DE102011008605B4 - Verbrennungsmotor - Google Patents
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Abstract
Verbrennungsmotorfamilie, umfassend: eine Motorblockanordnung (12) mit einem unteren Ende (14), das durch eine Ölwanne (16) verschlossen ist, und einem oberen Ende (18), das sich von einer Rückseite (20) der Motorblockanordnung (12) aus unter einem Winkel α zu einer Vorderseite (22) derselben erstreckt; einen Motorblock (24), der das obere Ende (18) verschließt und ein Kurbelgehäuse (26) definiert, das ausgestaltet ist, um eine Kurbelwelle (28A, 28B) zur Drehung darin aufzunehmen, wobei die Kurbelwelle (28A, 28B) ferner umfasst: drei Kurbelwellenachszapfen (36, 38, 40), die durch Kurbelwellenlager (42, 44, 46) zur Drehung im Kurbelgehäuse (26) gelagert sind; erste (48; 102) und zweite (50; 104) Kolbenbolzen und zugehörige erste (52; 108) und zweite (54; 110) Kolben/Pleuelstangenanordnungen, die in Kolbenzylindern (56; 114, 58; 116) einer ersten Zylindergehäuseanordnung (72) angeordnet sind; und einen Zylinderkopf (78), der ausgestaltet ist, um offene Enden der Kolbenzylinder (56; 114, 58; 116) zu verschließen, um dadurch Brennkammern mit den ersten (52; 108) und zweiten (54; 110) Kolben/Pleuelstangenanordnungen zu definieren, wobei die Zylindergehäuseanordnung (72) um einen Winkel β aus der Vertikalen um eine Achse der Kurbelwelle (28A, 28B) herum zu der Rückseite (20) des Motorblocks (24) hin geneigt ist; wobei die ersten (48; 102) und zweiten (50; 104) Kolbenbolzen in der gleichen radialen Position an der Kurbelwelle (28A, 28B) angeordnet sind und der Länge nach beabstandet sind, um ein Zündintervall von 360 Grad zu definieren; wobei der Motor als dreizylindriger V-Motor ausgeführt ist und die Kurbelwelle (28B) ferner umfasst: einen dritten Kolbenbolzen (100) und eine zugehörige Kolben/Pleuelstangenanordnung (106), die in einem Kolbenzylinder (112) einer zweiten Zylindergehäuseanordnung (118) angeordnet sind, wobei der dritte Kolbenbolzen (100) entweder zum ersten (102) oder zum zweiten (104) Kolbenbolzen benachbart und zwischen zwei Kurbelwellenachszapfen (36, 38) angeordnet ist; und ...
Description
- QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
- Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 61/295,257, die am 15. Januar 2010 eingereicht wurde und hiermit durch Bezugnahme vollständig hier mitaufgenommen ist.
- GEBIET DER ERFINDUNG
- Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung betreffen modulare Motorkonstruktionen und insbesondere einen 2-Zylinder-Reihenmotor und einen damit verwandten 3-Zylinder-V-Motor.
- HINTERGRUND
- Nachhaltigkeit beim Umweltschutz, wachsende globale Energiebedürfnisse und der daraus resultierende Anstieg bei den Kraftstoffkosten und eine relativ neue Anforderung zur Entwicklung von Einsparungen für einen unabhängigen aber weniger kostspieligen Transport treibt Fahrzeug- und Antriebsstrangkonstrukteure hin zu kleineren und kraftstoffsparsameren Fahrzeugen. Es ist nicht ungewöhnlich, Reihenmotoren mit 3 und 4 Zylindern anzutreffen, die viele mittlere bis kleine Fahrzeuge antreiben. Diese Motoren sind jedoch durch ihre Zylinderreihenkonfigurationen, welche den minimalen Fahrzeugbauraum definieren, in den sie verpackt werden können, in der Länge beschränkt. V-Motoren mit einem schmalen Winkel bieten einige zusätzliche Verpackungsvorteile, indem sie Kolben in versetzten Bänken versetzt anordnen, wodurch sie zusätzliche Kolben und resultierende Leistung bieten, ohne die Länge der Motorpackung unnötig zu vergrößern. Bei derartigen Motoren kann aufgrund der Verwendung eines Einzelzylinderkopfs, der eine Höhe aufweist, die über die Höhe hinausgeht, die für einen Reihenmotor benötigt wird, jedoch die Motorhöhe in Mitleidenschaft gezogen werden.
