DE2834666C2 - Kurbelwelle für Fünfzylinder-Brennkraftmaschinen - Google Patents
Kurbelwelle für Fünfzylinder-BrennkraftmaschinenInfo
- Publication number
- DE2834666C2 DE2834666C2 DE19782834666 DE2834666A DE2834666C2 DE 2834666 C2 DE2834666 C2 DE 2834666C2 DE 19782834666 DE19782834666 DE 19782834666 DE 2834666 A DE2834666 A DE 2834666A DE 2834666 C2 DE2834666 C2 DE 2834666C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- crankshaft
- internal combustion
- crank
- combustion engines
- cylinder internal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B75/20—Multi-cylinder engines with cylinders all in one line
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
- F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
- F16C3/06—Crankshafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B2075/1804—Number of cylinders
- F02B2075/182—Number of cylinders five
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Kurbelwelle für Fünfzylinder-Brennkraftmaschinen
in Reihenanordnung.
Kurbelwellen für Mehrzylindermotoren werden in der Regel so ausgelegt, daß eine Zündfolge mit möglichst
gleichmäßigem Zündabsiand zustande kommt Bei Motoren mit ungeraden Zylinderzahlen führt das
wegen der Stirnivmmetrie, d. h. wegen der - von vorne
gesehen - symmetrisch angeordneten Kröpfungsebenen der Kurbeiwelle zum Ausgleich der Massenkräfte,
die jedoch, wenn man die Kurbelwelle von der Seite betrachtet, infolge fehlender Läjssymmetrie nach
außen wirkende Momente hervorrufen. Diese Momente ergeben sich aus den rotierenden sowie oszillierenden
KräAen, wobei letztere wegen ihrer Wirkrichtung entsprechend der Zylinderlängsachsen und der
Abhängigkeit im Betrag nach einer Cosinus-Funktion mit einfachen konstruktiven Mitteln, beispielsweise mit
Gegengewichten, nicht ausgeglichen werden können.
Im allgemeinen führen freie Momente gegenüber freien Kräften zu weniger störenden Erscheinungen, da
sie durch entsprechende Wahl der Lagerpunktabstände des Motorgehäuses und damit der Hebelarmlänge zum
Schwerpunkt des gesamten schwingenden Systems beeinflußt werden können. Dies gilt, solange die Eigenfrequenz
des gesamten schwingenden Systems (Motorblock, Getriebe usw.) in genügendem Abstand zur
Drehfrequenz des Motors steht. Hierbei spielen die Nenndrehzahl des Motors sowie die Ordnung der Erregenden
eine Rolle. Soll die Abstimmung unterkritisch sein, was bei festen bzw. steifen Motor- und Getriebegehäusen
der Fall ist, so muß das Verhältnis
"Mo
nGihiu
sein, wobei mit nMolar die jeweilige Motordrehzahl in
//min, mit / die Zahl der Ordnung und mit nQthiusr die
Eigenschwingungszahl des gesamten schwingenden Systems in //min bezeichnet ist.
Es hat sich gezeigt, daß die Bedingung mit steigender Ordnungszahl schwerer zu erfüllen ist, da die Eigenschwingungszahl
des gesamten schwingenden Systems nur mit der Wurzel der Steifigkeit wächst. Bei Hubkolbenmotoren
mit endlicher Pleuelstangenlänge sind praktisch nur die I. und II. Ordnung von Interesse,
wobei die II. Ordnung mit dem Stangenverhältnis und der zweifachen Motordrehfrequenz versehen ist Das
Stangenverhältnis ergibt sich dabei aus λ = r/7, mit r als
Kurbelradius oder halben Kolbenhub und / als Stich-
S maß der Pleuelstange, das ist der Abstand von Mitte
Pleuelstangenlager bis Mitte Kolbenbolzenlager.
Bezeichnet man mit mot. die oszülierencle, also die
hin- und hergehende Masse, mit r den halben kolbenhub, mit ω die Kreisfrequenz des Motors und mit t die
ίο Zeit der Betrachtung nach dem oberen Totpunkt, in
dem sie mit Null angesetzt wird, so lassen sich nach vorstehendem die Kräfte I. und EL Ordnung wie folgt darstellen:
P1 = mBIZ
Pu — λ ■ in,
Pu — λ ■ in,
■ τ ■ ω2 ■ cos ωί
r · ω2 ■ cos 2ω/
mäßigem Zündabstand neben den rotierenden Momenten, die durch Gegengewichte voll ausgleichbar sind,
auch Momente I. und II. Ordnung auf, die voll auf das gesamte schwingende System wirken und sich wie folgt
errechnen lassen:
M1 = 0,449 Px a
Ai11= 4,98 Λ) α
wobei mit α der Abstand von Mitte Kurbelzapfen zur Mitte des daneben liegenden Kurbelzapfens oder besser
von der Mitte eines Zylinders bis zur Mitte des nächsten Zylinders bezeichnet ist.
