AT524792B1

AT524792B1 - Brennkraftmaschine mit Kurbelwellenversatz

Info

Publication number: AT524792B1
Application number: ATA50220/2021A
Authority: AT
Inventors: Zapf Ing Martin; Stocker-Reicher Dipl Ing Stefan; Gelter Dipl Ing Jürgen (Fh)
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2022-09-15
Also published as: AT524792A4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (100) mit einem Kurbelgehäuse (101) mit einer um eine Kurbelwellenachse (102a) rotierenden Kurbelwelle (102), einem mit dem Kurbelgehäuse (101) über eine erste Verbindungsebene (103) verbundenen Zylinderblock (104), in dem zumindest ein Zylinder (2) ausgebildet ist, in dem ein Kolben (3), der über eine Pleuelstange (4) mit der Kurbelwelle (102) verbunden ist, entlang einer normal zur Kurbelwellenachse (102a) orientierten Zylinderachse (2a) hin- und herbewegbar angeordnet ist, und einem mit dem Zylinderblock (104) verbundenen Zylinderkopf (105), wobei die erste Verbindungsebene (103) parallel zur Kurbelwellenachse (102a) und normal zur Zylinderachse (2a) orientiert ist und eine Motormittelebene (106) normal zur ersten Verbindungsebene (103) und durch die Kurbelwellenachse (102a) laufend orientiert ist, und wobei Kurbelgehäuse (101) und Zylinderblock (104) in einer Richtung entlang der oder parallel zur ersten Verbindungsebene (103) und normal zur Motormittelebene (106) zwischen einer ersten Position (A1) und einer zweiten Position (A2) relativ zueinander verschiebbar und in der ersten (A1) oder der zweiten Position (A2) miteinander verbindbar sind. Erfindungsgemäß weisen der Zylinderblock (104) oder der Zylinderkopf (105) zumindest ein Referenzelement (108a, 109a, 110a, 112a) auf und das Referenzelement (108a, 109a, 110a, 112a) ist in der ersten Position (A1) einen Mittelabstand (X1) von einer parallel zur Motormittelebene (106) angeordneten Referenzebene (107) entfernt auf einer ersten Seite der Referenzebene (107) anordenbar und in der zweiten Position (A2) denselben Mittelabstand (X1) von der Referenzebene (107) entfernt auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Referenzebene (107) anordenbar.

Description

Beschreibung

BRENNKRAFTMASCHINE MIT KURBELWELLENVERSATZ

[0001] Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem Kurbelgehäuse, in dem eine um eine Kurbelwellenachse rotierende Kurbelwelle gelagert ist, zumindest einem mit dem Kurbelgehäuse über eine erste Verbindungsebene verbundenen oder verbindbaren Zylinderblock, in dem zumindest ein Zylinder ausgebildet ist, in dem ein Kolben, der über eine Pleuelstange mit der Kurbelwelle verbunden ist, entlang einer normal zur Kurbelwellenachse orientierten Zylinderachse hin- und herbewegbar angeordnet ist, und zumindest einem mit dem Zylinderblock auf der dem Kurbelgehäuse gegenüberliegenden Seite verbundenen oder verbindbaren Zylinderkopf, wobei die erste Verbindungsebene parallel zur Kurbelwellenachse und normal zur Zylinderachse orientiert ist und die Motormittelebene normal zur ersten Verbindungsebene und durch die Kurbelwellenachse laufend orientiert ist, und wobei Kurbelgehäuse und Zylinderblock in einer Richtung entlang der oder parallel zur ersten Verbindungsebene und normal zur Motormittelebene zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position relativ zueinander verschiebbar und in der ersten oder der zweiten Position miteinander verbindbar sind.

[0002] Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art sind heute vielfach in Gebrauch und werden durch intensive Forschung und Entwicklung laufend verbessert. Dazu werden häufig Versuchs- bzw. Forschungsmotoren herangezogen, insbesondere Einzylinderanordnungen, mit denen verschiedene Eigenschaften der Brennkraftmaschine getestet werden und bei denen eine Vielzahl von Einstellungen vorgenommen werden, um die Auswirkungen auf den Betrieb der Brennkraftmaschine zu studieren.