- Die Druckschrift
DE 42 40 464 A1 offenbart eine Brennkraftmaschine mit einer Motorblockanordnung mit einem unteren Ende, das durch eine Ölwanne verschlossen ist, mit einem oberen Ende, das sich von einer Rückseite der Motorblockanordnung aus unter einem Winkel zu einer Vorderseite derselben erstreckt und mit einem Motorblock, der das obere Ende verschließt und ein Kurbelgehäuse definiert. Das Kurbelgehäuse enthält eine drehbar gelagerte Kurbelwelle mit drei Kurbelwellenachszapfen, die im Kurbelgehäuse drehbar gelagert sind, zwei Kolbenbolzen und zugehörigen Kolben/Pleuelstangenanordnungen, die in Kolbenzylindern einer ersten Zylindergehäuseanordnung angeordnet sind, wobei die Zylindergehäuseanordnung um einen Winkel aus der Vertikalen um eine Achse der Kurbelwelle herum zu der Rückseite des Motorblocks hin geneigt ist. Ein Zylinderkopf verschließt offene Enden der Kolbenzylinder und definiert zusammen mit den Kolben/Pleuelstangenanordnungen Brennkammern in den Zylindern. - In der Druckschrift
DE 25 26 988 A1 ist ein Viertakt-Zweizylinderverbrennungsmotor offenbart, der eine Kurbelwelle für einen Zweizylindermotor mit einem Zündintervall von 360° aufweist. - Die Druckschrift
DE 601 12 971 T2 offenbart einen V-Motor mit drei Zylindern und zwei Zylinderköpfen. - ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst ein Verbrennungsmotor einer gemeinsamen Familie eine Motorblockanordnung mit einem unteren Ende, das durch eine Ölwanne verschlossen ist, und mit einem oberen Ende, das sich von einer Hinterseite der Motorblockanordnung aus unter einem Winkel α zu einer Vorderseite derselben erstreckt, und einen Motorblock, der das obere Ende verschließt und ein Kurbelgehäuse definiert, das ausgestaltet ist, um eine Kurbelwelle zur Drehung darin aufzunehmen. Die Kurbelwelle umfasst ferner drei Kurbelwellenachszapfen, die durch Kurbelwellenlager zur Drehung im Kurbelgehäuse gelagert sind. Erste und zweite Kolbenbolzen und zugehörige erste und zweite Kolben/Pleuelstangenanordnungen sind in Kolbenzylindern einer ersten Zylindergehäuseanordnung angeordnet, wobei die ersten und zweiten Kolbenbolzen der Länge nach beabstandet sind. Ein Zylinderkopf ist zum Verschließen offener Enden der Kolbenzylinder ausgestaltet, um dadurch Brennkammern mit den ersten und zweiten Kolben zu definieren, wobei die Zylindergehäuseanordnung um einen Winkel β aus der Vertikalen zur Hinterseite des Motorblocks hin geneigt ist. Die ersten und zweiten Kolbenbolzen sind in der gleichen radialen Position an der Kurbelwelle angeordnet und der Länge nach beabstandet, um ein Zündintervall von 360 Grad zu definieren. Der Motor ist als dreizylindriger V-Motor ausgeführt, und die Kurbelwelle umfasst ferner einen dritten Kolbenbolzen und eine zugehörige Kolben/Pleuelstangenanordnung, die in einem Kolbenzylinder einer zweiten Zylindergehäuseanordnung angeordnet sind, wobei der dritte Kolbenbolzen entweder zum ersten oder zum zweiten Kolbenbolzen benachbart und zwischen zwei Kurbelwellenachszapfen angeordnet ist.
- Ein zweiter Zylinderkopf ist vorgesehen, der zum Verschließen eines offenen Endes des dritten Kolbenzylinders ausgestaltet ist, um dadurch eine Brennkammer mit der dritten Kolben/Pleuelstangenanordnung zu definieren, wobei die zweite Zylindergehäuseanordnung um einen Winkel γ um eine Achse der Kurbelwelle herum von der ersten Zylindergehäuseanordnung entfernt orientiert ist. Der dritte Kolbenbolzen ist etwa 180 Grad radial von dem ersten und zweiten Kolbenbolzen entfernt angeordnet, um ein Zündintervall von 240 Grad zu definieren, wobei der dritte Kolbenzylinder mit Bezug auf den ersten und zweiten Zylinder nicht axial zentriert ist.
- Die vorstehenden Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich leicht aus der folgenden genauen Beschreibung der Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird.
- BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Andere Ziele, Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur als Beispiel in der folgenden genauen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die genaue Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, in denen:
-
1 eine Seitenansicht eines 2-Zylinder-Reihenmotors ist, der Merkmale der Erfindung verkörpert; -
2 eine Seitenansicht eines 3-Zylinder-V-Motors ist, der Merkmale der Erfindung verkörpert; -
3 eine schematische Ansicht des 2-Zylinder-Reihenmotors von1 ist; -
4 eine schematische Ansicht einer Kurbelwelle des 2-Zylinder-Reihenmotors von1 ist; -
5 eine schematische Ansicht des 3-Zylinder-V-Motors von2 ist; -
6 eine schematische Ansicht einer Kurbelwelle des 3-Zylinder-V-Motors von2 ist; und -
7 eine perspektivische Ansicht von hinten des 3-Zylinder-V-Motors von2 ist. - BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Die folgende Beschreibung ist rein beispielhaft und ist nicht dazu gedacht, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungsmöglichkeiten einzuschränken. Es versteht sich, dass in den Zeichnungen einander entsprechende Bezugszeichen gleiche oder einander entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen.
- Mit Bezug auf
1 und2 ist bei einer beispielhaften Ausführungsform eine Familie von Verbrennungsmotoren gezeigt, die einen 2-Zylinder-Reihenmotor2 in1 und einen 3-Zylinder-V-Motor3 in2 umfassen. In den verschiedenen Figuren weisen gleiche Merkmale, die von dem 2-Zylinder-Reihenmotor2 und dem 3-Zylinder-V-Motor3 gemeinsam genutzt werden, gleiche diesen zugeordnete Bezugszeichen auf. Die Motoren2 und3 umfassen Motorblockanordnungen12 mit einem offenen unteren Abschnitt oder Rand14 , der durch einen Ölvorratsbehälter oder eine Ölwanne16 verschlossen ist. Die oberen Enden18 der Motorblockanordnungen12 erstrecken sich unter einem Winkel ”α” von der Hinterseite20 der Motoren2 ,3 zu der Vorderseite22 der Motoren und sind durch einen Motorblock24 verschlossen. Es wird in Betracht gezogen, dass der Winkel α in einem Bereich von etwa 45° liegen kann, aber es wird auch in Betracht gezogen, dass der Winkel α in Abhängigkeit von der speziellen Fahrzeugkonfiguration und von anderen anwendungsgetriebenen Variablen in einem Bereich von etwa 0° bis etwa 45° variieren kann. Die Kombination aus der Motorblockanordnung12 , der Ölwanne16 und dem Motorblock24 definiert ein Kurbelgehäuse26 , das Kurbelwellen28A oder28B (28A = 2-Zylindermotor2 und28B = 3-Zylindermotor3 ) und Ausgleichswellen27 und29 ,3 und5 , zur Drehung darin aufnimmt und lagert. Die Kurbelwellen28A oder28B sind durch einen Riemen, eine Kette oder einen Zahnradantrieb gekoppelt, um eine Nockenwelle33 ,7 , drehend zu betreiben. - Wie in
1 ,3 und4 dargestellt ist, umfasst der 2-Zylinder-Reihenmotor2 bei einer beispielhaften Ausführungsform eine Kurbelwelle28A , die an einem ersten Ende eine Kurbelnase30 enthält. Die Kurbelnase30 erstreckt sich aus der Vorderseite der Motorblockanordnung12 nach außen und kann darauf eine Kurbelwellenriemenscheibe34 abstützen. Drei Kurbelwellen-Achszapfen36 ,38 und40 sind durch Kurbelwellenlager42 ,44 und46 gelagert, um es der Kurbelwelle28A dadurch zu ermöglichen, sich frei im Kurbelgehäuse26 zu drehen. Zwei Kolbenbolzen48 und50 stützen zugehörige erste und zweite Kolben/Pleuelstangenanordnungen52 und54 in ersten und zweiten Zylindern56 bzw.58 . Wenn sich die Kurbelwelle28A dreht, bewegen sich die Kolben/Pleuelstangenanordnungen52 ,54 in den Zylindern56 ,58 auf bekannte Weise hin und her. Bei der in3 und4 gezeigten beispielhaften Ausführungsform sind die Kolbenbolzen48 und50 in einer der Länge nach beabstandeten Beziehung entlang der Kurbelwelle28A radial an der gleichen Stelle angeordnet, um ein Zündintervall von 360 Grad zu ermöglichen (4-Taktmotor). Ein Schwungrad60 ist an einem zweiten Ende62 der Kurbelwelle28A angeordnet und kann zum Eingriff mit einer zugehörigen Getriebeanordnung (nicht gezeigt) sowie anderen zugehörigen Motoranordnungen