DE4228689A1 - Motorblock - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Motorblock und insbesondere den Aufbau eines unteren Blockabschnitts eines Zylinder­ blocks eines Kraftfahrzeugmotorblocks.

Üblicherweise werden in Motorzylinderblöcken Lager zur drehbaren Lagerung einer Motorkurbelwelle eingebaut. Wenn ein Lagerdeckel, welcher eine Motorkurbelwelle im Motorzy­ linderblock drehbar hält, während des Motorbetriebs in eine Schräglage bezüglich des Motorzylinderblocks gerät, reibt er an der Motorkurbelwelle und bringt sie dazu, Vibrationen zu erzeugen, die nachfolgend als Schwingungen bezeichnet werden. Um Schwingungen der Motorkurbelwelle aufgrund einer Schräglage des Lagerdeckels zu vermeiden, wurden verschie­ dene verbesserte Bauweisen von Lagerdeckeln vorgeschlagen, mit welchen die Formsteifigkeit der Lagerdeckel erhöht wird.

Einige Motorzylinderblöcke werden mit Lagerdeckeln verse­ hen, von welchen jeder mit seitlichen Schrauben an einem Kolbenhemdteil des Motorzylinderblocks verschraubt ist. Ei­ ne solche Bauart zur Befestigung von Lagerdeckeln ist bei­ spielsweise in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 59-88 241 beschrieben.

Es ist auch bekannt, einen Lagerdeckel an beiden Seiten­ wänden und am Boden eines unteren Blockabschnitts des Zylinderblocks mittels Schrauben zu befestigen. Eine derar­ tige Art, Lagerdeckel zu befestigen, ist beispielsweise aus der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Hr. 1-2 80 667 bekannt.

Da die herkömmliche Bauweise zur Befestigung von Lager­ deckeln ohne Berücksichtigung von Schwingungsunterschieden zwischen den Lagerdeckeln entworfen wurden, ist es nicht immer wirkungsvoll, die Schwingung des Lagerdeckels zu un­ terdrücken, während der Motor schwingt, obwohl die her­ kömmliche Art zur Lagerdeckelbefestigung eine statische, unterstützende Steifigkeit eines Lagerdeckels verbessern kann. Wenn der Motor selbst und ein mit dem Motor baumäßig verbundenes Getriebe Schwingungen verursachen, wird der obere Zylinderblock, der untere Zylinderblock und das Ge­ triebe von den Schwingungen auf verschiedene Weise be­ einträchtigt. Als Folge davon verformen sich teilweise der obere und untere Zylinderblock unterschiedlich, beispiels­ weise in verschiedene Richtungen. Wenn ein Lagerdeckel so­ wohl am oberen als auch am unteren Zylinderblock an einer Stelle befestigt ist, wo sich der obere und untere Zylin­ derblock unterschiedlich verformen, gerät die Lagerkappe möglicherweise in Schräglage und verursacht eine Durchbie­ gung der Kurbelwelle und bringt sie dazu, aufgrund der Durchbiegung zu schwingen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Bauweise eines unteren Zylinderblockabschnitts eines Motorzylinderblocks zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch folgende Merkmale gelöst:

Einen Motorzylinderblock einschließlich eines oberen Zylin­ derblockabschnitts, eine in Längsrichtung im Motorzylinder­ block eingebaute Kurbelwelle und einen unteren Zylinder­ blockabschnitt, der eine Vielzahl von in Längsrichtung an­ geordneten Lagerdeckeln aufweist, welcher am oberen Zylin­ derblockabschnitt befestigt ist, so daß die Kurbelwelle drehbeweglich von den Lagerdeckeln gehalten wird. Der un­ tere Zylinderblockabschnitt, der ein im wesentlichen recht­ eckförmiges, von einem Boden und einer vom Boden aufwärts gerichteten Seitenwand gebildetes Gehäuse aufweist, ist mit einer ersten Versteifungsrippe versehen, welche sich unterhalb eines jeden der Lagerdeckel befindet und welche sich vom Boden nach oben erstreckt, so daß sie eine Verbin­ dung zwischen der einen und der anderen Seite der Seiten­ wand quer zur Längsrichtung herstellt.

Der untere Zylinderblockabschnitt ist ferner mit einer zweiten Versteifungsrippe versehen, die von einem Befesti­ gungsträger absteht, welcher sich nach unten von einem Ende des Bodens erstreckt, um dann nahe unterhalb der Lagerdec­ kel zu enden und durch welche ein Getriebegehäuse am Motor­ zylinderblock befestigt ist. Die ersten Versteifungsrippen, mit Ausnahme einer Versteifungsrippe, welche einem der La­ gerdeckel zugeordnet ist, verspannen die Lagerdeckel. Die erste Versteifungsrippe, welche einem der Lagerdeckel zuge­ ordnet ist, ist getrennt von diesem Lagerdeckel in einem vorgegebenen Abstand angeordnet. Die erste Versteifungsrip­ pe ist so ausgestaltet, daß sie eine geringere Formsteifig­ keit hat, da sie sich gesondert in einem Abstand von diesem einen Lagerdeckel befindet. Die erste Versteifungsrippe, die einem der Lagerdeckel zugeordnet ist, kann so gebaut sein, daß sie diesen einen Lagerdeckel verspannt. In diesem Fall ist die erste Versteifungsrippe, die diesem einen La­ gerdeckel zugeordnet ist, so ausgebildet, daß sie eine ge­ ringere Formsteifigkeit hat als die anderen ersten Verstei­ fungsrippen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung weiter beschrieben, in welcher gleiche Bezugszeichen zur Bezeich­ nung gleicher oder ähnlicher Elemente innerhalb der gesam­ ten Zeichnung verwendet wurden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Motorzylinder­ block gemäß einem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel der Erfindung;

Fig. 2 eine teilweise angeschnittene Seitenansicht des Motorzylinderblocks gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt, welcher einen zwischen einem ersten und zweiten Zylinder angeordneten Lager­ deckel zeigt;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen unteren Zylinderblock des Motorzylinderblocks gemäß Fig. 1;

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie A-A der Fig. 4;

Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie B-B der Fig. 4;

