DE10238023B4

DE10238023B4 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10238023B4
Application number: DE10238023A
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Wako Iwata; Takehiko Wako Sayama
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2022-08-21
Also published as: US20030051679A1; US7245050B2; DE10238023A1

Abstract

Brennkraftmaschine (E), die einen Generator oder Motor (GM) enthält, dessen Stator (S) einen Kern (24) und an dem Kern (24) angebrachte Spulen (25) umfasst und dieser Stator (S) Permanentmagneten (22) gegenüberliegt, die an einer Kurbelwelle (17) der Brennkraftmaschine (E) angebracht sind, wobei die Brennkraftmaschine (E) ferner ein Statorkühlungsmittel zum Kühlen des Stators (S) mit Öl umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagneten (22) am Außenumfang einer Kurbelwange (21) der Kurbelwelle (17) angebracht sind und dass der Stator (S) die die Permanentmagnete (22) tragende Kurbelwange (21) an der vom Zylinderblock (11) abgelegenen Seite bogenförmig umgibt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Brennkraftmaschine, die einen DE 199 50 836 A Generator oder Motor enthält, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch.

Eine Brennkraftmaschine mit einem Generator oder Motor ist aus der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 9-182371 A herkömmlich bekannt. Der Generator oder Motor umfasst an einem beweglichen Teil der Brennkraftmaschine angebrachte Permanentmagnete und Spulen, die derart angebracht sind, dass sie den Permanentmagneten gegenüberliegen. Daher kann der Generator oder Motor durch Zuführen von elektrischem Strom zu den Spulen als der Generator funktionieren, um die Leistungsabgabe der Brenn kraftmaschines zu unterstützen, und der Generator oder Motor kann als der Motor funktionieren, um durch Drehen einer Kurbelwelle durch eine Ausgabe oder eine äußere Kraft von der Brennkraftmaschine eine elektrische Leistung zu erzeugen.

Die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 9-182371 A offenbarte Brennkraftmaschine besitzt keine Mittel zur Kühlung des Stators. Wenn der Generator oder Motor arbeitet, erzeugen die Spulen daher Wärme, um die Temperatur des Stators zu erhöhen, was die Funktion und Beständigkeit des Generators oder Motors beeinträchtigen kann, und daher ist es nötig, den Stator durch irgendein Mittel zu kühlen.

An der DE 199 50 836 A1 ist eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt. Dort ist der mit Motoröl gekühlte Motor/-Generator am Kurbelwellenstumpf außerhalb des Kurbelgehäuses angeordnet und umgibt den Kurbelwellenstumpf ringförmig.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Stator des in der Brennkraftmaschine angebrachten Generators oder Motors effizient zu kühlen.

Zur Lösung der obigen Aufgabe ist gemäß einem ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 vorgesehen.

Mit der obigen Anordnung kühlt das Statorkühlungsmittel zum Kühlen des Stators des Generators bzw. Motors durch Öl den Stator, dessen Temperatur durch die Wärme erhöht worden ist, die durch die Spulen durch Zusammenwirken mit den Permanentmagneten erzeugt wird, wodurch der Generator oder Motor zuverlässig funktioniert.

Gemäß einem zweiten Merkmal der vorliegenden Erfindung kühlt zusätzlich zu der Anordnung des ersten Merkmals das Statorkühlungsmittel den Stator durch das Öl, das Teile geschmiert hat, die geschmiert werden sollen, und zu einer Ölwanne zurückgeführt wird.

Mit der obigen Anordnung kühlt das Statorkühlungsmittel den Stator durch das Öl, welches Teile geschmiert hat, die geschmiert werden sollen, und zur Ölwanne zurückgeführt wird, wodurch das Öl, welches die Schmierfunktion erfüllt hat, effizient zum Kühlen des Stators verwendet wird.

Gemäß einem dritten Merkmal der vorliegenden Erfindung kühlt zusätzlich zu der Anordnung des ersten Merkmals das Statorkühlungsmittel den Stator durch das Öl von einem Durchgang zum Zurückführen des Öls innerhalb eines Zylinderkopfs zu einer Ölwanne.

Mit der obigen Anordnung wird der Stator durch das Öl von dem Durchgang zum Zurückführen des Öls innerhalb des Zylinderkopfs zu der Ölwanne gekühlt, wodurch eine ausreichende Menge des Öls, das die Schmierung eines Ventilbetriebsmechanismus u. dgl. innerhalb des Zylinderkopfs beendet hat, effizient verwendet wird, um den Stator effizient zu kühlen.

Gemäß einem vierten Merkmal der vorliegenden Erfindung ist eine Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 4 vorgesehen.

Mit der obigen Anordnung wird das Kühlungsöl dem oberen Teil des Stators zugeführt, um den Stator des Generators bzw. Motors zu kühlen, so dass der Stator, dessen Temperatur durch die von den Spulen durch Zusammenwirken mit den Permanentmagneten erzeugte Wärme erhöht ist, effektiv durch das von dem oberen Teil zu einem unteren Teil des Stators fließende Öl gekühlt wird, wodurch der Generator bzw. Motor zuverlässig funktioniert.

Gemäß einem fünften Merkmal der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu der Anordnung des vierten Merkmals wenigstens ein Teil des Stators in einer Ölführungsnut aufgenommen, die in einer Seitenfläche eines Statorlagerelements definiert ist, und das Kühlungsöl wird einem oberen Teil der Ölführungsnut zugeführt.

Mit der obigen Anordnung ist wenigstens ein Teil des Stators in der in der Seitenfläche des Statorlagerelements definierten Ölführungsnut aufgenommen. Daher kann der Stator durch das dem oberen Teil der Ölführungsnut zugeführte und entlang der Ölführungsnut nach unten fließende Kühlungsöl effektiv gekühlt werden und weiterhin kann der Generator oder Motor kompakt angeordnet sein.

Gemäß einem sechsten Merkmal der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu der Anordnung des ersten oder vierten Merkmals der Stator, dessen Spulen um den durch Laminatstahlbleche gebildeten Kern gewunden sind, an einer Lagerkappe fixiert, welche die Kurbelwelle durch Zusammenwirken mit dem Zylinderblock drehbar lagert; wobei der Generator oder Motor in einem oberen Raum in einer Ölwanne unterhalb des Zylinderblocks angeordnet ist; und der Kern des Stators mit einer wärmeableitenden Rippe versehen ist.

Mit der obigen Anordnung ist der Kern des Stators, der den Generator oder Motor durch Zusammenwirken mit dem an der Kurbelwelle angebrachten Rotor bildet, mit der wärmeableitenden Rippe versehen. Wenn die Spulen die Wärme als Ergebnis des Betriebs des Generators bzw. Motors erzeugen, kann daher die Wärme der Spulen von der auf dem Kern vorgesehenen wärmeableitenden Rippe abgeleitet werden, wodurch der Stator effektiv gekühlt wird, um sicherzustellen, dass der Generator oder Motor zuverlässig funktioniert.

