SE501331C2 - Strukturinneslutning av förbränningsmotor i syfte att reducera motorljud - Google Patents

Description

501 331 10 15 20 25 30 35 Ytterligare uppfinningen utmärkande särdrag och fördelar framgår av efterföljande beskrivning exemplifierande en fördelaktig utföringsform.

Figurförteckning Beskrivningen görs med hänvisning till bifogade ritningar av vilka Figur 1 visar en perspektivvy av motorn, Fig 2 visar en vertikal tvärsnittsvy av motorn i ett läge för maximal kompression, Fig 3 visar i perspektiv en detaljvy av ett arrangemang för att variera motorns kompression.

Beskrivning av utföringsexempel Beskrivningsexemplet görs med hänvisning till en flercylindrig förbrän- ningsmotor av Ottotyp och som är avsedd att användas i ett fordon såsom en personbil. Bifogad figur 1 visari perspektiv motorns 10 grunduppbygg- nad, varvid ett flertal delar borttagits för att förbättra åskådligheten.

Figur 2 visar därvid motorn 10 itvärsnitt med monterad cylindertopp men inte heller här i fullständigt utförande.

Motorn 10 innefattar en cylinderdel 11 med i detta fall fyra i rad anordna- de cylindrar 12. Motorn 10 innefattar även en vevhusdel 13 inrymmande motorns 10 vevaxel 14 och dess lagringar. vardera cylinder 12 inrymmer en kolv 15 som via en vevstake 16 ärförbunden med vevaxeln 14. På i sig konventionellt sätt innefattar motorn 10 en oljesump 17 anfäst till vev- husdelens 13 undersida.

Cylinderdelen 11 är utefter sin ena sida, i figur 2 den vänstra sidan, vid sin nedre ände utformad med fyra lageröron 18, av vilka enbart ett framgår av figuren 2, och i vilken utsträcker sig en axel 19 lagrad ifem lagerbockar anfästa till vevhusdelen 13. Detta arrangemang möjliggör att cylinder- delen 11 kring denna axel 19 kan tippas relativt vevhusdelen 13. Eftersom vevaxeln 14 och därmed förbundna motorkolvar 15 är lagrade i vevhus- delen 13 medan avståndet till cylinderdelen11 kan varieras, möjliggöres variation av motorns 10 kompressionsförhållande.

Figuren 2 visar motorn 10 i ett läge där cylinderdelen 11 är minimalt 10 15 20 25 30 35 501 331 tippad kring axeln 19 så att ett nedre ändläge intagits. I detta läge upp- visar motorn 10 ett maximalt kompressionsförhållande.

Vevhusdelen 13 är vidare utformad med integrerade och i höjdled upp- dragna sidoväggar 21 ,22 på ömse sidor om cylinderdelen 11. Sidoväggar- na 21,22 utsträcker sig därvid i höjdled till en nivå som väsentligen över- ensstämmer med cylinderdelens 11 övre ändyta 23. På motorns 10 ena ände, i detta fall den bakre änden, är anordnad en monterbartrans- missionskäpa 24 och på den andra främre änden är anordnad en monter- bar gavelplatta 25,vilka båda också utgör sidoväggar. Gavelplattan 25 och transmissionskåpan 24 förbinder de båda vevhusdelsfasta sidoväggarna 21,22 med varandra. Gavelplattan 25 och transmissionskåpan 24 ut- sträcker sig också i höjdled till en nivå väsentligen överensstämmande med cylinderdelens 11 övre ändyta 23. Detta medför att övre ändytorna 82-85 på sidoväggarna 21,22, gavelplattan 25 och transmissionskåpan 24 kommer att ligga i samma plan, vilket plan även väsentligen överensstäm- mer med cylinderdelens 11 övre ändyta 23. Sidoväggarna 21,22, trans- missionskåpan 24 och gavelplattan 25 kommer på detta sätt att omsluta cylinderdelen 11 runt dess omkrets. l detta exempel utgör de övre änd- ytorna 82-85 på sidoväggarna 21,22 transmissionskåpan 24 och gavel- plattan 25 tillika respektive dels övre kant. I alternativa utföringsformer räcker det med att respektive del 21,22,24,25 är utformad med analoga ytor som ej samtidigt behöver vara kant. l en alternativ utföringsform är det möjligt att sidoväggarna 21,22 är monterbart anfästa till vevh usdelen 13 i stället för att vara integrerade delar av densamma.

