DE10203185A1 - Verfahren zum Betrieb einer Zylinder-Brennkraftmaschine - insbesondere für Kraftfahrzeuge -, mit einem oder mehreren Zylindern, die für Zwei- und für Viertaktbetrieb ausgelegt ist, sowie eine derartige Zylinder-Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum Betrieb einer Zylinder-Brennkraftmaschine - insbesondere für Kraftfahrzeuge -, mit einem oder mehreren Zylindern, die für Zwei- und für Viertaktbetrieb ausgelegt ist, sowie eine derartige Zylinder-Brennkraftmaschine

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Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Zylinder-Brennkraftmaschine - insbesondere für Kraftfahrzeuge - mit einem oder mehreren Zylindern, die für Zwei- und für Viertaktbetrieb ausgelegt ist, wobei die Brennkraftmaschine leistungabhängig im Zweitakt oder im Viertakt derart betrieben wird, dass sie oberhalb eines Schwellwertes für die Leistung der Brennkraftmaschine im Zweitakt und unterhalb des Schwellwertes im Viertakt betrieben wird, bei dem die Motorspülung im Zweitaktbetrieb zwischen wenigstens einer Einlassöffnung im Kurbelgehäuse und wenigstens einem Auslassventil im Zylinderkopf und im Viertaktbetrieb zwischen wenigstens einem Einlassventil im Zylinderkopf und wenigstens einem Auslassventil im Zylinderkopf erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Zylinder- Brennkraftmaschine - insbesondere für Kraftfahrzeuge -, mit einem oder mehreren Zylindern, die für Zwei- und für Viertaktbetrieb ausgelegt ist, sowie eine derartige Zylinder-Brennkraftmaschine.
  • Derartige Brennkraftmaschinen benötigen Leistungsreserven in der Regel lediglich in wenigen Betriebszuständen, beispielsweise zur starken Beschleunigung oder zur Erreichung hoher Endgeschwindigkeiten. Einen wesentlichen Anteil des Normalbetriebes stellt jedoch einfaches Dahinrollen mit geringen Beschleunigungsanforderungen dar. Hierfür ist das Leistungspotential eines niedervolumigen Viertaktmotors mit seinen günstigen Verbrauchseigenschaften ausreichend.
  • Aus der US 5,517,951 sowie aus der DE 199 51 093 A1 ist jeweils eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern bekannt, die auf Zwei- und Viertaktbetrieb ausgelegt ist. Die Brennkraftmaschine wird dabei leistungsabhängig im Zweitakt oder im Viertakt betrieben, wobei diese oberhalb eines gewissen Schwellwertes für die Leistung die Brennkraftmaschine im Zweitakt und unterhalb dieses Schwellwertes im Viertakt betrieben wird. Der Motor ist im wesentlichen ein üblicher Viertaktmotor mit Einlass- und Auslassventilen im Zylinderkopf. Bei Überschreitung des Schwellwertes für die gewünschte Motorleistung wird lediglich der Takt des Öffnens und Schließens von Einlass- und Auslassventilen der gewünschten Betriebsart des Zweitaktbetriebes angepasst. Das Verbrennungsgemisch wird unverändert durch das Einlassventil dem Zylinder zugeführt und über das Auslassventil aus dem Zylinder ausgestoßen.
  • Derartige Motoren ermöglichen zwar den verbrauchsgünstigen Einsatz eines niedervolumigen Viertaktmotors mit hohen Leistungsreserven, allerdings besteht die Gefahr der unvollständigen Spülung der Zylinder beim Gaswechsel im Zweitaktbetrieb. Dies kann das Leistungspotential des Motors reduzieren sowie den Treibstoffverbrauch erhöhen.
