DE10338583B4 - 4-cylinder 4-stroke piston internal combustion engine with special sound characteristics - Google Patents

Abstract

4-Zylinder-4-Takt-Kolbenbrennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle, bei der die Kurbeln 1, 2, 3, 4) für den 1. und den 4. Zylinder sowie für den 2. und den 3. Zylinder jeweils um 180° und die Kurbeln für den 1. Zylinder und den 3. Zylinder um 90° gegeneinander versetzt angeordnet sind, und mit einer Zündfolge 1-3-2-4 in nichtäquidistanten Zündabständen 90°-180°-270°-180°4-cylinder 4-stroke piston internal combustion engine with a crankshaft, in which the cranks 1, 2, 3, 4) for the 1st and the 4th cylinder and for the 2nd and 3rd cylinder each 180 ° and the Cranks for the 1st cylinder and the 3rd cylinder are offset by 90 ° from each other, and with a firing order 1-3-2-4 in non-equidistant firing intervals 90 ° -180 ° -270 ° -180 °

Description

Für den Kauf eines Personenkraftwagens sind nicht nur die technischen Daten wie Leistung, Straßenlage, Bequemlichkeit des Fahrgastraumes, Fassungsvermögen des Kofferraumes oder dergl. sowie das Design der Karosserie ausschlaggebend. Vielfach spielt auch der akustische Eindruck des Motorgeräusches, d. h. die Klangcharakteristik bzw. der ”Sound” eine Rolle bei der Kaufentscheidung. Für 4-Zylinder-4-Takt-Verbrennungskraftmaschinen sind verschiedene Konzepte bekannt, eine Zündreihenfolge und -abstand vorzusehen.For the purchase of a passenger car are not just the technical data like Performance, roadholding, Comfort of the passenger compartment, capacity of the trunk or the like the design of the body is crucial. Often plays too the acoustic impression of the engine noise, d. H. the sound characteristic or the "sound" a role at the purchase decision. For 4-cylinder 4-stroke internal combustion engines Different concepts are known, a firing order and distance provided.

Aus DE 199 26 982 C2 ist eine Motordrehzahl-Berechnungsvorrichtung bekannt, die den Berechnungsprozess der Motordrehzahl erleichtern kann, ohne durch pulsierende Drehung im Niederdrehzahlbereich des Motors beeinflusst zu werden. Dabei wird eine 4-Zylinder-4-Takt-Kolbenkraftmaschine mit einer Kurbelwelle offenbart, bei der die Kurbel für den 1. und den 4. Zylinder sowie für den 2. und den 3. Zylinder jeweils um 180° und die Kurbeln für den 1. Zylinder und den 3. Zylinder um 90° gegeneinander versetzt angeordnet sind, mit einer Zündfolge 1-3-2-4.Out DE 199 26 982 C2 For example, there is known an engine speed calculating apparatus which can facilitate the engine speed calculation process without being affected by pulsating rotation in the low speed range of the engine. In this case, a 4-cylinder 4-stroke piston engine is disclosed with a crankshaft, in which the crank for the 1st and the 4th cylinder and for the 2nd and 3rd cylinder in each case by 180 ° and the cranks for the 1st Cylinder and the 3rd cylinder are offset by 90 ° from each other, with a firing order 1-3-2-4.

In DE 35 22 988 C2 ist ein Split-Motor für Kraftfahrzeuge zur Reduzierung der Abgasemissionen bekannt. Offenbart wird eine Brennkraftmaschine mit nichtadäquatdistanten Zündabständen, wobei die Zündabstände 180°-270°-180°-90° betragen.In DE 35 22 988 C2 is a split engine for motor vehicles for reducing exhaust emissions known. Disclosed is an internal combustion engine with Nichtadäquatdistanten firing intervals, the firing intervals are 180 ° -270 ° -180 ° -90 °.

Bekannt aus DE 20 2008 001 664 U1 ist eine Zweizylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine, bei welcher die Kolben auf verschiedene Kurbeln einer Kurbelwelle arbeiten, deren Kröpfungen um einen Versetzungswinkel α gegeneinander versetzt sind, wobei der Versetzungswinkel α zwischen den beiden Kurbeln 90° beträgt, der in Drehrichtung der Brennkraftmaschine zählt und die Kurbeln sich somit auf 0° und 90° befinden, so dass eine ungleichmäßige Zündung entsteht und die Zündabstände 90°-180°-270°-180° betragen.Known from DE 20 2008 001 664 U1 is a two-cylinder four-cycle internal combustion engine in which the pistons operate on different crankshaft crankshafts whose cranks are offset from each other by an offset angle α, the offset angle α between the two cranks being 90 ° counting in the direction of rotation of the engine and the cranks are thus at 0 ° and 90 °, so that a non-uniform ignition occurs and the firing intervals are 90 ° -180 ° -270 ° -180 °.

Die Klangcharakteristik eines konventionellen 4-Zylinder-4-Taktmotors ist jedoch mit dem ”vollen Klang” eines beispielsweise 6-Zylinder- bzw. 8-Zylinder-V-Motors nicht zu vergleichen.The However, the sound characteristic of a conventional 4-cylinder 4-stroke engine is with the "full Sound "one For example, 6-cylinder or 8-cylinder V-engine not to compare.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 4-Zylinder-4-Takt-Kolbenbrennkraftmaschine zu schaffen, die gegenüber herkömmlichen 4-Zylinder-4-Takt-Kolbenbrennkraftmaschinen eine markantere Klangcharakteristik aufweist.Of the Invention is based on the object, a 4-cylinder 4-stroke piston internal combustion engine to create that opposite usual 4-cylinder 4-stroke piston internal combustion engines a more distinctive sound characteristics having.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine 4-Zylinder-4-Takt-Kolbenbrennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle, bei der die Kurbeln für den 1. und den 4. Zylinder sowie für den 2. und den 3. Zylinder jeweils um 180° und die Kurbeln für den 1. und den 3. Zylinder um 90° gegeneinander versetzt angeordnet sind, und mit einer Zündfolge 1-3-2-4 in nichtäquidistanten Zündabständen von 90°-180°-270°-180°. Während sich für den normalen 4-Zylinder-Reihenmotor mit 180° gekröpfter Kurbelwelle und der gebräuchlichen Zündfolge 1-3-4-2 bei 180° Zündabstand bereits feste Randbedingungen für die Anregungen der geräuschbestimmenden Schwingungsanregungen bestehen, also hauptsächlich die 2., 4. usw. Ordnung der Oberschwingungen angeregt werden, ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Zündfolge 1-3-2-4 mit der erfindungsgemäß gekröpften Kurbelwelle und den daraus resultierenden nichtäquidistanten Zündabständen, daß sowohl im Gaswechsel als auch in der Bewegung der Kolbenbrennkraftmaschine relativ zum Fahrgestell eine andere Schwingungsanregung, nämlich der Ordnungen 0.5, 1.5, 2.5, 3.5, 4, 4.5 etc. Diese geänderte Zusammensetzung des Frequenzspektrums bewirkt einen wesentlich kraftvolleren Klangeindruck. Die freien Massenkräfte sind bis zur 4. Ordnung ausgeglichen, während das auftretende freie Massenmoment 1. Ordnung in üblicher Weise durch eine Ausgleichswelle mit entsprechend ausgerichteten Gegengewichten ausgleichbar ist.These The object is achieved by a 4-cylinder 4-stroke reciprocating internal combustion engine with a crankshaft, when the cranks for the 1st and 4th cylinder and for the 2nd and the 3rd cylinder each by 180 ° and the cranks for the 1st and the 3rd cylinder at 90 ° to each other are staggered, and with a firing order 1-3-2-4 in non-equidistant Ignition intervals of 90 ° -180 ° -270 ° -180 °. While for the normal 4-cylinder in-line engine with 180 ° cranked crankshaft and the usual firing 1-3-4-2 at 180 ° firing interval already fixed boundary conditions for the suggestions of the noise-determining vibration excitations exist, so mainly the 2nd, 4th, etc. order of the harmonics are excited in the ignition sequence according to the invention 1-3-2-4 with the invention cranked crankshaft and the resulting non-equidistant firing intervals, that both in Gas exchange as well as in the movement of the reciprocating internal combustion engine relative to the chassis another vibrational excitation, namely the Orders 0.5, 1.5, 2.5, 3.5, 4, 4.5 etc. This modified composition of the frequency spectrum causes a much more powerful sound impression. The free mass forces are balanced up to the 4th order, while the occurring free Mass moment 1st order in usual Way through a balance shaft with appropriately aligned Counterweights compensated.

In den beigefügten Zeichnungen ist in 1 schematisch eine 4-Zylinder-4-Takt-Kolbenbrennkraftmaschine mit Reihenanordnung der Zylinder 1, 2, 3 und 4 dargestellt. Die Abtriebsseite der Kolbenbrennkraftmaschine ist durch das angedeutete Schwungrad S gekennzeichnet.In the accompanying drawings is in 1 schematically a 4-cylinder 4-stroke piston internal combustion engine with a series arrangement of the cylinders 1, 2, 3 and 4 shown. The output side of the reciprocating internal combustion engine is characterized by the indicated flywheel S.

2 zeigt in einer Perspektive die Form der erfindungsgemäßen Kurbelwelle, wobei die Kröpfungen der Kurbelwelle jeweils durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind wie die zugeordneten Zylinder. 2 shows in a perspective the shape of the crankshaft according to the invention, wherein the cranks of the crankshaft are each identified by the same reference numerals as the associated cylinder.

3 zeigt in einer Stirnansicht den Kurbelstern und die Ausrichtung der Kurbeln. Die Drehrichtung ist durch den Pfeil P gekennzeichnet, so daß die vorgegebene Zündfolge 1-3-2-4 sowie der Zündabstand 90°-180°-270°-180° hieraus ableitbar ist. 3 shows in an end view of the crank star and the orientation of the cranks. The direction of rotation is indicated by the arrow P, so that the predetermined firing order 1-3-2-4 and the firing interval 90 ° -180 ° -270 ° -180 ° can be derived therefrom.

Claims (1)

4-Zylinder-4-Takt-Kolbenbrennkraftmaschine mit einer Kurbelwelle, bei der die Kurbeln 1, 2, 3, 4) für den 1. und den 4. Zylinder sowie für den 2. und den 3. Zylinder jeweils um 180° und die Kurbeln für den 1. Zylinder und den 3. Zylinder um 90° gegeneinander versetzt angeordnet sind, und mit einer Zündfolge 1-3-2-4 in nichtäquidistanten Zündabständen 90°-180°-270°-180°4-cylinder 4-stroke piston internal combustion engine with a crankshaft, in which the cranks 1 . 2 . 3 . 4 ) are arranged for the 1st and the 4th cylinder and for the 2nd and 3rd cylinder in each case by 180 ° and the cranks for the 1st cylinder and the 3rd cylinder offset by 90 ° from each other, and with a firing 1 -3-2-4 in non-equidistant firing intervals 90 ° -180 ° -270 ° -180 °