EP1555405A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP1555405A1
EP1555405A1 EP04028081A EP04028081A EP1555405A1 EP 1555405 A1 EP1555405 A1 EP 1555405A1 EP 04028081 A EP04028081 A EP 04028081A EP 04028081 A EP04028081 A EP 04028081A EP 1555405 A1 EP1555405 A1 EP 1555405A1
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EP
European Patent Office
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internal combustion
combustion engine
engine according
balance shaft
bearing
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EP04028081A
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Eva Jerger
Markus Kielsmeier
Manfred Kloft
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Volkswagen AG
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Volkswagen 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
    • 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
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/06—Engines with means for equalising torque
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/02—Pressure lubrication using lubricating pumps
    • F01M2001/0253—Pressure lubrication using lubricating pumps characterised by the pump driving means
    • F01M2001/0276—Pressure lubrication using lubricating pumps characterised by the pump driving means driven by a balancer shaft

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine with a device for balancing Mass effects, the at least one driven by a crankshaft balancer shaft has bearing balancing shaft housing.
  • Such an internal combustion engine is known from US 55 35 643 A.
  • the revealed there Internal combustion engine has a device for compensating for mass effects, the one Housing, which is located below a crankcase and within an oil pan is.
  • the housing two drivable by the crankshaft balance shafts are housed.
  • DE 100 07 660 A1 discloses a device for torque compensation for a Internal combustion engine with a housing which is attached to the internal combustion engine and having a bore for a balance shaft. To supply the internal combustion engine with oil, an oil pump is provided. The housing has a cavity in which the Oil pump is housed.
  • An engine balancing unit designed for an engine with a cylinder block and a crankshaft is determined, with an attached to an underside of the cylinder block oil pan shows DE 198 51 547 A1, wherein in the oil pan a housing for supporting balance shafts with Balance weights is used.
  • On one side of the oil pan is an oil pump with a Sprocket having pump shaft provided.
  • the rotation of the crankshaft is by means of a chain on the sprocket to rotate and operate the oil pump.
  • the rotation of the oil pump is the Further transmitted via a coupling to a first of the balance shafts, which Gears a second balancer shaft rotated.
  • the invention is based on the object, an internal combustion engine of the aforementioned To provide a type with increased stiffness and reduced noise.
  • the inventive design of the balance shaft housing as a bearing bridge to Connection of crankshaft bearing caps is the number of components and thus the number of Connecting points between the individual components of the internal combustion engine reduces what immediately results in an increase in stiffness. There is also a stiffening both of bearing blocks of the crankshaft bearings per se and a crankcase of the Internal combustion engine. In this way, the rigidity of the internal combustion engine as a whole be increased considerably. At the same time, those of the internal combustion engine itself at their Operation generated vibrations and thus the noise significantly reduced.
  • a mechanical and, on the other hand, one takes place with the invention acoustically effective stiffening of the internal combustion engine with the result that the Durability increases and the noise level drops.
  • the bearing bridge has lateral connection tabs, with the side walls are bolted to the crankcase.
  • connection tabs in a for Axis of a cylinder of the internal combustion engine parallel direction pliable and in a for Crankshaft longitudinal axis parallel direction rigid Due to the flexible design of the Tie tabs in the direction parallel to the cylinder axis can be particularly good both Manufacturing tolerances balanced as well as different thermal expansions added become. At the same time prevents the rigid formation of the connection straps in the Crankshaft longitudinal axis parallel direction Lagerdeckelschwing12.
  • the engine has two balance shafts having.
  • the second Balancing shaft drivable by the first balance shaft.
  • one of the two drives Balancing shafts an arranged on the balance shaft housing oil pump, in particular the second balance shaft.
  • the oil pump in the power flow is the last component and prevents coupled via a gear transmission balancing shafts as a loader a rattling of the gears.
  • balance shafts for example, by means of a chain or To couple toothed belt drive or via a spur gear transmission with each other.
  • a run that is as quiet as possible and a high durability is advantageous, if according to another embodiment of the invention, the balance shafts over a helical gear transmission are interconnected.
  • the oil pump is a transmission upstream, the one speed of the oil pump driving balance shaft in the slow translated.