[0003] Durch Variieren des Kurbelwellenversatzes, also des Abstands der Kurbelwellenachse von einer Zylinderachse, können beispielsweise die durch den hin- und herbewegten Kolben verursachten Reibkräfte untersucht werden und, im geringen Maß, das Verdichtungsverhältnis im Zylinder variiert werden.

[0004] Dazu sind im Stand der Technik unterschiedliche Lösungen bekannt.

[0005] Die AT 515 093 B1 der Anmelderin beschreibt einen Forschungsmotor mit einem Zylinderblock, der zur Realisierung eines Kurbelwellenversatzes eine entlang einer Bahnfläche verschiebbare Kurbelwellenaufnahme aufweist.

[0006] In der DE 101 22 469 A1 sind Zylinder und Kurbelgehäuse eines Verbrennungsmotors durch Nut und Feder auf einer Schräge von 60-80° zur Zylinderachse gegeneinander verschiebbar, so dass sich der Abstand von Kurbelwelle und Zylinderoberkante ändern. Dadurch wird eine variable Verdichtung aber auch ein Kurbelwellenversatz realisiert.

[0007] Die DE 42 11 589 A1 beschreibt eine Brennkraftmaschine, deren Zylindergehäuse im Kurbelgehäuse axial verschiebbar ist, beispielsweise durch Schieber mit Schrägführungen, die elektromotorisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigt werden.

[0008] Vergleichbare Lösungen zeigen auch die GB 2406 A und US 2004/154561 A1.

[0009] Allen diesen Lösungen ist gemeinsam, dass sie aufwändig in der Umsetzung sind und insbesondere bei längerem Gebrauch nicht vollständig reproduzierbare Einstellungen erlauben. Damit ist die insbesondere bei der Motorenentwicklung benötigte Wiederholbarkeit nicht sichergestellt.

[0010] Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine Brennkraftmaschine bereit zu stellen, die auf einfache Weise und reproduzierbar ein Verstellen eines Kurbelwellenversatzes und, gegebenenfalls, eines Verdichtungsverhältnisses erlaubt.

[0011] Diese Aufgabe wird durch eine eingangs genannte Brennkraftmaschine erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Zylinderblock oder der Zylinderkopf zumindest ein Referenzelement aufweist und das Referenzelement in der ersten Position einen Mittelabstand von einer parallel zur Motormittelebene angeordneten Referenzebene entfernt auf einer ersten Seite der Referenz-

ebene anordenbar ist und in der zweiten Position denselben Mittelabstand von der Referenzebene entfernt auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Referenzebene anordenbar ist.

[0012] Auf diese Weise ergibt sich eine reproduzierbare Verschiebung des Zylinderblocks relativ zum Kurbelgehäuse und ein Kurbelwellenversatz lässt sich realisieren. Mit anderen Worten wird ein Referenzelement an einer Referenzebene gespiegelt, um mit geringem Aufwand einen Kurbelwellenversatz zu realisieren.

[0013] Vorzugsweise handelt es sich bei dem Referenzelement um eines der folgenden Elemente: Nockenwellenachse einer im Zylinderkopf gelagerten Nockenwelle; Nockenwellenachse einer im Zylinderblock gelagerten Nockenwelle; Stufenraddrehachse eines Stufenrads eines Rädertriebs der Brennkraftmaschine; Zwischenraddrehachse eines Zwischenrads eines Rädertriebs der Brennkraftmaschine.

[0014] In einer Variante der Erfindung ist die Referenzebene in der Motormittelebene angeordnet. Hierdurch lässt sich beim Spiegeln des Referenzelements der ordnungsgemäße Betrieb der Brennkraftmaschine sicherstellen, da praktisch eine Symmetrieebene als Referenzebene herangezogen wird.

