EP1674704A2 - Crankshaft bearing beam for an internal combustion engine - Google Patents
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- F01M11/0004—Oilsumps
- F01M2011/005—Oilsumps with special anti-turbulence means, e.g. anti-foaming means or intermediate plates
Definitions
- the invention relates to a crankshaft bearing for an internal combustion engine of the reciprocating type with a plurality of cylinders according to the preamble of patent claim 1.
- crankshaft bearing for an internal combustion engine, DE 34 26 208 C1
- a crankcase and bearing caps attached thereto which form part of a crankshaft bearing bridge consist of a light metal alloy.
- the bearing caps are designed as an encapsulation for iron-metal cores, which contribute cores to increase the rigidity of the bearing cap or the crankshaft bearing bridge and also reduce the noise causing bearing clearance between the bearing bore and journal of a crankshaft.
- crankshaft bearing which is provided in a housing made of a light metal alloy of an internal combustion engine and comprises a bearing bore for a crank pin.
- a device for reducing the bearing clearance enlargement between the bearing bore and crankpin is effective.
- This device is designed as a ring-like between bearing bore and crank pin working Kompensatorglied, which consists of a material having a relatively large coefficient of thermal expansion.
- DE 22 57 651 and EP 0 038 560 treat bearing brackets for internal combustion engines, wherein adjacent bearing blocks are supported only by longitudinal walls or longitudinal members.
- crankshaft bearing bridge for an internal combustion engine, which is characterized by high strength and low-noise mounting of the crankshaft in a simple design.
- crankshaft bearing bridge made of a light metal alloy
- the rigid frame assembly with the connecting elements between the bearing blocks of the crankshaft bearing bridge can be realized with little effort without additional bimetallic effects causing devices.
- the connecting elements or the walls forming them not only act as oil planer, but these connecting elements are arranged in such a way that relatively large ventilation cross-sections result, whereby pumping losses are reduced.
- this composite frame in conjunction with the temperature-treated alloy metal bearing supports, contributes to the uniformly controlled enlargement of the bearing bore above the operating temperature of the engine. an otherwise common ovalization of said bearing bore is at least reduced.
- An internal combustion engine 1 of the reciprocating type with a plurality of cylinders is designed for installation in a non-illustrated motor vehicle and comprises two arranged in a V-shape cylinder banks 2 and 3, in which pistons 4 and 5 work.
- the pistons 4 and 5 are connected with the interposition of connecting rods 6 and 7 with a crankshaft 8, which is rotated in the direction of arrow A and received by crankshaft bearings 9.
- the crankshaft bearings 9 are arranged in a housing 10 made of a light metal alloy and have bearing bores 11 for crankpins 12 of the crankshaft 8.
- first bearing portion 13 and a second bearing portion 14 with first bearing blocks 15 and second bearing blocks 16, 17, 18, 19, and 20 are provided on both sides of a bearing parting plane B-B.
- the first bearing blocks 15 are integrated into a crankcase 15 'formed above the dividing plane B-B, whereas the second bearing blocks 16, 17, 18, 19 and 20 are part of a crankshaft bearing bridge 21, which is also called "bedplate”.
- the second bearing blocks 16 to 20 extend transversely to a central longitudinal plane C-C of the crankshaft 8 and are provided with bore halves 22 of the bearing bores 11.
- the extensions 24 have Y-shape: In other words, side walls 27 and 28, for example, of the bearing block 17 expand with legs 29 and 30 toward the longitudinal walls 25 and 26 of the crankshaft bearing bridge 21.
- Fig. 2 it is shown that the bearing blocks 16 to 20, the connecting elements 23 and the longitudinal walls 25 and 26 of the crankshaft bearing bridge 21 are constructively combined in such a way that results in a rigid frame composite.
- It has the example between the two adjacent storage chairs 16 and 17 provided connecting element 23 two separate element walls 31 and 32 - Fig. 3 -, which are relatively thin-walled and profiled.
- the element wall 32 lubricating oil leading bow shape and the element wall 31 has approximately the strength increasing T-shape, with free ends 33 and 34 of the element walls 31 and 32 as oil planer for example.
- the element walls 31 and 32 are formed and arranged so that between the longitudinal walls 25 and 26 relatively large ventilation cross sections 35 and 36 - arrow Pf1 and Pf2 result.