  • Aus der DE 199 51 093 A1 ist es bekannt, zum besseren Spülen der Zylinder bei einem Motor mit mehreren Zylindern, von denen lediglich einzelne Zylinder zur Leistungssteigerung im Zweitakt betrieben werden, während die anderen noch im Viertaktbetrieb verbleiben, lediglich die im Zweitaktbetrieb befindlichen Zylinder mit in einem Abgasturbolader verdichteter Ansaugluft zu beschicken. Dies setzt jedoch zur verbesserten Spülung jeweils die gleichzeitige Betätigung des Abgasturboladers voraus und begrenzt entweder den Einsatz des Zweitaktbetriebes auf den sinnvollen Betriebsbereich des Abgasturboladers oder aber es bedingt, dass der Abgasturbolader auch in wenig effektiven Bereichen des Abgasturboladers mit eingesetzt wird mit allen damit verbundenen Nachteilen, oder aber dass zumindest zeitweise im Zweitaktbetrieb das unverändert schlechte Spülverhalten hingenommen wird. Darüber hinaus wird auch bei Benutzung des Abgasturboladers die aufgrund der Strömungsbewegung zwischen Einlassventil und Auslassventil grundsätzlich vorhandenen Gefahr der unzureichenden Spülung nur geringfügig reduziert.
  • Der Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, einen derartigen Motor mit geringem verbrauchsgünstigen Volumen und hoher Leistungsreserve zu schaffen, bei dem die Leistungsreserve besser ausgenutzt und die Möglichkeit des sparsamen Kraftstoffverbrauchs weiter verbessert wird.
  • Erfindungsgemäß wird das Problem durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch die Ausbildung einer Zylinder- Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Hierdurch wird ermöglicht, dass die im Viertaktbetrieb optimale Spülung durch Gaswechsel über Einlass- und Auslassventil beibehalten wird und im Zweitaktbetrieb der für den Zweitaktbetrieb besonders günstige Gaswechsel über Einlassöffnungen im Kurbelgehäuse und das Auslassventil im Zylinderkopf erfolgt. Dabei kann mit geringem baulichen Aufwand, mit einem für den Zweitakt- und den Viertaktbetrieb gemeinsamen Auslassventil durch einfache Anordnung von lediglich zusätzlichen Einlassöffnungen im Kurbelgehäuse für den Zweitaktbetrieb auch in den Bereichen oberhalb des Schwellwertes, in dem der Zweitaktbetrieb zugeschaltet wird, der Zylinder sehr zuverlässig gespült werden. Die Gefahr von Leistungsabfällen oder von Verbrauchserhöhungen aufgrund unvollständigen Gaswechsels kann hierdurch auch in dem für die hohen Leistungsreserven vorgesehenen Zweitaktbetrieb deutlich reduziert werden.
  • Besonders vorteilhaft, weil baulich besonders einfach und technisch sehr wirkungsvoll realisierbar ist das Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 sowie die Ausbildung einer Zylinder Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 16.
  • Das Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 3 ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad in allen Arbeitsbereichen, ohne Drosselung der Frischluft.
  • Das Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 sowie die Zylinder Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 19 ermöglichen aufgrund der Fremdzündung eine sehr stabile Verbrennung auch zündunwilliger Brennstoffe und aufgrund der hohen Verdichtung die Umsetzung eines guten Carnot-Prozesses.
  • Das Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 5 sowie die Ausbildung der Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 20 ermöglichen eine zusätzliche Leistungssteigerung mit Hilfe des Abgasturboladers.
  • Besonders vorteilhaft ist ein derartiges Verfahren bzw. eine Ausbildung einer Brennkraftmaschine, bei der der Abgasturbolader oberhalb eines weiteren Schwellwertes für die Leistung der Brennkraftmaschine im Zweitaktbetrieb zusätzlich in Wirkung gesetzt wird. Auf diese Weise ist es möglich, zunächst oberhalb eines ersten Schwellwertes für die Leistung das Leistungspotential eines Zweitaktbetriebes zu nutzen und bei zusätzlicher Leistungsanforderung entsprechend dem optimalen Betriebszustand eines Abgasturboladers diesen zu weiterer Leistungssteigerung erst oberhalb des zweiten Schwellwertes heranzuziehen.
  • Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Abgasturboladers mit mehreren, beispielsweise zwei Stufen und dazwischen durchgeführter Zwischenkühlung. Die Verdichtungsarbeit kann hierbei sehr gering sein, da bei sehr niedriger Temperatur verdichtet wird.
  • Bevorzugt ist ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6. Die Aufladung im Abgasturbolader durch Stoßauflader ermöglicht eine besonders gute Ausnutzung der Auspuffenergie und ein viel schnelleres Ansprechen des Laders.
  • Das Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie die Ausbildung einer Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 21 ermöglicht einen besonders hohen Wirkungsgrad mit hoher Leistungsausnutzung bei geringem Verbrauch. Die thermischen Wandverluste können minimiert werden.
  • Besonders vorteilhaft ist dabei das Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie eine Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 22. Die "Common Rail"-Einspritzung steuert digital die Einspritzmenge über einen weiten Funktionsbereich. Die Voreinspritzung ist dadurch leicht realisierbar.
  • Die Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 22 gewährleistet eine baulich sehr einfache Ausbildung, bei der mit lediglich einer Einspritzdüse sowohl der Zweitakt- als auch der Viertaktbetrieb betrieben werden kann.
  • Bevorzugt erfolgt die Steuerung der im Zylinderkopf ausgebildeten Einlass- und/oder Auslassventile über auf einer Nockenwelle angeordnete Nocken sowohl im Zweitakt- als auch im Viertaktbetrieb. Bei Steuerung der Einlassventile erfolgt die Steuerung im Zweitaktbetrieb beispielsweise dadurch, dass die Einlassventile im geschlossenen Zustand verharren.
  • Besonders vorteilhaft erfolgen die Ventilsteuerungen nach einem der Verfahren der Ansprüche 11 bis 13.
  • Bevorzugt ist das Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 14 bzw. die Ausbildung der Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 24. Die verbrauchsgünstigen hubraumarmen Brennkraftmaschinen können besonders wirkungsvoll von ihrem verbrauchsgünstigen, aber leistungsschwächeren Viertaktbetrieb durch Umstellen auf den Zweitaktbetrieb nach Erreichen des Schwellwertes für die gewünschte Leistung in ihrem Leistungspotential verändert werden und dies bei weiterer optimaler und somit leistungs- und verbrauchsgünstiger Spülung. Dies ist insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit sehr geringem Gesamthubraum von 0,8 bis 2,0 Litern besonders vorteilhaft.
  • Bevorzugt ist eine Zyinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 26.
  • Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung eines Kraftfahrzeuges mit einem Hybridantrieb mit einer Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 27. Im Betrieb der Zylinder- Brennkraftmaschine ermöglicht diese ein sehr leistungsstarkes verbrauchsarmes Verhalten. Sie lässt sich somit in einem üblicherweise zur Leistungssteigerung und zur Verbrauchsoptimierung mit Hybridantrieb ausgebildetem Kraftfahrzeug optimal einsetzen. Dabei ist es auch möglich, die Zylinder- Brennkraftmaschine selbst als Vielstoffmotor mit unterschiedlichen Treibstoffarten zu betreiben. Der Hybridbetrieb mit wenigstens einem E-Motor ermöglicht einen geregelten Allradbetrieb, Bremsenergierückgewinnung, bessere Achslastverteilung und besseres Bremsen- und Fahrverhalten.
  • Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung eines Kraftfahrzeuges mit einem Hybridantrieb gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 25 und einem oder zwei zusätzlichen Elektromotoren. Vorteilhafterweise werden die Elektromotoren mit den Vorderrädern in Antriebsverbindung und die Zylinder-Brennkraftmaschine mit der Hinterachse in Antriebsverbindung gebracht. Hierdurch ist ein Antrieb der Vorderachse und/oder der Hinterachse unter Nutzung der Vorteile des Elektromotors und der Vorteile der Zylinder Brennkraftmaschine möglich.
  • Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung, bei der ein Elektromotor als Generator zur Nutzung der Bremsenergie eingesetzt ist. Eine kostengünstige Variante ohne den Vorteil "Allradantrieb" ist die Ausbildung des Hybrids an der Brennkraftmaschine als "Starter/Alternator/Motor". Dieser Block lässt sich sinngemäß auch für einen Frontantriebswagen nutzen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Fig. 1 an verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt:
  • Hierin zeigt Fig. 1 die schematische Darstellung eines Zylinders einer Mehrzylinder-Brennkraftmaschine in Querschnittsdarstellung.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung durch einen Zylinder 1, ein Kurbelgehäuse 2 und einen Zylinderkopf 3 einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine. Der Kolben 4 ist in Position seines oberen Totpunktes 4' und in der Position eines unteren Totpunktes 4" dargestellt. Der Kolben 4 wird in herkömmlicher Weise im Zylinder gelagert und überträgt in herkömmlicher Weise die Kraft an eine Kurbelwelle. Im Zylinderkopf 3 sind in bekannter Weise Einlassöffnungen 6 mit Einlassventilen 5 und Auslassöffnungen 8 mit Auslassventilen 7 ausgebildet. Einlass- und Auslassventile 5, 7 werden in bekannter Weise von einer mechanischen, hydraulischen oder elektrischen Kraft - beispielsweise von nicht dargestellten Nocken, gelagert auf einer nicht dargestellten Nockenwelle - gesteuert angetrieben. Im Zylinderkopf 3 ist darüber hinaus eine Zündkerze 14 sowie eine Einspritzdüse 15 zur Direkteinspritzung des Treibstoffs in die Zylinderkammer ausgebildet. Im Zylinderkurbelgehäuse 2 sind Einlassschlitze 13 in der seitlichen Wand ausgebildet, die unterhalb des Kolbens 4 in dessen oberer Totpunktposition 4' und oberhalb des Kolbens 4 in dessen unterer Totpunktposition 4" angeordnet sind. Die Einlassschlitze 13 sind über den Umfang des Zylinders verteilt ausgebildet und stehen über Einlasskanäle 12 mit einem Einlasskanal 11 in Verbindung. Ebenso stehen die Einlassöffnungen 6 im Zylinderkopf 3 über Einlasskanäle 9 mit dem Ansaugluftkanal 11 in Verbindung. Die Auslassöffnungen 8 im Zylinderkopf 3 stehen über Auslasskanäle 10 mit den Auspuffrohren 21 in Verbindung. Die Motorsteuerung veranlasst unterhalb eines vorgegebenen Schwellwertes für die gewünschte Motorleistung, dass Ansaugluft über nicht dargestellte Stellmittel im Einlasskanal 11 über die Einlasskanäle 9 und die Einlassöffnungen 6 im Zylinderkopf 3 beim Öffnen der Einlassventile 5 ins Zylindergehäuse gelangt. Der Motor arbeitet in diesem Leistungsbereich im herkömmlichen Viertaktbetrieb, bei dem der Zylinderkolben zweimal seine untere und zweimal seine obere Totpunktstellung erreicht und dabei die Phasen für das Ansaugen, Komprimieren, Zünden, Expandieren und Ausstoßen durch die Auslassöffnungen 8 bei geöffnetem Auslassventil 7 in herkömmlicher Weise durchläuft. Bei Erreichen des Schwellwertes für die gewünschte Motorleistung veranlasst die Motorsteuerung eine Umstellung auf Zweitaktbetrieb, wobei die Ventilsteuerung für Einlass- und Auslassventile, Zündzeitpunkt und Einspritzzeitpunkt geändert werden. Darüber hinaus wird durch die nicht dargestellten Stellelemente im Einlasskanal 11 die Ansaugluft über die Einlassöffnungen 12 und die Einlassschlitze 13 in das Zylindergehäuse geführt. Der Betrieb des Zylinders erfolgt nun vollständig im Zweitakt mit Gleichstromspülung, bei dem der Kolben 4 lediglich einmal den oberen Totpunkt 4' und den unteren Totpunkt 4" erreicht und währenddessen den vollständigen Zyklus mit Einlass, Verdichtung, Zündung, Expansion und Auslass durchläuft. Dabei werden die Gase am Ende der Expansion bis zum Anfang des Kompressionshubs getauscht. Zur Steuerung der Einlasszeitpunkte wird der Kolben verwendet. Bei Aufwärtsbewegung des Kolbens wird das Luftgemisch verdichtet. Der Treibstoff wird nahe dem oberen Totpunkt direkt in den Zylinderraum eingespritzt und entzündet. Das Einspritzvolumen wird digital nach Kurbelwellenwinkel und Bedarf geregelt. Das verbrannte Gas wir bei geöffneten Auslassventilen durch die Abgasrohre 10 über den Auspuff 21 abgeleitet.
