DE102013005837B3 - Combustion engine for vehicle, has two shafts propelled by crankshaft, where combustion is disrupted during first compression while operations analogous to non-switched cylinder is carried-out in second compression - Google Patents

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Abstract

The engine has a crankshaft coupled with a shaft system such that an integrated adjustable mechanism varies control times of individual cylinders, where a switching operation is started during or shortly after closing an inlet side of the switched cylinder and stopped before opening an outlet side of the switched cylinder. Two shafts (8, 9) are propelled by the crankshaft. A combustion is disrupted during a first compression while operations analogous to the non-switched cylinder are carried-out in a second compression, where a mixture treatment is regulated.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Variation der Zündfolge bedingt im wesentlichen eine zeitliche Verschiebung der Steuerzeiten. Für viele Motoren lassen sich daraus keine besonderen Vorteile ableiten, es sei denn, daß sich marktpolitisch die Erzeugung eines bestimmten Motorsounds anbietet. So ist verständlich, dass die Zündfolge eines Motors üblicherweise nicht veränderlich ist.The variation of the firing order essentially requires a time shift of the timing. For many engines, no special advantages can be derived from this, unless market-politically the generation of a specific engine sound offers itself. So it is understandable that the firing order of a motor is usually not changeable.

Es gibt jedoch Motoren, für die die Variation der Zündfolge über den Soundgedanken hinaus besondere technische Vorteile bietet, die ihn erst dadurch höchst attraktiv machen. Einer ist der sogenannte Inline Boxer mit Tandempleuel, ein Boxermotor ohne Zylinderversatz. Ausgeführte Prototypen wurden von der FH Bingen im Jahre 2000 auf der Hannover Messe vorgestellt. Die Vorteile liegen in einem perfekten Massenausgleich. So werden bereits bei einem Zweizylinder nicht nur die freien Kräfte 1. und 2. Ordnung, sondern auch die freien Momente 1. und 2. Ordnung ohne Ausgleichswellen vollständig ausgeglichen. Der Massenausgleich eines solchen Zweizylinders entspricht damit dem eines Reihensechszylindermotors.However, there are engines for which the variation of the firing order beyond the sound idea offers special technical advantages that only make it highly attractive. One is the so-called Inline Boxer with Tandempleuel, a boxer engine without cylinder offset. Executed prototypes were presented by the FH Bingen in the year 2000 at the Hannover Messe. The advantages are in a perfect mass balance. Thus, not only the free forces 1st and 2nd order, but also the free moments 1st and 2nd order are completely compensated without balance shafts in a two-cylinder. The mass balance of such a two-cylinder corresponds to that of a straight six-cylinder engine.

Problematisch sind bei Inline Boxermotoren kleine Zylinderbohrungen. Die außen liegenden Tandempleuel kollidieren dann recht schnell mit der Zylinderbuchse. Diesem Umstand kann man nur durch eine drastische Vergrößerung der Baubreite begegnen. Bei den aktuellen Zweizylinder Boxer, wie sie beispielsweise von BMW gebaut werden, liegen die Kolbendurchmesser bereits über 100 mm. Mit Bohrungen solcher Größenordnung lassen sich gleiche Baubreiten realisieren wie bisher.The problem with inline boxer engines is small cylinder bores. The outer Tandempleuel then collide quite quickly with the cylinder liner. This circumstance can only be countered by a drastic increase in the width of the building. In the current two-cylinder boxers, such as those built by BMW, the piston diameter is already over 100 mm. With holes of such magnitude, the same widths can be realized as before.

