19, 20, 21, 22 auf, an denen jeweils eine der Pleu­ elstangen 12, 13, 14, 15, 16 angreift bzw. angelenkt ist. Jeweils zwischen zwei Kurbelkröpfungen 18, 19, 20, 21, 22 ist an der Kurbelwelle 17 ein Kurbelwellenlager 23, 24, 25, 26 ausgebildet, mit denen die Kurbelwelle 17 am Motorblock 33 des Kolbenmotors 1 in entsprechenden Lagerstellen 27, 28, 29, 30 gelagert ist.

Erfindungsgemäß sind die beiden axial äußersten Kurbelkröp­ fungen 18 und 22 axial außen fliegend gelagert, d. h. die Kurbelwelle 17 weist an ihren axialen Enden vor bzw. nach der äußersten Kurbelkröpfung 18 bzw. 22 kein weiteres Kur­ belwellenlager auf, mit dem eine zweiseitige Lagerung der axial äußersten Kurbelkröpfungen 18 und 22 am Motorblock 33 ausgebildet werden kann. Dementsprechend befinden sich sämt­ liche Kurbelwellenlager 23, 24, 25, 26 zwischen den axial äußersten Kurbelkröpfungen 18 und 22.

Auf der entsprechend Fig. 1 linken Seite des Kolbenmotors 1 können somit unmittelbar vor der ersten Kurbelkröpfung 18 eine Steuerkette 31 zum Antrieb wenigstens einer nicht dar­ gestellten Nockenwelle zur Steuerung von Ein- und Auslaßven­ tilen sowie eine Ölpumpenkette 32 zum Antrieb einer eben­ falls nicht dargestellten Ölpumpe an der Kurbelwelle 17 an­ greifen. An diesem linken Ende durchdringt die Kurbelwelle 17 den Motorblock 33 in einer Radialdichtung 34.

An ihrem entsprechend Fig. 1 rechten Ende tritt die Kurbel­ welle 17 ebenfalls aus dem Motorblock 33 aus, wobei auch dieser Austritt mittels einer Radialdichtung 35, z. B. Sim­ merringabdichtung, abgedichtet ist. An dieses rechte Ende der Kurbelwelle 17 können dann in herkömmlicher Weise ein Schwungrad 36 sowie eine Kupplung und ein Getriebe ange­ schlossen sein, wobei Kupplung und Getriebe hier nicht mehr dargestellt sind.

Die Kurbelwelle 17 ist außerdem mit Gegengewichten 37 ausge­ stattet, die in an sich bekannter Weise die exzentrische Massenverteilung aufgrund der Kurbelkröpfungen 18, 19, 20, 21, 22 sowie der daran angreifenden Pleuelstangen 12, 13, 14, 15, 16 ausgleichen.

Im Unterschied zu einem herkömmlichen Kolbenmotor weist der erfindungsgemäße Kolbenmotor 1 somit am linken Ende 38 der Kurbelwelle 17 vor der ersten Kurbelkröpfung 18 sowie am rechten Ende 39 der Kurbelwelle 17 nach der letzten Kurbel­ kröpfung 22 keine zusätzliche Kurbelwellenlager, sogenannte Endlager, auf. Dementsprechend baut der erfindungsgemäße Kolbenmotor 1 wenigstens um die Breite von zwei Kurbelwel­ lenlagern 23, 24, 25, 26 kürzer als ein herkömmlicher Kol­ benmotor. Dies hat zur Folge, daß der erfindungsgemäße Kol­ benmotor 1 bei gleicher Motorleistung kürzer baut oder bei gleichbleibender Motorbaulänge eine größere Motorleistung aufweist.

Claims (2)

1. Schnelllaufender Kolbenmotor mit einem Motorblock (33), der mindestens drei Zylinder (2, 3, 4, 5, 6) enthält, in de­ nen je ein Kolben (7, 8, 9, 10, 11) Hubbewegungen ausführen kann, und mit einer Kurbelwelle (17), die mittels mehrerer Kurbelwellenlager (23, 24, 25, 26) am Motorblock (33) gela­ gert ist und die Kurbelkröpfungen (18, 19, 20, 21, 22) auf­ weist, an denen Pleuelstangen (12, 13, 14, 15, 16) der Kol­ ben (7, 8, 9, 10, 11) angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Kurbelwellenlager (23, 24, 25, 26) axial zwi­ schen den beiden äußersten Kurbelkröpfungen (18, 22) ange­ ordnet sind, so daß die axial äußersten Kurbelkröpfungen (18, 22) jeweils eine fliegende Lagerung aufweisen.

2. Kolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Kurbelkröpfung (18, 19, 20, 21, 22) nur eine Pleuelstange (12, 13, 14, 15, 16) angreift.