DE3145381A1

DE3145381A1 - Mehrzylindrige hubkolben-brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3145381A1
Application number: DE19813145381
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr.-Ing. 3180 Wolfsburg Krüger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1981-11-14
Filing date: 1981-11-14
Publication date: 1983-05-26

Description

VOLKSVvAGE N Vl E R K

A K Π f Ii C- I S Π i I- C H A f Λ

5180 Wolfsburg

Unsere Zeichen: K 3187
1702pt-we-sch

Mehrzylindrige Hubkolben-Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrzylindrige Hubkolben-Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Pur das Kuppeln der zwei " Zylindergruppen von Verbrennungskraftmaschinen zugeordneten Kurbelwellenteile sind schon eine Reihe von Konstruktionen bekannt geworden. Im allgemeinen erfolgt dabei, von Synchronisier- oder Anlaufkupplangen abgesehen, das Zusammenschalten der Kurbelwellen durch Axialverschiebung von Teilen einer Reibungskupplung oder Formschlußkupp lung. TIm diese Axialverschiebung zu ermöglichen, sind/aie Kupplung oder Kupplungsanschlüsse axial verschiebliche, drehstärre Glieder eingebaut, zum Beispiel Schiebeverzahnungen oder dgl., die aus Funktionsgründen drehspielbehaftet sind. Wegen der in den Kurbelwellen von Hubkolbenmaschinen wirkenden Wechselmomente führt ein solches Verdrehspiel zu Verschleiß- und Geräuschproblemen.

Es ist auch schon bekannt, Kupplungen drehspielfrei auszuführen,· indem die Reib- oder Formschlußflächt-n der Kupplungen beispielsweise über drehsteife, axial elastische, m·;mbranartige Metallkörper mit den Wellen verbunden sind. Wegen ά··τ hohen Drehmomentaus-Bchläge in den Kurbelwellen von Hubkolben;-Verbrennungsmaschinen

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ist die Anwendung solcher Lösungen jedoch mit Pesti^koitsproblcmen verbunden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die für den Kupplungsvorgang erforderliche Kupplungsbewegung bei mehrzylindrigen Hubkolben-Brennkraftmaschinen der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Bauart so auszuführen, daß nach dem Einrücken der Kupplung die Kurbelwellenteile ohne die vorher beschriebenen Probleme spielfrei zusammengekuppelt sind.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß wird also der Schalthub für .die Kupplung durch Axialverschiebung des zuschaltbaren Wellenteils vorgenommen. Zweckmäßigerweise wird dabei das eine Kurbelwellenteil axial feststehend mit Hilfe eines Axiallagers gehalten, während das zweite, zuschaltbare Kurbelwellenteil axial verschiebbar angeordnet und beim Ein- und Ausschalten der Kupplung axial verschoben wird. Dazu müssen die Kurbelwellengrundlager und die Kurbelwellenpleuellager des axial verschieblichen Kurbelwellenteils entsprechend dem Sshalthub der Kupplung schmaler als die zugehörigen Kurbelwellenzapfen ausgeführt sein. Anstelle der Anwendung schmaler Pleuellager können die Pleuel auch in dem axial verschieblichen Kurbelwellenteil axial geführt und an der Kolbenbolzenlagerung mit entsprechendem Axialspiel ausgeführt sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung dargestellt, die einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße mehrzylindrige Hubkolben-Brennkraftmaschine zeigt.

Dabei ist mit 1 eine beispielhaft als Vierzylinder-Viortakt-Reihen-Brennkraf!maschine ausgeführte Brennkraftmaschine gezeigt, die zwei durch eine Kupplung 8 verbindbare Kurbelwellenteile 2 und 5 aufweist. Der erste der beiden Kurbelwellenteile 2 ist den Arbeitszylindern 4 void. 5 zugeordnet und direkt mit dem Kurbelwellenschwungrad 9 verbunden, das über eine herkömmliche Kupplung mit der Getriebeeingangswelle des Fahrzeugs verbindbar ist, also bei einer Leistungs-

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anforderung an die Brennkraftmaschine ständig zugeschaltet ist. Das zweite Kurbelwellenteil 3 ist den Arbeitszylindern 6 und 7 zugeordnet und wird mit Hilfe der Kupplung 8 nur bei Überschreitung einer vorgegebenen Maschinenlast zugeschaltet.

Die beiden Kurbelwellenteile 2 und 3 weisen jeweils getrennte Nockenwellen 12 und 13 zur Betätigung der zu den zugeordneten Arbeitszylindern gehörenden Ventiltriebe auf, die jeweils durch Riementriebe 10 und 11 von den jeweiligen Kurbelwe11enteilen angetrieben werden. Das erste, ständig zugeschaltete Kurbelwellenteil 2 ist noch zum Antrieb einer Ölpumpe 16 zur Versorgung der Lager ausgebildet.