Gemäß einem siebten Merkmal der vorliegenden Erfindung bildet zusätzlich zu der Anordnung des sechsten Merkmals die auf dem Kern des Stators vorgesehene wärmeableitende Rippe eine Stauplatte für die Ölwanne.

Mit der obigen Anordnung bildet die wärmeableitende Rippe die Stauplatte für die Ölwanne, so dass ohne Vorsehen einer speziellen Stauplatte die wärmeableitende Rippe ebenso als die Stauplatte für die Ölwanne verwen det werden kann, um zu verhindern, dass das in der Ölwanne gespeicherte Öl geschaukelt wird.

Gemäß einem achten Merkmal der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu der Anordnung des sechsten Merkmals die wärmeableitende Rippe durch Verlängern einiger der Stahlbleche gebildet, die den Kern des Stators bilden.

Mit der obigen Anordnung ist die wärmeableitende Rippe durch Verlängern einiger der Stahlbleche gebildet, die den Kern des Stators bilden und daher ist ein spezielles, die wärmeableitende Rippe bildendes Element nicht erforderlich, wodurch die Anzahl von Teilen und die Anzahl von Zusammenbauschritten reduziert ist.

Gemäß einem neunten Merkmal der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu dem sechsten Merkmal die wärmeableitende Rippe durch Überlagern einer Mehrzahl der Stahlbleche übereinander gebildet.

Mit der obigen Anordnung ist die wärmeableitende Rippe durch Überlagern der Mehrzahl der Stahlbleche übereinander gebildet und daher kann die Steifigkeit der wärmeableitenden Rippe ausreichend erhöht werden.

Gemäß einem zehnten Merkmal der vorliegenden Erfindung umfasst zusätzlich zu der Anordnung des ersten oder vierten Merkmals der Generator oder Motor eine Mehrzahl von Spulen, die an einer Lagerkappe angebracht sind, die durch Zusammenwirken mit dem Zylinderblock die Kurbelwelle drehbar lagert, wobei wenigstens ein Ausgleichsgewicht und wenigstens eine scheibenförmige Kurbelwange an Enden einer Mehrzahl von Lagerzapfen der Kurbelwelle angebracht sind.

Mit der obigen Anordnung sind das Ausgleichsgewicht und die Scheibe an den Enden der Mehrzahl von Lagerzapfen der Kurbelwelle angebracht, und die Mehrzahl von an dem Außenumfangsteil der Kurbelwange angebrachten Permanentmagneten liegen der Mehrzahl von an der Lagerkappe angebrachten Spulen relativ zueinander beweglich gegenüber. Daher kann die Anzahl von einander gegenüberliegenden Teilen zwischen den Permanentmagneten und den Spulen erhöht sein. Wenn der Generator oder Motor als ein Generator arbeitet, kann effizient ein Ausgangsdrehmoment erzeugt werden. Wenn der Generator oder Motor als ein Motor arbeitet, kann eine elektrische Leistung effizient erzeugt werden.

Gemäß einem elften Merkmal der vorliegenden Erfindung sind zusätzlich zu der Anordnung des zehnten Merkmals die Permanentmagnete an dem gesamten Außenumfangsteil der wenigstens einen Kurbelwange angebracht.

Mit der obigen Anordnung kann die Anzahl der einander gegenüberliegenden Teile zwischen den Permanentmagneten und den Spulen maximiert sein und die Leistungsfähigkeit des Generators bzw. Motors kann weiter erhöht werden.

Gemäß einem zwölften Merkmal der vorliegenden Erfindung enthält zusätzlich zu der Anordnung des zehnten Merkmals die Kurbelwelle erste bis fünfte Lagerzapfen, wobei insgesamt vier Ausgleichsgewichte an einem Ende des ersten Lagerzapfens, einem Ende des fünften Lagerzapfens und entgegengesetzten Enden des dritten Lagerzapfens angebracht sind und wobei die Kurbelwange an wenigstens einem von entgegengesetzten Enden des zweiten Lagerzapfens und entgegengesetzten Enden des vierten Lagerzapfens angebracht ist.

Mit der obigen Anordnung sind unter den fünf die Kurbelwelle lagernden Lagerzapfen die insgesamt vier Ausgleichsgewichte an dem einem Ende des ersten Lagerzapfens, dem einem Ende des fünften Lagerzapfens und den entgegengesetzten Enden des dritten Lagerzapfens angebracht und die Scheibe ist an wenigstens einem der entgegengesetzten Enden des zweiten Lagerzapfens und der entgegengesetzten Enden des vierten Lagerzapfens angebracht. Während die Ausgleichsgewichte in geeigneter Weise auf der Kurbelwelle angeordnet sind, um einen vibrationsverhindernden Effekt sicherzustellen, kann verhindert werden, dass eine Last des Generators bzw. Motors auf den dritten Lagerzapfen wirkt, auf den eine größte Verbrennungslast wirkt, wodurch das Gewicht der Kurbelwelle reduziert wird.

Gemäß einem dreizehnten Merkmal der vorliegenden Erfindung sind zusätzlich zu der Anordnung des zwölften Merkmals die insgesamt vier Kurbelwangen an den entgegengesetzten Enden des zweiten Lagerzapfens und den entgegengesetzten Enden des vierten Lagerzapfens angebracht.

Mit der obigen Anordnung sind die insgesamt vier Scheiben an den entgegengesetzten Enden des zweiten Lagerzapfens und den entgegengesetzten Enden des vierten Lagerzapfens angebracht, und daher kann die Anzahl der Generatoren bzw. Motoren maximiert sein, während verhindert wird, dass die Last des Generators bzw. Motors auf den dritten Lagerzapfen wirkt.

Gemäß einem vierzehnten Merkmal der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zu der Anordnung des zehnten Merkmals eine Ausgleichsvorrichtung unterhalb eines axialen Endes der Kurbelwelle angebracht, und der Generator oder Motor ist an dem anderen axialen Ende der Kurbelwelle in einer solchen Art und Weise angebracht, dass er nicht mit der Ausgleichsvorrichtung stört.

Mit der obigen Anordnung sind die Ausgleichsvorrichtung und der Generator oder Motor jeweils unterhalb des axial einen Endes und des axial anderen Endes der Kurbelwelle angebracht. Daher können die Ausgleichsvorrichtung und der Generator oder Motor in einer solchen Art und Weise kompakt angeordnet sein, dass sie einander nicht stören.

Ein Generatormotor GM bei jeder der Ausführungsformen entspricht dem Generator oder Motor der vorliegenden Erfindung; eine Lagerkappe 14d bei jeder der Ausführungsformen entspricht dem Statorlagerelement der vorliegenden Erfindung; und ein Ölrückführdurchgang 53 und ein Vorbeiströmungs-Gasdurchgang 54 bei jeder der Ausführungsformen entspricht dem Durchgang der vorliegenden Erfindung.

