DE29710830U1

DE29710830U1 - Grundgehäuse für eine Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine

Info

Publication number: DE29710830U1
Application number: DE29710830U
Authority: DE
Original assignee: FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
Current assignee: FEV Europe GmbH
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 2007-06-21

Description

Bezeichnung: Grundgehäuse für eine Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine

Beschreibung

Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschinen, insbesondere für den Nutzfahrzeugbereich, besitzen eine erhebliche Schallabstrahlung, die durch eine Kapselung des Motors mit schalldämmenden Mitteln nur bedingt reduzierbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch konstruktive Maßnahmen ein Grundgehäuse für eine Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine zu schaffen, daß eine reduzierte Schallabgäbe aufweist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Grundgehäuse für eine Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine, bei der die jeweils mit einem Wassermantel versehenen Zylin-0 derrohre im Bereich ihres oberen Endes und ihres unteren Endes jeweils über eine sich in Gehäuselängsrichtung erstrekkende Traverse miteinander verbunden sind, wobei an der oberen Traverse ein Zylinderkopf befestigbar ist und an der unteren Traverse Motortragarme befestigbar sind, und bei dem 5 ferner an der unteren Traverse quer zur Motorlängsrichtung verlaufende Stege für die mit Lagerdeckeln versehenen Kurbelwellenlager angeordnet sind. Durch die Anordnung der oberen und der unteren Traverse ergibt sich ein sehr steifes Grundgehäuse, das in bezug auf die Körperschal!übertragung und da-0 mit auch für die Schallabstrahlung nach außen in der gesamten Struktur eine spürbare Pegelabsenkung gegenüber herkömmlichen Motoren der Größenordnung von etwa 11 dBA ergibt. Dies ist nicht zuletzt darauf zurückzuführen, daß das Grundgehäuse von seiner Struktur her weniger schwingwillig ist. Das Ergebnis 5 wird noch dadurch verbessert, wenn das Grundgehäuse aus Grauguß, insbesondere Verniculargraphit-Guß hergestellt ist. Bei einer Herstellung aus Grauguß können die Zylinderrohre in das Grundgehäuse integriert sein. Es ist aber auch möglich, ein

derartiges Grundgehäuse so auszubilden, daß einsetzbare Zylinderlaufbüchsen verwendet werden können. Die die Zylinderrohre verbindenden Traversen bilden bei entsprechender Auslegung zwei massive Ebenen, die in einer Ausgestaltung der Erfindung sich über die Breite des Gehäuses erstreckt und entsprechend steif ausgelegt werden können.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn die obere Traverse eine Befestigungs- und Dichtungsebene für den Zylinderkopf bildet. Die untere Traverse bildet dann entsprechend eine Motortragarmbefestigungsplatte, die zugleich über die mit ihr verbundenen Stege die Kurbelwellenlager trägt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die einzelnen Lagerdeckel der Kurbelwellenlager über wenigstens einen in Gehäuselangsrichtung verlaufenden Verbundsteg fest miteinander verbunden sind. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Verbundsteg, zweckmäßigerweise werden zwei parallele Verbundstege jeweils zu beiden Seiten 0 der Lager vorgesehen, die Kurbelwellenlager gegeneinander ebenfalls aussteift, wobei sich in Verbindung mit dem durch die beiden massiven Traversen ausgesteiften Zylinderrohrbereich ein insgesamt in sich sehr steifes Grundgehäuse ergibt. Der oder die Verbundstege können so ausgelegt werden, daß die Kurbelwellenlager im höherfrequenten Bereich gleichphasig schwingen können.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die obere Traverse und die untere Traverse 0 jeweils im Bereich der Berührungsebene zweier benachbarter Zylinderrohre jeweils über wenigstens einen Versteifungssteg miteinander verbunden sind. Dadurch wird eine starre Verbindung in dem zwischen zwei benachbarten Zylinderrohren entstehenden Zwickelbereich zwischen den beiden Traversen geschaffen und so die Schwingfähigkeit einschränkt.

In zweckmäßiger Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Versteifungsstege auf wenigstens einer Seite des Gehäuses mit jeweils einem Ölkanal versehen sind.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die obere Traverse jeweils im Bereich der Versteifungsstege mit Gewindebohrungen für die Zylinderkopfverschraubung versehen ist. Dies hat den Vorteil, daß die im Betrieb auftretenden Reaktionskräfte zwischen Zylinderkopf und Grundgehäuse nicht nur von der oberen Traverse aufgefangen werden, sondern über die Versteifungsstege auch in die untere Traverse eingeleitet werden, so daß auch hier die Schwingwilligkeit von Teilbereichen des Grundgehäuses auf ein Minimum reduziert ist.