[0015] Um den Wechsel zwischen den definierten Positionen zu erleichtern ist auf der dem Kurbelgehäuse zugewandten Seite des Zylinderblocks zumindest ein erstes Positionierelement angeordnet und auf der dem Zylinderblock zugewandten Seite des Kurbelgehäuses ist zumindest ein mit dem ersten Positionierelement korrespondierendes zweites Positionierelemente angeordnet.

[0016] In einer Variante ist dabei das erste oder das zweite Positionierelement als Positionierstift ausgeführt und als zweites oder erstes Positionierelement sind zumindest zwei mit dem Positionierstift korrespondierende Positionierausnehmungen vorgesehen, wobei eine Positionierausnehmung die erste Position definiert und die andere Positionierausnehmung die zweite Position definiert.

[0017] Durch das Vorsehen von korrespondierenden Positionierelementen kann auf einfache Weise die erste Position oder die zweite Position der Brennkraftmaschine eingestellt werden, indem Zylinderblock und Kurbelgehäuse voneinander gelöst, die Positionselemente der gewünschten Position in Korrespondenz gebracht und Zylinderblock und Kurbelgehäuse wieder verbunden werden.

[0018] In der Folge wird die Erfindung anhand eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, näher erläutert. Darin zeigen:

[0019] Fig. 1 eine schematische Ansicht einer als Einzylinderanordnung ausgeführten erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine;

[0020] Fig. 2 eine perspektivische Ansicht von Kurbelgehäuse und Zylinderblock einer ersten Variante einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine;

[0021] Fig. 3 eine teilweise Frontansicht einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine;

[0022] Fig. 4 eine Unteransicht eines Zylinderblocks einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine;

[0023] Fig. 5 eine perspektivische Ansicht von Kurbelgehäuse und Zylinderblock einer zweiten Variante einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine;

[0024] Fig. 6a Montageelement für ein Stufenrad in einer ersten Stellung; und [0025] Fig. 6b das Montageelement aus Fig. 6a in einer zweiten Stellung.

[0026] Fig. 1 zeigt in schematischer Ansicht eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 100 mit einem Kurbelgehäuse 101, einem darauf angeordneten Zylinderblock 104 und einem darauf angeordneten Zylinderkopf 105. In dem Kurbelgehäuse 101 ist eine um eine Kurbelwellenachse 102a rotierende Kurbelwelle 102 gelagert. Durch die Kurbelwellenachse 102a verläuft die Motor-

mittelebene 106 (siehe Fig. 3).

[0027] Der Zylinderblock 104 ist mit dem Kurbelgehäuse 101 über eine erste Verbindungsebene 103 verbunden oder verbindbar. In dem Zylinderblock 104 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein einzelner Zylinder 2 ausgebildet, in dem ein Kolben 3 angeordnet ist, der über eine Pleuelstange 4 mit der Kurbelwelle 102 verbunden ist. Der Kolben 3 bewegt sich bei bestimmungsgemäßem Betrieb der Brennkraftmaschine 100 entlang einer normal zur Kurbelwellenachse 102a orientierten Zylinderachse 2a hin und her. Mit anderen Worten ist der Kolben 3 in dem Zylinder 2 entlang einer normal zur Kurbelwellenachse 102a orientierten Zylinderachse 2a hin- und herbewegbar angeordnet. Zur Schmierung und Kühlung des Kolbens 3 sind im Zylinderblock 104 zwei Olspritzdüsen 5 angeordnet, die durch eine nicht dargestellte Olquelle mit Ol versorgt werden.

[0028] Die erste Verbindungsebene 103 ist parallel zur Kurbelwellenachse 102a und normal zur Zylinderachse 2a orientiert. In der Darstellung gemäß Fig. 1 erstreckt sich die erste Verbindungsebene 103 normal zur Blattebene. Die Motormittelebene 106 verläuft durch die Kurbelwellenachse 102a und normal zur ersten Verbindungsebene. In der Darstellung gemäß Fig. 1 liegt die Motormittelebene 106 in der Blattebene.