Såsom visas i figur 1 är transmissionskåpan 24 utformad med en fläns 20 till vilken är anfäst en kopplingskåpa 38 inrymmande en med motorns 10 utgående axel förbunden koppling. Till kopplingskåpan 38 är anfäst en växellåda 47 av i sig konventionell utformning. Kopplingskåpan 38 och växellådan 47 inrymmer även en slutväxel som överför utgående drivkraft till drivaxlar (ej visade). Drivaxlarna är anordnade att utsträcka sig parall- ellt med motorn 10 och på ömse sidor om kopplingskåpan 38/växellådan 47, vilket antyder att det är fråga om ett fordon med tvärställd motor. 501 331 10 15 20 25 30 35 Till cylinderdelens 11 övre sida 23 är anfäst ett cylinderhuvud 26 med in- och utloppskanaler 27,28, in- och utloppsventiler 29,30 och två överligg- ande kamaxlar 31,32. ln- och utloppskanalerna 27,28 är anslutna till sedvanliga arrangemang (ej visade) såsom exempelvis in- och utlopps- system liksom ock tillhörande apparater för bränsleinsprutning, över- laddningsaggregat och avgasreningsarrangemang.

Mellan motorns 10 cylinderhuvud 26 och cylinderdel 11 är anordnad en topplockspackning 33. Mellan motorns 10 cylinderdel 11 och omgivande sidoväggarna 21,22, transmissionskåpan 24 och gavelplattan 25 är anord- nad en elastisk tätning 34 som utsträcker sig runt hela cylinderdelen 11.

Tätningen 34 är avsedd för avtätning av motorns 10 vevh us. Tätningen 34 är med fördel utformad med en bälgformad tvärsnittsform, vilket medger att den kan röra sig både i sitt eget plan, kan avvinklas och kan medge olika höjdlägen för olika delar av tätningen 34. Genom att topplockspack- ningen 33 är i det närmaste helt stel undviks att den elastiska tätningen 34 sammanpressas alltför mycket mellan cylinderhuvudet 26 och cylinder- delen 11. vid tätningens 34 yttre kant är ingjuten en plåtkant, vilken medelst ett antal bultförband 39 är tätande anfäst vid de övre ändytorna av sidovägg- arna 21,22, gavelplattan 25 respektive kåpan 24. Härför är dessa ändytor utformade med monteringshål 40.

På den Iagringsaxeln 19 motstående sidan, i figur 2 den högra sidan, av cylinderdelen 11 är anordnat fyra vevstaksliknande stag 41, vilka även schematiskt visas i figuren 3. Stagen 41 är i sina respektive övre ändar lagrade vid en längsgående axel 42, som i sin tur är anfästi fem cylinder- delsfasta lagerbockar 43. Stagen 41 är i sina respektive nedre ändar excen- triskt lagrade på en excenteraxel 44, vilken är anfäst i fem vevhusdelsfasta lagerbockar 45. De fem cylinderdelsfasta lagerbockarna 43 är i längsled anordnade vid cylinderdelens 11 ändar respektive i området mellan cylindrarna 12, där cylinderdelen 11 har förhållandevis hög styvhet.

Stagen 41 är i sina und re ändar utformade med separata lageröverfall 46 som möjliggör enkel montering och demontering av desamma relativt ex- centeraxeln 44. Vid excenteraxelns 44 främre ände är anfäst en lämplig 10 15 20 25 30 35 501 331 anordning (icke visad) medelst vilken excenteraxeln 44 kan roteras.

Excenteraxeln 44 kan roteras maximalt ca ett halvt varv, vilket motsvarar stagens 41 maximala slaglängd och även motsvarar det intervall inom vilket motorns 10 kompression kan varieras. Stagen 41 samverkar med anslag 49 utformade på cylinderdelens 11 sida, så att sidoytor 50 på respektive stag 41 kommer till anliggning mot anslagen 49 i excenter- axelns 44 båda ändlägen. Genom att på detta sätt anordna en formfast begränsning av excenteraxelns 44 rotation kan excenteraxeln 44 i sidled placeras nära cylinderdelen 11. Motorn 10 kan därigenom utformas kompakt.

