DE102008045461A1

DE102008045461A1 - Akustische Seitenabdeckung für einen Motor

Info

Publication number: DE102008045461A1
Application number: DE102008045461A
Authority: DE
Inventors: Gary J. White Lake Hazelton
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2009-04-30
Also published as: US20090056668A1; CN101382095A

Abstract

Eine Vorrichtung zur Reduzierung eines Motorgeräuschs umfasst eine Seitenabdeckung, die derart ausgelegt ist, dass sie wirksam mit einer Seite eines Motorblocks verbindbar ist. Die Seitenabdeckung weist eine erste Schicht auf, die so ausgelegt ist, dass sie sich benachbart zu einer Außenfläche der Seite des Motorblocks befindet. Die erste Schicht besteht aus einem ersten, akustisch absorbierenden Material. Die Seitenabdeckung weist auch eine zweite Schicht auf, die so ausgelegt ist, dass sie sich benachbart zu der ersten Schicht befindet, und zwar dem Motorblock entgegengesetzt. Die zweite Schicht besteht aus einem zweiten, im Wesentlichen starren Material, das eine akustische Abschirmung bildet, und ist derart ausgebildet, dass sie zumindest ein Motorbauteil, beispielsweise eine elektrische Leitung oder eine Fluidleitung, wirksam trägt, und zwar beispielsweise durch ein einstückig damit ausgebildetes Befestigungselement oder einen einstückig damit ausgebildeten Kanal.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der Vorläufigen U.S.-Patentanmeldung Nr. 60/970,010, eingereicht am 5. September 2007, welche hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin miteingeschlossen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Seitenabdeckung für einen Motor, die eine akustische Abschirmung schafft.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Motoren verursachen ein beträchtliches Geräuschaufkommen. Dieselmotoren können beispielsweise während eines Kaltstarts besonders laut sein. Eine Minimierung des Motorgeräuschs trägt dazu bei, ein angenehmeres Fahrgefühl zu schaffen. Zusätzlich kann ein akustisch behandelter Motor höhere Verbrennungsgeräuschpegel aufweisen, um die Wirtschaftlichkeit des Motors, die Emissionen, die Leistung und das Drehmoment des Motors zu verbessern, und dabei dennoch als angenehm empfundene Geräusch-, Vibrations- und Ruck-Merkmale beibehalten. Jede Strategie zur Geräuschreduktion sollte gegen die erhöhten Kosten und die mögliche Verringerung der Wirtschaftlichkeit des Motors, welche mit hinzugefügten Bauteilen, deren zusätzlicher Masse und deren eventuellen, zusätzlichen Verarbeitungs- und Montageschritten einhergeht, abgewogen werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Vorrichtung zur Verminderung eines Motorgeräuschs umfasst eine Seitenabdeckung, die derart ausgelegt ist, dass sie sich wirksam mit einer Seite eines Motorblocks verbindbar ist. Die Abdeckung weist eine erste Schicht auf, die so ausgelegt ist, dass sie benachbart zu dem Motorblock gelegen ist. Die erste Schicht besteht aus einem ersten, akustisch absorbierenden Material. Die Abdeckung weist auch eine zweite Schicht auf, die so ausgelegt ist, dass sie benachbart zu der ersten Schicht entgegengesetzt zu dem Motorblock gelegen ist. Die zweite Schicht besteht aus einem im Wesentlichen starren Material, das eine akustische Abschirmung darstellt, und ist so ausgelegt, dass sie zumindest ein Motorbauteil, beispielsweise eine elektrische Leitung oder eine Fluidleitung, wirksam trägt. Die zweite Schicht kann ein einstückig damit ausgebildetes Befestigungselement oder einen einstückig damit ausgebildeten Kanal aufweisen, das/der dazu verwendet wird, einen solchen Träger bereitzustellen. Indem die Seitenabdeckung so ausgelegt ist, dass sie Motorbauteile trägt, sind an dem Motorblock unter Umständen nicht so viele Vorsprünge erforderlich, wie sie typischerweise verwendet werden, um Winkel, Halterungen oder Bügel für Schläuche, Kabelbäume usw. anzubringen. Dies bewirkt somit eine Reduzierung der Gesamtmasse und in Verbindung damit eine erhöhte Wirtschaftlichkeit des Motors, da die Seitenabdeckung weniger dicht als ein in dem Maschinenblock ausgebildeter Vorsprung ist.