Fig. 7 eine Untersicht eines unteren Zylinderblocks des Motorzylinderblocks gemäß Fig. 1;

Fig. 8 eine teilweise angeschnittene Seitenansicht eines Motorzylinderblocks gemäß einem weiteren bevor­ zugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9 einen Querschnitt, welcher eine zwischen einem ersten Zylinder und einem zweiten Zylinder des Motorzylinderblocks der Fig. 8 angeordneten La­ gerdeckel zeigt;

Fig. 10 eine teilweise angeschnittene Seitenansicht eines weiteren Motorzylinderblocks gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 11 eine teilweise angeschnittene Seitenansicht eines Motorzylinderblocks gemäß einem weiteren bevor­ zugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 12 einen Querschnitt, welcher einen zwischen einem ersten Zylinder und einem zweiten Zylinder des Motorzylinderblocks der Fig. 11 angeordneten Lagerdeckel zeigt;

Fig. 13 eine teilweise angeschnittene Seitenansicht eines Motorzylinderblocks gemäß einem weiteren bevor­ zugten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 14 eine teilweise angeschnittene Seitenansicht eines Motorzylinderblocks gemäß einem weiteren bevor­ zugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Wie aus der Zeichnung im einzelnen, insbesondere aus Fig. 1 zu entnehmen ist, ist ein Motorzylinderblock 20 für bei­ spielsweise einen Vierzylinder-Reihenverbrennungsmotor ver­ anschaulicht, welcher eine Bauweise des unteren Blocks gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung auf­ weist. Der Motorzylinderblock 20 umfaßt einen oberen Zylin­ derblockabschnitt 24 und einen unteren Zylinderblockab­ schnitt 34. Der obere Zylinderblockabschnitt 24 ist mit vier, nämlich ersten bis vierten Zylinderbohrungen 46 (nur eine davon erscheint in der Figur) ausgebildet, die in ei­ ner geraden Linie liegen, in welcher sich eine Kurbelwelle 22 erstreckt. Der Motorzylinderblock 20, bei welchem es sich um einen Typ mit sogenanntem kurzen Kolbenhemd han­ delt, ist mit einem Kolbenhemdteil 24a ausgebildet, welches leicht unter die Höhe der Rotationsachse der Kurbelwelle 22 herabversetzt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird an­ genommen, daß sich die Kurbelwelle 22 entgegen dem Uhrzei­ gersinn dreht, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Der Kolben­ hemdteil 24a bildet einen unteren Teil des oberen Zylinder­ blockabschnitts 24, so daß die Unterseite des oberen Zylin­ derblockabschnitts 24 umfaßt wird. Zur drehbaren Lagerung der Kurbelwelle 22 zwischen dem oberen Zylinderblockab­ schnitt 24 und dem unteren Zylinderblockabschnitt 34 ist der obere Zylinderblockabschnitt 24 einstückig mit einer Vielzahl von Lagerblöcken 25 ausgebildet, von welchen jeder mit einem oberen Lagermetall 26 versehen ist, und der un­ tere Zylinderblockabschnitt 34 ist mit einem Lagerdeckel 28 verbunden, von welchem jeder mit einem unteren Lagermetall 30 versehen ist. Der Lagerblock 25 und der Lagerdeckel 28 sind zwischen jeweils benachbarten Zylinderbohrungen 46 und auf jeder Seite der geradlinig angeordneten Zylinderboh­ rungen 46 angeordnet. Demnach ist der Motorzylinderblock 20 insgesamt mit fünf Sätzen von Lagerblöcken 25 und dem La­ gerdeckel 28 ausgestattet.

Um den Lagerdeckel 28 in Querrichtung senkrecht zur Rota­ tionsachse der Kurbelwelle 22 auszurichten, ist der obere Zylinderblockabschnitt 24 mit einer Ausnehmung 24b an sei­ ner unteren Stirnseite versehen. Beim Zusammenbau des Mo­ torzylinderblocks 20 werden die Oberseiten 28a des unteren Lagerdeckels 28 in die Ausnehmung 24b eingepaßt, so daß die Lagermetalle 26 und 30 lagegenau in Querrichtung aufeinan­ derpassen. Zum Anbolzen des oberen Lagerdeckels 28 an die Unterseite des oberen Zylinderblockabschnitts 24 ist der untere Zylinderblockabschnitt 34 mit Bohrungen 28b ausge­ bildet, durch welche Befestigungsbolzen 22 eingeführt wer­ den.

Der untere Zylinderblockabschnitt 24 ist mit Hilfe von Bol­ zen 36 am oberen Zylinderblockabschnitt 24 mit seiner obe­ ren Befestigungsstirnseite 34b befestigt, welche an einer unteren Befestigungsstirnseite 34c des Kolbenhemdteils 24a befestigt ist. Der untere Zylinderblockabschnitt 34 ist als ein im wesentlichen rechteckiger Kasten ausgebildet, dessen Oberseite offen ist. Seitenwände 34a und 34b des unteren Zylinderblockabschnitts 34, die sich in Längsrichtung oder Achsrichtung der Kurbelwelle 22 erstrecken, sind mit einer Vielzahl von Bohrungen 34c ausgebildet. Der Kolbenhemdteil 24a ist mit Innengewinden 24d entsprechend den Bohrungen 34c der Seitenwände 34a und 34b des unteren Zylinderblock­ abschnitts 34 ausgebildet. Bolzen 36 sind durch die Bohrun­ gen 34c gesteckt und stehen in Eingriff mit den Gewinden 24d, so daß der untere Zylinderblockabschnitt 34 starr am oberen Zylinderblockabschnitt 24 befestigt ist.

Zusätzlich zur Bolzenverbindung des Lagerdeckels 28 mit dem oberen Zylinderblockabschnitt 24 hält der untere Zylinder­ blockabschnitt 34 den Lagerdeckel 28. Genauer gesagt ist der untere Zylinderblockabschnitt 34 einstückig mit einem Lagereinfassungsbett 34e ausgebildet, welches sich vom Bo­ den 34d in der Mitte zwischen den Seitenwänden 34a und 34b nach oben erstreckt. Ferner ist der untere Zylinderblockab­ schnitt 34 einstückig mit einer Versteifungsrippe 34g aus­ gebildet, die sich zwischen dem Lagereinfassungsbett 34e und jeder der Seitenwände 34a und 34b erstreckt und starr mit dem Lagereinfassungsbett 34e verbunden ist, so daß das Lagereinfassungsbett 34e konstruktiv versteift wird.