Bei der Diskussion über Boxermotoren ist, je nach spezifischer Leistung, die Steifigkeit der Kurbelwelle ein ständiger Diskussionspunkt. Die Problematik wird bei einem Boxer in einem Motorrad besonders deutlich. Ein Mittellager (innerhalb der mittleren Wange) würde zwar die Steifigkeit, aber zugleich auch die freien Momente 1. und 2. Ordnung erhöhen und insbesondere den störenden Zylinderversatz weiterhin vergrößern, der in einem gewissen Maße das Package und die Optik des gesamten Fahrzeugs bestimmt. So muss grundsätzlich zwischen einer linken und einer rechten Fahrzeugseite unterschieden werden, z. B. bei der Position der Fußrasten oder der Gestaltung von Anbauteilen und Verkleidungen.When discussing boxer engines, depending on the specific performance, the stiffness of the crankshaft is a constant point of discussion. The problem becomes particularly clear with a boxer in a motorcycle. Although a center bearing (within the middle cheek) would increase the stiffness, but at the same time the free moments 1st and 2nd order and in particular further increase the disturbing cylinder offset, which determines the package and the optics of the entire vehicle to a certain extent. So basically a distinction must be made between a left and a right side of the vehicle, eg. B. in the position of the footrests or the design of attachments and panels.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Vorteile einer im Motorbetrieb wählbaren Variation der Zündfolge darzustellen. Das soll hier am Beispiel des oben beschriebenen Inline Boxers geschehen. Ziel ist es, für die Durchbiegung der Kurbelwelle vergleichbare Werte eines Mittellagers zu erzielen und die Reibleistung des Kurbeltriebs besonders im Spitzenleistungsbereich zu reduzieren.The invention is based on the idea to represent the advantages of a selectable in engine operation variation of the firing order. This should be done here using the example of the inline boxer described above. The aim is to achieve comparable values of a center bearing for the deflection of the crankshaft and to reduce the frictional loss of the crank mechanism, especially in the peak power range.

Nachteile und Problematik konventioneller LösungenDisadvantages and problems of conventional solutions

Dieses Thema ist eingangs bereits beschrieben worden. Die Diskussion, in welchem Maße bisher technische, wirtschaftliche, patentrechtliche oder vielleicht auch traditionelle Gründe einer Realisierung eines Inline-Boxers entgegenstanden, ist nicht Aufgabe dieser Schrift. Die Sinnhaftigkeit eines solchen Motors soll hier nur in Verbindung mit der vorgestellten Variation der Zündfolge betrachtet werden.This topic has already been described at the beginning. The discussion on the extent to which hitherto technical, economic, patent or perhaps also traditional reasons precluded the realization of an inline boxer is not the task of this document. The meaningfulness of such an engine should be considered here only in connection with the presented variation of the firing order.

Erfindungsgemäße Lösung der beschriebenen ProblematikInventive solution of the problem described

Die 1 und 2 zeigen eine Gesamtansicht der vorgeschlagenen Lösung. Die Kurbelwelle (1) besitzt drei Hubzapfen, wobei ein konventionelles Pleuel (2) auf dem mittleren Hubzapfen und zwei schlankere Tandempleuel (3) auf den beiden äußeren Hubzapfen angelenkt sind.The 1 and 2 show an overall view of the proposed solution. The crankshaft ( 1 ) has three crank pins, wherein a conventional connecting rod ( 2 ) on the middle crankpin and two leaner tandurchuel ( 3 ) are articulated on the two outer crank pins.

Dieser Kurbeltrieb wurde mit vergleichbaren Werten des zu diesem Zeitpunkt aktuellen 1200 cm3 Boxermotors von BMW konstruiert. Die Bohrung von 101 mm und der auf 74 mm etwas vergrößerte Hub ergeben exakt 1186 cm3. Bei gegenüber der konventionellen Bauart gleicher Baubreite ist ein ausreichender Freigang des Tandempleuels zur Zylinderbuchse gegeben.This crank mechanism was constructed with comparable values of the at that time current 1200 cm 3 BMW boxer engine. The bore of 101 mm and the slightly increased stroke to 74 mm give exactly 1186 cm 3 . With respect to the conventional design of the same width a sufficient clearance of the Tandaugeuels is given to the cylinder liner.

Entsprechend der Belastung der Kurbelwelle sind die beiden inneren Wangen (4) stärker ausgebildet als die beiden äußeren (5), da hier die Überdeckung von Hubzapfen und Hauptlager recht groß ist. Für einen perfekten Massenausgeich ist der Kurbeltrieb konstruktiv so ausgelegt, dass die oszillierenden Massen von Kolben, Bolzen und Anteil der Pleuel der jeweils gegenüberliegenden Seiten gleich ist. Bei den rotativen Massen werden die Unterschiede des inneren zu den beiden äußeren Pleueln durch eine entsprechende Unwucht der Kurbelwelle ausgeglichen, so daß der Schwerpunkt der rotativen Massen exakt auf der Kurbelwellenachse liegt. Kolben (mit Ringen, Bolzen und Sicherungen), Pleuel (mit Lagerschalen) und Kurbelwelle (mit Kettenrad) wiegen in der gezeigten Ausführung 7.25 kg. Der axiale Abstand der Hauptlager (98 mm innen) entspricht in etwa dem der konventionellen Lösung.According to the load of the crankshaft, the two inner cheeks ( 4 ) stronger than the two outer ( 5 ), since here the coverage of crank pin and main bearing is quite large. For a perfect Massenausgeich the crank mechanism is constructively designed so that the oscillating masses of piston, pin and share of the connecting rod of the opposite sides is the same. In the rotary masses, the differences of the inner to the two outer connecting rods are compensated by a corresponding imbalance of the crankshaft, so that the center of gravity of the rotary masses is exactly on the crankshaft axis. Pistons (with rings, bolts and fuses), connecting rods (with bearing cups) and crankshaft (with sprocket) weigh 7.25 kg in the illustrated version. The axial distance of the main bearings (98 mm inside) corresponds approximately to that of the conventional solution.

