DE2043280C3 - Brennkraftmaschine mit schalldämmender Verschalung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit im Abstand angebrachter schalldämmender Verschalung, welche aus unmittelbar an der Maschine körperschallisolierend befestigten Schalenteilen besteht, durch die Rohrleitungen und sonstige Anschlußteile der Maschine hindurchgeführt sind, und aus an diesen Schalenteilen schalldicht und leicht lösbar befestigten weiteren Schalenteilen, welche die wartungsbedürftigen Stellen der Maschine oder ihrer Hilfsaggregate bedecken.

Es sind Brennkraftmaschinen bekannt, bei welchen J5 eine Teilabschirmung von Bereichen der Motoroberfläche mit besonders starker Geräuschabstrahlung erfolgt. Solche Abschirmmaßnahmen haben naturgemäß nur eine beschränkte Wirkung.

Um die Geräuschabstrahlung von Brennkraftmaschinen zu vermindern, sind ferner verschiedene Maßnahmen bekanntgeworden, welche teils wegen ihres beträchtlichen Aufwandes, teils wegen der mil den Schalldämmaßnahmen verbundenen betrieblichen Nachteile oder aber wegen geringer Wirksamkeit den gestellten Anforderungen nicht oder nur teilweise entsprechen.

Bekannt ist so die Beschichtung der Außenwände von Brennkraftmaschinen mit schwingungsdämpfendem Material, eine Maßnahme von vergleichsweise geringer Wirksamkeit, da die Motorgehäuse an sich schon durch die verschiedenen Schraubverbindungen an den Trennflächen eine verhältnismäßig große Dämpfung aufweisen. Außerdem ist das Aufbringen solcher Beläge zeitraubend, schwierig und teuer, und der Belag setzt die π Wärmeabgabe des Gehäuses stark herab.

Weiters ist es bekannt, Brennkraftmaschinen in mit schallabsorbierendem Material ausgekleidete Gehäuse einzubauen. Der Nachteil dieser Konstruktion besteht in dem großen Platzbedarf und der schlechten Zugänglich- ου keit der Maschine für Wartungsarbeit. Solche Gehäuse sind überdies verhältnismäßig teuer und haben ein erhebliches Gewicht, da sie, um hoch wirksam sein zu können, verhältnismäßig große Wandstärken aufweisen müssen. h·;

Bei der einleitend genannten, bekannten Brennkraftmaschine wird zwar eine bessere Zugänglichkeit zu den wartungsbedürftigen Stellen der Maschine erreicht, doch bleiben die übrigen, durch die vorgesehene Auskleidung der Verschalung mit schallschluckendem Material verursachten Nachteile bestehen.

Eine vermindernde Geräuschentwicklung kann bei Brennkraftmaschinen auch dadurch erzielt werden, daß die Ursachen der Schallerregung selbst, beispielsweise durch Verbesserung des Verbrennungsablaufes, Verkleinerung von Spielen usw. bekämpft wird. Diesen Möglichkeiten sind jedoch natürliche Grenzen gesetzt, da eine gemäßigte Verbrennung meist mit einer Senkung der Wirtschaftlichkeit verbunden ist bzw. die Verkleinerung von Herstellungstoleranzen eine wesentlich höhere Bearbeitungsgüte und damit höhere Herstellungskosten erfordert

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist nun die Schaffung einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art mit hochwirksamer und dabei kostensparender Verschalung, die einen befriedigenden Wärmeaustausch mit der Umgebung gewährleistet und eine sehr gedrängte Bauweise ermöglicht. Diese Verschalung soll mit gleichen Vorteilen sowohl an Brennkraftmaschinen mit üblicher, geschlossener Kurbelgehäusebauweise als auch bei solchen Ausführungen anwendbar sein, bei denen an Stelle des vollwandigen Maschinengehäuses im wesentlichen nur ein Traggerüst für Kurbelwelle, Zylinder, Zylinderkopf sowie Steuerungsteilen u. dgl. vorhanden ist.