  • the efficiency of the oil pump is increased.
  • crankcase in Consists essentially of an aluminum alloy the term essentially means in that some, a lower volume fraction constituents such as Example bearing bushes of the crankcase can be made of a different material.
  • a lower volume fraction constituents such as Example bearing bushes of the crankcase
  • the bearing bridge 4 connects bearing cap 8 of crankshaft bearings, not shown here Crankshaft and is with the bearing caps 8 to a crankcase 10 of the internal combustion engine 1 by means of bearing cap screws 12 and hexagonal screws 14 attached.
  • the camp bridge 4 are mounted two balance shafts 16, 18, which has a mounted on the crankshaft Sprocket 20, a chain 22 and a mounted on the first balance shaft 16 second Sprocket 24 are driven.
  • the balance shafts 16, 18 are located with balancing weights with their emphasis in the middle of the internal combustion engine 1 and in the same Center distance from the crankshaft center.
  • the housing cover 6 is provided with collar bolts 26 on the Bearing bridge 4 attached. The exact position of the housing cover 6 to the bearing bridge. 4 forming housing lower part is ensured by means of dowel sleeves 28.
  • the first balance shaft 16 is radially mounted at four bearing points 30, 32, 34, 36, the second Balance shaft 18 at three bearings 38, 40, 42.
  • the bearings of the balance shafts 16, 18 consist of plain bearings, wherein the balance shafts 16, 18 due to the of them achievable high speeds (up to 13,600 1 / min) in bearings 44 and bushings 46, 48 are embedded.
  • the plain bearings are made of oil via channels not shown here supplied to the crankcase 10. These channels run both in the bearing bridge 4 as well in the housing cover 6.
  • a mounted on the first balancer shaft 16 first helical gear 50 forms together with a mounted on the second balance shaft 18 second helical gear 52, a first gear stage via which the second balancer shaft 18 is driven with one of the first balancer shaft 16 corresponding speed.
  • thrust bearings Due to the helical gearing of the first gear stage arise at their gears 50, 52nd not only radial forces, but also axial forces, which are additional, not here in detail shown thrust bearing to be collected.
  • the thrust bearings are located on both sides the helical gears 50, 52, the respective mating surfaces are located on the Bearing bridge 4 and the housing cover 6. Due to the axial bearing is a lateral Slipping (back and forth slide) and rattling of the balance shafts 16, 18 in Balancing shaft housing prevented.
  • FIG 2 is a partial view of the internal combustion engine 1 in an assembled design shown.
  • the balance shaft housing 64 is closed here, the housing cover 6 is with the collar bolts 26 screwed onto the bearing bridge 4, which in turn with the Hex screws 14 on side walls 66, 68 of the crankcase 10 is screwed.
  • the bearing bridge 4 lateral connection straps 70, through which the Pass through hexagon screws 14.
  • connection tabs 70 are in one to the axis a cylinder of the internal combustion engine 1 parallel direction, exemplified by a straight line 72, flexible and in parallel to the crankshaft longitudinal axis Direction, exemplified by a straight line 74, rigid.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine 1 mit einer Vorrichtung 2 zum Ausgleich von Massenwirkungen, die ein zumindest eine von einer Kurbelwelle antreibbare Ausgleichswelle 18 lagerndes Ausgleichswellengehäuse 64 und insbesondere eine von der Ausgleichswelle 18 antreibbare und an dem Ausgleichswellengehäuse 64 angeordnete Ölpumpe 54 aufweist. Zur Erhöhung der Steifigkeit der Brennkraftmaschine 1 und zur Geräuschminderung wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Teil des Ausgleichswellengehäuses 64 als Lagerdeckel 8 von Kurbelwellenlagern verbindende Lagerbrücke 4 ausgebildet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung zum Ausgleich von Massenwirkungen, die ein zumindest eine von einer Kurbelwelle antreibbare Ausgleichswelle lagerndes Ausgleichswellengehäuse aufweist.
Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus US 55 35 643 A bekannt. Die dort offenbarte Brennkraftmaschine weist eine Vorrichtung zum Ausgleich von Massenwirkungen auf, die ein Gehäuse besitzt, das unterhalb eines Kurbelgehäuses und innerhalb einer Ölwanne angeordnet ist. In dem Gehäuse sind zwei von der Kurbelwelle antreibbare Ausgleichswellen untergebracht.
Des Weiteren offenbart DE 100 07 660 A1 eine Vorrichtung zum Momentenausgleich für eine Brennkraftmaschine mit einem Gehäuse, das an der Brennkraftmaschine angebracht ist und das eine Bohrung für eine Ausgleichswelle aufweist. Zur Versorgung der Brennkraftmaschine mit Öl ist eine Ölpumpe vorgesehen. Das Gehäuse weist einen Hohlraum auf, in dem die Ölpumpe untergebracht ist.
Eine Motorausgleichseinheit, die für einen Motor mit einem Zylinderblock und einer Kurbelwelle bestimmt ist, mit einer an einer Unterseite des Zylinderblocks angebrachten Ölwanne zeigt DE 198 51 547 A1, wobei in die Ölwanne ein Gehäuse zum Stützen von Ausgleichswellen mit Ausgleichsgewichten eingesetzt ist. An einer Seite der Ölwanne ist eine Ölpumpe mit einer ein Kettenrad aufweisenden Pumpenwelle vorgesehen. Während des Betriebs des Motors dreht sich die Kurbelwelle. Die Drehung der Kurbelwelle wird mittels einer Kette auf das Kettenrad übertragen, um die Ölpumpe zu drehen und zu betreiben. Die Drehung der Ölpumpe wird des Weiteren über eine Kupplung auf eine erste der Ausgleichswellen übertragen, welche über Zahnräder eine zweite Ausgleichswelle in Drehung versetzt.
Außerdem offenbart DE 197 49 300 A1 eine baulich und antriebsmäßig mit einer Ölpumpe kombinierte Brennkraftmaschine mit einer Ausgleichswellen aufweisenden Massenausgleichsvorrichtung II. Ordnung. Dabei ist die Ölpumpe bezüglich der Ausgleichswellen mit einer geringeren Drehzahl antreibbar. Die Ölpumpe steht mittels eines drehzahlsteigernden Getriebes mit einer der Ausgleichswellen in Antriebsverbindung, und die Ausgleichswellen sind über ein Zahnradpaar miteinander drehverbunden.
Ferner ist aus DE 38 24 553 C1 eine spezielle Kurbelwellenlagerung für eine Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle und mit über eine Lagerbrücke verbundenen Hauptlagerstühlen bekannt, wobei die Lagerbrücke zwischen den Hauptlagerstühlen mit von der Kurbelwellenlängsachse abweichendem Verlauf sich erstreckenden Versteifungsrippen versehen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art mit einer erhöhten Steifigkeit und verminderter Geräuschentwicklung zu liefern.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art, bei der zumindest ein Teil des Ausgleichswellengehäuses als Lagerdeckel von Kurbelwellenlagern verbindende Lagerbrücke ausgebildet ist. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Ausgleichswellengehäuses als Lagerbrücke zur Verbindung von Kurbelwellenlagerdeckeln wird die Bauteilanzahl und damit auch die Anzahl der Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Bauteilen der Brennkraftmaschine reduziert, was unmittelbar eine Erhöhung der Steifigkeit zur Folge hat. Es erfolgt zudem eine Versteifung sowohl von Lagerstühlen der Kurbelwellenlager an sich als auch eines Kurbelgehäuses der Brennkraftmaschine. Auf diese Weise kann die Steifigkeit der Brennkraftmaschine insgesamt erheblich erhöht werden. Gleichzeitig werden die von der Brennkraftmaschine selbst bei ihrem Betrieb erzeugten Schwingungen und damit auch die Geräuschentwicklung nennenswert vermindert. Mit der Erfindung erfolgt somit einerseits eine mechanische und andererseits eine akustisch wirksame Versteifung der Brennkraftmaschine mit der Folge, dass die Dauerhaltbarkeit steigt und das Geräuschniveau sinkt. Da die geringere Bauteilanzahl sowohl Logistik und Lagerhaltung als auch Zusammenbau der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine vereinfacht, kann diese zudem besonders kostengünstig hergestellt werden. Weiterhin von Vorteil ist dabei, dass sich die Einheit aus Ausgleichswellengehäuse und Lagerbrücke modulartig vorfertigen lässt. Die erfindungsgemäße Bauteilintegration führt außerdem vorteilhaft zu einer Gewichtseinsparung, die insbesondere bei Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen den Verbrauch an Treibstoff zu verringern hilft.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besitzt das Ausgleichswellengehäuse ein Verbindungen zu den Lagerdeckeln aufweisendes, die Lagerbrücke bildendes Gehäuseunterteil und ein als Gehäusedeckel ausgebildetes Gehäuseoberteil. Auf diese Weise kann die funktionale Integration der Bauteile erhöhend und den Zusammenbau vereinfachend das Gehäuseunterteil sowohl als Lagerungsschale für die Ausgleichswelle als auch als stabilisierende Lagerbrücke dienen.
