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Dokumentenidentifikation DE60112870T2 22.06.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001205644
Titel Ölgekühlte Brennkraftmaschine
Anmelder Honda Giken Kogyo K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Shiomi, Kazuyuki, Wako-shi, Saitama, JP;
Momosaki, Tamotsu, Wako-shi, Saitama, JP;
Ohkawa, Haruhiko, Wako-shi, Saitama, JP
Vertreter Mitscherlich & Partner, Patent- und Rechtsanwälte, 80331 München
DE-Aktenzeichen 60112870
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 12.11.2001
EP-Aktenzeichen 013095146
EP-Offenlegungsdatum 15.05.2002
EP date of grant 24.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.06.2006
IPC-Hauptklasse F01M 5/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F01M 1/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine ölgekühlte Motoranordnung, bei der nach Schmierung der beweglichen Teile eines Motors ein Schmieröl gekühlt wird und dann dem Kreislauf zur Kühlung der beweglichen Teile wieder zugeführt wird.

In einem Motor weisen rotierende Teile wie eine Kurbelwelle und Lager einer Kurbelstange und gleitende Teile (hierin nachfolgend als bewegliche Teile bezeichnet) aufgrund von Reibung eine hohe Temperatur auf. Die beweglichen Teile, die auf hoher Temperatur verbleiben, werden durch Schmierung mit einem Schmieröl gekühlt. Die Kühlung des Schmieröls nach der Schmierung kann dadurch durchgeführt werden, dass für die Zirkulation des Schmieröls eine Schmierleitung an den Motor angeschlossen wird, die einen Ölkühler und einen Öltank beinhaltet. Es besteht jedoch Platzbedarf, um den Ölkühler und den Öltank anzuordnen. Mit dem Ziel, eine Verkleinerung der gesamten Struktur aus der ölgekühlten Motoranordnung einschließlich der Schmierleitung zu erreichen, besteht immer noch Raum für strukturelle Verbesserung.

Die Motoranordnung, die so angeordnet ist, dass der von einem Öltank eingenommenen Raum reduziert wird, wurde beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. SHO-63-67077 mit dem Titel "Motor Mounting Assembly" und in der japanischen, offengelegten Patentveröffentlichung Nr. HEI-3-67011 mit dem Titel "Oli Supply Structure For Motor" vorgeschlagen.

Die Motoranordnung, die in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. SHO-63-67077 offenbart ist, besteht aus einer Montagebasis, die aus einer den Motor tragenden Stahlröhre hergestellt ist, in der der Öltank angeordnet ist, der wiederum mit einem Schmieröl zu befüllen ist, welches von einer Motorantriebspumpe, die vom Motor angetrieben wird, zirkuliert wird. Das heißt, dass die Montagebasis ebenso die Rolle des Öltanks spielt.

Da jedoch die Montagebasis der Motoranordnung ein Tragelement für den Motor bildet, verursacht dies an sich eine Größenbeschränkung. Folglich ist der freien Festlegung des Fassungsvermögens des Öltanks eine Beschränkung auferlegt. Das Vorliegen der aus einer Stahlröhre hergestellten Montagebasis scheint mehr oder weniger effektiv für die Abführung der Wärme des Schmieröls im Öltank zu sein. Die Größenbeschränkung, die der Montagebasis auferlegt ist, begrenzt jedoch den Umfang der Vergrößerung der die Wärme abführenden Fläche über eine adäquate Größe.

Die Motoranordnung, die in der japanischen, offengelegten Patentveröffentlichung Nr. HEI-3-67011 offenbart ist, weist eine Struktur auf, in der ein Zylinderblock des Motors mit einem Öltank an einem äußeren Rand mit einem Wassermantel ausgebildet ist, wobei der Öltank im Zylinderblock enthalten ist. Das Schmieröl wird durch Kühlwasser im Wassermantel gekühlt.

Eine funktionale Beschränkung betrifft jedoch den Motor im Hinblick auf die Form und Maße des Zylinderblocks in der Motoranordnung. Das Vorsehen des im Zylinderblock enthaltenen Öltanks beschränkt den Umfang für den Zuwachs des Fassungsvermögens des Öltanks und die Größe der die Wärme abführenden Fläche des Ölkühlers.

Es ist folglich eine Aufgabe von wenigstens den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, eine Motoranordnung zu schaffen, die es ermöglicht, dass auf adäquate Weise ein Fassungsvermögen zur Lagerung von Schmieröl und eine Wärme abführende Fläche zur Kühlung des Schmieröls erhalten werden, während die Verkleinerung der ölgekühlten Motoranordnung an sich erreicht wird.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine ölgekühlte Motoranordnung bereitgestellt, die Folgendes umfasst: einen Motor, eine Schmierölpumpe, die im Innern des Motors angeordnet ist und einen hohlen Rahmenkörper, der den Motor und Motoranbauteile, einschließlich eines Vergasers und eines Auspuffs umgibt, der den Motor trägt und der im Innern mit einem Öldurchfluss versehen ist, durch den Schmieröl strömt. Die Schmierölpumpe ist mit dem Öldurchfluss so verbunden, dass dem Schmieröl, das die beweglichen Teile des Motors geschmiert hat, ermöglicht wird, mittels des Rahmenkörpers luftgekühlt zu werden. Das gekühlte Schmieröl wird nachfolgend zu den beweglichen Teilen des Motors wieder dem Kreislauf zugeführt.