Ein erfindungsgemäß ausgebildetes Grundgehäuse kann nun grundsätzlich für Motoren mit obenliegenden Nockenwellen ausgebildet werden, da aufgrund der hohen Steifigkeit der oberen Traverse die Krafteinwirkungen des Ventiltriebes aufgenommen 0 werden. Für Kolbenbrennkraftmaschinen mit unten liegender Nockenwelle ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß an einer Seitenkante der unteren Traverse ein durchgehendes Lagerrohr zur Aufnahme einer Nockenwelle angeordnet ist. Das Lagerrohr kann in der Weise ausge-5 staltet werden, daß die aufeinanderfolgenden Lagersitze für die Nockenwelle ausgehend von einem großen Grunddurchmesser an einem Gehäuseende einen zunehmend geringeren Durchmesser aufweisen, so daß es möglich ist, die Nockenwelle in das Lagerrohr einzuschieben. Das durchgehende Lagerrohr führt auch 0 für diesen Teilbereich zu einer wesentlichen Versteifung des

Grundgehäuses. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei vorgesehen, daß das Lagerrohr an jedem Zylinderrohr über wenigstens einen Ventilstößelkanal mit der oberen Traverse verbunden ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß an der unteren Traverse, vorzugsweise an einer Gehäusestirnseite, wenigstens ein seitlich herausragender

Tragarm angeordnet ist. Dieser Tragarm dient hierbei der Befestigung der Kupplungsglocke..

Die Erfindung wird anhand schematischer perspektivischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Gehäuselängsseite

Fig. 2 eine Seitenansicht der anderen Gehäuselängsseite

Die Zeichnungen des Ausführungsbeispiels zeigen ein Grundgehäuse für einen Vierzylinderreihenmotor, dessen Zylinderrohre 1, 2, 3 und 4 am oberen Ende mit einer in Längsrichtung sich erstreckenden oberen Traverse 5 miteinander verbunden sind, die sich auch über die gesamte Breite des Grundgehäuses erstreckt. Die obere Traverse 5 ist verhältnismäßig dickwandig ausgebildet. Die unteren Enden der Zylinderrohre 1, 2, 3 und 4 sind mit einer entsprechenden unteren Traverse 6 miteinan-0 der verbunden, die ebenfalls verhältnismäßig dickwandig ausgebildet ist und sich wie die obere Traverse 5 sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung über die gesamte Breite des Gehäuses erstreckt.

Die einzelnen Zylinderrohre 1, 2, 3 und 4 sind, wie durch den Ansatz 7 ersichtlich, mit verkürzten Wassermänteln versehen. Die Zylinderrohre können hierbei insgesamt stoffschlüssigeinstückig mit den übrigen Bereichen des Grundgehäuses verbunden sein, so daß die Innenwandungen zugleich die Wandungen der Zylinder bilden. Es ist aber auch möglich, bei entsprechender Gestaltung der Wassermäntel die Zylinderrohre mit gesonderten Laufbüchsen zu versehen.

Mit der unteren Traverse 6 sind quer zur Gehäuselängsrichtung verlaufende Stege 8 verbunden, die mit Lagerdeckeln 11 für die Kurbelwellenlager versehen sind. Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel ist für einen fünffach gelagerte Kurbelwelle ausgebildet, so daß sowohl an den beiden Stirnflächen

und 10 als auch jeweils in Verlängerung der Berührungsebene zweier Zylinderrohre ausgehende Stege 8 vorhanden sind.

Zur Erhöhung der Gesamtsteifigkeit des hier dargestellten Grundgehäuses sind die mit den einzelnen Stegen 8 verbundenen Lagerdeckel 11 der Kurbelwellenlagerung über zwei in Gehäuselängsrichtung verlaufende Verbundstege 12 zu einer Baueinheit miteinander verbunden.

In Verlängerung der Stege 8 sind oberhalb der unteren Traverse 6 jeweils in der Berührungsebene zweier benachbarter Zylinderrohre Versteifungsstege 13 angeordnet, die sich bis an die obere Traverse 5 erstrecken und die auf der in Fig. 1 dargestellten Gehäuseseite mit Ölkanälen 14 versehen sind. Der zugehörige Ölversorgungskanal, von dem die Ölkanäle 14 abzweigen, verläuft in Gehäuselängsrichtung in der unteren Traverse 6.

Im Bereich der Stirnseite 10 sind an der unteren Traverse 6 0 nach beiden Seiten herausragende Tragarme 15 vorgesehen, die zur Befestigung der Kupplungsglocke dienen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das hier dargestellte Ausführungsbeispiel für eine Kolbenbrennkraftmaschine mit unten 5 liegender Nockenwelle vorgesehen. Zur Lagerung der Nockenwelle ist an der Seitenkante der unteren Traverse 6 ein durchgehendes Lagerrohr 16 zur Aufnahme der Nockenwelle angeordnet. Auch das Lagerrohr 16 ist stoffschlüssig einstückig mit der unteren Traverse 6 und den daran angrenzenden Bereichen des 0 Grundgehäuses verbunden.

Das Lagerrohr 16 ist mit der oberen Traverse 5 an jedem der Zylinderrohre mit wenigstens einem Ventilstößelkanal 17 verbunden, bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Ventilstößelkanäle je Zylinder vorgesehen, die in der Ebene der oberen Traverse 5 ausmünden.

Wie aus Fig. 2 ebenfalls ersichtlich, ist auch auf dieser Seite des Grundgehäuses im Bereich der Berührungsebene zweier benachbarter Zylinderrohre jeweils ein Versteifungssteg 13 vorgesehen, durch den auch in diesem Bereich die untere Traverse 6 mit dem Lagerrohr 16 mit der oberen Traverse 5 fest verbunden ist.

Von der oberen Ebene der Traverse 5 her sind jeweils in die Versteifungsstege 13 einmündende Gewindebohrungen 18 eingebracht, über die der hier nicht dargestellte Zylinderkopf mit dem Grundgehäuse fest und dicht verbindbar ist.

Die freiliegenden seitlichen Öffnungen zwischen den einzelnen Stegen 8 zu beiden Seiten des Grundgehäuses können nun mit einer einteiligen oder auch mehrteiligen Verkleidung verschlossen sein, die hinsichtlich der Materialauswahl und hinsichtlich der Formgebung so gestaltet ist, daß die Bedingungen für die gewünschte geringe Geräuschabstrahlung eingehalten werden können. Auch die durch die beiden Verbundstege 12 0 gebildete Unterseite kann mit einer entsprechend ausgestalteten Ölwanne abgeschlossen werden.

Das Ausführungsbeispiel ist stark vereinfacht dargestellt, um die Gesamtstruktur des Grundgehäuses übersichtlicher darstel-5 len zu können. Um zu günstigen Gewichtsverhältnissen zu gelangen ist es zweckmäßig, wenn die hier sehr massiv dargestellten Teile, insbesondere die obere Traverse 5 und die untere Traverse 6 ebenso wie die Verbundstege 12 profiliert ausgebildet werden, um hier zu einer Gewichtsreduzierung ohne 0 Verminderung der Steifigkeit zu kommen. So können beispielsweise die obere Traverse 5 und die untere Traverse 6 hohe Randstege aufweisen, während die Verbundstege 12 im Querschnitt ein U-, T-, Doppel-T-Profil oder Hohlprofil aufweisen können. Das gleiche gilt auch für die Stege 8 einschließlich der zugehörigen Lagerdeckel 11, die entsprechend gestaltet werden können.

Das erfindungsgemäße Konzept eines Grundgehäuses mit reduzierter Schallabstrahlung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Auch für andere Motorbauformen, beispielsweise V-Motoren läßt sich dieses 5 Konzept anwenden.

Claims

Ansprüche

1. Grundgehäuse für eine Mehrzylinder-Kolbenbrennkraftmaschine, bei der die jeweils mit einem Wassermantel versehenen Zylinderrohre (1, 2, 3, 4) im Bereich ihres oberen Endes und ihres unteren Endes jeweils über eine sich in Gehäuselängsrichtung erstreckende Traverse (5, 6) miteinander verbunden sind, wobei an der oberen Traverse (5) ein Zylinderkopf befestigbar ist und an der unteren Traverse (6) Motortragarme befestigbar sind, und bei dem ferner an der unteren Traverse (6) quer zur Gehäuselängsrichtung verlaufende Stege (8) für die mit Lagerdeckeln (11) versehenen Kurbelwellenlager angeordnet sind.

2. Grundgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die obere Traverse (5) sich über die Breite des Gehäuses erstreckt.

3. Grundgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich-

0 net, daß die obere Traverse (5) eine Befestigungs- und Dichtungsebene für den Zylinderkopf bildet.

4. Grundgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerdeckel (11) der Kurbelwellenlager über wenigstens einen in Gehäuselängsrichtung verlaufenden Verbundsteg (12) fest miteinander verbunden sind.

5. Grundgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Traverse (5) und die untere Traverse (6) jeweils im Bereich der Berührungsebene zweier benachbarter Zylinderrohre (1, 2, 3, 4) jeweils über wenigstens einen Versteifungssteg (13) miteinander verbunden sind.

6. Grundgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge-

5 kennzeichnet, daß die Versteifungsstege (13) auf wenigstens einer Seite des Gehäuses mit einem Ölkanal (14) versehen sind.

7. Grundgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Traverse (5) jeweils im Bereich der Versteifungsstege (13) mit Gewindebohrungen (18) für die Zylinderkopfverschraubung versehen ist.

8. Grundgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Seitenkante der unteren Traverse (6) ein durchgehendes Lagerrohr (16) zur Aufnahme einer Nokkenwelle angeordnet ist.

9. Grundgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerrohr (16) an jedem Zylinderrohr über wenigstens einen Ventilstößelkanal (17) mit der oberen Traverse (5) verbunden ist.

10. Grundgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der unteren Traverse (6), vorzugsweise im Bereich einer Gehäusestirnseite, wenigstens ein seitlich herausragender Tragarm (15) angeordnet ist.