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen offensichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 bis 5 zeigen eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei
1 eine vertikale Schnittansicht einer Brennkraftmaschine ist;
2 eine Schnittansicht entlang einer Linie 2-2 in 1 ist;
3 eine vergrößerte Ansicht wichtiger Teile von 1 ist;
4 eine Schnittansicht entlang einer Linie 4-4 in 1 ist; und
5 eine Schnittansicht entlang einer Linie 5-5 in 4 ist.
6 bis 8 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei
6 eine vertikale Schnittansicht einer Brennkraftmaschine ist;
7 eine Schnittansicht entlang einer Linie 7-7 in 6 ist; und
8 eine vergrößerte Ansicht wichtiger Teile von 6 ist.
9 ist eine Ansicht ähnlich zu 7, welche aber eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben.
Eine 4-Zylinder-Reihenbrennkraftmaschine E dieser Ausführungsform ist in einem Hybridfahrzeug angebracht und enthält zwei Generatormotoren GM, GM, von denen jeder als ein Generator/Motor funktioniert. Die Brennkraftmaschine E enthält einen Zylinderblock 11, einen Zylinderkopf 12, der an eine obere Fläche des Zylinderblocks 11 durch Bolzen (nicht gezeigt) gekoppelt ist, ein Kurbelgehäuse 14, das an eine untere Fläche des Zylinderblocks 11 durch Bolzen 13 gekoppelt ist, und eine Ölwanne 16, die an eine untere Fläche des Kurbelgehäuses 14 durch Bolzen 15 gekoppelt ist.
Eine Kurbelwelle 17 enthält fünf Lagerzapfen 18a, 18b, 18c, 18d und 18e und vier zwischen den Lagerzapfen 18a bis 18e angeordnete Kurbelwellenzapfen 19a, 19b, 19c und 19d, und insgesamt vier Ausgleichsgewichte 20 sind integral an einem axial inneren Ende des ersten Lagerzapfens 18a, einem axial inneren Ende des fünften Lagerzapfens 18e und axial entgegengesetzten Enden des dritten Lagerzapfens 18c angebracht. Die vier Aus gleichsgewichte 20 sind fächerförmig um den ersten Lagerzapfen 18a, den dritten Lagerzapfen 18c und den fünften Lagerzapfen 18e ausgebildet, die als Drehpunkte dienen (siehe 2). Zwei Scheiben 21 sind an axial entgegengesetzten Enden des vierten Lagerzapfens 18d integral vorgesehen. Eine Mehrzahl von (z.B. 12) Permanentmagneten 22 sind um einen Außenumfang jeder der zwei Scheiben 21 herum angebracht. Die Scheibe 21 und die Permanentmagneten 22 um die Scheibe 21 herum bilden einen Rotor R eines Generatormotors GM.
Fünf Lagerzapfenlagerungsteile 11a, 11b, 11c, 11d und 11e sind an dem Zylinderblock 11 integral ausgebildet. Die fünf Lagerzapfen 18a bis 18e der Kurbelwelle 17 sind drehbar zwischen fünf Lagerkappen 14a, 14b, 14c, 14d und 14e gelagert, die integral an dem Kurbelgehäuse 14 und jeweils den fünf Lagerzapfenlagerungsteilen 11a bis 11e ausgebildet sind. Die den vierten Lagerzapfen 18d lagernde Lagerkappe 14d ist größer als die anderen vier Lagerkappen 14a, 14b, 14c und 14e und ist halbkreisförmig ausgebildet.
Statoren S, S der zwei Generatormotoren GM, GM sind auf gegenüberliegenden Seitenflächen der Lagerkappe 14d mit der halbkreisförmigen Form ausgebildet. Der Stator S des Generatormotors GM umfasst einen im Wesentlichen bogenförmigen Kern 24, der eine große Anzahl von Stahlblechen umfasst, die einander überlagernd angeordnet sind, und der an der Lagerkappe 14d durch Bolzen 23 befestigt ist, und eine Mehrzahl von (z.B. neun) Spulen 25, die um einen Innenumfang des Kerns 24 gewunden sind. Außenumfänge der Mehrzahl von Permanentmagneten 22 des Rotors R liegen Innenumfängen der Mehrzahl von Spulen 25 gegenüber, wobei kleine Lücken dazwischen frei bleiben.
Bogenförmige Ölführungsnuten 51 (siehe 4 und 5) sind jeweils auf gegenüberliegenden Seitenflächen der Lagerkappe 14d definiert, und einseitige Flächen der Spulen 25 des Stators S sind in jeder Ölführungsnut 51 befestigt. Eine Öffnung 52 ist an einem unteren Ende der Ölführungsnut 51 ausgebildet, so dass die Ölführungsnut 51 mit einem oberen Raum in der Ölwanne 16 durch die Öffnung 52 in Verbindung steht. Ein Ölrückführungsdurchgang 53 ist vertikal durch eine der Seitenflächen des Zylinderblocks 11 definiert, so dass sein oberes Ende mit einer Ventilbetriebskammer in Verbindung steht, die innerhalb des Zylinderkopfs 12 definiert ist, und sein unteres Ende mit oberen Teilen des Paars von Ölführungsnuten 51, 51 auf der oberen Fläche der Lagerkappe 14d in Verbindung steht. Ein Vorbeiströmungs-Gasdurchgang 54 ist vertikal durch die andere Seitenfläche des Zylinderblocks 11 definiert, so dass sein oberes Ende mit der in dem Zylinderkopf 12 definierten Ventilbetriebskammer in Verbindung steht und sein unteres Ende mit oberen Teilen des Paars von Ölführungsnuten 51, 51 auf der oberen Fläche der Lagerkappe 14d in Verbindung steht.
Kolben 27 sind gleitend in vier Zylinderbohrungen 26 aufgenommen, die jeweils in dem Zylinderblock 11 definiert sind, und die vier Kolben 27 und die vier Kurbelwellenzapfen 19a bis 19d sind jeweils durch Verbindungsstangen 28 verbunden. Verbrennungskammern 29 sind in der unteren Fläche des Zylinderkopfs 12 definiert und jeweils oberen Flächen der Kolben 27 zugewandt.
Eine in der Ölwanne 16 aufgenommene Ölpumpe 30 enthält ein Pumpengehäuse 31, einen in dem Pumpengehäuse 31 aufgenommenen Pumpenrotor 32 und eine Pumpenwelle 33, auf der der Pumpenrotor drehbar gelagert ist. Ein an einem Ende der Pumpenwelle 33 angebrachtes Nachlaufzahnrad 34, das von dem Pumpengehäuse 31 vorsteht, ist durch eine Endloskette 36 mit einem an einem Ende der Kurbelwelle 17 angebrachten Antriebszahnrad 35 verbunden. Daher wird die Drehung der Kurbelwelle 17 durch das Antriebszahnrad 35, die Endloskette 36 und das Nachlaufzahnrad 34 zu der Pumpenwelle 33 übertragen, um den mit der Pumpenwelle 33 integralen Pumpenrotor 32 zu drehen. Als Ergebnis wird in der Ölwanne 16 gespeichertes Öl durch das Innere eines Filters 38 in die Ölpumpe 30 gesogen und von dort zu schmierenden Teilen in der Brennkraftmaschine E, z.B. den Lagerzapfen 18a bis 18c der Kurbelwelle 17 und der Ventilbetriebskammer in dem Zylinderkopf 12, zugeführt.
Ein Öldurchgang 39 ist in dem Zylinderkopf 11 parallel zu der Kurbelwelle 17 definiert und in eine Mehrzahl von Öldurchgängen 40 unterteilt, um mit Außenumfangsteilen der Lagerzapfen 18a bis 18e der Kurbelwelle 17 in Verbindung zu stehen, um Gleitflächen der Lagerzapfenlagerungsteile 11a bis 11e ebenso wie die Lagerkappen 14a bis 14e und die Lagerzapfen 18a bis 18e zu schmieren.
