DE102010005915B4 - Vorrichtung zum Betreiben einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine - Google Patents

Vorrichtung zum Betreiben einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Betreiben einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine mit folgender Bauart: – eine Zylinderreihe der Brennkraftmaschine wird aus einer ersten und einer zweiten Zylindereinheit (16; 17) gebildet, – die erste und die zweite Zylindereinheit (16; 17) besteht jeweils aus einem oder mehreren Zylindern, wobei die erste Zylindereinheit (16) eine mit einem Abtrieb verbundene erste Teilkurbelwelle (1) und die zweite Zylindereinheit (17) eine zweite Teilkurbelwelle (2) aufweist, – die zweite Teilkurbelwelle (2) ist gegenüber der ersten Teilkurbelwelle (1) unabhängig voneinander drehbar gelagert, – die zweite Teilkurbelwelle (2) ist über eine selbst synchronisierende Kupplung (4) mit der ersten Teilkurbelwelle (1) zur Zu- und Abschaltung der zweiten Zylindereinheit (17) zu der ersten Zylindereinheit (16) wahlweise verbindbar und trennbar, – der ersten und der zweiten Zylindereinheit (16; 17) sind eine oder mehrere durchgehende von der ersten Teilkurbelwelle (1) angetriebene Nockenwellen (23) zugeordnet, die in Wirkeingriff mit Gaswechselventilen (24) der ersten und...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Merkmalen.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass zur besseren Ausnutzung des Wirkungsgrades einer Brennkraftmaschine bei Teillastbetrieb ein oder mehrere Zylinder der Brennkraftmaschine abgeschaltet und bei Volllastbetrieb wieder zugeschaltet werden. Durch die Zylinderabschaltung im Teillastbetrieb werden gleichzeitig der Kraftstoffverbrauch sowie der Schadstoffausstoß der Brennkraftmaschine verringert.
  • Aus der DE 28 28 298 A1 ist es bekannt, bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine in einer Zylinderreihe bei Teillastbetrieb einen Teil der Zylinder abzuschalten und bei Volllastbetrieb wieder zuzuschalten. Dieses erfolgt dadurch, dass zur Abschaltung ein den abzuschaltenden Zylindern zugeordnetes Kurbelwellenteil von dem den übrigen Zylindern zugeordneten, mit dem Abtrieb verbundenen Kurbelwellenteil abgetrennt und die abzuschaltenden Zylinder stillgesetzt werden und dass zur Wiederzuschaltung die beiden Kurbelwellenteile winkelgetreu und zündfolgerichtig miteinander verbunden werden. Zwischen den beiden Kurbelwellenteilen ist eine schaltbare Trennkupplung angeordnet, mit der die beiden Kurbelwellenteile miteinander verbunden und getrennt werden können. Die Nockenwelle zur Betätigung der Gaswechselventile ist entsprechend der abzuschaltenden Zylinderanzahl getrennt ausgeführt, wobei die beiden Teilnockenwellen durch die Teilkurbelwellen der jeweiligen betriebenen Zylinder angetrieben werden. Zur synchronen Verbindung der Teilkurbelwellen weist eine Zündfolgesteuervorrichtung einen die Winkelstellung der Teilnockenwellen der beiden Zylindereinheiten erfassenden und vergleichenden Signalgeber auf, der mit einem das Einschaltsignal der Trennkupplung unterbrechenden Unterbrecherschalter verbunden ist.
  • Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, dass sowohl durch die zwischen den Teilnockenwellen angeordnete Trennkupplung als auch für die beiden Antriebe der Teilnockenwellen ein großer Platzbedarf benötigt wird, der in den Kraftfahrzeugen aber nicht vorhanden ist.
  • Aus der DE 31 32 368 A1 ist eine Brennkraftmaschine bekannt, deren Zylinder einer Zylinderreihe in zwei Gruppen aufgeteilt sind, die unabhängig voneinander betreibbar sind. Die Kurbelwelle einer Zylindereinheit ist mit einer Leistungsabnahmewelle mittels Transmissions- und Kupplungseinrichtung verbindbar. Die andere Kurbelwelle der anderen Zylindereinheit ist mit der Leistungsabnahmewelle mittels einer Transmissionsanordnung verbindbar, die parallel als Welle zu den Zylindern verläuft. Die Welle ist mit einem Drehmomentwandler zur Dämpfung der Torsionsschwingungen der Kurbelwellenteile versehen. Die Zu- und Abschaltung der Zylindereinheiten erfolgt durch eine Kupplung und einem Freilauf. Die Nebenaggregate werden von den betriebenen Zylindern über die Transmissionsanordnung angetrieben. Zusätzlich ist für jede Zylindereinheit eine Massenausgleichswelle angeordnet, die von den jeweiligen Teilkurbelwellen über eine Transmission angetrieben werden. Zur Reduzierung der Baulänge sind die beiden Teilkurbelwellenenden in einem gemeinsamen Lager gelagert.