Man könnte sich vorstellen, dass die Lagerbrücke einige ausgewählte Lagerdeckel von Kurbelwellenlagern verbindet. Besonders vorteilhaft ist es hingegen, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Lagerbrücke Lagerdeckel aller Kurbelwellenlager untereinander und mit einem Kurbelgehäuse verbindet. Auf diese Weise wird durch die Anbindung der Lagerdeckel unmittelbar an das regelmäßig sehr steife Kurbelgehäuse eine besonders hohe Festigkeit und Verwindungssteifigkeit der Brennkraftmaschine erreicht.
Vorteilhaft werden insbesondere Längsschwingungen der Lagerbrücke weitestgehend verhindert, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Lagerbrücke an Seitenwände des Kurbelgehäuses angebunden ist. Diese Anbindung kann vorzugsweise mittels einer Verschraubung der Lagerbrücke an dem Kurbelgehäuse erfolgen.
Dabei ist es für eine Montage und (zum Beispiel im Wartungsfall) für eine Demontage der Brennkraftmaschine von besonderem Vorteil, wenn gemäß einer zusätzlichen Weiterbildung der Erfindung die Lagerbrücke seitliche Anbindungslaschen aufweist, die mit den Seitenwänden des Kurbelgehäuses verschraubt sind.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Anbindungslaschen in einer zur Achse eines Zylinders der Brennkraftmaschine parallelen Richtung biegeweich und in einer zur Kurbelwellenlängsachse parallelen Richtung biegesteif. Durch die biegeweiche Ausbildung der Anbindungslaschen in der zur Zylinderachse parallelen Richtung können besonders gut sowohl Fertigungstoleranzen ausgeglichen als auch unterschiedliche Wärmedehnungen aufgenommen werden. Gleichzeitig verhindert die biegesteife Ausbildung der Anbindungslaschen in der zur Kurbelwellenlängsachse parallelen Richtung Lagerdeckelschwingungen.
Von besonderem Vorteil zum Ausgleich von Massenkräften II. Ordnung, insbesondere bei 4-Zylinder-Brennkraftmaschinen, ist es, wenn die Brennkraftmaschine zwei Ausgleichswellen aufweist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist dann die zweite Ausgleichswelle von der ersten Ausgleichswelle antreibbar. Vorzugsweise treibt eine der beiden Ausgleichswellen eine an dem Ausgleichswellengehäuse angeordnete Ölpumpe an, insbesondere die zweite Ausgleichswelle. Auf diese Weise ist die Ölpumpe im Kraftfluss das letzte Bauelement und verhindert bei über ein Zahnradgetriebe gekoppelten Ausgleichswellen als Lastabnehmer ein Klappern der Zahnräder. Durch diese Maßnahme erfolgt eine weitere nennenswerte Absenkung des Geräuschniveaus der Brennkraftmaschine, eine weitere Reduktion der Bauteilanzahl und eine weitere Funktionsintegration bezüglich eines vormontierbaren Moduls aus Ausgleichswellengehäuse, Lagerbrücke und Ölpumpe.