Eine Ausgleichsvorrichtung 41 enthält eine erste Ausgleichswelle 42, in die sich die Pumpenwelle 33 der Ölpumpe 30 integral und axial mit der Pumpenwelle 33 verlängert. Die erste Ausgleichswelle 42 ist integral mit einem ersten Lagerzapfen 42a, einem Verbindungszahnrad 43, einem ersten Ausgleichsgewicht 42b, einem zweiten Lagerzapfen 42c und einem zweiten Ausgleichsgewicht 42d in der genannten Reihenfolge von der Seite der Ölpumpe 30 versehen. Der erste Lagerzapfen 42a und der zweite Lagerzapfen 42c sind in einem Ausgleichsgehäuse 44 drehbar gelagert, das den Pumpenrotor 32 und die Ausgleichswelle 42 durch Zusammenwirken mit dem Pumpengehäuse 31 überdeckt. Ein Ölzufuhrdurchgang 45 zur Führung des in den Filter 38 gezogenen Öls zu der Ölpumpe 30 ist in einem unteren Teil des Ausgleichsgehäuses 44 vorgesehen.
Eine zweite Ausgleichswelle 42 (nicht gezeigt) ist in dem Ausgleichsgehäuse 44 aufgenommen, um sich in eine Richtung senkrecht zu einer Blattoberfläche von 3 zu erstrecken. Die zweite Ausgleichswelle 42 weist dieselbe Struktur auf wie die erste Ausgleichswelle 42, so dass beide Ausgleichswellen 42, 42 durch Übertragen der Drehung der ersten Ausgleichswelle 42 durch die beiden miteinander in Eingriff stehenden Verbundzahnräder 43, 43 an die zweite Ausgleichswelle 42 in entgegengesetzte Richtungen mit einer doppelten Drehzahl als die der Kurbelwelle 17 gedreht werden, wodurch die Sekundärvibration der Brennkraftmaschine E reduziert wird.
Die Ausgleichsvorrichtung 41 der oben beschriebenen Struktur erstreckt sich bis unter den ersten Lagerzapfen 18a, den zweiten Lagerzapfen 18b und den dritten Lagerzapfen 18c zu einer Stelle vor dem vierten Lagerzapfen 18d, und die beiden Generatormotoren GM, GM sind nebeneinander auf entgegengesetzten Seiten des vierten Lagerzapfens 18d angeordnet. Auf diese Weise ist die Ausgleichsvorrichtung 41 unterhalb eines axialen Endes der Kurbelwelle 17 angeordnet, und die Generatormotoren GM, GM sind an dem anderen axialen Ende der Kurbelwelle 17 derart angeordnet, dass die Ausgleichsvorrichtung 41 und die Generatormotoren GM, GM kompakt angeordnet sein können, ohne einander zu stören.
Der Betrieb der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit der oben beschriebenen Anordnung wird im Folgenden beschrieben.
Wenn die Brennkraftmaschine E betrieben wird, wird die Kurbelwelle 17 gedreht, und die von den Hin- und Herbewegungen der vier Kolben 27 resultierende primäre Vibration wird durch die Wirkung der vier an der Kurbelwelle 17 vorgesehenen Ausgleichsgewichte 20 reduziert. Zu dieser Zeit kann ein wirksamer vibrationsverhindernder Effekt aufgewiesen sein, während die Gewichte der Ausgleichsgewichte 20 minimiert sind, weil die vier Ausgleichsgewichte 20 an dem axial inneren Ende des ersten Lagerzapfens 18a, dem axial inneren Ende des fünften Lagerzapfens 18e und den axial entgegengesetzten Enden des dritten Lagerzapfens 18c entsprechend den vier Kolben 27 in gleicher Weise angeordnet sind.
Die zwei Generatormotoren GM, GM werden gebildet durch (1) die Mehrzahl von Permanentmagneten 22, die an den Außenflächen der zwei Scheiben 21 befestigt sind, die an einigen der axialen Enden des ersten bis fünften Lagerzapfens 18a bis 18e vorgesehen sind, auf denen keine Aus gleichsgewichte 29 vorgesehen sind, nämlich an den axial entgegengesetzten Enden des vierten Lagerzapfens 18d, und (2) die Spulen 25, die an den gegenüberliegenden Seitenflächen der Lagerkappen 14d befestigt sind. Daher können die Generatormotoren GM, GM als die Motoren funktionieren, indem sie elektrischen Strom von einem Akkumulierungsmittel (nicht gezeigt), das eine Batterie und einen Kondensator umfasst, zu den Spulen 25 während Startens oder Beschleunigens des Fahrzeugs zuführen, wodurch sie die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine E unterstützen. Wenn die Generatormotoren GM, GM als die Motoren beim Start der Brennkraftmaschine E funktionieren, kann das Starten der Brennkraftmaschine E leicht durchgeführt werden, sogar wenn ein spezieller Statormotor entfernt ist.
Wenn es ermöglicht wird, dass die Generatormotoren GM, GM als Generatoren durch Drehen der Kurbelwelle 17 funktionieren, indem eine Antriebskraft umgekehrt von Antriebsrädern während Bremsens des Fahrzeugs übertragen wird, kann andererseits eine regenerative Bremskraft in jedem der Generatormotoren GM, GM erzeugt werden, um die Last auf eine Betriebsbremse zu mildern. Eine kinetische Energie für das Fahrzeug kann als eine elektrische Energie wirksam wiedergewonnen werden, indem durch das regenerative Bremsen in dem Akkumulierungsmittel eine elektrische Leistung erzeugt wird, wodurch der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine E reduziert wird.
Eine größte Verbrennungslast wirkt auf den dritten Lagerzapfen 18c, der axial zentral zwischen den fünf Lagerzapfen 18a bis 18e in dem 4-Zylinder-Reihenbrennkraftmaschine E angeordnet ist. Weil jedoch die Generatormotoren GM, GM derart angeordnet sind, dass sie an den vierten Lagerzapfen 18d von dem dritten Lagerzapfen 18c angrenzen, kann eine auf die Kurbelwelle 17 wirkende Last axial verteilt sein, um die erforderliche Festigkeit der Kurbelwelle 17 zu reduzieren, was zu einer Gewichtsreduzierung beiträgt.
Der Rotor R jedes Generatormotors GM weist eine Struktur auf, in der die Permanentmagneten 22 an dem Außenumfang der Scheibe 21 über 360° hinweg befestigt sind und folglich jeder der Permanentmagneten 22 notwendigerweise irgendeiner der Spulen 25 während der Drehung der Kurbelwelle 17 gegenüberliegt. Wenn der Generatormotor GM als der Motor funktioniert, kann folglich ein Ausgangsdrehmoment kontinuierlich erzeugt werden, und eine Veränderung des Drehmoments des Generatormotors GM kann minimiert sein. Wenn der Generatormotor GM als der Generator funktioniert, kann elektrische Leistung kontinuierlich erzeugt werden.