Eine Neuentwicklung der Kolben ist prinzipiell nicht erforderlich. Die heute übliche Form mit dem partiellen Kolbenhemd (6) und den zwei typischen Stegen (7) ist für eine innere und zwei äußere Anlenkungen geradezu prädestiniert.A new development of the piston is not required in principle. The usual form today with the partial piston shirt ( 6 ) and the two typical ones Jetties ( 7 ) is predestined for one inner and two outer linkages.

Grundsätzlich bieten sich für den Zweizylinder-4-Takt-Boxer zwei Zündfolgen an:
Die versetzte Zündung von 360° (immer bezogen auf Grad Kurbelwelle) und die gleichzeitige Zündung beider Seiten, also einem Zündversatz von 720°. Während sich für die konventionelle Bauart mit einer solchen Zündfolge keine besonderen Vorteile ergeben, sieht das im Falle des hier vorgestellten Kurbeltriebs gänzlich anders aus.Basically, two ignition sequences are available for the two-cylinder 4-stroke boxer:
The offset ignition of 360 ° (always based on crankshaft degree) and the simultaneous ignition of both sides, so an ignition offset of 720 °. While there are no particular advantages for the conventional design with such a firing order, this looks completely different in the case of the crank mechanism presented here.

Bei gleichzeitiger Zündung heben sich die Gaskräfte dergestalt auf, daß es zu einer Versteifung der Kurbelwelle kommt und die Durchbiegung fast vollständig eliminiert wird. Damit verbunden ist ein weiterer entscheidender Vorteil: die Belastung der Hauptlager wird ebenfalls fast vollständig aufgehoben. Berücksichtigt man, daß zwar die Summe der Lagerbreiten durch die beiden äußeren Pleuel (die addiert etwas breiter sind als das mittlere, konventionelle Pleuellager) etwas über der konventionellen Lösung liegt, die Reibung der beiden Hauptlager jedoch aufgrund der fehlenden Belastung drastisch gesenkt wird, ergibt sich insgesamt eine Reduzierung der Reibleistung. Das heißt, daß bei der Zündfolge von 720°, die sich besonders im oberen Last- und Drehzahlbereich anbietet, eine höhere Spitzenleistung und/oder ein geringerer Verbrauch erzielt werden dürfte.With simultaneous ignition, the gas forces cancel out in such a way that it comes to a stiffening of the crankshaft and the deflection is almost completely eliminated. This is associated with another decisive advantage: the load on the main bearings is also almost completely eliminated. If one considers that, although the sum of the bearing widths by the two outer connecting rods (which are slightly wider than the average, conventional connecting rod bearing) is slightly above the conventional solution, the friction of the two main bearings is drastically reduced due to the lack of load, results Overall, a reduction of the frictional loss. This means that with the ignition sequence of 720 °, which is particularly suitable in the upper load and speed range, a higher peak power and / or a lower consumption should be achieved.

Nachteilig ist die Zündfolge 720° jedoch im unteren Drehzahlbereich, da die in den bewegten Massen gespeicherte Energie nicht ausreicht, um ein befriedigendes Maß an Gleichförmigkeit der Kurbelwellenrotation zu gewährleisten. Diesem Umstand begegnet man üblicherweise mit einer größeren Schwungmasse, die aber wiederum nicht nur das Gesamtgewicht, sondern auch die Gasannahme ungünstig beeinflusst. Im Startvorgang und unteren Drehzahlbereich ist also die Zündfolge 360° weiterhin sinnvoll und vorteilhaft.However, the firing order 720 ° is disadvantageous in the lower speed range, since the energy stored in the moving masses is insufficient to ensure a satisfactory degree of uniformity of the crankshaft rotation. This circumstance is usually encountered with a larger flywheel, which in turn affects not only the total weight, but also the throttle response unfavorable. In the starting process and lower speed range so the ignition sequence 360 ° continues to make sense and beneficial.