Man könnte sich vorstellen, die Ausgleichswellen beispielsweise mittels eines Ketten- oder Zahnriementriebs oder über ein geradverzahntes Zahnradgetriebe miteinander zu koppeln. Für einen möglichst geräuscharmen Lauf und eine hohe Dauerhaltbarkeit ist es jedoch von Vorteil, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Ausgleichswellen über ein schrägverzahntes Zahnradgetriebe miteinander verbunden sind.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Ölpumpe ein Getriebe vorgeschaltet, das eine Drehzahl der die Ölpumpe antreibenden Ausgleichswelle ins Langsame übersetzt. Durch eine solche Übersetzung ins Langsame, umgangssprachlich auch als Untersetzung bezeichnet, wird der Wirkungsgrad der Ölpumpe erhöht.
Eine Brennkraftmaschine mit besonders geringem Gewicht, die insbesondere bei Verwendung in einem Kraftfahrzeug zu einem reduzierten Kraftstoffverbrauch führt, wird dadurch erhalten, dass gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Kurbelgehäuse im Wesentlichen aus einer Aluminiumlegierung besteht; der Begriff im Wesentlichen bedeutet dabei, dass einige, einen geringeren Volumenanteil ausmachende Bestandteile wie zum Beispiel Lagerbuchsen des Kurbelgehäuses aus einem anderen Werkstoff bestehen können. Bei einer Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse aus einer Aluminiumlegierung treten zudem die oben genannten Vorteile der erhöhten Steifigkeit und verminderten Geräuschentwicklung außergewöhnlich deutlich zutage.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1
eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in Explosionsdarstellung und in
Fig. 2
die Brennkraftmaschine nach Figur 1 in einer weiteren, perspektivischen Teilansicht.
In den beiden Figuren sind sich entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Brennkraftmaschine 1 mit einer Vorrichtung 2 zum Ausgleich von Massenwirkungen, die von einer hier nicht dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 antreibbar ist. Die Vorrichtung 2 zum Ausgleich von Massenwirkungen weist ein Ausgleichswellengehäuse mit einem als Lagerbrücke 4 ausgebildeten Gehäuseunterteil und einem als Gehäusedeckel 6 ausgebildeten Gehäuseoberteil auf. Die Brennkraftmaschine ist ein 4-Zylinder-Reihenmotor eines Personenkraftwagens.
Die Lagerbrücke 4 verbindet Lagerdeckel 8 von hier nicht dargestellten Kurbelwellenlagern der Kurbelwelle und wird mit den Lagerdeckeln 8 an ein Kurbelgehäuse 10 der Brennkraftmaschine 1 mittels Lagerdeckelschrauben 12 und Sechskantschrauben 14 befestigt. In der Lagerbrücke 4 sind zwei Ausgleichswellen 16, 18 gelagert, die über ein auf der Kurbelwelle angebrachtes Kettenrad 20, eine Kette 22 und ein auf der ersten Ausgleichswelle 16 angebrachtes zweites Kettenrad 24 angetrieben werden. Die Ausgleichswellen 16, 18 mit Ausgleichsmassen befinden sich mit ihren Schwerpunkten in der Mitte der Brennkraftmaschine 1 und in gleichem Achsabstand von der Kurbelwellenmitte. Der Gehäusedeckel 6 ist mit Bundschrauben 26 an der Lagerbrücke 4 befestigt. Die exakte Lage des Gehäusedeckels 6 zum die Lagerbrücke 4 bildenden Gehäuseunterteil wird mittels Passhülsen 28 sichergestellt.
Die erste Ausgleichswelle 16 wird an vier Lagerstellen 30, 32, 34, 36 radial gelagert, die zweite Ausgleichswelle 18 an drei Lagerstellen 38, 40, 42. Die Lagerungen der Ausgleichswellen 16, 18 bestehen aus Gleitlagern, wobei die Ausgleichswellen 16, 18 aufgrund der von ihnen erreichbaren hohen Drehzahlen (bis zu 13.600 1/min) in Lagerschalen 44 und Lagerbuchsen 46, 48 eingebettet sind. Die Gleitlager werden über hier nicht dargestellte Kanäle mit Öl aus dem Kurbelgehäuse 10 versorgt. Diese Kanäle verlaufen sowohl in der Lagerbrücke 4 als auch im Gehäusedeckel 6.