Die zweite Schicht kann mit einem einstückig darin ausgebildeten Befestigungselement oder Montagewinkel ausgelegt sein, um eine Motorleitung, wie beispielsweise einen Kabelbaum, eine elektrische Leitung oder eine Fluidleitung bzw. ein Fluidrohr zu tragen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die zweite Schicht mit einem Vorsprung ausgebildet sein, der so ausgelegt ist, dass sich daran ein Montagewinkel oder ein Befestigungselement für eine Motorleitung befestigbar ist. In zumindest einigen Ausführungsformen kann die zweite Schicht einen einstückig damit ausgebildeten Kanal zum Tragen und Führen einer Motorleitung, wie beispielsweise einer Hydraulik- oder Elektroleitung, die mittels Presspassung in dem Kanal sitzt, umfassen. Die erste und die zweite Schicht können auch so geformt sein, dass sie Durchbrechungen definieren, welche mit Vorsprüngen ausgerichtet sind, die sich von dem Motorblock erstrecken, so dass die Vorsprünge sich durch die Durchbrechungen hindurch erstrecken, wenn die Seitenabdeckung mit dem Motorblock verbunden ist, wodurch ein Zugriff auf die Vorsprünge ermöglicht wird.
Die obigen Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich mit größerer Deutlichkeit aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der besten Umsetzungsarten der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung in fragmentarischer, teilweise als Explosionszeichnung ausgeführter Perspektivansicht eines teilweise montierten Motors, der eine erste Ausführungsform einer Mehrschicht-Seitenabdeckung aufweist.
2 ist eine als perspektivische, fragmentarische Ansicht ausgeführte, schematische Darstellung des Motors aus 1, wobei die Seitenabdeckung und andere Motorbauteile an einem Motorblock montiert sind.
3 ist eine als Seitenansicht ausgeführte, schematische Darstellung eines der Befestigungselemente, welche mit einem Befestigungselement-Vorsprung in der Seitenabdeckung aus 2 verbunden ist, um eine Motorleitung zu tragen; und
4 ist eine schematische Darstellung in fragmentarischer Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform eines Motors mit einer zweiten Ausführungsform einer Mehrschicht-Seitenabdeckung, die an einem Motorblock montiert ist und einen einstückig damit ausgebildeten Leitungstragkanal sowie einstückig damit ausgebildete Leitungsbefestigungselemente aufweist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In den Zeichnungen, auf welche nun Bezug genommen wird und in denen sich gleiche Bezugszahlen auf gleiche Bauteile beziehen, zeigt 1 einen V-8-Dieselmotor 10 mit einem Motorblock 12, der zwei entgegengesetzte (hier nicht sichtbare, dem Fachmann jedoch allgemein bekannte) Reihen von Zylinderbohrungen definiert, die sich von unterhalb den Zylinderkopfhauben 14, 16 schräg einwärts erstrecken, wie es sich für den Fachmann versteht. Es versteht sich, dass auch andere Motorarten innerhalb des Umfangs der Erfindung verwendet werden können. Im Besonderen kommt die geräuschmindernde Funktion der hier beschriebenen Seitenabdeckungen 18 jedoch Dieselmotoren zugute.