Da der Rahmenkörper, der den Motor trägt, so angeordnet ist, dass er den Motor und die Motoranbauteile umgibt, weist der Rahmenkörper eine gesteigerte Gesamtlänge auf. Die Wahl des hohlen Rahmenkörpers ermöglicht, dass der Rahmenkörper als Öldurchfluss dient, durch den Schmieröl strömt, um luftgekühlt zu werden. Die gesteigerte Gesamtlänge des Rahmenkörpers führt zu einem Zuwachs der die Wärme abführenden Fläche. Somit schafft der Rahmenkörper einen gesteigerten Wärme abführenden Effekt. Auf solche Art und Weise spielt der Rahmenkörper, der den Motor trägt, auch die Rolle als Öltank und Ölkühler, was zum Ergebnis hat, dass es nicht nötig ist, separat den Ölkühler und den Öltank vorzusehen, um so eine Verkleinerung der gesamten Struktur der Motoranordnung zu erreichen. Zusätzlich wird der Motor so angeordnet, dass darin die Schmierölpumpe eingebaut wird. Dies schließt aus, dass die Schmierölpumpe vom Motor vorsteht.

Wünschenswerterweise sind der Vergaser an einer Seite des Motors und der zuvor erwähnte Auspuff an der anderen Seite des Motors angeordnet. Es ist erwünscht, dass eine Schmierölzuführleitung für die Zuführung des Schmieröls vom Rahmenkörperbestandteil in der Nähe der Kurbelkammer des Motors zur Schmierölpumpe zusätzlich vorgesehen ist. Schmieröl, das mit dem Rahmenkörper abgekühlt wurde, wird vom Rahmenkörperbestandteil, der in unmittelbarer Nachbarschaft zur Kurbelkammer ist und der auf einer niedrigeren Temperatur als der Rahmenkörperbestandteil, der näher zum Auspuff liegt, verbleibt, zur Schmierpumpe zugeführt. Dadurch, dass die Schmierölrückführleitung mit dem Rahmenkörper an einem vom Hochtemperaturauspuff entfernt liegenden Punkt verbunden ist, wird vermieden, dass Schmieröl einer hohen Temperatur ausgesetzt wird.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Rahmenkörper mit einer Vielzahl von Abdeckplatten mit Wärme abführenden Eigenschaften bedeckt, wobei eine davon eine Luft-Einlassöffnung aufweist, um es dem Kühlventilator, der Außenluft von der Luft-Einlassöffnung ansaugt, zu ermöglichen, auf der Kurbelwelle befestigt zu werden. Die Vielzahl an Abdeckplatten, die am Rahmenkörper zu befestigen sind, dient als zugehörige Wärmeabführplatten. Thermische Wärme, die vom Rahmenkörper erzeugt wird, wird mittels der Vielzahl der Abdeckplatten abgeführt. Da die Vielzahl der Abdeckplatten den Umfang des Rahmenkörpers umgibt, wird eine vergrößerte Wärme abführende Fläche erhalten. Dies führt zu einem Zuwachs der Kühleffizienz bei der Kühlung von Schmieröl. Auch die inneren Oberflächen der Vielzahl von Abdeckplatten und die Fläche des Rahmenkörpers, der mit der Vielzahl von Abdeckplatten bedeckt ist, werden mit der vom Kühlventilator angesaugten Außenluft gekühlt. Somit wird die Leistungsfähigkeit des Rahmenkörpers im Hinblick auf die Wärmeabführung zusätzlich gesteigert. Zusätzlich erlaubt das Vorhandensein einer Vielzahl von Abdeckplatten zur Abdeckung des Rahmenkörpers das Verbergen des Motor und der Motoranbauteile, was zu einer Verringerung des Motorgeräuschs führt.

In einer bevorzugten Motoranordnung ist die Kraftabtriebswelle lösbar mit der Kurbelwelle des Motors verbunden und ist drehbeweglich entweder am Rahmenkörper oder den Abdeckplatten gelagert. Es ist möglich die Kraftabtriebswelle an die Art der Last, die vom Motor anzutreiben ist, anzupassen. Demzufolge, besteht kein Bedarf die Kurbelwelle an die Last anzupassen.

Bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend detaillierter, lediglich beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Figuren beschrieben, wobei die Figuren Folgendes darstellen:

1 ist eine perspektivische Darstellung einer ölgekühlten Motoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;

2 ist eine horizontale Schnittansicht der in 1 gezeigten, ölgekühlten Motoranordnung;

3 ist eine seitliche Schnittansicht der ölgekühlten Motoranordnung, wie in Richtung des Pfeils 3 aus 1 betrachtet;

4 ist eine perspektivische Ansicht, die die Verknüpfung zwischen einem Motor und einem Rahmenkörper darstellt, wie in 1 gezeigt;

5 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines in 4 gezeigten Entlüftungsventils;

6A und 6B sind schematische Darstellungen, die die Funktion eines Schmierölzuführsystems gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen; und

7A und 7B sind perspektivische Ansichten, die erste und zweite abgewandelte Ausgestaltungen des Rahmenkörpers und der Abdeckplatten darstellen, wie sie in 1 gezeigt sind.

In 1 ist eine ölgekühlte Motoranordnung 10, die aus einem hohlen Rahmenkörper 70, der einen Motor 11 und Motoranbauteile (einen Vergaser 51 und einen Auspuff 52, usw.) umgibt und der den Motor 11 trägt, aufgebaut ist. Der umlaufende Randbereich des hohlen Rahmenkörpers 70 weist eine Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F auf, die den Rahmenkörper 70 verbergen.

Der Motor 11 umfasst einen Zylinderblock 13, der in einer horizontalen Richtung angeordnet ist und der eine Seite (wie dargestellt: eine linke Seite), die mit einem Vergaser 51 versehen ist und eine andere Seite (wie dargestellt: eine rechte Seite) aufweist, die mit einem Auspuff 52 versehen ist.