Bei dem Generatormotor GM erzeugen die Spulen 25 während des Betriebs des Generatormotors GM Wärme, um die Temperatur des Stators S zu erhöhen, und folglich wird der Stator S durch ein Öl gekühlt, um zu verhindern, dass die Funktion als der Motor und die Funktion als der Generator gestört werden können. Es kann nicht realisiert werden, dass der Stator S, der über der Fläche des in der Ölwanne 16 gespeicherten Öls angeordnet ist, durch das Öl in der Ölwanne 16 gekühlt wird, und folglich wird der Stator S durch das Öl gekühlt, das die Ventilbetriebskammer in dem Zylinderkopf 12 geschmiert hat und das zu der Ölwanne 16 zurückgeführt wird.
Insbesondere werden das von der Ventilbetriebskammer durch den Ölrückführdurchgang 53 in den Zylinderkopf 12 hinabfließende Öl und eine kleine Menge des durch den Vorbeiströmungs-Gasdurchgang 54 von der Ventilbetriebskammer in den Zylinderkopf 12 hinabfließenden Öls den oberen Enden der bogenförmigen Ölführungsnuten 51, 51 zugeführt, die in den gegenüberliegenden Seitenflächen der Lagerkappe 14d vorgesehen sind, und danach fließt es von dort nach unten, um durch die Öffnung 52 in die Ölwanne 16 zu tropfen. Weil die Spulen 25, welche Teile des Stators S sind, an jeder der Ölführungsnuten 51 befestigt sind, kann der Generatormotor GM kompakt angeordnet sein, während er einen Raum in der Ölführungsnut 51 effektiv nutzt. Weiterhin können die Spulen 25 effektiv durch das in der Ölführungsnut 51 geführte fließende Öl gekühlt werden, wo durch die Temperatur des Stators S verringert werden kann. Zusätzlich werden die Lagerkappen 14d gekühlt, die mit den Ölführungsnuten 51, 51 versehen sind, durch die das Öl fließt, und folglich werden die Kerne 24, 24, die derart befestigt sind, dass sie in engen Kontakt mit den Seitenflächen der Lagerkappe 14d kommen, ebenso gekühlt, wodurch sie zu einer Verringerung der Temperatur des Stators S beitragen.
In dieser Art und Weise kann das von der Ventilbetriebskammer in dem Zylinderkopf 12 zu der Ölwanne 16 zurückgeführte Öl effektiv genutzt werden, um den Stator S des Generatormotors GM zu kühlen, und insbesondere kann das entlang der Ölführungsnuten 51, 51 in der Lagerkappe 14d vertikal nach unten fließende Öl mit den Spulen 25 in Kontakt gebracht werden, die in den Ölführungsnuten 51, 51 angebracht sind, wodurch der Kühleffekt für den Stator S erhöht wird. Ein Teil des durch die Öldurchgänge 39 und 40 in den Zylinderblock 11 fließenden Öls, um die Lagerzapfen der Kurbelwelle 17 zu schmieren, fließt entlang der gegenüberliegenden Seitenflächen der Lagerkappe 14d nach unten und erreicht die Ölführungsnuten 51, 51, wodurch es zum Kühlen des Stators S des Generatormotors GM beiträgt.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 beschrieben.
Eine 4-Zylinder-Reihenbrennkraftmaschine gemäß der zweiten Ausführungsform ist in einem Hybridfahrzeug angebracht und enthält darin vier Generatormotoren GM, von denen jeder als ein Generator/Motor funktioniert. Die Brennkraftmaschine E enthält einen Zylinderblock 11, einen Zylinderkopf 12, der an eine obere Fläche des Zylinderblocks 11 durch Bolzen (nicht gezeigt) gekoppelt ist, ein Kurbelgehäuse 14, das an eine untere Fläche des Zylinderblocks 11 durch Bolzen 13 gekoppelt ist, und eine Ölwanne 16, die an eine untere Fläche des Kurbelgehäuses 14 durch Bolzen 15 gekoppelt ist.
Die Kurbelwelle 17 enthält fünf Lagerzapfen 18a, 18b, 18c, 18d und 18e und vier zwischen den Lagerzapfen 18a bis 18e angeordnete Kurbelwellenzapfen 19a, 19b, 19c und 19d. Insgesamt vier Ausgleichsgewichte 20 sind integral an einem axial inneren Ende des ersten Lagerzapfens 18a, einem axial inneren Ende des fünften Lagerzapfens 18e und axial entgegengesetzten Enden des dritten Lagerzapfens 18c angebracht. Die vier Ausgleichsgewichte 20 sind fächerförmig um den ersten Lagerzapfen 18a, den dritten Lagerzapfen 18c und den fünften Lagerzapfen 18e ausgebildet, die als Drehpunkte dienen (siehe 7). Insgesamt vier Scheiben 21 sind an axial entgegengesetzten Enden des zweiten Lagerzapfens 18b und des vierten Lagerzapfens 18d integral vorgesehen. Eine Mehrzahl von (z.B. 12) Permanentmagneten 22 sind um einen Außenumfang jeder der vier Scheiben 21 herum angebracht. Die Scheibe 21 und die Permanentmagneten 22 um die Scheibe 21 herum bilden einen Rotor R eines Generatormotors GM.
Fünf Lagerzapfenlagerungsteile 11a, 11b, 11c, 11d und 11e sind an dem Zylinderblock 11 integral ausgebildet. Die fünf Lagerzapfen 18a bis 18e der Kurbelwelle 17 sind drehbar zwischen fünf Lagerkappen 14a, 14b, 14c, 14d und 14e gelagert, die integral an dem Kurbelgehäuse 14 und jeweils den fünf Lagerzapfenlagerungsteilen 11a bis 11e ausgebildet sind. Die beiden den zweiten Lagerzapfen 18 den vierten Lagerzapfen 18d lagernden Lagerkappen 14b und 14d sind größer als die anderen drei Lagerkappen 14a, 14b, 14c und 14e und sind jeweils halbkreisförmig ausgebildet.
Die Statoren S der vier Generatormotoren GM sind an gegenüberliegenden Seitenflächen der zwei Lagerkappen 14b und 14d angebracht, von denen jeder eine halbkreisförmige Form aufweist. Wie aus 7 ersichtlich ist, umfasst der Stator S des Generatormotors GM, der an der Seite einer 14b der Lagerkappen 14b und 14d angrenzend an den Kurbelwellenzapfen 19c angebracht ist, einen im Wesentlichen bogenförmigen Kern 24, welcher aus einer großen Anzahl von einander überlagerten Stahlblechen gebildet ist und welcher an der Lagerkappe 14b durch Bolzen 23 befestigt ist, und eine Mehrzahl von (z.B. 9) Spulen 25, die um einen Innenumfang des Kerns 24 gewunden sind. Die Außenumfänge der Mehrzahl von Permanentmagneten 22 des Rotors R liegen Innenumfängen der Mehrzahl von Spulen 25 gegenüber, wobei kleine Lücken dazwischen frei bleiben.
Axial innere zwei der vier Generatormotoren GM sind hinsichtlich der Struktur von deren Statoren S von den axial äußeren beiden Generatormotoren GM verschieden. Insbesondere sind aus der großen Anzahl von Stahlblechen, von denen jedes die Kerne 24, 24 der axial inneren beiden Generatormotoren GM, GM bildet, eine Mehrzahl von (z.B. drei) Sätzen von Stahlblechen 24a, 24b und 24c axial nach innen gebogen, um einander näher zu kommen, wodurch sie Stauplatten bilden, die ebenso als wärmeableitende Rippen 24d dienen.