- FIG. 6 shows how 16 to 20 the strength properties of the latter can be optimized by targeted temperature treatment of the storage chairs.
- first cooling elements 37 and second cooling elements 38 for example.
- the first and second cooling elements 37 and 38 are made of ferro metallic material, the first cooling elements 37 being plates which are mounted on either side of the bearing seats e.g. 17 are attached to the side walls 27 and 28.
- the second cooling elements 38 are formed as cylinders with a circular cross section and provided with the shape of the bore halves 22 of the storage chairs 16 to 20.
- lightening recesses 39 are integrated - Fig. 5 -, which are provided below the bore halves 22 in said storage chairs.
- the relief means 39 whose size can be determined empirically or mathematically, are designed in a U-shaped cross-section, and they extend between through holes 40 and 41, which serve to receive fastening screws. With the mounting screws is the Crankshaft bearing bridge 21 on the crankcase 15 'of the internal combustion engine 1 held in position.
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kurbelwellenlager für eine Brennkraftmaschine der Hubkolbenbauart mit mehreren Zylindern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a crankshaft bearing for an internal combustion engine of the reciprocating type with a plurality of cylinders according to the preamble of
Es ist ein Kurbelwellenlager für eine Brennkraftmaschine bekannt, DE 34 26 208 C1, bei der ein Kurbelgehäuse und daran befestigte Lagerdeckel, die Teil einer Kurbelwellenlagerbrücke bilden aus einer Leichtmetall-Legierung bestehen. Die Lagerdeckel sind als Umguß für eisenmetallische Kerne ausgeführt, welche Kerne zur Steifigkeitserhöhung der Lagerdeckel bzw. der Kurbelwellenlagerbrücke beitragen und darüber hinaus das Geräusche verursachende Lagerspiel zwischen Lagerbohrung und Lagerzapfen einer Kurbelwelle reduzieren.It is known a crankshaft bearing for an internal combustion engine,
Aus der DE 43 30 565 C1 geht ein Kurbelwellenlager hervor, das in einem aus einer Leichtmetall-Legierung hergestellten Gehäuse einer Brennkraftmaschine vorgesehen ist und eine Lagerbohrung für einen Kurbelzapfen umfasst. Bei diesem Kurbelwellenlager ist eine Vorrichtung zur Verringerung der Lagerspielvergrößerung zwischen Lagerbohrung und Kurbelzapfen wirksam. Diese Vorrichtung ist als ein ringartiges zwischen Lagerbohrung und Kurbelzapfen arbeitendes Kompensatorglied ausgeführt, das aus einem Werkstoff mit einem relativ großen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht.DE 43 30 565 C1 discloses a crankshaft bearing which is provided in a housing made of a light metal alloy of an internal combustion engine and comprises a bearing bore for a crank pin. In this crankshaft bearing, a device for reducing the bearing clearance enlargement between the bearing bore and crankpin is effective. This device is designed as a ring-like between bearing bore and crank pin working Kompensatorglied, which consists of a material having a relatively large coefficient of thermal expansion.
Außerdem werden in den DE 22 57 651 und EP 0 038 560 Lagerbrücken für Brennkraftmaschinen behandelt, wobei benachbarte Lagerstühle lediglich durch Längswände bzw. Längsträger abgestützt sind.In addition,
Es ist Aufgabe der Erfindung eine Kurbelwellenlagerbrücke für eine Brennkraftmaschine zu schaffen, die sich bei einfacher Bauweise durch hohe Festigkeit und geräuscharme Lagerung der Kurbelwelle auszeichnet.It is an object of the invention to provide a crankshaft bearing bridge for an internal combustion engine, which is characterized by high strength and low-noise mounting of the crankshaft in a simple design.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.According to the invention, this object is solved by the features of the claim.