[0029] Auf der dem Kurbelgehäuse 101 gegenüberliegenden Seite des Zylinderblocks 104 ist ein Zylinderkopf 105 angeordnet, der mit dem Zylinderblock 104 verbunden oder verbindbar ist. Der Zylinderkopf 105 schließt den Zylinder 2 nach oben hin ab und begrenzt so den Brennraum, der durch den Zylinder 2 und den Kolben 3 definiert wird. Strichpunktiert ist die Nockenwellenachse 108a einer im Zylinderkopf 105 gelagerten Nockenwelle dargestellt, welche Teil eines Ventiltriebs zum Offnen oder Versperren von in den Zylinder 2 mündenden bzw. dort ihren Ausgang nehmenden Einlass- und Auslasskanälen (nicht dargestellt). Der Zylinder 2 wird über derartige Einlassund Auslasskanäle mit Luft bzw. gegebenenfalls mit einem Luft-Brennstoffgemisch versorgt bzw. wird Abgas durch diese aus dem Zylinder 2 entfernt. Dazu sind Einlass- und Auslassventile (nicht dargestellt) vorgesehen, die die Verbindung der Kanäle zum Zylinder 2 öffnen oder sperren. Die Betätigung dieser Ventile erfolgt über eine Ventiltriebsanordnung bekannter Art, die in Fig. 1 aus Gründen der Ubersichtlichkeit nicht dargestellt ist.

[0030] An einer Seite der Brennkraftmaschine 100 ist ein Rädertrieb 111 angeordnet, mit dem die Drehbewegung der Kurbelwelle 102 auf verschiedene Komponenten übertragbar ist, beispielsweise Olpumpen, Injektorpumpen, Wasserpumpen oder Nockenwellen der Ventiltriebsanordnung. Diese Komponenten sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.

[0031] Während das vorliegende Ausführungsbeispiel eine Einzylinderanordnung zeigt, ist die Erfindung auch auf Brennkraftmaschinen mit zwei oder mehr Zylindern anwendbar.

[0032] Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 100. Hier sind Teile des im Zusammenhang mit Fig. 1 erwähnten Rädertriebs 111 zu erkennen, nämlich ein Stufenrad 110, ein Zwischenrad 112 und Nockenwellenzahnräder 116, 116' von im Zylinderblock 104 gelagerten Nockenwellen (nicht dargestellt). Das die anderen Elemente des Rädertriebs 111 antreibende Kurbelwellenrad 117 ist in Fig. 2 durch das Kurbelgehäuse 101 verdeckt, aber z.B. in Fig. 3 dargestellt. Fig. 2 zeigt die Kurbelwellenachse 102a in strichpunktierter Darstellung.

[0033] Ebenfalls strichpunktiert dargestellt sind die Stufenraddrehachse 110a, um die das Stufenrad 110 seine Drehbewegung ausführt, die Zwischenraddrehachse 112a, um die das Zwischenrad 112 seine Drehbewegung ausführt, und die Nockenwellenachse 109a einer im Zylinderblock 104 gelagerten Nockenwelle. Die Achse der zweiten im Zylinderblock 104 gelagerten Nockenwelle ist aus Gründen der Ubersichtlichkeit nicht eingezeichnet.

[0034] Um auf einfache Weise einen Kurbelwellenversatz zu realisieren sind das Kurbelgehäuse 101 und der Zylinderblock 104 in einer Richtung entlang der oder parallel zur ersten Verbindungsebene 103 relativ zueinander verschiebbar. Dabei sind eine erste Position A1 und - relativ in besagter Richtung dazu verschoben - eine zweite Position A2 umsetzbar und der Zylinderblock 104 und das Kurbelgehäuse 101 sind in diesen Positionen miteinander verbindbar. Die Verschie-

berichtung ist hier insbesondere normal zur Motormittelebene 106 orientiert. Um zwischen der ersten A1 und der zweiten Position A2 hin- und herzuwechseln ist also jeweils ein Bewegen in Richtung normal zur Motormittelebene 106 notwendig.