Kolben 27 sind gleitend in vier Zylinderbohrungen 26 aufgenommen, die jeweils in dem Zylinderblock 11 definiert sind, und die vier Kolben 27 und die vier Kurbelwellenzapfen 19a bis 19d sind jeweils durch Verbindungsstangen 28 verbunden. Verbrennungskammern 29 sind in der unteren Fläche des Zylinderkopfs 12 definiert und jeweils oberen Flächen der Kolben 27 zugewandt. Die vier Kolben 27 sind derart angeordnet, dass dann, wenn der erste Kolben 27 zwischen dem ersten Lagerzapfen 18a und dem zweiten Lagerzapfen 18b und der vierte Kolben 27 zwischen dem vierten Lagerzapfen 18d und dem fünften Lagerzapfen 18e an ihren oberen Totpunkten sind, der zweite Kolben 27 zwischen dem zweiten Lagerzapfen 18b und dem dritten Lagerzapfen 18c und der dritte Kolben 27 zwischen dem dritten Lagerzapfen 18c und dem vierten Lagerzapfen 18d an ihrem unteren Totpunkt sind.
Eine in der Ölwanne 16 aufgenommene Ölpumpe 30 enthält ein Pumpengehäuse 31, einen in dem Pumpengehäuse 31 aufgenommenen Pumpenrotor 32 und eine Pumpenwelle 33, auf der der Pumpenrotor drehbar gelagert ist. Ein an einem Ende der Pumpenwelle 33 angebrachtes Nachlaufzahnrad 34, das von dem Pumpengehäuse 31 vorsteht, ist durch eine Endloskette 36 mit einem an einem Ende der Kurbelwelle 17 angebrachten Antriebszahnrad 35 verbunden. Ein Filtergehäuse 37 verläuft entlang einer Bodenwand der Ölwanne 16, um den Pumpenrotor 32 durch Zusammenwirken mit dem Pumpengehäuse 31 zu überdecken, und ein Filter 38 ist an einem Kopfende des Filtergehäuses 37 angebracht.
Daher wird die Drehung der Kurbelwelle 17 durch das Antriebszahnrad 35, die Endloskette 36 und das Nachlaufzahnrad 34 zu der Pumpenwelle 33 übertragen, um den mit der Pumpenwelle 33 integralen Pumpenrotor 32 zu drehen. Als Ergebnis wird in der Ölwanne 16 gespeichertes Öl von dem Filter 38 durch das Innere des Filtergehäuses 37 in die Ölpumpe 30 gesogen und von dort zu schmierenden Teilen der Brennkraftmaschine E zugeführt.
Der Betrieb der zweiten Ausführungsform mit der oben beschriebenen Anordnung wird im Folgenden beschrieben.
Wenn die Brennkraftmaschine E betrieben wird, wird die Kurbelwelle 17 gedreht, und die von den Hin- und Herbewegungen der vier Kolben 27 resultierende primäre Vibration wird durch die Wirkung der vier an der Kurbelwelle 17 vorgesehenen Ausgleichsgewichte 20 reduziert. Zu dieser Zeit kann ein wirksamer vibrationsverhindernder Effekt aufgewiesen sein, während die Gewichte der Ausgleichsgewichte 20 minimiert sind, weil die vier Ausgleichsgewichte 20 an dem inneren axialen Ende des ersten Lagerzapfens 18a, dem inneren axialen Ende des fünften Lagerzapfens 18e und den entgegengesetzten axialen Enden des dritten Lagerzapfens 18c entsprechend den vier Kolben 27 in gleicher Weise angeordnet sind.
Die vier Generatormotoren GM werden gebildet durch (1) die Mehrzahl von Permanentmagneten 22, die an den Außenflächen der vier Scheiben 21 befestigt sind, die an einigen der axialen Enden des ersten bis fünften Lagerzapfens 18a bis 18e vorgesehen sind, auf denen keine Ausgleichsgewichte 29 vorgesehen sind, nämlich an den entgegengesetzten axialen Enden des zweiten Lagerzapfens 18b und den entgegengesetzten axialen Enden des vierten Lagerzapfens 18d, und (2) die Spulen 25, die an den entgegengesetzten Seitenflächen der beiden Lagerkappen 14b und 14d befestigt sind. Daher können die Generatormotoren GM als die Motoren funktionieren, indem sie elektrischen Strom von einem Akkumulierungsmittel (nicht gezeigt), das eine Batterie und einen Kondensator umfasst, zu den Spulen 25 während Startens oder Beschleunigens des Fahrzeugs zuführen, wodurch sie die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine E unterstützen. Wenn die Generatormotoren GM als Motoren beim Start der Brennkraftmaschine E funktionieren, kann das Starten der Brennkraftmaschine E leicht durchgeführt werden, sogar wenn ein spezieller Statormotor entfernt ist.
Wenn es andererseits ermöglicht wird, dass die Generatormotoren GM als Generatoren durch Drehen der Kurbelwelle 17 funktionieren, indem eine Antriebskraft umgekehrt von Antriebsrädern während Bremsens des Fahrzeugs übertragen wird, kann andererseits eine regenerative Bremskraft in jedem der Generatormotoren GM erzeugt werden, um die Last auf eine Betriebsbremse zu mildern. Eine kinetische Energie für das Fahrzeug kann als eine elektrische Energie wirksam wiedergewonnen werden, indem durch das regenerative Bremsen in dem Akkumulierungsmittel eine elektrische Leistung erzeugt wird, wodurch der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine E reduziert wird.
Eine größte Verbrennungslast wirkt auf den dritten Lagerzapfen 18c, der axial zentral zwischen den fünf Lagerzapfen 18a bis 18e in dem 4-Zylinder-Reihenbrennkraftmaschine E angeordnet ist. Weil jedoch die Generatormotoren GM derart angeordnet sind, dass sie an den zweiten Lagerzapfen 18b und den vierten Lagerzapfen 18d von dem dritten Lagerzapfen 18c weg angrenzen, kann eine auf die Kurbelwelle 17 wirkende Last axial verteilt sein, um die erforderliche Festigkeit der Kurbelwelle 17 zu reduzieren, was zu einer Gewichtsreduzierung beiträgt.
Der Rotor R jedes Generatormotors GM weist eine Struktur auf, in der die Permanentmagneten 22 an dem Außenumfang der Scheibe 21 über 360° hinweg befestigt sind und folglich jeder der Permanentmagneten 22 notwendigerweise irgendeiner der Spulen 25 während der Drehung der Kurbelwelle 17 gegenüberliegt. Wenn der Generatormotor GM als der Motor funktioniert, kann folglich ein Ausgangsdrehmoment kontinuierlich erzeugt werden, und eine Veränderung des Drehmoments des Generatormotors GM kann minimiert sein. Wenn der Generatormotor GM als Generator funktioniert, kann elektrische Leistung kontinuierlich erzeugt werden.
Bei dem Generatormotor GM erzeugen die Spulen 25 Wärme während des Betriebs des Generatormotors GM, um die Temperatur des Kerns 24 zu erhöhen, was die Funktion als der Motor und die Funktion als der Generator verschlechtern kann. Die Wärme des Kerns 24 mit der erhöhten Temperatur kann jedoch abgeleitet werden, und der Stator S kann wirksam gekühlt werden, weil unter der großen Anzahl von Stahlblechen, die den Kern 24 bilden, die vorbestimmte Anzahl von Stahlblechen 24a bis 24c gebogen sind, um die Stauplatte 24d zu bilden, die ebenso als wärmeableitende Rippe dient.
