DE3012417A1 - Diesel engine with overhead camshaft - has gear drive to fuel injection pump to reduce torsional vibration - Google Patents

Diesel engine with overhead camshaft - has gear drive to fuel injection pump to reduce torsional vibration

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Abstract

The direct injection Diesel engine with overhead camshaft has a crankshaft (8) which carries gear (11). Injection pump (9) is driven by gear (10) through intermediate gear (12) from gear (11). The camshaft of injection pump (9) extends through the casing and carries toothed wheel (14). This drives wheel (16), which is fixed to the engine camshaft, by means of timing belt (15). By driving the fuel pump directly, a stiff drive without backlash is obtained and torsional vibrations are reduced.

Description

Klöckner-Humboldt-DeutzAGKlöckner-Humboldt-Deutz AG

500G Köln 60, den 25. März 1980 Unser Zeichen: D 80/22 AG-XPB Bü/Bi500G Cologne 60, March 25, 1980 Our reference: D 80/22 AG-XPB Bü / Bi

Brennkraftmaschine mit obenliegender NockenwelleInternal combustion engine with overhead camshaft

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit obenliegender Nockenwelle und einer Einspritzpumpe zum- Einspritzen des Kraftstoffs, die von der Kurbelwelle mit einer konstanten Unter-· setzung antreibbar ist.The invention relates to an internal combustion engine with an overhead Camshaft and an injection pump for injecting the fuel, which is driven by the crankshaft with a constant lower setting is drivable.

Es sind Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselbrennkrafcmaschinen, bekannt, die mit einer obenliegenden Nockenwelle und einer Einspritzpumpe ausgerüstet sind, welche über einen gemeinsamen Zahnriemen von der Kurbelwelle aus angetrieben werden. Der Nachteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß sowohl die Nockenwelle wie auch die Einspritzpumpe mit gleicher konstanter Untersetzung von der Kurbelwelle angetrieben werden müssen, so daß, da die Bauhöhe der Brennkraftmaschine begrenzt ist, das Nockenwellenantriebsrad im Durchmesser nicht zu groß werden darf, da es sonst zu weit über den Ventilkasten hinausragt. Mit einem relativ kleinen Nockenwellenantriebszahnrad wird jedoch aufgrund der Untersetzung ein wesentlich kleineres Antriebszahnrad auf der Kurbelwelle notwendig, so daß nur wenige Zähne mit dem Zahnriemen in Eingriff stehen.There are internal combustion engines, in particular diesel combustion engines, known, which are equipped with an overhead camshaft and an injection pump, which via a common toothed belt of the crankshaft can be driven from. The disadvantage of this embodiment consists in that both the camshaft and the injection pump are driven by the crankshaft with the same constant reduction must be, so that, since the overall height of the internal combustion engine is limited, the camshaft drive wheel in diameter is not too may be large, otherwise it will protrude too far beyond the valve box. With a relatively small camshaft drive gear it will However, due to the reduction, a much smaller drive gear on the crankshaft is necessary, so that only a few teeth with the toothed belt are in engagement.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei dem Aufbringen von erhöhten Kräften der Zahnriemen an dem kleinsten Zahnrad leicht überspringen, d. h. es entsteht zwischen dem Antrieb und den beiden Abtriebseinrichtungen eine Winkelversetzung, die ein einwandfreies Arbeiten der Brennkraftmaschine behindert. Zudem bedeutet eine derartige Anordnung einen sehr langen Riemen, der aufgrund seiner Elastizität zu Schwingungen neigt, wodurch der Riementrieb sehr laut wird.Another disadvantage is that when applying increased Slightly skip the forces of the toothed belt on the smallest gear, d. H. it arises between the drive and the two Output devices an angular displacement that prevents the internal combustion engine from working properly. In addition, such means Arrangement a very long belt, which tends to vibrate due to its elasticity, which makes the belt drive very gets loud.

-3--3-

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KIöckner+fomboIdt-DeuteAG ΔΑ B^tTHLWKIöckner + fomboIdt-DeuteAG ΔΑ B ^ tTHLW