Eine erste Seitenabdeckung 18 ist als Explosionsansicht benachbart zu der Außenfläche 20 einer Seite 22 des Motorblocks 12 gezeigt. Eine im Wesentlichen ähnliche, zweite Seitenabdeckung (nicht gezeigt) ist mit ei ner (mit gestrichelter Linie dargestellten) zweiten Seite 24 des Motorblocks 12 wirksam verbunden. Die Seitenabdeckung 18 weist eine erste oder innere Schicht 28 auf, die aus einem akustisch absorbierenden Material wie etwa, als Beispiel ohne einschränkenden Charakter, aus Polyurethanschaum, Melaminschaum, Glasfaser oder aus anderen akustisch absorbierenden Materialien gefertigt sein kann. Ein "akustisch absorbierendes Material" ist ein Material, für welches das Verhältnis der Amplitude der reflektierenden Schallwelle zu der Amplitude der einfallenden Schallwelle weniger als 1,0 beträgt, wobei die Messung unter Verwendung von standardisierten Messuntersuchungen, wie beispielsweise jenen gemäß der ASTM (American Society for Testing and Materials) und der SAE (Society of Automotive Engineers), erfolgt. Bei ASTM E1050 handelt es sich beispielsweise um ein Untersuchungsverfahren zur Messung der Absorption eines akustischen Materials. Die Amplitude der auf das Material einfallenden Welle und die Amplitude der an dem Material reflektierten Welle wird jeweils bei Frequenzen, welche in einem Bereich von 0–20.000 Hertz liegen, gemessen. Die Verhältniszahl der reflektierten Amplitude zu der einfallenden Amplitude wird von 1 subtrahiert. Die Absorptionskoeffizienten bewegen sich von 0 bis 1, wobei höhere Werte für ein Material mit höherer Wirkung stehen.
Das akustisch absorbierende Material der inneren Schicht 28 ist relativ nachgiebig und passt sich an die Außenfläche 20 der Seite 22 des Motorblocks 12 an, wenn die Seitenabdeckung 18 mit dem Motorblock 12 verbunden ist. Wie gezeigt, ist es offensichtlich, dass die innere Schicht 28 ein Formteil ist; alternativ dazu kann es sich bei der inneren Schicht 28 jedoch auch um eine als eine Einheit ausgebildete, im Wesentlichen ebene Lage handeln, da ihre Nachgiebigkeit eine Anpassung an die unregelmäßige Außenoberfläche 20 ermöglicht. Außerdem muss die innere Schicht 28 nicht die gleiche Ausdehnung wie die äußere Schicht 30 aufweisen. Bei spielsweise kann es sich bei der inneren Schicht 28 um eine streifenartige, akustische Dichtung zwischen dem Motorblock 12 und der äußeren Schicht 30 handeln, die sich auf der Gesamtheit oder einem Großteil des Umfangs der Fläche der dem Motorblock 12 zugewandten, äußeren Abdeckschicht befindet. In einer solchen Ausführungsform würde zwischen dem Motorblock 12 und der äußeren Abdeckschicht 30 ein Luftspalt vorhanden sein, wobei der Luftspalt durch die dichtungsähnliche, innere Schicht 28 begrenzt wäre.
Die erste Seitenabdeckung 18 umfasst weiterhin eine zweite oder äußere Abdeckschicht 30, welche aus einem im Wesentlichen starren, nichtmetallischen Material wie beispielsweise Kunststoff, das eine akustische Abschirmung schafft, geformt ist. Eine "akustische Abschirmung" ist ein Material, für welches das Amplitudenverhältnis einer durch das Material hindurch übertragenen Schallwelle zu der von dem Material weg reflektierten Schallwelle äußerst niedrig ist und beispielsweise zwischen 0 und 0,2 liegt. In der gezeigten Ausführungsform weist die äußere Schicht 30 im Wesentlichen dieselbe Ausdehnung wie die innere Schicht 28 auf. Die äußere Schicht 30 wird vor der Verbindung der Seitenabdeckung 18 mit dem Motorblock 12 durch Schweißen, Kleben, sichere Befestigung mittels Muldenmuttern oder einen anderen, geeigneten Befestigungsmechanismus mit der inneren Schicht 28 wirksam verbunden, wie in 2 gezeigt. In 2 sind zur besseren Erkennbarkeit die Ränder der Seitenabdeckung 18 mit stärkeren Linien gezeigt.
