DE102021125614A1

DE102021125614A1 - Kurbeltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102021125614A1
Application number: DE102021125614.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Steinle
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2021-10-04
Filing date: 2021-10-04
Publication date: 2023-04-06

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine (3) eines Kraftfahrzeugs (1), mit einer relativ zu einem Gehäuseelement (5) der Verbrennungskraftmaschine (3) drehbaren Abtriebswelle (6), mit welcher ein Kupplungsteil (12) einer Kupplung (11) drehmomentenübertragend verbunden ist, wodurch das Kraftfahrzeug (1) über die Abtriebswelle (6) und die Kupplung (11) antreibbar ist, und mit einem Massenausgleich (21), welcher wenigstens ein von der Abtriebswelle (6) antreibbares und dadurch relativ zu dem Gehäuseelement (5) drehbares Ausgleichselement (22) zum Ausgleichen von Massenkräften des Kurbeltriebs (4) aufweist, wobei das Ausgleichselement (22) bezogen auf einen von der Abtriebswelle (6) zu dem Kupplungsteil (12) verlaufenden Drehmomentenfluss (24), über welchen ein von der Abtriebswelle (6) bereitgestelltes Drehmoment (25) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (1) auf das Kupplungsteil (12) übertragbar ist, in dem Drehmomentenfluss (24) zwischen der Abtriebswelle (6) und dem Kupplungsteil (12) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kurbeltrieb.
Die WO 2005/111395 A2 offenbart ein Motorrad mit einer Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine einen Abgasturbolader aufweist, welcher vorzugsweise in Fahrtrichtung gesehen im Frontbereich der Brennkraftmaschine angeordnet ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Kurbeltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs und ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kurbeltrieb zu schaffen, so dass Bauraum und Kosten des Kurbeltriebs besonders gering gehalten werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Kurbeltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit einem Kurbeltrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der Beschreibung.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Kurbeltrieb für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise als Kraftrad, insbesondere als Motorrad, ausgebildet. Alternativ kann das Kraftfahrzeug als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen, Nutzkraftwagen oder Lastkraftwagen, ausgeführt sein.
Die Verbrennungskraftmaschine weist einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt und einen von einem Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchströmbaren Abgastrakt auf. Die Verbrennungskraftmaschine umfasst wenigstens einen Brennraum. Über den Ansaugtrakt kann dem Brennraum die Luft zugeführt werden, wodurch die Luft in den Brennraum eingeleitet werden kann. Über den Abgastrakt kann das Abgas aus dem Brennraum abgeführt werden. In einem befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine finden in dem Brennraum Verbrennungsvorgänge statt, bei welchen ein Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt wird, woraus das Abgas der Verbrennungskraftmaschine resultiert.
In einem vollständig hergestellten Zustand der Verbrennungskraftmaschine weist die Verbrennungskraftmaschine den Kurbeltrieb auf. Der Kurbeltrieb umfasst eine relativ zu einem Gehäuseelement der Verbrennungskraftmaschine drehbare Abtriebswelle, über welche das Kraftfahrzeug von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Die Abtriebswelle ist um eine Abtriebswellendrehachse der Abtriebswelle relativ zu dem Gehäuseelement drehbar. Vorzugsweise ist die Abtriebswelle als Kurbelwelle ausgebildet.
Mit der Abtriebswelle ist ein insbesondere als erstes Kupplungsteil bezeichnetes Kupplungsteil einer Kupplung drehmomentenübertragend, insbesondere drehfest, verbunden beziehungsweise verbindbar ist, wodurch das Kraftfahrzeug über die Abtriebswelle und die Kupplung, insbesondere das Kupplungsteil, von der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist. Darunter kann insbesondere Folgendes verstanden werden: Das Kraftfahrzeug weist in seinem vollständig hergestellten Zustand einen Antriebsstrang auf, welcher in seinem vollständig hergestellten Zustand die Verbrennungskraftmaschine umfasst, wobei das Kraftfahrzeug mittels des Antriebsstrangs, insbesondere mittels der Verbrennungskraftmaschine, antreibbar ist. Der Antriebsstrang, insbesondere die Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise der Kurbeltrieb, weist die Kupplung, insbesondere das Kupplungsteil, auf. Die Kupplung ist bezogen auf einen von der Abtriebswelle der Verbrennungskraftmaschine zu wenigstens einem Rad des Kraftfahrzeugs verlaufenden Drehmomentenfluss, über welchen ein von der Abtriebswelle zum Antreiben des Rads des Kraftfahrzeugs vorgesehenes Drehmoment von der Abtriebswelle auf das Rad übertragbar ist, in dem Drehmomentenfluss zwischen der Abtriebswelle und dem Rad angeordnet. Unter dem Rad kann insbesondere ein Bodenkontaktelement des Kraftfahrzeugs verstanden werden. Das Rad kann um eine Radrehachse des Rads relativ zu dem Gehäuseelement verdreht werden.
Vorzugsweise umfasst der Antriebsstrang wenigstens ein Getriebe, welches vorzugsweise bezogen auf den Drehmomentenfluss in dem Drehmomentenfluss zwischen der Kupplung und dem Rad angeordnet ist. Somit kann das Kraftfahrzeug in seinem vollständig hergestellten Zustand das Getriebe aufweisen.
Die Abtriebswelle ist mittels der Kupplung mit dem Getriebe koppelbar und von dem Getriebe entkoppelbar. Unter einem Koppeln der Abtriebswelle mit dem Getriebe ist zu verstehen, dass die Abtriebswelle drehmomentübertragend mit dem Getriebe koppelbar ist, wodurch beispielsweise das von der Abtriebswelle bereitgestellte Drehmoment auf das Getriebe übertragen werden kann. Dadurch kann das Getriebe angetrieben werden, wodurch das Rad des Kraftfahrzeugs über das Getriebe angetrieben werden kann.
Die Kupplung ist vorzugsweise bezogen auf den von der Abtriebswelle zu dem Getriebe verlaufenden Drehmomentenfluss, über welchen das Drehmoment von der Abtriebswelle auf das Getriebe übertragbar ist, zwischen der Abtriebswelle und dem Getriebe angeordnet, so dass der Drehmomentenfluss, insbesondere dann, wenn die Kupplung geschlossen ist, über die Kupplung verläuft. Der Drehmomentenfluss kann alternativ entgegengesetzt von dem Getriebe zu der Abtriebswelle über die Kupplung verlaufen.
Die Kupplung weist das erste Kupplungsteil und vorzugsweise ein, insbesondere separat von dem ersten Kupplungsteil ausgebildetes, zweites Kupplungsteil auf. Das erste Kupplungsteil kann drehfest mit der Abtriebswelle verbunden sein, und das zweite Kupplungsteil kann drehfest mit dem Getriebe, insbesondere einer Getriebeeingangswelle des Getriebes, verbunden sein.
Die Kupplung kann geöffnet und geschlossen werden, was bedeutet, dass die Kupplung zwischen einem geöffneten Zustand und einem geschlossenen Zustand umgeschaltet werden kann. In dem geöffneten Zustand ist die Abtriebswelle von dem Getriebe, insbesondere der Getriebeeingangswelle, entkoppelt. In dem geschlossenen Zustand ist die Abtriebswelle mit dem Getriebe, insbesondere der Getriebeeingangswelle, gekoppelt. In dem geöffneten Zustand sind die beiden Kupplungsteile der Kupplung beziehungsweise die Abtriebswelle und das Getriebe, insbesondere die Getriebeeingangswelle, voneinander entkoppelt, so dass beispielsweise kein Drehmoment oder höchstens ein insbesondere gegenüber Null größeres, erstes Kupplungsdrehmoment zwischen den beiden Kupplungsteilen beziehungsweise zwischen der Abtriebswelle und dem Getriebe, insbesondere der Getriebeeingangswelle, übertragen werden kann. In dem geschlossenen Zustand sind die beiden Kupplungsteile, insbesondere reibschlüssig, derart drehmomentenübertragend miteinander verbunden, dass zwischen den Kupplungsteilen beziehungsweise zwischen der Abtriebswelle und dem Getriebe, insbesondere der Getriebeeingangswelle, ein gegenüber dem ersten Kupplungsdrehmoment größeres, zweites Kupplungsdrehmoment übertragen werden kann.