-V 25.03.1980-V 03/25/1980

■2 D 80/22■ 2 D 80/22

Darüberhinaus erfordert die zu übertragende Leistung einen sehr breiten Zahnriemen, wodurch die axiale Länge der Brennkraftmaschine vergrößert wird, oder die Riemenlebensdauer wird bei zu schmalen Riemen erheblich verkürzt.In addition, the power to be transmitted requires a very wide toothed belt, which reduces the axial length of the internal combustion engine is increased, or the belt life is significantly reduced if the belt is too narrow.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die vorher beschriebenen Nachteile entfallen.The object of the present invention is therefore to provide an internal combustion engine of the type mentioned in such a way that the disadvantages described above are eliminated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch glöst, daß die Einspritzpumpe von der Kurbelwelle über einen starren, spielfreien Antrieb und die Nockenwelle von der Einspritzpumpe über einen formschlüssigen, drehschwingungsdämpfenden Antrieb antreibbar ist. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß zwischen der Kurbelwelle und der Einspritzpumpe eine hohe Kräfte aufnehmende Übertragung vorhanden ist. Damit kann die Einspritzpumpe auch bei direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen verwendet werden, bei denen wesentlich höhere Einspritzdrücke und damit höhere Antriebsmomente als bei Vorkammer-Wirbelkammerbrennkraftmaschinen verlangt werden. Da die Einspritzpumpe und die Nockenwelle mit der gleichen Untersetzung in Bezug auf die Kurbelwelle umlaufen, bietet der Antrieb der Nockenwelle von der Einspritzpumpe aus den Vorteil, daß hierbei keine Untersetzung mehr notwendig ist, wodurch das durchmessergroße Zahnrad auf der Nockenwelle entfällt, so daß die Bauhöhe der Brennkraftmaschine verringert wird.This object is achieved according to the invention in that the injection pump from the crankshaft via a rigid, backlash-free drive and the camshaft from the injection pump via a form-fitting, torsional vibration damping drive is drivable. The advantage This arrangement is based on the fact that there is a high force-absorbing transmission between the crankshaft and the injection pump is. This means that the injection pump can also be used in direct-injection internal combustion engines, which have significantly higher Injection pressures and thus higher drive torques than in prechamber swirl chamber internal combustion engines are required. Because the injection pump and the camshaft have the same reduction ratio in relation rotate on the crankshaft, the drive of the camshaft from the injection pump offers the advantage that there is no reduction more is necessary, whereby the large-diameter gear on the camshaft is omitted, so that the overall height of the internal combustion engine is decreased.

Eine V/eiterbildung der Erfindung schlägt vor, die Einspritzpumpe über Zahnräder, Kurbeltriebe oder dergl. von der Kurbelwelle aus anzutreiben, wobei der Antrieb in einem separatem Gehäuse angeordnet ist. Durch diese Anordnung erzielt man einen drehmomentstarken, praktisch verschleißfesten Antrieb, der - aufgrund des Gehäuses leicht in an sich bekannter Weise mit Schmieröl versehen werden kann.A further development of the invention proposes the injection pump to be driven from the crankshaft via gears, crank drives or the like, wherein the drive is arranged in a separate housing. This arrangement achieves a high-torque, practically wear-resistant drive which - due to the housing, can easily be provided with lubricating oil in a manner known per se.

130041/0270130041/0270

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25.03»1980 D 80/2225.03 »1980 D 80/22

Da diese Antriebe zudem schmalbauend sind, ist es damit weiterhinSince these drives are also slim, it continues to be so

daß
möglich, bei nahezu unveränderter Baulänge der Brennkraftmaschine ihre Schmierölpumpe auf der Kurbelwelle angeordnet werden kann. Die Anordnung der Schmierölpumpe auf der Kurbelwelle bei gleichzeitiger Verwendung eines von der Kurbelwelle angetriebenen Zahnriemens brachte den Nachteil mit sich, daß Taumelbewegungen des derart verlängerten Kurbelwellenendes auftraten, die den Zahnriemen längten, was eine zusätzliche Beanspruchung bedeutet und seine Lebensdauer vorkürzte. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Antriebs wirken sich die Taumelbewegungen jedoch nicht negativ auf die Lebensdauer des Antriebs aus und können darüberhinaus je nach verwendetem Antrieb sogar reduziert werden.that
possible, their lubricating oil pump can be arranged on the crankshaft with almost unchanged overall length of the internal combustion engine. The arrangement of the lubricating oil pump on the crankshaft with the simultaneous use of a toothed belt driven by the crankshaft had the disadvantage that wobbling movements of the extended crankshaft end occurred, which elongated the toothed belt, which means additional stress and shortened its service life. By using the drive according to the invention, however, the wobbling movements do not have a negative effect on the service life of the drive and, moreover, can even be reduced depending on the drive used.

Als formschlüssiger, drehschwingungsdämpfender Antrieb für die Nockenwelle wird ein Zahnriementrieb vorgeschlagen. Der Zahnriernentrieb ist ein bewährter Antrieb für obenliegende Nockenwellen bei Brennkraftmaschinen, da die Nockenwelle nur geringe statische Drehmomente erfordert.As a form-fitting, torsional vibration damping drive for the A toothed belt drive is proposed for the camshaft. The toothed belt drive is a tried and tested drive for overhead camshafts Internal combustion engines, since the camshaft only has low static torques requires.

