DE3538410A1

DE3538410A1 - Lagerung fuer ausgleichswellen von verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE3538410A1
Application number: DE19853538410
Authority: DE
Inventors: Toshinobu Hiroshima Ito; Kouji Kohno; Hiroichi Takubo
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1984-10-29
Filing date: 1985-10-29
Publication date: 1986-05-07
Also published as: US4690111A

Description

8057*+

MAZDA MOTOR CORPORATION Aki-gun, Hiroshima-ken (Japan)

Lagerung für Ausglelchswellen von Verbrennungsmotoren

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Verbrennungsmotor, der mit Mitteln zum Massenausgleich versehen ist, und speziell die Lagerung der Ausgleichswelle oder -wellen eines derartigen Verbrennungsmotors.

In Verbrennungsmotoren werden durch hin- und

hergehende Massen Schwingungen erzeugt, zu deren Beseitigung die Verwendung von Ausgleichswellen vorgeschlagen worden ist, die Ausgleichsgewichte tragen und zum Schwingungssusgleich angetrieben werden. Beispielsweise ist in der am 16. Oktober 1974 eingereichten JP-Patentanmeldung 49-119778, die am 21. April 1976 als JP-OS 51-46607 veröffentlicht wurde, ein Motor angegeben, in dem sich auf entgegengesetzten Seiten des Zylinderblacks zwei Ausgleichswellen parallel zu der Kurbelwelle des Motors erstrecken. Über einen Zahnriemen werden die Ausgleichswellen von der Kurbelwelle gegensinniy zueinander angetrieben. In der Anordnung gemäß der genannten JP-Patentanmeldung ist ein beträchtliches fiu-sgleichsörehmoment erforderlich, so daß die Lager für diE Ausqleichsuellen genügend starr sein müssen. GemäB der genannten JP-Patent-

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am,eldung sind diese Lager an Seitenteilen des Zylinderblockes vorgesehen. Diese Lösung ist jedoch nicht zweckmäßig, weil sie eine sperrige und komplizierte Ausbildung des Zylinderblackes bedingt.

In der am 13. September 19Θ3 eingereichten JP--, GM-Anmeldung 57-1376D5, die am 19. März 198*+ als 3Ρ-0Ξ 59-^233^ veröffentlicht uiurde, ist ein Motor angegeben, in dem eine Ausgleichswelle von der Kurbelwelle des Motors über ein Zahnradgetriebe angetrieben wird. In diesem Motor ist die Kurbelwelle seitwärts versetzt, um Platz für 'die Ausgleichswelle zu schaffen.

Daher besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines V/erbrennungsmotors, in dem Ausgleichsgewichte vorgesehen sind, die auf dem Zylinderblock mit Lagern gelagert sind, die genügend starr sind, aber keine komplizierte Ausbildung des Zylinderblocks bedingen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, für eine Ausgleichswelle eines Motors eine Lagerung zu schaffen, die keine komplizierte und sperrige Ausbildung des Zylinderblocks bedingt.

Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer einfachen, wirksamen Schmiereinrichtung für die Lager für Ausgleichswellen.

Gemäß der Erfindung werden die vorstehenden und weitere Aufgaben durch die Schaffung eines Verbrennungsmotors gelöst, der einen Zylinderblock besitzt, dessen Innenwandanordnung mindestens eine Zylinderführung- begrenzt und dessen AuQenwandanordnung außerhalb der Innenuiandanordnung angeordnet ist und mit dieser einen kühlwasserdurchflossenen Mantelraum begrenzt, wobei ein unterhalb der Außenwandanordnung

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angeordneter und an sie anschließender Zwischenboden vorgesehen ist, der mindestens teilweise den oberen Teil eines Kurbelgehäuses bildet, ferner eine in der bzw. jeder Zylinderbohrung hin- und herbeujegbar angeordneter Kalben, eine in dem Kurbelgehäuse vorgesehene Kurbelwelle, die mit dam oder den Kolben derart verbunden ist, daß eine hin- und hergehende Bewegung des oder jedes der -Kolben in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt wird, und mindestens eine parallel zu der Kurbelwelle angeordnete Ausgleichswelle, die derart gedreht wird, daß die Wirkungen der hin- und hergehenden Masse ausgeglichen werden, das untere Ende des kühlwasserdurchflossenen Mantelraums oberhalb des Zwischenbadens angeordnet ist, die Innenwandanordnung mit mindestens einem abwärtsgerichteten Fortsatz versehen ist, der sich über den Zwischenboden hinaus abwärts erstreckt, der abwärtsgerichtete Fortsatz und der genannte Oberteil des Kurbelgehäuses mindestens einen Aufnahmeraum für eine AusgleichsiüElle begrenzen, und die mindestens eine Ausgleichswelle in Lagern gelagert ist, die in dem mindestens teilweise von dem Zwischenboden gebildeten Dberteil des Kurbelgehäuses ausgebildet sind.