[0035] Um ein korrektes Zusammenwirken aller Komponenten der Brennkraftmaschine 100 sowohl in der ersten A1 als auch in der zweiten Position A2 sicherzustellen, müssen die Positionen A1, A2 reproduzierbar eingenommen werden können und eine korrekte Interaktion der Komponenten ermöglichen.

[0036] Zu diesem Zweck weisen Zylinderblock 104 oder Zylinderkopf 105 zumindest ein Referenzelement auf, das in der ersten Position A1 einen Mittelabstand X1 von einer parallel zur Motormittelebene 106 angeordneten Referenzebene 107 entfernt angeordnet ist. Die Referenzebene 107 wird dabei im Kurbelgehäuse 101 definiert. In der zweiten Position A2 ist das Referenzelement denselben Mittelabstand X1 von der Referenzebene 107 entfernt auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Referenzebene 107 angeordnet.

[0037] Mit anderen Worten wird das Referenzelement beim relativen Bewegen von Zylinderblock 104 und Kurbelgehäuse 101 von der ersten Position A1 in die zweite Position A2 um den doppelten Mittelabstand X1 in einer Richtung entlang der ersten Verbindungsebene 103 bewegt.

[0038] Bei dem Referenzelement kann es sich beispielsweise um die Nockenwellenachse 108a einer im Zylinderkopf 105 gelagerten Nockenwelle, die Nockenwellenachse 109a einer im Zylinderblock 104 gelagerten Nockenwelle, die Stufenraddrehachse 110a eines Stufenrads 110 eines Rädertriebs 111 der Brennkraftmaschine 100, oder die Zwischenraddrehachse 112a eines Zwischenrads 112 eines Rädertriebs 111 der Brennkraftmaschine 100 handeln.

[0039] Fig. 3 zeigt beispielhaft eine Ausführung, bei der eine im Zylinderblock 104 befindliche Stufenraddrehachse 110a das Referenzelement bildet. Die erste Position A1 wird dargestellt durch ein Stufenrad 110, wobei zur Kenntlichmachung eine punktierte Linie eingezeichnet ist, die parallel zur Motormittelebene 106 und durch die Stufenraddrehachse 110a (siehe z.B. Fig. 2) verläuft. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Referenzebene 107 in der Motormittelebene 106 angeordnet. Mit anderen Worten fällt hier die Motormittelebene 106 mit der Referenzebene 107 zusammen.

[0040] Die Stufenraddrehachse 110a als Referenzelement befindet sich in der ersten Position A1 auf einer ersten Seite der Referenzebene 107 und ist auf dieser Seite den Mittelabstand X1 von dieser Referenzebene 107 entfernt.

[0041] Zum Erreichen der zweiten Position A2 wird der Zylinderblock 104 relativ zum Kurbelgehäuse 101 entlang der ersten Verbindungsebene 103 verschoben. Dabei wird eine Verschiebung um den doppelten Mittelabstand X1 vorgenommen. In der zweiten Position A2 befindet sich das Referenzelement auf der zweiten Seite der Referenzebene 107, die auf der der ersten Seite gegenüberliegenden Seite der Referenzebene 107 angeordnet ist. Die zweite Position A2 wird dargestellt durch ein Stufenrad 110’, wobei zur Kenntlichmachung eine strichlierte Linie eingezeichnet ist, die parallel zur Motormittelebene 106 und durch die Stufenraddrehachse 110a (siehe z.B. Fig. 2) verläuft.

[0042] In diesem Ausführungsbeispiel wird also die Stufenraddrehachse 110a als Referenzelement an der Motormittelebene 106 als Referenzebene 107 gespiegelt.