Der Rahmenkörper 70 umfasst nach oben offene U-förmige Rahmenbestandteile 73, 73, die aus zwei aufrechten Abschnitten 72, 72, die sich von beiden Längsenden der betreffenden horizontalen Abschnitte 71, 71, die sowohl an der linken als auch rechten Seite des Motors 11 angeordnet sind, nach oben erstrecken, gebildet werden. Unter den linken und rechten Rahmenbestandteilen 73, 73 sind ein Paar der aufrechten Abschnitte 72, 72, die in einem gegenüberstehenden Anordnungsverhältnis aufrecht stehen und das andere Paar der aufrechten Abschnitte 72, 72, die in einem anderen gegenüberstehenden Anordnungsverhältnis aufrecht stehen, jeweils an ihren oberen, distalen Enden mittels horizontaler Verbindungsabschnitte (ein erster Verbindungsabschnitt 74 und ein zweiter Verbindungsabschnitt 75) die aus rechtwinkligem oder rundem Rohrmaterialien hergestellt sind, wechselseitig untereinander verbunden.

Der Rahmenkörper 70 und die Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F sind aus Materialien mit exzellenter Wärmeleitfähigkeit hergestellt, wie beispielsweise Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, um diesen eine Wärme abführende Eigenschaft zu verleihen.

Der erste und zweite Verbindungsabschnitt 74, 75 tragen darauf eine Abdeckplatte 76E, die den oberen Bereich des Rahmenkörpers 70 bedeckt und einen Brennstofftank 81 trägt.

Unter der Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F sind die linksseitige und rechtsseitige Abdeckplatte 76A, 76C einheitlich ausgestaltet, um einen Satz zu bilden, und die vorderseitige und achternseitige Abdeckplatte 76B, 76D und die Deckenabdeckplatte 76E sind einheitlich ausgebildet, um einen weiteren Satz zu bilden, wobei die zwei Sätze aus den Abdeckplatten zusammengebaut werden, um den Rahmenkörper 70 einzuhüllen.

2 ist eine horizontale Schnittansicht der in 1 gezeigten, ölgekühlten Motoranordnung.

Der Motor 11, der in 2 dargestellt ist, ist ein Allzweckmotor vom Viertakt-Einzylinder-Typ mit obenliegender Nockenwelle (OHC) und ist ein hochdrehender Motor mit einer Kurbelwelle 19, die vorselektiert wurde, um bei 12.000 U/min zu rotieren. Der Motor 11 ist insbesondere aus einer Hauptstruktur aufgebaut, die ein Kurbelgehäuse 12, den Zylinderblock 13, eine Zylinderkopfabdeckung 17, die Kurbelwelle 19, eine Kurbelstange 21, einen Kolben 22, einen Kraftübertragungsmechanismus 30 und eine Ventilbetätigungsmechanismus 40 beinhaltet.

Das Kurbelgehäuse 12 ist mit dem Zylinderblock 13 durch Bolzen verbunden. Der Zylinderblock 13 ist im Innern mit einem Zylinder 14 versehen, und am distalen Ende des Zylinderblocks 13 ist ein Zylinderkopf 15 eingearbeitet. Eine Verbrennungskammer 16 ist zwischen dem distalen Ende des Zylinders 14 und dem Zylinderkopf 15 ausgebildet.

Die Kurbelwelle 19 ist durch die Kurbelstange 21 mit dem Kolben 22 verbunden, der verschiebbar im Zylinder 14 für eine Hin- und Herbewegung aufgenommen ist.

2 stellt eine Ventilbetätigungskammer 18 dar, die mit dem Zylinderkopf 15 und der Zylinderkopfabdeckung 17 durch Verbindung eines distalen Endes des Zylinderkopfs 15 an die Zylinderkopfabdeckung 17 durch Schrauben gebildet wird und die in sich den Ventilbetätigungsmechanismus 40 aufnimmt.

Der Kraftübertragungsmechanismus 30 beinhaltet eine Antriebsriemenscheibe 31, die an der Kurbelwelle 19 im Kurbelgehäuse 12 befestigt ist, eine angetriebene Riemenscheibe 33, die an der Nockenwelle 32 befestigt ist und einen Steuerriemen 34, der über die Antriebsriemenscheibe 31 und die angetriebene Scheibe 33 gezogen ist. Da ein Raum, der zwischen dem Kurbelgehäuse 12 und dem Zylinderblock 13 vorgegeben ist, den Kraftübertragungsmechanismus 30 enthält, kann der Kraftübertragungsmechanismus 30 in seiner Struktur verkleinert werden.

Ein Kühlventilator 53 ist an einem Ende der Kurbelwelle 19 befestigt. Unter der Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F ist eine Luft-Einlassöffnung 76a an einer Stelle ausgebildet, die der Luftansaugseite des Kühlventilators 53 gegenüberliegt, um zu ermöglichen, dass Außenluft durch die Luft-Einlassöffnung 76a mittels des Kühlventilators 53 angesaugt wird. Die Außenluft, die angesaugt wird, strömt über Wege entlang der Innenflächen der Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F und des Rahmenkörpers 70, der durch die Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F verdeckt ist und wird an die Atmosphäre über eine Auslassöffnung 76b, die in der Nähe der Seite des Auspuffs 52 ausgebildet ist, abgegeben. Auf diese Art und Weise werden die Innenflächen der Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F und eine Oberfläche des Rahmenkörpers 70, der von den Abdeckplatten 76A bis 76F verdeckt ist, mit Außenluft, die vom Kühlventilator 53 angesaugt wird, gekühlt. Folglich ist es möglich, die Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F und den Rahmenkörper 70 mit gesteigerter Effizienz zu kühlen.

Da ferner der Abgasauslass 52a des Auspuffs 52 an einer Stelle angeordnet ist, wo sich die Auslassöffnung 76b befindet, verbinden sich die Motorabgase, die vom Auspuff 52 ausgestoßen werden, mit einem Strom der Außenluft, die vom Kühlventilator 53 angesaugt wird, um aus der Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F nach außen abgegeben zu werden.