In einer bevorzugten Ausführungsfarm der Erfindung ist der Zwischenbaden auf jenem Niveau angeordnet, auf dem sich der unterste Kolbenring des Kolbens oder jedes der Kolben in dessen unterer Totpunktstellung befindet, und ist das untere Ende des kühlwasserdurchflossenen Mantelraums oberhalb des untersten Kolbenrings des an seinem unteren Tatpunkt befindlichen Kalbens angeordnet und ist der mindestens eine Aufnahmeraum für eine Ausgleichsuielle außerhalb des abwärtsgerichteten Fortsatzes der Innenwandanardnung und unterhalb des kühlwasserdurchflossenen Kantelraunrs angeordnet.

Um eine einwandfreie Schmierung der mindestens einen Ausgleichsiuelle zu gewährleisten, ist die Ausgleichsuelle ader jede der Ausgleichswellen mit einem axialen Ulkanal und mit radialen Olkanälen ausgebildet,'die sich von dem axialen iJlkanal radial zu Lagerflächen der bzw. einer Ausgl^ichswelle erstrecken. Die Ausgleichswelle bziu. jede der Ausgleichswellen ist mit ihren Lagerflächen in einem ersten Traglaqer gelagert, das in einer Stirnwand des Zylinderblockes vorgesehen ist, und in einem zweiten Traglager, das in einer Zwischenwand vorgesehen ist, die in dem Zylinderblock zwischen dessen einander entgegengesetzten Stirnwänden angeordnet ist, wobei das zweite Traglager mit einem Glanschluß ausgebildet ist, der mit mindestens einem in der Zwischenwand ausgebildeten Ülkanal in Uerbindung steht.

Die vorstehend angegebenen und weitere Aufgaben una Merkmale der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert, dia in der Zeichnung dargestellt ist. In diesen zeigt

Figur 1 im Horizontalschnitt einen Motor nach einer Ausführungsform der Erfindung,

Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II

in Figur 1,

Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III-IIl in Figur 1, -

Figur k einen Schnitt entlang der Linie IU-IV/ in Figur 1 und

Figur 5 einen Schnitt entlang der Linie U-V/ in

Figur 2.

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Der in den Zeichnungen gezeigte Motor - besitzt insbesondere gemäß den Figuren T und 4 einen Zylinderblock 10, in dessen Innenujandanordnung ^O eine Reihe van Zylinderbohrungen 12 ausgebildet sind. Außerhalb dar Innenuiandanordnung 40 ist eine AuBenixjandanordnunV} 4 varneaehen, die mit der Innenujandanordnung 40 Mantelräume 38 begrenzt, die von Kühlwasser durchströmt sind. Oben an dem Zylinderblock 1D is ein Zylinderkopf 1S angebracht. In jeder Zylinasrbohrung 12 ist ein Holben 14 hin- und herbeujegbar engHardnnt, der in der Zylinderbohrung 12 einen volurnenveränderbaran Brennraum 18 begrenzt. Der Zylinderkopf 16 ist mit einem Einlaßkanal 27 und einem Auslaßkanal 28 versehen, die in can Brennraum 1Θ über eine Einlaßöffnung 2D bzuj. eins Ausgießöffnung 22 münden. Die Einlaßöffnung 20 ist mit einem Einlaßventil 24 und die Auslaßäffnung 22 mit einem Auslsßvsntil 26 versehen. Der Kolben 14 ist durch ein Pleuel 30 mit einer Kurbelwelle 32 verbunden.

In der Figur 4 erkennt man, de3 an die Außenu'andanordnung k2 des ZylinderblDcks 10 die Zuiischenbndentpile 42a und 42b und an diese die abujärtsgerichteten ^avtnKtzB 44a und 44b anschließen. Die Zuischenbodenteile 42a und 4?!n- und die abuärtsgerichteten Fortsätze 44a und 44h bi3 r'sn" ^r°n '"jh'-.^rteil eines Kurbelgehäuses. Die Fortsätze 44ä um- 44b 3int! ίμ ihren unteren Enden mit einer Dluanne 46 verbunden, die den Unterteil des Kurbelgehäuses bildet. Die in dem Kurbelgehäuse angeordnete Kurbeluelle 32 ist in Hauptlagern 3S drehbar gelagert, von denen jedes eine in dem Zylinderblock IQ'ausgebildete Lagerhälfte 1Ga und einen Lagerdeckel 34 besitzt.

