DE4006945A1 - Reihen-hubkolbenmaschine mit obengesteuertem ventiltrieb und einer ausgleichsvorrichtung - Google Patents
Reihen-hubkolbenmaschine mit obengesteuertem ventiltrieb und einer ausgleichsvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Reihen-Hubkolben
maschine mit obengesteuertem Ventiltrieb und einer
Ausgleichs-Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patent
anspruches 1.
Eine derartige Hubkolbenmaschine ist z. B. aus der
DE-A-27 42 091 bekannt, wobei die Ausgleichs-Vorrichtung
zum Ausgleich der aus freien Massenkräften resultieren
den Massenmomente 2. Motorordnung um die Querachse einer
als 4-Zylinder-Reihenmotor gestalteten Hubkolbenmaschine
dient. Diese Vorrichtung umfaßt zumindest an einer
Stirnseite der Maschine eine zur Kurbelwelle um eine
parallele Achse exzentrisch umlaufende Ausgleichsmasse,
deren Unwucht über den festen Abstand zur Querachse der
Maschine ein Gegenmoment zu einem freien Massenmoment
erzeugt. Reduziert werden damit die Kippbewegungen der
Hubkolbenmaschine um ihre Querachse und damit auch die
Belastungen elastischer Lager eines Fahrzeug-Antriebs
aggregates, bestehend aus einer mit einem Getriebe
verblockten Hubkolbenmaschine.
Demgegenüber sind Kippbewegungen um die Querachse auch
bei Reihen-Hubkolbenmaschinen zu beobachten, die einen
Ventiltrieb zur Betätigung mehrerer Einlaß- und
Auslaß-Ventile je Maschinen-Zylinder haben. Mit der
erhöhten Anzahl gleichartiger Ventile je Zylinder
ergeben sich größere Ventiltriebmassen, die beim Öffnen
und Schließen der Ventile erhebliche freie Massenkräfte
bewirken. Diese in unterschiedlichen Abständen von der
durch den Schwerpunkt der Hubkolbenmaschine gehenden
Querachse wirkenden Massenkräfte erzeugen Massenmomente,
die nachteilige Kippbewegungen um die vorgenannte
Maschinen-Querachse auslösen.
Um die vorbeschriebenen Kippbewegungen auf einfache
Weise im wesentlichen zu eliminieren, schlägt die
Erfindung nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 1
die Verwendung der für den Triebwerksmassen-Ausgleich
bekannten Ausgleichs-Vorrichtung zum Ausgleich von aus
freien Massenkräften des Ventiltriebes resultierenden
Massenmomenten der Maschine um deren Querachse vor.
Um durch die Ausgleichs-Vorrichtung verursachte, uner
wünschte freie Massenkräfte zu vermeiden, umfaßt gemäß
Anspruch 2 die Vorrichtung zwei synchron gegensinnig
angetriebene, zu den Massenmomenten gegenphasig in einem
Abstand von der Querachse wirkende Ausgleichsmassen.
Bei Verwendung der Ausgleichs-Vorrichtung an einer
6-Zylinder-Maschine mit einem zwei Steuerwellen umfas
senden Ventiltrieb zur gesonderten Betätigung mehrerer
Einlaß- und Auslaß-Ventile je Maschinen-Zylinder sind
die Ausgleichsmassen nach Anspruch 3 mit der 1,5-fachen
Kurbelwellendrehzahl angetrieben. Dieses Übersetzungs
verhältnis ist der bei 6-Zylinder-Maschinen mit üblicher
Zündfolge für die freien Massenmomente dominanten 1,5ten
Motorordnung angepaßt.
Zur Erzielung einer einfachen Ausgestaltung der Erfin
dung wird gemäß Anspruch 4 vorgeschlagen, daß die
Ausgleichsmassen an Umlenk- und/oder Spann-Rollen eines
die Kurbelwelle mit einer Steuerwelle verbindenden
Hüllgetriebes angeordnet sind. Die damit im freien
Stirnbereich der Hubkolbenmaschinen gegebene Anordnung
ermöglicht ferner nach Anspruch 5 vorteilhaft die
Ausbildung von mit Ausgleichsmassen versehene Umlenk-
und/oder Spann-Rollen als Nachrüstteile.