  • Nachteilig hierbei ist, dass durch die Anordnung eines Freilaufes und einer Kupplung an den jeweiligen Enden der Teilkurbelwellen der Bauraum vergrößert wird. Außerdem beansprucht die Anordnung der Massenausgleichswellen, der Transmissionswelle und der nicht dargestellten Nockenwelle zusätzlichen Freiraum.
  • In der DE 32 12 790 A1 wird eine Brennkraftmaschine mit mehreren in einer Reihe angeordneten Zylindern und einer Einrichtung zur wahlweisen Abschaltung eines oder mehrerer Zylinder beschrieben. Entsprechend der zu- und abschaltbaren Zylinder ist die Kurbelwelle geteilt ausgeführt, wobei die beiden Enden der Kurbelwellen ein gemeinsames Lager aufweisen. Die permanent betriebene Zylindereinheit ist direkt mit dem Abtrieb und über eine Getriebestufe mit einer für beide Zylindereinheiten durchgehenden Nockenwelle verbunden. Die zweite Kurbelwelle der zu- und abschaltbaren Zylindereinheit ist über eine schaltbare Kupplung und einer zweiten Getriebestufe mit der Nockenwelle trenn- und verbindbar. Über die Nockenwelle erfolgt einerseits das Starten der zweiten Zylindereinheit und andererseits wird bei einem Betrieb von beiden Zylindereinheiten das erzeugte Drehmoment der zweiten Zylindereinheit über die Nockenwelle zum Abtrieb geleitet.
  • Nachteilig ist, dass das erzeugte Drehmoment der zweiten Zylindereinheit über die Nockenwelle zum Abtrieb geleitet werden muss. Entsprechend dem zu übertragenden Drehmoment muss die Nockenwelle und die Getriebestufen stark dimensioniert werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Nockenwelle ständig betrieben wird, so dass auch bei stillgelegter zweiter Kurbelwelle die Gaswechselventile der abgeschalteten Zylindereinheit betätigt werden.
  • Die Patentschrift US 4 722 308 A zeigt eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine, mit der wahlweise über selbst synchronisierende Kupplungen eine erste oder eine erste und zweite Zylindereinheit betrieben werden kann. Die selbst synchronisierenden Kupplungen sind auf einer Zusatzwelle angeordnet, die über ein Getriebe mit den Kurbelwellenteilen in Wirkverbindung steht. Die selbst synchronisierende Kupplung zur Zu- und Abschaltung der zweiten Zylindereinheit ist nicht auf einer Massenausgleichswelle angeordnet.
  • Die deutsche Offenlegungsschrift DE 28 14 185 A1 zeigt eine Ventilhubabschaltung, welche in einen Tassenstößel integriert ist.
  • Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2005 024 361 A1 zeigt ein Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge, bei dem leistungsbedarfsabhängig über Kupplungen mehrere einzelne Brennkraftmaschinen miteinander verbunden werden können. Die Zuschaltung der einzelnen Brennkraftmaschinen wird durch Elektromotoren unterstützt. Die Kupplung der einzelnen Antriebsaggregate erfolgt über eine gemeinsame Abtriebswelle, welche als parallele, zusätzliche zur Kurbelwelle angeordnete Abtriebswelle ausgeführt sein kann.