Dadurch, dass der Rahmenkörper mit einer an seinem umlaufenden Randbereich angebrachten Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F mit betreffenden Wärme abführenden Eigenschaften vorliegt, d.h. dass der Rahmenkörper durch die Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F verdeckt ist, wird ermöglicht, dass Wärme vom Rahmenkörper 70 abgeführt wird, die mittels der Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F abgegeben wird. Da die Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F den umlaufenden Randbereich des Rahmenkörpers 70 verdeckt, wird die Oberfläche, die hinsichtlich der Abführung von Wärme wirksam ist, erheblich vergrößert. Somit schafft die Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F mit der großen Wärme abführenden Oberfläche einen gesteigerten Wärme abführenden Effekt. Folglich ist es möglich, dass die Kühleffizienz bei der Kühlung von Schmieröl stark verbessert wird.

Zusätzlich ermöglicht die Abdeckung des Rahmenkörpers 70 mit der Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F die Verbergung des Motors 11 und der Motoranbauteile (des Vergasers 51 und des Auspuffs 52, usw.). Folglich kann das Motorgeräusch eliminiert werden.

Das andere Ende der Kurbelwelle 19 ist durch eine Versetzung absorbierende Kupplung, die Schwimmkupplung genannt wird, und durch einen Reduktionsgetriebemechanismus 61 mit der Kraftabtriebswelle 62 lösbar verbunden. Die Versetzung absorbierende Kupplung 55 ist aus einer kombinierten Struktur aufgebaut, die ein erstes Kupplungselement 56, das mit der Kurbelwelle 19 verbunden ist und ein zweites Kupplungselement 58 umfasst, das mit dem ersten Kupplungselement 56 mittels einer Vielzahl von elastischen Elementen 57 verbunden ist. Solche eine Versetzung absorbierende Kupplung ist eine wohl bekannt Kupplung, die beispielsweise in der japanischen, vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. 6-26550 mit dem Titel "Vibration-Proof Motor Bed" offenbart ist.

Durch Vorsehen der Versetzung absorbierenden Kupplung 55 wird ermöglicht, dass Vibrationen des Motors 11 mit der Vielzahl von elastischen Elementen 57 absorbiert werden, um auszuschließen, dass Vibrationen an die Reduktionsgetriebeeinheit 61 und die Kraftabtriebswelle 62 übertragen werden. Somit wird ausgeschlossen, dass des Reduktionsgetriebemechanismus 61 Geräusche aufgrund der Vibrationen des Motors 11 überträgt, wobei ausgeschlossen wird, dass Vibrationen des Motors 11 auf die Last mittels der Kraftabtriebswelle 62 übertragen werden.

Der Reduktionsgetriebemechanismus 61 dient dazu, die Rotationsgeschwindigkeit der Kurbelwelle 19 auf eine gewünschte Rotationsgeschwindigkeit, mit der sich die Kraftabtriebswelle 62 dreht, zu reduzieren und ist aus einem Zahnrad-Reduktionsmechanismus zusammengesetzt, der eine Zwischenwelle 63, die mit dem zweiten Kupplungselement 58 verbunden ist, ein Antriebszahnrad 64, das an der Zwischenwelle 63 ausgebildet ist, ein angetriebenes Zahnrad 65, das auf der Kraftabtriebswelle 62 ausgebildet ist, um in das Antriebszahnrad 64 einzugreifen und ein Getriebegehäuse 66 beinhaltet, welches darin das Antriebszahnrad 64 und das angetriebene Zahnrad 65 aufnimmt. Das Getriebegehäuse 66 ist am Rahmenkörper 70 durch fixierende Befestigung des Getriebegehäuses 66 an der Abdeckplatte 76C angebracht, so dass die Kraftabtriebswelle 62 drehbeweglich gelagert ist.

Durch Entfernen des Getriebegehäuses 66 von der Abdeckplatte 76C wird ermöglicht, dass der Reduktionsgetriebemechanismus 61 von der Kurbelwelle 19 entfernt wird. Das Zerlegen des Getriebegehäuses 66 ermöglicht auch das Entfernen der Kraftabtriebswelle 62 aus dem Reduktionsgetriebemechanismus 61. Auf diese Art und Weise ist es möglich, dass die Kraftabtriebswelle 62 drehbeweglich vom Rahmenkörper 70 oder der Abdeckplatte 76C gelagert wird.

Dadurch, dass die Kraftabtriebswelle 62 lösbar mit der Kurbelwelle 19 verbunden ist und drehbeweglich am Rahmenkörper 70 oder der Abdeckplatte 76C gelagert wird, ist es möglich, dass die Kraftabtriebswelle 62 entsprechend der Art der Lasten, die der Motor 11 antreibt, geändert wird. Folglich besteht kein Bedürfnis nach Änderung der Kurbelwelle 19 in Abhängigkeit der Last, woraus sich ein Zuwachs der Produktivität der Kurbelwelle 19 und ein gesteigerter, günstiger Effekt hinsichtlich Vertriebs-, Montage- und Herstellungskosten ergibt.

Wie in 2 gezeigt ist, ermöglicht die Formgebung der Oberflächen des Kurbelgehäuses 12 und des Zylinderblocks 13 in einer Kugelform die Eliminierung von Schallabstrahlung im Motor 11.

Der Kühlventilator 53 und das erste Kupplungselement 56, die außerhalb des Kurbelgehäuses 12 angeordnet sind, können die Rolle eines Gegengewichts der Kurbelwelle 19 spielen. Auch die Kurbelwelle 19 ist ausgehöhlt. Somit kann das Gewicht der Kurbelwelle 19 reduziert werden.

3 ist eine seitliche Schnittansicht der ölgekühlten Motoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt die Querschnittstruktur der ölgekühlten Motoranordnung 10, wie in Richtung des Pfeils 3 aus 1 betrachtet.