Die beiden Kurbelwellenteile 2 und 3 weisen je zwei in gleicher Richtung liegende Kurbelkröpfungen auf, die sich nach dem Zusammenschalten beider Kurbelwellenteile gegenüberliegen. Das Zusammenschalten der beiden Kurbelwellenteile erfolgt also nach jeweils einer ganzzahligen Anzahl von Kurbelwellenumdrehungen, so daß ein Massenausgleich sichergestellt ist. Je nach dem, ob das Zusammenschalten der beiden Kurbelwellenteile dabei nach einer geradzahligen oder ungeradzahligen Anzahl von Kurbelwellenumdrehungen erfolgt, wird die ursprüngliche Zündfolge des Motors mit 180 Kurbelwinkeldifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zündungen unverändert beibehalten oder aber es tritt eine veränderte Zündfolge mit gleichbleibenden Zündabständen auf. Die Maschine hat im Zweizylinder- wie im Vierzylinder-Betrieb stets gleiche Zündabstände.

Dio dargestellte Brennkraftmaschine 1 besitzt ein einstückig ausgeführtes Kurbelgehäuse mit den beiden darin gelagerten, jeweils zwei Zylindern zugeordneten Kurbelwellentexlen 2 und 3 und einem einstükkigen Zylinderkopf mit den beiden darin gelagerten ebenfalls jeweils ir-.wei Zylindern zugeordneten Nockenwellen 12 und 13· Neben dem Antrieb der Ölpumpe 16 kann auf der Seite des ersten Kurbelwellenteils 2 auch noch eine hier nicht weiter gezeigte Wasserpumpe für den Kühlkreislauf des gesamten Motors mitarigetrieben werden.

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Jede Teilnockenwelle 12, 1J treibt getrennt je einen Zündverteiler oder Zündungsgebor für die Zündanlage des Teilmotors an, während alle vier Zylinder des Motors durch einen geraeinsamen Vergaser oder eine gemeinsame zentrale Einspritzanlage bzw. eine gemeinsame Einzeleinspritzanlage mit Kraftstoff versorgt werden.

Während das erste Kurbelwellenteil 2 mittels ein.es Axiallagers 15 axial feststehend gehalten ist, wird das zweite Kurbelwellenteil 3 axial verschieblich angeordnet und kann durch ein axiales Kupplungsschaltlager 17 ™m Ein- und Ausschalten der Kupplung.θ axial verschoben werden. Um eine Axialverschiebung des zuschaltbaren Kurbelwellenteils 3 au ermöglichen, müssen die Kurbelwellenlager bzw. die Pleuellager 18 entsprechend schmal ausgebildet sein, wie in der Zeichnung prinzipiell angedeutet ist.

Die Kurbelwellenkupplung 8 ist eine im Vinkelabstand von 360 winkelgerecht schaltende Kupplung. Sie kann als sogenannte Wellenzahnkupplung oder andere Formschlußkupplung oder auch als ReibungB-flachkupplung bzw. als Reibungskegelkupplung ausgeführt sein.

Abweichend von der Darstellung in der Zeichnung kann die Kupplungsschaltkraft auch im Innern der Kupplung durch vorzugsweise mechanische, hydraulische, pneumatische oder elektromagnetische Mittel aufgebracht werden.

Die Kupplung kann weiter an sich bekannte Einrichtungen wie Synchronisiereinrichtungen und Winkelgeber enthalten um die winkelgerechte Einkupplung zu gewährleisten. Die Kupplung kann weiterhin zweckmäßigerweise so ausgeführt sein, daß im eingekuppelten und ausgekuppelten Zustand Axialkräfte auf die beiden Kurbelwellenteile nicht wirksam werden.■

Leerseite

Claims

V Q L K S W AGE N V/ E H K

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Unsere Zeichen: K 3187
1702pt-we-sch

12. N öv, 1981

ANSPRÜCHE

ί 1. iMehrzylindrige Hubkolben-Brennkraftmaschine zum Antrieb eines Fahrzeugs mit einer Kurbelwelle, die aus zwei jeweils einem Teil der Arbeitszylinder zugeordneten und über eine Kupplung in Abhängigkeit von der Belastung der Brennkraftmaschine zum gemeinsamen Antrieb verbindbaren bzw. zum Antrieb nur durch ein Teil der Arbeitszylinder trennbaren Kurbelwellenteilen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (θ) durch Axialverschiebung dos zuschaltbaren Kurbelwellenteils (3) betätigbar ist.
2. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der freien Stirnseite des zuschaltbaren Kurbelwellenteils (3)'eino Vorrichtung (17) zur Axialverschiebung angeordnet ist.
3. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem zuschaltbaren Kurbelwellenteil (3) zugeordneten Kurbelwellen- bzw. Pleuellager (18, I9) eine Axialverschiebung ermöglichend ausgebildet sind.
4. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß das andere Kurbelwellenteil (2) mittels eines Axiallagers (I5) axial feststehend gehalten ist.