Weil die Stauplatte 24d, die ebenso als wärmeableitende Rippe dient, unter Verwendung der Stahlbleche 24a bis 24c des Kerns 24 gebildet ist, werden keine speziellen Teile erfordert, was zu Reduktionen der Anzahl von Teilen und der Anzahl von Zusammenbauschritten führt. Weil die Mehrzahl von (drei bei der Ausführungsform) Stahlblechen 24a bis 24c einander überlagert sind, kann weiterhin die Steifheit der Stahlbleche 24a bis 24c sichergestellt sein. Ferner ist die Stauplatte 24d, die ebenso als wärmeableitende Rippe dient, in der Nähe einer Oberfläche des in der Ölwanne gespeicherten Öls angeordnet, und folglich kann die Funktion der Stauplat te, zu verhindern, dass die Öloberfläche geschüttelt wird, wirksam durchgeführt werden.
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
Die Stauplatte 24d, die ebenso als wärmeableitende Rippe dient, ist bei der zweiten Ausführungsform entlang eines Außenumfangs eines unteren Randes jeder der Lagerkappen 14b und 14d halbkreisförmig ausgebildet, aber eine Stauplatte 24d, die ebenso als wärmeableitende Rippe dient, ist bei der dritten Ausführungsform als ein L-förmiger Teil ausgebildet und weist einen vertikal verlaufenden Teil und einen horizontal verlaufenden Teil auf. Die dritte Ausführungsform ist der zweiten Ausführungsform darin ähnlich, dass die Stauplatte 24d, die ebenso als die wärmeableitende Rippe dient, durch Biegen dreier Stahlbleche 24a bis 24c der großen Anzahl von Stahlblechen, die den Kern 24 bilden, gebildet wird.
Die dritte Ausführungsform übt weiterhin eine ähnliche Funktion und eine ähnliche Wirksamkeit wie diejenige bei der zweiten Ausführungsform aus. Ferner ist gemäß der dritten Ausführungsform der horizontal verlaufende Teil der Stauplatte 24d, die ebenso als die wärmeableitende Rippe dient, geradlinig bezüglich des vertikal verlaufenden Teils gebogen. Folglich ist es leicht, die Stauplatte 24d, die ebenso als die wärmeableitende Rippe dient, durch Bearbeiten oder Verarbeiten zu bilden, im Vergleich zu einem Fall, bei dem der horizontal verlaufende Teil der Stauplatte 24d, die ebenso als die wärmeableitende Rippe dient, in einer bogenförmigen Form gebogen ist. Weiterhin ist der horizontal verlaufende Teil parallel zu der Oberfläche des Öls in der Ölwanne, so dass die Funktion der Stauplatte verbessert werden kann.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden sind, versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und verschiedene Modifikationen bei der Konstruktion gemacht werden können, ohne von der Idee und dem Rahmen der in den Ansprüchen definierten Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel ist die Brennkraftmaschine E gemäß der vorliegenden Erfindung auf jede andere Verwendung anwendbar als die einer Bewegungsenergiequelle für das Hybridfahrzeug.
Zusätzlich kann der Generator GM nur als der Generator funktionieren und der Generator GM kann nur als der Motor funktionieren.
Der Stator S wird bei jeder der Ausführungsformen durch das von dem Zylinderkopf 12 zurückgeführte Öl gekühlt, aber er kann durch das in der Ölwanne 16 gespeicherte Öl gekühlt werden.
Bei der Brennkraftmaschine gemäß dem sechsten Merkmal der vorliegenden Erfindung kann die Stauplatte 24d, die ebenso als die wärmeableitende Platte dient, keine Stauplattenfunktion aufweisen.
Bei den zweiten und dritten Ausführungsformen sind drei Stahlbleche 24a bis 24c aus der großen Anzahl von Stahlblechen, die den Kern 24 des Stators S bilden, verlängert, um die Stauplatte 24d, die ebenso als die wärmeableitende Platte dient, zu bilden, aber die Anzahl der Stahlblechen ist nicht auf drei begrenzt. Ferner kann die Stauplatte 24d, die ebenso als die wärmeableitende Platte dient, durch ein anderes an dem Kern 24 befestigtes Element gebildet sein.
Bei jeder der Ausführungsformen sind die Permanentmagnete 22 an dem Außenumfang der Scheibe 21 der Kurbelwelle 17 befestigt, um den Rotor R zu bilden, aber die Permanentmagnete 22 können an dem Außenumfang des Ausgleichsgewichts 20 befestigt sein, um den Rotor R zu bilden. Der Rotor R kann nämlich unter Verwendung jeder Wange der Kurbelwelle 17 gebildet sein.
Zusätzlich ist es am effektivsten, dass die Permanentmagnete 22 an einer Außenumfangsfläche der Scheibe 21 angebracht sind, aber die Permanentmagnete 22 können an einer Seitenwand jeder der Scheiben 21 angebracht sein, wenn die Seitenwand in dem Außenumfang der Scheibe 21 enthalten ist.
Ferner ist die vorliegende Erfindung außer für die Brennkraftmaschineen gemäß dem zwölften und dem dreizehnten Merkmal der vorliegenden Erfindung auf eine Brennkraftmaschine anwendbar, der jegliche Anzahl von Zylindern aufweist.
Ferner ist das zwölfte und das dreizehnte Merkmal der vorliegenden Erfindung anwendbar auf Bänke nicht nur bei einer 4-Zylinder-Reihenbrennkraftmaschine, sondern auch bei einer 8-Zylinder-V-Brennkraftmaschine und einer 8-Zylinder-Boxerbrennkraftmaschine.
Darüber hinaus sind die Permanentmagnete 22 an den insgesamt vier Scheiben 21 des zweiten Lagerzapfens 18b und des vierten Lagerzapfens 18d sowohl bei der zweiten als auch bei der dritten Ausführungsform angebracht, aber die Permanentmagnete 22 können an jeder der Scheiben 21 angebracht sein. Die Permanentmagnete 22 sind an den insgesamt zwei Scheiben 21, 21 des vierten Lagerzapfens 18d bei der ersten Ausführungsform angebracht, aber die Permanentmagnete 22 können an jeder der Scheiben 21 angebracht sein.
Ein Lagerzapfen einer Kurbelwelle ist drehbar durch einen Lagerzapfenlagerungsteil eines Zylinderblocks und eine Lagerkappe gehalten. Eine bogenförmige Ölführungsnut ist in einer Seitenfläche der Lagerkappe definiert und Spulen, die Teile eines Stators eines Generators bzw. Motors sind, sind in einer Ölführungsnut angebracht. Von einem in dem Zylinderblock vorgesehenen Ölrückführungsdurchgang nach unten fließendes Öl und von einem Vorbeiströmungs-Gasdurchgang nach unten fließendes Öl fließt von einem oberen Ende der Ölführungsnut nach unten und durch eine Öffnung in eine Ölwanne zurück. Bei diesem Prozess wird das Öl mit den Spulen in Kontakt gebracht, um den Stator zu kühlen. Daher kann der eine erhöhte Temperatur aufweisende Stator sogar dann wirksam gekühlt werden, wenn der Stator über dem in der Ölwanne gespeicherten Öl angeordnet ist, um dadurch Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Generators bzw. Motors zu verhindern.

