EP0553069A1 - Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine mit V-förmiger Anordnung der Zylinder oder Zylinderreihen - Google Patents

Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine mit V-förmiger Anordnung der Zylinder oder Zylinderreihen Download PDF

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EP0553069A1 EP93890004A EP93890004A EP0553069A1 EP 0553069 A1 EP0553069 A1 EP 0553069A1 EP 93890004 A EP93890004 A EP 93890004A EP 93890004 A EP93890004 A EP 93890004A EP 0553069 A1 EP0553069 A1 EP 0553069A1
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Hanns-Peter Dr. Hübl
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    • F02F7/0012—Crankcases of V-engines
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    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
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    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0043—Arrangements of mechanical drive elements
    • F02F7/0053—Crankshaft bearings fitted in the crankcase
    • F02F2007/0056—Crankshaft bearings fitted in the crankcase using bearing beams, i.e. bearings interconnected by a beam or multiple beams

Definitions

  • the invention relates to a reciprocating piston engine, in particular an internal combustion engine with a V-shaped arrangement of the cylinders or rows of cylinders, with transverse screws between the engine block and the main bearing brackets attached to the engine block with main bearing high screws in the region of an apron of the engine block for lateral support of the main bearing bracket, and with an oil pan.
  • transverse screw connection of which is carried out at an angle of approximately 90 ° in the direction of the main bearing screw connection, see e.g. DE-OS 35 42 135.
  • the use of transverse screws allows good lateral support of the bearing forces, but due to the rigid connection to the apron of the engine block, increased vibration is introduced into the engine housing, since the noise excitation occurs primarily via the piston connecting rod - crankshaft - Main bearing - apron is made. In particular, all vibrations of the main bearing walls or brackets are transmitted almost undamped due to the rigid lateral integration in the skirt.
  • the object of the invention is to avoid these disadvantages, and to provide a reciprocating machine in which the result of Using the transverse screw connection, increased vibration excitation of the apron and the co-excitation of the oil pan can be avoided.
  • the engine block in the area of the main bearings on both sides of the longitudinal plane pointing in the direction of the engine vertical axis within the skirt in the direction of the oil pan has extensions of the main bearing wall, between which the main bearing brackets are attached and of which in the main bearing brackets seated transverse screws are interspersed, and that the skirt is arranged in a serving to form an exemption between the transverse screws and the inside of the skirt from the extensions of the main bearing wall.
  • the engine block is preferably designed in such a way that the apron covers the bores of the transverse screws and openings are provided in the apron for operating the transverse screws, which openings can be sealed oil-tight against oil leakage with sealing caps or locking screws or the like.
  • a lead frame is arranged between the skirt of the engine block and the oil pan for additional stiffening of the skirt.
  • the apron ends above the holes in the cross screws and is extended by a removable part over the holes in the cross screws.
  • the removable part is the oil pan, the walls of which are extended like an apron in the direction of the engine vertical axis.
  • the removable part is a ladder frame designed like an apron in the direction of the engine vertical axis, which is provided between the apron of the engine block and the oil pan.
  • the internal combustion engine comprises an engine block 1, in the engine block 1 reciprocating piston 2, a rotating in the main bearings 3 crankshaft 4, between the piston 2 and crankshaft 4 the connecting rod 5 transmitting the cylinder pressure forces, the Main bearing 3 supporting main bearing bracket 6, the main bearing high screws 7 for absorbing the bearing forces in the direction of high screwing Z, the transverse screws 8 for absorbing the inclined bearing forces and the oil pan 10 mounted on the apron 9. Furthermore, between the transverse screws 8 and the inside 9 'of the apron 9 the exemptions 12 are drawn.
  • the vibration isolation is particularly effective in combination with a lead frame 14 shown in FIGS. 3 and 4, screwed between the apron 9 and the oil pan 10, with cross bars 14a like rungs and rungs under the main bearing brackets 6 between the lead bars 14b running in the longitudinal direction of the engine.
  • FIG. 5 and 6 show an embodiment with a shortened apron 9 ending above the bores of the transverse screws 8; After dismantling the oil pan 10 equipped with walls 10a extended upwards, the cross screws can be operated.
  • the combination with a lead frame 14 is very advantageous, as shown in FIGS. 7 and 8.
  • the lead frame 14 has lead frame walls 14c elongated upwards. After disassembling it, the cross screws can be operated.
  • the invention is an effective means of reducing the noise emissions from reciprocating piston machines of the type mentioned at the outset, preferably internal combustion engines, but also advantageously in the case of compressors.