Das Erfindungsziel wird dadurch erreicht, daß der Abstand zwischen Maschine und Schalenteilen so klein gehalten wird, daß er weit unterhalb der Halbwellenlänge der hauptsächlich für die Geräuschabstrahlung verantwortlichen Frequenzen liegt, und daß auf jegliche Absorptionsauskleidung der Schalenteile verzichtet ist.

Durch den geringeren Abstand zwischen Maschine und Verschalung ergibt die Bauweise nach der Erfindung einen sehr geringen Platzbedarf für die verkleidete Brennkraftmaschine. Durch den Fortfall der Absorptionsauskleidung werden eine Gewichtseinsparung und eine Senkung der Herstellungskosten erzielt sowie die Brandgefahr beseitigt, die bei Vorhandensein von Absorptionsmaterial durch dessen Anreicherung mit Kraftstoff oder Schmieröl besteht.

Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Bauweise ist durch die wesentlich erleichterten Montagebedingungen gegeben. Das Vorhandensein von Schalenteilen zweierlei Art und verschiedenen Bestimmungszwecken ermöglicht es nämlich, die an der Maschine befestigten Schalenteile bei Wartungs- und Überholungsarbeiten an ihrem Platz zu belassen und jeweils nur die an diesen Schalenteilen befestigten weiteren Schalenteile abzunehmen, so daß die wartungsbedürftigen Teile der Brennkraftmaschine bzw. die betreffenden Hilfsaggregate frei liegen. Zu diesen Teilen zählen beispielsweise die Einspritzpumpe, Einspritzleitungen und -düsen,Teile des Ventilantriebes, Öleinfüllstutzen, ölmeßstab, ölablaßschraube, öl- und Kraftstoffilter sowie Riementrieb und Lichtmaschine.

Bei Brennkraftmaschinen, deren Kurbelgehäuse in geschlossener Bauweise ausgeführt ist, erübrigt es sich außerdem, die Verschalung öldicht auszubilden. Dies ist für die leicht abnehmbare Befestigungsweise der weiteren Schalenteile von besonderer Bedeutung, und es besteht gegebenenfalls sogar die Möglichkeit, diese Schalenteile durch Schnappverbindungen an den benachbarten Teilen der Verschalung leicht lösbar zu befestigen.

Um dabei die Wärmeabstrahlung der Maschinenaußenflächen nicht zj behindern, empfiehlt es sich,

innerhalb der Verschalung in bekannter Weise ein eigenes Kühlluftgebläse, z. B. an einem Ende der Kurbelwelle, anzuordnen, welches Kühlluft aus einer mit Schalldämpfer versehenen Ansaugöffnung der Verschalung ansaugt und entlang den Maschinenaußenflächen zu einer ebenfalls einen Schalldämpfer aufweisenden Auslaßöffnung der Verschalung leitet.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schallisolierte Brennkraftmaschine nach der Erfindung im Schnitt nach der Linie I-l in F i g. 2,

Fig.2 dieselbe Maschine teilweise im Schnitt nach der Linie II—II in Fig.! und in kleinerer Darstellung,

Fig.3 und 4 den Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellungen einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäBen Brennkraftmaschine und

F i g. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschine der erfindungsgemäßen Bauart im Schnitt.

Die wassergekühlte Brennkraftmaschine nach Fig. 1 und 2 weist ein geschlossenes Kurbelgehäuse 1 mit seitlich abstehenden Motorabstützungen 2 auf. Die Zylinderlaufbuchsen sind mit 3, der Zylinderkopf mit 4 und die Kipphebelabdeckungen mit 5 bezeichnet.

Die Kurbelwelle 6 der Vierzylinder-Reihenbrennkraftmaschine trägt an einem Ende eine Keilriemenscheibe 7 mit daran anschließendem Gebläselaufrad 8. Ein Keilriemen 9 treibt die den Ventilator 12 tragende Welle 11 über eine weitere Keilriemenscheibe 10 an.