Aus diesem Sachverhalt ergibt sich die eigentliche Zielsetzung der Erfindung, nämlich die Verbindung beider Bereiche, d. h. die Zündfolge im Kennfeld zwischen den beiden Werten 360° und 720° variieren zu können. Die Schaltpunkte können je nach Belastbarkeit des Kurbeltriebs oder der Philosophie des Herstellers gewählt werden. So ist zum Beispiel auch eine Beeinflussung durch den Fahrer selbst denkbar (Modus-Schalter). Die große Gemeinde von Dampfhammerfreunden, d. h. Anhängern großvolumiger Motoren mit möglichst wenig Zylindern, würde eine Ausdehnung der gleichzeitigen Zündung im Kennfeld sicherlich gegrüßen.From this fact arises the actual objective of the invention, namely the connection of both areas, d. H. the firing order in the map between the two values 360 ° and 720 ° can vary. The switching points can be selected depending on the load capacity of the crank mechanism or the philosophy of the manufacturer. For example, influencing by the driver himself is also conceivable (mode switch). The large community of steam hammer friends, d. H. Trailers large-volume engines with as few cylinders, would be an extension of the simultaneous ignition in the map certainly greeted.

Bedingung für die Variation der Zündfolge ist im wesentlichen der Steuerzeitenversatz der geschalteten Zylinderseite (im gezeigten Fall die von vom betrachtet rechte Seite) Den Aufbau zeigen gesamthaft die 1 und 2. Er besteht hier aus einer von der Kurbelwelle über den angedeuteten Kettentrieb im Verhältnis 1:2 angetriebenen Welle (8), die wiederum über eine 1:1-Zahnradpaarung mit der Welle (9) gekoppelt ist. Es sind andere Positionen der Wellen, andere Transmissionen, Kombinationen oder auch Übersetzungen denkbar (damit ändert sich dann der Schaltmechanismus).Condition for the variation of the firing order is essentially the control timing offset of the switched cylinder side (in the case shown, that of the viewed right side) 1 and 2 , Here it consists of a shaft driven by the crankshaft via the indicated chain drive in the ratio 1: 2 ( 8th ), in turn via a 1: 1 gear pairing with the shaft ( 9 ) is coupled. Other positions of the shafts, other transmissions, combinations or even translations are conceivable (this then changes the switching mechanism).

Die folgende Erläuterung bezieht sich ausschließlich auf die hier vorgestellte Lösung, da sie den prinzipiellen Mechanismus hinreichend erklärt.The following explanation refers exclusively to the solution presented here, since it adequately explains the basic mechanism.

Die Wellen (8) und (9) bzw. (11) sind mit Kettenrädern (34) für den Antrieb obenliegender Nockenwellen bestückt. Die Zahnradpaarung ermöglicht in diesem Fall vorteilhaft eine gleichgerichtete Kettenspannung, also (je nach Drehsinn der Wellen) entweder auf der Ober- oder Unterseite. Mit dem in 1 angedeuteten vorderen Kettentrieb (10), also einer 1:2-Übersetzung von der Kurbelwelle zu den Wellen (8) und (9) bzw. (11), könnten die Wellen für einen Stößelstangen-Trieb auch direkt mit Nocken versehen werden.The waves ( 8th ) and ( 9 ) respectively. ( 11 ) are equipped with sprockets ( 34 ) equipped for driving overhead camshafts. The gear pairing allows in this case advantageously a rectified chain tension, so (depending on the direction of rotation of the waves) either on the top or bottom. With the in 1 indicated front chain drive ( 10 ), ie a 1: 2 ratio of the crankshaft to the shafts ( 8th ) and ( 9 ) respectively. ( 11 ), the shafts for a pushrod drive could also be provided with cams directly.