Cylinderdelen 11 är tillverkad i någon lättmetallegering, företrädesvis en aluminiumgjutlegering, varigenom cylinderdelens vikt kan hållas nere och en mycket god värmeledande och värmefördelande inre inneslutning av förbränningsrummet erhålles. Vevhusdelen 13 tillverkas av gjutjärn vilket har en täthet på cirka 7.2-7.7 kg/dm3 , vilket överstiger konventionella aluminiumgjutlegeringars täthet, på cirka 2.7 kg/dm3 , med en faktor närmare 3 och åtminstone överstigande 2,6. De skilda materialegen- skaperna ger också delarna skilda akustiska motstånd, och alla ljud som fortplantas i cylinderdelen 11 utsättes för en variation i ljudmotståndet vid övergången via lagringsaxeln 19 och stagen 41 samt dess axlar 42,44 till vevhusdelen 13. Denna variation i ljudmotståndet medför en reduk- tion av ljud utbredningen. I varje övergång mellan skikt av olika material sker en tillståndsförändring som medför en dämpning samt en reflextion av de vibrationer som fortplantas.

Företrädesvis är även liven 21,22 samt gavelplattorna 24,25 tillverkade av gjutjärn, varigenom en ljudskärm med hög materialtäthet bibringas att innesluta cylinderdelen. Den reduktion som sker mellan cylinderdelen och vevhusdelen av stomljud som leds från förbränningsrummet är mycket fördelaktig med tanke på det stomljud som kan fortplantas ut i fordonets struktur då det är förbränningsmotorns vevhusdel vid montering i bil som monteras till fordonets strukturbalkar via dämpanordningar.

Företrädesvis är även kolven tillverkad av aluminium. Ljud från förbrän- ningsrummet fångas härigenom först upp av motorns lättmetalldelar, innan ljudet via en övergång till vevhusdelens gjutjärn kan vidareledas till fordonets karosstruktur. 501 331 10 15 20 25 30 35 Uppfinningens unika materialkombination med en företrädesvis cylinder- delen omslutande vevhusdel utförd i ett material med en relativt cylinder- delens material förhållandevis hög materialtäthet och följaktligen materialet hos den förbränningsrummet bildande cylinderdelen har relativt läg materialtäthet men god värmeledande förmåga, medför att motorns mest värmeutsatta delar erhåller en jämn värmefördelning och god kylförmåga. Detta medför även att för vevhusdelen kan utnyttjas ett styvare material vilket är fördelaktigt eftersom vevhusdelen utsättes för stora krafter.

Claims (1)

10 15 20 25 30 35 501 331 PATENTKRAV

1. Förbränningsmotor (10) med cylindertopp (26), cylinderdel (11) och en vevhusdel (13), där vevhusdelen är utformad med sidoväggar (21,22,24, 25) som med en mellanliggande luftspalt omsluter cylinderdelen âminstone upp till ett plan i huvudsak i nivå med ett tak som avgränsari cylinderdelen befintliga förbränningsrum (12) k ä n n e t e c k n a d a v att cylinderdelen (11) ärtillverkad av en lättmetallegering, företrädesvis en aluminiumlegering, vilken cylinderdel i sin nedre del är anfäst till vevhusdelen (13), att vevhusdelen (13) är tillverkad av ett material med en täthet överstigande cylinderdelens täthet med en faktor på minst 2.6. Zförbränningsmotor enligt krav 1 k á n n e te ck n a d a v att vevhusdelen (13) är tillverkad av gjutjärn. 3.Förbränningsinotor enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d a v att vevhusdelens sidoväggar (21,22,24,25) är tillverkade av gjutjärn. 4.Förbränningsmotor enligt krav 3 k ä n n e t e ck n a d a v att vevhusdelens sidoväggar (21,22,24,25) är tillverkade i ett stycke med övriga delar av vevhusdelen. 5.Förbränningsmotor enligt krav 4 k ä n n e t e ck n a d a v att vevhusdelens sidoväggar (21,22,24,25) upptill är avtätade mot cylindertoppen (26) medelst en flexibel avtätning (34). 6.Förbränningsmotor enligt något av föregående patentkrav k ä n n e t e c k n a d a v att cylinderdelen (11) ärtippbar relativt vevhusdelen (13) via en tippaxel (19) anordnad vid cylinderdelens nedre del för variering av kompressionen.