In den Figuren 1 und 4 ist ferner daß auf entgegengesetzten Seiten des Zylin^erolccks "1Π je eine Ausgleichsuelle 50a' bzw. 50b angeordnet int, di~ sir:---

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ο-τβΐΐ^] zu οer Kurbelwelle 32 erstreckt, mit einem exzentrischen Ausgleichsgewicht versehen und in einem Aufnahmerau-Ti 51 angeordnet ist, der van dem Zwischenbodenteil 42a bζ·.·.'. 423, dem oberen Teil des abwärtsgerichteten Fortsatzes. 44s bzw. 44b und einem abwärtsgerichteten Fortsatz 4Da benr = nzt ist, der sich über den Zujischenbodenteil 42a bzu. 42n hinaus abwärts erstreckt. Durch in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel werden die Ausgleichswellen 50a und 50b υππ der Kurbelwelle 32 derart gedreht, daß sie einen Ausgleich eier Wirkung von hin- und hergehenden Teilen bewirken, ^eneiß d = r Figur 1 ist der Zylinderblock 10 mit Stirnwänden GD u π f.; 52 und zwischen diesen mit quer angeordneten Zwischen-Oi-;"iden '-Ai, S'i und 68 versehen. Die Ausgleichswellen 50a und 3Π;: sin--' an ihren Lngerflächen 74a und 74b in Traglagern 7Ga und 70b gelagert, die in der Zwischenwand 66 ausgebildet sind, und an ihren Lagerflschen 7Sa und 7Sb in Traglagern 72a und 723, die in der Stirnwand 60 ausgebildet sind.

In der Figur 4 ist ferner gezeigt, daß die Zwiscnsnbodenteile 42a und 42d auf jenem Niveau angeordnet sind, auf deτ sich der unterste der Kolbenringe 14a des Kolbens 14 befindet, wenn dieser seine strichpunktiert angedeutete, unters Totpunktstsllung einnimmt. Das untere Ende des küh.liiis^sernurchflossenen Mantelraums 38 ist etwas oberhalb des untersten Kolbenringes 14a des in seiner unteren Totpunktrj befindlichen Kolbens 14 angeordnet. In der Figur 3

man, dat3 die Oberteile der Traglager 7Qa und 7Gb von ri^n Zuiischenborienteilen 42a und 42b gebildet werden, die zu rii^son Zweck im Bereich der Traglager 70a und 70b verstärkt sand und in die abwartsgerichteten Fortsätze 44a und 44b übergehen, die in ihrem oberen Teil ebenfalls verstärkt sind. F-rner sind die Teile 42a, 42b, 44a und 44b einstückig mit bogenförmigen Lagerteilen 80a und 80b ausgebildet, so daß in der Zwischenwand S6 starre Abstützungen für die Ausgleichs-U=IlEn 50b und 50b vorgesehen werden können. Auch in der

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Stirnwand 50 sind dis Traglaner 72=, υηο 7?.b st?rr ausgebildet, doch ist dies in den Zeicnnunqen ni-.ht rnpitplli.