Unter einer drehfesten Verbindung kann insbesondere eine Verbindung zweier separat voneinander ausgebildeter Komponenten verstanden werden, die derart miteinander verbunden sind, dass zumindest Relativdrehungen zwischen den Komponenten sowie vorzugsweise in axialer Richtung und in radialer Richtung der Komponenten Relativbewegungen zwischen den Komponenten unterbleiben beziehungsweise vermieden sind.
Die Verbrennungskraftmaschine umfasst wenigstens einen Massenausgleich, welcher wenigstens ein von der Abtriebswelle antreibbares und dadurch relativ zu dem Gehäuseelement drehbares, insbesondere mit der Abtriebswelle mechanisch gekoppeltes, Ausgleichselement zum, insbesondere gezielten, Ausgleichen von Massenkräften des Kurbeltriebs der Verbrennungskraftmaschine aufweist. Mit anderen Worten ausgedrückt sind die Abtriebswelle und das Ausgleichselement drehmomentenübertragend miteinander verbunden, wodurch ein zweites Drehmoment von der Abtriebswelle auf das Ausgleichselement übertragbar ist, wodurch das Ausgleichselement zu dem Gehäuseelement in Rotation versetzt werden kann beziehungsweise in Rotation gehalten werden kann. Der Massenausgleich, insbesondere das Ausgleichselement, ist zum zumindest teilweisen, insbesondere vollständigen, Ausgleichen freier Massenkräfte des Kurbeltriebs beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen.
Das Ausgleichselement ist vorzugsweise als Ausgleichswelle ausgebildet. Alternativ kann das Ausgleichselement als Ausgleichsrad ausgebildet sein. Die Ausgleichswelle kann insbesondere als Massenausgleichswelle bezeichnet werden.
Das Ausgleichselement, insbesondere die Ausgleichswelle oder das Ausgleichsrad, ist um eine Drehachse des Ausgleichselements relativ zu dem Gehäuseelement drehbar. Die Drehachse des Ausgleichselements kann parallel zu der Abtriebswellendrehachse sein. Vorzugsweise ist die Drehachse des Ausgleichselements von der Abtriebswellendrehachse beabstandet.
Unter dem gezielten Ausgleichen der Massenkräfte kann insbesondere verstanden werden, dass das Ausgleichselement bei einer Entwicklung beziehungsweise Konstruktion des Kurbeltriebs derart ausgestaltet beziehungsweise ausgelegt wurde, dass die Massenkräfte im Betrieb der Verbrennungskraftmaschine mittels des Ausgleichselements infolge der Auslegung zumindest teilweise ausgeglichen werden können.
Um Kosten und Bauraum der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kurbeltriebs besonders gering halten zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die das Ausgleichselement, insbesondere die Ausgleichswelle, bezogen auf den von der Abtriebswelle zu dem ersten Kupplungsteil verlaufenden Drehmomentenfluss, über welchen das von der Abtriebswelle bereitgestellte Drehmoment zum Antreiben des Kraftfahrzeugs auf das erste Kupplungsteil übertragbar ist, in dem Drehmomentenfluss zwischen der Abtriebswelle und dem ersten Kupplungsteil angeordnet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Ausgleichselement bezogen auf den Drehmomentenfluss zwischen der Abtriebswelle und dem ersten Kupplungsteil angeordnet, wodurch das Drehmoment beziehungsweise das zweite Drehmoment von der Abtriebswelle über das Ausgleichselement auf die Kupplung übertragbar ist. Somit kann das Drehmoment dem zweiten Drehmoment entsprechen, das heißt, das Drehmoment und das zweite Drehmoment können identisch sein. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind die Abtriebswelle, das Ausgleichselement und das erste Kupplungsteil derart mechanisch, insbesondere drehmomentübertragend, miteinander gekoppelt, dass das Ausgleichselement, insbesondere direkt, von der Abtriebswelle antreibbar ist und das erste Kupplungsteil, insbesondere direkt, von dem von der Abtriebswelle angetriebenen Ausgleichselement antreibbar ist.
Darunter, dass das Drehmoment beziehungsweise das zweite Drehmoment von der Abtriebswelle auf das erste Kupplungsteil übertragbar ist, kann insbesondere verstanden werden, dass ein von dem Drehmoment beziehungsweise dem zweiten Drehmoment der Abtriebswelle infolge des Übertragens bewirktes beziehungsweise realisiertes und insbesondere als Kupplungsteildrehmoment bezeichnetes Drehmoment des ersten Kupplungsteils unterschiedlich zu dem Drehmoment beziehungsweise dem zweiten Drehmoment der Abtriebswelle sein kann. Das Drehmoment beziehungsweise das zweite Drehmoment der Abtriebswelle kann insbesondere als Abtriebswellendrehmoment bezeichnet werden. Beispielsweise kann zwischen der Abtriebswelle und dem ersten Kupplungsteil wenigstens eine Übersetzung vorgesehen sein, wodurch das Abtriebswellendrehmoment unterschiedlich zu dem Kupplungsteildrehmoment sein kann. Mit anderen Worten ausgedrückt können die Abtriebswelle und das erste Kupplungsteil über die Übersetzung mechanisch miteinander gekoppelt sein.
Darunter, dass das Drehmoment beziehungsweise das zweite Drehmoment von der Abtriebswelle auf das Ausgleichselement übertragbar ist, kann insbesondere verstanden werden, dass ein von dem Drehmoment beziehungsweise dem zweiten Drehmoment der Abtriebswelle infolge des Übertragens bewirktes beziehungsweise realisiertes und insbesondere als Ausgleichsdrehmoment bezeichnetes Drehmoment des Ausgleichselement unterschiedlich zu dem Drehmoment beziehungsweise dem zweiten Drehmoment der Abtriebswelle sein kann. Beispielsweise kann zwischen der Abtriebswelle und dem Ausgleichselement wenigstens eine Übersetzung vorgesehen sein, wodurch das Abtriebswellendrehmoment infolge der Übersetzung unterschiedlich zu dem Ausgleichsdrehmoment sein kann. Mit anderen Worten ausgedrückt können die Abtriebswelle und das Ausgleichselement über die Übersetzung mechanisch miteinander gekoppelt sein.
Das Ausgleichselement kann drehfest mit dem ersten Kupplungsteil verbunden sein.
Der Erfindung liegen insbesondere folgende Erkenntnisse und Überlegungen zugrunde: Bei einem herkömmlichen Kurbeltrieb können der Massenausgleich, insbesondere das Ausgleichselement beziehungsweise die Ausgleichswelle und die Kupplung, insbesondere das erste Kupplungsteil, getrennt voneinander verbaut sein. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass bei einem herkömmlichen Kurbeltrieb das Ausgleichselement bezogen auf den von der Abtriebswelle zu dem ersten Kupplungsteil verlaufenden Drehmomentenfluss nicht in dem Drehmomentenfluss zwischen der Abtriebswelle und dem ersten Kupplungsteil angeordnet ist. Dadurch können Bauraum und Kosten eines herkömmlichen Kurbeltriebs besonders erhöht sein.