  • Die Ansaugluft wird im vorverdichteten Zustand zugeführt.
  • Das Verdichtungsverhältnis im Zylinderraum ist wenigsten 1 : 15, beispielsweise 1 : 19 oder 1 : 25. Als Treibstoffe werden Dieselkraftstoffe oder Ottokraftstoffe bekannter Art eingesetzt. Ebenso ist der Einsatz von Alkohol, synthetischem Kraftstoff oder Biomasse (Fun Fuel) möglich.
  • Das Motorsteuergerät veranlasst das Umsteuern vom Viertakt in Zweitaktbetrieb.
  • Fig. 1 zeigt, wie die Ansaugluft über Ansaugrohre 22 in der ersten Stufe des Verdichters 23 vorverdichtet und dann in einem Ladeluftkühler 24 zwischengekühlt wird. Die zwischengekühlte Luft wird in der zweiten Stufe 25 des Verdichters nachverdichtet und anschließend in einem weiteren Ladeluftkühler 26 gekühlt und in diesem Zustand über einen Kanal 18 und Einlassschlitze 13 dem Zylinder zugeführt.
  • Frischluft wird in einer weiteren Ausführung über den Abgasturbolader und Kanal 18 und Einlassschlitze 13 zugeführt.
  • Die in Fig. 1 dargestellten Einlasskanäle 13 werden aus einem gemeinsamen Ringkanal gespeist. Der Abgasturbolader erhöht immer den Massedurchsatz. Im Zweitaktbetrieb dient er sowohl als Ladepumpe als auch zur Vorverdichtung und damit zu Leistungssteigerung.
  • Zur Steuerung der Ventile wird in einer nicht dargestellten Ausführung die Nockenwelle mit Nocken gleichzeitig für Zweitakt- und Viertaktbetrieb ausgebildet. Die Steuerung erfolgt dann beispielsweise nach einem bekannten kombinierten hydraulisch-mechanischen System oder über elektromotorisch angesteuerte Kipphebel.
  • In einer weiteren Ausführung erfolgt die Ventilsteuerung statt dessen in bekannter Weise mittels hydraulischer Aktuatoren, die mit schnellen piezoelektrischen oder elektromagnetischen Ventilen angesteuert werden, wie es aus dem Bereich der Festigkeitsprüfung bekannt ist. Dabei wirkt unter hohem Druck stehendes Öl über ein schnelles elektrisches Ventil auf einen Kolben. Die Rückstellung des Motorventils kann über Federkraft oder hydraulische Gegenkolben erfolgen.
  • In einer weiteren Ausführung erfolgt die Ventilsteuerung statt dessen mittels bekanntem elektrischen, beispielsweise elektromagnetischen oder piezzoelektrischem Antrieb.
  • In einer weiteren Ausführungsform erfolgt bei Einsatz eines Turboladers die Aufladung durch die für sich bekannte Stoßaufladung.
