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DE102013219940A1 - Reciprocating internal combustion engine with a crankshaft - Google Patents

Reciprocating internal combustion engine with a crankshaft Download PDF

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DE102013219940A1
DE102013219940A1 DE201310219940 DE102013219940A DE102013219940A1 DE 102013219940 A1 DE102013219940 A1 DE 102013219940A1 DE 201310219940 DE201310219940 DE 201310219940 DE 102013219940 A DE102013219940 A DE 102013219940A DE 102013219940 A1 DE102013219940 A1 DE 102013219940A1
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DE
Germany
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crankshaft
internal combustion
combustion engine
reciprocating internal
pulley
Prior art date
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DE201310219940
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German (de)
Inventor
Thomas Mitterauer
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
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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
    • F02B67/00—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
    • F02B67/04—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus
    • F02B67/06—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus driven by means of chains, belts, or like endless members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/024—Belt drive

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Abstract

Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle, mit der ein Nockenwellenantrieb für eine Ventilsteuerung über ein Zugmittel antreibbar ist, der zwischen einem Abtriebsende der Kurbelwelle und einem diesem Abtriebsende benachbarten Hauptlager der Kurbelwelle angeordnet ist, wobei das Zugmittel ein Zahnriemen ist und dass zwischen dem Abtriebsende und dem Hauptlager eine Riemenscheibe angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden die Reibleistung reduziert, die Akustik verbessert, die Kosten gesenkt und das Package verbessert.Reciprocating internal combustion engine with a crankshaft, with which a camshaft drive for valve control via a traction means is driven, which is arranged between a driven end of the crankshaft and a main end of this crankshaft adjacent this output end, the traction means is a toothed belt and that between the output end and the Main bearing a pulley is arranged. The inventive arrangement reduces friction, improves acoustics, reduces costs and improves the package.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a reciprocating internal combustion engine with a crankshaft having the features of the preamble of patent claim 1.

Zum technischen Umfeld wird beispielsweise auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 101 16 707 A1 hingewiesen. Aus dieser ist eine Standard-Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle bekannt, mit der ein Ventiltrieb über ein Zugmittel antreibbar ist. Das Zugmittel ist hierbei ein Riemen, der von der Kurbelwelle über eine Riemenscheibe angetrieben ist. Der Riemen befindet sich auf der, der Abtriebsseite der Kurbelwelle abgewandten Seite, sprich benachbart zu Zylinder 1 einer Reihen-Hubkolben-Brennkraftmaschine. Dies der heute am weitesten verbreitete Nockenwellenantrieb für Hubkolben-Brennkraftmaschinen.The technical environment, for example, the German patent application DE 101 16 707 A1 pointed. For this purpose, a standard reciprocating internal combustion engine with a crankshaft is known, with which a valve train can be driven via a traction means. The traction means here is a belt which is driven by the crankshaft via a pulley. The belt is located on the side facing away from the output side of the crankshaft, ie adjacent to the cylinder 1 a series reciprocating internal combustion engine. This is the most common camshaft drive for reciprocating internal combustion engines today.

Nachteilig an dieser Ausgestaltung ist die relativ große Baulänge der Hubkolben-Brennkraftmaschine.A disadvantage of this configuration is the relatively large length of the reciprocating internal combustion engine.

Weiter ist auch aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 39 37 225 A1 ein Nockenwellenantrieb für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine bekannt. Die Hubkolben-Brennkraftmaschine weist eine oben liegende Nockenwelle auf, die mit Zahnrädern antreibbar ist, wobei parallel zum Zahnradtrieb ein Riementrieb vorgesehen ist, der ein vom Zahnradtrieb abweichendes Übersetzungsverhältnis aufweist. Um das Zahnrad-Klappergeräusch zu verringern und den Aufwand hierzu gering zu halten, wird vorgesehen, die Abweichung des Übersetzungsverhältnisses des Riementriebs von jenem des Zahnradtriebs im Bereich von 0,2% bis 2% festzulegen.Next is also from the German patent application DE 39 37 225 A1 a camshaft drive for a reciprocating internal combustion engine known. The reciprocating internal combustion engine has an overhead camshaft, which is drivable with gears, wherein a belt drive is provided parallel to the gear drive, which has a different gear ratio from the gear ratio. In order to reduce the gear rattle noise and to keep the effort for this low, it is provided to set the deviation of the transmission ratio of the belt drive of that of the gear drive in the range of 0.2% to 2%.