Abstract

Um die Schallemissionen bei Hubkolbenmaschinen insbesondere Brennkraftmaschinen mit V-förmiger Anordnung der Zylinder oder Zylinderreihen, mit Querschrauben (8) zwischen Motorblock (1) und den mit Hauptlagerhochschrauben (7) am Motorblock (1) befestigten Hauptlagerbügeln (6) im Bereich einer Schürze (9) des Motorblocks (1) zur seitlichen Abstützung der Hauptlagerbügel (6), zu vermindern, weist der Motorblock (1) im Bereich der Hauptlager (3) zu beiden Seiten der in Richtung Motorhochachse (Z) weisenden Längsebene (16) innerhalb der Schürze in Richtung der Ölwanne ausgebildete gelegene Verlängerungen (11) der Hauptlagerwand auf, zwischen welchen die Hauptlagerbügel (6) angebracht sind und die von den in den Hauptlagerbügeln (6) sitzenden Querschrauben (8) durchsetzt sind. Die Schürze (9) ist dabei in einem zur Bildung der Freistellung (12) zwischen den Querschrauben (8) und der Innenseite (9') der Schürze (9) dienendem Abstand von den Verlängerungen (11) der Hauptlagerwand angeordnet. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine mit V-förmiger Anordnung der Zylinder oder Zylinderreihen, mit Querschrauben zwischen Motorblock und den mit Hauptlagerhochschrauben am Motorblock befestigten Hauptlagerbügeln im Bereich einer Schürze des Motorblocks zur seitlichen Abstützung der Hauptlagerbügel, sowie mit einer Ölwanne.
  • Bei derartigen Hubkolbenmaschinen ist infolge der zur Hoch-und damit Hauptverschraubungsrichtung der Hauptlagerbügel geneigt einwirkenden Lagerkräfte im allgemeinen eine seitliche Abstützung der Hauptlagerbügel notwendig. Aus diesem Grund sind bekannte Lagereinbindungen mit zusätzlichen Querschrauben zwischen Motorblock und Hauptlagerbügel versehen.
  • Es sind Hubkolbenmaschinen der eingangs genannten Art bekannt, deren Querverschraubung im Winkel von etwa 90° in Richtung zur Lagerhauptverschraubung ausgeführt sind, siehe z.B. DE-OS 35 42 135. Die Verwendung von Querschrauben gestattet zwar eine gute seitliche Abstützung der Lagerkräfte, es tritt aber durch die steife Verbindung mit der Schürze des Motorblocks eine erhöhte Schwingungseinleitung in das Motorgehäuse ein, da die Geräuschanregung vornehmlich über den Weg KolbenPleuelstange - Kurbelwelle - Hauptlager - Schürze erfolgt. Insbesondere werden alle Schwingungen der Hauptlagerwände bzw. -bügel durch die steife seitliche Einbindung in die Schürze fast ungedämpft übertragen. Dies betrifft sowohl die Biege-und Torsionsschwingungen als auch die Ovalverformungen der Lagerbohrung selbst unter den Lagerkräften. Eine verstärkte Anregung der Schürze in Motorquerrichtung ist auch deswegen besonders nachteilig, da die an der Schürze befestigte Ölwanne in Art einer Fußpunkterregung mit angeregt wird. Die Ölwanne dominiert sogar oft die Gesamtabstrahlung von Verbrennungsmotoren; daher kann sich die Schürzen- und damit Ölwannenanregung auch auf die Stärke des Gesamtgeräusches auswirken.
  • Aufgabe der Erfindung ist, diese Nachteile zu vermeiden, und eine Hubkolbenmaschine zu schaffen, bei der die infolge der Verwendung der Querverschraubung verstärkte Schwingungsanregung der Schürze und die Mitanregung der Ölwanne vermieden werden.
  • Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Motorblock im Bereich der Hauptlager zu beiden Seiten der in Richtung Motorhochachse weisenden Längsebene innerhalb der Schürze in Richtung der Ölwanne ausgebildete Verlängerungen der Hauptlagerwand aufweist, zwischen welchen die Hauptlagerbügel angebracht sind und die von den in den Hauptlagerbügeln sitzenden Querschrauben durchsetzt sind, und daß die Schürze in einem zur Bildung einer Freistellung zwischen den Querschrauben und der Innenseite der Schürze dienendem bestand von den Verlängerungen der Hauptlagerwand angeordnet ist.
  • Vorzugsweise ist der Motorblock so gestaltet, daß die Schürze die Bohrungen der Querschrauben überdeckt und zum Bedienen der Querschrauben in der Schürze Öffnungen vorgesehen sind, die gegen Ölaustritt mit Verschlußdeckeln oder Verschlußschrauben od. dgl. öldicht verschließbar sind.
  • Für das Schwingungsverhalten ist es vorteilhaft, wenn zwischen der Schürze des Motorblocks und der Ölwanne zur zusätzlichen Versteifung der Schürze ein Leiterrahmen angeordnet ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß die Schürze oberhalb der Bohrungen der Querschrauben endet und durch einen abnehmbaren Teil über die Bohrungen der Querschrauben verlängert ist.
  • Dabei ist es günstig, wenn der abnehmbare Teil die Ölwanne ist, deren Wände schürzenartig in Richtung der Motorhochachse verlängert sind.
  • Eine andere sehr vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung mit verkürzter Schürze besteht darin, daß der abnehmbare Teil ein in Richtung der Motorhochachse schürzenartig gestalteter Leiterrahmen ist, der zwischen der Schürze des Motorblocks und der Ölwanne vorgesehen ist.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele für Brennkraftmaschinen näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:
    • Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung im Schnitt durch den Motorblock, ein Hauptlager und die Ölwanne,
    • Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,
    • Fig. 3 eine andere Ausführung der Erfindung,
    • Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3,
    • Fig. 5 eine weitere Ausführungsform,
    • Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5,
    • Fig. 7 eine andere nach der Erfindung mögliche Art der Ausführung und
    • Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII.
  • In den Darstellungen sind funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Bei der erfindungsgemäßen Ausführung nach den Fig. 1 und 2 umfaßt die Brennkraftmaschine einen Motorblock 1, im Motorblock 1 hin- und hergehende Kolben 2, eine in den Hauptlagern 3 rotierende Kurbelwelle 4, zwischen Kolben 2 und Kurbelwelle 4 die Zylinderdruckkräfte übertragende Pleuelstangen 5, die Hauptlager 3 abstützende Hauptlagerbügel 6, die Hauptlagerhochschrauben 7 zur Aufnahme der Lagerkräfte in Hochverschraubungsrichtung Z, die Querschrauben 8 zur Aufnahme der geneigt einwirkenden Lagerkräfte sowie die an die Schürze 9 montierte Ölwanne 10. Weiters sind zwischen den Querschrauben 8 und der Innenseite 9' der Schürze 9 die Freistellungen 12 eingezeichnet.
  • Durch diese Freistellungen 12 wird eine mittel- und hochfrequent wirksame Schwingungsisolation gegenüber der Schürze 9 und damit in weiterer Folge gegenüber der schallabstrahlenden Ölwanne 10 erreicht. Trotzdem ist eine seitliche Abstützung der Zylinderdruckkräfte und damit der seitlichen Hauptlagerkräfte gewährleistet. Zur Vermeidung dynamisch ungünstiger Kerbwirkungen im Freistellungsradius ist dieser festigkeitsmäßig sorgfältig auszubilden. Die Montage der Querschrauben 8 ist erfindungsgemäß über jeweils eine in der Schürzenwand 9 eingegossene Öffnung 15 möglich, welche gegen Ölaustritt mit Verschlußschrauben 12 od. dgl. öldicht verschlossen wird.
  • Die Schwingungsisolation ist besonders wirksam in Kombination mit einem in Fig. 3 und 4 dargestellten, zwischen Schürze 9 und Ölwanne 10 geschraubten Leiterrahmen 14 mit leitersprossenartigen Querstegen 14a unter den Hauptlagerbügeln 6 zwischen den in Motorlängsrichtung verlaufenden Leiterholmen 14b.
  • Fig. 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform mit verkürzter, oberhalb der Bohrungen der Querschrauben 8 endenden Schürze 9; nach Demontage der mit nach oben verlängerten Wänden 10a ausgestatteten Ölwanne 10 ist eine Bedienung der Querschrauben möglich.
  • Auch bei der Ausführungsform der verkürzten Schürze 9 ist die Kombination mit einem Leiterrahmen 14 sehr vorteilhaft, wie in Fig. 7 und 8 dargestellt ist. Der Leiterrahmen 14 weist nach oben verlängerte Leiterrahmenwände 14c auf. Nach Demontage desselben ist eine Bedienung der Querschrauben möglich.
  • Die Erfindung ist ein wirksames Mittel, um die Schallemissionen von Hubkolbenmaschinen der eingangs erwähnten Art, vorzugsweise Brennkraftmaschinen, aber auch vorteilhaft bei Kompressoren, zu vermindern.