Die getriebene Welle (9) ist in 3 als Explosionszeichnung, in den 4 und 5 im Schnitt (jeweils 90° zueinander) mit der Welle (11) dargestellt (im folgenden Schaltwelle genannt), die sich pro Schaltvorgang gegenüber der inneren Welle (9) um jeweils 180° verdreht. Damit werden die Ventilöffnungen der geschalteten Seite dem gewünschten Zündmodus angepaßt. Bei jedem Schaltvorgang verliert also die Schaltwelle gegenüber der inneren Welle eine halbe Umdrehung. Der Vorteil dieses Systems liegt darin, daß es näherungsweise kraftfrei innerhalb einer Kurbelwellenumdrehung umschaltet und dafür keine Hochdruckhydrauliken oder aufwendige Stellmotoren benötigt werden, ein besonders für Motorrad-Motoren relevanter Vorteil.The driven wave ( 9 ) is in 3 as an exploded view, in the 4 and 5 on average (each 90 ° to each other) with the shaft ( 11 ) (hereinafter referred to as selector shaft), which per switching operation relative to the inner shaft ( 9 ) rotated by 180 °. Thus, the valve openings of the switched side are adapted to the desired ignition mode. With each shift so loses the shift shaft with respect to the inner shaft half a turn. The advantage of this system is that it switches approximately force-free within a crankshaft revolution and no high-pressure hydraulic or complex servomotors are needed for this, a particularly relevant for motorcycle engines advantage.

Die jeweilige Winkellage der Schaltwelle (11) wird durch die Position des Sperrgliedes (12) bestimmt. Es ist mit einer Verschiebeeinheit (13) über einen Stift (14) fest verbunden, für den eine Montagebohrung (15) vorgesehen ist (3). Die 4 und 5 zeigen den eingeschobenen Zustand der Verschiebeeinheit, bei der das Sperrglied an der Fläche (16) der Schaltwelle anliegt. Im herausgezogenen Zustand liegt das Sperrglied an der axial versetzten, gegenüberliegenden Fläche (17) an (3). Ein Voreilen der Schaltwelle, das in bestimmten Drehzahlbereichen aufgrund der an der Nockenwelle (oder den Nockenwellen) wirkenden Wechselmomente auftreten kann, verhindert der Freilauf (18). Damit ist nach jedem Schaltvorgang eine spielfreie Position der Schalt- zur inneren Welle gegeben. Die axiale Verschiebung des Sperrgliedes ist weiterhin möglich. Die Verschiebeeinheit wird in den beiden Positionen durch einen Rastmechanismus fixiert, bei der eine Feder (19) zwei Kugeln (20) in entsprechende Nuten (21) der inneren Welle eintauchen läßt (5).The respective angular position of the switching shaft ( 11 ) is determined by the position of the locking member ( 12 ) certainly. It is equipped with a displacement unit ( 13 ) via a pen ( 14 ), for which a mounting hole ( 15 ) is provided ( 3 ). The 4 and 5 show the inserted state of the displacement unit, in which the locking member on the surface ( 16 ) of the switching shaft is applied. When pulled out, the locking member is located on the axially offset, opposite surface ( 17 ) at ( 3 ). A leading of the switching shaft, which can occur in certain speed ranges due to the acting on the camshaft (or the camshafts) alternating torques, prevents the freewheel ( 18 ). This is given after each shift a play-free position of the switching to the inner shaft. The axial displacement of the locking member is still possible. The displacement unit is fixed in the two positions by a latching mechanism in which a spring ( 19 ) two balls ( 20 ) into corresponding grooves ( 21 ) of the inner wave ( 5 ).

Von entscheidender Bedeutung für ein einwandfreies Umschalten ist der Zeitpunkt und die Dauer. Die axiale Verschiebung beginnt im schließenden Rampenbereich (oder kurz nach dem Schließen) der Einlaßseite und endet vor dem Öffnen der Auslaßseite. In 4 hätte also in diesem Zeitraum das Sperrglied die Anlagefläche (16) verlassen. Der Kraftfluss von der Kurbelwelle zur Schaltwelle ist damit unterbrochen. Je nach Drehzahl bzw. Trägheit der entkoppelten Massen und der vorhandenen Reibung wird sich der nun freie Ventiltrieb um einen gewissen Winkel weiterdrehen. Enden wird diese Bewegung jedoch spätestens nach Überwinden des Ventilspiels der öffnenden Auslaßrampe.Of crucial importance for proper switching is the timing and duration. The axial displacement begins in the closing ramp area (or shortly after closing) of the inlet side and ends before opening the outlet side. In 4 Thus, in this period, the blocking member would have the contact surface ( 16 ) leave. The power flow from the crankshaft to the shift shaft is thus interrupted. Depending on the speed or inertia of the decoupled masses and the existing friction, the now free valve drive will continue to turn by a certain angle. Ends this movement, however, at the latest after overcoming the valve clearance of the opening Auslaßrampe.

Entscheidend ist hier nur, daß alle Ventile geschlossen sind, denn bei jeder Schaltung ergeben sich für die geschaltete Zylinderseite zwei Kompressionen. Das Steuergerät unterbindet während der ersten Kompression die Zündung und auch die folgende Einspritzung (die Kompressionsarbeit wird bei der folgenden Expansion zurückgewonnen). Bei einem Vergasermotor müsste nur die erste Zündung unterdrückt werden. Das ist sogar mechanisch möglich, jedoch für heutige Technologien nicht mehr relevant. Auf eine entsprechende Darstellung wird daher in dieser Schrift verzichtet. Die gegenüberliegende Zylinderseite bleibt vom Schaltvorgang unberührt, sowohl bezüglich Zündung als auch Einspritzung.The decisive factor here is only that all valves are closed, because at each circuit results for the switched cylinder side two compressions. The controller stops the ignition during the first compression and also the following injection (the compression work is recovered in the following expansion). In a carburetor engine, only the first ignition would have to be suppressed. This is even possible mechanically, but no longer relevant for today's technologies. An appropriate representation is therefore omitted in this document. The opposite cylinder side remains unaffected by the shift, both in terms of ignition and injection.

Der axiale Verschiebemechanismus (13) verändert die Position des Sperrgliedes (12), in dem eine Schaltgabel (22) aus einer Mittelstellung heraus (siehe 1) entweder mit dem Bolzen (23) oder (24) in die umlaufende Nut (25) eines Kulissenstücks (27) eingreift (6). Die gehäusefeste Achse (26) dient dabei lediglich als vordere Abstützung. Die Betätigung der Schaltgabel kann über einen nicht dargestellten Elektromagneten erfolgen, der am Hebel (28) angelenkt ist. Ist die axiale Verschiebung einmal eingeleitet, erfolgt die Umschaltung der Zündfolge innerhalb einer Kurbelwellenumdrehung.The axial displacement mechanism ( 13 ) changes the position of the locking member ( 12 ), in which a shift fork ( 22 ) from a middle position (see 1 ) either with the bolt ( 23 ) or ( 24 ) in the circumferential groove ( 25 ) of a gate piece ( 27 ) intervenes ( 6 ). The housing-fixed axis ( 26 ) serves only as a front support. The actuation of the shift fork can be done via an electromagnet, not shown, the lever ( 28 ) is articulated. Once the axial displacement has been initiated, the ignition sequence is switched over within one crankshaft revolution.

Entscheidendes Merkmal dieser Vorrichtung ist, daß die Bolzen der Schaltgabel nur in bestimmten Positionen, d. h. schlußendlich nur zu den oben beschriebenen Steuerzeiten in die Nut eintauchen und damit eine Verschiebung zulassen können. Analog zur Nut gibt es noch zwei weitere Steuergrößen, nämlich die auf den Schultern des Kulissenstücks erkennbaren Nockenkurven (29) und (30). In der in 6 gezeigten Position würde beispielsweise eine andauernde Bestromung eines Elektromagneten, die den Hebel (28) nach unten bewegen möchte, nur zu einem Kontakt der Fläche (31) mit der Nockenkurve (30) führen. Die Verschiebung nach außen ist bereits abgeschlossen, eine nochmalige oder längere Betätigung des Hebels in die gleiche Richtung erzeugt keinen neuen Schaltvorgang. Bei weiterer Drehung senkt sich die Nockenkurve (30) auf den Grundkreis des Kulissenstücks ab, in dieser Position gibt es jedoch für den Bolzen (24) keine Nut zum Eintauchen.Decisive feature of this device is that the bolts of the shift fork only in certain positions, ie ultimately dive into the groove only at the above-described timing and thus allow a shift. Analogous to the groove, there are two further control variables, namely the cam curves which can be recognized on the shoulders of the link piece ( 29 ) and ( 30 ). In the in 6 For example, a continuous energization of an electromagnet, which controls the lever (FIG. 28 ) would like to move downwards, only to contact the surface ( 31 ) with the cam curve ( 30 ) to lead. The displacement to the outside is already complete, a repeated or longer operation of the lever in the same direction does not produce a new switching operation. Upon further rotation, the cam curve lowers ( 30 ) on the base circle of the gate piece, in this position, however, there is for the bolt ( 24 ) no groove for immersion.

