DE4431798C2 - Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Brennkraftmaschinen sind allgemein als Otto- oder Diesel-Motoren bekannt. Die Anzahl der Zylinderräume in diesen Brennkraftmaschinen hängt unter anderem von der gewählten maxi­ malen Motorleistung ab und ist neben dem Zylinderdurchmesser entscheidend für die Baulänge der Brennkraftmaschine verantwort­ lich. Während in Großserienfahrzeugen üblicherweise vier- bis sechszylindrige Motoren zum Einsatz kommen, sind für leistungs­ schwächere oder leistungsstärkere Kraftfahrzeuge auch Motoren mit davon abweichender Zylinderanzahl bekannt. In jedem Fall sind aber für Motoren mit unterschiedlicher Zylinderanzahl un­ terschiedliche Gießwerkzeuge für den Motorblock und den Zylin­ derkopfblock vorzusehen. Dies verteuert insbesondere Klein­ serienprodukte aus naheliegenden Kostenüberlegungen.

Außerdem sind durch die DE-OS 28 44 664 und die DE-OS 29 08 432 verbrennungsmotorisch angetriebene Wärmepumpen bekannt geworden, bei denen ein Zylinder und ein Kolben dieser Maschine als Kom­ pressor ausgebildet ist. Insbesondere aus der älteren Druck­ schrift (DE-OS 28 44 664) ist es bekannt, die vorgenannte Ma­ schine derart auszubilden, daß von den vorhandenen vier Zylin­ derbohrungen nur zwei für den verbrennungsmotorischen Prozeß genutzt werden, während eine dritte Bohrung ohne Kolben bestückt bleibt und zur Schaffung eines Abstandes für Dichtungsmittel zu dem Kompressorbereich dient. Die vierte Bohrung ist als Zylin­ derraum für den Kompressor vorgesehen, der über einen mit der Kurbelwelle verbundenen Kolben versehen ist. Mit dieser Vorrich­ tung wurde eine kompakte Wärmepumpe geschaffen, die über einen integrierten 2-Zylinder-Verbrennungsmotor antreibbar ist.

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik besteht die Auf­ gabe der Erfindung darin, einen Verbrennungsmotor vorzuschlagen, der mit Hilfe nur eines Gießwerkzeugsatzes herstellbar und durch nur geringe Detailmodifikationen mit unterschiedlicher Zylinder­ anzahl einsetzbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, während vorteilhafte Weiterbil­ dungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß beispielsweise 3-Zylinder-Motoren oft aus 4-Zylinder-Motoren abgeleitet werden und zudem in dem gleichen Einbauraum in den Kraftfahrzeugen un­ terzubringen sind. Diese Randbedingungen berücksichtigend wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß in wenigstens einem der Zy­ linderräume des Motoros kein Kolben samt Kolbenstange und keine Ein- und Auslaßventile angeordnet sind. Auf diese Weise läßt sich ohne großen Aufwand und vor allem ohne zusätzliche Gieß­ werkzeuge kostengünstig aus einem 4-Zylinder-Motor ein lei­ stungsschwächerer 3-Zylinder-Motor herstellen.

Diese aus einem 4-Zylinder-Motor abgeleitete und als 3-Zylin­ der-Motor arbeitende Brennkraftmaschine ist wegen des größeren Motorblocks, der größeren zugehörigen Ölwanne und des größeren Zylinderkopfblockes zwar schwerer als ein eigenständiger, nur 3-Zylinderbohrungen umfassender 3-Zylinder-Motor. Die hier vor­ geschlagene technische Lösung erspart aber zusätzlich zu den für den eigenständigen 3-Zylinder-Motor notwendigen Gießwerkzeugen die Fertigungs- und Bearbeitungsvorrichtungen für diesen dann natürlich auch kürzeren Motor.

Ein weiterer Vorteil eines derart abgeleiteten Motors mit ge­ ringerer Kolbenanzahl ist darin zu sehen, daß keine angepaßten neuen Peripherieteile, Verkabelungen und Schlauchverbindungen im Vorderwagen des Fahrzeuges notwendig werden, da die äußeren Abmessungen konstant bleiben. Vorteilhaft ist zudem, daß ein derartiger 3-Zylinder-Motor eine größere Laufruhe und eine günstigere Laufakustik aufweist.

Wenngleich sich die Beschreibung der Vorteile der Erfindung bis­ her auf einem aus einem 4-Zylinder-Motor abgeleiteten 3-Zylin­ der-Motor beziehen, kann dieses Prinzip der Reduzierung der aktiven Zylinder einer Brennkraftmaschine auch bei Brennkraftma­ schinen mit höherer Zylinderanzahl angewendet werden. So ist es beispielsweise möglich, einen 4-Zylinder-Motor aus einem 5-Zy­ linder-Motor abzuleiten.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann zum Aus­ gleich von ggf. auftretenden Rundlaufschwankungen ein Gewicht an der nicht belegten Kurbelwellenkröpfung angebracht werden.

Die Bohrung für die Ventilführung über dem nicht belegten Zylin­ der kann bei geeigneter Gestaltung der Dichtungen für Abgas- und Saugkrümmer zu einer Verbesserung der Zylinderkopf-Öldrainage führen, indem dieses Öl beispielsweise durch diese Bohrung der Einlaßventilführung in den unbestückten Zylinder geleitet wird. Auf der Seite der Auslaßventile ist dabei die Wärmeeinwirkung vom Abgaskrümmer auf das Öl ggf. zu fördern oder zu unterbinden.