Claims

Brennkraftmaschine (E), die einen Generator oder Motor (GM) enthält, dessen Stator (S) einen Kern (24) und an dem Kern (24) angebrachte Spulen (25) umfasst und dieser Stator (S) Permanentmagneten (22) gegenüberliegt, die an einer Kurbelwelle (17) der Brennkraftmaschine (E) angebracht sind, wobei die Brennkraftmaschine (E) ferner ein Statorkühlungsmittel zum Kühlen des Stators (S) mit Öl umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagneten (22) am Außenumfang einer Kurbelwange (21) der Kurbelwelle (17) angebracht sind und dass der Stator (S) die die Permanentmagnete (22) tragende Kurbelwange (21) an der vom Zylinderblock (11) abgelegenen Seite bogenförmig umgibt.
Brennkraftmaschine (E) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorkühlungsmittel den Stator (S) durch das Öl kühlt, das Teile geschmiert hat, die geschmiert werden sollen, und zu einer Ölwanne (16) zurückgeführt wird.
Brennkraftmaschine (E) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorkühlungsmittel den Stator (S) durch das Öl von einem Durchgang (53, 54) zum Zurückführen des Öls innerhalb eines Zylinderkopfs (12) zu einer Ölwanne (16) kühlt.
Brennkraftmaschine (E), die einen Generator oder Motor (GM) enthält, dessen einen Kern (24) und an dem Kern (24) angebrachte Spulen (25) umfassender Stator (S) Permanentmagneten (22) gegenüberliegt, die an der Kurbelwange (21) der Kurbelwelle (17) der Brennkraftmaschine (E) angebracht sind, wobei ein Kühlungsöl einem oberen Teil des Stators (S) zugeführt wird.
Brennkraftmaschine (E) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des Stators (S) in einer Ölführungsnut (51) aufgenommen ist, die in einer Seitenfläche eines Statorlagerelements (14d; 14b, 14d) definiert ist, und das Kühlungsöl einem oberen Teil der Ölführungsnut (51) zugeführt wird.
Brennkraftmaschine (E) nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (S), dessen Spulen (25) um den durch Laminatstahlbleche gebildeten Kern (24) gewunden sind, an einer Lagerkappe (14d; 14b, 14d) fixiert ist, welche die Kurbelwelle (17) durch Zusammenwirken mit dem Zylinderblock (11) drehbar lagert; und wobei der Generator oder Motor (GM) in einem oberen Raum in einer Ölwanne (16) unterhalb des Zylinderblocks (11) angeordnet ist; und wobei der Kern (24) des Stators (S) mit einer wärmeableitenden Rippe (24d) versehen ist.
Brennkraftmaschine (E) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Kern (24) des Stators (S) vorgesehene wärmeableitende Rippe (24d) eine Stauplatte für die Ölwanne bildet.
Brennkraftmaschine (E) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeableitende Rippe (24d) durch Verlängern einiger der Stahlbleche (24a, 24b, 24c) gebildet ist, die den Kern (24) des Stators (S) bilden.
Brennkraftmaschine (E) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmeableitende Rippe (24d) durch Überlagern einer Mehrzahl der Stahlbleche (24a, 24b, 24c) übereinander gebildet ist.
Brennkraftmaschine (E) nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator oder Motor (GM) eine Mehrzahl von Spulen (25) umfasst, die an einer Lagerkappe (14d; 14b, 14d) angebracht sind, die durch Zusammenwirken mit dem Zylinderblock (11) die Kurbelwelle (17) drehbar lagert, wobei wenigstens ein Ausgleichsgewicht (20) und wenigstens eine scheibenförmige Kurbelwange (21) an Enden einer Mehrzahl von Lagerzapfen (18a–18e) der Kurbelwelle (17) angebracht sind.
Brennkraftmaschine (E) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (22) an dem gesamten Außenumfangsteil der wenigstens einen Kurbelwange (21) angebracht sind.
Brennkraftmaschine (E) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (17) erste bis fünfte Lagerzapfen (18a–18e) umfasst, wobei insgesamt vier Ausgleichsgewichte (20) an einem Ende des ersten Lagerzapfens (18a), einem Ende des fünften Lagerzapfens (18e) und entgegengesetzten Enden des dritten Lagerzapfens (18c) angebracht sind und wobei die Kurbelwange (21) an wenigstens einem von entgegengesetzten Enden des zweiten Lagerzapfens (18b) und entgegengesetzten Enden des vierten Lagerzapfens (18d) angebracht ist.
Brennkraftmaschine (E) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die insgesamt vier Kurbelwangen (20) an den entgegengesetzten Enden des zweiten Lagerzapfens (18b) und den entgegengesetzten Enden des vierten Lagerzapfens (18d) angebracht sind.
Brennkraftmaschine (E) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgleichsvorrichtung (41) unterhalb eines axialen Endes der Kurbelwelle (17) angebracht ist, und wobei der Generator oder Motor (GM) an dem anderen axialen Ende der Kurbelwelle (17) in einer solchen Art und Weise angebracht ist, dass er nicht mit der Ausgleichsvorrichtung (41) stört.