Der Zylinderblock 13 weist einen Zylinderkopf 15 auf, der mit einer Luft-Einlassöffnung 23 und einer -Auslassöffnung 24 ausgebildet ist.

Der Ventilbetätigungsmechanismus 40 ist aus Hauptbestandteilen aufgebaut, die eine Nockenwelle 32, einen Einlassventilhebelarm 41 und ein Einlassventil 42, ein Auslassventilhebelarm 43 und ein Auslassventil 44 umfassen. Die Montagewinkel des Einlassventils 42 und des Auslassventils 44, die sich in Richtung der Verbrennungskammer 16 erstrecken, sind so gewählt, dass sie vergleichsweise kleine Winkel aufweisen. Folglich reicht ein einzelner Nocken 45 aus, der auf der Nockenwelle 35 anzubringen ist. Somit ist es möglich, dass der Ventilbetätigungsmechanismus 40 geräuscharm ausfällt und eine Verkleinerung bei geringem Gewicht erreicht wird.

3 zeigt eine Struktur, bei der ein unterer Teil des Kurbelgehäuses 12 und ein unterer Teil des Zylinderkopfs 15 des Motors 11 am Rahmenkörper 70 mittels vibrationsfreier Gummis 82, 82 (durch Gummihalter) befestigt ist und ein unterer Teil des Rahmenkörpers 70 fest an einer Montagebasis 83 durch Schrauben befestigt ist, falls es erwünscht ist.

Dadurch, dass die den Motor tragende Struktur mit einer vibrationsfreien tragenden Struktur, die Gummihalter verwendet und dass die Kraftabtriebswelle 62 mit der Kurbelwelle 19 mittels der Versetzung absorbierenden Kupplung 55 verbunden ist, wie in 2 gezeigt ist, werden somit Schall und Vibration unterbunden, was im Ergebnis zu einer geräuscharmen und vibrationsarmen Motoranordnung 10 führt; insbesondere, wenn es ein Hochgeschwindigkeitsmotor 11 ist, der Vibrationen mit einer vergleichsweise hohen Frequenz erzeugen kann. Es ist relativ einfach, die Hochfrequenzvibration mit dem Gummihalter und der Versetzung absorbierenden Kupplung 55 zu unterbinden. Folglich ist solch eine tragende Struktur hoch effektiv im Hinblick auf die Unterbindungsfähigkeit von Schall und Vibration.

Wie nun aus der vorhergehenden Beschreibung deutlich wird und wie die 2 und 3 zeigen, kann eine Verkleinerung und die Geräuscharmut des Motors 11 durch das Folgende erreicht werden: (1) das Vorliegen einer Kugelform, die im Kurbelgehäuse 12 und im Zylinderblock 13 ausgebildet ist und welche die Schallabstrahlung eliminiert; (2) das Vorliegen des Zylinderkopfs 15, der ganzheitlich an den distalen Enden des Zylinderblocks ausgebildet ist; (3) das Vorliegen des Kühlventilators 53 und des ersten Kupplungselements 56, die außerhalb des Kurbelgehäuses 12 angeordnet sind und die die Rolle eines Gegengewichts spielen; (4) das Vorliegen der Kurbelwelle 19, die ausgehöhlt ist; (5) das Vorliegen des Kraftübertragungsmechanismus 30 und des Ventilbetätigungsmechanismus 40, die geräuscharm sind und bei geringem Gewicht verkleinert sind; und (6) das Vorliegen der den Motor tragenden Struktur und der Versetzung absorbierenden Kupplung 55, die Motorgeräusch und -Vibration unterbinden.

4 ist eine perspektivische Darstellung der Hauptteile der ölgekühlten Motoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung und illustriert ein Schmierölkreislaufsystem 90 des Motors 11 und des Rahmenkörpers 70.

Die Schmierölkreislaufsystem 90 ist dazu ausgelegt, das Schmieröl, welches die beweglichen Teile des Motors 11 schmiert, zu kühlen und bringt Schmieröl zu den beweglichen Teilen wieder in Umlauf. Insbesondere ist das Schmierölkreislaufsystem 90 durch das Vorsehen einer Schmierölpumpe 91, die im Motor 11 enthalten ist und durch einen Öldurchfluss 92 gekennzeichnet, der im Innern des Rahmenkörpers 70 ausgebildet ist, um Schmieröl O durchzulassen und der mit der Schmierölpumpe 91 verbunden ist, wodurch Schmieröl O, das mit Luft am Rahmenkörper 70 abgekühlt wurde, zu den beweglichen Teile des Motors in Umlauf gebracht wird. Das Schmierölkreislaufsystem 90 wird nachfolgend im Detail beschrieben.

Der Rahmenkörper 70 umfasst die Rahmenbestandteile 73, 73 und den ersten und zweiten Verbindungsabschnitt 74, 75, die im Innern und insgesamt miteinander verbunden sind, um den Öldurchfluss 92 zu bilden, durch den Schmieröl O strömt.

An eine obere Fläche eines Zwischenlängsabschnitts des zweiten Verbindungsabschnitts 75 ist ein Entlüftungsventil 93 angebracht. Das Entlüftungsventil 93 steht in Verbindung mit dem Öldurchfluss 92 und der Atmosphäre.

Das Schmierölkreislaufsystem 90 umfasst eine Schmierölzuführleitung 95 für die Zuführung von Schmieröl O, das im Rahmenkörper 70 in der Nähe der Kurbelkammer 25 des Motors 11 hinterlassen ist, zur Schmierölpumpe 91 und eine Schmierölrückführleitung 96, durch die Schmieröl O von den beweglichen Teilen des Motors 11 zum Rahmenkörper 70 an einer Seite, die dem Vergaser 51 näher ist, zurückgeführt wird (siehe 2).

