EP0481124A1 - Hubkolbenmotor mit Rädertrieb - Google Patents

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EP0481124A1
EP0481124A1 EP90122253A EP90122253A EP0481124A1 EP 0481124 A1 EP0481124 A1 EP 0481124A1 EP 90122253 A EP90122253 A EP 90122253A EP 90122253 A EP90122253 A EP 90122253A EP 0481124 A1 EP0481124 A1 EP 0481124A1
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EP90122253A
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Hans Dipl.-Ing. Mezger
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Dr Ing HCF Porsche AG
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Dr Ing HCF Porsche AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L1/02—Valve drive
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    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F01L2001/0537—Double overhead camshafts [DOHC]
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]

Definitions

  • the invention relates to a reciprocating piston engine with a gear train emanating from the crankshaft to the camshafts and fluid pumps of the engine according to the preamble of claim 1.
  • Such a reciprocating piston engine is known from DE-Z Sonderbuch ATZ, Automobiltechnische Zeitschrift, 71st year, No. 9/12/1969 and 73rd year No. 5/1971.
  • An output shaft driven by the crankshaft for the clutch runs - seen in the vertical direction of the vehicle - below the crankshaft, parallel to it. It is driven by the crankshaft via a gear transmission which is arranged in a central plane between the two crankshaft ends.
  • the output shaft also drives the gear pumps and the oil pumps located in the engine crankcase.
  • An alternator which is screwed to the top of the engine housing, is used to power the engine.
  • the object of the invention is to design a gear train for the camshafts and the liquid pumps required for lubrication and cooling of the engine in such a way that the reaction torques occurring when the engine speed changes are largely balanced.
  • the gear train originating from the crankshaft lies in a central plane between the two ends of the crankshaft. It is thus achieved that the torsional vibrations in the wheel drive are reduced to a minimum. Because the waveform that results in the greatest deflection has a knot in the middle plane. By choosing this quiet zone for a center drive, the clutch, camshaft and fluid pumps remain largely free of torsional vibrations of the camshaft.
  • a reciprocating piston engine has two V-shaped cylinder rows 1 and 2, each with 6 cylinders.
  • an alternator 6 is arranged in the V-center 5. With tabs 7 it is screwed onto the cylinder heads 8.
  • Liquid pumps 12 are arranged on both long sides of the crankcase 9, which is composed of a lower part 10 and an upper part 11.
  • a pump set of the liquid pumps each consists of a water pump 13, an oil suction pump 14 and an oil pressure pump 15.
  • Two parallel camshafts are each mounted in the cylinder heads 8 of the two cylinder rows 1 and 2.
  • An intake camshaft 16 actuates the intake valves, an exhaust camshaft 17 the exhaust valves.
  • a gear drive 18 made of intermeshing spur gears is used, which is driven by a crankshaft 19.
  • the wheel drive 18 is arranged in a central plane 20 of the engine, which lies approximately midway between the front end 21 and the rear end 22 of the crankshaft 19.
  • the crankshaft 19 drives, with a pair of gearwheels 23, 24, an output shaft 25 which is parallel to it and which is connected to a clutch 26 arranged on the rear end of the engine.
  • a gear 27 of the output shaft 25 meshes with a right drive wheel 28, with which the camshafts and liquid pumps located to the right of the V center 5 are driven.
  • a coaxial additional gear 29 of the output shaft 25 is in engagement with a left drive wheel 30 for driving the camshafts and liquid pumps arranged on the left of the V center 5.
  • Both drive wheels 28, 30 consist of a larger drive gear 31 meshing with the gear 27 and 29 of the output shaft 25 and a smaller drive gear 32, with which the camshafts 16, 17 and liquid pumps 12 are driven.
  • the intake camshaft carries a gear 34
  • the exhaust camshaft 17 carries a gear 35, both of which are driven together by the drive gear 32 via an upper intermediate gear 33.
  • the same drive gear 32 meshes with a lower intermediate gear 36, which drives a pump gear 37 with which the water pump 13, the oil pump 14 and the oil pressure pump 15 are driven together.
  • the alternator 6 is provided with an intermediate shaft 38 which is arranged coaxially and in a rotationally fixed manner with respect to the output shaft 25 and via one of the latter outgoing belt drive 39 driven.
  • the belt drive lies between the front 40 of the engine and a transverse wall 41 of the vehicle body.
  • the intermediate shaft 38 is designed as a thin, resilient torsion bar in order to weaken load impacts in the drive train.