Weitere, die Erfindung ausgestaltende Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.Further, the invention ausgestaltende features are included in the subclaims.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass dank der besonderen konstruktiven Ausgestaltung der aus einer Leichtmetall-Legierung hergestellten Kurbelwellelagerbrücke letztere besonders steif und fest ist sowie ein vorteilhaft niederes Gewicht aufweist. Der steife Rahmenverbund mit den Verbindungselementen zwischen den Lagerstühlen der Kurbelwellenlagerbrücke lässt sich aufwandsarm ohne zusätzliche Bimetalleffekte verursachende Einrichtungen realisieren. Die Verbindungselemente bzw. die sie bildenden Wände wirken nicht nur als Ölhobel, sondern diese Verbindungselemente sind in der Weise angeordnet, dass sich relativ große Ventilationsquerschnitte ergeben wodurch Pumpverluste reduziert werden. Darüber hinaus trägt dieser Rahmenverbund in Verbindung mit den Temperatur behandelten Lagerstühlen aus der Leichtmetall-Legierung dazu bei, dass über die Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine eine gleichmäßig kontrollierte Vergrößerung der Lagerbohrung erfolgt d.h. eine sonst übliche Ovalisierung der besagten Lagerbohrung wird zumindest reduziert.The advantages achieved by the invention are to be seen in the fact that thanks to the special structural design of the crankshaft bearing bridge made of a light metal alloy latter is particularly stiff and strong and has an advantageous low weight. The rigid frame assembly with the connecting elements between the bearing blocks of the crankshaft bearing bridge can be realized with little effort without additional bimetallic effects causing devices. The connecting elements or the walls forming them not only act as oil planer, but these connecting elements are arranged in such a way that relatively large ventilation cross-sections result, whereby pumping losses are reduced. In addition, this composite frame, in conjunction with the temperature-treated alloy metal bearing supports, contributes to the uniformly controlled enlargement of the bearing bore above the operating temperature of the engine. an otherwise common ovalization of said bearing bore is at least reduced.
In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das nach stehend näher erläutert wird.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, which will be explained in more detail after standing.
Es zeigen:
- Fig. 1
- einen schematischen Querschnitt durch eine Brennkraftmaschine mit dem Kurbelwellenlager nach der Erfindung,
- Fig. 2
- eine Schrägansicht von oben auf eine Kurbelwellenlagerbrücke der Brennkraftmaschine gemäß Fig. 1,
- Fig. 3
- einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 in größerem Maßstab,
- Fig. 4
- eine Schrägansicht von unten auf die Kurbelwellenlagerbrücke der Brennkraftmaschine nach Fig. 1,
- Fig. 5
- einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4,
- Fig. 6
- eine schematische Ansicht von oben auf die Kurbelwellenlagerbrücke der Brennkraftmaschine nach Fig. 1.
- Fig. 1
- a schematic cross section through an internal combustion engine with the crankshaft bearing according to the invention,
- Fig. 2
- 1 is an oblique view from above of a crankshaft bearing bridge of the internal combustion engine according to FIG. 1,
- Fig. 3
- a section along the line III-III of FIG. 2 on a larger scale,
- Fig. 4
- 1 is an oblique view from below of the crankshaft bearing bridge of the internal combustion engine of FIG. 1,
- Fig. 5
- a section along the line VV of Fig. 4,
- Fig. 6
- a schematic view from above of the crankshaft bearing bridge of the internal combustion engine of FIG. 1st