Claims (6)

  1. Hubkolbenmaschine, insbesondere Brennkraftmaschine mit V-förmiger Anordnung der Zylinder oder Zylinderreihen, mit Querschrauben (8) zwischen Motorblock (1) und den mit Hauptlagerhochschrauben (7) am Motorblock (1) befestigten Hauptlagerbügeln (6) im Bereich einer Schürze (9) des Motorblocks (1) zur seitlichen Abstützung der Hauptlagerbügel (6), sowie mit einer Ölwanne (10) dadurch gekennzeichnet , daß der Motorblock (1) im Bereich der Hauptlager (3) zu beiden Seiten der in Richtung Motorhochachse (Z) weisenden Längsebene (16) innerhalb der Schürze (9) in Richtung der Ölwanne (10) ausgebildete Verlängerungen (11) der Hauptlagerwand aufweist, zwischen welchen die Hauptlagerbügel (6) angebracht sind und die von den in den Hauptlagerbügeln (6) sitzenden Querschrauben (8) durchsetzt sind, und daß die Schürze (9) in einem zur Bildung einer Freistellung (12) zwischen den Querschrauben (8) und der Innenseite (9') der Schürze (4) dienendem Abstand von den Verlängerungen (11) der Hauptlagerwand angeordnet ist.
  2. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schürze (9) die Bohrungen der Querschrauben überdeckt und zum Bedienen der Querschrauben (8) in der Schürze (9) Öffnungen (15) vorgesehen sind, die gegen Ölaustritt mit Verschlußschrauben (13) od.dgl. öldicht verschließbar sind.
  3. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schürze (9) des Motorblokkes (1) und der Ölwanne (10) zur zusätzlichen Versteifung der Schürze (9) ein Leiterrahmen (14) angeordnet ist.
  4. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schürze (9) oberhalb der Bohrungen der Querschrauben (8) endet und durch einen abnehmbaren Teil über die Bohrungen der Querschrauben (8) verlängert ist.
  5. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der abnehmbare Teil die Ölwanne (10) ist, deren Wände schürzenartig in Richtung Motorhochachse (Z) verlängert sind.
  6. Hubkolbenmaschine nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der abnehmbare Teil ein in Richtung der Motorhochachse schürzenartig verlängerter Leiterrahmen (14) ist, der zwischen der Schürze (9) des Motorblocks (1) und der Ölwanne (10) vorgesehen ist.
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