  • Die deutsche Offenlegungsschrift DE 39 17 494 A1 zeigt einen aus verbindbaren Teilmotoren zusammengesetzten Split-Motor, dessen Teilmotoren über Kupplungen auf den jeweiligen Kurbelwellen gekoppelt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Betreiben einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine zu schaffen, mit der die Effektivität bei der wahlweisen Zu- und Abschaltung von einer Zylindereinheit zu einer permanent betriebenen Zylindereinheit weiter verbessert und der benötigte Bauraum verringert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, dass die Zu- und Abschaltung der zweiten Zylindereinheit zu einer permanent betrieben ersten Zylindereinheit durch eine synchronisierende Kupplung erfolgt die auf einer Massenausgleichswelle der permanent angetriebenen Zylindereinheit angeordnet ist und durch die eine Wirkverbindung zwischen der Kurbelwelle der zweiten Zylindereinheit und der Massenausgleichswelle herstellbar und trennbar ist. Während der Abschaltung der zweiten Zylindereinheit wird die Betätigung der Gaswechselventile der abgeschalteten zweiten Zylindereinheit durch eine Ventilhubabschaltung bis zu einer Wiederzuschaltung der zweiten Zylindereinheit zu der ersten Zylindereinheit und bis zu einer Erreichung einer synchronen Drehzahl und einer synchronen Winkellage zwischen der ersten Kurbelwelle und der zweiten Kurbelwelle unterbrochen.
  • Durch die Unterbrechung der Betätigung der durch eine gemeinsame Nockenwelle betätigten Gaswechselventile bei einer abgeschalteten Zylindereinheit einer mehrzylindrigen Reihenbrennkraftmaschine durch Stilllegung der Kurbelwelle mittels einer Ventilhubabschaltung werden nicht notwendige Ventilbetätigungen vermieden. Zur Unterbrechung der Betätigung der Gaswechselventile der abschaltbaren Zylindereinheit stehen diese Gaswechselventile mit einer an sich bekannten Vorrichtung zur Ventilhubabschaltung in Wirkverbindung. Durch die Ventilhubabschaltung erfolgt einerseits eine Energieeinsparung durch die Nichtbetätigung der Gaswechselventile und andererseits wird die Lebensdauer der Gaswechselventile verlängert. Bei Wiederzuschaltung der abgeschalteten Zylindereinheit wird die Ventilhubabschaltung so lange aufrecht erhalten, bis die abgeschaltete Zylindereinheit die Synchrondrehzahl der permanent betriebenen Zylindereinheit erreicht hat und eine synchrone Winkellage zwischen der Kurbelwelle der permanent betriebenen Zylindereinheit und der Kurbelwelle der wieder zugeschalteten Zylindereinheit vorliegt. Dadurch werden Fehlzündungen der wieder zugeschalteten Zylindereinheit und spürbare Lastschläge beim anlassen der abgeschalteten Zylindereinheit vermieden.
  • Eine weitere Maßnahme zur Verbesserung der Effektivität beim Zuschalten der Teilzylindereinheit zu der permanent betriebenen Zylindereinheit besteht darin, dass durch eine separate elektrische Maschine der Kurbelwelle der zuzuschaltenden Zylindereinheit ein zusätzliches Schleppmoment zugeführt wird, so dass die Synchrondrehzahl zwischen den beiden Kurbelwellen schneller erreicht wird.
  • Ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die zur Zu- und Abschaltung der Teilzylindereinheit benötigte synchronisierende Kupplung auf der Massenausgleichswelle der permanent betriebenen Zylindereinheit angeordnet ist, mit der über eine Getriebestufe die Massenausgleichswelle und somit die Kurbelwelle der permanent betriebenen Zylindereinheit mit der Kurbelwelle der zu- und abschaltbaren Zylindereinheit verbindbar und trennbar ist. Durch wird eine Reduzierung der benötigten Bauraumlänge erreicht. Außerdem wird keine Zusatzwelle zur Betätigung der Zylinderzu- und Zylinderabschaltung mehr benötigt, wodurch ebenfalls Bauraum eingespart wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die Massenausgleichswelle größere Drehmomente von der Teilzylindereinheit übertragen werden können als durch die Nockenwelle.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben, sie werden in der Beschreibung zusammen mit ihren Wirkungen erläutert.
  • Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:
  • 1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung zur wahlweisen Zu- und Abschaltung einer Zylindereinheit zu einer permanent betriebenen Zylindereinheit bei einem Sechszylinder-Reihenmotor,
  • 2: eine Einzelheit x gemäß 1 im Schnitt,
  • 3: eine andere schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung bei einem Vierzylinder-Reihenmotor und
  • 4: eine Variante der erfindungsgemäßen Lösung.