Die äußere Abdeckschicht 30 ist mit mehreren Merkmalen ausgebildet, die das Tragen von leichtgewichtigen Motorbauteilen, wie beispielsweise Elektrokabelbäumen, elektrischen Leitungen und Kraftstoff- und andere Fluidleitungen ermöglichen, wie hier beschrieben. Beispielsweise umfasst die äußere Abdeckschicht 30, wie in 1 ersichtlich, mehrere Montage vorsprünge 32 in der Seitenabdeckung, die mit einer kleinen Öffnung ausgelegt sind, welche ausreicht, um ein Befestigungselement anzubringen, das eine Motorleitung trägt. Die in der Seitenabdeckung vorhandenen Montagevorsprünge 32 weisen beispielsweise Öffnungen mit einer Länge von annähernd 3 Millimeter auf, in denen hakenartige Befestigungselemente 34 befestigbar sind, wie in 2 gezeigt. Die hakenartigen Befestigungselemente 34 tragen einen mehrfach verzweigten Kabelbaum 38. Alternativ dazu können die Öffnungen der in der Seitenabdeckung vorhandenen Montagevorsprünge 32 "Tannenbaum"-artige Befestigungselemente tragen, wie beispielsweise das in 3 gezeigte Befestigungselement 40, wobei jeweils ein Fuß 42 eines jeden Befestigungselements 40 in die Öffnung eines entsprechenden, geformten Montagevorsprungs 32 eingesetzt ist.
In einer in 4 gezeigten, anderen Ausführungsform eines Motors 110 umfasst eine mit einer Außenfläche 120 eines Motorblocks 112 verbundene Seitenabdeckung 118 eine äußere Abdeckschicht 130 mit einstückig damit ausgebildeten Befestigungselement-Montagewinkeln oder -Klemmen 140, die eine Motorleitung 142 (z. B. eine Hydraulikleitung) tragen und separat ausgebildete Klemmen überflüssig machen. Da die Klemmen 140 in der äußeren Abdeckschicht 130 ausgebildet sind, entfallen Motorvorsprünge, die ansonsten zum Anbringen und Festhalten von separaten Befestigungselementen erforderlich gewesen wären. Solche Motorvorsprünge würden typischerweise Gewindelöcher zum Festhalten von Befestigungsklemmen aufweisen. Demgemäß lassen sich die Gesamtmotormasse und die Verarbeitungsschritte verringern (es ist z. B. keine Verschraubung der Motorvorsprünge nötig). Die Seitenabdeckung 118 umfasst auch eine innere akustische Schicht, ähnlich der inneren Schicht 28 aus 1, welche jedoch in 4 nicht sichtbar ist, da die äußere Abdeckschicht 130 dieselbe Ausdehnung wie die innere Schicht aufweist.
Die Seitenabdeckung 118 aus 4 ist ebenfalls mit einem einstückig darin ausgebildeten Tragkanal 146 ausgebildet, der durch eine erste und eine zweite vorstehende Erhöhung 148, 150 definiert ist. Der Kanal 146 ist so bemessen, dass ein Abschnitt des Kabelbaums 138 in dem Kanal 146 befestigt ist und in angemessener Weise um andere Motorbauteile, wie beispielsweise um den Klimaanlagen-Kompressor 152 und die Motormontage- und -trägeranordnung 154 herum geführt ist.
In 1, auf welche erneut Bezug genommen wird, ist die äußere Abdeckschicht 30 mit mehreren Öffnungen oder Durchbrechungen 60, 62, 64 usw. ausgebildet. Die innere Schicht 28 ist mit im Wesentlichen identischen Öffnungen oder Durchbrechungen 66, 68, 70 usw. ausgebildet. Wenn sie mit dem Motorblock 12 verbunden sind, wie in 2 veranschaulicht, fluchten die Öffnungen 60, 62, 64 mit den Öffnungen 66, 68, 70 (deren Bezugszahlen in 2 nicht angegeben sind, die sich jedoch jeweils unmittelbar fluchtend unter den Öffnungen 60, 62 bzw. 64 befinden). Somit können sich die Vorsprünge 72, 74 durch die Öffnungen 62, 68 hindurch erstrecken, wodurch es ermöglicht wird, das Bauteil 54 an dem Motorblock 12 anzubringen. Die anderen fluchtenden Öffnungen 60, 66 und 64, 70 ermöglichen es, andere Motorbauteile oder Leitungen mit dem Motorblock 12 zu verbinden.
