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Kraftfahrzeug insbesondere Nutzfahrzeug Die Erfindung bezieht sich
auf ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug mit einem zur Schalldämpfung
in einer geschlossenen Kammer untergebrachten Antriebsmotor.
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Um die Geräuschbelästigung von mit Verbrennungsmotoren angetriebenen
Fahrzeugen nach außen hin zu vermindern, ist man in letzter Zeit dazu übergegangen,
die Verbrennungsmotoren in besondere Kammern- zu setzen. Eine solche Einrichtung
zum schalldämpRenden Einbau eines Antriebs in Omnibusse wird in der DT-OS 2 129
504 offenbart, wobei die Kammer in der der Motor untergebracht ist, ein über die
gesamte Fahrzeugbreite im rückwärtigen Teil eines Omnibusses reichender Kasten ist,
der einen integrierenden Teil des tragenden Körpers der Omnibuskarosserie bildet,
in der Weise, daß die Kammerwände weitgehend identisch sind mit Teilen der Karosserieaußenwände.
In dieser Kammer ist
außer dem Motor auch die Kupplung und das angeschlossene
Getriebe untergebracht.
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Neben anderen, weiter unten, behandelten Nachteilen dieser Lösung
hat sie vor allem den Nachteil, daß der vom Verbrennungsmotor ausgehende Schall
ungehindert bis an die Karosserieaußenwände vordringen kann und erst dort durch
entsprechende Schallisolierschichten abgefangen wird. Der Raum, der auf diese Weise
mit Schalldamm-Material zu isolieren ist, wird dadurch sehr groß, was zur Folge
hat, daß erhebliche Mengen von Isoliermaterial benötigt werden. Ein weiterer Nachteil
besteht darin, daß ein Abschluß der Motorkammer nach unten aufgrund ihrer Größe
nur schwer zu bewerkstelligen ist. Dadurch werden mittelbar auch die Wartungs- und
Reparaturmöglichkeiten für Motor, Kupplung und Getriebe sehr nachteilig beeinflußt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug, insbesondere
ein Nutzfahrzeug mit einer Schalldämpfeinrichtung zu schaffen, die einen hohen Dämpfungsgrad
aufweist, so daß die Geräuschbelästigung nach außen und im Inneren des Fahrzeugs
minimal gehalten wird. Darüber hinaus soll eine solche -Einrichtung möglichst raum-
und gewichtsparend gestaltet sein und die Zugänglichkeit zum Verbrennungsmotor und
den zugehörigen Aggregaten für Wartunrs-und Reparaturarbeiten nicht unzumutbar erschweren,
so daß
Fahrzeuge unterschiedlichster Raumaufteilung erfindungsgemäß
im Sinne einer Schalldämpfung verbessert werden können. Schließlich sollen die Betriebstemperaturen
des Motors und der weiteren Antriebs- bzw. Zusatzaggregate durch Schalldämpfeinrichtungen
nicht unzulässigerweise erhöht werden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
daß bei einem gattungsgemäßen Kraftfahrzeug die Kammer mit geringem -Abstand den
Antriebsmotor selbst umgibt und Nebenaggregate Sür Kraftübertragung, Gas- und Kühlluftrührung
oder dgl. außerhalb der Kammer angeordnet sind.
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Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Hauptvorteil, daß die Schalldämpfung
eines Verbrennungsmotors unmittelbar dort beginnt, wo der Schall entsteht, so daß
nur eine minimale Fläche von der Hauptgeräuschquelle nämlich dem Verbrennungsmotor
angestrahlt wird. Nur diese minimale Fläche braucht, falls eine zusätzliche Dämpfung
überhaupt erforderlich ist, mit Schalldämm-Material ausgekleidet sein, wodurch erhebliche
Mengen dieses Materials eingespart werden können.
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Ein weiterer wesentlichR Vorteil eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs
liegt darin, daß für unterschiedliche Fahrzeugtypen, die Jedoch den gleichen Motor
aufweisen, was
sehr häufig der Fall ist, eine gleiche Dämpfungskammer
verwendet werden kann und nicht wie bei bekannten Lösungen für Jeden Fahrzeugtyp,
der sich in den Abmessungen oder in irgendeinem Antriebs- oder Zusatzaggregat unterscheidet
jeweils eine speziell angepaßte Dämpfungskammer geschaffen werden muß. Ein weiterer
wesentlicherVorteil des erfindungsge mäßen Kraftfahrzeugs liegt darin, daß es besonders
wartungsfreundlich ist, da unter anderem Luftfilter, Verbrennungsluftansaugdämpfer,
Abgasdämpfer, Getriebe, Kühler, Kühlgebläse und dgl. mehr außerhalb der Dämpfungskammer
angeord-~ net und somit leicht zugänglich sind.
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In Ausgestaltung der Erfindung soll durch die Kammer nur ein geringer
Bypass-LuStStrom von etwa 1/100 eines für den Antriebsmotor vorgesehenen Kühlgebläseluftstromes
geführt werden. Diese erfindungsgemäße Ausbildung hat gegenüber der Einrichtung
nach der genannten DT-OS 2 129 504 den Vorteil, daß eine ausreichende Kühlung der
Kammer bzw. des Motors selbst erzielt wird, ohne daß sich die Ansaugluft in unzulässiger
Weise aufheizt und dadurch ein Leistungsabfall in Kauf genommen werden muß. Im Vergleich
zu einer anderweitig vorgeschlagenen Lösung, bei der die gesamte Kühlgebläseluft
durch die Motorkammer geführt wird, hat diese erSindungsgemäße Ausbildung den Vorteil,
daß bei großen Dieselmotoren und damit entsprechend großen Kühlgebläsequerschnitten
keine zu großen direkten Schallöffnungen von der Kammer zur Umgebung
eingehalten
werden müssen, d.h. daß die Schallabstrahlung auch bei großen Motoren-niedrig gehalten
werden kann.
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Ein weiterer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausbildung besteht darin,
daß infolge des geringen Luftdurchsatzes durch die Kammer der Motor und die Kammerwände
sehr lange sauber bleiben.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung soll in einem Kraftfahrzeug
mit einem Kühlgebläse, bei dem der Kühler stromabwärts vom Lüfter angeordnet ist,
der Bypass für die Kammer im Bereich der Druckzone zwischen Lüfter und Kühler des
Kühlgebläses abzweigen. An dieser Stelle herrscht über dem ganzen Verlauf des Kühlluftstromes
der höchste Druck, weshalb der Querschnitt der Bypasr-Le"itung für die Zwangsbelüftung
der Kammer sehr gering gehalten werden kann und somit ein Schallaustritt durch diese
Bypass-Leitung praktisch ohne Bedeutung bleibt.
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Nach einem anderen Merkmal der Erfindung soll als Kühlluftaustritt
der Kammer ein das Abgasrohr des Motors umgebender Spalt vorgesehen sein. Die Anordnung
des Kühlluftaustritts an der heißesten Stelle der Kammer bringt den besten Wärmeübergang
und somit den größten erzielbaren Kühleffekt und hat zusätzlich die Wirkung" daß
m das Abgasrohr innerhalb der Kapsel sich ein Luftvorhang ausbildet, der die Aufheizung
der Kammer durch das Abgasrohr entsprechend niedrig hält.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung soll die Abgasleitung, soweit
sie sich innerhalb der Kammer befindet mit wärmeisolierendem Material umgeben sein
um die Wärmeabgabe dieses heißen Elementes an die Luft in der Kammer möglichst gering
zu halten.
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In weiterer Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs soll
die Kammer unter Zwischenschaltung von Dämpfungselementen zur Schwingungsdämpfung
am Motor selbst befestigt sein. Diese Ausbildung ermöglicht gegenüber einer Lösung,
bei der die Kammer am Fahrzeugrahmen befestigt ist eine Vormontage des aus Motor,
Kupplung und Getriebe bestehenden Antriebsülockes zusammen mit der Dämpfungskammer,
so daß das komplette Aggregat in ein Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann. Bei entsprechender
Normung der Anschlußmaße ergibt sich so die Möglichkeit, daß ein solches komplett
vormontiertes Antriebsaggregat einschließlich der Dämpfungskammer in Kraftfahrzeuge
mit der unterschiedlichsten Raumaufteilung (z.B. Heckmotoranordnung, Frontmotoranordnung
mit Motorhaube oder Untersitzanordnung) eingesetzt werden kann. Schließlich ist
ein weiterer Vorteil der Befestigung der Kammer am Motor selbst darin zu sehen,
daß die einzelnen Wandelemente der Kammer jeweils für einen bestimmten Motortyp
passend in großer Anzahl hergestellt werden können, da sie unabhängig von der Bauart
und den Abmessungen des Kraftfahrzeugs sind, in das sie eingebaut werden.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sollen die Motorlager außerhalb
der Kammer liegen, wodurch ein schnelles Altern dieser im wesentlichen aus Kautschukmaterial
hergestellten Lager bei der erhöhten Kammertemperatur vermieden wird.
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Schließlich soll in weiterer Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen
Kraftfahrzeuges die Kammer an ihrer Unterseite mit einer oder mehreren mittels Verriegelungen
lösbar befestigten Abdeckschalen abgeschlossen sein. Die Anbringung solcher abnehmbarer
Abdeckschalen dient in erster Linie einer verbesserten Zugänglichkeit zum Motor
für Wartungs- und Reparaturarbeiten und bietet sich bei einem erfindungsgemäßen
Kraftfahrzeug deshalb als besonders vorteilhaft an, weil die Abdeckschale bzw. -Schalen
aufgrund der geringen Ausdehnung der Kammer klein sein können und somit entsprechend
leicht zu handhaben sind. In gleicher Weise ist ein oberer Abschluß der Kammer durch
abnehmbare Deckel oder Schalen von Vorteil.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung soll eine Kammerwand, vorzugsweise
die am vorderen Ende des Motors angeordnete Kammerstirnwand mit einer Karosserie
außenwand des Kraftfahrzeugs zusammenfallen und an dieser Stelle ein Karosseriedeckel
eingesetzt sein. Auch diese Ausbildung dient einer verbesserten Zugänglichkeit zum
Motor.
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Schließlich sollen nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
die
Wände der Kammer mit Schalldämm-Material ausgekleidet sein, was zu einer weiteren
erheblichen Verminderung der nach außen dringenden Geräusche führt und insbesondere
auch die Innengeräusche im Fahrzeug, z.B. in einem Fahrer- oder Fahrgastraum wesentlich
reduziert.
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Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
In den schematischen Zeichnungen zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt vom Heckteil eines
erfindungsgemäß ausgebildeten Omnibusses Fig. 2 eine Seitenansicht entsprechend
Pfeil II in Fig. 1 wobei Nebenaggregate weggelassen wurden Fig. 3 ein komplett vorgefertigtes
aus Motor, Kupplung, Getriebe und Dämpfungskammer bestehendes Aggregat für ein Kraftfahrzeug
in Seitenansicht und Fig. 4 einen Schnitt des Aggregates entsprechend IV-rW in Fig.
3.
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Im Heckteil des in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Omnibusses mit einer
als strichpunktierten Linie eingezeichneten Hinterachse 1 und einer Karosserieaußenwand
2 befindet sich ein aus einem Verbrennungsmotor 3 einer Kupplung 4 und einem
Getriebe
5 gebildeter Antriebsblock, wobei der Motor 3 liegend und mit seiner Vorderseite
nach hinten angeordnet ist; die Abtriebsseite des Motors 3 liegt also in Fahrtrichtung
des Omnibusses. Der Verbrennungsmotor 3 sitzt in einer allseitig geschlossenen Kammer,
die von Seitenwänden 6a, 6b einer Stirnwand 7 einer Heckwand 8 und einer Abdeckschale
9 besteht, die den unteren Abschluß der Kammer bildet. In der Kammer befindet sich
ausschließlich der Antriebsmotor 3 selbst, während Nebenaggregate wie z.B. die Kupplung
4, das Getriebe 5, ein aus Kühler lo und Lüfter 11 bestehendes Kühlgebläse, ein
Verbrennungsluftansaugdämpfer 12, ein Ansaugluftfilter 13 und ein Abgasschalldämpfer
14 außerhalb der Kammer angeordnet sind. Die Kammerwände 6 bis 9 bestehen beim Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 lediglich aus Blech, können jedoch ganz oder teilweise mit Schalldämm-Material
ausgekleidet sein. Beim Ausführungsbeispiel fällt die Deckwand 8 der Dämpfungskammer
mit der Karosserieaußenwand 2 zusammen und ist als hochschwenkbare Klappe ausgeführt,
die mit Scharnieren 18 an der Karosserieaußenwand 2 angelenkt ist. Diese Ausführung
gibt einen besonders guten Zugang durch die Klappe zum Motor 7. Es kann jedoch auch
eine von der Karosserieaußenwand 2 unabhängige zusätzliche lieckwand der Dämpfungskammer
vorgesehen sein.
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Durch eine Lufteintrittsöffnung 15 wird der Dämpfungskammer aus der
Druckzone zwischen dem als drückender Axialverdichter
ausgebildeteo
Lüfter 11 und dem Kühler 10 ein geringer Bypass-Luftstrom zugeführt, der etwa 1/100
des gesamten Kühlgebläseluftstromes ausmacht. Der Austritt der Kühlluft aus der
Dämpfungskammer erfolgt durch einen das Abgasrohr 17 des Verbrennungsmotors 3 umgebenden
Spalt 16 in der Kammer stirnwand 7. Anstelle der als einfacher Durchgang in der
Kammerwand 6a ausgebildeten Lufteintrittsöffnung 15 kann der Lufteintritt auch über
die Lichtmaschine des Verbrennungsmotors erfolgen die Luft aus der Druck zone zwischen
Kühler 10 und dem Lüfter 11 entnimmt. Schließlich kann auch als Kühlluftzuführung
für die Dämpfungskammer ein zusätzlicher Lüfter kleiner Leistung vorgesehen sein,
der dann an beliebiger Stelle in die Kammerwandung einsetzbar ist.
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Bei der in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigten Anordnung handelt es æ h um
ein komplett vormontiertes Aggregat, das aus einem Antriebsblock, bestehend aus
Motor 3, Kupplung 4 und Getriebe 5 einerseits und einer den Motor 3 umgebenden allseitig
geschlossenen Dämpfungskammer 20 besteht, die lediglich in ihrer vorderen Stirnwand
7 eine Öffnung für einen unmittelbar vom Motor 3 angetriebenen Lüfter 21 und an
ihrer Heckwand 8 eine Durchtrittsöffnung für das Kupplungsgehäuse der Kupplung 4
aufweist. Weitere abgedichtete Durchbrüche sind für die Verbrennungsluftansaugleitung
23 vorgesehen, die vom Ansaugluftfilter 13 kommend in die Dämpfungskammer 20 hineinführt,
sowie für zwei vordere Motorlager 31, 32, die aus der
Dämpfungskammer
herausgeführt sind, so daß die meistens aus Kautschukmaterial bestehenden Lager
sich in einem kühlen Bereich des Kraftfahrzeugs befinden. Das komplette Aggregat
aus Antriebsblock und Dämpfungskammer 20 kann bei genormten Anschlußmaßen für die
vorderen Motorlager 31, 32 und für ein drittes am Getriebe 5 angeordnetes weiteres
Lager 33 als komplette Baugruppe in verschiedenartigste Fahrzeuge eingebaut werden,
wenn sie nur diese genormten Anschlußstellen für die Motorlager 31 bis 32 aufweisen.
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Da bei der Anordnung nach Fig. 3 und Fig. 4 der Lüfter 21 unmittelbar
vom Verbrennungsmotor 3 angetrieben wird und somit als Sauglüfter ausgebildet ist,
ist eine Lufteintrittsöffnung 25 für die Dämpfungskammer 20 im Bereich des Außendurchmessers
des Lüfters 21 angeordnet, wo der höchste Gesamtdruck der Kühlluftströmung herrscht.
Der Kühlluftaustritt ist wiederum als Ringspalt 26 in einer Wand der Dämpfungskammer
20 um das Abgasrohr 27 herum vorgesehen. Ein Abgasscfialldämpfer 24 im Abgasrohr
27 ist wie auch das Luftfilter 13 in der Verbrennungsluftansaugleitung 23 außerhalb
der Dämpfungskammer 20 angeordnet. Eine Flanschverbindung zwischen dem Auspuffkrummer
28 und dem Abgasrohr 27 ist in die Ebene des Kühlluftaustritts 26 gelegt. Diese
Einzelheit kann Jedoch auch in der Weise modifiziert sein, daß die Flanschverbindung
zwischen Auspuffkrümmer 28 und Abgasrohr 27 aus der Dämpfungskammer heraus verlegt
ist, so daß der Kühlluftaustritt 26
als Ringspalt unmittelbar um
den Rohrstummel des Auspuffkrümmers 28 ausgebildet ist.
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Die Befestigung der Dämpfungskammer 20 am Motor 3 erfolgt unter Zwischenschaltung
von Dämpfelementen, die mit dem Bezugszeichen 34 angedeutet sind. An ihrer Unterseite
und Oberseite ist die Dämpfungskammer 20 durch eine abnehmbare Abdeckschale 30 bzw.
40 abgeschlossen, die mittels Verriegelungsvorrichtungen 29 an den Seitenwandungen
der Dämpfungskammer 20 gehalten werden. Um erhöhte Dämpfungswirkung der Kammer 20
zu erzielen, können die Wandungen wie auch bei der Anordnung nach den Fig. 1 und
2 mit Schalldffllm-Material ausgekleidet sein.