Die Erfindung betrifft eine Maschinenkombination mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem Generator für die Aufladung der Batterie eines Hybridantriebs, bei der die Verbrennungskraftmaschine ein Paar von in einem gemeinsamen Gehäuse eingeschlossenen Zylinder-Kolbeneinheiten aufweist, deren beide Kolben über eine Pleuelstange mit je einer eigenen Kurbelwelle in Antriebsverbindung stehen und beide Kurbelwellen über je ein Zahnrad gegenläufig miteinander drehverbunden sind,

Eine für einen Motorradantrieb bestimmte Verbrennungskraftmaschine der genannten Art ist bekannt durch die GB 584215. Da sowohl die beiden Kolben als auch die beiden Ausgleichsgewichte ihrer parallel zueinander verlaufenden Kurbelwellen in Wellenlängsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, sind die Massenkräfte einer solchen Maschine für einen ruhigen Lauf nicht ausgeglichen und für eine direkte Kopplung mit einem Generator wenig geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Maschinenkombination der ein ^¬ gangs genannten Art zu finden, die eine besonders ruhige, d.h. geräuscharme und erschütterungsfreie Arbeitsweise ihrer Verbrennungskraftmaschine aufweist und die auf einfache Weise eine Ausführung mit besonders geringen Reibungsverlusten ermöglicht, so dass sie durch spontanes Startverhalten und geringe Verschleissanfälligkeit besonders gut für den Intervallbetrieb eines Hybridantriebs geeignet ist. Ausserdem soll sie sich in raumsparender und einfach herstellbarer Bauweise mit dem Generator eines Hybridantriebs zu einer kompakten Baueinheit verbinden lassen, so dass für ihre Anordnung in einem Fahrzeug neue Möglichkeiten gegeben sind.

Die Lösung der genannten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss aufgrund der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung haben die zueinander parallelen Zylinderachsen der Verbrennungskraftmaschine zur Bildung einer nach innen gerichteten Schränkung einen geringeren Abstand voneinander als dem Abstand zwischen den Achsen beider Kurbelwellen entspricht. Diese Bauweise trägt einerseits zu kleineren Dimensionen der Maschine bei und bewirkt andererseits eine Verringerung der maximalen Querkräfte an den Kolben und damit eine geringere Kolbenreibung und geringeren Verschleiss an der Zylinderwandung.

Weiterhin ermöglicht die Zuordnung von je einer Kurbelwelle zu einer Zylinder- Kolbeneinheit, dass in vorteilhafter Ausführungsform der Erfindung beide Kurbelwellen reibungsarm in Wälzlagern gelagert sind, so dass ein spontanes Starten der Maschine mit besonders geringem Reibungswiderstand und geringer Verschleissanfälligkeit erfolgt und folglich eine besonders gute Eignung für den Intervallbetrieb eines Hybridantriebs gegeben ist. Die besondere Eignung für den Intervallbetrieb eines Hybridantriebs kann in weiterer Ausführungsform der Erfindung dadurch verbessert werden, dass das Gehäuse der Verbrennungskraftmaschine neben den für solche Maschinen üblichen Massnahmen zur Temperaturregelung eine thermische Isolierung aufweist. Eine solche Isolierung gewährleistet, dass auch nach relativ langen Betriebsunterbrüchen ein Kaltstart vermieden wird. Ausserdem trägt eine solche thermische Isolierung zur weiteren Reduzierung von Arbeitsgeräuschen der Maschine bei.

Die Möglichkeit für eine weitgehend unabhängige Anordnung der kompakt bauenden erfindungsgemässen Maschinenkombination kann dadurch verbessert werden, dass in dem kompakten Maschinengehäuse das System einer Trockensumpfschmierung vorgesehen wird.

Weiterhin kann der Wirkungsgrad der Kraftmaschine einer solchen Maschinenkombination dadurch verbessert werden, dass sie drosselklappenfrei für einen Vollastbetrieb ausgeführt ist, indem ihr Betriebszustand durch ihre in Abhängigkeit von der Leistungsaufnahme der stromerzeugenden Elektromaschine gesteuerte Treibstoffzufuhr bestimmt ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Zylinderkopf und das für die zwei Kurbelwellen vorgesehen Kurbelgehäuse als einheitliches Gusstück geformt, so dass eine Zylinderkopfdichtung und Zylinderkopfschrauben vermieden werden.. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Anwendungen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen und der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigt:

Fig.1 eine separate Darstellung der gegenläufigen Kurbelwellen einer erfin- dungsgemässen Maschine, mit ihrer Zahnradverbindung und den zugehörigen Pleueln und Kolben,

Fig.2 eine schematische Darstellung der Anordnung nach Fig.1 mit durch das Gehäuse der Maschine geführten, bzw. in dieses eingegossenen Ein- und Auslasskanäle und zugehörigen Ventilschäften,

Fig.3 eine schematisch dargestellte Aufsicht auf die Anordnung nach Fig.2,

Fig.4 eine separate, schematische Darstellung einer Nockenwellensteuerung der zwei Zylinder-Kolbeneinheiten einer erfindungsgemässen Maschine,

Fig.5 eine Darstellung einer Kombination von Antriebskomponenten einer Maschine entsprechend Fig. 1 bis 4 mit einem in gleicher Reihe angeordneten Generator,

Fig.6 die Anordnung nach Fig.5 mit der Ventilsteuerung nach Fig.4 und einem Zahnriemenantrieb für eine Saugpumpe und eine Ölpumpe einer Trockensumpfschmierung , Fig. eine Gesamtansicht einer reihenförmigen Kombination aus Verbrennungskraftmaschine und Generator,

Fig.8 eine Gesamtansicht auf die gegenüberliegenden Seite der Maschinenkombination nach Fig. 7,

Fig.9 eine separate Ansicht zu Veranschaulichung der nach innen versetzten, geschränkten Anordnung der Zylinderachsen relativ zu den Achsen der zugehörigen Kurbelwellen,

Fig.10 eine schmalseitige Ansicht einer die Maschine einschliessenden, isolierenden Gehäuseschale in schematischer Darstellung,

Fig.11 eine Seitenansicht der Gehäuseschale nach Fig.10 und

Fig. 12 eine Gesamtansicht einer Kombination aus Verbrennungskraftmaschine und Generator bei seitlicher Anordnung des Generators relativ zu der Verbrennungskraftmaschine.

Die im Folgenden als Maschine 1 bezeichnete Verbrennungskraftmaschine mit innerer Verbrennung hat zwei parallel zueinander in einem gemeinsamen Gehäuse 2 angeordnete, in Viertaktarbeitsweise gesteuerte Zylinder-Kolbeneinheiten, deren Hubkolben 3,4 über je eine Pleuelstange 5,6 mit jeweils einer eigenen Kurbelwelle 7,8 in Antriebsverbindung stehen. Diese stehen ihrerseits über ein an ihnen gleichachsig befestigtes Zahnrad 9,10 gegenläufig in An- triebsverbindung, so dass sich ihre oszillierenden Massenkräften gegenseitig aufheben und die Maschine 1 ohne Verwendung einer Ausgleichswelle schwin ^¬ gungsfreie arbeitet. Hierzu ist die Drehposition der Kurbel 11,12 und diejenige der Ausgleichsgewichte 13,14 einer der Kurbelwellen 7 gegenüber derjenigen der anderen Kurbelwelle 8 um 180° versetzt. Folglich bewegen sich die auf sie einwirkenden Hubkolben 3,4 parallel zueinander. Für eine gleichmässige Arbeitsweise sind die zugehörigen Arbeitstakte beider Zylinder-Kolbeneinheiten im Abstand von einer 360° Kurbelwellendrehung gesteuert, so dass parallel zum Arbeitstakt eines der Kolben 3 der andere Kolben 4 im Ansaugtakt arbei ^¬ tet.

Die Lagerung der Kurbelwellen 7, 8 erfolgt in jeweils zwei Wälzlagern 15, 16 und 17, 18, so dass die Maschine geringe Reibungswiderstände aufweist und sich besonders für einen Intervallbetrieb eignet.

Eine weitere Verminderung von Reibungsverlusten wird durch eine Schränkung des zuvor beschriebenen Kurbeltriebes erreicht, wie sie durch die Darstellung in Fig.3 und Fig.9 gezeigt ist. Dadurch, dass die zueinander parallelen Achsen 19,20 der in Fig.3 gezeigten Zylinder 21,22 zur Bildung einer nach innen gerichteten Schränkung einen geringeren Abstand voneinander haben, als dem Abstand zwischen den Achsen 23,24 beider Kurbelwellen entspricht, haben die Pleuelstangen 5,6 im Moment der grössten Krafteinwirkung eine steilere Position als ohne eine solche Schränkung, so dass am Kolben entsprechend geringere, die Kolbenreibung und den Zylinderverschleiss beeinflussende Querkräfte auftreten. Ausserdem trägt die für diese Schränkung vorgesehene engere Anordnung der Kolben-Zylindereinheiten nebeneinander zur kompakteren Bauweise der Maschine 1 bei.