Als Riementrieb eignet sich insbesondere ein Zahnriemen, der von einem auf der Einspritzpumpenwelle vor dem Gehäuse angeordnete Zahnrad angetrieben wird. Man erreicht damit einen relativ kurzen Riemen, der dadurch weniger leicht zu Schwingungen neigt und damit geräuscharmer ist. Da zwischen der Einspritzpumpe und der Nockenwelle keine Übersetzung erforderlich ist, kann damit das Nockenwellenantriebszahnrad relativ kleinbaüend im Durchmesser ausgeführt werden, so daß die gesamte Bauhöhe der Brennkraftmaschine verringert wird, ohne daß zu wenige Zähne im Eingriff mit dem Zahnriemen stehen.A toothed belt is particularly suitable as a belt drive, which is driven by a gearwheel arranged on the injection pump shaft in front of the housing is driven. This results in a relatively short belt that tends to vibrate less easily and is therefore quieter is. Since no translation is required between the injection pump and the camshaft, the camshaft drive gear can be used are made relatively small in diameter, so that the overall height of the internal combustion engine is reduced without Too few teeth are in contact with the toothed belt.

Mit einer anderen Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 wird der Vorteil erreicht, daß der Zahnriemen in einem allseits geschlossenen Gehäuse umläuft und dadurch optimal gegen Verschmutzung und Beschädigung geschützt ist.With another development of the invention according to claim 5, the The advantage achieved is that the toothed belt is closed on all sides Housing and is therefore optimally protected against dirt and damage.

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Klöckner-Humboldt-Deutz AG Λ»Λ ία Ak^'u ^ii^ Klöckner-Humboldt-Deutz AG Λ »Λ ία Ak ^ 'u ^ ii ^

-Χ- 25.03.1980 -Χ- 25.03.1980

*~ D 80/22 * ~ D 80/22

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungs·- beispiels näher erläutert.
Es stellen dar:The invention is explained in more detail below with the aid of a preferred exemplary embodiment.
They represent:

Fig. *jl eine vordere Stirnansicht einer Brennkraftmaschine ohne Riemenabdeckung und Zahnradgehäuse;FIG. 1 shows a front end view of an internal combustion engine without belt cover and gear housing;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Brennkraftmaschine nach Fig.FIG. 2 is a side view of the internal combustion engine according to FIG.

Die in Fig. 1 dargestellte, direkteinspritzende Dieselbrennkraftmaschine besteht im wesentlichen aus einer Ölwanne 1, einem Motorblock 2 und einem Zylinderkopf 3, in dem eine Nockenwelle 4 zum Antrieb der hier nicht näher dargestellten Gaswechselventile drehbar antreibbar gelagert ist. An dem Zylinderkopf 3 sind auf der einen Seite der Luftansaugkanal 5 und der Abgaskanal 6 angeflanscht. Auf der anderen Seite sind die Einspritzdüsen 7 angeordnet. Diese werden mit Kraftstoff von einer seitlich oberhalb der Kurbelwelle 8 angeordneten Einspritzpumpe 9 versorgt (Fig. 2).The direct-injection diesel internal combustion engine shown in FIG consists essentially of an oil pan 1, an engine block 2 and a cylinder head 3, in which a camshaft 4 for Drive of the gas exchange valves not shown here is mounted rotatably drivable. On the cylinder head 3 are on one Flanged side of the air intake channel 5 and the exhaust gas channel 6. on the other side, the injection nozzles 7 are arranged. These are supplied with fuel from a side above the crankshaft 8 Injection pump 9 is supplied (Fig. 2).

Die Einspritzpumpe 9 wird über ein Zahnrad 10 von einem auf der Kurbelwelle 8 befestigten Zahnrad 11 über ein im Motorblock 2 gelagertes Zwischenrad 12 mit der erforderlichen konstanten Untersetzung starr und spielfrei angetrieben. Die Zahnräder 10, 11 und 12 sind einem Gehäuse 13 (Fig. 2) angeordnet.The injection pump 9 is driven by a gearwheel 10 from a gearwheel 11 fastened on the crankshaft 8 via a gearwheel mounted in the engine block 2 Intermediate gear 12 is driven rigidly and free of play with the required constant reduction. The gears 10, 11 and 12 are arranged in a housing 13 (Fig. 2).