Die genannten Belastungen gelten, wie beispielsweise in dem Buch von O. R. Lang »Triebwerke schnelllaufender Verbrennungsmotoren« veröffentlicht, für
die günstigste Kurbelsternanordnupj die von den zur
Auswahl stehenden Anordnungen getroffen werden kann, bei der das Moment II. Ordnung bei einem fur
Hubkolbenmotoren üblichen Stangenverhältnis von 0,25 bis 0,30 dreimal so groß ist wie das Moment I. Ordnung.
Darüber hinaus läuft das Moment II. Ordnung mit doppelter Drehfrequenz um, so daß die Gefahr von
resonanzähnlichen Schwingungserscheinungen bei weniger steifen Gehäusen für das schwingende System,
d. h. bei Gehäusen mit geringerer Eigenfrequenz, durch gegeben ist. Es sei hier noch erwähnt, daß die Steifigkeit
eines Gehäuses vom Material, beispielsweise Leicht-
SO metall, und von der konstruktiven Gestaltung abhängig
ist
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kurbelwelle für Fünfzylinder-Brennkraftmaschinen ohne
freie Momente I. und II. Ordnung zu schaffen.
Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kurbelzapfen bildenden Kröpfungen in drei
sich jeweils einseitig von der Kurbelwellenlängsachse aus erstreckenden Ebenen angeordnet sind, daß eine
Kröpfung in einer Ebene und jeweils zwei Kröpfungen in den beiden anderen Ebenen liegen, und daß die
jeweils zwei Kröpfungen aufweisenden Ebenen je einen Winkel von 105° zur dritten Ebene bilden.
Die bei dieser Anordnung auftretenden Kräfte 11. Ordnung, wobei die Summe aller rotierenden Kräne
und aller Kräfte I. Ordnung gleich Null ist, lassen sich nicht mit einfachen Mitteln aufheben und müssen von
der Motorlagerung aufgenommen werden. Wie aus dem Kurbelstern der Kurbelwelle abzuleiten ist, beträgt der
fli««· = (2 · VT-1) · λ ■ m^ · τ ■ ω1
Bei einem Vergleich mit einem Vierzylinder-Motor, bei dem die Kräfte Π. Ordnung ebenfalls nicht aufgehoben
werden können, schneidet also der Fünfzylinder-Motor
hinsichtlich freier Kräfte besser ab, wie aus folgendem Verhältnis zu ersehen ist:
ft S-ZyL _ 2 -VT-I
iPT 4 °'616·
Allerdings bringt die Zündfolge, deren Wahl an sich keine Rolle spielt, beim Fünfzylinder-Motor mit einer
längssymmetrisch gekröpften Kurbelwelle einen ungleichmäßigen Zündabstand mit sich, der zu einem
etwas schlechteren Ungleichformigkeitsgrad führen kann, was jedoch in Kauf genommen wird.
Als vorteilhaft hingegen rnüß angesehen werden, daß
die erfindungsgemäße Kurbelwelle einfach zn schmieden
ist, da der Kurbelstern ähnlich dem eines Sechszylinder-Motors ist und zweimal zwei Kurbelzapfen in
einer Kröpfungsebene liegen. Weiterhin kann die Kurbel welle ohne Meistergewichte, d. h. ohne später wieder
abzumontierende Gewichte ausgewuchtet werden, was ebenfalls einen Vorteil bringt.
Letzteres ist zusätzlich noch als wesentlicher Vorteil gegenüber dem bekannten Stand der Technik zu werten
(vergleiche DE-AS 1142 727 und Seiten 5 bis 7 des deutschen Buches »Zur Analyse und Synthese der Kurbelwellen
mit kleinsten Massenmomenten bei Verbrennungsmotoren« von Hans Schrön, Franckh'sche Verlagshandlung,
Stuttgart 1950), aus dem zwar Kurbelwellen für Fünfzylinder-Brennkraftmaschinen mit im Kurbelstern
asymmetrischen Kröpfungen bekannt sind, nicht jedoch mit der für die Fertigung der Kurbelwelle
günstigen Anordnung in nur drei Ebenen.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von zwei Skizzen
erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 die Kröpfungen der erfindungsgeiräßen Kurbelwelle
von der Seite,
Fig. 2 die Kröpfungen der Kurbelwelle nach Fig. 1 von der Stirnseite aus gesehen.
Die Kurbelwelle nach den F i g. 1 und 2 weist entsprechend
den zu betätigenden Kolben fünf die Kurbelzapfen bildende Kröpfungen 1,2,3,4,5 auf, von denen die
Kröpfungen 1 und 5 in einer Ebene 6, die Kröpfungen 2 und 4 in einer Ebene 7 und die Kröpfung 3 in einer
Ebene 8 liegen. Die Ebenen 6 und 7 bilden zur Ebene 8 so jeweils eintn Winkel α von 105°. Es können verschiedene
Zündfolgen gewählt werden. Nimmt man beispielsweise an, daß die Zylinder entsprechend den
Kröpfungen 1, 4,3, S, 2 zünden, so entstehen Zündabstände von 150°, 105°, 105°, 150° und 210°.