Das Lagereinfassungsbett 34e ist mit einem Paar Bohrungen 34f ausgebildet, die mit gleichem Abstand von einer verti­ kalen Linie angeordnet sind, welche durch die Rotationsach­ se der Kurbelwelle 22 verläuft. Der Lagerdeckel 28 ist mit Innengewinden 28c entsprechend den Bohrungen 34f des Lager­ einfassungsbetts 34e des unteren Zylinderblockabschnitts 34 versehen. Beim Zusammenbau des Motorzylinderblocks 20 wird nach dem Anpassen des Lagereinfassungsbetts 34e an die Un­ terseite des Lagerdeckels 28 ein Paar Bolzen 38 durch die Bohrungen 34f gesteckt und in Eingriff mit den Gewinden 28c gebracht, so daß der Lagerdeckel 28 starr am unteren Zylin­ derblockabschnitt 34 befestigt ist.

Die Seitenwände 34a und 34b sind mit Gewindebohrungen 34h versehen, die in Querrichtung verlaufen. Jede der Gewinde­ bohrungen 34h steht in Eingriff mit einer hohlen Gewinde­ buchse 40. Der Lagerdeckel 28 hat vordere und hintere buc­ kelartige Erhebungen 28d, von welchen jede ferner mit In­ nengewinden 28e entsprechend den jeweiligen Gewindebohrun­ gen 34h der Seitenwände 34a und 34b des unteren Zylinder­ blockabschnitts 34 versehen ist. Beim Zusammenbau des Mo­ torzylinderblocks 20 wird ein Bolzen 42 durch eine Bohrung 40a der Buchse 40 gesteckt und in Eingriff mit den Gewinden 28 gebracht, so daß der Lagerdeckel 28 starr am unteren Zy­ linderblockabschnitt 34 befestigt wird. Die Buchse 40 ist aus einem Metall hergestellt, das einen niedrigen Young′s Modul hat und folglich ziemlich elastisch ist, so daß die Bolzen 42 bezüglich der Befestigungskraft zwischen den Sei­ tenwänden 34a und 34b des unteren Zylinderblockabschnitts 34 und dem Lagerdeckel 28 eingestellt werden können.

Der Motorzylinderblock 20 ist an seiner Unterseite mit ei­ ner Ölwanne 43 zur Aufnahme von Öl zur Schmierung von be­ wegbaren Motorteilen versehen.

Nach dem Zusammenbau des Motorzylinderblocks 20 wird der Lagerdeckel 28 fest und starr von der Vorder- und Rückseite sowie dem Boden des unteren Zylinderblockabschnitts 34 ge­ tragen. Der auf diese Weise starr gelagerte Lagerdeckel 28 wird auf diese Weise vor einem Schrägliegen oder einer Ver­ formung geschützt, so daß er nicht an der Kurbelwelle 22 reibt. Wie im einzelnen später noch beschrieben wird, wer­ den die fünf Lagerdeckel 28 auf verschiedene Weise nachein­ ander an den Lagerblöcken 25 befestigt. Gemäß Fig. 2, in welcher die Lagerdeckel 28 zur Unterscheidung mit Bezugs­ zeichen 28A bis 28E von rückwärts und die Zylinderbohrungen 46 zur Unterscheidung mit Bezugszeichen 46A bis 46E von rückwärts versehen sind, ist der Vierzylinder-Reihenmotor in einem Motorraum (nicht dargestellt) eines Fahrzeugrah­ mens 18 eingebaut, so daß die Kurbelwelle 22 in Querrich­ tung des Fahrzeugkörpers 18 ausgerichtet ist. Zum Einbau des Motors ist der obere Zylinderblockabschnitt 24 an sei­ nem oberen Ende mit einer Versteifungsrippe 24e versehen, mittels welcher der Motorblock 20 fest mit einem Trägerteil 44 verbunden ist, welches am Fahrzeugkörper 18 angebolzt ist. Der Motorzylinderblock 20 ist fest mit einem Getriebe­ gehäuse 45 verbunden, welches starr im Motorraum mittels einer Motorbefestigung (nicht dargestellt) des Fahr­ zeugkörpers 1 getragen wird. Wie vorstehend beschrieben wurde, ist jeder Lagerdeckel 28 an beide Seitenwände 34a und 34b mit seitlichen Befestigungsbolzen 42 verschraubt.

Der untere Zylinderblockabschnitt 34 ist an seinem hinteren Ende einstückig ausgebildet, wobei sich ein flacher Befe­ stigungsträger 34i nach unten erstreckt, an welchem das Ge­ triebegehäuse 45 befestigt ist. Auf ähnliche Weise ist der obere Zylinderblockabschnitt 24 an seinem hinteren Ende mit einer Befestigungsoberfläche 24f versehen, an welcher das Getriebegehäuse 45 befestigt ist. Das auf diese Weise mit dem Motorzylinderblock 20 verbundene Getriebegehäuse 45 neigt zur Erzeugung von Schwingungen unabhängig vom Motor­ zylinderblock, die sich in ihren Eigenschaften von den Schwingungen unterscheiden, die der Motorzylinderblock selbst erzeugt. Solche unabhängigen und unterschiedlichen Schwingungen verursachen bei den Fahrgästen im Fahrzeug unangenehme Gefühle. Damit aus diesem Grund das Getriebe­ gehäuse 45 dazu gebracht wird, dieselbe Art von Schwingun­ gen wie der Motorzylinderblock 20 zu erzeugen, ist der un­ tere Zylinderblockabschnitt 34 auf jeder seiner Seiten einstückig mit einem Paar von im wesentlichen dreieckförmi­ gen Versteifungsrippen 34j ausgebildet, die parallel in Achsrichtung angeordnet sind, wobei jede derselben sich na­ ch vorne zwischen die Befestigungsträger 34i und den Boden 34d des unteren Zylinderblockabschnitts 34 erstreckt, wie in Fig. 7 genau gezeigt wird. Ein Punkt 34k, an welchem die Versteifungsrippe 34j endet, befindet sich genau unterhalb wo der Lagerdeckel 28d zwischen der ersten Zylinderbohrung 46A und der zweiten Zylinderbohrung 46B angeordnet ist. Auf diese Weise ist das Getriebegehäuse 45 im Ganzen fest mit dem Motorzylinderblock 20 verbunden.