Nachteilig an dieser bekannten Ausführungsform ist der hohe bauliche Aufwand.A disadvantage of this known embodiment, the high construction costs.

Weiter ist aus der deutschen Patentschrift Nr.: 605 412 eine Hubkolben-Brennkraftmaschine bekannt, deren Nockenwellenantrieb über Kegelzahnräder erfolgt. Die Kegelzahnräder sind hierbei zwischen dem abtriebsseitigen Ende der Kurbelwelle und einem abtriebsseitigen Hauptlager der Kurbelwelle angeordnet.Next is from the German Patent Publication No. 605 412 a reciprocating internal combustion engine known whose camshaft drive is via bevel gears. The bevel gears are in this case arranged between the output-side end of the crankshaft and a driven-side main bearing of the crankshaft.

Nachteilig an dieser Ausgestaltung ist der hohe Reibungsverlust bei der Kraftübertragung über die Kegelzahnräder.A disadvantage of this configuration is the high friction loss during power transmission via the bevel gears.

Grundsätzlich weist ein Nockenwellenantrieb für eine Ventilsteuerung mit einer Kette im Vergleich zu einer Ventilsteuerung mit Zahnriemen folgende Nachteile auf:

  • – Schlechte Reibleistung
  • – Schlechte Akustik
  • – Hohe Kosten
  • – Ungünstiges Package
Basically, a camshaft drive for a valve control with a chain compared to a valve timing with timing belt has the following disadvantages:
  • - Bad friction
  • - bad acoustics
  • - High costs
  • - Unfavorable package

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Nockenwellenantrieb für eine Ventilsteuerung für eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle darzustellen, der die oben genannten Nachteile nicht aufweist.Object of the present invention is to present a camshaft drive for a valve control for a reciprocating internal combustion engine with a crankshaft, which does not have the disadvantages mentioned above.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features in the characterizing part of patent claim 1.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Hubkolben-Brennkraftmaschine weist in vorteilhafter Weise eine reduzierte Reibleistung, eine deutlich verbesserte Akustik, geringere Herstellkosten und ein besseres Package auf.The inventive design of the reciprocating internal combustion engine advantageously has a reduced friction, a significantly improved acoustics, lower production costs and a better package.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ausgeführt.Advantageous developments of the invention are set forth in the subclaims.

So ist in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Patentanspruch 2 die Riemenscheibe mit der Kurbelwelle einstückig und vorzugsweise materialeinheitlich ausgeführt.Thus, in a preferred embodiment according to claim 2, the pulley with the crankshaft in one piece and preferably made of the same material.

In oben genannter Ausgestaltung können die Kurbelwelle und die Riemenscheibe gemäß Patentanspruch 3 spanend, beispielsweise durch Fräsen oder spanlos, beispielsweise durch Umformen oder Walzen hergestellt werden.In the above-mentioned embodiment, the crankshaft and the pulley can be produced according to claim 3 by cutting, for example by milling or without cutting, for example by forming or rolling.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles in einer einzigen Figur näher erläutert.In the following the invention with reference to an embodiment in a single figure is explained in more detail.

1 zeigt eine Aufsicht auf eine Kurbelwelle für eine erfindungsgemäße Hubkolben-Brennkraftmaschine. 1 shows a plan view of a crankshaft for a reciprocating internal combustion engine according to the invention.

1 zeigt eine dreidimensionale Aufsicht auf ein Abtriebsende 2 eine Kurbelwelle 1 für eine nicht dargestellte erfindungsgemäße Hubkolben-Brennkraftmaschine. Die Kurbelwelle 1 weist am Abtriebsende 2 einen nicht bezifferten Flansch mit sechs sichtbaren, nicht bezifferten axialen Bohrungen auf, zur Montage eines Schwungrades. Zwischen dem Abtriebsende 2 und einem Hauptlager 3 der Kurbelwelle 1 ist eine Riemenscheibe 4 angeordnet. Zwischen dem Hauptlager 3 und einem Hubzapfen 6 ist ein weiteres Zahnrad 5, beispielsweise für den Antrieb einer Ausgleichswelle, an die Kurbelwelle 1 angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Riemenscheibe 4 und die Kurbelwelle 1 einstückig und materialeinheitlich ausgeführt. Des Weiteren kann die Riemenscheibe 4 spanend, beispielsweise durch Fräsen oder spanlos, beispielsweise durch Umformen, wie Drücken und/oder Walzen hergestellt sein. 1 shows a three-dimensional view of an output end 2 a crankshaft 1 for a reciprocating internal combustion engine according to the invention, not shown. The crankshaft 1 points at the output end 2 an unnumbered flange with six visible, not numbered axial bores, for mounting a flywheel. Between the output end 2 and a main camp 3 the crankshaft 1 is a pulley 4 arranged. Between the main camp 3 and a crankpin 6 is another gear 5 , For example, for driving a balance shaft, to the crankshaft 1 arranged. In a preferred embodiment, the pulley 4 and the crankshaft 1 made in one piece and of uniform material. Furthermore, the pulley 4 cutting, for example by milling or without cutting, for example by Forming, such as pressing and / or rolling to be made.