Demgegenüber verläuft bei dem erfindungsgemäßen Kurbeltrieb der von der Abtriebswelle zu dem ersten Kupplungsteil verlaufende Drehmomentenfluss über das Ausgleichselement. Somit sind für das Antreiben des Kraftfahrzeugs beziehungsweise das Rads des Kraftfahrzeugs und für den Massenausgleich keine jeweiligen voneinander unterschiedlichen Drehmomentenflüsse erforderlich. Dadurch können Bauraum und Kosten des Kurbeltriebs beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden. Beispielsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Kurbeltrieb ein Bauraum frei, welcher von dem Ausgleichselement belegt werden würde, wenn das Ausgleichselement nicht in dem Drehmomentenfluss angeordnet wäre. Dadurch kann ein Package-Vorteil des Kurbeltriebs beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine erzielt werden. Dadurch können Kosten der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kurbeltriebs besonders gering gehalten werden.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Ausgleichselement derart mechanisch mit der Abtriebswelle gekoppelt und dadurch derart von der Abtriebswelle antreibbar und relativ zu dem Gehäuseelement drehbar ist, dass aus einem Drehen der Abtriebswelle in eine erste Drehung eine Drehung des Ausgleichselements in eine entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung verlaufende, zweite Drehrichtung resultiert. Mit anderen Worten ausgedrückt sind das Ausgleichselement und die Abtriebswelle derart mechanisch miteinander gekoppelt, dass bei dem Drehen der Abtriebswelle in die erste Drehrichtung das Ausgleichselement in die entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung verlaufende, zweite Drehrichtung drehbar ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind in einem aktivierten Zustand der Verbrennungskraftmaschine, in welchem in dem Brennraum die Verbrennungsvorgänge stattfinden, jeweilige Drehrichtungen der Abtriebswelle und des Ausgleichselements unterschiedlich voneinander.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das erste Kupplungsteil derart mechanisch mit der Abtriebswelle und dem Ausgleichselement gekoppelt und dadurch derart von der Abtriebswelle antreibbar und relativ zu dem Gehäuseelement drehbar ist, dass aus dem Drehen der Abtriebswelle in die erste Drehrichtung eine Drehung des ersten Kupplungsteils in eine entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung verlaufende, dritte Drehrichtung resultiert. Die dritte Drehrichtung entspricht vorzugsweise der zweiten Drehrichtung.
Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass das erste Kupplungsteil und das Ausgleichselement derart mechanisch mit der Abtriebswelle gekoppelt und dadurch derart von der Abtriebswelle antreibbar und relativ zu dem Gehäuseelement drehbar sind, dass aus dem Drehen der Abtriebswelle in die erste Drehrichtung eine Drehung des Rads des Kraftfahrzeugs in eine entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung verlaufende, vierte Drehrichtung resultiert. Mit anderen Worten ausgedrückt ist bei dem Drehen der Abtriebswelle in die erste Drehrichtung das Rad des Kraftfahrzeugs in die entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung verlaufende, vierte Drehrichtung drehbar. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist das Ausgleichselement als Drehrichtungsumkehreinrichtung ausgebildet, wodurch in dem aktivierten Zustand der Verbrennungskraftmaschine während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs jeweilige Drehrichtungen der Abtriebswelle und des Rads des Kraftfahrzeugs entgegengesetzt zueinander verlaufen und somit unterschiedlich zueinander sind. Dadurch können Kreiselkräfte des Antriebsstrangs, insbesondere des Kurbeltriebs, besonders gering gehalten werden, wodurch eine Agilität des insbesondere als Kraftrad ausgebildeten Kraftfahrzeugs besonders erhöht werden kann. Dadurch können mittels des Kraftfahrzeugs besonders schnelle Richtungswechsel ermöglicht werden. Unter den Richtungswechseln können insbesondere Kurvenfahrten des Kraftfahrzeugs verstanden werden.
Vorzugsweise entspricht die vierte Drehrichtung der zweiten Drehrichtung und/oder der dritten Drehrichtung. Somit sind das Ausgleichselement und das erste Kupplungsteil vorzugsweise derart mechanisch mit der Abtriebswelle gekoppelt, dass aus dem Drehen der Abtriebswelle in die erste Drehrichtung die Drehung des Rads des Kraftfahrzeugs in die entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung verlaufende, zweite Drehrichtung resultiert.
Beispielweise ist ein für die Drehrichtungsumkehr vorgesehenes Zwischenrad als das Massenausgleichselement ausgebildet.
Bei einem herkömmlichen Kurbeltrieb beziehungsweise bei einem herkömmlichen Kraftfahrzeug ist es üblicherweise vorgesehen, dass die Drehrichtungsumkehreinrichtung und der Massenausgleich, insbesondere das Ausgleichselement, getrennt voneinander verbaut sind. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass bei dem herkömmlichen Kurbeltrieb beziehungsweise dem herkömmlichen Kraftfahrzeug die Drehrichtungsumkehreinrichtung nicht in den Drehmomentenfluss zwischen der Abtriebswelle und dem ersten Kupplungsteil angeordnet ist. Demgegenüber können bei dem erfindungsgemäßen Kurbeltrieb das Ausgleichselement und die Drehrichtungsumkehreinrichtung miteinander kombiniert werden beziehungsweise sein, insbesondere in einem gemeinsamen Bauteil beziehungsweise einer gemeinsamen Baugruppe. Die Drehrichtungsumkehreinrichtung und das Ausgleichselement können somit eine gemeinsame Baugruppe ausbilden, mittels welcher sowohl der Massenausgleich als auch die Drehrichtungsumkehr beziehungsweise die unterschiedlichen Drehrichtungen zwischen der Abtriebswelle und dem Ausgleichselement und/oder der Abtriebswelle und dem Rad des Kraftfahrzeugs realisiert werden können. Dadurch kann eine Teilezahl der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kurbeltriebs besonders gering gehalten werden. Dadurch können Bauraum, Kosten und Gewicht der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kurbeltriebs besonders gering gehalten werden. Zudem kann ein Package-Vorteil des Kurbeltriebs beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine erzielt werden.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass ein Massenschwerpunkt des Ausgleichselements in radialer Richtung des Ausgleichselements von der Drehachse des Ausgleichselements beabstandet ist, um welche das Ausgleichselement relativ zu dem Gehäuseelement drehbar ist. Mit anderen Worten ausgedrückt weist das Ausgleichselement eine gezielte Unwucht auf. Dadurch kann der Massenausgleich des Kurbeltriebs beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine gezielt bewirkt werden. Dadurch können Schwingungen des Kurbeltriebs beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden können. Somit kann beispielsweise ein Komfort der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kraftfahrzeugs besonders erhöht werden.
Beispielweise ist das für die Drehrichtungsumkehr vorgesehenes Zwischenrad derart ausgestaltet, dass der Massenschwerpunkt nicht in einer Drehachse des Zwischenrads angeordnet ist, sondern an einem gezielten, von der Drehachse in radialer Richtung des Zwischenrads beabstandeten Punkt. Dadurch kann der gezielte beziehungsweise geforderte Massenausgleich erreichen werden. Somit kann das Zwischenrad als das Ausgleichselement ausgebildet sein.
Unter der gezielten Unwucht kann insbesondere folgendes verstanden werden: Die gezielte Unwucht ist keine fertigungsbedingte beziehungsweise toleranzbedingte Unwucht, sondern das Ausgleichselement wurde bei der Konstruktion beziehungsweise Entwicklung derart ausgelegt, dass das Ausgleichselement die Unwucht aufweist, mittels welcher infolge der Auslegung die Massenkräfte zumindest teilweise ausgeglichen gezielt werden können.