[0043] In Fig. 3 sind also zwei Stufenräder 110, 110' dargestellt, wobei je ein Stufenrad 110, 110' die erste A1 und die zweite Position A2 verkörpert. Der Zylinderblock 104, der ja zwischen erster A1 und zweiter Position A2 um zwei Mittelabstände X1 entlang der ersten Verbindungsebene 103 bewegt wird, ist aus Gründen der UÜbersichtlichkeit nur in einer Position dargestellt.

[0044] Um Sicherzustellen, dass der Rädertrieb 111 in der ersten Position A1 und der zweiten Position A2 ordnungsgemäß funktioniert, wird der Mittelabstand X1 bevorzugt so gewählt, dass der doppelte Mittelabstand X1 einem ganzzahligen Vielfachen des Zahnabstands des als Zahnrad ausgeführten Kurbelwellenrads 117 und/oder des als Zahnrad ausgeführten Stufenrads 110 entspricht. Damit befinden sich Kurbelwellenrad 117 und Stufenrad 110 sowohl in der ersten Po-

sition A1 als auch in der zweiten Position A2 im Eingriff.

[0045] Sowohl in der ersten A1 als auch in der zweiten Position A2 werden der Zylinderblock 104 und das Kurbelgehäuse 101 miteinander fix verbunden, beispielsweise durch Verschrauben. Um das in beiden Positionen A1, A2 zu ermöglichen, sind im Zylinderblock 104 oder im Kurbelgehäuse 101 Langlöcher 118 vorgesehen, die entsprechend der Verschiebung um den doppelten Mittelabstand X1 dimensioniert sind. Korrespondierend sind im Kurbelgehäuse 101 oder im Zylinderblock 104 Schraubenaufnahmen bzw. Gewindelöcher vorgesehen.

[0046] Fig. 4 zeigt eine Ansicht des Zylinderblocks 104 von unten, also aus Richtung des Kurbelgehäuses 101. Hier ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Langlöcher 118 im Zylinderblock 104 ausgeführt sind.

[0047] Ein reproduzierbares Anordnen von Zylinderblock 104 und Kurbelgehäuse 101 wird durch das Vorsehen von Positionierelementen 113a, 113b ermöglicht. Dabei ist auf der dem Kurbelgehäuse 101 zugewandten Seite des Zylinderblocks 104 zumindest ein erstes Positionierelement 113a angeordnet und auf der dem Zylinderblock 104 zugewandten Seite des Kurbelgehäuses 101 zumindest ein mit dem ersten Positionierelement 113a korrespondierendes zweites Positionierelement 113b.

[0048] Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ersten Positionierelemente 113a als Positionierstifte 114 ausgeführt und am Zylinderblock 104 angeordnet, wie beispielsweise in Fig. 3 zu erkennen ist.

[0049] Die zweiten Positionierelemente 113b sind als Positionierausnehmungen 115, 115' ausgeführt und im Kurbelgehäuse 101 angeordnet, wie Fig. 4 zeigt. Dabei sind zwei Positionierausnehmungen 115, 115' vorgesehen, die in einer Richtung entlang der ersten Verbindungsebene 103 gegeneinander versetzt sind. Auf diese Weise definiert eine Positionierausnehmung 115 die erste Position A1 und die andere Positionierausnehmung 115' die zweite Position A2.

[0050] Um eine einfache, korrekte und reproduzierbare relative Positionierung von Zylinderblock 104 und Kurbelgehäuse 101 zu ermöglichen sind im Zylinderblock 104 zwei Positionierstifte 114 vorgesehen, insbesondere in gegenüberliegenden Ecken der Unterseite des Zylinderblocks 104, die dem Kurbelgehäuse 101 zugewandt ist. Dementsprechend sind auch im Kurbelgehäuse 101 an zwei Positionen Positionierausnehmungen 115, 115' vorgesehen.