Eine Brennkraftmaschine 1 der Hubkolbenbauart mit mehreren Zylindern ist zum Einbau in ein nicht dargestelltes Kraftfahrzeug ausgebildet und umfasst zwei in V-Form angeordnete Zylinderreihen 2 und 3, in denen Kolben 4 und 5 arbeiten. Die Kolben 4 und 5 sind unter Zwischenschaltung von Pleuelstangen 6 und 7 mit einer Kurbelwelle 8 verbunden, die in Pfeilrichtung A rotiert und von Kurbelwellenlagern 9 aufgenommen ist. Die Kurbelwellenlager 9 sind in einem Gehäuse 10 aus einer Leichtmetall-Legierung angeordnet und weisen Lagerbohrungen 11 für Kurbelzapfen 12 der Kurbelwelle 8 auf. Darüber hinaus sind beiderseits einer Lagertrennebene B-B ein erster Lagerabschnitt 13 und ein zweiter Lagerabschnitt 14 mit ersten Lagerstühlen 15 und zweiten Lagerstühlen 16, 17, 18, 19, und 20 vorgesehen. Die ersten Lagerstühle 15 sind in ein oberhalb der Trennebene B-B ausgebildetes Kurbelgehäuse 15' integriert, wogegen die zweiten Lagerstühle 16, 17, 18, 19 und 20 Bestandteil einer Kurbelwellenlagerbrücke 21 sind, die auch "Bedplate" genannt wird.An
Die zweiten Lagerstühle 16 bis 20 verlaufen quer zu einer Mittellängsebene C-C der Kurbelwelle 8 und sind mit Bohrungshälften 22 der Lagerbohrungen 11 versehen. Dabei sind benachbarte Lagerstühle 16 und 17; 17 und 18; 18 und 19; 19 und 20 mittels Verbindungselementen 23 abgestützt und zumindest die Lagerstühle 17 bis 19, die auch als Lagerdeckel bezeichnet werden, münden unter Vermittlung örtlicher Erweiterungen 24 in Längswände 25 und 26 der Kurbelwellenlagerbrücke 21 ein. Die Erweiterungen 24 weisen Y-Form auf: Anders ausgedrückt Seitenwände 27 und 28 bspw. des Lagerstuhls 17 erweitern sich mit Schenkeln 29 und 30 zu den Längswänden 25 und 26 der Kurbelwellenlagerbrücke 21 hin.The
In Fig. 2 ist dargestellt, dass die Lagerstühle 16 bis 20, die Verbindungselemente 23 und die Längswände 25 und 26 der Kurbelwellenlagerbrücke 21 in der Weise konstruktiv vereinigt sind, dass sich ein steifer Rahmenverbund ergibt. Dabei besitzt das z.B. zwischen den zwei benachbarten Lagerstühlen 16 und 17 vorgesehene Verbindungselement 23 zwei voneinander getrennte Elementwände 31 und 32 - Fig. 3 -, die relativ dünnwandig und profiliert sind. So besitzt die Elementwand 32 Schmieröl führende Bogenform und die Elementwand 31 in etwa liegende die Festigkeit erhöhende T-Form, wobei freie Enden 33 und 34 der Elementwände 31 und 32 als Ölhobel für bspw. zwischen den Lagerstühlen 16 und 17 sich bewegenden Pleuelstangen 6 und 7 deren Abstreifkonturen mit Ak1 und Ak2 bezeichnet sind. Darüber hinaus sind die Elementwände 31 und 32 so ausgebildet und angeordnet, dass sich zwischen den Längswänden 25 und 26 relativ große Ventilationsquerschnitte 35 und 36 - Pfeilangabe Pf1 und Pf2 ergeben.In Fig. 2 it is shown that the
Aus Fig. 6 geht hervor wie durch gezielte Temperaturbehandlung der Lagerstühle 16 bis 20 die Festigkeitseigenschaften von letzteren optimiert werden. Dabei werden bei der Herstellung durch kontrollierte Abkühlung - gerichtete Erstarrung der Leichtmetallschmelze - der Kurbelwellenlagerbrücke 21, und zwar durch Anbringung von ersten Kühlelemente 37 und zweiten Kühlelementen 38 bspw. an Seitenwände 27 und 28 bzw. Bohrungshälften 22 der Lagerstühle 16 bis 20 besagte Festigkeitseigenschaften günstig beeinflusst. Die ersten und zweiten Kühlelemente 37 und 38 bestehen aus eisenmetallischem Werkstoff, wobei die ersten Kühlelemente 37 Platten sind, die beiderseits der Lagerstühle z.B. 17 an die Seitenwände 27 und 28 angesetzt werden. Dagegen sind die zweiten Kühlelemente 38 als Zylinder mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet und mit der Form der Bohrungshälften 22 der Lagerstühle 16 bis 20 versehen.From Fig. 6 shows how 16 to 20 the strength properties of the latter can be optimized by targeted temperature treatment of the storage chairs. In the production by controlled cooling - directed solidification of the light metal melt - the
In die Lagerstühle 16 bis 20 der Kurbelwellenlagerbrücke 21 sind Erleichterungsausnehmungen 39 integriert - Fig. 5 -, die unterhalb der Bohrungshälften 22 in besagten Lagerstühlen vorgesehen sind. Die Erleichterungseinrichtungen 39, deren Größe empirische oder rechnerisch festlegbar sind, sind im Querschnitt U-förmig ausgeführt, und sie erstrecken sich zwischen Durchgangsbohrungen 40 und 41, die zur Aufnahme von Befestigungsschrauben dienen. Mit den Befestigungsschrauben wird die Kurbelwellenlagerbrücke 21 am Kurbelgehäuse 15' der Brennkraftmaschine 1 in Lagegehalten.In the
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