EP0062030B1 - Hubkolben-Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP0062030B1
EP0062030B1 EP82890045A EP82890045A EP0062030B1 EP 0062030 B1 EP0062030 B1 EP 0062030B1 EP 82890045 A EP82890045 A EP 82890045A EP 82890045 A EP82890045 A EP 82890045A EP 0062030 B1 EP0062030 B1 EP 0062030B1
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EP
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housing
combustion engine
enclosure
internal combustion
engine block
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EP82890045A
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Valev Dipl.Ing.Dr.Techn. Assen
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Steyr Daimler Puch AG
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Steyr Daimler Puch AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F02B77/11—Thermal or acoustic insulation
    • F02B77/13—Acoustic insulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S277/00—Seal for a joint or juncture
    • Y10S277/916—Seal including vibration dampening feature

Definitions

  • the invention relates to a reciprocating internal combustion engine with an engine block consisting of cylinders, cylinder heads, crankshaft together with engine, camshaft with control wheels and intake and exhaust manifold, which has an at least partially enclosing, multi-part, a common oil chamber formwork, the structure-borne soundproofing sealing elements on Engine block is attached, wherein the engine block, the flywheel housing and possibly the gearbox are rigidly connected to one another.
  • the object of the invention is to eliminate these deficiencies and to provide a reciprocating piston internal combustion engine of the type described at the outset, which ensures the greatest possible sound insulation with reduced technical outlay.
  • the invention solves this problem in that the unit is suspended on the end facing away from the flywheel with the interposition of an elastic and structure-borne sound-absorbing element on a cross member and has lateral eyes in the rocker-wheel housing with elastic and sound-absorbing lining for trunnions, the formwork as a unit by means of a ring designed sealing elements in the area of the end faces of the engine block is supported on this.
  • the formwork forms a unit in itself, it only needs to be attached to the engine block as a whole to reduce structure-borne noise and oil-seal in order to achieve effective sound insulation even if the formwork itself consists of parts that are only oil-tight but not sound-proof connected, because of the formwork as a whole is no longer transmitted structure-borne noise. It is therefore sufficient to connect the individual parts of the formwork in a simple manner without special insulation measures, so that there is a corresponding reduction in the technical outlay and the costs.
  • the support of the unitary formwork on the front sides of the engine block offers the possibility of using the ring-shaped sealing elements, which ensure secure mounting without the use of the necessary sound-transmitting fastening screws or the like.
  • the auxiliary devices such as alternator, water pump, filter, oil cooler, compressor and / or. Like., attached. This avoids stressing the formwork by these auxiliary devices, and the wall thickness of the formwork can be kept very small. In addition, the vibrating mass of the formwork is of course also reduced, so that there are, if at all, only very small vibration amplitudes with respect to the engine block.
  • a bearing plate which is coaxial with the crankshaft and serves as a cover, is fastened to the crossmember with a bearing for the shaft of the drive of the auxiliary devices, and this shaft is connected to the crankshaft via an elastic coupling which isolates structure-borne noise. Since the drive shaft of the auxiliary devices is mounted in the bearing plate attached to the cross member, there are no relative movements between the auxiliary devices and the drive shaft. On the other hand, the radial relative movements between the crankshaft and the drive shaft for the auxiliary devices resulting from the elastic mounting of the unit formed in the cross member can take place unhindered and without harmful effects.
  • the end shield has the further advantage that it covers the crankshaft end together with the vibration damper that is usually present in a noise-absorbing manner.
  • the casing has an elongated opening in the area of the exhaust manifold, which is closed by a housing enclosing the exhaust manifold with the interposition of an elastic and structure-borne sound-absorbing seal, so that the exhaust manifold is also soundproofed.
  • the housing is attached to the cylinder heads with the interposition of a structure-borne sound-absorbing seal, and the edge of the formwork opening nestles against the housing with the interposition of an elastic seal, which in the edge region of the opening consists of layers separated from one another by heat-resistant and structure-borne sound-insulating flat seals.
  • an elastic seal which in the edge region of the opening consists of layers separated from one another by heat-resistant and structure-borne sound-insulating flat seals.
  • the flywheel housing can have its own formwork supported on it or on the trunnion under structure-borne sound insulation, optionally enclosing the starter, to which a gearbox formwork can then be connected.
  • the starter is attached to the flywheel housing in the usual way and thus does not perform any relative movements with respect to the flywheel.
  • the engine block is enclosed on all sides by a casing 9, the u a removable cover 10 to make the valve rocker arms accessible. Like. And has an oil pan 11 and forms an oil space.
  • the casing 9 is fastened to the engine block I via structure-borne noise-isolating sealing elements 12, 13, the sealing elements 12, 13 being arranged on the end faces of the engine block I and being designed in a ring shape.
  • a cross member 15 with the interposition of an elastic and structure-borne sound-absorbing ring 16, auxiliary devices such as alternator 18, water pump 19 and compressor being attached to the cross member 15, which in turn is supported on longitudinal members 17 of a chassis 20 (Fig. 3) are attached.
  • a bearing plate 21 which is coaxial with the crankshaft 3 and serves as cover, is screwed to the cross member 15 and is provided with a bearing 22 for the shaft 23 of the drive pulley 24 for the auxiliary devices 18, 19, 20.
  • the shaft 23 is connected to the crankshaft 3 via an elastic coupling 25 which isolates structure-borne noise.
  • the flywheel housing 8 has its own formwork 27 supported on it with the interposition of structure-borne sound-absorbing rings 26, which part 27a also encloses the starter. 2 eyes 28 are provided in the flywheel housing 8, which have a rubber lining 29 and are used to support trunnions 30 for the unit formed.
  • the cladding 27 of the flywheel housing 8 is supported on the trunnion 30 also by means of structure-borne rings 31.
  • the casing 9 has an elongated opening in the area of the exhaust manifold 7, which opening is closed by a housing 32 surrounding the exhaust manifold 7.
  • the edge 9a of the opening of the casing 9 nestles against the housing 32 with the interposition of an elastic seal 33 (see in particular FIG. 5), which in this edge region of the opening consists of layers 32a, 32b, 32c separated by heat-resistant and structure-borne sound insulation 34 consists.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem aus Zylindern, Zylinderköpfen, Kurbelwelle samt Triebwerk, Nockenwelle mit Steuerungsrädern und Ansaug- sowie Abgassammelleitung bestehenden Triebwerksblock, der eine ihn wenigstens teilweise umschließende, mehrteilige, einen gemeinsamen Ölraum bildende Verschalung aufweist, die über körperschallisolierende Dichtelemente am Triebwerksblock befestigt ist, wobei der Triebwerksblock, das Schwungradgehäuse und gegebenenfalls das Getriebe zu einem Aggregat starr miteinander verbunden sind.
  • Bei einer bekannten Hubkolben-Brennkraftmaschine dieser Art (ATZ Nr. 7, Juli 72, Seite 268 und DE-B 1 775468) sind die einzelnen Teile der Verschalung je für sich am Triebwerksblock, und zwar im wesentlichen an seinen Längsseiten unter Zwischenlage der körperschallisolierenden Dichtelemente abgestützt. Dies erfordert eine Mehrzahl verhältnismäßig großer Dichtelemente mit verschiedenen Befestigungsmitteln, was nicht nur den technischen Aufwand erhöht, sondern auch die Schallabschirmung und Dichtheit beeinträchtigt, da bei der Schallabschirmung bereits geringfügige Spalte den Erfolg in Frage stellen und sich eine Schallabstrahlung nicht vermeiden läßt, wenn zwischen zwei Verschalungsteilen Flächen des Triebwerksblockes ungeschützt bleiben oder von außen bis in den Triebwerksblock greifende Befestigungsschrauben für die Schalungsteile vorhanden sind. Dazu kommt noch, daß die Gefahr einer Körperschallübertragung über die Aufhängungsmittel der ganzen Brennkraftmaschine vorhanden ist.
  • Demnach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Hubkolben-Brennkraftmaschine der eingangs geschilderten Art zu schaffen, die bei verringertem technischem Aufwand eine weitestgehende Schalldämmung gewährleistet.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß das Aggregat an dem dem Schwungrad abgekehrten Ende unter Zwischenlage eines elastischen und körperschalldämmenden Elementes an einem Querträger aufgehängt ist und im Schwingradgehäuse seitliche Augen mit elastischer und schalldämmender Ausfütterung für Tragzapfen aufweist, wobei die Verschalung als Einheit mittels ringförmig gestalteter Dichtelemente im Bereich der Stirnseiten des Triebwerksblockes an diesem abgestützt ist.
  • Auf diese Weise ist eine Aggregataufhängung erreicht, die ohne besondere Erhöhung des technischen Aufwandes eine Übertragung des Körperschalls vom Aggregat in das Lagerungsgestell unterbindet. Da die Verschalung für sich eine Einheit bildet, braucht sie nur als Ganzes körperschalldämmend und öldichtend am Triebwerksblock befestig zu werden, um eine wirksame Schallisolierung auch dann zu erzielen, wenn die Verschalung selbst aus untereinander nur öldicht, aber nicht schalldicht verbundenen Teilen besteht, weil auf die Verschalung in ihrer Gesamtheit von vornherein kein Körperschall mehr übertragen wird. Es genügt also, die Einzelteile der Verschalung ohne besondere Isolationsmaßnahmen in einfacher Weise zu verbinden, so daß sich eine entsprechende Verringerung des technischen Aufwandes und der Kosten ergibt. Die Abstützung der eine Einheit bildenden Verschalung an den Stirnseiten des Triebwerksblockes bringt die Möglichkeit mit sich, die ringförmig gestalteten Dichtelemente zu verwenden, die eine sichere Halterung ohne die Benutzung von sonst erforderlichen, den Schall weiterleitenden Befestigungsschrauben od. dgl. gewährleisten.
  • In weiterer Ausbildung der Erfindung sind am Querträger die Hilfseinrichtungen, wie Lichtmaschine, Wasserpumpe, Filter, Ölkühler, Kompressor und/od. dgl., befestigt. Dadurch wird eine Belastung der Verschalung durch diese Hilfseinrichtungen vermieden, und es kann die Wanddicke der Verschalung sehr gering gehalten werden. Außerdem wird selbstverständlich auch die schwingende Masse der Verschalung verringert, so daß sich, wenn überhaupt, nur ganz geringe Schwingungsamplituden gegenüber dem Triebwerksblock ergeben.
  • Erfindungsgemäß ist an dem Querträger ein zur Kurbelwelle koaxialer, zur Abdeckung dienender Lagerschild mit einer Lagerung für die Welle des Antriebes der Hilfseinrichtungen befestigt, und es steht diese Welle mit der Kurbelwelle über eine elastische, körperschallisolierende Kupplung in Verbindung. Da die Antriebswelle der Hilfseinrichtungen in dem am Querträger befestigten Lagerschild gelagert ist, ergeben sich zwischen den Hilfseinrichtungen und der Antriebswelle keine Relativbewegungen. Dagegen können die sich aus der elastischen Lagerung des gebildeten Aggregates im Querträger ergebenden radialen Relativbewegungen zwischen der Kurbelwelle und der Antriebswelle für die Hilfseinrichtungen zufolge der elastischen Kupplung unbehindert und ohne schädliche Auswirkungen erfolgen. Der Lagerschild hat noch den weiteren Vorteil, daß er das Kurbelwellenende samt dem in der Regel vorhandenen Schwingungsdämpfer geräuschdämmend abdeckt. Es besteht auch die Möglichkeit, den Lüfterring samt dem Lüfterschacht am Querträger starr zu befestigen und den Lüfterantrieb von der Welle des Antriebes der Hilfseinrichtungen abzuleiten, so daß auch radiale Relativbewegungen zwischen Lüfterrad und Lüfterring vermieden werden und der Lüfterspalt zur Verbesserung des Wirkungsgrades klein gehalten werden kann.
  • Die Verschalung weist im Bereich der Abgassammelleitung eine längliche Öffnung auf, die durch ein die Abgassammelleitung umschließendes Gehäuse unter Zwischenlage einer elastischen und körperschalldämmenden Dichtung verschlossen ist, so daß auch die Abgassammelleitung schalldämmend abgeschirmt ist.
  • Dabei ist das Gehäuse unter Zwischenlage einer körperschalldämmenden Dichtung an den Zylinderköpfen befestigt, und es schmiegt sich der Rand der Verschalungsöffnung unter Zwischenlage einer elastischen Dichtung an das Gehäuse an, das im Randbereich der Öffnung aus untereinander durch wärmebeständige und körperschalldämmende Flachdichtungen getrennten Schichten besteht. Obwohl also das Gehäuse nicht an der dünnen Verschalung, sondern an den Zylinderköpfen befestigt ist, wird ein dichter und schallisolierter Anschluß sowohl der Verschalung an dem Gehäuse als auch des Gehäuses an dem betreffenden Zylinderkopf erzielt, wobei die Mehrschichtigkeit der Gehäusewand im Randbereich der Öffnung dafür sorgt, daß die elastische Dichtung der Verschalung vor zu großer Erwärmung bewahrt bleibt. Selbstverständlich könnte die mehrschichtige Gehäusewand auch durch einen einstückigen Dichtkörper geeigneten Materials ersetzt werden.
  • Um eine noch bessere Schalldämmung zu erzielen, kann das Schwungradgehäuse eine eigene an ihm bzw. an den Tragzapfen unter Körperschalldämmung abgestützte, den Anlasser gegebenenfalls mitumschließende Verschalung aufweisen, an die dann eine Getriebeverschalung anschließbar ist. Dabei ist der Anlasser in üblicher Weise am Schwungradgehäuse befestigt und führt somit dem Schwungrad gegenüber keine Relativbewegungen aus.
  • In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt
    • Fig. 1 eine mehrzylindrige Hubkolben-Brennkraftmaschine im vertikalen Längsschnitt,
    • Fig. 2 im vertikalen Querschnitt,
    • Fig. 3 in Stirnansicht bei abgenommenem Lüfterrad,
    • Fig. 4 den Antrieb des Lüfterrades und der Hilfseinrichtungen vergrößert im Axialschnitt und
    • Fig. 5 die Befestigung des die Abgassammelleitung umschließenden Gehäuses als Detail ebenfalls im größeren Maßstab.
  • Die Zylinder 1, die Zylinderköpfe 2, die Kurbelwelle 3 samt dem von den Kurbelkröpfungen und den Pleueln 4 gebildeten Triebwerk, die Nockenwelle 5 mit den Steuerungsrädern 6 und die Ansaug- sowie Abgassammelleitung 7 bilden einen Triebwerksblock I, der kein eigenes Kurbelgehäuse aufweist, aber mit dem Schwungradgehäuse 8 zu einem Aggregat starr verbunden ist, an das sich ebenfalls in starrer Verbindung das nicht dargestellte Getriebe anschließen kann. Der Triebwerksblock wird allseits von einer Verschalung 9 umschlossen, die einen abnehmbaren Deckel 10 zum Zugänglichmachen der Ventilkipphebel u. dgl. sowie eine Ölwanne 11 besitzt und einen Ölraum bildet. Die Verschalung 9 ist über körperschallisolierende Dichtelemente 12, 13 am Triebwerksblock I befestigt, wobei die Dichtelemente 12, 13 an den Stirnseiten des Triebwerksblockes I angeordnet und ringförmig gestaltet sind.
  • Das dem Schwungrad 14 abgekehrte Ende des gebildeten Aggregates ist an einem Querträger 15 unter Zwischenlage eines elastischen und körperschalldämmenden Ringes 16 aufgehängt, wobei an dem Querträger 15, der sich seinerseits an Längsträgern 17 eines Fahrgestelles abstützt, Hilfseinrichtungen, wie Lichtmaschine 18, Wasserpumpe 19 und Kompressor 20 (Fig. 3), befestigt sind. Gemäß Fig. 4 ist an dem Querträger 15 ein zur Kurbelwelle 3 koaxialer, zur Abdeckung dienender Lagerschild 21 angeschraubt, der mit einer Lagerung 22 für die Welle 23 der Antriebsriemenscheibe 24 für die Hilfseinrichtungen 18, 19, 20 versehen ist. Die Welle 23 ist mit der Kurbelwelle 3 über eine elastische, körperschallisolierende Kupplung 25 verbunden. Das Schwungradgehäuse 8 weist eine eigene, an ihm unter Zwischenlage körperschalldämmender Ringe 26 abgestützte Verschalung 27 auf, die mit ihrem Teil 27a auch den Anlasser umschließt. Ferner sind gemäß Fig. 2 im Schwungradgehäuse 8 Augen 28 vorgesehen, die eine Gummiausfütterung 29 aufweisen und zur Lagerung von Tragzapfen 30 für das gebildete Aggregat dienen. Die Verschalung 27 des Schwungradgehäuses 8 stützt sich an den Tragzapfen 30 ebenfalls über körperschalldämmende Ringe 31 ab.
  • Die Verschalung 9 weist im Bereich der Abgassammelleitung 7 eine längliche Öffnung auf, die durch ein die Abgassammelleitung 7 umschließendes Gehäuse 32 verschlossen ist. Der Rand 9a der Öffnung der Verschalung 9 schmiegt sich unter Zwischenlage einer elastischen Dichtung 33 (siehe insbesondere Fig. 5) an das Gehäuse 32 an, das in diesem Randbereich der Öffnung aus durch wärmebeständige und körperschalldämmende Flachdichtungen 34 voneinander getrennten Schichten 32a, 32b, 32c besteht.

Claims (6)

1. Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem aus Zylindern, Zylinderköpfen, Kurbelwelle samt Triebwerk, Nockenwelle mit Steuerungsrädern und Ansaug- sowie Abgassammelleitung bestehenden Triebwerksblock, der eine ihn wenigstens teilweise umschließende, mehrteilige, einen gemeinsamen Ölraum bildende Verschalung aufweist, die über körperschallisolierende Dichtelemente am Triebwerksblock befestigt ist, wobei der Triebwerksblock (I), das Schwungradgehäuse (8) und gegebenenfalls das Getriebe zu einem Aggregat starr miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat an dem dem Schwungrad (14) abgekehrten Ende unter Zwischenlage eines elastischen und körperschalldämmenden Elementes (16) an einem Querträger (15) aufgehängt ist und im Schwungradgehäuse (8) seitliche Augen (28) mit elastischer und schalldämmender Ausfütterung (29) für Tragzapfen (30) aufweist, wobei die Verschalung (9) als Einheit mittels ringförmig gestalteter Dichtelemente (12, 13) im Bereich der Stirnseiten des Triebwerksblockes (I) an diesem abgestützt ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Querträger (15) die Hilfseinrichtungen, wie Lichtmaschine (18), Wasserpumpe (19), Filter; Ölkühler, Kompressor (20) und/oder dgl., befestigt sind.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Querträger (15) ein zur Kurbelwelle (3) koaxialer, zur Abdekkung dienender Lagerschild (21) mit einer Lagerung (22) für die Welle (23) des Antriebes (24) der Hilfseinrichtungen (18, 19, 20) befestigt ist und diese Welle (23) mit der Kurbelwelle (3) über eine elastische, körperschallisolierende Kupplung.(25) in Verbindung steht.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschalung (9) im Bereich der Abgassammelleitung (7) eine längliche Öffnung aufweist, die durch ein die Abgassammelleitung (7) umschließendes Gehäuse (32) unter Zwischenlage einer elastischen und körperschalldämmenden Dichtung (33) verschlossen ist.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (32) unter Zwischenlage einer körperschalldämmenden Dichtung an den Zylinderköpfen (2) befestigt ist und sich der Rand (9a) der Verschalungsöffnung unter Zwischenlage einer elastischen Dichtung (33) an das Gehäuse (32) anschmiegt, das im Randbereich der Öffnung aus untereinander durch wärmebeständige und körperschalldämmende Flachdichtungen (34) getrennten Schichten (32a, 32b, 32c) besteht.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwungradgehäuse (8) eine eigene, an ihm bzw. an den Tragzapfen (30) unter Körperschalldämmung abgestützte, den Anlasser gegebenenfalls mitumschließende Verschalung (27) aufweist, an die eine Getriebeverschalung anschließbar ist.
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