  • Die erfindungsgemäße Lösung wird erläutert an einem mehrzylindrigen Reihenmotor der zur Zu- und Abschaltung von einem oder mehreren Zylindern einen geteilten Kurbeltrieb aufweist. Die erfindungsgemäße Lösung kann auch für mehrzylindrige V-Motoren und Boxermotoren angewendet werden. Die Unterteilung der Zylinderanzahl die für eine permanent betriebene Zylindereinheit und für die zu- und abschaltbare Zylindereinheit genutzt werden kann ist beliebig variierbar. So kann beispielsweise bei einem Vierzylinder-Reihenmotor jeweils zwei Zylinder der permanent betrieben Zylindereinheit und der zu- und abschaltbaren Zylindereinheit zugeordnet werden. Es ist auch denkbar, dass nur ein Zylinder permanent betrieben wird und die restlichen drei Zylinder zu- und abschaltbar sind.
  • In der 1 ist ein Sechszylinder-Reihenmotor schematisch dargestellt, wobei in der Zeichnung zur besseren Übersicht nur die Kurbelwellen und die Massenausgleichswellen sowie die dazugehörigen Getriebestufen dargestellt sind. Der in 1 gezeigte Sechszylinder-Reihenmotor besteht aus einer nicht weiter dargestellten ersten permanent betrieben Zylindereinheit 16 und einer wahlweise zur ersten Zylindereinheit 16 zu- und abschaltbaren nicht weiter dargestellten zweiten Zylindereinheit 17, wobei die beiden Zylindereinheiten 16; 17 jeweils aus drei Zylindern gebildet werden. Die beiden Zylindereinheiten 16; 17 bilden den Gesamtmotor in einem gemeinsamen nicht dargestellten Motorengehäuse. In der 1 sind die Lagerzapfen des Kurbeltriebs der ersten Zylindereinheit 16 mit 19 und die Pleuellagerzapfen mit 18 bezeichnet. In der zweiten Zylindereinheit 17 sind die Lagerzapfen mit 21 und die Pleuellagerzapfen des Kurbeltriebs mit 20 gekennzeichnet.
  • Die erste permanent betriebene Zylindereinheit 16 weist eine erste Teilkurbelwelle 1 auf, die mit einer Abtriebsseite 22 versehen ist. Der zweiten Zylindereinheit 17 ist eine zweite Teilkurbelwelle 2 zugeordnet, wobei zur Reduzierung der Baulänge die zweite Teilkurbelwelle 2 in einem hohl gebohrten Hauptlagerzapfen 13 der ersten Teilkurbelwelle 1 gelagert ist. Dabei ist zwischen dem Lagerzapfen der zweiten Teilkurbelwelle 2 und der Bohrung des Hauptlagerzapfens 13 eine Lagerbuchse 11 angeordnet. Die Lagerung des Hauptlagerzapfens 13 der ersten Teilkurbelwelle 1 erfolgt bekannter Weise im Hauptlagerstuhl 12 des Motorgehäuses. Durch die Anordnung sind die beiden Teilkurbelwellen 1; 2 unabhängig voneinander drehbar gelagert. In der 2 ist diese Lagerung dargestellt.
  • Parallel zu der ersten Teilkurbelwelle 1 ist eine erste Massenausgleichswelle 3 zum Ausgleich der freien Massenkräfte oder der Massenmomente des Kurbeltriebes der ersten Zylindereinheit 16 angeordnet. Die erste Massenausgleichswelle 3 ist durch eine erste Getriebestufe 8 mit der ersten Teilkurbelwelle 1 drehfest verbunden, so dass die erste Massenausgleichswelle 3 ständig angetrieben wird. Zum Ausgleich der freien Massenkräfte oder der Massenmomente des Kurbeltriebes der zweiten Zylindereinheit 17 ist die zweite Teilkurbelwelle 2 über eine dritte Getriebestufe 10 mit einer zweiten Massenausgleichswelle 7 verbunden. Dabei kann die dritte Getriebestufe 10, wie in 1 dargestellt, am Ende der zweiten Teilkurbelwelle 2 angeordnet sein. Es ist auch denkbar, dass der Antrieb der zweiten Massenausgleichswelle 7 über das Festrad 15 der zweiten Getriebestufe erfolgt. Durch die Verbindung der zweiten Massenausgleichswelle 7 mit der zweiten Teilkurbelwelle 2 wird erreicht, dass bei einer still gesetzten zweiten Zylindereinheit 17 die zweite Massenausgleichswelle 7 nicht betrieben wird. Auf den Massenausgleichwellen 3; 7 sind entsprechend den auszugleichenden Massenkräften die Ausgleichsmassen 6 angeordnet.
  • In der 3 ist ein Vierzylinder-Reihenmotor dargestellt, bei dem jeweils zwei Zylinder die erste Zylindereinheit 16 und die zweite Zylindereinheit 17 bilden. Aus der 3 ist ersichtlich, dass den Zylindereinheiten 16; 17 eine gemeinsame Nockenwelle 23 zugeordnet ist, die von der ersten Teilkurbelwelle 1 in bekannter Weise angetrieben wird. Entsprechend der Ausführung der Brennkraftmaschine können den Zylindern auch mehrere Nockenwellen 23 zugeordnet sein. Durch die Nockenwelle 23 werden die Gaswechselventile 24 zur Zuführung eines Gas-Kraftstoffgemisches zu den einzelnen Zylindern und zur Abführung der Abgase aus den Zylindern betätigt. Erfindungsgemäß wird bei einer abgeschalteten zweiten Zylindereinheit 17 die Betätigung der Gaswechselventile 24 der abgeschalteten zweiten Zylindereinheit 17 durch eine Ventilhubabschaltung 25 unterbrochen. Bei einer Wiederzuschaltung der zweiten Zylindereinheit 17 zu der ersten Zylindereinheit 16 wird die Betätigung der Gaswechselventile 24 solange unterbrochen bis eine synchrone Drehzahl zwischen der ersten Teilkurbelwelle 1 und der zweiten Teilkurbelwelle 2 erreicht wird und eine synchrone Winkellage zwischen der ersten Teilkurbelwelle 1 und der zweiten Teilkurbelwelle 2 sowie zwischen der ersten Teilkurbelwelle 1 und der Nockenwelle 24 vorliegt. Durch die Herstellung der synchronen Winkellage der zweiten Teilkurbelwelle 2 zur ersten Teilkurbelwelle 1 bei der Zuschaltung der zweiten Zylindereinheit 17 zu der ersten Zylindereinheit 16 wird erreicht, dass die Nocken der Nockenwelle 23 gegenüber der zweiten Teilkurbelwelle 2 sich in der richtigen Winkellage befinden.
  • Die Ventilhubabschaltung 25 ist an den jeweiligen Gaswechselventilen 24 der zu- und abschaltbaren zweiten Zylindereinheit 17 angeordnet und steht mit diesen in Wirkverbindung. Die Ventilhubabschaltung 25 sind bekannte Bauelemente. So können zum Beispiel die in der DE 10 2007 033 757 A1 beschriebenen Schaltelemente als Ventilhubabschaltungen 25 eingesetzt werden. Die Stilllegung der Gaswechselventile 24 der abgeschalteten zweiten Zylindereinheit 17 mittels Ventilhubabschaltung 25 wird bei einer durchgehenden Nockenwelle 23 eingesetzt. Dabei kann eine synchronisierende Kupplung 4 mit der die beiden Teilkurbelwellen 1; 2 miteinander verbunden oder getrennt werden, wie nachfolgend als Vorzugsvariante beschrieben, auf der ersten Massenausgleichswelle 3 oder, wie in 4 dargestellt, zwischen der ersten Teilkurbelwelle 1 und der zweiten Teilkurbelwelle 2 angeordnet sein.
  • Die Vorzugsvariante zur Anordnung der synchronisierenden Kupplung 4 gemäß 1 und 3 sieht vor, dass eine selbst synchronisierende Kupplung 4 auf der ständig betriebenen ersten Massenausgleichswelle 3 angeordnet ist und über eine zweite Getriebestufe 9 mit der zweiten zu- und abschaltbaren Teilkurbelwelle 2 in Wirkverbindung steht. Die zweite Getriebestufe 9 besteht aus einem mit der zweiten Teilkurbelwelle 2 drehfest verbundenen Festrad 15 und einem auf der ersten Massenausgleichswelle 3 gelagerten Losrad 14. Das Losrad 14 steht mit der selbst synchronisierenden Kupplung 4 in Wirkverbindung, wobei bei entsprechender Betätigung der Kupplung 4 entweder das Losrad 14 drehfest mit der ersten Massenausgleichswelle 3 verbunden wird, oder die Verbindung zwischen Losrad 14 und Massenausgleichswelle 3 unterbrochen wird, so dass keine Drehmomentübertragung durch die zweite Getriebestufe erfolgt.
  • Zusätzlich ist auf der ersten Massenausgleichswelle 3 ein Torsionsschwinger 5 fest angeordnet, mit der eine Dämpfung der Torsionsschwingungen der ersten und der zweiten Teilkurbelwelle 1; 2 erfolgt. In vorteilhafter Ausgestaltung erfolgt der Antrieb der Nebenaggregate, wie beispielsweise Nockenwelle, Öl-, Wasser-, Vakuumpumpe, Hochdruckpumpe, Klimakompressor oder der gleichen, durch die erste Massenausgleichswelle 3. Es ist auch denkbar, dass die erste Massenausgleichswelle 3 mit einem Elektrogenerator zur Erzeugung von Elektroenergie verbunden wird.
  • Bei einem Motorbetrieb mit einer abgeschalteten zweiten Zylindereinheit 17 wird über die erste Teilkurbelwelle 1 der Abtriebsseite 22 das Abtriebsmoment der ersten Zylindereinheit zur Nutzung zugeführt. Gleichzeitig wird über die erste Getriebestufe 8 die erste Massenausgleichswelle 3 angetrieben. Die Kupplung 4 ist bei einer abgeschalteten zweiten Zylindereinheit so geschaltet, dass kein Drehmoment durch die zweite Getriebestufe 9 übertragen wird. Die Betätigung der Gaswechselventile 24 der abgeschalteten zweiten Zylindereinheit 17 ist durch die Ventilhubabschaltung 25 unterbrochen.
  • Über eine an sich bekannte Steuerung wird bei einer entsprechend hohen Momentanforderung die Zuschaltung der zweiten Zylindereinheit 17 durch Ansteuerung der sich selbst synchronisierenden Kupplung 4 veranlasst. Über die Kupplung 4 wird das Losrad 14 der zweiten Getriebestufe 9 mit der ersten Massenausgleichswelle 3 verbunden. Dabei wird das durch die erste Zylindereinheit 16 erzeugte Drehmoment von der ersten Teilkurbelwelle 1 über die erste Getriebestufe 8, der ersten Massenausgleichswelle 3, der aktivierten Kupplung 4 und der zweiten Getriebestufe 9 auf die zweite Teilkurbelwelle 2 der zuzuschaltenden zweiten Zylindereinheit 17 übertragen, wobei die zweite Teilkurbelwelle 2 hochgeschleppt wird. Erfindungsgemäß kann das Hochschleppen der zweiten Teilkurbelwelle 2 durch ein zusätzlich aufgebrachtes Drehmoment unterstützt werden. Dabei ist entweder an der ersten Massenausgleichswelle 3 eine zusätzliche elektrische Maschine 26, wie in 3 dargestellt, angeordnet, oder die elektrische Maschine 26 wird direkt mit der zweiten Teilkurbelwelle 2, wie in 4 gezeigt, verbunden. Bei Erreichen einer synchronen Drehzahl zwischen der ersten Teilkurbelwelle 1 und der hochgeschleppten zweiten Teilkurbelwelle 2 und einer synchronen Winkelstellung zwischen den beiden Teilkurbelwellen 1; 2 wird eine starre Verbindung der zweiten Teilkurbelwelle 2 über die Kupplung 4 mit der ersten Massenausgleichswelle 3 hergestellt. Dabei ist die Kupplung 4 derart ausgebildet, dass die Passfähigkeit der formschlüssigen Konturen der Kupplung 4 nur zum Zeitpunkt der Synchronisation gegeben ist. Gleichzeitig mit erfolgte Synchronisation erfolgt eine Abschaltung der Ventilhubabschaltung 26, so dass die zweite Teilzylindereinheit 17 zum Betrieb des Verbrennungsmotors wieder zugeschaltet ist. Dabei wird das durch die zweite Zylindereinheit erzeugte Drehmoment von der zweiten Teilkurbelwelle 2 über das durch die Kupplung 4 mit der ersten Massenausgleichswelle 3 verbundenen zweiten Getriebestufe 9 auf die Massenausgleichswelle 3 und von dort über die erste Getriebestufe zur Abtriebsseite 22 der Brennkraftmaschine übertragen.