Beispielsweise kann das Ausgleichselement wenigstens einen insbesondere als Gewicht bezeichneten Massenkörper aufweisen, welcher in der radialen Richtung des Ausgleichselements von der Drehachse beabstandet ist. Dadurch kann bewirkt werden, dass der Massenschwerpunkt des Ausgleichselements in der radialen Richtung des Ausgleichselements von der Drehachse beabstandet ist. Alternativ oder zusätzlich kann dies dadurch bewirkt werden, dass das Ausgleichselement wenigstens eine insbesondere als Aussparungen bezeichnete Materialausnehmung aufweist. Wenn das Ausgleichselement mehrere Massenkörper und/oder Materialausnehmungen aufweist, sind die Massenkörper beziehungsweise Materialausnehmungen bezogen auf die Drehachse des Ausgleichselements vorzugsweise asymmetrisch angeordnet.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass mittels des Massenausgleichs, insbesondere mittels des Ausgleichselements, Massenkräfte zweiter Ordnung des Kurbeltriebs beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine zumindest teilweise, insbesondere überwiegend oder vollständig, ausgleichbar sind. Mit anderen Worten ausgedrückt ist der Massenausgleich als vollständiger oder teilweiser Massenausgleich zweiter Ordnung ausgebildet, insbesondere als 50%-Massenausgleich zweiter Ordnung. Beispielweise entspricht in dem aktivierten Zustand der Verbrennungskraftmaschine eine Drehzahl des Ausgleichselements einer doppelten Drehzahl der Abtriebswelle. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass während sich die Verbrennungskraftmaschine in dem aktivierten Zustand befindet, das Ausgleichselement mit doppelter Drehzahl rotiert wie die Abtriebswelle. Dadurch können die Massenkräfte zweiter Ordnung ausgeglichen werden. Dadurch können Schwingungen des Kurbeltriebs besonders gering gehalten werden, wodurch der Komfort der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kraftfahrzeugs besonders erhöht werden kann.
In dem aktivierten Zustand der Verbrennungskraftmaschine finden in dem Brennraum die Verbrennungsvorgänge statt. Vorzugsweise wird in dem aktivierten Zustand die Abtriebswelle relativ zu dem Gehäuseelement gedreht. In einem deaktivierten Zustand der Verbrennungskraftmaschine unterbleiben die Verbrennungsvorgänge in dem Brennraum. Vorzugsweise steht in dem deaktivierten Zustand die Abtriebswelle still, worunter insbesondere verstanden werden kann, dass die Abtriebswelle nicht relativ zu dem Gehäuseelement gedreht wird. Beim Starten der Verbrennungskraftmaschine wird die Verbrennungskraftmaschine von dem deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand überführt. Das Starten kann insbesondere als Anlassen oder als Aktivieren bezeichnet werden.
Die Verbrennungskraftmaschine umfasst wenigstens eine einen Rotor aufweisende elektrische Maschine. Die elektrische Maschine kann einen Stator aufweisen, wobei der Rotor relativ zu dem Stator um eine Maschinendrehachse der elektrischen Maschine drehbar ist. Der Rotor ist somit relativ zu dem Gehäuseelement drehbar. Mittels der elektrischen Maschine kann elektrische Leistung in mechanische Leistung umgewandelt werden, wodurch der Rotor angetrieben werden kann und somit relativ zu dem Stator gedreht werden kann. Die elektrische Leistung kann beispielsweise aus einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs entnommen werden.
Mittels der elektrischen Maschine ist zum Starten der Verbrennungskraftmaschine die Abtriebswelle über den Rotor antreibbar. Mit anderen Worten ausgedrückt sind der Rotor der elektrischen Maschine und die Abtriebswelle drehmomentenübertragend miteinander verbunden beziehungsweise verbindbar, wodurch ein von der elektrischen Maschine über den Rotor bereitgestelltes Drehmoment zum Starten der Verbrennungskraftmaschine von dem Rotor auf die Abtriebswelle übertragbar ist. Die elektrische Maschine kann somit insbesondere als Starter bezeichnet werden. Infolge des Antreibens der Abtriebswelle durch den Rotor, kann die stillstehende und sich somit in ihrer Ruhelage befindende Abtriebswelle beschleunigt werden und somit mit einer gegenüber Null größeren Drehzahl relativ zu dem Gehäuseelement um die Abtriebswellendrehachse rotieren, wodurch die Verbrennungskraftmaschine gestartet werden kann.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Ausgleichselement bezogen auf einen von dem Rotor zu der Abtriebswelle verlaufenden, zweiten Drehmomentenfluss, über welchen ein von der elektrischen Maschine über den Rotor bereitgestelltes Antriebsdrehmoment zum Starten der Verbrennungskraftmaschine von dem Rotor auf die Abtriebswelle übertragbar ist, in dem zweiten Drehmomentenfluss zwischen dem Rotor und der Abtriebswelle angeordnet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Ausgleichselement bezogen auf den zweiten Drehmomentenfluss zwischen dem Rotor und der Abtriebswelle angeordnet, wodurch das Antriebsdrehmoment von dem Rotor über das Ausgleichselement auf die Abtriebswelle übertragbar ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind der Rotor, das Ausgleichselement und die Abtriebswelle derart mechanisch, insbesondere drehmomentübertragend, miteinander gekoppelt, dass das Ausgleichselement, insbesondere direkt, von dem Rotor antreibbar ist und die Abtriebswelle, insbesondere direkt, von dem von dem Rotor angetriebenen Ausgleichselement antreibbar ist. Dadurch können Bauraum und Kosten der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kurbeltriebs besonders gering gehalten werden.
Darunter, dass das Antriebsdrehmoment von dem Rotor auf die Abtriebswelle übertragbar ist, kann insbesondere verstanden werden, dass ein von dem Antriebsdrehmoment des Rotors infolge des Übertragens bewirktes beziehungsweise realisiertes Drehmoment der Abtriebswelle unterschiedlich zu dem Antriebsdrehmoment des Rotors sein kann. Beispielsweise kann zwischen dem Rotor und der Abtriebswelle wenigstens eine Übersetzung vorgesehen sein, wodurch das Drehmoment der Abtriebswelle beziehungsweise das Abtriebswellendrehmoment unterschiedlich zu dem Antriebsdrehmoment des Rotors sein kann. Mit anderen Worten ausgedrückt können der Rotor und das Ausgleichselement über eine Übersetzung mechanisch miteinander gekoppelt sein.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das erste Kupplungsteil bezogen auf den zweiten Drehmomentenfluss in dem zweiten Drehmomentenfluss zwischen dem Rotor und dem Ausgleichselement angeordnet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das erste Kupplungsteil bezogen auf den zweiten Drehmomentenfluss zwischen dem Rotor und dem Ausgleichselement angeordnet, sodass das Antriebsdrehmoment von dem Rotor über das erste Kupplungsteil auf das Ausgleichselement beziehungsweise die Abtriebswelle übertragbar ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind das Ausgleichselement, der Rotor und das erste Kupplungsteil derart mechanisch miteinander gekoppelt, dass das erste Kupplungsteil von dem Rotor antreibbar ist, wobei das Ausgleichselement von dem von dem Rotor angetriebenen ersten Kupplungsteil antreibbar ist. Dadurch können Kosten und Bauraum der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kurbeltriebs besonders gering gehalten werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens eine eine von 1 unterschiedliche Übersetzung aufweisende und separat von dem Getriebe ausgebildete Getriebestufe vorgesehen, welche bezogen auf den zweiten Drehmomentenfluss in dem zweiten Drehmomentenfluss zwischen dem Rotor und dem Ausgleichselement angeordnet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt weist der Kurbeltrieb die Getriebestufe auf, welche bezogen auf den von dem Rotor zu der Abtriebswelle verlaufenden zweiten Drehmomentenfluss zwischen dem Rotor und dem Ausgleichselement angeordnet ist, wodurch das Antriebsdrehmoment von dem Rotor über die Getriebestufe auf das Ausgleichselement übertragbar ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind der Rotor, das Ausgleichselement und die Getriebestufe derart mechanisch miteinander gekoppelt, dass die Getriebestufe von dem Rotor antreibbar ist, wobei das Ausgleichselement von der von dem Rotor angetriebenen Getriebestufe antreibbar ist. Die Getriebestufe weist die Übersetzung auf, welche einen insbesondere als Übersetzungswert bezeichneten Wert aufweist, der größer oder kleiner als 1 ist. Durch die von 1 unterschiedliche Übersetzung können ein jeweiliger Drehmomentwert und ein jeweiliger Drehzahlwert des Rotors unterschiedlich zu einem jeweiligen Drehmomentwert und einem jeweiligen Drehzahlwert des Ausgleichselements sein. Dadurch kann sowohl die Verbrennungskraftmaschine besonders vorteilhaft gestartet werden als auch der Massenausgleich besonders vorteilhaft erfolgen.
