技术领域
背景技术
[0002] 从DE 10 2007 010 343 A1已知一种带有驱动单元的处于混合动
力车辆形式的
机动车辆，该驱动单元包括一个内燃发动机以及一个
电动机器。在这份
现有技术中披露的这种机动车辆的内燃发动机包括两个内燃发动机单元，并且因此包括两个成员发动机，每个成员发动机具有一个单独的
曲轴以及确定数目的
气缸。在这份文件中所披露的这种机动车辆的一个第一成员发动机通过一个第一
联轴器可以连接到一个
变速器上，该电动机器也接合在这个变速器上。一个第二成员发动机可以通过一个第二联轴器连接到该第一成员发动机上。当第二联轴器被闭合时，由这两个成员发动机就能够使得驱动转矩可以通过该变速器而可供这个机动车辆的
驱动器使用。反之，当第二联轴器断开时，第二成员发动机从输出驱动器上断开连接，这样使得所述成员发动机可以被停止，在这种情况下仅能由这个内燃发动机的第一成员发动机使得驱动转矩在机动车辆的驱动器处是可供使用的。虽然从现有技术DE 10 2007 010 343 A1已经知道通过在这些成员发动机的曲轴之间安排的一个联轴器来使内燃发动机的两个成员发动机进行连接以及使它们断开连接，但是通过一个连接器来使先前断开连接的这些成员发动机彼此连接造成了困难。
发明内容
[0003] 这种考虑开始，本发明的目的是提供一种新颖的内燃发动机。这一目的是一种内燃发动机来实现的。
[0004] 根据本发明，提出一种内燃发动机，具有至少两个成员发动机，每个成员发动机各具有一个曲轴以及各具有确定数目的气缸，并且，在直接彼此前后
定位的成员发动机的曲轴之间各定位一个联轴器，通过该联轴器，这些成员发动机的曲轴可以彼此连接并且可以彼此断开连接，其中，使直接彼此前后定位的成员发动机的曲轴可以连接并且可以断开连接的这个或每个联轴器只有在这些成员发动机的对应曲轴之间处于一个确定的相对
角位置时才能够被闭合，以便将这些曲轴联接。
[0005] 根据本发明，这个或每个联轴器(通过它使直接彼此前后定位的这些内燃发动机的曲轴可以连接和断开连接)可以被闭合，以便只有在这些成员发动机的对应曲轴之间的一个确定的相对角位置上才连接这些曲轴。
[0006] 本发明提出，一个内燃发动机的多个成员发动机(在它们的曲轴之间安排了一个联轴器)只有在这些对应的曲轴之间的一个单一的确定的相对角位置上时才可以通过这个联轴器进行连接。在对这些成员发动机进行连接时的
质量平衡问题由此得以避免，并且第二成员发动机可以与第一成员发动机相结合以便提供均匀的点火和
燃料喷射顺序。
[0007] 优选地，这些成员发动机只有在这些对应的曲轴之间的一个确定的相对角位置上并且此外只有在多个对应的气
门机构之间的一个确定的相对角位置上才可以通过闭合这个联轴器而进行连接。由此可以确保先前断开连接的成员发动机在
点火顺序和燃料供应方面的同步。
[0008] 优选地，多个
传感器检测这些曲轴和气门机构的角位置，一个控制单元根据这些曲轴之间以及这些气门机构之间的这个确定的相对角位置来启动对应的联轴器。通过多个传感器检测这些角位置、并且通过一个控制单元根据由此确定的在这些曲轴之间以及这些气门机构之间的相对角位置来启动这个联轴器，允许这些成员发动机的先前断开连接的曲轴在对应的曲轴之间以及气门机构之间处于一个确定的相对角位置或者相对角度配置时特别简单地并且精确地彼此连接。
[0009] 根据本发明的一个第一有利的扩展方案，这个或每个联轴器具有一个可调整的导向元件，该导向元件携带了一个连接管，该连接管通过该导向元件可平移地移位，其方式为，在该连接管与对应的成员发动机的曲轴之间的一个第一平移相对位置上，这些曲轴是断开连接的；在该连接管与对应的成员发动机的曲轴之间的一个第二平移相对位置上，这些曲轴是相连接的，该连接管只有在这些对应的曲轴之间的一个确定的相对角位置上才能从该第一平移相对位置移位到该第二平移相对位置上。
[0010] 根据本发明的一个第二替代扩展方案，一个第一成员发动机的曲轴的这个或每个联轴器包括一个不可移位地配置的第一联轴器元件以及可移位地配置给一个第二成员发动机的一个曲轴的一个第二联轴器元件，这个或每个联轴器还包括两个可激励的电磁体，这两个电磁体被静止地安排在这些曲轴的一个壳体中，当一个第一电磁体被激励时，这两个联轴器元件在它们之间的一个第一平移相对位置上使这些曲轴断开连接，并且当一个第二电磁体被激励时，这两个联轴器元件在它们之间的一个第二平移相对位置上使这些曲轴连接，并且，只有在这些对应的曲轴之间的一个确定的相对角位置上，该第二联轴器元件才能从该第一平移相对位置移位到该第二平移相对位置上。
[0011] 以上提出的联轴器的这两种可替代的构形(通过这些联轴器，这些成员发动机的曲轴只有在这些对应的曲轴之间处于一个确定的相对角位置或角度配置时才可以彼此相连接)在构造方面是简单并且可靠的。
附图说明
[0012] 从以下的说明中可看出本发明的多个优选扩展构造。参见附图对本发明的多个示例性实施方案进行了更详细的说明，但本发明并不限于这些实施方案。在附图中：
[0013] 图1是根据本发明的一种内燃发动机的示意性展示；
[0014] 图2示出了图1的内燃发动机的示意性细节(确切地是一个联轴器)处于一种第一状态；
[0015] 图3示出了图2的细节处于一种第二状态；
[0016] 图4示出了根据本发明的内燃发动机的替代的示意性细节(确切地是一个替代性的联轴器)；并且
[0017] 图5示出了根据本发明的内燃发动机的另一个替代的示意性细节(确切地是另一个替代性的联轴器)。
具体实施方式
[0018] 本发明涉及一种包括多个成员发动机的内燃发动机。图1示出了一个创造性的内燃发动机10的示例性实施方案，它包括两个成员发动机11和12，内燃发动机10的这两个成员发动机11和12定位在一个共用的壳体13中。在这两个成员发动机11和12之间安排了一个联轴器14，这两个成员发动机11和12可以通过这个联轴器彼此相连接和彼此断开连接。
[0019] 内燃发动机10的每个成员发动机11，12具有一个单独的曲轴15，16以及各具有确定数目的气缸17，18。在图1的变型中，每个成员发动机11和12各包括两个气缸17，18，这些气缸17，18通过
连杆19，20被连接到所对应的曲轴15，16上。
[0020] 由图1进一步可看出，每个成员发动机11，12各具有单独的气门机构21，22，这有可能使这些成员发动机11，12的对应的气缸17，18的多个所谓的换气气门通过这些气门机构21，22来进行致动。这些换气气门是用于空气或者燃料与空气的混合物的进气气门(未示出)或者用于排气的排气气门(未示出)。如果这些成员发动机11和12具有燃料直接喷射系统，则除了这些用于空气的进气气门和用于排气的排气气门之外还存在多个单独的燃料喷射
阀。这些单独的气门机构21和22典型地是由被这些成员发动机11，12的对应的曲轴15，16所驱动的所谓
凸轮轴(如图1所示)来提供的。因此，从图1变得清楚的是成员发动机11的气门机构21根据图1具体地是通过一个链条驱动器23而连接到曲轴15上。类似的，成员发动机12的气门机构22是通过一个链条驱动器24而连接到这个成员发动机的曲轴16上。替代这些链条驱动器23和24，这些气门机构21，22还可以通过一种
齿形带驱动器、通过一种主竖轴驱动器或者通过一个正
齿轮驱动器而连接到对应的曲轴15，16上。
[0021] 因为图1的内燃发动机10的这些成员发动机11和12具有单独的曲轴15，16以及单独的气门机构21，22，所以它们可以彼此完全独立地运行。因此，在此可能的是，在将联轴器14断开并且因此这两个成员发动机11，12彼此断开连接时，例如借助成员发动机12来驱动该机动车辆的变速器，以便通过该变速器使得内燃发动机的驱动转矩可供这个机动车辆的一个车桥使用。与其相独立，例如，成员发动机11于是可以完全独立地运行，以便(例如)驱动一个发
电机并且通过发电机使得
电能可供使用，而这种电能可由一个电动机器来使用，从而使得电动驱动转矩可供该机动车辆的另一个车桥使用。此外，通过使联轴器14闭合，就有可能使内燃发动机的驱动转矩可供使用了两个成员发动机11和12的机动车辆的一个车桥使用。
[0022] 如已经提到的，连接器14安排在内燃发动机10的这两个成员发动机11与12之间，确切地是在成员发动机11与12的这些曲轴15与16之间。根据本发明，联轴器14可以被闭合，以便只有在这些成员发动机11和12的这些曲轴15和16之间的一个确定的相对角位置上才连接这些曲轴15和16，并因此连接这些成员发动机11和12。成员发动机11与12的曲轴15与16通过联轴器14的这种相互联接优选精确到0.1°。
[0023] 此外，这种通过闭合联轴器14使成员发动机11与12的相互联接不仅是只在这些成员发动机11与12的曲轴15与16之间的一个确定的相对角位置上、而且还只有在这些成员发动机11与12的气门机构21与22之间的一个确定的相对角位置上才发生，这样使得随着这两个成员发动机11与12被相互联接，它们在点火顺序以及燃料供应(具体是燃料喷射)方面的同步可以得到保障。
[0024] 如果例如成员发动机11是处于一种V型构形的2气缸成员发动机的形式并且成员发动机12也是一种V型构形的2气缸成员发动机的形式，则在这些成员发动机11与12的曲轴15与16之间的联轴器14只能在曲轴15与16之间180°的曲轴偏置时闭合，并且优选以0.1°的精确度。
[0025] 如果例如成员发动机11是处于一种V型构形的4气缸成员发动机的形式并且成员发动机12是处于一种V型构形的2气缸成员发动机的形式，则在这些成员发动机11与12的曲轴15与16之间的联轴器14只能在曲轴15与16之间处于120°的曲轴偏置时闭合，并且又是以0.1°的精确度。
[0026] 相比之下，如果例如成员发动机12是处于一种V型构形的6气缸成员发动机的形式并且成员发动机11是处于一种V型构形的2气缸成员发动机的形式，则在这些成员发动机11与12的曲轴15与16之间的联轴器14只能在曲轴15与16之间处于90°的曲轴偏置时闭合，再一次以0.1°的精确度。
[0027] 然而，如果例如成员发动机12是处于一种V型构形的8气缸成员发动机的形式并且成员发动机11是处于一种V型构形的2气缸成员发动机的形式，则在这些成员发动机11与12的曲轴15与16之间的联轴器只能在30°的曲轴偏置时闭合，又是以大致0.1°的精确度。
[0028] 图2和图3示出了图1的内燃发动机10在联轴器14(通过该联轴器，这两个成员发动机11和12的两个曲轴15和16可以断开连接和进行连接)的区域中的细节，图2示出了联轴器14处于使这两个曲轴15与16断开连接的状态，而图3示出了联轴器14处于使这两个曲轴15与16彼此相连接的状态。
[0029] 因此，根据图2和图3，图中所示的联轴器14具有一个可机动地调整的导向
丝杠25，该可机动地调整的导向丝杠25例如可以通过一个电动机26来进行调整。导向丝杠25优选安装在一个
油槽中。一个导向元件27(优选是一个导向台的形式)通过两个丝杠孔28接合在导向丝杠25上，一个连接管29接合在导向台27上。在双箭头30的方向上，相对于这些曲轴15和16，连接管29通过导向元件27可平移地移位，并且导向元件27通过导向丝杠25可平移地移位，其方式为，在连接管29与这些成员发动机11与12的曲轴15与16之间的一个第一平移相对位置上(见图2)，这些曲轴15与16是断开连接的，而在连接管29与这些成员发动机11与12的曲轴15与16之间的一个第二平移相对位置上(见图3)，这些曲轴15与16通过连接管29相连接。
[0030] 在这种情况下，连接管29只有在这些曲轴15与16之间的一个确定的相对角位置上才能从图2中所示的第一平移相对位置移位到图3中所示的第二平移相对位置，因此，相应地，这两个曲轴15与16只有在这些曲轴15与16之间的一个单一的、确定的相对角位置上才可以彼此相连接。
[0031] 连接管29优选具有一种纵向齿形，这种纵向齿形只有在这些对应的曲轴15和16之间的一个确定的相对角位置上才允许连接管29从该第一平移相对位置移位到该第二平移相对位置，这些曲轴同样具有一种纵向齿形，连接管29的纵向齿形与这些曲轴15和16的对应齿形相协同作用。这种纵向齿形优选可以由相互对应的两对凹槽与键(它们是彼此相对不对称地配置的)的隆起与凹陷来提供，以便只在这些曲轴15与16之间的一个确定的相对角位置上才允许通过连接管29来连接这两个曲轴15，16。
[0032] 从图2和图3可看出，
定心销31优
选定位在两个曲轴15和16之间。这个定心销31优选通过一个
轴承(具体是一个
滚针轴承)安装在这些曲轴15，16之一的一个孔内，并且被牢固地压力装配在对应的另一个曲轴15，16之中。
[0033] 从图2和图3进一步看出，连接管29具有一个内径，这个内径大于曲轴15和16的外径，于是连接管29的纵向齿形处于一种内齿的形式，这种内齿与曲轴15和16的被配置为
外齿的纵向齿形协同作用。在第一平移相对位置上，连接管29仅围绕曲轴16的一个区段。在两个曲轴15与16彼此相连接的第二平移相对位置上，连接管29既围绕曲轴15又围绕曲轴16的区段。
[0034] 导向丝杠25优选具有大的升角，这样，在有待连接的一个成员发动机起动的过程中，曲轴15和16能够位置精确地(确切地是精确到0.1°)快速地连接。
[0035] 图4示出了联轴器32的一个替代的示例性实施方案，通过该联轴器，一个内燃发动机10的成员发动机11和12的曲轴15，16只有在这些曲轴15与16之间的一个确定的相对角位置上才能够位置精确地(优选精确到0.1°)来彼此相连接。
[0036] 因此，图4示出了一个联轴器32，该联轴器包括两个联轴器元件33和34，一个第一联轴器元件33与曲轴15不可移位地相关联(如图4所示)，并且一个第二联轴器元件34与曲轴16可移位地相关联(如图4所示)，其方式为，第二联轴器元件34在双箭头35的方向上可以相对于第一联轴器元件33移位，即沿着曲轴16的纵向齿形移位。图4的联轴器32还包括两个可激励的电磁体36和37，这两个电磁体36和37以一种位置固定的方式并且因此静止地被不可移位地安排在联轴器32的一个壳体38上。
[0037] 当电磁体36被激励时，电磁体36吸引联轴器元件34(它以一种平移地可移位的方式被连接在曲轴16上)，在联轴器元件33与34之间的这个第一平移相对位置中，曲轴15与16是断开连接的。反之，当电磁体37被激励时，电磁体37吸引联轴器元件34并且将其从第一平移相对位置移位到联轴器元件33与34之间的一个第二平移相对位置上，在这种情况下这两个联轴器元件33和34并且因此这些曲轴15和16被连接。再一次，联轴器元件34只有在这两个曲轴15与16之间的一个确定的相对角位置上才可以从曲轴15与
16断开连接的第一平移相对位置移动到曲轴15与16相连接的第二平移相对位置上。
[0038] 在图4的示例性实施方案中，不可移位地定位在曲轴15上的联轴器元件33处于带有多个凹陷39的板件的形式。在曲轴16上平移地可移位的联轴器元件34处于带有多个对应的齿状或者销状伸出部分40的板件的形式。通过这两个联轴器元件33与34的这些凹陷39与这些伸出部分40之间的编码，可以确保联轴器元件33和34只有在曲轴15与16之间的一个相对角位置上才可以被连接。
[0039] 为了在这两个曲轴15与16之间的确定的相对角位置上允许这两个半联轴器33和34容易地移动到一起和相互联接，这些凹陷39和这些伸出部分40优选配备有
倒角。
[0040] 如已经给出的，只有在曲轴15，16之间以及气门机构21，22之间的一个相对角位置上才通过对应的联轴器发生内燃发动机10的成员发动机11和12的这两个曲轴15和16的相互联接。
[0041] 优选地，这些曲轴15和16的角位置是通过多个传感器(未示出)来检测的，这些传感器将对应的测量值馈送给一个控制单元41。
[0042] 除了曲轴15与16的角位置之外，气门机构21与22的角位置也是通过传感器来检测的，并且对应的测量值被馈送给控制单元41。
[0043] 根据所馈送的这些测量值，控制单元41确定曲轴15与16之间的相对角位置以及气门机构21与22之间的相对角位置，并且根据这些角位置能够输出多个运行
信号，以便(在图4的示例性实施方案中)激励或者不激励电磁体37和36。类似地，在图2和图3的示例性实施方案中，可以存在用于联轴器14的这样的一个控制单元41：这个控制单元41根据在这些曲轴15，16之间以及这些气门机构21，22之间确定的相对角位置来致动电动机26。
[0044] 优选地，先前断开连接的成员发动机11和12通过一个联轴器而相互联接是按以下方式执行的，即：一个控制单元41从这些传感器读取这两个曲轴15和16的角位置以及这两个气门机构21和22的角位置(优选这些气门机构21和22的进气
凸轮轴的角位置)。借助于控制单元41，要连接的一个成员发动机可以首先通过它的一个起动机或者通过一个电动机器被转动(而没有使其能够点火并且没有燃料供应)，直到已经到达曲轴15，16之间的一个相对角位置(同时将这些气门机构21，22的相对角位置考虑在内)，此时这两个成员发动机11与12就可以彼此相连接。一旦控制单元41识别出这个相对角位置，就可以将对应的联轴器闭合，在这种情况下就会启动用于内燃发动机10的这两个成员发动机11和12的点火以及对它们供应燃料。当内燃发动机10作为一个整体被停机或者是在没有负载的情况下运行时，优选地执行这些成员发动机11和12的断开连接。
[0045] 图5示出了另一个替代性的联轴器42，图5的联轴器42基本上相应于图2和图3的联轴器14，这样，为了避免重复，将相同的参考号用于相同的组件并且仅讨论联轴器14与42之间的不同细节。
[0046] 在图5的联轴器42中，携带了连接管29的导向元件27的移位不是通过一个电动机26而是通过一个
液压缸43来进行的。液压缸43包括一个可液压地移位的
活塞44(导向元件27接合在该活塞上)，导向元件27以及因此连接管29在双向箭头30的方向上根据作用在活塞44的两侧上的液体压力的压力差是可移位的。
[0047] 活塞44优选通过多个成型
导轨而在液压缸43中被导向。液压缸43在活塞44的每侧上具有多个液压连接件45，通过这些液压连接件，液压油可以被引导出或引导进入液压缸43的在活塞44的两侧形成的液压室中，以便调整活塞44上的压力差。
[0048] 通过这些液压连接件45对液压油的流动方向进行的调整可以通过一个2向
液压阀来实现，如以上所说明的，这个液压阀可以由控制单元41启动。通过一个电动或者机械的
液压泵(未示出)，可以获得必要的液压油的体积流量，这个
液压泵也可以由控制单元41来启动。这个液压泵可以被设计为带有或者不带有蓄压器。可替代地，液压油的体积流量还可以通过一个单独的发动机油压回路来获得。
[0049] 参考符号清单
[0050] 10内燃发动机
[0051] 11成员发动机
[0052] 12成员发动机
[0053] 13壳体
[0054] 14联轴器
[0055] 15曲轴
[0056] 16曲轴
[0057] 17气缸
[0058] 18气缸
[0059] 19连杆
[0060] 20连杆
[0061] 21气门机构
[0062] 22气门机构
[0063] 23链条驱动器
[0064] 24链条驱动器
[0065] 25导向丝杠
[0066] 26电动机
[0067] 27导向元件
[0068] 28丝杠孔
[0069] 29连接管
[0070] 30双向箭头
[0071] 31定心销
[0072] 32联轴器
[0073] 33联轴器元件
[0074] 34联轴器元件
[0075] 35双向箭头
[0076] 36电磁体
[0077] 37电磁体
[0078] 38壳体
[0079] 39凹陷
[0080] 40伸出部分
[0081] 41控制单元
[0082] 42联轴器
[0083] 43液压缸
[0084] 44活塞
[0085] 45液压连接件。