Ein weiterer Beitrag zu besonders geringen Reibungsverlusten der Maschine 1 ergibt sich durch die Verwendung einer die Ventile 25 bis 28 beider Zylinder- Kolbeneinheiten steuernden, zentralen, ebenfalls in einem Wälzlager 29 gelagerten Nockenwelle 30. Der Abgriff der beiden Nocken 31,32 der Nockenwelle 30 erfolgt reibungsarm jeweils über Abgriffsrollen 33 bis 36, die an einem Hebelarm von zweiarmigen, für jedes Ventil vorgesehenen Kipphebeln 37 bis 40 gelagert sind.

Die Darstellungen der Fig.5 bis 8 veranschaulichen, wie eine erfindungsge- mässe Maschine 1 sich besonders kompakt mit einem Generator 41 zu einer Maschinenkombination 42 vereinigen lässt, um als Energiequelle für einen Hybridantrieb zu dienen. Die besonders kompakte Bauweise einer solchen Maschinenkombination 42 wird über die beide Kurbelwellen 7,8 miteinander verbindenden Stirnzahnräder 9,10 möglich, indem eines dieser Zahnräder 10 direkt oder über ein Zwischenzahnrad 43 in Antriebsverbindung mit einem auf der Welle 44 des Generators 41 befestigten Stirnzahnrad 45 steht. Die Darstellungen der Fig.5 bis Fig.8 veranschaulichen die dadurch mögliche flache und kompakte Bauweise einer solchen, in einem gemeinsamen, einstückig geformten Gehäuse 46 vereinigten Maschinenkombination 42.

Anstatt einer länglichen, flachen Maschinenkombination 42 kann aufgrund der in der Maschine 1 vorgesehenen Zahnräder 9,10 auch eine besonders kom- pakte Maschinenkombination 47 entsprechend der Darstellung in Fig.12 verwirklicht werden, indem ein Zahnrad des Generators 48 anstatt in Reihe mit den Zahnrädern 9,10 der Maschine 1, oberhalb bzw. in Dreieckanordnung zu diesen Zahnrädern 9,10 vorgesehen wird, so dass der Generator 48 sich eng neben den beiden Kolben-Zylindereinheiten der Maschine 1 befindet.

Um die Maschine 1 oder eine Maschinenkombination 42 oder 47 nach

Fig.7und 8 oder Fig.12 aufgrund ihrer kompakten Bauweise mit noch mehr konstruktiver und örtlicher Freiheit in einem Hybridfahrzeug einbauen zu können und eine die kompakte Bauweise erschwerende, untere Ölwanne zu vermeiden, ist die erfindungsgemässe Maschine vorzugsweise mit einer Trockensumpfschmierung ausgerüstet. Diese hat eine entsprechend den Darstellungen in Fig.6 bis 8 im oberen Bereich der Maschine 1 Pumpenkombination 49 aus Saug- und Druckpumpe, die über ein Zahnrad 50 angetrieben wird, das sich mit einem Zahnriementrieb 51 in Eingriff befindet. Die erforderlichen Saug- und Druckkanäle der Trockensumpfschmierung sind im gegossenen Maschinengehäuse 2, 52 eingeformt.

Weiterhin ist das für die Maschine 1 oder die Maschinenkombination 42 vorgesehene Gehäuse 2, 46, 52 vorteilhaft einschliesslich des Zylinderkopfes 53 und einen Teil des Kurbelgehäuses 54 aus einem Gusstück aus Leichtmetall mit eingeformter Graugussauskleidung der Zylinderflächen geformt, so dass eine Zylinderkopfdichtung mit Zylinderkopfschrauben vermieden wird. Dabei werden die Abgasrohre 54,55 beider Zylinder entsprechend den schematischen Darstellungen in Fig.2 und Fig.3 innerhalb dieses einheitlichen Gussteiles zu- sammengeführt und die Ansaugrohre 56,57 der Zylinder 21,22 schräg zum Zylinderkopf geführt, so dass die Verwirbelung der Verbrennungsluft innerhalb des Verbrennungsraumes begünstigt wird. Für eine den Verbrennungsablauf begünstigende Doppelzündung sind bei Ausführung als Benzinmotor für jeden Zylinder 21,22 zwei Zündkerzen 58 bis 61 vorgesehen.

Neben dem üblichen, nicht näher dargestellten Kanalsystem für die Zirkulation eines Kühlmediums zur Steuerung der Maschinentemperatur hat die Maschine entsprechend der Darstellung in Fig.10 und Fig.11 eine äussere, zweischalige Umkleidung 62 aus einem thermisch isolierenden Material, so dass auch nach relativ langen Betriebsunterbrüchen ein Kaltstart vermieden wird. Ausserdem trägt eine solche thermische Isolierung zur Reduzierung von Arbeitsgeräuschen der Maschine bei. Für die Aufrechterhaltung eines Mindestwertes der Betriebstemperatur kann ausserdem dieser thermisch isolierende Gehäusemantel 62 ein Heizsystem mit elektrischer Energiezufuhr aufweisen.