  • Als Kupplung 4 wird eine an sich bekannte sich selbst synchronisierende Kupplung eingesetzt, wie sie in Bekannter Weise zur Verbindung und Trennung von zwei Teilkurbelwellen verwendet werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    erste Teilkurbelwelle
    2
    zweite Teilkurbelwelle
    3
    erste Massenausgleichswelle
    4
    Kupplung
    5
    Torsionsschwingungsdämpfer
    6
    Ausgleichsmasse
    7
    zweite Massenausgleichswelle
    8
    erste Getriebestufe
    9
    zweite Getriebestufe
    10
    dritte Getriebestufe
    11
    Lagerbuchse
    12
    Hauptlagerstuhl
    13
    Hauptlagerzapfen
    14
    Losrad
    15
    Festrad
    16
    erste Zylindereinheit
    17
    zweite Zylindereinheit
    18
    Pleuellagerzapfen der ersten Teilkurbelwelle
    19
    Lagerzapfen der ersten Teilkurbelwelle
    20
    Pleuellagerzapfen der zweiten Teilkurbelwelle
    21
    Lagerzapfen der zweiten Teilkurbelwelle
    22
    Abtriebseite
    23
    Nockenwelle
    24
    Gaswechselventil
    25
    Ventilhubabschaltung
    26
    elektrische Maschine

Claims (5)

  1. Vorrichtung zum Betreiben einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine mit folgender Bauart: – eine Zylinderreihe der Brennkraftmaschine wird aus einer ersten und einer zweiten Zylindereinheit (16; 17) gebildet, – die erste und die zweite Zylindereinheit (16; 17) besteht jeweils aus einem oder mehreren Zylindern, wobei die erste Zylindereinheit (16) eine mit einem Abtrieb verbundene erste Teilkurbelwelle (1) und die zweite Zylindereinheit (17) eine zweite Teilkurbelwelle (2) aufweist, – die zweite Teilkurbelwelle (2) ist gegenüber der ersten Teilkurbelwelle (1) unabhängig voneinander drehbar gelagert, – die zweite Teilkurbelwelle (2) ist über eine selbst synchronisierende Kupplung (4) mit der ersten Teilkurbelwelle (1) zur Zu- und Abschaltung der zweiten Zylindereinheit (17) zu der ersten Zylindereinheit (16) wahlweise verbindbar und trennbar, – der ersten und der zweiten Zylindereinheit (16; 17) sind eine oder mehrere durchgehende von der ersten Teilkurbelwelle (1) angetriebene Nockenwellen (23) zugeordnet, die in Wirkeingriff mit Gaswechselventilen (24) der ersten und der zweiten Zylindereinheit (16; 17) stehen, – die Gaswechselventile (24) der zu- und abschaltbaren zweiten Zylindereinheit (17) stehen mit einer Ventilhubabschaltung (25) in Wirkverbindung, dadurch gekennzeichnet, dass die selbst synchronisierende Kupplung (4) auf einer von der ersten Teilkurbelwelle (1) angetriebenen ersten Massenausgleichswelle (3) angeordnet ist, mit der die erste Massenausgleichswelle (3) über eine zweite Getriebestufe (9) mit der zweiten Teilkurbelwelle (2) verbindbar und trennbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Massenausgleichswelle (3) mit einem Torsionsschwingungsdämpfer (5) zur Dämpfung der Torsionsschwingungen der ersten Teilkurbelwelle (1) und der zweiten Teilkurbelwelle (2) verbunden ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Teilkurbelwelle (2) über eine dritte Getriebestufe (10) mit einer zweiten Massenausgleichswelle (7) zum Ausgleich der freien Massenkräfte oder der Massenmomente des Kurbeltriebes der zweiten Zylindereinheit (17) verbunden ist.
  4. Vorrichtung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Massenausgleichswelle (3) mit einem Elektrogenerator oder mit einem Antrieb der Nebenaggregate, wie beispielsweise Nockenwelle, Öl-, Wasser-, Vakuumpumpe, Hochdruckpumpe, Klimakompressor, verbindbar ist.
  5. Vorrichtung nach einem oder mehreren Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung eines auf die zweite Teilkurbelwelle (2) übertragbaren Schleppmomentes bei einer Zuschaltung der zweiten Zylindereinheit (17) zur ersten Zylindereinheit (16) die erste Massenausgleichswelle (3) oder die zweite Teilkurbelwelle (2) mit einer elektrischen Maschine (26) verbindbar ist.
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