[0051] Um sowohl in der ersten A1 als auch in der zweiten Position A2 eine sichere und dichte Übertragung diverser Flüssigkeiten zwischen Kurbelgehäuse 101 und Zylinderblock 104 zu ermöglichen, sind die entsprechenden UÜbertragungsöffnungen 119 ebenfalls mit einem Querschnitt ausgeführt, der zumindest in einer Richtung normal zur Motormittelebene 106 zumindest dem doppelten Mittelabstand X1 entspricht. Auf diese Weise können in beiden Positionen A1, A2 die Flüssigkeiten, insbesondere Ol, übertragen werden.

[0052] Fig. 5 zeigt eine Variante, bei der zusätzlich zum Kurbelwellenversatz eine variable Verdichtung realisiert wird. Durch das Anordnen einer zusätzlichen Zwischenplatte 120 zwischen Kurbelgehäuse 101 und Zylinderblock 104 ist ein anderes Kompressionsverhältnis auf einfache Weise umsetzbar.

[0053] Beispielsweise kann die im dargestellten Ausführungsbeispiel als Einzylinder umgesetzte Brennkraftmaschine 100 ohne Zwischenplatte 120 mit Diesel als Kraftstoff betrieben werden, wenn ein entsprechender Kolben 3 eingesetzt wird. Bei Verwendung der Zwischenplatte 120 kann bei entsprechender Anpassung des Kolbens 3 Gas als Kraftstoff verwendet werden.

[0054] Um die Übertragung der Drehbewegung der Kurbelwelle 102 über den Rädertrieb 111 sicherzustellen, wird bei der Verwendung der Zwischenplatte 120 auch ein passendes, etwas größeres Stufenrad 110 verwendet als beim Betrieb ohne Zwischenplatte 120. Um das Stufenrad 110 mit verschiedenen Größen auf einfache Weise montieren zu können und den ordnungsgemäßen Betrieb des Rädertriebs 111 sicherzustellen wird das jeweilige Stufenrad 110 über ein Exzenterelement 121, das in den Fign. 6a und 6b dargestellt ist, in einer Zentrierbearbeitung im Zylinderblock 104 geführt. Die Anpassung an die jeweilige Größe des Stufenrads 110 erfolgt

durch die Positionierung des Exzenterelements 121 in der nachfolgend beschriebenen Weise.

[0055] Das Exzenterelement 121 weist ein scheibenförmiges Grundelement 122 auf, das im Zylinderblock 104 aufgenommen und in zwei Positionen fixierbar ist. Auf dem Grundelement 122 ist ein Stufenradaufnahmeelement 123 anordenbar, insbesondere durch Verschrauben. Auf dem Stufenradaufnahmeelement 123 ist das Stufenrad 110 positionierbar, bevorzugt ebenfalls durch Verschrauben.

[0056] Durch das Verschrauben des Stufenrads 110 mit der Stufenradaufnahme 123 erfolgt die Fixierung des Grundelements 122 im Zylinderblock 104 in der jeweiligen Position. Um die zwei Positionen des Exzenterelements 121 zu realisieren ist also das Stufenrad 110 abzunehmen und das Exzenterelement 121 in die gewünschte Position zu drehen. Durch Verschrauben des Stufenrads 110 am Stufenradaufnahmeelement 123 erfolgt die Fixierung des Exzenterelements 121 im Zylinderblock 104.

[0057] Für die Anwendung ohne Zwischenplatte 120 wird das Exzenterelement 121 in die Stellung gebracht, die in Fig. 6a dargestellt ist. Punktiert sind dabei die Gewindelöcher im Zylinderblock 104 zu erkennen, die nicht in Gebrauch sind.

[0058] Fig. 6b zeigt die Anordnung bei Verwendung der Zwischenplatte 120. Hier befindet sich das Stufenradaufnahmeelement 123 in der oberen Position und ist für die Aufnahme des größeren Stufenrads 110 geeignet.

[0059] Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine 110 erlaubt also die einfache Variation des Kurbelwellenversatzes zwischen zwei Positionen A1, A2. Zusätzlich ist auf einfache Weise ein Variieren der Kompressionshöhen bzw. des Verdichtungsverhältnisses möglich.