Schmieröl O, das mit dem Rahmenkörper 70 gekühlt wird, wird vom Rahmenkörper 70 an einer Seite in der Nähe des Kurbelkammer 25, die auf niedriger Temperatur bleibt als die Seite des Rahmenkörper 70, die näher zum Auspuff 52 (siehe 2) liegt, zur Schmierpumpe 91 zugeführt. Nach der Schmierung der beweglichen Teile des Motors, wird Schmieröl O zur Seite des Rahmenkörpers 70 an dessen Seite, die näher zum Vergaser 51 liegt und die auf niedriger Temperatur verbleibt, als die Seite des Rahmenkörpers 70, die näher dem Auspuff 52 liegt, zurückgeführt. Auf diese Art und Weise wird die Zirkulationsleitung des Schmieröls O vom Hochtemperaturauspuff 52 getrennt, wodurch die Angst beseitigt wird, dass das Schmieröl O durch die Wärme des Auspuffs 52 erhitzt wird. Folglich wird die Kühleffizienz für die beweglichen Teile des Motors stark verbessert.

Das Rohrleitungssystem wird insbesondere gemäß den zwei Verfahren (1) und (2) durchgeführt.

  • (1) Die Schmierölzuführleitung 95 ist so angeschlossen, dass Schmieröl O von einem Zwischenlängsabschnitt des ersten Verbindungsabschnitts 74 zum Zylinderblock 13, d.h. zur Schmierpumpe 91, die im Motor 11 enthalten ist, zugeführt wird.
  • (2) Die Schmierölrückführleitung 96 ist so angeschlossen, dass Schmieröl O von der Ventilbetätigungskammmer 18 zum Zwischenlängsabschnitt des zweiten Verbindungsabschnitts 75 rückgeführt wird.

5 ist eine Schnittansicht des Entlüftungsventils gemäß der vorliegenden Erfindung.

Das Entlüftungsventil 93 beinhaltet eine Entlüftungsventilröhre 93b, die sich nach oben vom zweiten Verbindungsabschnitt 75 erstreckt und einen oberen umlaufenden Randbereich aufweist, der mit Gewinde 93a versehen ist, einen Deckel 93c, der in das Gewinde 93a geschraubt wird, um eine obere Öffnung der Entlüftungsventilröhre 93b zu verschließen, ein Zwischenwandelement 93d, welches das oberes Ende der Entlüftungsventilröhre 93b und das Innere des Deckels 93c abtrennt, ein Raum 93e, der zwischen dem Innern des Deckels 93c und dem Zwischenwandelement 93d ausgebildet ist, ein Filter 93f, der den Raum 93e füllt, und eine leitungsbildende Ausnehmung 93g, die am inneren, umlaufenden Randbereich des Deckels 93c ausgebildet ist, um mit dem Raum 93e und der Atmosphäre in Verbindung zu stehen.

Das Zwischenwandelement 93d besteht aus einer Dichtung mit einer Leitungsöffnung 93h, die über den Filter 93f mit der Entlüftungsventilröhre 93b und dem Raum 93e in Verbindung steht. Der Filter 93f dient dazu, Schmierölnebel von der Luft zu trennen und den Eintritt von Stäuben von außen zu unterbinden und besteht beispielsweise aus einem Schwamm.

Solch ein Entlüftungsventil 93 beinhaltet einen Luft-Flüssigkeits-Abscheider 94, der in der Entlüftungsventilröhre 93b angeordnet ist. Der Luft-Flüssigkeits-Abscheider 94 dient dazu Schmierölnebel in Öltropfen aus Schmieröl und in Luft zu trennen, um zu ermöglichen, dass Schmieröl zum zweiten Verbindungsabschnitt 75 rückgeführt wird, während lediglich Luft an die Atmosphäre abgegeben wird.

Schmierölnebel, der im zweiten Verbindungsabschnitt 75 enthalten ist, wird somit in Ölnebel aus Schmieröl und in Luft getrennt. Öltropfen, die somit abgeschieden wurden, tropfen in den zweiten Verbindungsabschnitt 75. Abgetrennte Luft wird an die Atmosphäre entlang eines Weges, der die Leitungsöffnung 93h, den Filter 93f, den Raum 93e, die leitungsbildende Ausnehmung 93g umfasst, abgegeben.

Die 6A und 6B sind Funktionsdarstellungen, die verdeutlichen, wie Schmieröl gemäß der vorliegenden Erfindung zirkuliert wird.

In 6A ist der Rahmenkörper 70 bis zu den oberen Bereichen des ersten und zweiten Verbindungsabschnitts 74, 75 mit Schmieröl O gefüllt, um als Öltank zu dienen.

Die Schmierölzuführleitung 95 ist aus einer Röhre oder einem Schlauch hergestellt, deren eines Ende in das Innere der ersten Verbindungsröhre 74 eingeführt ist und in das Schmieröl O eingebracht ist, um eine Flüssigkeitsdichtung zu bilden und das andere Ende ist mit einer Zuführöffnung 97 des Zylinderblocks 13 verbunden.

Die Schmierölrückführleitung 96 ist aus einer Röhre oder einem Schlauch gebildet, dessen eines Ende mit einer Auslassöffnung 98 der Ventilbetätigungskammer 18 verbunden ist, und wobei das andere Ende mit dem Innern des zweiten Verbindungsabschnitts 75 verbunden ist. Solch eine Schmierölrückführleitung 96 beinhaltet ein Rückschlagventil (Einwegeventil) 99. Das Rückschlagventil 99 öffnet sich nur, wenn der Druck in der Ventilbetätigungskammer 18 einen gegebenen Level, der im Voraus festgelegt wurde, übersteigt.

Ein Entlüftungsventil 101, angedeutet durch eine gestrichelte Linienführung, ist ferner bevorzugt an der oberen Fläche des ersten Verbindungsabschnitt 74 angebracht, um eine Verbindung zwischen dem Öldurchfluss 92 und der Atmosphäre herzustellen. Zusätzlich kann die Schmierölzuführröhre 95 ferner mit einem Rückschlagventil 102 versehen sein, das so angeordnet ist, dass es lediglich öffnet, wenn der Einlassdruck in der Kurbelkammer 25 unter einen gegebenen Level, der im Voraus festgelegt wurde, sinkt.

Der Motor 11 weist die Kurbelkammer 25 auf, die aus dem Kurbelgehäuse 12 und dem Zylinderblock 13 gebildet wird und die darin die Kurbelwelle 19 aufnimmt und die in Verbindung steht mit der Ventilbetätigungskammer 18. Da der Motor 11 der Viertakter-Bauart entspricht, bewegt sich der Kolben 22 nach rechts, d.h., in einem aufwärts gerichteten Hub, wie in 6A gezeigt, während eines Kompressionshubs und eines Auslasshubs und bewegt sich nach links, wie in 6B gezeigt, d.h., in einem nach unten gerichteten Hub, während eines Einlasshubs und eines Explosionshubs.

Wie in 6A gezeigt, verursacht die aufwärts gerichtete Bewegung des Kolbens 22, dass der Druck in der Ventilbetätigungskammer 18 und der Kurbelkammer 25 zu Unterdruck wird. Im Ergebnis wird Schmieröl O im ersten Verbindungselement 74 durch die Schmierölzuführleitung 95 in die Kurbelkammer 25 angesaugt, um darin eingespritzt zu werden. Eingespritztes Schmieröl O trifft die Innenwand der Kurbelkammer 25, um Nebel bildend zerstäubt zu werden. Mit solch einem Schmierölnebel wird die Schmierung der beweglichen Teile (der Kurbelwelle 19, der Kurbelstange 21, des Kolbens 22 und verschiedener beweglicher Teile des Kraftübertragungsmechanismus 30 und des Ventilbetätigungsmechanismus 40, wie in 2 gezeigt) des Motors 11 durchgeführt. Wenn dies geschieht, bleibt das Rückschlagventil 99 ferner ungeöffnet.

Wie in 6B zu sehen, verursacht die nach unten gerichtete Bewegung des Kolbens 22 eine Zunahme des Druckes in der Ventilbetätigungskammer 18 und der Kurbelkammer 25. Dies führt zu einer Unterbrechung der Ansaugung von Schmieröl O, die vom ersten Verbindungsabschnitt 74 zur Kurbelkammer 25 auftreten würde. Andererseits wird, da der Druck in der Kurbelkammer 25 den vorgegebenen Drucklevel übersteigt, das Rückschlagventil 99 geöffnet. As Konsequenz wird Schmierölnebel in der Ventilbetätigungskammer 18 und der Kurbelkammer 25 durch die Schmierölrückführleitung 96 zum zweiten Verbindungsabschnitt 75 zurückgeführt. Schmierölnebel, der so rückgeführt wurde, wird dann mittels des Luft-Flüssigkeits-Abscheiders 94 in Schmieröltropfen und Luft getrennt, wobei lediglich Schmieröl im Rahmenkörper 70 aufgenommen wird. Durch Vorsehen des im Innern des Rahmenkörpers 70 gebildeten Öldurchflusses 92 zur Durchströmung mit Schmieröl O wird die Kühlung des Schmieröls O mit Luft ermöglicht. Der Rahmenkörper 70 spielt somit eine Rolle als Ölkühler.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung offensichtlich ist, und da der Motor 11 eine Rolle spielt, bei der das Schmieröl im Rahmenkörper 70 durch Pumpbetrieb zirkuliert wird, wird gesagt, dass der Motor 11 eine Struktur aufweist, die die Schmierpumpe 91 enthält. Das Vorsehen der im Motor 11 enthaltenen Schmierpumpe 91 schließt aus, dass die Schmierpumpe 91 aus dem Motor 11 vorsteht.

Das Vorliegen des Rahmenkörpers 70, der den Motor 11 trägt und der so angeordnet ist, dass er den Motor 11 und die Motoranbauteile 51, 52 (siehe 1) umgibt, ermöglicht, dass der Rahmenkörper 70 eine gesteigerte Gesamtlänge aufweist. Da ein hohler Rahmenkörper 70 eingenommen wird, wird der Rahmenkörper 70 als Öldurchfluss 92 verwendet, durch den Schmieröl O strömt, und es wird dabei ermöglicht, dass Schmieröl O mit Luft gekühlt wird. Dadurch, dass die Gesamtlänge des Rahmenkörpers 70 vergrößert ist, wird eine vergrößerte Wärme abführende Fläche geschaffen. Dies ergibt eine gesteigerten Wärme abführenden Effekt. Somit spielt der Rahmenkörper 70, der den Motor 11 trägt, eine Rolle als Ölkühler.

Die Gegenwart eines Stroms aus Schmieröl durch den Öldurchfluss 92 im Rahmenkörper 70 ermöglicht es dem Rahmenkörper 70 ferner, als Schmieröl O aufnehmender Öltank zu dienen. Da der Rahmenkörper eine erhöhte Gesamtlänge aufweist, hat der Rahmenkörper 70 ein großes Fassungsvermögen zur Aufnahme von Schmieröl.

Folglich besteht kein zusätzliches Bedürfnis, Ölkühler und Öltank vorzusehen, wobei eine Verkleinerung der Gesamtstruktur der ölgekühlten Motoranordnung 10 erreicht wird.

Die 7A und 7B zeigen modifizierte Ausführungsformen des Rahmenkörpers und der Abdeckplatten gemäß der vorliegenden Erfindung.

7A stellt einen Rahmenkörper 111 einer ersten modifizierten Ausführungsform dar. Der Rahmenkörper 111 der ersten modifizierten Ausführungsform ist ein U-fömiger, hohler Rahmen, falls er seitlich betrachtet wird, mit einer Vielzahl von Öldurchflüssen 112, die in gegebenem Abstand angeordnet sind, und ist aus Extrusionsmaterial aus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Ein umlaufender Randbereich des Rahmenkörpers 111 ist mit einer Vielzahl von Abdeckplatten 113 bedeckt. Solch ein Rahmenkörper 111 ist fähig, den Motor 11 und die Motoranbauteile 51, 52, die in 1 gezeigt sind, zu bedecken und den Motor 11 zu tragen. Zusätzlich wird ein innerer Teil des Rahmenkörpers 111 mit einer Vielzahl von Öldurchflüssen 112 ausgebildet, durch die Schmieröl O strömt, was dazu führt, dass die Vielzahl der Öldurchflüsse 112 als Ölkühler und Öltank dient.

7B zeigt einen Rahmenkörper 121 einer zweiten modifizierten Ausführungsform. Der Rahmenkörper 121 der zweiten modifizierten Ausführungsform ist aus einer Struktur zusammengesetzt, die eine Vielzahl aus umgedrehten U-förmigen, hohlen Rahmenabschnitten 122 mit zugehörigen, zu einem flach geformten Tank 123 verbundenen unteren Enden aufweist, wobei die Randbereiche der hohlen Rahmenabschnitte 122 mit einer Vielzahl von Abdeckplatten 124 bedeckt sind. Solch ein Rahmenkörper 121 ist fähig, den Motor 11 und die Motoranbauteile 51, 52 zu umgeben und den Motor 11 zu tragen. Zusätzlich sind die inneren Teile der Vielzahl aus hohlen Rahmenabschnitte 122 jeweils mit Öldurchflüssen versehen, durch die Schmieröl strömt, wobei die Öldurchflüsse in Verbindung mit dem Tank 123 stehen. Dies führt somit dazu, dass die Öldurchflüsse und der Öltank 123 als Ölkühler und Öltank dienen.

In der zuvor erwähnten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Rahmenkörper 70 aus hohlen Elementen zusammengesetzt sein und beliebige Querschnittsformen, Materialien und Bemaßungen hinsichtlich der Struktur annehmen.

Die Schmierpumpe 91 kann jegliche Struktur aufweisen, die im Motor 11 enthalten ist, und es ist nicht beabsichtigt, diese auf eine besondere Struktur der Art mit Pumpfunktion zu beschränken. Zum Beispiel kann die Schmierpumpe 91 aus einer unabhängigen Pumpe bestehen, die von der Kurbelwelle angetrieben wird.

Zusätzlich kann die Kraftabtriebswelle 62 derartig ausgestaltet sein, dass sie lösbar mit der Kurbelwelle 19 verbunden sein kann und dass sie unmittelbar mit der Kurbelwelle 19 ohne die Versetzung absorbierende Kupplung 55 oder den Reduktionsgetriebemechanismus 61 verbunden werden kann. Die Kraftabtriebswelle 62 kann ferner derart ausgestaltet sein, dass sie drehbeweglich beliebig vom Rahmenkörper 70 oder der Vielzahl von Abdeckplatten 76A bis 76F mittels des Getriebegehäuses 66 gelagert wird.


Anspruch[de]
  1. Ölgekühlte Motoranordnung (10) umfassend:

    einen Motor (11);

    eine Schmierölpumpe (91), die im Motor angeordnet ist; und

    einen hohlen Rahmenkörper (70, 111, 121), der den Motor und Motoranbauteile, einschließlich eines Vergasers (51) und eines Auspuffs (52) umgibt, der den Motor trägt und der im Innern mit einem Öldurchfluss (92), durch den ein Schmieröl (O) strömt, ausgebildet ist,

    wobei die Schmierölpumpe (91) mit dem Öldurchfluss (92) so verbunden ist, dass nach der Schmierung der beweglichen Teile des Motors das Schmieröl (O) mittels des Rahmenkörpers luftgekühlt wird und dann dem Kreislauf zur Schmierung der beweglichen Teile des Motors wieder zugeführt wird.
  2. Motoranordnung gemäß Anspruch 1, wobei der Vergaser (11) an einer Seite des Motors (11) und der Auspuff (52) an der anderen Seite des Motors angeordnet sind und die Anordnung ferner umfasst:

    eine Schmierölzuführleitung (95) für die Zuführung des Schmieröls (O) von einem Rahmenkörperbestandteil des Rahmenkörpers (70, 111, 121) in der Nähe einer Kurbelkammer (25) des Motors zur Schmierölpumpe (91).
  3. Motoranordnung gemäß Anspruch 2, ferner umfassend:

    eine Schmierölrückführleitung (96) für die Rückführung von Schmieröl (O) von den beweglichen Teilen des Motors (11) zu einem Rahmenkörperbestandteil des Rahmenkörpers (70, 111, 121), der an einer Seite des Vergasers (51) angeordnet ist.
  4. Motoranordnung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Rahmenkörper (70, 111, 121) mit einer Vielzahl von Abdeckplatten (76A bis 76F, 113, 124) bedeckt ist, von denen eine Abdeckplatte mit einer Einlassöffnung (76a) ausgebildet ist und wobei ein Kühlventilator (53), der Außenluft von der Einlassöffnung ansaugt, an der Kurbelwelle (19) des Motors (11) angebracht ist.
  5. Motoranordnung gemäß Anspruch 4, wobei eine Kraftabtriebswelle (62) lösbar an der Kurbelwelle (19) des Motors (11) angebracht ist und entweder am Rahmenkörper (70, 111, 121) oder an den Abdeckplatten (76A bis 76F) drehbeweglich gelagert ist.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






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