Der Kurbeltrieb kann wenigstens ein separat von dem Getriebe ausgebildetes Getriebeelement aufweisen, wobei das Getriebeelement die Getriebestufe umfassen kann. Die Getriebestufe beziehungsweise das Getriebeelement ist vorzugsweise als Vorgelegegetriebe für den Starter ausgebildet. Somit ist die Getriebestufe beziehungsweise das Vorgelegegetriebe insbesondere dafür vorgesehen, das von der elektrischen Maschine über den Rotor bereitgestellte Antriebsdrehmoment derart zu wandeln, dass der jeweilige auf die Abtriebswelle übertragene Drehmomentwert besonders gut zum Starten der Verbrennungskraftmaschine geeignet ist. Das Vorgelegegetriebe kann insbesondere als Startervorgelege bezeichnet werden.
Bei einem herkömmlichen Kurbeltrieb ist es üblicherweise vorgesehen, dass die Getriebestufe nicht in dem zweiten Drehmomentenfluss zwischen dem Rotor und dem Ausgleichselement angeordnet ist. Dadurch kann bei dem herkömmlichen Kurbeltrieb eine Teilezahl der Verbrennungskraftmaschine besonders hoch sein. Demgegenüber kann bei dem erfindungsgemäßen Kurbeltrieb die Teilezahl der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kurbeltriebs besonders gering gehalten werden. Dadurch können Kosten und Gewicht der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise des Kurbeltriebs besonders gering gehalten werden. Zudem kann ein Package-Vorteil des Kurbeltriebs beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine erzielt werden.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Getriebestufe bezogen auf den zweiten Drehmomentenfluss in dem zweiten Drehmomentenfluss zwischen dem Rotor und dem ersten Kupplungsteil angeordnet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt ist die Getriebestufe bezogen auf den von dem Rotor zu der Abtriebswelle verlaufenden zweiten Drehmomentenfluss zwischen dem Rotor und dem ersten Kupplungsteil angeordnet, wodurch das Antriebsdrehmoment von dem Rotor über die Getriebestufe auf das erste Kupplungsteil, das Ausgleichselement und die Abtriebswelle übertragbar ist. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt sind der Rotor, die Getriebestufe und das erste Kupplungsteil derart mechanisch miteinander gekoppelt, dass die Getriebestufe von dem Rotor antreibbar ist, wobei das erste Kupplungsteil von der von dem Rotor angetriebenen Getriebestufe antreibbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens ein insbesondere als Freilauf bezeichnetes Freilaufelement vorgesehen, welches bezogen auf den zweiten Drehmomentenfluss zwischen dem Rotor, insbesondere der Getriebestufe, und dem Ausgleichselement, insbesondere dem ersten Kupplungsteil, angeordnet ist, wobei der Rotor, insbesondere die Getriebestufe, über das Freilaufelement derart mit dem Ausgleichselement, insbesondere dem ersten Kupplungsteil, mechanisch gekoppelt ist, dass das Antriebsdrehmoment von dem Rotor, insbesondere der Getriebestufe, über das Freilaufelement auf das Ausgleichselement, insbesondere das erste Kupplungsteil, übertragbar ist und ein Übertragen des entgegengesetzt zu dem zweiten Drehmomentenfluss verlaufenden, von der Abtriebswelle bereitgestellten Drehmoments beziehungsweise des zweiten Drehmoments von dem Ausgleichselement, insbesondere von dem ersten Kupplungsteil, über das Freilaufelement auf den Rotor, insbesondere die Getriebestufe, unterbleibt. Mit anderen Worten ausgedrückt ist das Freilaufelement bezogen auf den zweiten Drehmomentenfluss zwischen dem Rotor, insbesondere der Getriebestufe, und dem Ausgleichselement, insbesondere dem ersten Kupplungsteil, angeordnet, wobei das Freilaufelement derart ausgebildet ist, dass die Abtriebswelle beziehungsweise das Ausgleichselement, insbesondere das erste Kupplungsteil, über das Freilaufelement von dem Rotor, insbesondere der Getriebestufe, angetrieben werden kann, wohingegen der Rotor, insbesondere die Getriebestufe, von der Abtriebswelle beziehungsweise dem Ausgleichselement, insbesondere von dem ersten Kupplungsteil, nicht über das Freilaufelement angetrieben werden kann. Somit unterbindet das Freilaufelement das Antreiben des Rotors, insbesondere der Getriebestufe, durch das Ausgleichselement, insbesondere das erste Kupplungsteil, beziehungsweise die Abtriebswelle.
Dadurch können insbesondere folgende Vorteile erzielt werden: Das Ausgleichselement kann in dem aktivierten Zustand der Verbrennungskraftmaschine permanent von der Abtriebswelle angetrieben werden, wodurch der Massenausgleich in dem aktivierten Zustand der Verbrennungskraftmaschine permanent durchgeführt werden kann. Das Ausgleichselement kann zudem beim Starten der Verbrennungskraftmaschine von dem Rotor angetrieben werden, wodurch der Massenausgleich beim Starten der Verbrennungskraftmaschine durchgeführt werden kann. Die elektrische Maschine ist als Starter und vorzugsweise nicht als Generator ausgebildet. Das heißt, ein Antreiben des Rotors durch die Abtriebswelle in dem aktivierten Zustand der Verbrennungskraftmaschine würde einen zusätzlichen Reibungswiderstand verursachen. Durch das Freilaufelement kann sowohl der Massenausgleich sichergestellt werden als auch der zusätzliche Reibungswiderstand vermieden beziehungsweise vermindert werden. Dadurch kann ein Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, welches einen Kurbeltrieb aufweist, insbesondere gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. In einem vollständig hergestellten Zustand des Kraftfahrzeugs weist das Kraftfahrzeug eine Verbrennungskraftmaschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. In vollständig hergestelltem Zustand der Verbrennungskraftmaschine weist die Verbrennungskraftmaschine den Kurbeltrieb auf. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt. Das Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftrad, insbesondere als Motorrad, ausgestaltet.
Ein erster weiterer Aspekt betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, mit einem erfindungsgemäßen Kurbeltrieb. Ein zweiter weiterer Aspekt betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine, welche einen erfindungsgemäßen Kurbeltrieb aufweist. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten weiteren Aspekts und/oder des zweiten weiteren Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, welches einen erfindungsgemäßen Kurbeltrieb aufweist; und
2 eine schematische seitliche Teilansicht eines Antriebsstrangs mit einem erfindungsgemäßen Kurbeltrieb.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Teilschnittansicht ein Kraftfahrzeug 1, welches als Kraftrad, insbesondere als Motorrad, ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug weist einen Antriebsstrang 2 auf, welcher zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 1 vorgesehen ist. Hierfür weist der Antriebsstrang 2 eine Verbrennungskraftmaschine 3 auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug 1 antreibbar ist.
2 zeigt in einer schematischen seitlichen Teilansicht den Antriebsstrang 2 beziehungsweise die Verbrennungskraftmaschine 3 von vorne. Die Verbrennungskraftmaschine 3 umfasst einen Kurbeltrieb 4, welcher eine relativ zu einem Gehäuseelement 5 der Verbrennungskraftmaschine 3 drehbare Abtriebswelle 6 aufweist. Die Abtriebswelle 6 ist um eine Abtriebswellendrehachse 7 der Abtriebswelle 6 relativ zu dem Gehäuseelement 5 drehbar. Über die Abtriebswelle 6 ist das Kraftfahrzeug 1 von der Verbrennungskraftmaschine 3 antreibbar.
Die Verbrennungskraftmaschine 3 weist wenigstens einen Brennraum, einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt und einen von einem Abgas der Verbrennungskraftmaschine 3 durchströmbaren Abgastrakt auf. Über den Ansaugtrakt kann die den Ansaugtrakt durchströmende Luft dem Brennraum zugeführt werden. Über den Abgastrakt kann das Abgas der Verbrennungskraftmaschine 3 aus dem Brennraum abgeführt werden. Die Verbrennungskraftmaschine 3 weist wenigstens ein Einlassventil auf, mittels welchem das Zuführen der Luft in dem Brennraum gesteuert beziehungsweise eingestellt werden kann. Die Verbrennungskraftmaschine 3 weist wenigstens ein Auslassventil auf, mittels welchem das Abführen des Abgases aus dem Brennraum gesteuert beziehungsweise eingestellt werden kann. Der Kurbeltrieb 4 weist eine relativ zu dem Gehäuseelement 5 drehbare Nockenwelle auf, welche mechanisch mit dem Einlassventil und dem Auslassventil gekoppelt ist. Über eine Steuerkette 8 ist die Abtriebswelle 6 mechanisch mit der Nockenwelle gekoppelt, wodurch die Nockenwelle von der Abtriebswelle 6 angetrieben werden kann. Dadurch können das Einlassventil und das Auslassventil über an der Nockenwelle angeordnete Nocken betätigt werden.
In einem aktivierten Zustand der Verbrennungskraftmaschine 3 finden in dem Brennraum Verbrennungsvorgänge statt, bei welchen ein Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrannt wird, woraus das Abgas der Verbrennungskraftmaschine 3 resultiert. Der Brennraum ist teilweise von einem Kolben 9 der Verbrennungskraftmaschine 3, insbesondere des Kurbeltriebs 4, begrenzt. In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Kolben 9 dargestellt. Jeder der Kolben 9 ist jeweils einem Brennraum der Verbrennungskraftmaschine 3 zugeordnet. Somit umfasst die Verbrennungskraftmaschine 3 in dem Ausführungsbeispiel zwei Brennräume. Der jeweilige Kolben 9 ist relativ zu einer jeweiligen, den jeweiligen Brennraum begrenzenden Brennraumwand translatorisch bewegbar. Der jeweilige Kolben 9 ist über ein jeweiliges Pleuel 10 mechanisch mit der Abtriebswelle 6 gekoppelt. Mittels des jeweiligen Pleuels 10 kann die translatorische Bewegung des jeweiligen Kolbens 9 in eine rotatorische Bewegung der Abtriebswelle 6 umgewandelt werden, wodurch die Abtriebswelle 6 von dem Kolben 9 antreibbar ist.
Der Antriebsstrang 2, insbesondere der Kurbeltrieb 4, umfasst eine Kupplung 11, welche ein erstes Kupplungsteil 12 und ein zweites Kupplungsteil 13 umfasst. Das erste Kupplungsteil 12 ist drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, mit der Abtriebswelle 6 verbunden beziehungsweise gekoppelt. In dem Antriebsstrang 2 ist wenigstens ein Getriebe 14 angeordnet, wobei das zweite Kupplungsteil 13 mit einer Getriebeeingangswelle 15 des Getriebes 14 drehmomentübertragend, insbesondere drehfest, verbunden ist. Das Getriebe 14 weist eine Getriebeausgangswelle 16 auf, wobei mittels des Getriebes 14 Drehzahl und Drehmoment der Getriebeeingangswelle 15 gewandelt werden können, wodurch die Getriebeausgangswelle 16 eine unterschiedliche Drehzahl und ein unterschiedliches Drehmoment aufweisen kann wie die Getriebeeingangswelle 15. Die Getriebeeingangswelle 15 und die Getriebeausgangswelle 16 sind relativ zu dem Gehäuseelement 5 drehbar. In einem geschlossenen Zustand der Kupplung 11 sind die Abtriebswelle 6 und die Getriebeeingangswelle 15 derart mechanisch miteinander gekoppelt, dass die Getriebeeingangswelle 15 über die Abtriebswelle 6 von der Verbrennungskraftmaschine 3 angetrieben werden kann. Mit anderen Worten ausgedrückt sind die Abtriebswelle 6 und die Getriebeeingangswelle 15 in dem geschlossenen Zustand der Kupplung 11 drehmomentübertragend miteinander verbunden. In einem geöffneten Zustand der Kupplung 11 kann die Getriebeeingangswelle 15 nicht mittels der Abtriebswelle 6 über die Kupplung 11 angetrieben werden. Somit sind die Abtriebswelle 6 und die Getriebeeingangswelle 15 in dem geöffneten Zustand der Kupplung 11 entkoppelt, das heißt nicht drehmomentübertragend miteinander verbunden beziehungsweise gekoppelt.
Das als Kraftrad ausgebildete Kraftfahrzeug 1 weist zwei Räder 17, 18 auf, welche insbesondere als Bodenkontaktelemente bezeichnet werden können. Das jeweilige Rad 17, 18 ist um eine jeweilige Raddrehachse 19 relativ zu dem Gehäuseelement 5 drehbar. Ein erstes der Räder 17 ist als Hinterrad des Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet. Ein zweites der Räder 17 ist als Vorderrad des Kraftfahrzeugs 1 ausgebildet. Die Getriebeausgangswelle 16 ist mit dem ersten Rad 17 des Kraftfahrzeugs 1 drehmomentübertragend gekoppelt beziehungsweise koppelbar. Somit kann in dem geschlossenen Zustand der Kupplung 11 das Kraftfahrzeug 1 beziehungsweise das erste Rad 17 mittels der Verbrennungskraftmaschine 3 über die Abtriebswelle 6, über die geschlossene Kupplung 11, insbesondere das erste und das zweite Kupplungsteil 12, 13, und über das Getriebe 14, insbesondere die Getriebeeingangswelle 15 und die Getriebeausgangswelle 16, angetrieben werden. Vorzugsweise ist das erste Rad 17 mit der Getriebeausgangswelle 16 über eine Kette 20 drehmomentübertragend gekoppelt beziehungsweise mechanisch verbunden. Ein Drehmomentenverlauf zwischen der Abtriebswelle 6, der Ausgleichswelle 22, der Kupplung 11, insbesondere dem ersten und dem zweiten Kupplungsteil 12, 13, dem Getriebe 14, insbesondere der Getriebeeingangswelle 15 und der Getriebeausgangswelle 16, der Kette 20 und dem ersten Rad 17 kann insbesondere als Primärtrieb des Kraftfahrzeugs 1 beziehungsweise des Antriebsstrangs 2 bezeichnet werden.
Der Kurbeltrieb 4 weist wenigstens einen, insbesondere als Massenausgleichseinrichtung bezeichneten Massenausgleich 21 auf, welcher wenigstens ein von der Abtriebswelle 6 antreibbares und dadurch relativ zu dem Gehäuseelement 5 drehbares mit der Abtriebswelle 6 mechanisch gekoppeltes Ausgleichselement 22 zum gezielten Ausgleichen von Massenkräften des Kurbeltriebs 4 beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine 3 umfasst. Der Massenausgleich 21, insbesondere die Ausgleichselement 22, ist somit zum zumindest teilweisen, insbesondere vollständigen, Ausgleichen freier Massenkräfte des Kurbeltriebs 4 vorgesehen. Das Ausgleichselement 22 ist somit drehmomentübertragend mit der Abtriebswelle 6 gekoppelt. Das Ausgleichselement 22 ist um eine Drehachse 23 des Ausgleichselements 22 relativ zu dem Gehäuseelement 5 drehbar. In dem Ausführungsbeispiel ist das Ausgleichselement 22 als Ausgleichswelle 22 ausgebildet.
Um Bauraum und Kosten der Verbrennungskraftmaschine 3 beziehungsweise des Kurbeltriebs 4 besonders gering halten zu können, ist es vorgesehen, dass die Ausgleichswelle 22 bezogen auf einen von der Abtriebswelle 6 zu dem ersten Kupplungsteil 12 verlaufenden Drehmomentenfluss 24, über welchen ein von der Abtriebswelle 6 bereitgestelltes Drehmoment 25 zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 1 auf das erste Kupplungsteil 12 übertragbar ist, in dem Drehmomentenfluss 24 zwischen der Abtriebswelle 6 und dem ersten Kupplungsteil 12 angeordnet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt sind die Abtriebswelle 6, die Ausgleichswelle 22 und das erste Kupplungsteil 12 derart mechanisch miteinander gekoppelt, dass das Drehmoment 25 von der Abtriebswelle 6 über die Ausgleichswelle 22 auf das erste Kupplungsteil 12 übertragbar ist. Die Ausgleichswelle ist somit in dem Primärtrieb des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass die Ausgleichswelle 22 derart mechanisch mit der Abtriebswelle 6 gekoppelt und derart von der Abtriebswelle 6 antreibbar und relativ zu dem Gehäuseelement 5 drehbar ist, dass aus einem Drehen der Abtriebswelle 6 in eine erste Drehrichtung 26 eine Drehung der Ausgleichswelle 22 in eine entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung 26 verlaufende, zweite Drehrichtung 27 resultiert. Vorzugsweise sind die Ausgleichswelle 22 und das erste Rad 17 derart mechanisch mit der Abtriebswelle 6 gekoppelt und dadurch derart von der Abtriebswelle 6 antreibbar und relativ zu dem Gehäuseelement 5 drehbar, dass aus dem Drehen der Abtriebswelle 6 in die erste Drehrichtung 26 eine Drehung des erstens Rads 17 in die entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung 26 verlaufende, zweite Drehrichtung 27 resultiert. Die Ausgleichswelle 22 ist somit als Drehrichtungsumkehreinrichtung ausgebildet, wodurch die erste Drehrichtung 26 der Abtriebswelle 6 und die zweite Drehrichtung 27 des ersten Rads 17 bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 unterschiedlich zueinander sind. Dadurch können Kreiselkräfte des Antriebsstrangs 2, insbesondere des Kurbeltriebs 4, besonders gering gehalten werden, wodurch eine Agilität des als Kraftrad ausgebildeten Kraftfahrzeugs 1 besonders erhöht werden kann. Dadurch können mittels des Kraftfahrzeugs 1 besonders schnelle Richtungswechsel ermöglicht werden. Unter den Richtungswechseln können insbesondere Kurvenfahrten des Kraftfahrzeugs 1 verstanden werden.
In weiterer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass ein Massenschwerpunkt 28 der Ausgleichswelle 22 in radialer Richtung 29 der Ausgleichswelle 22 von der Drehachse 23 beabstandet ist. Dadurch kann eine Unwucht der Ausgleichswelle 22 bewirkt werden, wodurch freie Massenkräfte des Kurbeltriebs 4 beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine 3 ausgeglichen werden können.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass mittels des Massenausgleichs 21, insbesondere der Ausgleichswelle 22, Massenkräfte zweiter Ordnung des Kurbeltriebs 4 beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine 3 ausgleichbar sind. Dadurch können Schwingungen des Kurbeltriebs 4 beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine 3 besonders gering gehalten werden, wodurch ein Komfort der Verbrennungskraftmaschine 3 beziehungsweise des Kraftfahrzeugs 1 besonders erhöht werden kann.
In einem deaktivierten Zustand der Verbrennungskraftmaschine 3 unterbleiben die Verbrennungsvorgänge in dem Brennraum. Die Verbrennungskraftmaschine 3 kann von dem deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand übergehen und umgekehrt. Unter dem Übergehen kann insbesondere ein Wechseln zwischen dem deaktivierten Zustand und dem aktivierten verstanden werden. Das Übergehen der Verbrennungskraftmaschine 3 von dem deaktivierten Zustand in den aktivierten Zustand kann insbesondere als Starten oder Anlassen der Verbrennungskraftmaschine 3 bezeichnet werden. Hierfür weist die Verbrennungskraftmaschine 3, insbesondere der Kurbeltrieb 4, eine elektrische Maschine 30 auf. Die elektrische Maschine 30 weist einen Rotor 31 und einen Stator auf. Der Rotor 31 ist relativ zu dem Stator beziehungsweise dem Gehäuseelement 5 um eine Maschinendrehachse drehbar. Mittels der elektrischen Maschine 30 ist die Abtriebswelle 6 zum Starten der Verbrennungskraftmaschine 3 über den Rotor 31 antreibbar.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Ausgleichswelle 22 bezogen auf einen von dem Rotor 31 zu der Abtriebswelle 6 verlaufenden, zweiten Drehmomentenfluss 32, über welchen ein von der elektrischen Maschine 30 über den Rotor 31 bereitgestelltes Antriebsdrehmoment 33 zum Starten der Verbrennungskraftmaschine 3 von dem Rotor 31 auf die Abtriebswelle 6 übertragbar ist, in dem zweiten Drehmomentenfluss 32 zwischen dem Rotor 31 und der Abtriebswelle 6 angeordnet ist. Dadurch können Bauraum und Kosten des Kurbeltriebs 4 beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine 3 besonders gering gehalten werden.