Claims (2)
1. Kurbelwelle für Fünfzylinaer-Brennkraftmaschinen
in Reihenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kurbelzapfen bildenden
Kröpfungen (1,2,3,4, S) in drei sich jeweils einseitig
von der Kurbelwellenlingsachse aus erstreckenden Ebenen (6,7,8) angeordnet sind, daß eine Kröpfung
(3) in einer Ebene (8) und jeweils zwei Kröpfungen (1.5; 2,4) in den beiden anderen Ebenen (6; 7) liegen,
und daß die jeweils zwei Kröpfungen (1,5; 2,4) aufweisenden Ebenen (6; 7) je einen Winkel (a) von
105° zur dritten Ebene {8) bilden.
2. Kurbel welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und fünfte Kröpfung (1, S) in
einer Ebene (6), die zweite und vierte Kröpfung (2, 4) in der zweiten Ebene (7) und die dritte Kröpfung
(3) in der dritten Ebene (8) liegen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782834666 DE2834666C2 (de) | 1978-08-08 | 1978-08-08 | Kurbelwelle für Fünfzylinder-Brennkraftmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782834666 DE2834666C2 (de) | 1978-08-08 | 1978-08-08 | Kurbelwelle für Fünfzylinder-Brennkraftmaschinen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2834666A1 DE2834666A1 (de) | 1980-02-21 |
DE2834666C2 true DE2834666C2 (de) | 1985-04-04 |
Family
ID=6046471
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782834666 Expired DE2834666C2 (de) | 1978-08-08 | 1978-08-08 | Kurbelwelle für Fünfzylinder-Brennkraftmaschinen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2834666C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT395204B (de) * | 1991-02-26 | 1992-10-27 | Avl Verbrennungskraft Messtech | Kurbelwelle |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1142727B (de) * | 1959-10-22 | 1963-01-24 | Rheinstahl Hanomag Ag | Massenausgleichsanordnung fuer Fuenfzylinder-Reihenmotoren |
-
1978
- 1978-08-08 DE DE19782834666 patent/DE2834666C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2834666A1 (de) | 1980-02-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3541831A1 (de) | Motorausbildung mit geringer vibration | |
DE3231988C2 (de) | ||
DE2047180A1 (de) | Kolbentriebwerk | |
DE2522591C3 (de) | Kurbelwelle mit sieben gegenüber der Stellung gleicher Winkelteilung versetzten Kurbelkröpfungen | |
DE2834666C2 (de) | Kurbelwelle für Fünfzylinder-Brennkraftmaschinen | |
DE69006299T2 (de) | Vorrichtung zur Ausbalancierung einer Viertakt-Brennkraftmaschine, insbesondere einer Fünf-Zylinder-Reihen-Maschine. | |
DE2904066A1 (de) | Faecherfoermige kolbenmaschine | |
DE620030C (de) | Viertaktverbrennungskraftmaschine mit Rohrschieberventilen und mehreren Zylindern | |
DE2344529C3 (de) | Anordnung zum dynamischen Auswuchten einer Hochgeschwindigkeitspresse | |
DE4024400A1 (de) | Massenausgleich fuer eine hubkolben-brennkraftmaschine | |
DE102005047634A1 (de) | Die Doppelkurbel | |
DE2946148A1 (de) | Mehrzylindermaschine, insbesondere brennkraftmaschine fuer ein fahrzeug | |
DE2855667A1 (de) | Mehrzylindermaschine, insbesondere brennkraftmaschine fuer ein fahrzeug | |
AT395204B (de) | Kurbelwelle | |
DE636814C (de) | Zweitaktbrennkraftmaschine | |
DE417192C (de) | Verfahren zur Ausgleichung der Traegheitskraefte bei mehrzylindrigen Zweitaktverbrennungsmotoren | |
DE884885C (de) | Zuendfolge von Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen | |
AT124136B (de) | Brennkraftmaschine mit mehr als vier Zylindern. | |
DE261311C (de) | ||
WO1987003336A1 (en) | Two-cylinder four-stroke internal combustion engine | |
DE2951092A1 (de) | Hubkolbenmaschine mit massenausgleich | |
DE331197C (de) | ||
DE344074C (de) | Verbrennungskraftmaschine mit einer Mehrzahl von Zylindergruppen | |
DE495674C (de) | Kurbelwelle fuer Vierzylindermaschinen | |
DE290000C (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OB | Request for examination as to novelty | ||
OC | Search report available | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: M A N NUTZFAHRZEUGE GMBH, 8000 MUENCHEN, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |