DE2411490B2

DE2411490B2 - Kraftfahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug

Info

Publication number: DE2411490B2
Application number: DE19742411490
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Drewitz; Hans Dr.-Ing. Hagen; Manfred 8031 Gilching Stiglmaier
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1974-03-11
Filing date: 1974-03-11
Publication date: 1978-06-01
Also published as: DE2411490A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schalldämpfung von Antriebsmotoren von Kraftfahrzeugen, insbesondere Nutzfahrzeugen mittels einer diesen aufnehmenden geschlossenen Schalldämpfkammer.

Um die Geräuschbelästigung von mit Verbrennungsmotoren angetriebenen Fahrzeugen nach außen hin zu vermindern, ist man dazu übergegangen, die Verbrennungsmotoren in besondere Kammern zu setzen. Eine solche Vorrichtung zum schalldämpfenden Einbau eines Verbrennungsmotors wird in der Automobiltechnischen Zeitschrift, ATZ 1972, Seite 267, offenbart.

Bei der in dieser Druckschrift offenbarten Ausführung einer schalldämmenden Verkleidung eines Verbrennungsmotors soll jedoch der Kühlluftstrom eines Kühigebläses durch die Kammer geführt werden. Eine

ίο solche Durchführung von Kühlluft durch eine geschlossene Schalldämpfkammer hat den Zweck, die innerhalb der Schalldämpfkammer angeordneten zusätzlichen Motoraggregate zu kühlen, um die durch die Kammer bedingte Temperaturerhöhung in umittelbarer Nähe des Motors in vertretbaren Grenzen zu halten. Ein Nachteil der Durchführung der Kühlluft eines Kühlgebläses durch die Kammer besteht darin, daß insbesondere bei größeren Motoren die Kühllufteintritts- und -austrittsöffnungen verhältsnimäßig groß ausgeführt sein müssen und dadurch nur sehr schwer gegen den Austritt von Schall aus der Kammer geschützt werden können. Auch die etwa als Alternativlösung erscheinende Möglichkeit, die Querschnitte der Kühlluftöffnungen sehr klein zu halten, brächte erhebliche Nachteile, da dann die Gasgeschwindigkeiten im Bereich der Einbzw. Austrittsöffnungen sehr hoch wären und dadurch Drosselverluste aufträten und gleichzeitig wieder zusätzliches Geräusch erzeugt würde.

Eine eingangs beschriebene Vorrichtung zur Schall-

JO dämpfung von Motoren ist auch aus der DT-PS 3 06 982 bekannt. Diese Druckschrift beschäftigt sich jedoch nicht mit dem Problem des Wärmehaushalts bei gekapselten Motoren und ergibt auch keinen Hinweis darauf, wie Zusatzaggregate der gekapselten Motoren

J5 vor Überhitzung geschützt werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine gattungsgemäße Schalldämpfvorrichtung zu schaffen, die hohen Dämpfungsgrad aufweist, die raum- und gewichtssparend gestaltet ist, eine gute Zugänglichkeit

■to zum Antriebsmotor und den zugehörigen Aggregaten für Wartungs- und Reparaturarbeiten ermög'icht und gleichzeitig erlaubt, Betriebstemperaturen des Antriebsmotors und de^r weiteren Antriebs- bzw. Zusatzaggregate trotz der Schalldämpfvorrichtung niedrig zu halten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung die als selbstständiges Bauteil ausgeführte, nur den Antriebsmotor allein, ohne seine Nebenaggregate, wie Kraftübertragung, Gas- und Kühlluftführung oder dgl. mit geringem Abstand umgebene Kammer zur Kühlung durch einen Bypass mit einem Kühlluftgebläse des Antriebsmotors verbunden ist, der nur einen Bruchteil des Kühlluftstroms des Kühlluftgebläses führt.

Zu dem Vorzug einer engen Kapselung des Verbrennungsmotors, der darin besteht, daß die Schalldämpfung unmittelbar dort beginnt, wo der Schall entsteht, so daß nur eine kleine Fläche von der

ω Hauptgeräuschquelle angestrahlt wird, kommt der wesentliche Vorteil, daß insbesondere bei größeren Motoren, die entsprechend große Kühlgebläse benötigten, nur kleine direkte Schallöffnungen von der Kammer zur Umgebung vorgesehen werden müssen, wodurch

^h > die Schallabstrahlung niedrig gehalten werden kann. Ein weiterer Vorteil des geringen Luftdurchsatzes durch die Kammer besteht darin, daß die Kammerwände sehr lange sauber bleiben. Schließlich besteht ein weiterer

wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, daß sie besonders wartungsfreundlich ist, da unter anderem Luftfilter, Verbrennungsluftansaugdämpfer, Abgasdämpfer, Getriebe, Kühler, Kühlgebläse und dergleichen mehr außerhalb dt; Schalldämpfkammer angeordnet sind und somit leicht zugänglich sind.

In Ausgestaltung der Erfindung soll der durch den Bypass geführte Kühlluftstrom etwa ein Hundertstel eines für den Antriebsmotor vorgesehenen Kühlgebläseluftstroitjs betragen. Es hat sich gezeigt, daß diese Kühlluftmenge für den Verbrennungsmotor selbst ausreichend ist und dadurch nur minimale Kühlluftöffnungen vorgesehen werden müssen, durch die nahezu keine Schallabstrahlung erfolgen kann.

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 KühlgeDläses abzweigen. An dieser Stelle herrscht über dem ganzen Verlauf des Kühlluftstromes der höchste Druck, weshalb der Querschnitt der Bypassleitung für die Zwangsbelüftung der Kammer sehr gering gehalten werden kann und somit in Schallaustritt durch diese Bypassleitung praktisch ohne Bedeutung bleibt.

Vorteilhaft wird als Kühlluftaustritt der Kammer ein das Abgasrohr des Antriebsmotors umgebender Spalt vorgesehen. 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 um das Abgasrohr innerhalb der Kapsel sich ein Luftvorhang ausbildet, der die Aufheizung der Kammer durch das Abgasrohr entsprechend niedrig hält.

Die Abgasleitung kann 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.

Die Kammer kann unter Zwischenschaltung von Dämpfungselementen zur Schwingungsdämpfung am Antriebsmotor selbst befestigt sein. Diese Ausbildung ermöglicht gegenüber einer Lösung, bei der die Kammer am Fahrzeugrahmen befestigt ist eine Vormontage des aus Antriebsmotor, Kupplung und Getriebe bestehenden Antriebsblockes 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 passen in großer Anzahl hergestellt werden können, da sie unabhängig von der Bauart und den Abmessungen des Kraftfahrzeugs sind, in das sie eingebaut werden.

Wenn die Motorlager außerhalb der Kammer liegen, wird ein schnelles Altern dieser im wesentlichen aus Kautschukmaterial hergestellten Lager bei der erhöhten Kammertemperatur vermieden.

Ferner soll 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

ίο oberer Abschluß der Kammer durch abnehmbare Deckel oder Schalen von Vorteil.
■ Schließlich kann eine Kammerwand, vorzugsweise die am vorderen Ende des Antriebsmotors angeordnete Kammerstirnwand mit einer Karosserieaußenwand des Kraftfahrzeugs zusammenfallen und an dieser Stelle ein Karosseriedeckel eingesetzt sein. Auch diese Ausbildung dient einer verbesserten Zugänglichkeit zum Motor.
Schutz wird nur für die im Anspruch 1 enthaltene Gesamtheit von Merkmalen beansprucht. Die Ansprüche 2 bis 9 sind echte Unteransprüche und gelten nur im Zusammenhang mit dem Anspruch 1.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen waagrechten Querschnitt vom Heckteil eines Omnibusses,

F i g. 2 eine Seitenansicht entsprechend dem Pfeil Ii in F i g. 1, wobei Nebenaggregate weggelassen wurden,
F i g. 3 ein komplett vorgefertigtes aus Antriebsmotor, Kupplung, Getriebe und Dämpfungskammer bestehendes Aggregat für ein Kraftfahrzeug in Seitenansicht und

Fig.4 einen Schnitt des Aggregates entsprechend der Linie IV-IVin Fig.3.

Im Heckteil des in Fig. 1 und Fig.2 gezeigten Omnibusses mit einer als strichpunktierte Linie eingezeichneten Hinterachse 1 und einer Karosserieaußenwand 2 befindet sich ein aus einem als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor 3, einer Kupplung 4 und einem Getriebe 5 gebildeter Antriebsblock, wobei der Antriebsmotor 3 liegend und mit seiner Vorderseite nach hinten angeordnet ist; die Abtriebsseite des Antriebsmotors 3 liegt also in Fahrtrichtung des Omnibusses. Der Antriebsmotor 3 sitzt in einer allseitig geschlossenen als Dämpfungskammer ausgebildeten Kammer 20, die von Seitenwänden 6a und 6b einer Stirnwand 7 einer Heckwand 8 und einer Abdeckschale 9 besteht, die den unteren Abschluß der Kammer 20 bildet und durch Verriegelungen 19 gehalten ist. In der Kammer 20 befindet sich ausschließlich der Antriebsmotor 3 selbst, während Nebenaggregate wie z. B. die Kupplung 4, das Getriebe 5, ein aus Kühler 10 und Lüfter 11 bestehendes Kühlaggregat, ein Verbrennungsluftansaugdämpfer 12, ein Ansaugluftfilter 13 und ein Abgasschalldämpfer 14 außerhalb der Kammer 20 angeordnet sind. Die Kammerwände 6 bis 9 bestehen beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 lediglich aus Blech, können jedoch ganz oder teilweise in üblicher Weise mit Schalldämmaterial ausgekleidet sein. Beim

ω Ausführungsbeispiel fällt die Heckwand 8 der Kammer 20 mit der Karosserieaußenwand 2 zusammen und ist als hcnhschwenkbare Klappe ausgeführt, die mit Scharnieren 18 an der Karosserieaußenwand 2 angelenkt ist. Diese Ausführung gibt einen besonders guten Zugang

hi durch die Klappe zum Antriebsmotor 3. Es kann jedoch auch eine von der Karosserieaußenwand 2 unabhängige zusätzliche Heckwand 8 der Kammer 20 vorgesehen sein.

Durch einen als Lufteintrittsöffnung ausgebildeten Bypass 15 wird der Kammer 20 aus der Druckzone zwischen dem als drückender Axialverdichter ausgebildeten Lüfter 11 und dem Kühler 10 ein geringer Bypassluftstrom zugeführt, der etwa '/im des gesamten Kühlgebläseluftstroms ausmacht. Der Austritt der Kühlluft aus der Kammer 20 erfolgt durch einen das Abgasrohr 17 des Antriebsmotors 3 umgebenden Spalt 16 in der Stirnwand 7. Anstelle des als einfacher Durchgang in der Seitenwand 6a ausgebildeten Bypasses 15 kann der Lufteintritt auch über die Lichtmaschine des Verbrennungsmotors erfolgen, die Luft aus der Druckzone zwischen Kühler 10 und dem Lüfter 11 entnimmt.

Bei der in Fig.3 und Fig.4 gezeigten Anordnung handelt es sich um ein komplett vormontiertes Aggregat, das aus einem Antriebsblock, bestehend aus Antriebsmotor 3, Kupplung 4 und Getriebe 5 einerseits und einer den Antriebsmotor 3 umgebenden allseitig geschlossenen Kammer 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 Kammer 20 hineinführt, sowie für zwei vordere Motorlager 31 und 32, die aus der Kammer 20 herausgeführt sind, so daß die meistens aus Kautschukmaterial bestehenden Motorlager 31 und 32 sich in einem kühlen Bereich des Kraftfahrzeugs befinden. Das komplette Aggregat aus Antriebsblock und Kammer 20 kann bei genormten Anschlußmaßen für die vorderen Motorlager 31 und 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 Lager 31 bis 33 aufweisen.
Da bei der Anordnung nach Fig.3 und Fig.4 der Lüfter 21 unmittelbar vom Antriebsmotor 3 angetrieben wird und somit als Sauglüfter hinter dem Kühler 22 ausgebildet ist, ist eine Lufteintrittsöffnung als Bypass 25 für die Kammer 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 Kammer 20 um das Abgasrohr 27 herum vorgesehen. Ein Abgasschalldämpfer 24 im Abgasrohr 27 ist wie auch das Ansaugluftfilter 13 in der Verbrennungsluftansaugleitung 23 außerhalb der Kammer 20 angeordnet. Eine Flanschverbindung zwischen dem Auspuffkrümmer 28 und dem Abgasrohr 27 ist in die Ebene des Ringspalts 26 gelegt. Diese Einzelheit kann jedoch auch in der Weise modifiziert sein, daß die Flanschverbindung zwischen Auspuffkrümmer 28 und Abgasrohr 27 aus der Kammer 20 heraus verlegt ist, so daß der Ringspalt 26 unmittelbar um den Rohrstummel des Auspuffkrümmers 28 ausgebildet ist.

Die Befestigung der Kammer 20 am Antriebsmotor 3 erfolgt unter Zwischenschaltung von Dämpfelementen, die mit dem Bezugszeichen 34 angedeutet sind. An ihrer Unterseite und Oberseite ist die Kammer 20 durch eine abnehmbare Abdeckschale 30 bzw. 40 abgeschlossen, die mittels Verriegelungsvorrichtungen 29 an den Seitenwandungen der Kammer 20 gehalten werden. Um erhöhte Dämpfungswirkung der Kammer 20 zu erzielen, können die Wandungen wie auch bei der Anordnung nach den F i g. 1 und 2 in üblicher Weise mit Schalldämmaterial ausgekleidet sein.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Schalldämpfung von Antriebsmotoren von Kraftfahrzeugen, insbesondere Nutzfahrzeugen, mittels einer diesen aufnehmenden geschlossenen Schalldämpfkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die als selbständiges Bauteil ausgeführte nur den Antriebsmotor (3) allein, ohne seine Nebenaggregate, wie Kraftübertragung (4,5), Gas- und Kühlluftführung (10 bis 14 bzw. 21 bis 24) od. dgl. mit geringem Abstand umgebende Kammer (20) zur Kühlung durch einen Bypass (15 bzw. 25) mit dem Kühlluftgebläse (Lüfter 11 bzw. 21) verbunden ist, der nur einen Bruchteil des Kühlluftstroms des Kühlluftgebläses führt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Bypass (15) geführte Kühlluftstrom etwa Vioo eines für den Antriebsmotor (3) vorgesehenen Kühlgebläseluftstroms beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, mit einem Kühlgebläse, bei dem der Kühler stromabwärts vom Lüfter angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypass (15) für die Kammer (20) im Bereich der Druckzone zwischen Lüfter (11) und Kühler (10) des Kühlgebläses abzweigt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kühlluftaustritt der Kammer (20) ein das Abgasrohr (17 bzw. 27) des Antriebsmotors (3) umgebender Spalt (16 bzw. 26) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung (17 bzw. 27) soweit sie sich in der Kammer (20) befindet mit wärmeisolierendem Material umgeben ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (20) unter Zwischenschaltung von Dämpfelementen (34) zur Schwingungsdämpfung am Antriebsmotor (3) selbst befestigt ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorlager (31 bis 33) außerhalb der Kammer (20) liegen.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (20) an ihrer Unterseite und/oder an ihrer Oberseite mit einer oder mehreren mittels Verriegelungen lösbar befestigten Abdeckschalen (9 bzw. 30 und 40) abgeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kammerwand vorzugsweise die am vorderen Ende des Antriebsmotors (3) angeordnete Kammerstirnwand (8) mit einer Karosserieaußenwand (2) des Kraftfahrzeugs zusammenfällt und an dieser Stelle ein Karosseriedeckel eingesetzt ist.