Mit Hilfe der erfindungsgemäß an die Kurbelwelle 1 angeordneten Riemenscheibe 4 kann nun mittels eines Endloszugmittels, einem Zahnriemen, ein Nockenwellenantrieb für eine Ventilsteuerung angetrieben werden.With the help of the invention to the crankshaft 1 arranged pulley 4 can now be driven by means of a endless traction means, a toothed belt, a camshaft drive for a valve control.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Hubkolben-Brennkraftmaschine weist in vorteilhafter Weise eine reduzierte Reibleistung, eine deutlich verbesserte Akustik, geringere Herstellkosten und ein besseres Package gegenüber dem bekannten Stand der Technik auf.The inventive design of the reciprocating internal combustion engine advantageously has a reduced friction, a significantly improved acoustics, lower production costs and a better package over the known prior art.

Bisher waren Zahnriemen noch mit Wechselintervallen versehen, sprich nicht lebensdauerfest. Die Kombination „Zahnriemen hinten” und „nicht lebensdauerfester Zahnriemen” wird es nicht geben, da ein Zahnriemenwechsel während der Lebensdauer einer Hubkolben-Brennkraftmaschine untragbar wäre. Mittlerweile wird von bekannten Zahnriemen-Herstellern an lebensdauerfähigen Zahnriemen in Öl gearbeitet, die teilweise auch schon in der Serie umgesetzt sind. Das ermöglicht erstmals den erfindungsgemäßen Aufbau einer Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem Zahnriemen hinten (abtriebsseitig), da ein Zahnriemenwechsel nicht mehr nötig ist.To date, timing belts were still provided with change intervals, ie not life-long. The combination "toothed belt rear" and "not life-long belt" will not exist because a timing belt replacement during the life of a reciprocating internal combustion engine would be intolerable. In the meantime, well-known timing belt manufacturers are working on life-long belts in oil, some of which have already been implemented in series production. This allows for the first time the construction of a reciprocating internal combustion engine according to the invention with a toothed belt rear (output side), since a timing belt replacement is no longer necessary.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kurbelwellecrankshaft
22
Abtriebsendeoutput end
33
Hauptlagermain bearing
44
Riemenscheibepulley
55
Zahnradgear
66
Hubzapfencrank pins

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10116707 A1 [0002] DE 10116707 A1 [0002]
  • DE 3937225 A1 [0004] DE 3937225 A1 [0004]
  • DE 605412 [0006] DE 605412 [0006]

Claims (3)

Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle (1), mit der ein Nockenwellenantrieb für eine Ventilsteuerung über ein Zugmittel antreibbar ist, der zwischen einem Abtriebsende (2) der Kurbelwelle (1) und einem diesem Abtriebsende (2) benachbarten Hauptlager (3) der Kurbelwelle (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittel ein Zahnriemen ist und dass zwischen dem Abtriebsende (2) und dem Hauptlager (3) eine Riemenscheibe (4) angeordnet ist.Reciprocating internal combustion engine with a crankshaft ( 1 ), with which a camshaft drive for a valve control via a traction means is driven, which between a driven end ( 2 ) of the crankshaft ( 1 ) and this output end ( 2 ) adjacent main warehouse ( 3 ) of the crankshaft ( 1 ), characterized in that the traction means is a toothed belt and that between the output end ( 2 ) and the main warehouse ( 3 ) a pulley ( 4 ) is arranged. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (4) und die Kurbelwelle (1) einstückig und materialeinheitlich sind.Reciprocating internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the pulley ( 4 ) and the crankshaft ( 1 ) are integral and of uniform material. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Riemenscheibe (4) spanend oder spanlos hergestellt ist.Reciprocating internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the pulley ( 4 ) is produced by cutting or without cutting.
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