Das am anderen Ende der Kurbelwelle 6 angeordnete Schwungrad 13 ist durch das an dieser Stirnseite des Kurbelgehäuses 1 angeflanschte Schwungradgehäuse 14 abgedeckt.

Das Kurbelgehäuse 1 ist durch die an seinem unteren Anschlußflansch dicht befestigte ölwanne 15 abgeschlossen. Die mit 16 bezeichnete Einspritzpumpe, deren Befestigung nicht näher dargestellt ist, befindet sich an der einen Seitenwand 17 des Kurbelgehäuses 1. An derselben Maschinenseite ist am Zylinderkopf 4 das nach oben gekrümmte Ansaugrohr 18 angeflanscht. An der gegenüberliegenden Zylinderkopfseite ist das mit Kühlrippen 19 besetzte Auspuffsammeirohr 20 befestigt. Mit 21 ist der Auslaßkanal und mit 22 das Auslaßventil des aus F i g. 1 ersichtlichen Zylinders bezeichnet.

Die dargestellte Brennkraftmaschine ist mit einer schalldämmenden Verschalung versehen, welche aus einer Anzahl von im Abstand von den Maschinenaußenflächen schallisolierend angebrachten Schalenteilen besteht. Entsprechend dem Erfindungsgedanken gliedern sich die Einzelteile der Verschalung in zwei Gruppen. Die erste dieser Gruppen umfaßt unmittelbar an der Maschine körperschallisolierend befestigte Schalenteile, welche als Träger für die übrigen Teile der Verschalung dienen und durch die Rohrleitungen und sonstigen Anschlußteile der Maschine hindurchgeführt sind. Zu dieser Gruppe gehört ein rahmenartiger oberer Schalenteil 23, der am Zylinderkopf 4 mitteis elastischer Beilagen 24, beispielsweise Gummielementen, körper- t,o schallisolierend befestigt ist. Die Art und Weise dieser Befestigung, die nicht Gegenstand der Erfindung ist, kann je nach Fall abgewandelt werden, wobei insbesondere eine Verbindung der betreffenden Schalenieile mit den elastischen Beilagen durch Vulkanisie- b-> ren, Ankleben od. dgl. zu empfehlen ist. Die Befestigung an der Maschine erfolgt dann zweckmäßigerweise mittels Schrauben.

Um die Körperschalleitung über die nach außen führenden Rohrleitungen zu unterbinden, sind in diese Leitungen innerhalb der Verschalung körperschallisolierende Verbindungsstücke eingeschaltet, die zugleich die Funktion elastischer Dichte'emente besitzen. Ein solches Verbindungsstück 26 verbindet das Ansaugrohr 18 mit einem den Schalenteil 23 durchsetzenden Rohrabschnitt 18'.

Auch das Auspuffsammeirohr 20 ist mit der nach außen geführten Auspuffleitung 27 über ein körperschallisolierendes Verbindungsstück 28 verbunden, das im vorliegenden Fall als Wellrohr ausgebildet ist. Die Durchtrittsstelle der Auspuffleitung 27 aus der Verschalung ist mit einer wärmedämmenden Zwischenschicht 29 ausgekleidet, welche die Wärmeüberleitung vom heißen Auspuffrohr auf die Verschalung in zulässigen Grenzen hält und zugleich als Dichtelement an der Durchtrittsstelle dient.

Ein weiterer rahmenartiger Schalenteil 30 der ersten Gruppe ist an der Unterseite des Kurbelgehäuses 1 mittels körperschallisolierender Tragelemente 31 befestigt. Schließlich erfolgt eine weitere Abstützung am Flansch des Schwungradgehäuses 14 über einen Schalenteil 32 und ein ringförmiges, körperschallisolierendes Element 33, wobei der Schalenteil 32 zwischen dem Schwungradgehäuseflansch und dem daran in üblicher Weise befestigten, mit strichpunktierten Linien angedeuteten Getriebegehäuse zu liegen kommt. Das ringförmige Element 33 stellt dann neben der körperschallisolierenden Abstützung der Verschalung auch Schallabdichtung dar. Falls der Abtiieb über eine am Schwungrad 13 befestigte Welle erfolgt, ist ein zusätzlicher Deckel erforderlich, wobei das ringförmige Element 33 auch durch körperschallisolierende Einzelelemente ersetzt werden kann, da an dieser Stelle keine Schalldichtheit mehr erforderlich ist.