Der Antrieb der ersten Ausgleichswelle 16 erfolgt über das auf der Kurbelwelle angebrachte Kettenrad 20, das über die Kette 22 das auf der ersten Ausgleichswelle 16 angebrachte zweite Kettenrad 24 antreibt. Der Durchmesser der Kettenräder 20, 24 ist dabei so gewählt, dass die Drehzahl der ersten Ausgleichswelle 16 der doppelten Kurbelwellendrehzahl entspricht, das heißt die Übersetzung iK des Kettentriebs beträgt 0,5 (iK = 0,5). Ein auf der ersten Ausgleichswelle 16 angebrachtes erstes schrägverzahntes Zahnrad 50 bildet zusammen mit einem auf der zweiten Ausgleichswelle 18 angebrachten zweiten schrägverzahnten Zahnrad 52 eine erste Zahnradstufe, über die die zweite Ausgleichswelle 18 mit einer der ersten Ausgleichswelle 16 entsprechenden Drehzahl angetrieben wird. Somit beträgt die Übersetzung i1 der ersten Zahnradstufe 1 (i1 = 1).
Aufgrund der Schrägverzahnung der ersten Zahnradstufe entstehen an ihren Zahnrädern 50, 52 nicht nur Radialkräfte, sondern auch Axialkräfte, die über zusätzliche, hier nicht im Einzelnen dargestellte Axiallager aufgefangen werden. Die Axiallager befinden sich an den beiden Seiten der schrägverzahnten Zahnräder 50, 52, die jeweiligen Gegenflächen befinden sich an der Lagerbrücke 4 und am Gehäusedeckel 6. Durch die axiale Lagerung wird ein seitliches Verrutschen (Hin- und Herrutschen) sowie Klappern der Ausgleichswellen 16, 18 im Ausgleichswellengehäuse verhindert.
Die Vorrichtung 2 zum Ausgleich von Massenwirkungen weist ferner eine Ölpumpe 54 der Brennkraftmaschine 1 auf. Die Ölpumpe 54 ist eine verstellbare Außenzahnradpumpe, die in den Gehäusedeckel 6 des Ausgleichswellengehäuses mittels Bundschrauben 56 eingeschraubt ist. Der Antrieb der Ölpumpe 54 erfolgt durch die zweite Ausgleichswelle 18. Dazu ist auf der zweiten Ausgleichswelle 18 ein Antriebszahnrad 58 mit vergleichsweise kleinem Durchmesser angeordnet, in das ein auf einer Ölpumpenwelle 60 angeordnetes, einen größeren Durchmesser aufweisendes Eingangszahnrad 62 eingreift. Die Ölpumpenwelle 60 sowie erste und zweite Ausgleichswelle 16, 18 sind parallel zueinander angeordnet. Das Antriebszahnrad 58 und das Eingangszahnrad 62 gehören zu einer die Ölpumpe 54 antreibenden zweiten Zahnradstufe.
Die Übersetzung der zweiten Zahnradstufe ist in diesem Ausführungsbeispiel derart gewählt, dass die Ölpumpenwelle 60 mit der Kurbelwellendrehzahl angetrieben wird, das heißt die Übersetzung i2 der zweiten Zahnradstufe beträgt 2 (i2 = 2). Die Drehzahl der Ölpumpenwelle 60 entspricht folglich der halben Drehzahl der beiden Ausgleichswellen 16, 18. Durch diese, von der zweiten Zahnradstufe bewerkstelligte Untersetzung ins Langsame wird ein hoher Wirkungsgrad der Ölpumpe 54 erreicht. Denkbar ist eine noch weitere Erhöhung des Wirkungsgrades der Ölpumpe 54 durch eine Absenkung der Drehzahl der Ölpumpenwelle 60 auf ein Niveau unterhalb der Drehzahl der Brennkraftmaschine 1.