nach Bedarf (z. B. einem Startermotor) ausgestaltet sein. Zahnradgetriebene Ausgleichswellen27 und29 können zur Drehung im Kurbelgehäuse26 angeordnet sein und arbeiten zur Reduktion von Vibrationen, die durch natürliche Ungleichgewichte in der Konstruktion des 2-Zylinder-Reihenmotors verursacht werden. Wieder mit Bezug auf1 sind bei einer beispielhaften Ausführungsform die Motorzylinder56 und58 in einer ersten Zylindergehäuseanordnung72 des Motorblocks24 zur Hin- und Herbewegung darin angeordnet. Den Verschluss des oberen Endes der ersten Zylindergehäuseanordnung72 bildet ein erster Zylinderkopf78 , der die offenen Enden der ersten und zweiten Kolbenzylinder56 und58 ,3 , verschließt und Brennkammern (nicht gezeigt) mit den ersten und zweiten Kolben/Pleuelstangenanordnungen52 und54 definiert. - Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist eine Ansauganordnung
80 ausgestaltet, um Verbrennungsluft an Einlassanschlüsse (nicht gezeigt) der Zylinder56 und58 zum Vermischen und Verbrennen mit eingespritztem Kraftstoff (nicht gezeigt) zu leiten. Die Ansauganordnung80 umfasst einen Ansaugkrümmer82 mit einem Ansaugkanal84 zur Aufnahme dosierter Verbrennungsluft durch einen Drosselkörper86 . Der Ansaugkanal84 ist mit einer zentralen Luftkammer88 des Ansaugkrümmers82 fluidtechnisch verbunden und liefert Verbrennungsluft dorthin, von wo aus die Verbrennungsluft auf Ansaugkanäle90 verteilt wird, die mit den Brennkammern jedes Zylinders56 und58 fluidtechnisch verbunden sind. Die Verbrennungsluft tritt in jeden Zylinder ein, wird mit dem Kraftstoff vermischt, der von Kraftstoffeinspritzventilen92 eingespritzt wird, die mit einem Kraftstoffsystem (nicht gezeigt) verbunden sind, und darin verbrannt. - Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist auch ein Auslasskrümmer
94 mit dem Zylinderkopf78 fluidtechnisch verbunden und ist ausgestaltet, um Verbrennungsnebenprodukte aus den Brennkammern zu entfernen. Die Verbrennungsnebenprodukte strömen durch eine Abgassystemleitung96 , die ausgestaltet ist, um die Verbrennungsnebenprodukte aus dem Auslasskrümmer94 aufzunehmen und um die Verbrennungsnebenprodukte an verschiedene Abgasnachbehandlungseinrichtungen zu übertragen, etwa den direkt angekoppelten Katalysator98 zur Oxidation, Reduktion oder anderweitigen Umwandlung geregelter Abgasbestandteile der Verbrennungsnebenprodukte vor ihrer Freisetzung in die Atmosphäre. - Mit Bezug auf
2 und5 –7 enthält der 3-Zylinder-V-Motor3 bei einer beispielhaften Ausführungsform die Motorblockanordnung12 mit einem offenen unteren Abschnitt oder Rand14 , der durch einen Ölvorratsbehälter oder eine Ölwanne16 verschlossen ist. Das obere Ende18 der Motorblockanordnung12 erstreckt sich von der Rückseite20 des Motors aus unter einem Winkel ”α” zu der Vorderseite22 des Motors und ist durch einen Motorblock24 verschlossen. Es wird in Betracht gezogen, dass der Winkel α im Bereich von etwa 45° liegen kann, aber es wird auch in Betracht gezogen, dass der Winkel α in Abhängigkeit von der speziellen Fahrzeugkonfiguration und von anderen anwendungsgetriebenen Variablen in einem Bereich von etwa 0° bis etwa 45° variieren kann. Die Kombination aus der Motorblockanordnung12 , der Ölwanne16 und dem Motorblock24 definiert ein Kurbelgehäuse26 , das eine Kurbelwelle28B ,5 und6 , aufnimmt und lagert. Eine Ausgleichswelle27 kann im Kurbelgehäuse26 zur Drehung darin angeordnet sein. Die Kurbelwelle28B ist durch einen Riemen, eine Kette oder einen Zahnradantrieb gekoppelt, um eine Nockenwelle33 drehend zu betreiben. Die Nockenwelle wirkt auf Stößelstangen32 ein, die sich in die Zylinderköpfe78 und120 hinein erstrecken, um einen darin angeordneten Ventiltrieb (nicht gezeigt) zu betreiben. - Wie es in
6 veranschaulicht ist, umfasst die Kurbelwelle28B bei einer beispielhaften Ausführungsform an einem ersten Ende eine Kurbelnase30 . Die Kurbelnase30 erstreckt sich aus der Vorderseite der Motorblockanordnung12 nach außen und stützt darauf eine Kurbelwellenrtemenscheibe34 ,2 , ab. Drei Kurbelwellenachszapfen36 ,38 und40 sind durch Kurbelwellenlager42 ,44 und46 gelagert, um es der Kurbelwelle28B dadurch zu ermöglichen, sich frei im Kurbelgehäuse26 zu drehen. - Drei Kolbenbolzen
100 ,102 und104 stützen zugehörige Kolben/Pleuelstangenanordnungen106 ,108 und110 in Zylindern112 ,114 und116 ab. Bei der gezeigten beispielhaften Ausführungsform sind die Kolbenbolzen102 und104 nahe benachbart zueinander und zwischen den Kurbelwellenlagern38 und40 angeordnet. Diese Konfiguration unterscheidet sich von den meisten 3-Zylinder-Reihenmotoren, die typischerweise vier Kurbelwellenlager benötigen, welche die Länge der Motorpackung erhöhen, eine Reibung erhöhen und Ölzufuhranforderungen erhöhen. Wenn sich die Kurbelwelle28B dreht, bewegen sich die Kolben in den Zylindern auf bekannte Weise hin und her. Bei der in5 und6 gezeigten Ausführungsform können die ersten und zweiten Kolbenbolzen102 ,104 für die Kolben/Pleuelstangenanordnungen114 und116 in einer der Länge nach beabstandeten Beziehung entlang der Kurbelwelle28B an radial der gleichen Stelle angeordnet sein. Der dritte Kolbenbolzen100 kann bei etwa 180 Grad radial vom ersten und zweiten Kolbenbolzen102 und104 entfernt angeordnet sein, was ein Gesamtzündintervall von 240 Grad (4-Taktmotor) zulässt. Selbstverständlich werden andere radiale Abstände in Betracht gezogen, wobei der Schutzumfang der Erfindung nicht verlassen wird. Ein Schwungrad60 ist an einem zweiten Ende62 der Kurbelwelle28B angeordnet und kann für einen Eingriff mit einer zugehörigen Getriebeanordnung (nicht gezeigt) sowie mit anderen verwandten Motoranordnungen nach Bedarf (z. B. einem Startermotor) ausgestaltet sein. Eine zahnradgetriebene Ausgleichswelle27 kann zur Drehung im Kurbelgehäuse26 angeordnet sein und arbeitet zur Reduktion von Vibrationen, die durch natürliche Ungleichgewichte in der Konstruktion des 3-Zylinder-V-Motors verursacht werden. - Wieder mit Bezug auf
2 ,5 und6 sind die Motorzylinder112 und116 bei einer beispielhaften Ausführungsform in einer ersten Zylindergehäuseanordnung72 zur Hin- und Herbewegung darin angeordnet. Der dritte Motorzylinder114 ist in einer Zylindergehäuseanordnung118 des Motorblocks24 zur Hin- und Herbewegung darin angeordnet. Aufgrund der benachbarten Anordnung der Kolbenbolzen102 und104 können der dritte Zylinder114 und die Zylindergehäuseanordnung118 mit Bezug auf die ersten und zweiten Zylinder112 und116 nicht zentriert werden, sondern können in die Richtung des Kolbenbolzens104 axial versetzt sein. Die Ausgestaltung des 3-Zylinder-V-Motors3 ermöglicht, dass der gleiche oder ein ähnlicher Kurbelsatz sowohl im 2-Zylindermotor2 als auch im 3-Zylindermotor3 mit einer Veränderung nur bei der Kurbelwellenkonfiguration verwendet wird; speziell dem Hinzufügen eines dritten radial beabstandeten Kolbenbolzens100 , da die Kurbelwellenlager36 ,38 und40 und zugehörige Achszapfen42 ,44 und46 die gleiche Geometrie aufweisen und zur Installation in sowohl dem 2-Zylinder-Reihenmotor2 als auch dem 3-Zylinder-V-Motor3 ähnlich angeordnet sind. Den Verschluss des oberen Endes der ersten Zylindergehäuseanordnung72 bildet ein erster Zylinderkopf78 , der die offenen Enden der Kolbenzylinder112 und116 verschließt und Brennkammern (nicht gezeigt) mit dem Kolben106 ,110 definiert. Auf ähnliche Weise bildet ein zweiter Zylinderkopf120 den Verschluss des oberen Endes der zweiten Zylindergehäuseanordnung118 , der das offene Ende des dritten Kolbenzylinders114 abschließt und eine Brennkammer (nicht gezeigt) mit dem dritten Kolben108 definiert. - Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist eine Ansauganordnung
80 mit niedrigem Profil ausgestaltet, um Verbrennungsluft an Einlassanschlüsse (nicht gezeigt) der Zylinder112 ,114 und116 zum Mischen und Verbrennen mit eingespritztem Kraftstoff (nicht gezeigt) zu leiten. Die Ansauganordnung80 umfasst einen Ansaugkrümmer122 mit einem Ansaugkanal124 zur Aufnahme dosierter Verbrennungsluft durch einen Drosselkörper126 . Der Ansaugkanal124 ist mit einer zentralen Luftkammer88 des Ansaugkrümmers122 fluidtechnisch verbunden und liefert Verbrennungsluft dorthin, von wo aus die Verbrennungsluft an Ansaugkanäle128 ,130 ,132 ,7 , verteilt wird, die mit der Brennkammer jedes Zylinders112 ,114 und116 fluidtechnisch verbunden sind. Die Verbrennungsluft tritt in jeden Zylinder ein, wird mit Kraftstoff vermischt, der von Kraftstoffeinspritzventilen92 eingespritzt wird, die mit einem (nicht gezeigten) Kraftstoffsystem verbunden sind, und wird darin verbrannt. Ein zweiter Auslasskrümmer134 ist auch mit dem Zylinderkopf120 fluidtechnisch verbunden und ist ausgestaltet, um Verbrennungsnebenprodukte aus der Brennkammer des dritten Zylinders114 zu entfernen. Die Verbrennungsnebenprodukte strömen durch eine Abgassystemleitung136 , die ausgestaltet ist, um die Verbrennungsnebenprodukte aus dem zweiten Auslasskrümmer134 aufzunehmen und um das Abgas durch die Abgassystemleitung136 zu leiten, von wo es an die verschiedenen Abgasnachbehandlungseinrichtungen geliefert wird, etwa den direkt gekoppelten Katalysator138 zur Oxidation, Reduktion oder einer anderen Umwandlung geregelter Abgasbestandteile der Verbrennungsnebenprodukte vor deren Freisetzung in die Atmosphäre. - Bei einer beispielhaften Ausführungsform und mit Bezug auf den 2-Zylinder-Reihenmotor
2 von1 ermöglicht das Anwinkeln des oberen Endes18 der Motorblockanordnung12 das Anwinkeln oder Zurücklegen der ersten Zylindergehäuseanordnung72 zum Zweck des Verpackens des Motors2 auf effiziente Weise in einem Fahrzeug. Bei der in1 veranschaulichten Ausführungsform liegt der Winkel β der hinteren Bank der ersten Zylindergehäuseanordnung72 etwa 70° von der Vertikalen entfernt. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass der Winkel β der hinteren Bank in Abhängigkeit von der speziellen Fahrzeugkonfiguration und anderen anwendungsgetriebenen Variablen von etwa 30° bis etwa 90° variieren kann. Mit einer derartigen Konfiguration kann der 2-Zylindermotor2 in nahezu jede Fahrzeugplattform oder Konfiguration verpackt werden. - Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform und mit Bezug auf den 3-Zylinder-V-Motor
3 von2 und5 ist der Motorzylinder114 der zweiten Zylindergehäuseanordnung118 vorzugsweise unter einem Winkel ”γ” orientiert, der jeweils etwa 90 Grad von den zwei Reihenzylindern112 ,116 der ersten Zylindergehäuseanordnung72 entfernt ist. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass der Winkel ”γ” von etwa 25° bis etwa 115° variieren kann, wieder in Abhängigkeit von der speziellen Fahrzeugkonfiguration und anderen anwendungsgetriebenen Variablen. Eine derartige Orientierung, wie sie in2 und7 dargestellt ist, wird ermöglichen, dass der 3-Zylinder-V-Motor3 das niedrige Profil beibehält, das durch den 2-Zylinder-Reihenmotor2 erreicht wird, während er zusätzliche Leistung bereitstellt, die bei einigen Anwendungen notwendig sein kann. Der eine relativ senkrecht orientierte Einzelzylinder114 des Motors der zweiten Zylindergehäuseanordnung118 ist klein und relativ zentral angeordnet, so dass er teilweise in einen Abschnitt eines Fahrzeugtunnels bzw. Zentraltunnels verpackt werden kann, was zu der gleichen Fahrzeugverpackung und Innenraumvorteilen führt, die mit dem vorstehend beschriebenen 2-Zylinder-Reihenmotor2 realisiert werden. - Obwohl die Erfindung mit Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann verstehen, dass verschiedene Veränderungen durchgeführt werden können und Elemente durch Äquivalente derselben ersetzt werden können, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Zudem können viele Modifikationen durchgeführt werden, um eine spezielle Situation oder ein spezielles Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne deren wesentlichen Schutzumfang zu verlassen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen begrenzt ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen umfassen wird, die in den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung fallen.
Claims (16)
- Verbrennungsmotorfamilie, umfassend: eine Motorblockanordnung (
12 ) mit einem unteren Ende (14 ), das durch eine Ölwanne (16 ) verschlossen ist, und einem oberen Ende (18 ), das sich von einer Rückseite (20 ) der Motorblockanordnung (12 ) aus unter einem Winkel α zu einer Vorderseite (22 ) derselben erstreckt; einen Motorblock (24 ), der das obere Ende (18 ) verschließt und ein Kurbelgehäuse (26 ) definiert, das ausgestaltet ist, um eine Kurbelwelle (28A ,28B ) zur Drehung darin aufzunehmen, wobei die Kurbelwelle (28A ,28B ) ferner umfasst: drei Kurbelwellenachszapfen (36 ,38 ,40 ), die durch Kurbelwellenlager (42 ,44 ,46 ) zur Drehung im Kurbelgehäuse (26 ) gelagert sind; erste (48 ;102 ) und zweite (50 ;104 ) Kolbenbolzen und zugehörige erste (52 ;108 ) und zweite (54 ;110 ) Kolben/Pleuelstangenanordnungen, die in Kolbenzylindern (56 ;114 ,58 ;116 ) einer ersten Zylindergehäuseanordnung (72 ) angeordnet sind; und einen Zylinderkopf (78 ), der ausgestaltet ist, um offene Enden der Kolbenzylinder (56 ;114 ,58 ;116 ) zu verschließen, um dadurch Brennkammern mit den ersten (52 ;108 ) und zweiten (54 ;110 ) Kolben/Pleuelstangenanordnungen zu definieren, wobei die Zylindergehäuseanordnung (72 ) um einen Winkel β aus der Vertikalen um eine Achse der Kurbelwelle (28A ,28B ) herum zu der Rückseite (20 ) des Motorblocks (24 ) hin geneigt ist; wobei die ersten (48 ;102 ) und zweiten (50 ;104 ) Kolbenbolzen in der gleichen radialen Position an der Kurbelwelle (28A ,28B ) angeordnet sind und der Länge nach beabstandet sind, um ein Zündintervall von 360 Grad zu definieren; wobei der Motor als dreizylindriger V-Motor ausgeführt ist und die Kurbelwelle (28B ) ferner umfasst: einen dritten Kolbenbolzen (100 ) und eine zugehörige Kolben/Pleuelstangenanordnung (106 ), die in einem Kolbenzylinder (112 ) einer zweiten Zylindergehäuseanordnung (118 ) angeordnet sind, wobei der dritte Kolbenbolzen (100 ) entweder zum ersten (102 ) oder zum zweiten (104 ) Kolbenbolzen benachbart und zwischen zwei Kurbelwellenachszapfen (36 ,38 ) angeordnet ist; und einen zweiten Zylinderkopf (120 ), der zum Verschließen eines offenen Endes des dritten Kolbenzylinders (112 ) ausgestaltet ist, um dadurch eine Brennkammer mit der dritten Kolben/Pleuelstangenanordnung (106 ) zu definieren, wobei die zweite Zylindergehäuseanordnung (118 ) um einen Winkel γ um eine Achse der Kurbelwelle (28B ) herum von der ersten Zylindergehäuseanordnung (72 ) entfernt orientiert ist; wobei der dritte Kolbenbolzen (100 ) etwa 180 Grad radial von den ersten (102 ) und zweiten (104 ) Kolbenbolzen entfernt angeordnet ist, um ein Zündintervall von 240 Grad zu definieren; wobei der dritte Kolbenzylinder (112 ) mit Bezug auf den ersten (114 ) und zweiten (116 ) Zylinder nicht axial zentriert ist. - Verbrennungsmotorfamilie nach Anspruch 1, wobei der Winkel α im Bereich von etwa 0 Grad bis etwa 45 Grad liegt.
- Verbrennungsmotorfamilie nach Anspruch 2, wobei der Winkel α im Bereich von etwa 45 Grad liegt.
- Verbrennungsmotorfamilie nach Anspruch 1, wobei der Winkel β im Bereich von etwa 30 Grad bis etwa 90 Grad liegt.
- Verbrennungsmotorfamilie nach Anspruch 4, wobei der Winkel β im Bereich von etwa 45 Grad liegt.
- Verbrennungsmotorfamilie nach Anspruch 1, wobei die drei Kurbelwellenachszapfen (
36 ,38 ,40 ) und die zugehörigen Kurbelwellenlager (42 ,44 ,46 ) die gleiche Geometrie aufweisen und zur Installation in sowohl einem 2-Zylinder-Reihenmotor (2 ) als auch dem 3-Zylinder-V-Motor (3 ) ähnlich angeordnet sind. - Verbrennungsmotorfamilie nach Anspruch 1, wobei der Winkel γ im Bereich von etwa 25 Grad bis etwa 115 Grad liegt.
- Verbrennungsmotorfamilie nach Anspruch 7, wobei der Winkel γ im Bereich von etwa 90 Grad liegt.
- Verbrennungsmotorfamilie mit einem 2-Zylinder-Reihenmotor (
2 ) und einem 3-Zylinder-V-Motor (3 ), wobei der 2-Zylinder-Reihenmotor (2 ) umfasst: eine Motorblockanordnung (12 ) mit einem untere Ende (14 ), das durch eine Ölwanne (16 ) verschlossen ist, und einem oberen Ende (18 ), das sich von einer Rückseite (20 ) der Motorblockanordnung (12 ) aus unter einem Winkel α zu einer Vorderseite (22 ) derselben erstreckt; einen Motorblock (24 ), der das obere Ende (18 ) verschließt und ein Kurbelgehäuse (26 ) definiert, das ausgestaltet ist, um eine Kurbelwelle (28A ) zur Drehung darin aufzunehmen, wobei die Kurbelwelle (28A ) ferner umfasst: drei Kurbelwellenachszapfen (36 ,38 ,40 ), die durch Kurbelwellenlager (42 ,44 ,46 ) zur Drehung im Kurbelgehäuse (26 ) gelagert sind; erste (48 ;102 ) und zweite (50 ;104 ) Kolbenbolzen, die mit ersten (52 ;108 ) und zweiten (54 ;110 ) Kolben/Pleuelstangenanordnungen zur Anordnung in Kolbenzylindern (56 ;114 ,58 ;116 ) einer ersten Zylindergehäuseanordnung (72 ) verbunden sind, wobei die ersten (48 ;102 ) und zweiten (50 ;104 ) Kolbenbolzen der Länge nach beabstandet sind; einen Zylinderkopf (78 ), der ausgestaltet ist, um offene Enden der Kolbenzylinder (56 ;114 ,58 ;116 ) der ersten Zylindergehäuseanordnung (72 ) zu verschließen, um dadurch Brennkammern mit den ersten (52 ;108 ) und zweiten (54 ;110 ) Kolben/Pleuelstangenanordnungen zu definieren, wobei die Zylindergehäuseanordnung (72 ) um einen Winkel β aus der Vertikalen zu der Rückseite (20 ) des Motorblocks (24 ) hin um eine Achse der Kurbelwelle (28A ) herum geneigt ist; und wobei der 3-Zylinder-V-Motor (3 ) umfasst: einen dritten Kolbenbolzen (100 ) und eine zugehörige Kolben/Pleuelstangenanordnung (106 ), die in einem Kolbenzylinder (112 ) einer zweiten Zylindergehäuseanordnung (118 ) angeordnet ist, wobei der dritte Kolbenbolzen (100 ) benachbart zu entweder dem ersten (102 ) oder dem zweiten Kolbenbolzen (104 ) und zwischen zwei Kurbelwellenachszapfen (36 ,38 ) angeordnet ist; und einen zweiten Zylinderkopf (120 ), der ausgestaltet ist, um ein offenes Ende des dritten Kolbenzylinders (112 ) der zweiten Zylindergehäuseanordnung (118 ) zu verschließen, um dadurch eine Brennkammer mit der dritten Kolben/Pleuelstangenanordnung (106 ) zu definieren, wobei die zweite Zylindergehäuseanordnung (118 ) um einen Winkel γ um die Achse der Kurbelwelle (28B ) herum von der ersten Zylindergehäuseanordnung (72 ) entfernt orientiert ist. - Verbrennungsmotorfamilie nach Anspruch 9, wobei die drei Kurbelwellenachszapfen (
36 ,38 ,40 ) und die zugehörigen Kurbelwellenlager (42 ,44 ,46 ) die gleiche Geometrie aufweisen und zur Installation in sowohl dem 2-Zylinder-Reihenmotor (2 ) als auch dem 3-Zylinder-V-Motor (3 ) ähnlich angeordnet sind. - Verbrennungsmotorfamilie nach Anspruch 9, wobei der Winkel α im Bereich von etwa 0 Grad bis etwa 45 Grad liegt.
- Verbrennungsmotorfamilie nach Anspruch 11, wobei der Winkel α im Bereich von etwa 45 Grad liegt.
- Verbrennungsmotorfamilie nach Anspruch 9, wobei der Winkel β im Bereich von etwa 30 Grad bis etwa 90 Grad liegt.
- Verbrennungsmotorfamilie nach Anspruch 13, wobei der Winkel β im Bereich von etwa 45 Grad liegt.
- Verbrennungsmotorfamilie nach Anspruch 9, wobei der Winkel γ im Bereich von etwa 30 Grad bis etwa 90 Grad liegt.
- Verbrennungsmotorfamilie nach Anspruch 15, wobei der Winkel γ im Bereich von etwa 90 Grad liegt.
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