Die zweite Gruppe der Verschalungselemente umfaßt an den erwähnten Schalenteilen 23 unö 30 bzw. dem ringförmigen Element 33 schalldicht und leicht lösbar befestigte Schalenteile, welche diejenigen Bereiche der Maschine wie auch seiner Hilfsmaschinen und sonstiger Zubehörteile bedecken, welche einer regelmäßigen Wartung unterliegen und im Störungsfalle leicht zugänglich sein sollen. Ein solcher Schalenteil 34, welcher die Kipphebelabdeckungen 5 enthält, ist am oberen rahmenförmigen Schalenteil 23 lösbar befestigt. Der Schalenteil 34 weist eine durch einen Schalldämpfer 39 abgeschirmte Kühlluft-Austrittsöffnung 38 auf.

Am unteren rahmenförmigen Schalenteil 30 ist gleichfalls abnehmbar ein weiterer Schalenteil 35 der zweiten Gruppe angeschlossen, nach dessen Abnahme die ölwanne 15 zugänglich wird. Die Verbindung zwischen den unmittelbar an der Maschine befestigten Schalenteilen 23 und 30 bzw. dem ringförmigen Element 33 erfolgt durch wenigstens zwei weitere, beidseits der Maschine angeordnete Schalenteile 36 und 37, die entweder an den Stirnseiten der Maschine unmittelbar aneinandergrenzen oder durch stirnseitig angebrachte, gesonderte Schalenteile zu einer allseits geschlossenen Verschalung ergänzt sind. An den Durchtrittsstellen der Motorabstützungen 2 durch die seitlichen Schalenteile 36 und 37 sind elastische Dichtelemente 40 vorgesehen. An der vorderen Stirnseite der Verschalung befindet sich ein weiterer Schalldämpfer 41, welcher der Kühllufteintrittsöffnung 42 vor dem Gebläselaufrad 8 zugeordnet ist. Durch die beiden Schalldämpfer 41 und 39 wird eine ausreichend hohe Geräuschdämmung der beiden Kühlluftöffnuneen erzielt, so daß sie die

schalldämmende Wirkung der Verschalung der Brennkraftmaschine nicht beeinträchtigen. Eine weitere schalldämmende Maßnahme betrifft die Anordnung einer schallabsorbierenden Hülse 43 an der Durchtrittsstelle der Welle 11 des Ventilators 12 aus der Verschalung.

Durch die erfindungsgemäße Bauweise wird die Geräuschabstrahlung und Schallfortleitung der Maschine bei nur unwesentlich vergrößerten Außenabmessungen auf ein Mindestmaß reduziert. Die Zugänglichkeit der Wartungsstellen der Maschine wird dabei durch die leicht lösbar angebrachten Schalenteile begünstigt und vereinfacht.

Die Brennkraftmaschine nach F i g. 3 und 4 unterscheidet sich von der beschriebenen Maschinenausführung im wesentlichen nur hinsichtlich folgender Einzelheiten: An Stelle des luftgekühlten Auspuffsammeirohres 20 beim ersteren Beispiel ist hier die Anordnung des Auspuffsammeirohres 20 in einem eigenen, von Kühlwasser durchströmten Gehäuse 44 vorgesehen, von dem die Kühlwasser-Rückführleitung 45 ausgeht. Diese ist über ein körperschallisolierendes Verbindungsstück 46 am Gehäuse 44 angeschlossen und durchsetzt den oberen, am Zylinderkopf 4 befestigten Schalenteil 23.

