DE2638009A1

DE2638009A1 - Mehrzylinder-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2638009A1
Application number: DE19762638009
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl Ing Greier; Hans Prof Dipl Ing Dr Dr List; Othmar Dipl Ing Skatsche
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-09-04
Filing date: 1976-08-24
Publication date: 1977-07-28
Also published as: JPS5232411A; DE2638009C2; JPS584180B2; GB1553313A; AT343958B; US4280453A; FR2323023A1; ATA685075A; FR2323023B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit an einem Anschlußflansch des Zylinderblockes befestigtem Kurbelwellengehäuse und am abtriebseitigen Kurbelwellenende angeordnetem Schwungrad.

Bei bekannten Motoren dieser Bauart befindet sich die Teilungsebene zwischen Zylinderblock und Kurbelwellengehäuse meist etwa in der Höhe der Kurbelwellenachse und das Schwungradgehäuse ist mit einer Vielzahl von zur Kurbelwellenachse parallelen Schrauben mit dem Zylinderblock und dem Kurbelwellengehäuse verbunden. Die Hauptlager der Kurbelwelle werden von den geteilt ausgeführten Hauptlagerwänden des Zylinderblockes und des Kurbelwellengehäuses bzw. von an Lagerböcken des Zylinderblockes angeschraubten Lagerbügeln getragen. Diese konventionelle Bauweise bedingt verhältnismäßig große Motorgewichte und einen erheblichen gußtechnischen und bearbeitungsmäßigen Aufwand. Da weiters das Motordrehmoment vom Zylinderblock auf das Schwungradgehäuse durch Reibungsschluß übertragen wird, sind in Anbetracht des kleinen Reibungskoeffizienten von etwa 0,1 zahlreiche Befestigungsschrauben relativ großen Querschnitts am Schwungradflansch erforderlich.

Wegen des verhältnismäßig kleinen Abstandes der Trennebene vom Zylinderblock und Kurbelwellengehäuse vom ülspiegel des Motors ist für eine äußerst sorgfältige Abdichtung an den Anschlußflanschen von Motorblock und Kurbelwellengehäuse zu sorgen.

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Schließlich ist auch die Geräuschabstrahlung bei diesen konventionellen Motoren im Bereich der Kurbelwelle wegen der biegeweichen seitlichen Motorblockaußenwande sehr hoch. Auch die im Bereich der Kurbelwelle am Motorblock befestigten Bauteile, wie z.B. die Ölwanne, das Schwungradgehäuse usw., weisen deshalb einen sehr hohen Körperschallpegel auf. Mit Rücksicht auf den Umweltschutz sind die bekannten Brennkraftmaschinen demnach auch in akustischer Hinsicht noch weitgehend verbesserungsbedürftig.

Es ist nun das Ziel der vorliegenden Erfindung, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Konstruktionen eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die sich vor allem durch eine gewichtssparende Bauweise und einen verminderten Fertigungsaufwand auszeichnet. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Anschlußflansch des vorzugsweise mit dem Zylinderkopf einstückig zusammengegossenen, in an sich bekannter Weise die Kurbelwellenlager tragenden Zylinderblockes einen Abstand von der Kurbelwellenachse besitzt, der wenigstens etwa ebenso groß wie der halbe Durchmesser des Schwungrads ist.

Aus dieser Bauart resultiert neben einer vereinfachten Gußgestaltung des Zylinderblocks eine beträchtliche Gewichtsverminderung gegenüber den üblichen Zylinderblockausführungen mit etwa im Niveau der Kurbelwellenachse gelegenem Anschlußflansch, Da das Kurbelwellengehäuse hauptsächlich nur an der Schwungradseite und im Bereich der vorderen Motorabstützungen durch das Motordrehmoment und die freien Kräfte belastet ist, kann es mit verhältnismäßig geringer Wandstärke ausgeführt werden, wodurch sich eine weitere Gewichtseinsparung ergibt.

Abgesehen davon, wird durch die Lage des Anschlußflansches in einer oberhalb des Schwungrades gelegenen Ebene ein großer Abstand gegenüber dem Ölsumpf geschaffen, sodaß die bei den bekannten Motoren häufig auftretenden Dichtschwierigkeiten vermieden sind.

Bei einer Brennkraftmaschine nach der Erfindung ist weiters eine beträchtliche Senkung des Geräuschpegels erzielbar,

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weil sich die Anschlußstelle des die weitaus größten schallabstrahlenden Flächen aufweisenden Kurbelwellengehäuses in einem von den Zentren der Schallerregung, insbesondere den Kurbelwellenlagern, entfernten Bereich des Zylinderbloclcec befindet.