Ein erneuter Schaltvorgang ist nur durch Anheben des Hebels (28) möglich. Die Fläche (32) der Schaltgabel ist axial frei zur Nockenkurve (29). Der Bolzen (23) kann jetzt in die Nut eintauchen, jedoch nur, wenn eine bestimmte Winkelstellung erreicht ist. Die Verschiebung nach innen wird gezielt dadurch beendet, daß die Fläche (32) durch die Nockenkurve (29) die Schaltgabel in ihre Mittenposition zurückführt. Eine nochmalige oder längere Betätigung des Hebels (28) in die gleiche Richtung hat dann den gleichen Effekt wie oben beschrieben. Die prinzipielle Funktion stellt so mechanisch sicher, daß während der beiden Kompressionen des beschriebenen Schaltvorgangs die Ventile des geschalteten Zylinders geschlossen sind. Eine elektrische Fehlschaltung mit entsprechenden Folgen für die mechanischen Bauteile ist damit ausgeschlossen.A new shift is only by lifting the lever ( 28 ) possible. The area ( 32 ) the shift fork is axially free to the cam curve ( 29 ). The bolt ( 23 ) can now dip into the groove, but only if a certain angular position is reached. The inward displacement is purposefully terminated by the fact that the surface ( 32 ) through the cam curve ( 29 ) returns the shift fork to its center position. A repeated or longer operation of the lever ( 28 ) in the same direction then has the same effect as described above. The basic function ensures so mechanically that during the two compressions of the described switching operation, the valves of the switched cylinder are closed. An electrical fault circuit with corresponding consequences for the mechanical components is thus excluded.

Claims (6)

Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kurbelwelle mit einem Wellensystem derart gekoppelt ist, daß ein hierin integrierter Verstellmechanismus die Steuerzeiten einzelner Zylinder verschieben kann, wodurch eine Variation der Zündfolge im Motorbertieb kennfeldgesteuert und gegebenenfalls auch durch den Fahrer selbst beeinflußbar erzielt werden kann, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß diese Umschaltung während des oder kurz nach dem Schließen der Einlaßseite des geschalteten Zylinders beginnt und vor dem Öffnen der Auslaßseite beendet ist, und weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß während der ersten der beiden aufeinander folgenden Kompressionen die Zündung unterbrochen, die Gemischaufbereitung entsprechend geregelt wird und erst bei der zweiten Kompression die Vorgänge analog zu den nicht geschalteten Zylindern ablaufen.Internal combustion engine, characterized in that a crankshaft is coupled to a shaft system such that an adjusting mechanism integrated therein can shift the timing of individual cylinders, whereby a variation of the firing order in the engine overdrive map-controlled and optionally also influenced by the driver can be achieved, further characterized in that said switchingover begins during or shortly after the closing of the inlet side of the switched cylinder and ends before the outlet side is opened, and further characterized in that during the first of the two successive compressions the ignition is interrupted, the mixture preparation is regulated accordingly and only at the second compression, the processes proceed analogous to the non-switched cylinders. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verfahren bei einem hier beschriebenen Zweizylinder Inline Boxer angewendet wird (1 und 2), dessen typische dreifach gekröpfte Kurbelwelle mit einem mittigen und zwei Tandempleueln mit einem Wellensystem derart in Verbindung steht, daß über einen hierin integrierten Verstellmechanismus die beiden Zylinder entweder versetzt oder gleichzeitig gezündet werden können.Internal combustion engine according to Claim 1, characterized in that this method is used in a two-cylinder in-line boxer described here ( 1 and 2 ), whose typical three-cranked crankshaft with a central and two Tandaugeueln communicates with a shaft system in such a way that via an integrated adjustment mechanism here, the two cylinders can either offset or fired simultaneously. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine mögliche konkrete Bauart zwei von der Kurbelwelle angetriebene Wellen (8) und (9) bzw. (11) vorsieht, die entweder selbst mit Nocken bestückt sind, sofern die Übersetzung dies zuläßt, oder dem Antrieb von Nockenwellen dienen, wobei auf einer der beiden Wellen eine zweite hier als Schaltwelle (11) bezeichnete drehbeweglich angeordnet ist, die über einen Verstellmechanismus (13) in Abhängigkeit der Steuerzeiten eine relative Winkeländerung erfahren kann, so daß die Ventilöffnungszeiten der beiden gegenüberliegenden Zylinder zueinander verschoben werden können. Internal combustion engine according to Claims 1 and 2, characterized in that one possible concrete type comprises two shafts ( 8th ) and ( 9 ) respectively. ( 11 ), which are either self-equipped with cams, if the translation permits, or serve the drive of camshafts, wherein on one of the two shafts a second here as a switching shaft ( 11 ) is arranged rotatably, which via an adjusting mechanism ( 13 ) may experience a relative change in angle as a function of the timing, so that the valve opening times of the two opposed cylinders can be moved to each other. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einer Nut (33) der Welle (9) verschiebbares Sperrstück (12) in zwei Positionen entweder mit der Fläche (16) oder (17) der Schaltwelle (11) zur Anlage kommt, ein Freilauf (18) ein Voreilen der Schaltwelle (11) verhindert und diese spielfrei in den entsprechenden Anschlagstellungen positioniert, wobei ein axiales Verschieben des Sperrstückes (12) weiterhin möglich ist und der Verschiebemechanismus (13) durch einen Rastmechanismus (19, 20, 21) in seinen beiden Endlagen fixiert wird.Internal combustion engine according to claims 1, 2 and 3, characterized in that one in a groove ( 33 ) the wave ( 9 ) displaceable locking piece ( 12 ) in two positions either with the surface ( 16 ) or ( 17 ) of the switching shaft ( 11 ) comes to rest, a freewheel ( 18 ) a lead of the switching shaft ( 11 ) and this is positioned without play in the corresponding stop positions, wherein an axial displacement of the locking piece ( 12 ) is still possible and the displacement mechanism ( 13 ) by a latching mechanism ( 19 . 20 . 21 ) is fixed in its two end positions. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrstück (12) durch das Einrasten der Bolzen (23) oder (24) einer schwenkbar, jedoch axial fixierten Schaltgabel (22) in die Nut (25) eines Kulissenstücks (27) axial verschoben wird und ein unkontrolliertes Einrasten der Schaltgabel nicht nur durch die Position der Nut (25) selbst, sondern auch durch die Fläche (31) gegenüber der Nockenkuve (30) und die Fläche (32) gegenüber der Nockenkurve (29) verhindert wird, und daß weiterhin die Schaltgabel (22) über den Hebel (28) vorteilhaft durch Elektromagneten oder auch hydraulisch betätigt wird, wobei aus einer Mittenstellung heraus (1) die Betätigung richtungsabhängig entweder die eine oder andere Zündfolge bewirkt.Internal combustion engine according to claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that the locking piece ( 12 ) by the engagement of the bolts ( 23 ) or ( 24 ) a pivotable, but axially fixed shift fork ( 22 ) into the groove ( 25 ) of a gate piece ( 27 ) is moved axially and an uncontrolled engagement of the shift fork not only by the position of the groove ( 25 ) itself, but also through the surface ( 31 ) opposite the cam groove ( 30 ) and the area ( 32 ) with respect to the cam curve ( 29 ) is prevented, and that continue the shift fork ( 22 ) over the lever ( 28 ) is advantageously actuated by electromagnets or hydraulically, wherein from a center position out ( 1 ) The actuation depending on the direction either one or the other firing order causes. Verbrennungsmotor gemäß Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß abweichend von der in 1 gezeigten 1:2-Übersetzung von der Kurbelwelle zu den Wellen (8) und (9) bzw. (11), die bei jedem Schaltvorgang eine relative Verdrehung der Welle (11) gegenüber (9) um 180° erfordert, auch andere Übersetzungen möglich sind, wobei der Schaltmechanismus (hier nicht gezeigt) entsprechend geändert werden muß.Internal combustion engine according to claims 1, 2 and 3, characterized in that different from the in 1 shown 1: 2 ratio of the crankshaft to the shafts ( 8th ) and ( 9 ) respectively. ( 11 ), which at each switching operation, a relative rotation of the shaft ( 11 ) across from ( 9 ) Requires 180 °, other translations are possible, the switching mechanism (not shown here) must be changed accordingly.
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