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Abstract

Ein Hubkolbenmotor besitzt zwei V-förmig angeordnete Zylinderreihen und einen von der Kurbelwelle (19) ausgehenden Rädertrieb (18) zu einer mit der Kupplung verbundenen Antriebswelle (25) sowie zu den Nockenwellen (16,17) und den Flüssigkeitspumpen für Kühlwasser und Schmieröl (37) des Motors. Der Rädertrieb (18) ist so gestaltet, daß die Kurbelwelle (19), die Nockenwellen (16,17) und Flüssigkeitspumpen (37) in der einen Drehrichtung, die Abtriebswelle (25) und die Kupplung in der anderen Drehrichtung umlaufen. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Hubkolbenmotor mit einem von der Kurbelwelle ausgehenden Rädertrieb zu den Nockenwellen und Flüssigkeitspumpen des Motors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein solcher Hubkolbenmotor ist aus DE-Z Sonderdruck ATZ, Automobiltechnische Zeitschrift, 71. Jahrgang, Nr. 9/12/1969 und 73. Jahrgang Nr. 5/1971 bekannt. Eine von der Kurbelwelle angetriebene Abtriebswelle zur Kupplung verläuft - in Höhenrichtung Fahrzeug gesehen - unterhalb der Kurbelwelle, zu ihr parallel. Sie wird von der Kurbelwelle über ein Zahnradgetriebe angetrieben, das in einer Mittelebene zwischen den beiden Kurbelwellenenden angeordnet ist. Die Abtriebswelle treibt ebenfalls über ein Zahnradgetriebe, die im Kurbelgehäuse des Motors angeordneten Ölpumpen an. Zur Stromversorgung des Motors dient eine Lichtmaschine, die oben am Motorgehäuse angeschraubt ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rädertrieb zu den Nockenwellen und den zur Schmierung und Kühlung des Motors benötigten Flüssigkeitspumpen so zu gestalten, daß die bei Drehzahländerungen am Motorgehäuse auftretenden Reaktionsmomente weitgehend ausgeglichen sind.
  • Eine Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Wenn die Abtriebswelle zur Kupplung im Gegensinn dreht wie die Kurbelwelle, die Nockenwellen und Flüssigkeitspumpen, vermindern sich die am Motor bei Drehzahländerungen wirksamen Gegenmomente zu den Antriebsmomenten. Auch die symmetrische Anordnung der Antriebsräder und Wellen zur V-Mitte begünstigt diesen erwünschten Momentenausgleich. Dieser Vorteil wird besonders spürbar bei Rennmotoren mit sehr hohen Maximaldrehzahlen von ca. 14000 1/min und raschen Drehzahländerungen des Motors.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 liegt der von der Kurbelwelle ausgehende Rädertrieb in einer Mittelebene zwischen den beiden Enden der Kurbelwelle. Es wird somit erreicht, daß die in den Rädertrieb eingehenden Drehschwingungsausschläge auf ein Mindestmaß reduziert sind. Denn die den größten Ausschlag ergebende Schwingungsform hat in der Mittelebene einen Knoten. Durch Wahl dieser ruhigen Zone für einen Mittenabtrieb bleiben die Kupplung-, die Nockenwellen- und Flüssigkeitspumpen weitgehend frei von Drehschwingungsausschlägen der Nockenwelle.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 Frontansicht eines Hubkolbenmotors,
    • Fig. 2 Frontansicht eines mittigen Rädertriebs,
    • Fig. 3 Draufsicht auf den Rädertrieb nach Fig. 2,
    • Fig. 4 Seitenansicht und teilweiser Längsschnitt des Hubkolbenmotors.
  • Ein Hubkolbenmotor besitzt zwei V-förmig zueinander liegende Zylinderreihen 1 und 2 mit jeweils 6 Zylindern. In dem V-Ausschnitt 4 ist in V-Mitte 5 eine Lichtmaschine 6 angeordnet. Mit Laschen 7 ist sie an die Zylinderköpfe 8 angeschraubt.
  • An beiden Längsseiten des Kurbelgehäuses 9, das aus einem Unterteil 10 und einem Oberteil 11 zusammengesetzt ist, sind Flüssigkeitspumpen 12 angeordnet. Ein Pumpensatz der Flüssigkeitspumpen besteht jeweils aus einer Wasserpumpe 13, einer Ölsaugpumpe 14 und einer Öldruckpumpe 15. In den Zylinderköpfen 8 der beiden Zylinderreihen 1 und 2 sind jeweils zwei parallele Nockenwellen gelagert. Eine Einlaßnockenwelle 16 betätigt die Einlaßventile, eine Auslaßnockenwelle 17 die Auslaßventile. Zum Antrieb der Nockenwellen 16, 17 und der Flüssigkeitspumpen 12 dient ein Rädertrieb 18 aus miteinander kämmenden Stirnzahnrädern, der von einer Kurbelwelle 19 angetrieben ist. Der Rädertrieb 18 ist in einer Mittel ebene 20 des Motors angeordnet, die etwa mittig zwischen dem vorderen Ende 21 und dem hinteren Ende 22 der Kurbelwelle 19 quer zu ihr liegt.
  • Die Kurbelwelle 19 treibt mit einem Zahnradpaar 23, 24 eine oberhalb zu ihr parallel liegende Abtriebswelle 25 an, die mit einer an der hinteren Stirnseite des Motors angeordneten Kupplung 26 verbunden ist. Ein Zahnrad 27 der Abtriebswelle 25 kämmt mit einem rechten Antriebsrad 28, mit dem die rechts der V-Mitte 5 liegenden Nockenwellen und Flüssigkeitspumpen angetrieben werden. Ein koaxiales weiteres Zahnrad 29 der Abtriebswelle 25 steht mit einem linken Antriebsrad 30 zum Antrieb der links der V-Mitte 5 angeordneten Nockenwellen und Flüssigkeitspumpen in Eingriff.
  • Beide Antriebsräder 28, 30 bestehen aus einem größeren mit dem Zahnrad 27 bzw. 29 der Abtriebswelle 25 kämmenden Antriebszahnrad 31 und einem kleineren Antriebszahnrad 32, mit dem die Nockenwellen 16, 17 und Flüssigkeitspumpen 12 angetrieben sind. Hierzu trägt die Einlaßnockenwelle ein Zahnrad 34 die Auslaßnockenwelle 17 ein Zahnrad 35, die beide gemeinsam über ein oberes Zwischenrad 33 von dem Antriebszahnrad 32 getrieben sind. Dasselbe Antriebszahnrad 32 kämmt mit einem unteren Zwischenrad 36, das ein Pumpenzahnrad 37 treibt, mit dem die Wasserpumpe 13, die Ölpumpe 14 und die Öldruckpumpe 15 gemeinsam angetrieben werden.
  • Die Lichtmaschine 6 wird mit einer Zwischenwelle 38, die koaxial und drehfest zu der Abtriebswelle 25 angeordnet ist und über einen von ihr ausgehenden Riementrieb 39 angetrieben. Der Riementrieb liegt zwischen der Vorderseite 40 des Motors und einer Querwand 41 des Fahrzeugaufbaus. Die Zwischenwelle 38 ist als dünner, federnder Drehstab ausgebildet, um Belastungsstöße im Antriebsstrang abzuschwächen.

Claims (8)

1. Hubkolbenmotor mit zwei V-förmig angeordneten Zylinderreihen und einem von der Kurbelwelle ausgehenden Rädertrieb zu einer mit der Kupplung verbundenen Abtriebswelle sowie zu den Nockenwellen und den Flüssigkeitspumpen für Kühlwasser und Schmieröl des Motors, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelwelle (19), die Nockenwellen (16, 17) und Flüssigkeitspumpen (12) in der einen Drehrichtung, die Abtriebswelle (25) und die Kupplung (26) in der anderen Drehrichtung umlaufen.
2. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rädertrieb (18) an einer etwa mittig zwischen den beiden Enden (21, 22) der Kurbelwelle (19), zu ihr quer liegenden Mittelebene (20) angeordnet ist.
3. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (25) in V-Mitte (5) unterhalb des V-Ausschnitts (4) und oberhalb der Kurbelwelle (19) zu ihr parallel verläuft und von ihr mit einem Zahnradpaar (23, 24) angetrieben ist.
4. Hubkolbenmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zahnrad (29) der Abtriebswelle (25) mit einem linken Antriebsrad (30) zum Antrieb der links der V-Mitte (5) liegende Nockenwellen (16, 17) und Flüssigkeitspumpen (12) und daß ein Zahnrad (27) mit einem rechten Antriebsrad (28) zum Antrieb der rechts der V-Mitte (5) liegenden Nockenwellen (16, 17) und Flüssigkeitspumpen (12) kämmt.
5. Hubkolbenmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (25) und die beiden Antriebsräder (28, 30) in derselben Höhenebene liegen.
6. Hubkolbenmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsräder (28, 30) aus einem größeren, mit dem Zahnrad (27 bzw. 29) der Abtriebswelle (25) kämmenden Zahnrad (31) und einem kleineren Antriebszahnrad (32) bestehen, mit dem die Nockenwellen (16, 17) und Flüssigkeitspumpen (12) angetrieben sind.
7. Hubkolbenmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebszahnrad (28 bzw. 30) über ein oberes Zwischenrad (33) die auf der Einlaßnockenwelle (16) und Auslaßnokkenwelle (17) sitzenden Zahnräder (34, 35), mit einem unteren Zwischenrad (36) ein Pumpenzahnrad (37) zum Antrieb der außen am Kurbelgehäuse (9), koaxial angeordneten Wasserpumpe (13), Ölsaugpumpe (14) und Öldruckpumpe (15) antreibt.
8. Hubkolbenmotor nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial in der Abtriebswelle (25) eine Zwischenwelle (38) drehfest ist, die mit einem Riementrieb (39) an der Vorderseite des Motors eine in V-Mitte (5) angeordnete Lichtmaschine (40) antreibt.
EP90122253A 1990-10-13 1990-11-22 Hubkolbenmotor mit Rädertrieb Withdrawn EP0481124A1 (de)

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DE4032593 1990-10-13
DE4032593A DE4032593A1 (de) 1990-10-13 1990-10-13 Hubkolbenmotor mit raedertrieb

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EP0481124A1 true EP0481124A1 (de) 1992-04-22

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