In 1, auf welche erneut Bezug genommen wird, ist die äußere Abdeckschicht 30 mit Durchbrechungen 76, 78, 80, 82, 84 ausgebildet, die es ermöglichen, die äußere Schicht 30 an dem Motorblock 12 zu befestigen, wie in 2 gezeigt, wobei die innere Schicht 28 dazwischen angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Befestigungselemente isolierend angebracht, wobei ein vibrationsabsorbierendes Element, beispielsweise eine Dämp fungsscheibe, zwischen der äußeren Schicht 30 und dem Motorblock 12 vorhanden ist.
Die an der zweiten Seite 24 des Motorblocks 12 angebrachte, zweite Seitenabdeckung ist zwar in der Ansicht aus 1 nicht gezeigt, ist jedoch im Wesentlichen ähnlich der Seitenabdeckung 18 und weist eine innere, akustisch absorbierende Schicht und eine äußere Abdeckschicht auf, die eine oder mehrere Motor-Leitungen oder Motorbauteile trägt, jedoch eine geringfügig andere Auslegung aufweist, wie beispielsweise eine andere Platzierung der Durchbrechungen, um einen Zugriff auf andere Motorbauteile, die mit der zweiten Seite 24 verbunden sind, zu ermöglichen.
Es sind hier zwar die besten Umsetzungsarten der Erfindung im Detail beschrieben, für den Fachmann auf dem Gebiet, zu welchem diese Erfindung gehört, sind jedoch verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen für die Umsetzung der Erfindung im Umfang der beigefügten Patentansprüche erkenntlich.

Claims

Vorrichtung zur Geräuschminderung eines Motors, der einen Motorblock mit Motorbauteilen aufweist, die mit dem Motorblock wirksam verbunden sind, umfassend: eine Seitenabdeckung, die so konfiguriert ist, dass sie mit einer Seite des Motorblocks verbindbar ist; wobei die Seitenabdeckung eine erste Schicht aufweist, die so ausgelegt ist, dass sie benachbart zu der Außenfläche der Seite des Motorblocks gelegen ist, wenn die Seitenabdeckung mit dem Motorblock verbunden ist; wobei die erste Schicht aus einem ersten, akustisch absorbierenden Material besteht; wobei die Seitenabdeckung eine zweite Schicht aufweist, die so ausgelegt ist, dass sie sich benachbart zu der ersten Schicht entgegengesetzt zu dem Motorblock befindet; wobei die zweite Schicht aus einem zweiten, im Wesentlichen starren Material besteht und eine akustische Abschirmung schafft; und wobei die zweite Schicht derart ausgelegt ist, dass sie zumindest eines der Motorbauteile wirksam trägt, um dadurch das zumindest eine der Motorbauteile wirksam mit dem Motorblock zu verbinden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zumindest eine der Motorbauteile eine Elektro- bzw. eine Fluidleitung ist; und wobei die zweite Schicht umfasst: einen einstückig damit ausgebildeten Vorsprung, der so ausgelegt ist, dass daran ein Befestigungselement für das zumindest eine der Motorbauteile befestigbar ist, und/oder ein einstückig damit ausgebildetes Befestigungselement für zumindest eines der Motorbauteile, und/oder einen einstückig damit ausgebildeten Kanal zum Tragen und Führen des zumindest einen der Motorbauteile.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die zweite Schicht ein geformter Kunststoff ist und das einstückig damit ausgebildete Befestigungselement ein darin eingeformtes Befestigungselement ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Motorblock Vorsprünge aufweist, die sich an der Seite des Motors nach außen erstrecken; und wobei die erste und die zweite Schicht Durchbrechungen definieren, die so positioniert sind, dass sie mit den Motorvorsprüngen fluchten, so dass sich die Motorvorsprünge durch diese hindurch erstrecken, wenn die Seitenabdeckung wirksam mit dem Motorblock verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste, akustisch absorbierende Material Polyurethanschaum, Glasfaser oder Melaminschaum ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Schicht im Wesentlichen dieselbe Ausdehnung aufweist wie die erste Schicht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Schicht Durchbrechungen definiert, die so ausgelegt sind, dass sie Befestigungselemente zur isolierenden Anbringung der zweiten Schicht an dem Motor aufnehmen.