  • Der Motor ist ein mehrzylindriger Motor, beispielsweise ein Dreizylindermotor mit einem Gesamthubraum von 0,8 bis 2,0 Litern. Beispielsweise beträgt der Gesamthubraum 1,0 Liter.
  • Die Umstellung des Schwellwertes von Viertakt- auf Zweitakt- bzw. von Viertakt- auf Zweitaktbetrieb kann beispielsweise bei 40% der Volllast erfolgen.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Motor in einem Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb aus Elektromotor und Zylinder-Brennkraftmaschine eingesetzt. Die Zylinder-Brennkraftmaschine steht in Antriebsverbindung zu den Hinterrädern und der Elektromotor steht in Antriebsverbindung zu den Vorderrädern.
  • In einer weiteren Ausführungsform sind dabei zwei Elektromotoren eingesetzt, von denen der eine in Antriebsverbindung zum linken und der andere zum rechten Vorderrad steht.
  • In einer weiteren Ausführung ist der Elektromotor ein Starter-/Alternator- Motor, wie er beispielsweise als ISAD-Motor oder als Dynastar-Motor bereits bekannt wurde. Dieser Starter-/Alternator-Motor ist entweder auf der Kurbelwelle angeordnet und dient als Generator zur Umwandlung der Bremsenergie in elektrische Energie, er kann aber ebenso wie eine Lichtmaschine mit Riemen oder Kette mit dem Motor in Wirkverbindung stehen.
  • Die Einspritzung in den oben ausgeführten Ausführungsbeispielen erfolgt über das Einspritzventil 15 direkt in den Brennraum. Die Kraftstoffverteilung auf die Zylinder erfolgt über eine gemeinsame Kraftstoffpumpe, ein gemeinsames Verteilerrohr und von diesem über jeweils den einzelnen Zylindern zugeordnete Düsen 15 mit elektrischem Taktventil in den Brennraum.
  • Die Düsen 15 sind beispielsweise digital geregelt. BEZUGSZEICHENLISTE 1 Zylinder
    2 Kurbelgehäuse
    3 Zylinderkopf
    4 Kolben
    5 Einlassventil
    6 Einlassöffnung
    7 Auslassventil
    8 Auslassöffnung
    9 Einlasskanal
    10 Auslasskanal
    11 Einlass-Ringkanal
    12 Einlasskanal
    13 Einlassschlitz
    14 Zündkerze
    15 Einspritzdüse
    16 -
    17 Einlasskanal
    18 Kanal
    19 Abgasturbolader
    20 Turbine
    21 Abgasleitung
    22 Ansaugleitung
    23 1. Verdichterstufe
    24 Ladeluftkühler
    25 2. Verdichterstufe
    26 Ladeluftkühler

Claims (30)

1. Verfahren zum Betrieb einer Zylinder-Brennkraftmaschine - insbesondere für Kraftfahrzeuge -, mit einem oder mehreren Zylindern, die für Zwei- und für Viertaktbetrieb ausgelegt ist,
wobei die Brennkraftmaschine leistungsabhängig im Zweitakt oder im Viertakt derart betrieben wird, dass sie oberhalb eines Schwellwertes für die Leistung der Brennkraftmaschine im Zweitakt und unterhalb des Schwellwertes im Viertakt betrieben wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Motorspülung im Zweitaktbetrieb zwischen wenigstens einer Einlassöffnung im Kurbelgehäuse und wenigstens einem Auslassventil im Zylinderkopf und im Viertaktbetrieb zwischen wenigstens einem Einlassventil im Zylinderkopf und wenigstens einem Auslassventil im Zylinderkopf erfolgt.
2. Verfahren zum Betrieb einer Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von Anspruch 1, wobei die Motorspülung im Zweitaktbetrieb zwischen Einlassschlitzen im Kurbelgehäuse des Motors und wenigstens einem Auslassventil im Zylinderkopf erfolgt.