In den Figuren 2, 3 und u is i: >rz:^j\ _:t, i.;-'^; ]'■

dsm Zylinderblock 10 ein Hauptcilk?tial -'.Q r.u^r.vbi Inet i.st, ^!>-f sich parallel zu der Ausgleichsuielle 50ε unterhalb i"!f=3 <.":riumsserdurchflossenen Mantelraurns 38 in oer inhe dsr Stnll^ erstreckt, an der der Zwiscbenbonsnteil i+2r. εη γϊε Ai-lei-mir.:·!...-anordnung kZ anschließt. Gemäß Figur < ist dsr h:\upt^:'.lkr^---\ 80 über einen Ülzuführungsksnal ."? mit ειπε-ί nicnt π = ζρ.ί';:ΐ^π ülksnal verbunden, dsr in dsr Hiurb-aluelle I? au;r,ebii'j = t- i"-i und von dsm CJl über den ülzuführungsknnal '.?. zu dem >·-ήuρt": 1 kanal 8D gelangt. Gemäß der Figur 3 i'-'t der HauTtölki-'nal " j . durch einen radialen Ülkanal 8^ nit der Lsrerfl^che 7^ria verbunden. Es ist ferner in der ZuiischRnwanr¹ Sfi ein luc-γ-liegenrisr Ö!kanal 86 ausgebildet, der an rinn Lar-ar-fx^r γ,·τ^:?^ 70a und 7Cb mündet. Auf diese Usi<=e können din L = P^r "Inch "_"i 70a und 70b beschmiert werden. Gümä^ ner Finur 1 sind di« Ausglsichsujellen 50a und 50b mit radialen !.Ikon-ilen i-a unr 83b ausgebildet, die an den Lagerf lachen 7'tB un;- 74-b τι fin dr.: π und mit je eine^ der axialen Ölkünäle SQa und 9^r;^:ü dnr -Vn^- gleichgujsllen 50a bzw. 50b ausgebildet sinr. Dip Aus. lai^^hluelle-n 50b und 50b sind ferner mit rarislsn ülk~n;-..lr;^ ^lJHp und 9£b ausgebildet, van denen jeder - π einen ines =rit de axialen Kanal 90a bzw. 90b in Verbindung steht und an inneren Ende en der Lagerflache 7Gb dzui.-75b m-öncet. Auf ai^ss Weise können die Traglager 72a und 72b geschmiert werrisn. υ ir? vorstehend beschriebene Anardnunn der Schxierül'<nn;"il--^: bi-.:t?t den Uarteil, da3 in der Stlrnujsnd 60 kein nusrliscjsn ::~r kanal ausgebildet zu ω-erden braucht und daher dis Stirnu- -τ: 60 schwächer ausgebildet werden <s-nn.'

In den Figuren 2 und 3 erkennt man Ferner, c :,Γ: in der Ziüischenuand SB auf der r = r Aursn-lei-ihsiürrll= 5.'-D b.--

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n-cin^rten Seite «in vertikaler Olrücklaufkanal 9^ ausgshil.^H;pt igt, \\i9.T den Schmieröl von dem Zylinderkopf 16 in dir- ,jli-jr:nni= zurückläuft. Ein in den Zeichnungen nicht rszelqtar, ähnlicher vertikaler Ülrücklaufkanal Sk ist in der Zwischenwand S3 auf der anderen Seite derselben ausgebildet. Dia Ausglsichsuellen 50a und 5Db sind so angeordnet, tia'i sie sich zum Teil unterhalb dieser Dlrücklaufkanäle 9^· erstrecken. In den Bereichen unterhalb der olrücklaufkanüle 9 it ist die Zwischenwand S3 mit die Ausgleichs ω eile η 50a und 5Πη abrieckendan Prallflächen 96ε und SSb für das Gl versehen; di=BR Prsllflochen sind in den Figuren Z und k gezeigt. Diese Anordnung hat den Unrteil, da3 die Ausgleichwellen 5Da und 5^rJi-i näh-T an der rireitenmitte des Zylinderblackes ID angenrrinet siRrdsn können und daher dessen Seitenteile nicht sperrig erweitert zu warden brauchen.

Die Erfindung ist in keiner Weise auf das gszsigts Husführungsbeispiel eingeschränkt, das im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert werden kann.

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- Leerseite -

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Mj Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Zylinderblack besitzt, dessen InnenuiandanordnuriQ mindestens eine Zylinderbohrung begrenzt und dessen AuBenwandanordnung außerhalb der Innenwandsnordnung angeordnet ist und mit dieser einen kühlwasserdurchflDssenen Msntslroum begrenzt, wobei ein unterhalb der Außanwandanordnunq angeordneter und an sie anschließender Zwischenboden vorgesehen ist, der mindestens teilweise den oberen Teil eines Kurbelgehäuses bildet, ferner eine in der bzw. jeder Zylinderbchrung hin- und herbewegbar angeordneter Holben, sine in den Kurbelgehäuse vorgesehene Kurbelwelle, die mit dem ader den Holben derart verbunden ist, daß eine hin- und hergehende Bewegung des oder jedes der Holben in eine Drehbewegung dar Kurbelwelle umgewandelt wird, und mindestens eine parallel zu der Kurbelwelle angeordnete Ausgleichsuells, die aersrt gedreht wird, daß die Wirkungen der hin- und hergehenden Hasse ausgeglichen werden, das untere Ends des kühlwasserdurchflassenen Mantelraums oberhalb des Zwischenbadens angeordnet ist, die Innenwandanordnung mit mindestens einem abwärtsgerichteten Fortsatz versehen ist, der sich über den Zwischenboden hinaus abwärts erstreckt, der abwärtsgerichtete Fortsatz und der genannte Oberteil des Kurbelgehäuses mindestens einen Aufnahmeraum für eine Ausgleichswelle begrenzen!, und die mindestens eine Ausgleichswelle in Lagern gelagert, ist, die in dem mindestens teilweise von dem Zwischenboden gebildeten Oberteil des Kurbelgshäuses ausgebildet sind.