Bei der im beschriebenen Ausführungsbeispiel gewählten Anordnung ist die Ölpumpe 54 das letzte Bauteil im Kraftfluss über die Ausgleichswellen 16, 18. Da die Ausgleichswellen 16, 18 während jeder Umdrehung der Kurbelwelle abwechselnd beschleunigt und verzögert werden, erfolgt grundsätzlich ein ständiger Anlagewechsel der Zähne der Zahnräder 50, 52 der ersten Zahnradstufe mit der Folge einer unerwünschten Geräuschentwicklung. Durch das von der Ölpumpe 54 bewirkte Bremsmoment wird in der hier gewählten Anordnung dieser grundsätzliche Anlagewechsel verhindert, die Zähne der Zahnräder 50, 52 befinden sich in immer gleicher Anlage, wodurch die Geräuschentwicklung minimiert wird. Das Gleiche gilt für die zweite Zahnradstufe mit dem Antriebszahnrad 58 auf der zweiten Ausgleichswelle 18 und dem Eingangszahnrad 62 auf der Ölpumpenwelle 60.
In Figur 2 ist eine Teilansicht der Brennkraftmaschine 1 in zusammengebauter Ausführung gezeigt. Das Ausgleichswellengehäuse 64 ist hier geschlossen, der Gehäusedeckel 6 ist mit den Bundschrauben 26 auf die Lagerbrücke 4 aufgeschraubt, die wiederum mit den Sechskantschrauben 14 an Seitenwände 66, 68 des Kurbelgehäuses 10 angeschraubt ist. Hierzu weist die Lagerbrücke 4 seitliche Anbindungslaschen 70 auf, durch die die Sechskantschrauben 14 hindurchgreifen. Diese Anbindungslaschen 70 sind in einer zur Achse eines Zylinders der Brennkraftmaschine 1 parallelen Richtung, beispielhaft gekennzeichnet durch eine Gerade 72, biegeweich und in einer zur Kurbelwellenlängsachse parallelen Richtung, beispielhaft gekennzeichnet durch eine Gerade 74, biegesteif.

Claims (11)

  1. Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung zum Ausgleich von Massenwirkungen, die ein zumindest eine von einer Kurbelwelle antreibbare Ausgleichswelle lagerndes Ausgleichswellengehäuse aufweist, wobei insbesondere eine von der Ausgleichswelle antreibbare und an dem Ausgleichswellengehäuse angeordnete Ölpumpe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Ausgleichswellengehäuses (64) als Lagerdeckel (8) von Kurbelwellenlagern verbindende Lagerbrücke (4) ausgebildet ist.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichswellengehäuse (64) ein Verbindungen zu den Lagerdeckeln (8) aufweisendes, die Lagerbrücke (4) bildendes Gehäuseunterteil und ein als Gehäusedeckel (6) ausgebildetes Gehäuseoberteil besitzt.
  3. Brennkraftmaschine nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbrücke (4) Lagerdeckel (8) aller Kurbelwellenlager untereinander und mit einem Kurbelgehäuse (10) verbindet.
  4. Brennkraftmaschine nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbrücke (4) an Seitenwände (66, 68) des Kurbelgehäuses (10) angebunden ist.
  5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbrücke (4) seitliche Anbindungslaschen (70) aufweist, die mit den Seitenwänden (66, 68) des Kurbelgehäuses (10) verschraubt sind.
  6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindungslaschen (70) in einer zur Achse eines Zylinders der Brennkraftmaschine (1) parallelen Richtung biegeweich und in einer zur Kurbelwellenlängsachse parallelen Richtung biegesteif sind.
  7. Brennkraftmaschine nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite, von der ersten Ausgleichswelle (16) antreibbare Ausgleichswelle (18) angeordnet ist.
  8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichswellen (16, 18) über ein schrägverzahntes Zahnradgetriebe miteinander verbunden sind.
  9. Brennkraftmaschine nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ölpumpe (54) von einer Ausgleichswelle (16, 18) antreibbar ist.
  10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölpumpe (54) ein Getriebe vorgeschaltet ist, das eine Drehzahl der die Ölpumpe (54) antreibenden Ausgleichswelle (18) ins Langsame übersetzt.
  11. Brennkraftmaschine nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kurbelgehäuse (10) im Wesentlichen aus einer Aluminiumlegierung besteht.
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EP1555405A1 true EP1555405A1 (de) 2005-07-20
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