Obwohl grundsätzlich jeder Zylinder als solcher ohne Kolben in Frage kommen kann, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der abtriebsseitige fernste Zylinder­ raum ohne Kolben ausgestattet ist.

Die Erfindung läßt sich mit Hilfe einer Zeichnung erläutern, in der in schematischer Darstellung ein Querschnitt durch die er­ findungsgemäße Brennkraftmaschine gezeigt wird.

In dieser Darstellung ist mit 1 der Motorblock bezeichnet, der insgesamt vier Zylinderbohrungen 2, 3, 4, 5 aufweist, von denen der Zylinderraum 5 an der Stirnseite des Motorblocks befindlich und ohne Kolben ausgerüstet ist. Die drei anderen Zylinder 2, 3, 4 sind mit Kolben 13, 14, 15 bestückt, die über Kolbenstangen 16, 17, 18 auf eine Kurbelwelle 19 wirken. Diese Kurbelwelle ist unterhalb der Motorzylinder in einem Kurbelwellenraum 28 ange­ ordnet und stützt sich über die Lagerstühle 20, 21, 22, 23 sowie 31 gegen den Motorblock 1 ab. Der Kurbelwellenraum 28 ist von unten durch eine Ölwanne 30 abgedeckt, die in üblicher Weise mit dem Motorblock 1 verbunden ist.

Am frontseitigen Ende der Kurbelwelle 19 ist ein Zahnriemenrad 24 befestigt, das über einen Zahnriemen 25 eine nicht darge­ stellte Nockenwelle antreibt.

Die Zylinderräume 2, 3, 4, 5 sind über einen Zylinderkopfblock 6 verschlossen, der im Bereich der mit den Kolben 13, 14, 15 be­ stückten Zylindern 2, 3, 4 mit Ein-/Auslaßventilen 7 bis 12 versehen ist. Die Bohrung 33 für das Auslaßventil im Zylinder­ kopfblock 6 ist dagegen mit einem Dichtmittel 26 gegen den nicht dargestellten Abgaskrümmer abgedichtet, während die Bohrung 32 dadurch in vorteilhafter Weise zur Verbesserung der Zylinder­ kopf-Öldrainage genutzt wird, daß Öl aus diesem Bereich über die Bohrung 32 und den leeren Zylinderraum 5 in den Kurbelwellenraum 28 ablaufen kann.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Kurbelwelle 19 an dem Kurbelwellenzapfen 29 unterhalb des un­ bestückten Zylinderraumes 5 mit einem Gewicht 27 versehen, um einen optimalen Rundlauf der 3-Zylinder-Maschine zu gewährlei­ sten.

Wie diesem Ausführungsbeispiel eindrucksvoll entnehmbar ist, läßt sich aus einem 4-Zylinder-Motor ohne großen mechanischen und kostenmäßigen Aufwand eine 3-zylinder-Brennkraftmaschine herleiten.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Motorblock

2

Zylinderraum

3

Zylinderraum

4

Zylinderraum

5

Zylinderraum

6

Zylinderkopfblock

7

Ein-/Auslaßventile

8

Ein-/Auslaßventile

9

Ein-/Auslaßventile

10

Ein-/Auslaßventile

11

Ein-/Auslaßventile

12

Ein-/Auslaßventile

13

Kolben

14

Kolben

15

Kolben

16

Kolbenstange

17

Kolbenstange

18

Kolbenstange

19

Kurbelwelle

20

Lagerstuhl

21

Lagerstuhl

22

Lagerstuhl

23

Lagerstuhl

24

Zahnriemenrad

25

Zahnriemen

26

Dichtmittel

27

Gewicht

28

Kurbelwellenraum

29

Kurbelwellenzapfen

30

Ölwanne

31

Ölwanne

32

Bohrung

33

Bohrung

Claims (5)

1. Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge, mit in einem Motor­ block (1) angeordneten Zylinderräumen (2 bis 5), mit in diesen Zylinderräumen (2 bis 5) beweglich angeordneten Kolben (13 bis 15), die über Kolbenstangen (16 bis 18) mit einer Kurbelwelle (19) verbunden sind, wobei die Kurbelwelle (19) über Lagerstühle (20 bis 23, 31) am Motorblock (1) abgestützt ist, und mit einem die Zylinderräume (2 bis 5) verschließen­ den Zylinderkopfblock (6), in dem Ein- und Auslaßventile (7 bis 12) für die Zylinderräume angeordnet sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in wenigstens einem der Zylinderräume (5) kein Kolben und keine Ein- und Auslaßventile angeordnet sind.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen für das Auslaßventil (33) im Zylinderkopf­ block (6) über dem unbestückten Zylinder (5) mit einem Dicht­ mittel abgedichtet ist, und daß durch die Bohrung für das Einlaßventil (32) über diesem Zylinder (5) Öl aus dem Zylin­ derkopfblock (6) in den Kurbelwellenraum (6) leitbar ist.

3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kurbelwelle (19) am Kurbelwellenzapfen (29) im Bereich des unbestückten Zylinderraumes (5) mit einem Gewicht (27) ausgestattet ist.

4. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der abtriebsseitig fernste Zylinderraum (5) ohne Kolben, Kolbenstange und ohne Ein-/Auslaßventile ausge­ rüstet ist.

5. Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch eine Verwendung dieser Brennkraftmaschine, bei der wenigstens ein Zylinderraum un­ bestückt bleibt.