2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden auf jenem Niveau angeordnet ist, auf dem 3ich der unterste Kolbenring dss Kolbens oder jedes der Kolben in dessen unterer Totpunktstslluntj befindet, daD das untere Ende riRs kühlwnr>a~rriurchflossensn

OBIGINAL

Mantelraums oberhalb des untersten Kolbenrings des an s.einem unteren Tatpunkt befindlichen Kolbens angeordnet ist und daß der mindestens eine Aufnahmeraum für eine Ausgleichswelle außerhalb des abwärtsgerichteten Fortsatzes der Innenuand-anordnung und unterhalb des kühlwasserdurchflossenen Mantelraums angeordnet ist.

3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 ader 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderblock in einem der Verbindungsstelle zwischen der Außenwandanordnung, dem Zwischenboden und dem abwärtsgerichteten Fortsatz der Innenwandanordnung benachbarten Teil mit einem Hauptschmierölkanal ausgebildet ist, der zu der Kurbelwelle im wesentlichen parallel ist.

k. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderblock Stirnwände und mindestens eine quer angeordnete Zwischenwand besitzt, daß die Ausgleichswelle bzw. jede der Ausgleichsüjellen in einem in einer der Stirnwände ausgebildeten, ersten Traglager und einem in einer der Zwischenwände ausgebildeten, zweiten Traglager gelagert ist, daß in der Ausgleichswelle ader jeder der Ausgleichsuiellen ein axialer erster Dlkanal und ein radialer zweiter Glkanal ausgebildet sind, der den ersten ülkanal mit dem ersten und dem zweiten Traglager verbindet, daß die genannte Zwischenwand mit einer Dlkanalanordnung ausgebildet ist, die das bzw. jedes der zweiten Traglansr mit Schmieröl, versorgt, und das oder jedes der ersten Traglsger über den ersten und den zweiten Dlkanal der zugeordneten Ausgleichswelle geschmiert wird.

5. Verbrennungsmotor nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Zwischenwand ausgebildete 01-kanalanordnung mindestens einen Hauptkanal umfaßt* der sich

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'im wesentlichen parallel zu der Kurbelwelle erstreckt, ferner mindestens einen Ülzuführungskanal, der sich νση dem Hauptölkanal zu einem Lager für die Kurbelwelle erstreckt, so daß das Lager für die Kurbelwelle über dan Hauptkanal und den diesen mit dem zweiten Traglager verbindenden radialen Kanal mit Schmiermittel versargt wird.

S. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche; 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ausgleichsiupll^n vorgesehen sind, die auf entgegengesetzten Seiten der Zylinderbohrung angeordnet und in Bezug auf eine die Längsachse der Kurbelwelle enthaltende Vertikalebene zueinander symmetrisch sind.

7. Verbrennungsmotor nach Anspruch S, dadurch

gekennzeichnet, daß der Zylinderblock mindestens eine zwischen den Stirnwänden quer angeordnete Zwischenwand besitzt, dsB die Ausgleichswellen in Traglagern gelagert sind, die in der Zwischenwand ausgebildet sind, daß die Zwischenwand mit einem ülkanal ausgebildet ist, der mit den Traglagern verbunden ist, und mit einem der Traglager benachbarten Hauptölkanril, der sich im wesentlichen parallel zu der KurbelurBllR erstreckt und in das genannte eine Traglager mündet.

8. Verbrennungsmotor anch einem der Anspruchs 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderblock nit mindestens einem vertikalen Ölrücklaufkanal ausgebildet ist, der an seinem unteren Ende in das Kurbelgehäuse mündet, und daß die Ausgleichswelle oder jede der Ausgleichswellen se angeordnet ist, daß sie sich mindestens Zu¹Ti Teil unterhalt des unteren Endes des Ölrücklaufkanals οζω. einss der dlrücklaufkanäle erstreckt.

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9. Verbrennungsmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderblock unter dem unteren Ende des ülrücklaufkanals bzuj. jedes der Dlrücklaufkanäle mit einer die zugeordnete Ausgleichsiuelle abdeckenden Prallfläche Für das Öl ausgebildet ist.