3. Verfahren zum Betrieb einer Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 oder 2, wobei die Verbrennungsluft dem Zylinder ungedrosselt zugeführt wird.
4. Verfahren zum Betrieb einer Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Brennstoffluftgemisch mit einem Verdichtungsverhältnis von wenigstens 1 : 15 im Zylinderraum verdichtet und fremdgezündet wird.
5. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Luft im Viertakt- und Zweitaktbetrieb durch den Turbolader und die Ladeluftkühler strömt.
6. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von Anspruch 5, wobei die Aufladung im Abgasturbolader durch Stoßaufladung erfolgt.
7. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von Anspruch 5 oder 6, wobei die Aufladung des Abgases zuerst in einer ersten Stufe der Aufladung erfolgt, das aufgeladene Abgas zwischengekühlt und dann in einer zweiten Stufe der Aufladung weiter aufgeladen wird.
8. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Kraftstoff direkt - insbesondere in den Brennraum des Zylinders - eingespritzt wird.
9. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Kraftstoffverteilung auf mehrere Zylinder über eine gemeinsame Kraftstoffpumpe, ein Verteilerrohr und von diesem über jeweils den einzelnen Zylindern zugeordnete - insbesondere digital geregelten - Düsen erfolgt.
10. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Steuerung von Einlass- und/oder Auslassventilen über auf einer Nockenwelle angeordneten Nocken sowohl im Zweitakt- als auch im Viertaktbetrieb erfolgt.
11. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche,
wobei die Ventile im Zweitaktbetrieb von ersten Nocken für den Zweitakt und im Viertaktbetrieb von zweiten Nocken für den Viertakt angetrieben werden,
wobei die Umstellung der Ventile aus dem Zweitakt - in den Viertaktbetrieb bzw. aus dem Viertakt - in den Zweitaktbetrieb hydraulisch oder über elektromotorisch angesteuerte Kipphebel erfolgt.
12. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Ventile nach dem Hydropulsverfahren beim Wechsel von Zweitaktbetrieb auf Viertaktbetrieb bzw. von Viertaktbetrieb auf Zweitaktbetrieb in ihrem Steuerrhythmus verändert werden.
13. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Ventile über elektrische Antriebsmittel - insbesondere elektromagnetische Antriebsmittel oder mittels Piezzo-Kraft - beim Wechsel von Zweitaktbetrieb auf Viertaktbetrieb bzw. von Viertaktbetrieb auf Zweitaktbetrieb in ihrem Steuerrhythmus verändert werden.
14. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Brennkraftmaschine 3 Zylinder - insbesondere mit einem Gesamthubraum von 0,8 bis 2,0 Litern aufweist -, die alle für Zwei- und für Viertaktbetrieb ausgelegt sind, die alle leistungsabhängig im Zweitakt oder im Viertakt betrieben werden.
15. Zylinder-Brennkraftmaschine - insbesondere eines Kraftfahrzeugs - mit einem oder mehreren Zylindern, die für Zweitakt- und für Viertaktbetrieb ausgelegt ist, mit wenigstens jeweils einem im Zylinderkopf angeordneten Einlass- und Auslassventil und mit Mitteln zur Umstellung des Verbrennungsbetriebs von Zweitakt- auf Viertaktbetrieb und/oder von Viertakt- auf Zweitaktbetrieb, dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein Einlassventil im Zylinderkopf für den Viertaktbetrieb angeordnet ist,
dass wenigstens eine Einlassöffnung im Kurbelgehäuse für den Zweitaktbetrieb ausgebildet ist, und
dass wenigstens ein gemeinsames Auslassventil für den Zweitakt- und für den Viertaktbetrieb im Zylinderkopf ausgebildet ist.
16. Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von Anspruch 15, wobei die Einlassöffnung im Kurbelgehäuse für den Zweitaktbetrieb als Einlassschlitze ausgebildet sind.
17. Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von Anspruch 15 oder 16, mit einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Umstellung des Verbrennungsbetriebs und der Motorspülung von Zweitakt- auf Viertaktbetrieb und/oder Viertakt- auf Zweitaktbetrieb.
18. Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von Anspruch 17,
wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung Mittel zum Vergleich eines ermittelten Wertes für die Ist-Leistung des Motors mit einem in der Steuer- und/oder Regeleinrichtung vorliegenden Schwellwert für die Leistung aufweist,
wobei die Steuer- und/oder Regeleinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie bei Überschreiten des Schwellwertes den Motorbetrieb auf Zweitaktbetrieb umstellt und auf die Mittel zur Erzeugung einer Motorspülung auf Zweitaktbetrieb derart einwirkt, dass eine Motorspülung zwischen Einlassöffnung im Kurbelgehäuse und Auslassventil im Zylinderkopf erfolgt, und dass sie bei Unterschreiten des Schwellwertes den Motorbetrieb auf Viertaktbetrieb umstellt und auf die Mittel zur Erzeugung einer Motorspülung derart einwirkt, dass eine Motorspülung zwischen Einlassventil im Zylinderkopf und Auslassventil im Zylinderkopf erfolgt.
19. Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 18, mit Mitteln zur gesteuerten Fremdzündung.
20. Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 19, mit einem Abgasturbolader - insbesondere mit Zwischenkühlung -, mit einer Strömungsverbindung zwischen Einlassöffnung im Kurbelgehäuse und dem Verdichter des Abgasturboladers - insbesondere mit Mitteln eines leistungsbegrenzend regelnden Abgasturboladers -.
21. Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 20, mit einer Einrichtung zur Direkteinspritzung des Kraftstoffs - insbesondere direkt in den Brennraum.
22. Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 21,
mit mehreren Zylindern,
mit einer gemeinsamen Kraftstoffpumpe und einem gemeinsamen Kraftstoffverteilerrohr für die Zylinder,
wobei zwischen gemeinsamen Kraftstoffverteilerrohr und jedem Zylinder jeweils wenigstens eine diesem einzelnen Zylindern zugeordnete Einspritzdüse mit Steuerventil ausgebildet ist.
23. Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 22,
mit wenigstens einer Nockenwelle mit Steuernocken,
mit einer Antriebsverbindung zwischen Steuernocken der Nockenwelle und den Einlassventilen
und/oder mit einer Antriebsverbindung zwischen Steuernocken der Nockenwelle und den Auslassventilen, insbesondere mit Mitteln zum Verstellen der Position von Steuernocken auf der Nockenwelle beim Wechsel von Zweitakt- auf Viertaktbetrieb und von Viertakt- auf Zweitaktbetrieb.
24. Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 23, mit drei Zylindern, insbesondere mit einem Gesamthubraum von 0,8 bis 2,0 Litern.
25. Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 24, mit einer Kurbelwelle und einer Antriebsverbindung zu einem Hinterachsantrieb eines Kraftfahrzeugs.
26. Kraftfahrzeug mit einem Hybridantrieb mit einer Zylinder-Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen von einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 25 - insbesondere mit einem Hybridantrieb mit Zylinder-Brennkraftmaschine und wenigstens einem zusätzlichen Elektromotor.
27. Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen von Anspruch 26, wobei der zusätzliche Elektromotor mit der Vorderachse in Antriebsverbindung und die Zylinder-Brennkraftmaschine mit der Hinterachse in Antriebsverbindung steht.
28. Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Anspruchs 27, wobei jeweils ein zusätzlicher Elektromotor mit dem rechten und dem linken Rad der Vorderachse in Antriebsverbindung steht.
29. Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen von Anspruch 27, wobei der Elektromotor als Generator zur Nutzung der Bremsenergie ausgebildet ist.
30. Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen von Anspruch 26 oder 27, wobei der Elektromotor ein auf der Kurbelwelle angeordneter Starter/Alternator-Motor ist.
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