In dem Ausführungsbeispiel ist das erste Kupplungsteil 12 bezogen auf den von dem Rotor 31 zu der Abtriebswelle 6 verlaufenden, zweiten Drehmomentenfluss 32 in dem zweiten Drehmomentenfluss 32 zwischen dem Rotor 31 und der Ausgleichswelle 22 angeordnet. Dadurch können Bauraum und Kosten des Kurbeltriebs 4 beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine 3 besonders gering gehalten werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens eine eine von 1 unterschiedliche Übersetzung 34 aufweisende und separat von dem Getriebe 14 ausgebildete Getriebestufe 35 vorgesehen, welche bezogen auf den zweiten Drehmomentenfluss 32 in dem zweiten Drehmomentenfluss 32 zwischen dem Rotor 31 und der Ausgleichswelle 22, insbesondere dem ersten Kupplungsteil 12, angeordnet ist. Die Getriebestufe 35 ist vorzugsweise als Vorgelegegetriebe ausgebildet beziehungsweise als Getriebestufe 35 des Vorgelegegetriebes. Das Vorgelegegetriebe kann insbesondere als StarterVorgelege bezeichnet werden. Mittels der Getriebestufe 35 kann das von dem Rotor 31 auf die Abtriebswelle 6 übertragene Antriebsdrehmoment 33 gewandelt werden, wodurch die Verbrennungskraftmaschine 3 besonders vorteilhaft gestartet werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Freilaufelement 36 vorgesehen, welches bezogen auf den zweiten Drehmomentenfluss 32 zwischen dem Rotor 31, insbesondere der Getriebestufe 35, und der Ausgleichswelle 22, insbesondere dem ersten Kupplungsteil 12, angeordnet ist, wobei der Rotor 31, insbesondere die Getriebestufe 35, über das Freilaufelement 36 derart mit der Ausgleichswelle 22, insbesondere dem ersten Kupplungsteil 12, mechanisch gekoppelt ist, dass das Antriebsdrehmoment 33 von dem Rotor 31, insbesondere der Getriebestufe 35, über das Freilaufelement 36 auf die Ausgleichswelle 22, insbesondere das erste Kupplungsteil 12, übertragbar ist und ein Übertragen des entgegengesetzt zu dem zweiten Drehmomentenfluss 32 verlaufenden, von der Abtriebswelle 6 bereitgestellten Drehmoments 25 von der Ausgleichswelle 22, insbesondere von dem ersten Kupplungsteil 12, über das Freilaufelement 36 auf den Rotor 31, insbesondere die Getriebestufe 35, unterbleibt. Mit anderen Worten ausgedrückt kann das Drehmoment 25, welches von der Abtriebswelle 6 bereitstellbar und zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 1 beziehungsweise des ersten Rads 17 vorgesehen ist und in dem Drehmomentenfluss 24 verläuft, nicht über das Freilaufelement 36 auf den Rotor 31, insbesondere die Getriebestufe 35, übertragen werden, wohingegen das Freilaufelement 36 das Antreiben der Ausgleichswelle 22, insbesondere des ersten Kupplungsteils 12, von dem Rotor 31 zulässt. Dadurch kann das Drehen beziehungsweise Antreiben des Rotors 31 unterbleiben, wenn sich die Verbrennungskraftmaschine 3 in dem aktivierten Zustand befindet. Dadurch kann beispielsweise eine Reibung des Kurbeltriebs 4 besonders gering gehalten werden, wodurch ein Kraftstoffverbrauch der Verbrennungskraftmaschine 3 besonders gering gehalten werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Antriebsstrang
3: Verbrennungskraftmaschine
4: Kurbeltrieb
5: Gehäuseelement
6: Abtriebswelle
7: Abtriebswellendrehachse
8: Steuerkette
9: Kolben
10: Pleuel
11: Kupplung
12: erstes Kupplungsteil
13: zweites Kupplungsteil
14: Getriebe
15: Getriebeeingangswelle
16: Getriebeausgangswelle
17: erstes Rad
18: zweites Rad
19: Raddrehachse
20: Kette
21: Massenausgleich
22: Ausgleichselement
23: Drehachse
24: Drehmomentenfluss
25: Drehmoment
26: erste Drehrichtung
27: zweite Drehrichtung
28: Massenschwerpunkt
29: radiale Richtung
30: elektrische Maschine
31: Rotor
32: zweiter Drehmomentenfluss
33: Antriebsdrehmoment
34: Übersetzung
35: Getriebestufe
36: Freilaufelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2005111395 A2 [0002]

Claims

Kurbeltrieb (4) für eine Verbrennungskraftmaschine (3) eines Kraftfahrzeugs (1), mit einer relativ zu einem Gehäuseelement (5) der Verbrennungskraftmaschine (3) drehbaren Abtriebswelle (6), mit welcher ein Kupplungsteil (12) einer Kupplung (11) drehmomentenübertragend verbunden ist, wodurch das Kraftfahrzeug (1) über die Abtriebswelle (6) und die Kupplung (11) antreibbar ist, und mit einem Massenausgleich (21), welcher wenigstens ein von der Abtriebswelle (6) antreibbares und dadurch relativ zu dem Gehäuseelement (5) drehbares Ausgleichselement (22) zum Ausgleichen von Massenkräften des Kurbeltriebs (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (22) bezogen auf einen von der Abtriebswelle (6) zu dem Kupplungsteil (12) verlaufenden Drehmomentenfluss (24), über welchen ein von der Abtriebswelle (6) bereitgestelltes Drehmoment (25) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (1) auf das Kupplungsteil (12) übertragbar ist, in dem Drehmomentenfluss (24) zwischen der Abtriebswelle (6) und dem Kupplungsteil (12) angeordnet ist.
Kurbeltrieb (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ausgleichselement (22) derart mit der Abtriebswelle (6) gekoppelt und dadurch derart von der Abtriebswelle (6) antreibbar und relativ zu dem Gehäuseelement (5) drehbar ist, dass aus einem Drehen der Abtriebswelle (6) in eine erste Drehrichtung (26) eine Drehung des Ausgleichselement (22) in eine entgegengesetzt zu der ersten Drehrichtung (26) verlaufende, zweite Drehrichtung (27) resultiert.
Kurbeltrieb (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Massenschwerpunkt (28) des Ausgleichselements (22) in radialer Richtung (29) des Ausgleichselements (22) von einer Drehachse (23) beabstandet ist, um welche das Ausgleichselement (22) relativ zu dem Gehäuseelement (5) drehbar ist.
Kurbeltrieb (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Massenausgleichs (21) Massenkräfte zweiter Ordnung des Kurbeltriebs (4) ausgleichbar sind.
Kurbeltrieb (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine einen Rotor (31) aufweisende elektrischen Maschine (30), mittels welcher die Abtriebswelle (6) zum Starten der Verbrennungskraftmaschine (3) über den Rotor (31) antreibbar ist.
Kurbeltrieb (4) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichselement (22) bezogen auf einen von dem Rotor (31) zu der Abtriebswelle (6) verlaufenden, zweiten Drehmomentenfluss (32), über welchen ein von der elektrischen Maschine (30) über den Rotor (31) bereitgestelltes Antriebsdrehmoment (33) zum Starten der Verbrennungskraftmaschine (3) von dem Rotor (31) auf die Abtriebswelle (6) übertragbar ist, in dem zweiten Drehmomentenfluss (32) zwischen dem Rotor (31) und der Abtriebswelle (6) angeordnet ist.
Kurbeltrieb (4) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsteil (12) bezogen auf den zweiten Drehmomentenfluss (32) in dem zweiten Drehmomentfluss (32) zwischen dem Rotor (31) und dem Ausgleichselement (22) angeordnet ist.
Kurbeltrieb (4) nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch wenigstens eine eine von 1 unterschiedliche Übersetzung (34) aufweisende Getriebestufe (35), welche bezogen auf den zweiten Drehmomentenfluss (32) in dem zweiten Drehmomentenfluss (32) zwischen dem Rotor (31) und dem Ausgleichselement (22) angeordnet ist.
Kurbeltrieb (4) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch ein Freilaufelement (36), welches bezogen auf den zweiten Drehmomentenfluss (32) zwischen dem Rotor (31) und dem Ausgleichselement (22) angeordnet ist, wobei der Rotor (31) über das Freilaufelement (36) derart mit dem Ausgleichselement (22) gekoppelt ist, dass das Antriebsdrehmoment (33) von dem Rotor (31) über das Freilaufelement (36) auf das Ausgleichselement (22) übertragbar ist und ein Übertragen des entgegengesetzt zu dem zweiten Drehmomentenfluss (32) verlaufenden, von der Abtriebswelle (6) bereitgestellten Drehmoments (25) von dem Ausgleichselement (22) über das Freilaufelement (36) auf den Rotor (31) unterbleibt.
Kraftfahrzeug (1), mit einem Kurbeltrieb (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.