Aus der OE-PS 290.921 ist zwar eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine bekannt, bei der das Kurbelwellengehäuse durch eine bis über die Kurbelwellenmitte hochgezogene Ölwanne ersetzt ist und die Kurbelwellen-Hauptlager zwischen vom Zylinderblock nach unten abstehenden Lagerböcken und an niesen befestigten Lagerbügeln angeordnet sind. Bei dem bekannten Motor handelt es sich aber um eine auch am Zylinderblock eigens schalldämmend verkleidete Brennkraftmaschine, bei der die hochgezogene Ölwanne, die einen Teil der schalldämnienden Verkleidung bildet, keinerlei Tragfunktion besitzt. Sie ist zu diesem Zweck auch nicht als Gußteil ausgeführt, sondern besteht aus Blech bzw. Kunststoff. Die Weiterleitung des Motordrehmomentes vom Zylinderblock auf das Schwungradgehäuse erfolgt auch bei diesem bekannten Motor über eine Vielzahl am Umfang des Schwungradflansches verteilter, zur Kurbelwellenachse paralleler und in Gewindebohrungen des Zylinderblockes und einer die Lagerböcke der Kurbelwelle verbindenden Brücke eingeschraubter Befestigungsschrauben.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind das Kurbelwellengehäuse und das Schwungradgehäuse einstückig zusammengegossen und sind zur übertragung des Motordrehmomentes vom Zylinderblock auf das Schwungradgehäuse wenigstens zwei den Anschlußflansch nahe dem Schwungradgehäuse durchsetzende Befestigungsschrauben vorgesehen, deren Achsen die Kurbelwellenachse senkrecht kreuzen oder schneiden. Diese einstückige Ausbildung von Schwungradgehäuse und KurbelwelJengehäuse, welche durch die Lage des Anschlußflansches oberhalb des Schwungrades ermöglicht wird, hat gegenüber dem üblichen Schraubanschluß des Schwungradgehäuses den beträchtlichen Vorteil, daß nahezu das gesamte Motordrehmoment, dessen Kräfte in

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Achsrichtung der Befestigungsschrauben v/irksam sind, allein über diese vom Zylinderblock auf das Schwungradgehäuse bzw. Kupplungsgehäuse kraftschlüssig übertragen wird. Neben der fertigungstechnischen Vereinfachung durch den Entfall der Befestigungsschrauben für das Schwungradgehäuse und die Anbringung der zugehörigen Gewindebohrungen ergibt sich auch eine weitere Verminderung des Gesamtgewichtes des Motors.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens können an der dem Schwungradgehäuse gegenüberliegenden Seite des Zylinderblockes wenigstens zwei weitere, den Anschlußflansch durchsetzende Befestigungsschrauben vorgesehen werden, deren Achsen die Kurbelwellenachse senkrecht kreuzen oder schneiden. Diese zusätzlichen Schrauben dienen zur vifeiterleitung der freien Kräfte vom Zylinderblock über das Kurbelwellengchäuse zu den vorderen Motorstützen. Alle übrigen, über den Anschlußflansch verteilten Schrauben dienen dann ausschließlich der Ölabdichtung und können daher entsprechend schwächer dimensioniert werden.

Bei einer Brennkraftmaschine mit Wasserkühlung ist es weiterhin erfindungsgemäß von besonderem Vorteil, wenn der Anschlußflansch im Bereich des Wassermantels des Zylinderblockes an diesem angegossen ist. Zahlreiche Messungen haben den Beweis erbracht, daß der Körperschallpegel einer wassergekühlten Brennkraftmaschine im Bereich des Zylinderblockwassermantels wesentlich niedriger als im Kurbelwellenbereich int. Durch die Anbringung des Anschlußflansches in dieser Zone verringerter Schallerregung wird auch die durch Körperschall verursachte Geräuschabstrahlung von den Außenwänden des Kurbelwellengehäuses .wie auch des Schwungradgehäuses weiter reduziert.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der zum Teil schematischen Zeichnungen naher erläutert.

Es zeigen

Pig. 1 eine Seitenansicht einer Brennkraftmaschine nach

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der Erfindung nach der Schnittlinie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt des Motors nach der Schnittlinie II-II in Fig. 1, und

Fig. 3 eine Vorderansicht des Motors nach der Schnittlinie IH-III in Fig. 2.

Bei dem dargestellten Motor, dessen für die Erfindung nicht maßgebliche Bauteile nur in ihren Umrissen dargestellt sind, handelt es sich um einen wassergekühlten Vierzylinder-Reihendieselmotor in Leichtbauweise, bei dem der Zylinderblock 1 als mit dem Zylinderkopf einstückig gegossener Bauteil von etwa kastenförmigem Umriß ausgebildet ist. An den vom Zylinderblock 1 nach unten vorstehenden Kurbelwellen-Hauptlagerwännen sind die Kurbelwellenlager 3 in zweiteiligen Lagerkörpern 4,5, die mittels Schrauben 6 an den Hauptlagerwänden 2 befestigt sind, angeordnet. Die Achse der nicht dargestellten Kurbelwelle ist mit 7 bezeichnet.

Der Zylinderblock 1 weist einen im Bereich des nicht bezeichneten Zylinderwassermantels von seinen Außenwänden abstehenden, umlaufenden Anschlußflansch 8 auf, an welchem das im unteren Teil zugleich die Ölwanne bildende Kurbelwellengehäuse 9 mittels Schrauben 10, 11 und 12 befestigt ist. Das Kurbelwellengehäuse 9 ist mit dem das Schwungrad 13 enthaltenden Schwungradgehäuse 14 als einstückiger Gußteil ausgebildet. Der Anschlußflansch des Zylinderblocks 1 liegt in einer zu den Zylinderachsen des Motors senkrechten Ebene, die von der Kurbelwellenachse 7 einen Abstand aufweist, der wenigstens ebenso groß wie der halbe Durchmesser des Schwungrades 13 ißt. Der obere Befestigungsflansch 15 des Kurbelwellengehäuses 9 und die obere Kontur des Schwungradgehäuses 14 liegen demnach etwa auf der selben Höhe.

Im Gegensatz zu bekannten Brennkraftmaschinen, bei denen das Schwungradgehäuse mit einer Vielzahl von zur Kurbelwellenachse parallelen Schrauben am Zylinderblock und am Kurbelwellengehäuse befestigt und das Motordrehmoment somit nur

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reibschlüssig auf das Schwungrndgehäuse übertragen wird, erfolgt die Übertragung des Motordrehmomentes beider Brennkraftmaschine nach der Erfindung fast zur Gänze über die beiden schwungradseitig angeordneten, verhältnismäßig stark dimennionierten Schrauben 10, deren Achsen die Kurbelwellenachse senkrecht kreuzen, sodaß sie in der Richtung der vom Motordrehmoment herrührenden Kräfte liegen. Das Motordrehmoment wird demnach vom Zylinderblock 1 auf das Schwungradgehäuse 14 unmittelbar kraftschlüssig übertragen.

Die an der gegenüberliegenden Motorstirnseite vorgesehenen beiden Schrauben 11, die etwa gleichstark wie die Schrauben 10 dimensioniert sind, dienen zur Weiterleitung der freien Kräfte vom Zylinderblock 1 über das Kurbelwellengehäuoe 9 zu der nicht dargestellten vorderen Motoraufhängung.

Die übrigen Schrauben 12, die in regelmäßigen Abständen am Umfang des Anschlußflansches 8 vorgesehen sind, dienen ausschließlich der Ölabdichtung zwischen dem Zylinderblock 1 und dem Kurbelwellengehäuse 9. Sie sind daher wesentlich schwächer als die Schrauben 10 und 11 dimensioniert.

Die für die Erfindimg wesentliche Hochlage des Anschlußflansches 8 gegenüber der Kurbelwellenachse 7 und die gußtechnisch sehr günstige Zusammenfassung von Kurbelwellengehäuoe 9 und Schwungradgehäuse 14 zu einem einheitlichen Gußteil bieten nicht nur die schon geschilderten Vorteile der direkten Übertragung des Motordrehmoments und der freien Kräfte, sondern darüberhinaus auch Vorteile akustischer Art. Da der um den Wassermantel des Zylinderblockes 1 angeordnete Anschlußflansch 8 in einem Bereich relativ geringer Schallerregung liegt, wird auchl/enig Kürperschall auf das Kurbelwellengehäuse 9 übertragen, wodurch die Schallabstrahlung von den Außenwänden des Kurbelwellengehäuses 9 gegenüber konventionellen Motoren mit im Bereich der Kurbelwellenhauptlager gelegener Teilungsebene zwischen Zylinderblock und K_urbelwellengehäuse wesentlich reduziert wird.

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Durch die Hochlage des Anschlußflansches 8 ergeben sich auch Vorteile für die Ölabdichtung, weil die Dichtfläche zwischen den Flanschen 8 und 15 weit oberhalb des Ölspiegels im Kurbelwellengehäuse 9 liegt.

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Claims

Patentansprüche :

1.· Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit an einem Anschluß- -"' flansch des Zylinderblockes befestigtem Kurbelwellengehäuse und am abtriebseitigen Kurbelwellenende angeordnetem Schwungrad, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußflansch (8) des vorzugsweise mit dem Zylinderkopf einstückig zusammengegossenen, in an sich bekannter Weise die Kurbelwellenlager (3) tragenden Zylinderblocks (1) einen Abstand von der Kurbelwellenachse (7) besitzt, der wenigstens etwa ebenso groß wie der halbe Durchmesser des Schwungrades (13) ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurbelwellengehäuse (9) und das Schwungradgehäuoe (H) einstückig zusammengegossen und zur Übertragung des Motordrehmoments vom Zylinderblock (1) auf das Schwungradgehäuse (13) wenigstens zwei den Anschlußflansch (8) nahe dem Schwungradgehäuse durchsetzende? Befestigungsschrauben

(10) vorgesehen sind, deren Achsen die Kurbelwellenachse (7) senkrecht kreuzen oder schneiden.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Schwungradgehäuse (H) gegenüberliegenden Seite des Zylinderblockes (1) wenigstens zwei weitere, den Anschlußflansch (8) durchsetzende Befestigungsschrauben

(11) vorgesehen sind, deren Achsen die Kurbelwellenachse (7) senkrecht kreuzen oder schneiden,

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3» mit Wasserkühlung, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußflansch (8.) im Bereich des Wassermantels des Zylinderblockes (1) an diesem angegossen ist.

ORIGINAL INSPECTED

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