Die Einspritzpumpenwelle ragt aus dem Gehäuse 13 hinaus und weist auf ihrem freien Ende ein weiteres Zahnrad 14 auf, welches über einen Zahnriemen 15 die Nockenwelle 4 über das mit ihr befestigte Zahnrad 16 antreibt. Eine Spannrolle 17 sorgt für die notwendige Vorspannung des Zahnriemens 15.The injection pump shaft protrudes from the housing 13 and has a further gear 14 on its free end, which has a Toothed belt 15 drives the camshaft 4 via the gear 16 attached to it. A tension roller 17 provides the necessary pretension of the toothed belt 15.

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Durch diese Anordnung erreicht man einen leistungsstarken Antrieb für die Direkteinspritzung der Einspritzpumpe. Da deren Antrieb in einem separaten Gehäuse angeordnet ist, kann dieser leicht mit Schmieröl versorgt werden. Der von Schmieröl freizuhaltende Zahnriemen ist dem Gehäuse vorgelagert. Der Zahnriemen ist - wie allgemein üblich - von der Abdeckung 18 umgeben, welche als Berührungsschutz dient und ihn darüberhinaus gegen Verunreinigungen und Beschädigungen schützen kann. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist die Abdeckung 18 - wie auch Fig. 2 zeigt — als allseits geschlossenes Gehäuse ausgeführt. Hierzu ist sie einerseits mit dem Gehäuse 13 und andererseits mit dem Zylinderkopf 3 dichtend verschraubt. Dies ist bei den bisher bekannten Riementrieben nicht möglich, da dort die Kurbelwelle durch die Abdeckung hindurch zur Aufnahme der Keilriemenscheibe verlängert v/erden mußte.This arrangement results in a powerful drive for the direct injection of the injection pump. Since their drive is in is arranged in a separate housing, this can easily be supplied with lubricating oil. The toothed belt to be kept free of lubricating oil is in front of the housing. As is generally the case, the toothed belt is surrounded by the cover 18, which acts as a protection against accidental contact serves and can also protect it against contamination and damage. By the arrangement according to the invention is the cover 18 - as also shown in FIG. 2 - as closed on all sides Housing executed. For this purpose, it is screwed to the housing 13 on the one hand and to the cylinder head 3 on the other hand. This is not possible with the belt drives known up to now, since there the crankshaft passes through the cover for reception the V-belt pulley had to be extended.

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Claims (5)

Klöckne^lunnboidt-DoutzAG A^]^ ^ ^n gü> den ^ M„rz ^Klöckne ^ lunnboidt-DoutzAG A ^] ^ ^ ^ n gü> the ^ M "March ^ Unser Zeichen: D 80/22 AG-XPB Bü/BiOur reference: D 80/22 AG-XPB Bü / Bi PatentansprücheClaims M.J Brennkraftmaschine mit obenliegender Nockenwelle und einer Einspritzpumpe zum Einspritzen des Kraftstoffs, die von der Kurbelwelle mit einer konstanten Untersetzung antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzpumpe (9) von der Kurbelwelle (8) über einen starren, spielfreien Antrieb und die Nockenwelle (4) von der Einspritzpumpe (9) über einen formschlüssigen, drehschwingungsdämpfenden Antrieb antreibbar ist.M.J internal combustion engine with overhead camshaft and one Injection pump for injecting the fuel, which can be driven by the crankshaft with a constant reduction, characterized in that the injection pump (9) from the crankshaft (8) via a rigid, play-free drive and the camshaft (4) from the injection pump (9) via a form-fitting, torsional vibration damping drive is drivable. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,2. Internal combustion engine according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzpumpe (9) über Zahnräder (10, 11), Kurbeltriebe oder dergl. von der Kurbelwelle (8) antreibbar ist, wobei der Antrieb in einem separaten Gehäuse (13) angeordnet ist.characterized in that the injection pump (9) can be driven by the crankshaft (8) via gears (10, 11), crank drives or the like is, wherein the drive is arranged in a separate housing (13). 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,3. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (4) über einen Zahnriementrieb (14, 15, 16, 17) von der Einspritzpumpe (9) antreibbar ist.characterized in that the camshaft (4) has a toothed belt drive (14, 15, 16, 17) can be driven by the injection pump (9). 4. Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwelle (4) über einen Zahnriemen (15) von einem auf der Einspritzpumpenwelle außerhalb des Gehäuses (13) angeordneten Zahnriemenrades (14) mit Übersetzung 1 : 1 antreibbar ist.4. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the camshaft (4) via a toothed belt (15) can be driven by a toothed belt pulley (14) arranged on the injection pump shaft outside the housing (13) with a ratio of 1: 1 is. 5. Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnriementrieb (14, 15, 16, 17) von einer allseits geschlossenen Abdeckung (18) umschlossen ist.5. Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the toothed belt drive (14, 15, 16, 17) of a cover (18) closed on all sides. 130'(H 1/'0270130 '(H 1 /' 0270
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