Schließlich beschreibt der Nebenanspruch 6 die Verwen
dung der bekannten Ausgleichs-Vorrichtung zum Ausgleich
von aus freien Massenkräften des Ventiltriebes resul
tierenden Massenmomenten für eine Hubkolbenmaschine mit
im wesentlichen vollkommenen Triebwerks-Ausgleich 1. und
2. Motorordnung mit einem gegenläufig und - gemäß
Anspruch 7 für einen 6-Zylinder-Reihenmotor - mit
1,5-facher Kurbelwellendrehzahl rotierendes Gegenge
wichtspaar in einem Abstand von einer Querachse durch
den Schwerpunkt der Maschine.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung schema
tisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Eine 6-Zylinder-Reihenbrennkraftmaschine 1 mit vollkom
menem Triebwerks-Ausgleich 1. und 2. Motorordnung bildet
mit einem angeflanschten Getriebe 2 ein Fahrzeug-
Antriebsaggregat 3. Die Brennkraftmaschine 1 weist in
einem Zylinderkopf 4 eine Steuerwelle 5 für Einlaß-
Ventile 6 und eine Steuerwelle 7 für Auslaß-Ventile 8
auf. Jede der Steuerwellen 5 und 7 betätigt je
Maschinen-Zylinder I bis VI jeweils zwei gleichartige
Ventile 6 und 8.
Diese Mehrventil-Anordnung ergibt über die größeren
Ventiltriebmassen an der Brennkraftmaschine 1 wirksame
freie Massenkräfte. Die im wesentlichen aus dem
Öffnen und Schließen der Ventile 6 und 8 je Maschinen-
Zylinder I bis VI resultierenden Massenkräfte bewirken
an dem Fahrzeug-Antriebsaggregat 3 jeweils relativ zu
einer Querachse 9 durch den Aggregate-Schwerpunkt "S"
entsprechende freie Massenmomente. Diese freien Massen
momente erregen das Antriebsaggregat 3 zu Kippbewegungen
um die Querachse 9. Eine bestimmten Komfortanforderungen
entsprechende Dämpfung dieser Kippbewegungen über eine
elastische Lagerung bzw. Abstützung des Antriebsaggre
gates 3 am Fahrzeugaufbau ist schwierig und mit erheb
lichem Aufwand verbunden.
Bei der 6-Zylinder-Reihenbrennkraftmaschine 1 treten bei
einer üblichen Zündfolge (z. B. 1, 5, 3, 6, 2, 4) die freien
Massenkräfte abwechselnd in den Gruppen der Maschinen-
Zylinder I bis III und IV bis VI auf. Jede Massenkraft
einer Zylinder-Gruppe I bis III bzw. IV bis VI resul
tiert dabei aus der Summe der Massenkräfte zweier
betätigter Einlaß-Ventile 6 eines Zylinders und der
Massenkräfte zweier betätigter Auslaß-Ventile 8 eines
anderen Zylinders der gleichen Zylinder-Gruppe. Aus den
abwechselnd in der vorderen Zylinder-Gruppe I bis III
und in der hinteren Zylinder-Gruppe IV bis VI auftre
tenden, summierten Massenkräften (jeweils drei je
Zylinder-Gruppe) resultieren um die Querachse 9 wirkende
Wechsel-Massenmomente. Dominant sind diese Wechsel-
Massenmomente bei einer 6-Zylinder-Reihenbrennkraft
maschine 1 mit üblicher Zündfolge bei der 1,5ten Motor
ordnung.
Diese Wechsel-Massenmomente 1,5ter Motorordnung um die
Querachse 9 können durch eine an der freien Stirn
seite 10 der Brennkraftmaschine 1 vorgesehene Aus
gleichsvorrichtung 11 von einfachem Aufbau in einfacher
Weise eliminiert werden. Hierzu weist die Vorrichtung 11
zwei von einer Kurbelwelle 12 synchron gegensinnig
angetriebene, zu den Wechsel-Massenmomenten gegenphasig
in einem Abstand "a" von der Querachse 9 wirkende
Ausgleichsmassen 13 auf, die jeweils um eine zur Kurbel
welle 12 parallele Achse 14 exzentrisch umlaufen. Im
Hinblick auf die Wechsel-Massenmomente 1,5ter Motor
ordnung sind die umlaufenden Ausgleichsmassen 13 mit der
1,5-fachen Kurbelwellendrehzahl angetrieben.
Zur Erzielung eines einfachen Aufbaues der Ausgleichs-
Vorrichtung 11 sind die Ausgleichsmassen 13 an einer
Umlenkrolle 15 und einer Spannrolle 16 eines die Kurbel
welle 12 mit der Auslaß-Steuerwelle 7 verbindenden
Hüllgetriebes 17 angeordnet. Die Einlaß-Steuerwelle 5
des Ventiltriebes 18 ist gesondert von der Auslaß-
Steuerwelle 7 angetrieben.
Mit der vorbeschriebenen Ausgestaltung der Vorrich
tung 11 eignen sich die Umlenk- und/oder Spannrollen 15,
16 auch als Nachrüstteile.
Claims (7)
1. Reihen-Hubkolbenmaschine mit obengesteuertem
Ventiltrieb und einer Ausgleichs-Vorrichtung,
- - wobei die Vorrichtung (11) eine in einem Endbereich (Stirnseite 10) der Maschine (1) um eine zur Kurbelwelle (12) parallele Achse (14) exzentrisch umlaufende Ausgleichsmasse (13) umfaßt, die
- - einer vorbestimmten Motorordnung entsprechend übersetzt angetrieben ist zum Ausgleich von aus freien Massenkräften resultierenden Massenmomenten der Maschine um eine Querachse (9), dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Vorrichtung (11) zum Ausgleich von aus freien Massenkräften des Ventiltriebes (18) resul tierenden Massenmomenten der Maschine (1) um die Querachse (9) dient.
2. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (11)
zwei synchron gegensinnig angetriebene, zu den
Massenmomenten gegenphasig in einem Abstand (a) von
der Querachse (9) wirkende Ausgleichsmassen (13)
umfaßt.
3. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einer 6-Zylinder-
Maschine (1) mit einem zwei Steuerwellen (5, 7)
umfassenden Ventiltrieb (18) zur gesonderten
Betätigung mehrerer Einlaß- und Auslaß-
Ventile (6, 8) je Zylinder (I bis VI) die Aus
gleichsmassen (13) mit der 1,5-fachen Kurbelwellen
drehzahl angetrieben sind.
4. Hubkolbenmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichs
massen (13) an Umlenk- und/oder Spann-
Rollen (15, 16) eines die Kurbelwelle (12) mit einer
Steuerwelle (5, 7) verbindenden Hüllgetriebes (17)
angeordnet sind.
5. Hubkolbenmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß mit Ausgleichs
massen (13) versehene Umlenk- und/oder Spann-
Rollen (15, 16) als Nachrüstteile ausgebildet sind.
6. Reihen-Hubkolbenmaschine mit obengesteuertem
Ventiltrieb und einer Ausgleichs-Vorrichtung,
- - wobei die Vorrichtung (11) eine in einem Endbereich (Stirnseite 10) der Maschine (1) um eine zur Kurbelwelle (12) parallele Achse (14) exzentrisch umlaufende Ausgleichsmasse (13) umfaßt, die
- - einer vorbestimmten Motorordnung entsprechend übersetzt angetrieben ist zum Ausgleich von aus freien Massenkräften resultierenden freien Massen momenten der Maschine (1) um eine Querachse (9), dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Ausgleichs-Vorrichtung (11) bei einer Hubkolbenmaschine (1) mit im wesentlichen voll kommenen Triebwerksausgleich 1. und 2. Motorordnung und einem Ventiltrieb (18) zur gesonderten Betäti gung mehrerer Einlaß- und Auslaß-Ventile (6, 8) je Maschinenzylinder (I bis VI) zum Ausgleich von aus freien Massenkräften des Ventiltriebes resultieren den Massenmomenten zwei synchron gegensinnig angetriebene, zu den Massenmomenten gegenphasig in einem Abstand (a) von der Querachse (9) wirkende Ausgleichsmassen (13) umfaßt.
7. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichs
massen (13) bei einem 6-Zylinder-Reihenmotor (1)
mit einer 1,5-fachen Kurbelwellendrehzahl entspre
chend einer dominanten 1,5ten Motorordnung ange
trieben sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904006945 DE4006945A1 (de) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Reihen-hubkolbenmaschine mit obengesteuertem ventiltrieb und einer ausgleichsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904006945 DE4006945A1 (de) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Reihen-hubkolbenmaschine mit obengesteuertem ventiltrieb und einer ausgleichsvorrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4006945A1 true DE4006945A1 (de) | 1991-09-12 |
Family
ID=6401493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904006945 Withdrawn DE4006945A1 (de) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | Reihen-hubkolbenmaschine mit obengesteuertem ventiltrieb und einer ausgleichsvorrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4006945A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1990
- 1990-03-06 DE DE19904006945 patent/DE4006945A1/de not_active Withdrawn
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