Die am Gehäuse 44 über das Verbindungsrohr 28 angeschlossene Auspuffleitung 27 durchsetzt einen an dem leicht lösbaren seitlichen Schalenteil 37 angeordneten Schalldämpfer 47. der mit der Auspuffleitung 27 einen Ringraum 48 bildet, über den die vom Gebläse geförderte Kühlluft im Sinne der eingezeichneten Teile aus der Verschalung austritt. Die von der Auspuffleitung 27 abgestrahlte Wärme wird an die Kühlluft abgegeben, so daß eine Überhitzung der angrenzenden Bereiche der Verschalung vermieden wird.

Bei der Brennkraftmaschine nach F i g. 3 und 4 ist weiter die ölwanne 15' unmittelbar am unteren Befestigungsrand des Kurbelgehäuses 1 körperschallisoliert befestigt. Das körperschallisolierende Elemen 49 der ölwanne 15' ist als umlaufende, öldichtc Leisti ausgebildet. Der untere Schalenteil 30 schließt über eii elastisches Dichtcelement 40 unmittelbar an di< ölwanne 15' an, die solcherart selbst einen Teil dci schalldämmenden Maschinenverklcidung bildet.

Wie aus F i g. 4 ersichtlich, ragt das schwungradseiiig( Ende 50 der Kurbelwelle 6 aus dem Schwungradgehäu se !4 hervor und durchsetzt dabei einen am ringförmi

to gen Schalenteil 32 leicht lösbar befestigten Deckel 51 ir einer schallabsorbierenden Hülse 52. Der Deckel 51 bildet somit gleichfalls einen Teil der schallisolierender Maschinenverkleidung.

Bei der Brennkraftmaschine nach Fig.5 ist an Stelle eines vollwandigen Kurbelgehäuses ein mit großflächi gen Durchbrechungen versehenes Traggerüst 53 für di< Kurbelwelle 6, die Zylinderlaufbuchse 3, die Steuerungs teile usw. vorgesehen. Gegenüber einer vollwandiger Gehäuseausführung sind alle jenen Wandteile wegge lassen, die unter Berücksichtigung der Festigungs- unc Steifigkeitserfordernisse entbehrlich sind.

Bei dieser Ausführung erfüllen die schallisolierenc angebrachten Schalenteile die zusätzliche Funktior eines öldichten Gehäuses, und es entfallen sowohl eir eigener Ventilkammerdeckel als auch eine gesondert« ölwanne. Entsprechend dem Erfindungsgedanken glie dem sich die Teile der Verschalung in zwei Grupper von Schalenteilen. Die erste Gruppe umfaßt die beider Schalenteile 54 und 55, die unmittelbar an der Maschint befestigt sind und welche die leicht abnehmbarer

Schalenteile 56, 57 und 58 der zweiten Gruppe tragen Die elastische Abstützung erfolgt über ringförmig« Elemente 59 und 60 sowie weitere Stützelemente 61.

Da bei dieser Ausführung die elastisch angebrachter Schalenteile 54 bis 58 aus gewöhnlichem Blech seir können, ist die Wärmeabfuhr des Motorenöles an die Umgebungsluft voll gewährleistet.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Brennkraftmaschine mit im Abstand angebrachter, die Motoroberfläche umschließender schalldämmender Verschalung, welche aus unmittelbar an der Maschine körperschallisolierend befestigten Schalenteilen besteht, durch die Rohrleitungen und sonstige Anschlußteile der Maschine hindurchgeführt sind, und aus an diesen Schalenteilen schalldicht und leicht lösbar befestigten weiteren Schalenteilen, welche die wartungsbedürftigen Stellen der Maschine oder ihrer Hilfsaggregate bedekken, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Maschine und Schalenteilen so is klein gehalten wird, daß er weit unterhalb der Halbwellenlänge der hauptsächlich für die Geräuschabstrahlung verantwortlichen Frequenzen liegt, und daß auf jegliche Absorptionsauskleidung der Schalenteile verzichtet ist.