[0060] Durch die zwei Positionen A1, A2 und die zwei möglichen Kompressionshöhen lässt sich also eine Vielzahl von Konstellationen realisieren.

Claims

Patentansprüche

1. Brennkraftmaschine (100) mit

* zumindest einem Kurbelgehäuse (101), in dem eine um eine Kurbelwellenachse (102a) rotierende Kurbelwelle (102) gelagert ist,

* zumindest einem mit dem Kurbelgehäuse (101) über eine erste Verbindungsebene (103) verbundenen oder verbindbaren Zylinderblock (104), in dem zumindest ein Zylinder (2) ausgebildet ist, in dem ein Kolben (3), der über eine Pleuelstange (4) mit der Kurbelwelle (102) verbunden ist, entlang einer normal zur Kurbelwellenachse (102a) orientierten Zylinderachse (2a) hin- und herbewegbar angeordnet ist, und

* zumindest einem mit dem Zylinderblock (104) auf der dem Kurbelgehäuse (101) gegenüberliegenden Seite verbundenen oder verbindbaren Zylinderkopf (105),

wobei die erste Verbindungsebene (103) parallel zur Kurbelwellenachse (102a) und normal zur Zylinderachse (2a) orientiert ist und eine Motormittelebene (106) normal zur ersten Verbindungsebene (103) und durch die Kurbelwellenachse (102a) laufend orientiert ist, und wobei Kurbelgehäuse (101) und Zylinderblock (104) in einer Richtung entlang der oder parallel zur ersten Verbindungsebene (103) und normal zur Motormittelebene (106) zwischen einer ersten Position (A1) und einer zweiten Position (A2) relativ zueinander verschiebbar und in der ersten (A1) oder der zweiten Position (A2) miteinander verbindbar sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Zylinderblock (104) oder der Zylinderkopf (105) zumindest ein Referenzelement (108a,

109a, 110a, 112a) aufweist und das Referenzelement (108a, 109a, 110a, 112a) in der ersten

Position (A1) einen Mittelabstand (X1) von einer parallel zur Motormittelebene (106) ange-

ordneten Referenzebene (107) entfernt auf einer ersten Seite der Referenzebene (107)

anordenbar ist und in der zweiten Position (A2) denselben Mittelabstand (X1) von der Refe-

renzebene (107) entfernt auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der

Referenzebene (107) anordenbar ist.

2. Brennkraftmaschine (100) nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Referenzelement (108a, 109a, 110a, 112a) um eines der folgenden Elemente handelt: Nockenwellenachse (108a) einer im Zylinderkopf (105) gelagerten Nockenwelle; Nockenwellenachse (109a) einer im Zylinderblock (104) gelagerten Nockenwelle; Stufenraddrehachse (110a) eines Stufenrads (110, 110°) eines Rädertriebs (111) der Brennkraftmaschine (100); Zwischenraddrehachse (112a) eines Zwischenrads (112) eines Rädertriebs (111) der Brennkraftmaschine (100).

3. Brennkraftmaschine (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Referenzebene (107) in der Motormittelebene (106) angeordnet ist.

4. Brennkraftmaschine (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei auf der dem Kurbelgehäuse (101) zugewandten Seite des Zylinderblocks (104) zumindest ein erstes Positionierelement (113a) angeordnet ist und auf der dem Zylinderblock (104) zugewandten Seite des Kurbelgehäuses (101) zumindest ein mit dem ersten Positionierelement (113a) korrespondierendes zweites Positionierelement (113b) angeordnet ist.

5. Brennkraftmaschine (100) nach Anspruch 4, wobei das erste (113a) oder das zweite Positionierelement (113b) als Positionierstift (114) ausgeführt ist und als zweites (113b) oder erstes Positionierelement (113a) zumindest zwei mit dem Positionierstift (114) korrespondierende Positionierausnehmungen (115, 115’) vorgesehen sind, wobei eine Positionierausnehmung (115) die erste Position (A1) definiert und die andere Positionierausnehmung (115') die zweite Position (A2) definiert.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen