DE3004647A1

DE3004647A1 - Lageranordnung fuer ein antriebsaggregat eines kraftfahrzeugs mit vertikaler motoranordnung

Info

Publication number: DE3004647A1
Application number: DE19803004647
Authority: DE
Inventors: Prof. Dr.-Ing. Ernst 3180 Wolfsburg Fiala
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1980-02-08
Filing date: 1980-02-08
Publication date: 1981-08-13

Description

Lageranordnung für ein Antriebsaggregat eines
Kraftfahrzeugs mit vertikaler Motoranordnung Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Anordnung des Antriebsaggregats ist aus den Figuren 41 und 42 der US-PS 2 047 336 für den Fall eines Sternmotors bekannt.
Eine etwas andere Anordnung dieser Art, nämlich mit Anordnung der Brennkraftmaschine oberhalb des Fahrgastraumes des Fahrzeugs, zeigt die DE-PS 679 366, 63c, 35, wobei Brennkraftmaschinen verschiedenen Konstruktionsprinzips Einsatz finden sollen.
Die vertikale Anordnung des Motors bietet insbesondere beim Frontantrieb den Vorteil eines geringen Platzbedarfs in Längsrichtung des Fahrzeugs.
Wie erfindungsgemäß angestellte Überlegungen gezeigt haben, bietet die vertikale Aggregatanordnung aber auch Eigenschaften, die sich in vorteilhafter Weise zur Unterbindung oder zumindest Verringerung der Übertragung von Aggregatbewegungen in den Fahrzeugaufbau ausnutzen lassen.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die unter optimaler Ausnutzung der bei der vertikalen Aggregatanordnung vorliegenden Ausrichtung von Kräften und Momenten die Übertragung der im Betrieb des Aggregats, insbesondere im Fahrbetrieb, auftretenden Bewegungen des Antriebsaggregats in das eigentliche Fahrzeug verhindert.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie praktisch keinen zusätzlichen Aufwand erfordert und nur an sich dem Techniker bekannte Mittel verwendet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
So dient die Ausführung gemäß Anspruch 3 dazu, die Ausschläge aus dem Tangentialkraft-Diagramm möglichst klein abzustützen. Um dies zu erreichen, kann man gemäß Anspruch 4 die obere und/oder die untere Lageranordnung in Querrichtung des Fahrzeugs zweiteilen. Eine der Trägheitsachse des Antriebsaggregats nahe Angriffsstelle der oberen Lageranordnung erhält man auch bei der Ausbildung gemäß Anspruch 5. Die Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 6 dagegen sieht eine Verlagerung der Trägheitsachse in die Nähe der unteren Lageranordnung vor.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es stellen dar: Die Fig. 1, 2 u. 3 die bei einem 4-Zylinder-Boxermotor, einem 3-Zylinder-Reihenmotor bzw. einem 4-Zylinder-Reihenmotor, stets in vertikaler Anordnung, vorliegenden Verhältnisse bezüglich der auftretenden Kräfte und Momente, Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den Fall eines 3-Zylinder-Reihenmotors in einem Kraftfahrzeug mit Frontantrieb und Fig. 5 ein Ausführungsbeispie1 mi t einem Boxermotor.
Allgemein ist festzustellen, daß die Abstützung des Antriebsaggregats im Fahrzeug vorzugsweise in den Richtungen bzw. um die Achsen erfolgen soll, in denen keine oder allenfalls kleine Kräfte und Momente übertragen werden.
Dann ist es nämlich möglich, weiche Lager zu verwenden, so daß die freien Massenkräfte und Momente bzw. Ungleichförmigkeiten des Motors allenfalls zu einem geringen Maß in die Struktur des Fahrzeugs übertragen werden.
Aus dieser Forderung ergeben sich folgende ausgezeichnete Richtungen: 1.) Kräfte sollen vornehmlich in Längs- und Querrichtung des Fahrzeugs übertragen werden, weil in Vertikalrichtung das Gewicht des Motors bzw. des Antriebsaggregats abgestützt werden muß. In Längs- und Querrichtung hingegen müssen die Lager nur für die zeitweise auftretenden Massenkräfte aus Kurvenfahrt und Längsbeschleunigungen dimensioniert werden. Im Zweifelsfalle soll dabei der Querrichtung der Vorzug gegeben werden, weil die Motorgeräusche beim Beschleunigen des Fahrzeugs von größerer Bedeutung als bei Kurvenfahrt sind.
2.) Momente sollen insbesondere beim Frontantriebskonzept nicht um die Querachse abgestützt werden, weil in dieser Richtung das Antriebsmoment abzustützen ist. Vorzugsweise soll das Antriebsaggregat so angeordnet werden, daß die Störmomente um die Vertikal- und/oder Längsachse des Fahrzeugs auftreten. Sofern freie Massenkräfte vorhanden sind, sollen diese in erster Linie in Querrichtung, in zweiter linie in Längsrichtung des Fahrzeugs wirken, möglichst jedoch nicht vertikal.
Betrachtet man nun Fig. 1, so ist dort der 4-Zylinder-Boxermotor 1 quer zur Fahrzeuglängsrichtung 2 mit senkrecht verlaufender Kurbelwelle angeordnet.
Die Drehmomentschwankungen zweiter Ordnung infolge des Tangentialkraft-Diagramms wirken um die Hochachse 3, die Massenmomente zweiter Ordnung 4 um die Fahrzeug-Längsrichtung 2.
Auch der 3-Zylindermotor 5 in Fig. 2 ist quer zur Fahrzeug-Längsrichtung 2 angeordnet. Die Schwankungen des Drehmoments (in diesem Fall 1,5er Ordnung) wirken um die Hochachse 3, die freien Massenmornente erster und zweiter Ordnung 6 um die Fahrzeug-Längsrichtung 2.
Fig. 3 schließlich zeigt die Verhältnisse bei senkrechter Anordnung eines 4-Zylinder-Reihenmotors 7. Auch hier wirkt die Schwankung des Drehmoments um die Hochachse 3, die freien Massenkräfte zweiter Ordnung 8 wirken in Fahrzeug-Querrichtung.
Die vertikale Anordnung des Antriebsaggregats gestattet also gleichsam eine richtungsmäßige Trennung der verschiedenen Kräfte und Momente.
Fig. 4 zeigt schematisch den Vorderwagen eines Personenkraftfahrzeugs mit Frontantrieb. Das Antriebsaggregat 11, bestehend aus dem 3-Zylinder-Motor 12, dem Getriebe 13 und dem Achsgetriebe 14, ist senkrecht angeordnet und mittels der oberen und der unteren großvolumigen Lageranordnung 15 bzw 16 gelagert, die beide so ausgebildet sind, daß sie in horizontalen Richtungen-zur Aufnahme der auf dem Massenmoment beruhenden Bewegungen des Antriebsaggregats um die Fahrzeuglängsachse weich ausgebildet sind. Insbesondere in Querrichtung sind die Lageranordnungen nachgiebig. In senkrechter Richtung stützen sie dagegen das Gewicht des Antriebsaggregats 11 sowie das Antriebsmoment ab.
Beide Lageranordnungen 15 und 16 sind an Stellen des Fahrzeugaufbaus 17 festgelegt, die hart oder steif sind, nämlich durch Knickstellen 18 und 19 in Karosseriewänden gebildet sind, die dort stark gedämpft sind. Diese Maßnahme wirkt sich günstig hinsichtlich der Schallübertragung in die Karosserie aus.
Die beiden Lageranordnungen 15 und 16 besitzen eine relativ große Erstrekkung in Querrichtung des Fahrzeugs, also senkrecht zur Zeichenebene der Fig.
so daß die Antriebsmomente gleichsam auf breiter Basis abgestützt werden.
Gegebenenfalls kann dies durch geteilte Lager erzielt werden.
Zusammengefaßt läßt sich also feststellen, daß die Abstützung des Antriebsaggregats nur über zwei -gegebenenfalls geteilte- Lager erfolgt, die in senkrechter Richtung durch das Gewicht des Antriebsaggregats auf Druck beanspruch werden. Das Antriebsaggregat ist in vertikaler Richtung, also gegen Erregung durch Radkräfte sowie hinsichtlich des um eine Fahrzeug-Querachse wirkenden Antriebsmoments, relativ fest gelagert, während es in horizontalen Richtungen, insbesondere in Querrichtung, sehr weich gelagert ist. Dies gilt auch hinsichtlich der Ungleichförmigkeitskräfte aus dem Tangentialkraft-Diagramm um die Hochachse sowie des freien Massenmoments um die Fahrzeug-Längsachse.
Betrachtet man nun Fig. 5, so enthält das Antriebsaggregat 30, das wiederum im Vorderwagen eines frontangetriebenen Personenkraftfahrzeugs untergebracht ist, einen 4-Zylinder-Boxermotor 31 sowie das Getriebe 32; außerdem ist das übliche Achsgetriebe 33 vorhanden. Wiederum ist das Antriebsaggregat 30 mit seiner Trägheitsachse nahezu senkrecht angeordnet.
Die obere Lageranordnung wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine erforderliche Anzahl von Momentenstützen 34 gebildet, während zur Abstützung des Antriebsaggregats 30 ein Motor-Vorderachs-Querträger (Fahrschemel) 35 herangczogen wird. Die demgemäß zwischen dem Antriebsaggregat 30 einerseits und dem Querträger 35 andererseits und damit unterhalb des Antriebsaggregats 30 angeordnete untere Lageranordnung 36 ist als schubweiches Lager ausgebildet, so daß sich insgesamt wiederum eine in horizontalen Richtungen weiche Lageranordnung ergibt.

Claims

Patentansprüche Lageranordnungfür ein aus Motor und Getriebe bestehendes Antriebsaggregat nahe den angetriebenen Rädern eines Kraftfahrzeugs, wobei der Motor mit im wesentlichen vertikal verlaufender Längsachse oberhalb des Getriebes angeordnet ist, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit Frontantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat (11) an steif ausgebildeten Stellen (18,19) des Fahrzeugaufbaus (17) über je eine quer zum Fahrzeug breite obere und untere Lageranordnung (15,16) gehalten und die Lageranordnung in horizontalen Richtungen wesentlich weicher als in vertikaler Richtung ist.
2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steif ausgebildeten Stellen Knickstellen (18,19) von Wänden des Fahrzeugaufbaus (17) sind.
3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und/oder untere Lageranordnung (15,16) am Antriebsaggregat (11)nahe der Trägheitsachse desselben angreifen.
4. Lageranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und/oder die untere Lageranordnung (15,16) zwei in Querrichtung gegeneinander versetzte Lager enthält.
5. Lageranordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Lageranordnung (15) oberhalb des Antriebsaggregats (11) angeordnet ist.
6. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Achsgetriebe (14) gegen die Kurbelwellenachse der Maschine (12) in Richtung auf die Lageranordnung (15,16) längsversetzt angeordnet ist.
7. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Lageranordnung als Mornentenstütze (34) ausgebildet ist.
8. Lageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Lageranordnung (36) unterhalb des Getriebes (32) an dem Antriebsaggregat (30) angreift und sich an einem Querträger (35) abstützt.