Vorrichtung zur Geräuschminderung eines Motors, der einen Motorblock aufweist, welcher eine Seite mit einer Außenfläche und mit einem Motorbauteil aufweist, das wirksam mit dem Motorblock verbunden ist, umfassend: eine innere, nachgiebige Schicht, die so ausgelegt ist, dass sie im Wesentlichen an die Außenfläche der Seite des Motorblocks anpassbar ist, wobei die innere, nachgiebige Schicht aus einem akustisch absorbierenden Material besteht; eine im Wesentlichen starre, äußere Abdeckschicht, die im Wesentlichen dieselbe Ausdehnung wie die innere, nachgiebige Schicht aufweist und an dieser anbringbar ist, um eine akustische Abschirmung zu bilden; und wobei die äußere Abdeckschicht mit einem zum Tragen eines Montagewinkels für das Motorbauteil ausgelegten Vorsprung und/oder einem Montagewinkel für das Motorbauteil und/oder einem Tragkanal für das Motorbauteil ausgelegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die äußere Abdeckschicht Durchbrechungen definiert, die so ausgelegt sind, dass sie Befestigungselemente für ein isolierendes Anbringen der äußeren Abdeckschicht an dem Motor aufnehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die innere, nachgiebige Schicht aus Polyurethanschaum, Glasfaser oder Melaminschaum besteht.
Motor umfassend: einen Motorblock, der entgegengesetzte Seiten aufweist und Motorvorsprünge bildet; mehrere mit dem Motor wirksam verbundene Leitungen, von denen eine jede dem Motor elektrischen Strom oder Fluid zuführt; eine Seitenabdeckung, die wirksam mit einer der Seiten des Motorblocks verbunden ist, um Motorgeräusch zu absorbieren; wobei die Seitenabdeckung eine erste, als eine Einheit ausgebildete Schicht eines akustisch absorbierenden Materials aufweist, das an eine Außenfläche einer der Seiten angepasst ist; wobei die erste, als eine Einheit ausgebildete Schicht Durchbrechungen für die Blockvorsprünge definiert; wobei die Seitenabdeckung weiterhin eine zweite, als eine Einheit ausgebildete Schicht aus einem starren, geformten, nichtmetallischen Material mit einstückig damit ausgebildeten Befestigungselementen zum Tragen von zumindest einer der Leitungen und mit einem einstückig damit ausgebildeten Kanal zum Tragen von zumindest einer weiteren der Leitungen umfasst; und wobei die zweite Schicht zusätzliche Durchbrechungen aufweist, die mit den Durchbrechungen der ersten Schicht fluchten, so dass sich die Motorvorsprünge durch die fluchtend angeordneten Durchbrechungen hindurch erstrecken.
Motor nach Anspruch 11, wobei es sich bei dem akustisch absorbierenden Material der ersten Schicht um Polyurethanschaum, Glasfaser oder Melaminschaum handelt.
Motor nach Anspruch 11, wobei die zweite, als eine Einheit ausgebildete Schicht Durchbrechungen definiert, die so ausgelegt sind, dass sie Befestigungselemente für ein isolierendes Anbringen der zweiten, als eine Einheit ausgebildeten Schicht an dem Motor aufnehmen.