Wie vorstehend beschrieben wurde, sind die ersten bis fünften Zylinderbohrungen 46A bis 46E in der Reihenfolge vom rückwärtigen Ende des Motorzylinderblocks 20 angeordnet. Auf gegenüberliegenden Seiten einer jeden der ersten bis fünften Zylinderbohrungen 46A bis 46E in Längsrichtung ge­ sehen sind die Lagerdeckel 28A bis 28E eingebaut, die am unteren Zylinderblockabschnitt 34 auf verschiedene Weise befestigt sind. Genauer gesagt, wie in Fig. 2 und 3 ge­ zeigt, sind alle Lagerdeckel mit Ausnahme des Lagerdeckels 28B, unterhalb welchem die Versteifungsrippe 34j am Endpunkt 34k endet, am unteren Zylinderblockabschnitt 34 in der be­ schriebenen und in Fig. 1 gezeigten Weise befestigt, so daß sie davon abgehalten werden, sich in Achsrichtung zu ver­ kanten.

Wie im einzelnen in Fig. 3 gezeigt ist, ist der zwischen der ersten und zweiten Zylinderbohrung 46A und 46B angeord­ nete Lagerdeckel 28B an einem Lagereinfassungsbett 34e₂ befestigt, welches aus dem Boden 34d hervorsteht. Es ist hierbei jedoch keine Versteifungsrippe zur starren Befesti­ gung des Lagereinfassungsbetts 34e₂ am Lagereinfas­ sungsbett 34e und jeder der beiden Seitenwände 34a und 34b vorhanden. Der Grund dafür liegt darin, daß im Falle, daß der gesamte Block aus dem Motorzylinderblock 20 und dem Ge­ triebegehäuse 46, welcher eine große Masse aufweist, als Ganzes Schwingungen erzeugt, eine Gegenkraft auf die Verstärkungsrippe 34j über den Befestigungsträger 34i über­ tragen wird und am Endpunkt 34k auf dem Boden 34d konzentriert wird. Als Folge wirkt eine Reaktionskraft auf diejenige Kraft, welche das Getriebegehäuse 45 zur Schwin­ gungserzeugung bringt, auf den unteren Zylinderblockab­ schnitt 34, so daß eine vertikale Schwingung auf einen Teil des unteren Zylinderblockabschnitts 34 um den Endpunkt 34k herum erzeugt wird, was zu einer Deformation oder Durchbie­ gung dieses Teils in einer Ebene senkrecht zur Achse der Kurbelwelle 22 führt.

Wenn man Versteifungsrippen zwischen das Lagereinfassungs­ bett 34e₂ und jede der Seitenwände 34a und 34b ausbil­ det, wird das direkt oberhalb des Endpunkts 34k liegende Lagereinfassungsbett 34e₂ unmittelbar einer aufwärts gerichteten Stoßkraft durch die Versteifungsrippe 34j über die Versteifungsrippen während einer derartigen Schwingung ausgesetzt. Dies führt zu einer Neigung des Lagereinfas­ sungsbetts 34e in Achsrichtung, was eine Kraft erzeugt, die auf den Lagerdeckel 28B wirkt und ihn dabei in eine Schräg­ lage in die gleiche Richtung bringt. Als Folge davon über­ trägt der Lagerdeckel 28B eine Kraft auf die Kurbelwelle 22, so daß diese schleift und gebogen wird, was Schwin­ gungen der Kurbelwelle 22 erzeugt. Das Weglassen irgendei­ ner Versteifungsrippe zwischen dem Lagereinfassungsbett 34e₂ für den zweiten Lagerdeckel 28B unterbricht die Übertragung von Schlagkräften von der Versteifungsrippe 34j.

Gemäß Fig. 4 bis 7 werden bauliche Einzelheiten des unteren Zylinderblockabschnitts 34 gezeigt. Wie man deutlich in Fig. 4 erkennen kann, gibt es Versteifungsrippen 34g, wel­ che das Lagereinfassungsbett 34e mit den gegenüberliegenden Seitenwänden 34a und 34b verbinden, für jeden der Lagerdec­ kel 28A und 28C bis 28E mit Ausnahme des Lagerdeckels 28B zwischen der ersten und zweiten Zylinderbohrung 46A und 46B. Auf gegenüberliegenden Seiten des Lagereinfassungs­ betts 34e₂, an welcher der Lagerdeckel 28B befestigt ist, gibt es keinerlei Versteifungsrippen. Direkt unterhalb der betreffenden Zylinderbohrungen, mit Ausnahme der ersten Zylinderbohrung 46A ist der untere Zylinderblockabschnitt 34 mit einem Bodenteil 34d ausgeformt, welcher eine in Querrichtung verlaufende, gewölbte Oberseite 34m hat. Die gewölbte Oberseite 34m hat einen Lagerpunkt, entlang wel­ chem sich eine Pleuelstange (nicht dargestellt) der Kurbel­ welle 22 bewegt. Die gewölbte Oberseite 34m ist sehr genau entlang des Lagerpunktes der Pleuelstange neben der Ein­ gangsseite des unteren Zylinderblockabschnitts 34 (welcher auf der linken Zeichnungsseite zu sehen ist) ausgeformt, von welcher der Verbindungszapfen in den unteren Zylinder­ blockabschnitt 34 eintritt, und er verändert sich allmähli­ ch auf die Ausgangsseite hin, durch welche der Verbindungs­ zapfen aus dem unteren Zylinderblockabschnitt 34 austritt, in eine flache Oberfläche.

Der untere Zylinderblockabschnitt 34 ist mit einer Sperr­ wand 34n versehen, die sich von der Seitenwand 34b auf der Ausgangsseite auf die Seitenwand 34a auf der Eingangsseite erstreckt, um zu erreichen, daß weniger Öl von der Pleuel­ stange verspritzt wird. Der untere Zylinderblockabschnitt 34 hat eine im Boden 34d direkt unterhalb der Sperre 34n ausgebildete Ölrückführungsöffnung 34p, welche dazu dient, von der Sperre 34n aufgefangenes Öl in die Ölwanne 43 zurückfließen zu lassen. Es gibt auch eine im Boden 34d zwischen der Seitenwand 34a und dem Ende der gewölbten Oberseite 34m auf der Eingangsseite ausgeformte Ölrück­ führungsöffnung 34q. Ferner gibt es eine im Boden 34d nahe an der Eingangsseite ausgebildete Ölrückführungs­ öffnung 34r zur wirkungsvollen Rückführung von Öl, welches über der gewölbten Oberfläche 34m des Bodens 34d verbleibt.

Wie an sich bekannt ist, ist die Ölwanne 43 mit einem Öl­ ansaugkorb 50 versehen, der zur Aufnahme von Öl in die Öl­ wanne 43 und Rückführung des Öls durch den Motorzylinder­ block 20 angeordnet ist. Der Ölansaugkorb 50 hat einen auf einer Seite der Ölwanne 43 nahe der Ausgangsseite des unte­ ren Zylinderblockabschnitts 34 angeordneten Einlaß 50a, wie es gestrichelt in Fig. 4 dargestellt ist. Im Hinblick auf den Ort des Einlasses 50a des Ölansaugkorbs 50 ist es wünschenswert, die Ölrückführungsöffnung 34r so weit wie möglich vom Einlaß 50a des Ölansaugkorbs 50 anzuordnen. Das hat seinen Grund darin, daß Luft, die im Öl in der Ölwanne 43 aufgrund von Öl erzeugt wird, welches durch die Ölrück­ führungsöffnung 34r tropft, nicht in den Ölansaugkorb 50 eingesogen wird. Wenn vom Ölansaugkorb 50 angesaugtes Öl Luft enthält, wird es kaum ausreichend gekühlt, was mögli­ cherweise zu einem Festfressen im Motor führt. Der untere Zylinderblockabschnitt 34 ist durch eine verringerte Formsteifigkeit beeinträchtigt, die auf die Ölrückfüh­ rungsöffnungen und Bohrungen zurückzuführen ist, die dort ausgebildet sind, wo der untere Zylinderblockabschnitt 34 beträchtlichen internen Kräften ausgesetzt ist, die durch Explosionen in den Motorzylindern erzeugt werden. Um zu verhindern, daß ein Teil des Bodens 34d des unteren Zylin­ derblockabschnitts 34 um die Ölrückführungsöffnungen und Bohrungen 34p, 34q und 34r aufgrund von Explosionen bricht, weist der untere Zylinderblockabschnitt 34 Rippen 34s auf, die wie in Fig. 7 gezeigt ist, an der Außenseite des Bo­ dens 34d ausgebildet sind.

Wie in Fig. 6 dargestellt ist, hat der untere Zylinder­ blockabschnitt 34 einen abgeflachten Teil des Bodens 34d, welcher das Lagereinfassungsbett 34e₂ direkt unter­ halb der ersten Zylinderbohrung 46A umgibt, um die Form­ steifigkeit des Lagereinfassungsbettes 34e₂ für den Lagerdeckel 28B zu schwächen. Wie vorstehend im Zusammen­ hang mit Fig. 5 beschrieben wurde, gestattet es der übri­ ge Teil des Bodens 34d unterhalb der Zylinderbohrungen 46B bis 46E, der mit einer gewölbten Oberseite 34m ausgeformt ist, daß die Pleuelstangen leicht Öl aufnehmen können. Ob­ wohl die leichte Ölaufnahme durch die Pleuelstangen im Hin­ blick auf die Motorschmierung wünschenswert ist, gibt es in der Praxis das Problem, daß das von den Pleuelstangen aufge­ nommene Öl zum Eindringen in eine Kanalöffnung neigt, die im unteren Teil des oberen Zylinderblockabschnitts 24 für einen Kreislauf zum Durchblasen von Benzin ausgebildet ist. Selbstverständlich muß Öl aus dem durchgeblasenen Benzin mit Hilfe eines im Kreislaufkanal angeordneten Ölabschei­ ders entfernt und in ein Aufnahmesystem zum Wiederverbren­ nen eingespeist werden.

Es ist jedoch unerwünscht, daß eine Menge Öl im durchge­ blasenen Benzin enthalten ist, selbst wenn das durchge­ blasene Benzin mit dem Ölabscheider gefiltert wird. Damit weniger Öl in das eingeblasene Benzin eindringen kann, ist der Motorzylinderblock 20 mit einer Öffnung 24f (in Fig. 4 strichpunktiert dargestellt) eines Einblas­ kreislaufkanals (nicht dargestellt) versehen, welcher im oberen Zylinderblockabschnitt 24 rechts oberhalb des flachen Teils des Bodens 24d des unteren Zylinderblock­ abschnitts 34 ausgebildet ist, der abgeflacht ist, um eine Abschwächung der Bausteifigkeit zu erreichen.

Die Befestigungskraft zum Befestigen eines jeden Lager­ deckels 28A bis 28E am unteren Zylinderblockabschnitt 34 von der Seite her ist einstellbar, was eines der wesent­ lichen Merkmale der erfindungsgemäßen Motorzylinderblock­ bauweise darstellt.

Betrachtet man die Motorschwingungen, so werden sie in zwei Schwingungsarten eingeteilt, von welchen eine im gesamten Motor als starrer Körper durch eine Reaktionskraft verur­ sacht wird, die entsteht, wenn Kolben während eines Zündvorganges nach unten getrieben werden, und die andere wird in der Kurbelwelle 22 und ihren Schwungrädern aufgrund der Zündung hervorgerufen.

Die zuletzt genannte Schwingung wird anfangs auf den oberen Zylinderblockteil 24 über die Lagerdeckel 28A bis 28E und dann über das Befestigungsteil 44 auf den Fahrgastraum übertragen. Da sich das Befestigungsteil 44 näher am Fahr­ gastraum als die rückwärtige Motorbefestigung zur Befesti­ gung des Getriebegehäuses 45 befindet, wird das Wohlbefin­ den der Fahrgäste eher durch die Schwingungen be­ einträchtigt, die über das Befestigungsteil 44 übertragen werden als über die rückwärtige Motorbefestigung.

Unter nochmaliger Bezugnahme auf Fig. 2 wird ersichtlich, daß die Dauer oder Zeiten, die zur Übertragung der Schwin­ gungen der betreffenden Lagerdeckel 28A bis 28E auf das Mo­ torbefestigungsteil 44 unterschiedlich sind, da der Motor­ zylinderblock 20 das Befestigungsteil 44 aufweist, welches sich in unterschiedlichen Abständen von den betreffenden Lagerdeckeln 28A bis 28E befindet. Wenn im Unterschied hierzu die Schwingungen zum Motorbefestigungsteil 44 an den betreffenden Lagerdeckeln 28A bis 28E mit der gleichen Ge­ schwindigkeit übertragen werden, weil die Zündintervalle zwischen den betreffenden Zylindern 46A bis 46E gleich und konstant sind, überlappen sich Schwingungen nicht, die in jeweils benachbarten, unterschiedlichen Zündzeitpunkten unterworfenen Zylindern hervorgerufen werden konstant sind, überlappen sich Schwingungen nicht, die in jeweils benach­ barten, unterschiedlichen Zündzeitpunkten unterworfenen Zy­ lindern hervorgerufen werden, und werden getrennt zum Fahr­ gastraum über das Motorbefestigungsteil 44 übertragen, so daß die unangenehmen Empfindungen der Fahrgäste aufgrund einer Schwingungsverstärkung minimiert werden, die von ei­ ner Interferenz dieser Schwingungen herrührt. Selbst wenn beispielsweise Zündungen in den betreffenden Zylindern 46A bis 46E in kurzen Intervallen während eines Motorbetriebs mit hoher Drehzahl in kürzerer Zeit erfolgen als die Zei­ ten, in welchen die von den betreffenden Lagerdeckeln 28A bis 28E hervorgerufenen Schwingungen auf das Motorlagerteil 44 übertragen werden, und als Folge davon Schwingungen zwi­ schen den betreffenden Zylindern 46A bis 46E überlappen, ist die auf die Fahrgäste übertragene Schwingung peri­ odisch, solange die Schwingungen von den betreffenden La­ gerdeckeln 28A bis 28E zur selben Zeit übertragen werden, so daß unangenehme Empfindungen ausgeschlossen werden.

Aufgrund dieser Überlegungen ist der Motorzylinderblock 20 mit den Lagerdeckeln 28A bis 28E versehen, die am unteren Zylinderblockabschnitt 34 mit unterschiedlichen Befesti­ gungskräften befestigt sind, damit die in den betreffenden Lagerdeckeln 28A bis 28E erzeugte Schwingung zur selben Zeit übertragen wird. Insbesondere ist die Befestigungs­ kraft, mit welcher der Lagerdeckel 28 von den Seiten her verschraubt ist, verringert, da jeder Lagerdeckel 28 weit entfernt vom Motorbefestigungsteil 44 angeordnet ist. Das heißt, der Lagerdeckel 28E, welcher dem Motorbefestigungs­ teil 44 am nächsten liegt, ist mit der größten Befesti­ gungskraft seitwärts verschraubt, und der Lagerdeckel 28A, welcher am weitesten entfernt vom Motorbefestigungs­ teil 44 liegt, ist mit der geringsten Befestigungskraft seitwärts verschraubt.

Noch weiter ins einzelne gehend ist zu sagen, daß Schwin­ gungen, die von den Fahrgästen als unangenehm empfunden werden, mit einer niedrigen Frequenz in einem Bereich von 200 bis 500 Hz durch periodische Durchbiegung der Motorkur­ belwelle erzeugt werden, welche auf ungenauen Rundlauf von Kurbelwellenriemenscheiben und Schwungscheiben zurückzufüh­ ren ist, und erzeugen, was man ein "rumpelndes" Geräusch nennt. Ein solches rumpelndes Geräusch wird im allgemeinen erzeugt, während der Motor mit einer Drehzahl von etwa 3500 bis 4000 U/min betrieben wird. Im Hinblick auf dieses rum­ pelnde Geräusch werden die Lagerdeckel 28A bis 28E seitwärts mit unterschiedlichen Befestigungsdrehmomenten zwischen etwa 80 und 270 kgcm verschraubt. Die Lagerdeckel 28A bis 28E werden seitwärts mit allmählich vergrößerten Drehmomenten von 80 bis 270 kgcm verschraubt, so daß der Lagerdeckel 28A, der die größte Entfernung vom Motorbefe­ stigungsteil 44 aufweist, seitwärts mit dem kleinsten Befe­ stigungsdrehmoment verschraubt wird, nämlich etwa 80 kgcm und der Lagerdeckel 28E, welcher dem Motorbefestigungsteil 44 am nächsten liegt, wird seitlich mit dem größten Befestigungsmoment verschraubt, nämlich etwa 270 kgcm. Wenn eine motorbetriebene Zusatzvorrichtung 60 vorhanden ist, die am Motor zwischen dem Motorbefestigungsteil 44 und den Lagerdeckeln 28A bis 28E angeordnet ist, wird ein La­ gerdeckel 28, der sich am nächsten zur Zusatzvorrichtung 60 befindet, seitwärts mit dem kleinsten Befestigungsdrehmo­ ment verschraubt. Der Grund dafür liegt darin, daß sich die Masse der Zusatzvorrichtung 60 gegen Schwingungen als resistent erweist. Die natürliche Frequenz eines Teils des Motorzylinderblocks um eine Lagerkappe, welche seitwärts mit einem abgeschwächten Drehmoment befestigt ist, wird erhöht, so daß es möglich ist, daß Schwingungen mit erhöhter Geschwindigkeit vom Lagerdeckel auf das Motorbefe­ stigungsteil 44 übertragen werden und das Motorbefesti­ gungsteil 44 in verkürzter Zeit erreichen. Umgekehrt wird die natürliche Frequenz des Teils erhöht, so daß Schwin­ gungen mit verringerter Geschwindigkeit vom Lagerdeckel auf das Motorbefestigungsteil 44 übertragen werden und das Mo­ torbefestigungsteil 44 in einer verlängerten Zeit errei­ chen, weil ein Teil des Motorzylinderblocks um einen Lager­ deckel herum, der seitlich mit einem erhöhten Befestigungs­ drehmoment befestigt ist, zum unteren Zylinderblockab­ schnitts 34 massenmäßig hinzuaddiert wird. Als Folge davon werden Schwingungen an das Motorbefestigungsteil 44 von al­ len Lagerdeckeln 28A bis 28E in nahezu der gleichen Zeit übertragen, was dazu führt, daß eine Interferenz von Schwingungen verhindert wird, die von Zündungen in den be­ treffenden Zylindern hervorgerufen werden, so daß die von Fahrgästen als unangenehm empfundenen Schwingungen auf ein geringes Maß beschränkt werden.

Zur unterschiedlichen seitlichen Befestigung der Lagerdec­ kel 28A bis 28E auf einem Motorblock-Montageband werden die Werte der zum seitlichen Verschrauben der Lagerdeckel 28A bis 28E notwendigen Befestigungsdrehmomente experimentell für einen oder mehrere Motorzylinderblöcke anhand eines Musters gesammelt, um ein durchschnittliches Befestigungs­ drehmoment zu bestimmen.

Fig. 8 und 9 zeigen einen modifizierten Motorzylinderblock 20. Obwohl dort unterhalb des Lagerdeckels 28B, der zwischen der ersten und zweiten Zylinderbohrung 46A und 46B liegt, eine Versteifungsrippe 34g vorhanden ist, die sich zwischen den Seitenwänden 34A und 34B erstreckt, trägt die Rippe 34g den Lagerdeckel 28B nicht. Die Versteifungsrippe 34g ist in ihrem mittleren Bereich mit einem Ausschnitt 34t versehen, so daß ein Freiraum zwischen dem Lagerdeckel 28B und der Versteifungsrippe 34g belassen wird. In diesem mo­ difizierten Motorzylinderblock 20 wird eine Beaufschlagung des genau oberhalb des Endpunkts 34k befindlichen Lagerein­ fassungsbetts 34 mit nach oben gerichteten Schlägen verhin­ dert, die vom Befestigungsträger 34i über die Versteifungs­ rippe 34j ausgehen.

Anstatt die Versteifungsrippe 34g vorzusehen, die mit einem Ausschnitt 34t versehen ist, der unterhalb des zwischen der ersten und zweiten Zylinderbohrung 46A und 46B liegenden Lagerdeckels angeordnet ist, kann die Versteifungsrippe 34j wie in Fig. 10 gezeigt ist, modifiziert werden.

Wie Fig. 10 veranschaulicht, ist der untere Zylinderblock­ abschnitt 34 auf jeder seiner Seiten mit einem Paar von im wesentlichen dreieckförmigen Versteifungsrippen 34j ein­ stückig ausgebildet, die parallel in Achsrichtung ange­ ordnet sind. Jede von ihnen erstreckt sich vorwärts zwi­ schen die Befestigungsträger 34i und den Boden 34d des un­ teren Zylinderblockabschnitts 34. Die betreffende Verstei­ fungsrippe 34j endet an einem Endpunkt 34k, der unterhalb des Lagerdeckels 28B liegt, welcher zwischen der ersten und zweiten Zylinderbohrung 46A und 46B angeordnet ist. Ande­ rerseits sind alle Lagerdeckel 28 einschließlich des Lager­ deckels 28B an den Lagereinfassungsbetten 34e in der glei­ chen Weise befestigt, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. In diesem modifizierten Motorzylinderblock 20 wird auch ver­ hindert, daß der direkt oberhalb des Endpunkts 34k liegende Lagerdeckel 28B aufwärtsgerichteten Schlägen vom Befe­ stigungsträger 34i über die Versteifungsrippe 34j ausge­ setzt wird.

In den Fig. 11 bis 13 werden modifizierte Ausgestaltun­ gen des Motorzylinderblocks 20 dargestellt, in welchen Rip­ pen 34g₁ bis 34g₅ zur Versteifung der Lagereinfas­ sungsbetten 34e₁ bis 34e₅ für die Lagerdeckel 28A bis 28E bezüglich ihrer Steifigkeit unterschiedlich gebaut sind. Der in den Fig. 11 und 12 dargestellte Motorzylin­ derblock ist mit Rippen 34g₁ bis 34g₅ mit unter­ schiedlichen Höhen versehen. Das heißt, die Rippe 34g ist höher gebaut, da sie entfernt von den im wesentlichen drei­ eckförmigen Versteifungsrippen 34j liegt, die unterhalb des zwischen der ersten und zweiten Zylinderbohrung 46A und 46B liegenden Lagerdeckels 28B enden. Ansonsten können die Rip­ pen 34g₁ bis 34g₅ mit unterschiedlichen Dicken ge­ baut sein. Das heißt, wie in Fig. 13 gezeigt ist, ist die Rippe 34g dicker ausgebildet, da sie entfernt von den im wesentlichen dreieckförmigen Versteifungsrippen 34j liegt.

Fig. 14 zeigt eine weitere modifizierte Ausgestaltung des Motorzylinderblocks 20. Ein mittiger Lagerdeckel 28C, der in etwa in einer Mittelposition in Achsrichtung oder zwi­ schen der zweiten Zylinderbohrung 46B und der dritten Zy­ linderbohrung 46C liegt, ist baumäßig getrennt vom unteren Zylinderblockabschnitt 34. Der Grund dafür besteht darin, daß aufgrund der Tatsache, daß die Schwingung des gesamten Motorzylinderblocks 20 ihre Amplitudenspitze im Mittelpunkt in Achsrichtung des unteren Zylinderblockabschnitts 34 hat, wenn der mittlere am Amplitudenspitzenpunkt liegende Lager­ deckel 28C sowohl am oberen Motorzylinderblockabschnitt 24 als auch am unteren Motorzylinderblockabschnitt 34 befest­ igt ist, es ziemlich einfach ist, aufgrund der Schwingungen in eine Schräglage zu kommen, so daß an der Motorkurbelwel­ le 22 gerieben wird. Baumäßige Trennung des mittleren La­ gerdeckels 28C entfernt vom unteren Zylinderblockabschnitt 34 liefert eine verbesserte Schwingungsunterdrückungswir­ kung. Der getrennte mittlere Lagerdeckel 28B kann in den Motorzylinderblock 20 eines jeden der vorstehenden Ausführungsbeispiele eingebaut werden.

Der erfindungsgemäße Motorzylinderblock verhindert eine Be­ einträchtigung des Lagerdeckels aufgrund von Schwingungen oder Schwingungskräften, welche über die Versteifungsrippen übertragen werden, die sich zwischen dem Befestigungsträger bis zu dem Teil des unteren Zylinderblockabschnitts unter­ halb des Lagerdeckels erstrecken, so daß eine Schräglage des Lagerdeckels ausgeschlossen wird, wobei solche Schwin­ gungen der Kurbelwelle verringert werden, die von einem schrägliegenden Lagerdeckel herrühren.

Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausgestaltungen beschrieben wurde, sind für den Durch­ schnittsfachmann auch verschiedene andere Ausgestaltungen und Varianten möglich, die in den Schutzbereich und den Grundgedanken der Erfindung fallen. Derartige weitere Ausführungsbeispiele und Weiterbildungen sollen durch die Patentansprüche abgedeckt sein.

Claims (5)

1. Motorzylinderblock für ein Kraftfahrzeug mit einem oberen Zylinderblockabschnitt, einer in Längsrich­ tung des Motorzylinderblocks eingebauten Kurbelwel­ le, und einem unteren Zylinderblockabschnitt, der eine Vielzahl von in Längsrichtung angeordneten Lagerdec­ keln aufweist, welcher zur drehbaren Lagerung der Kurbelwelle mittels der Lagerdeckel am oberen Zylin­ derblockabschnitt befestigt ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale des unteren Zylinderblockabschnitts:
einen im allgemeinen rechteckig ausgeformten Boden (34d);
eine aufrecht stehende Seitenwand (34a, 34b) zur Einfassung des Bodens (34d);
eine erste Versteifungsrippe (34g), welche sich unter­ halb eines jeden Lagerdeckels (28) befindet und sich vom Boden (34d) aus in der Weise nach oben weg er­ streckt, so daß sie eine Seite der Seitenwand (34a, 34b) mit der anderen Seite der Seitenwand (34a, 34b) quer zur Längsrichtung miteinander verbindet;
einen Befestigungsträger (34i), der sich nach unten in rechtem Winkel bezüglich der Längsrichtung von einem Ende des Bodens (34d) erstreckt und über welchen ein Getriebegehäuse (45) am Motorzylinderblock (20) be­ festigt ist; und
eine zweite Versteifungsrippe (34j), welche sich vom Befestigungsträger (34i) zu jedem Seitenteil des Bo­ dens (34d) erstreckt, so daß sie nahe unterhalb eines der Lagerdeckel (28) endet;
wobei die ersten Versteifungsrippen (34g), mit Ausnah­ me einer einem der Lagerdeckel (28) zugeordneten er­ sten Versteifungsrippe, die Lagerdeckel (28) verspan­ nen, und die dem einen Lagerdeckel (28) zugeordne­ te erste Versteifungsrippe von diesem Lagerdeckel be­ abstandet ist.

2. Motorzylinderblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Versteifungsrippe (34g) so ausgebildet ist, daß sie eine geringere Formsteifigkeit hat, da sie zu dem einen Lagerdeckel (28) beabstandet ist.

3. Motorzylinderblock für ein Kraftfahrzeug mit einem oberen Zylinderblockabschnitt, einer in Längsrich­ tung des Motorzylinderblocks eingebauten Kurbelwel­ le, und einem unteren Zylinderblockabschnitt, der eine Vielzahl von in Längsrichtung angeordneten Lagerdec­ keln aufweist, welcher zur drehbaren Lagerung der Kurbelwelle mittels der Lagerdeckel am oberen Zylin­ derblockabschnitt befestigt ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale des unteren Zylinderblockabschnitts:
einen im allgemeinen rechteckig ausgeformten Boden (34d);
eine aufrecht stehende Seitenwand (34a, 34b) zur Einfassung des Bodens (34d);
eine erste Versteifungsrippe (34g), welche sich unter­ halb eines jeden Lagerdeckels (28) befindet und sich vom Boden (34d) aus in der Weise nach oben weg er­ streckt, so daß sie eine Seite der Seitenwand (34a, 34b) mit der anderen Seite der Seitenwand (34a, 34b) quer zur Längsrichtung verbindet;
einen Befestigungsträger (34i), der sich nach unten in rechtem Winkel bezüglich der Längsrichtung von einem Ende des Bodens (34d) erstreckt und über welchen ein Getriebegehäuse (45) am Motorzylinderblock (20) be­ festigt ist; und
eine zweite Versteifungsrippe (34j), welche sich vom Befestigungsträger (34i) zu jedem Seitenteil des Bo­ dens (34d) erstreckt, so daß sie nahe unterhalb einer der Lagerdeckel (28) endet, wobei
die ersten Versteifungsrippen (34g) die Lagerdeckel (28) damit festklemmen, und die erste Versteifungs­ rippe, welche dem einen Lagerdeckel (28) zugeordnet ist, so ausgebildet ist, daß sie eine geringere Form­ steifigkeit aufweist, als die anderen ersten Verstei­ fungsrippen (34g).

4. Motorzylinderblock gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Versteifungsrippe (34g) in der Weise ausgebildet ist, daß sie eine kleinere Formsteifigkeit hat, da sie von dem einen Lagerdeckel (28) beabstandet ist.

5. Motorzylinderblock nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Versteifungsrippe (34g), die dem einen Lagerdeckel (28) zugeordnet ist, mit diesem Lagerdec­ kel (28) verschraubt ist.