本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的具有n个气缸、曲轴以及以驱动方式连接至曲轴的凸轮轴的内燃机。本发明还涉及一种用于操作这种内燃机的方法。
背景技术：
一些类型的内燃机已经足够公知。
为了能够满足关于在未来适用的最大二氧化碳排放的严格规定，需要明确有效的步骤来提高内燃机的效率。除了“小型化”的方法之外，气缸关闭也被认为是用于有效降低燃料消耗的有前景的技术。
由de10055595a1已知一种用于关闭气缸的方法和装置，该气缸包括具有气体交换阀的多个气缸和由内燃机(特别是四冲程汽油发动机)中的曲轴驱动的至少一个凸轮轴。在这种情况下，提出了解决方案，其中，当操作关闭的气缸时，通过在连续的循环中启用和停用每个气缸以避免冷却关闭时的气缸的缺点。通过提供用于致动每个单独气体交换阀的第一和第二凸轮来使为此所需的相对较重的转换负载最小化，该凸轮均具有完全提升高度并且布置成具有发动机循环的旋转角度的旋转偏移，第一凸轮致动阀元件的升程恒定部件，而第二凸轮致动阀元件的升程能转换到零的部件。
然而，通常，从相关技术中已知的气缸关闭是复杂的，相应地是昂贵的。
技术实现要素：
因此，本发明本身涉及的问题是提供一种相关类型的内燃机的改进的或至少一个替代实施例，该内燃机尤其能够以技术上不太复杂的方式以交替顺序关闭内燃机的单个气缸。
独立权利要求1的客体解决了根据本发明的问题。有利实施例是从属权利要求的目的。
本发明基于的总体思想是：在单个凸轮轴旋转中集成多个曲轴旋转(周期)，由此实现结构简单的交替的气缸关闭。为此，根据本发明的内燃机具有n个气缸、曲轴以及以驱动方式连接到曲轴的凸轮轴。根据本发明，凸轮轴连接到曲轴，使得曲轴的一次旋转引起凸轮轴的1/n旋转。因此，在三缸内燃机中，曲轴完成三次旋转，而凸轮轴仅完成一个完整旋转。多滑动凸轮(multi-slidingcam)布置在凸轮轴上以用于每个气缸，每个滑动凸轮具有完整凸轮轮廓和局部凸轮轮廓。完整凸轮轮廓具有n个凸轮鼻，而局部凸轮轮廓具有n-1个凸轮鼻。因此，在三缸内燃机中，完整凸轮轮廓具有三个凸轮鼻，而局部凸轮轮廓仅具有两个凸轮鼻。每个局部凸轮轮廓相对于相邻的局部凸轮轮廓成角度地偏移角度α＝360°/n，使得三缸内燃机中的两个相邻的局部凸轮轮廓彼此成角度地偏移旋转角α＝120°。另外，控制装置设置成使多滑动凸轮移位，使得它们能够从其完完整凸轮轮廓到其局部凸轮轮廓并且返回。在本发明的情况下，局部凸轮轮廓布置和对齐成使得在激活状态下引起交替的气缸关闭。由于根据本发明在多滑动凸轮上设置局部凸轮轮廓并且省略了局部凸轮轮廓上的三个或四个凸轮鼻中的一个，因此从完整凸轮轮廓转换到局部凸轮轮廓使得能够完全自动关闭气缸，而无需任何额外的转换工作。因此，通过多滑动凸轮的各个局部凸轮轮廓的相应布置，能够通过沿轴向方向简单的移位多滑动凸轮来实现交替和自动的气缸关闭。
在根据本发明的解决方案的有利的改进方案中，移位装置实施为使得其单独或同时移位多滑动凸轮。尤其，同时转换使得能够利用非常简单的设计实现气缸关闭，尤其是如果多滑动凸轮全部布置在一个能够在凸轮轴上移位的滑动套筒上的话。
凸轮轴有利地具有外轴和内轴，内轴相对于外轴可轴向调节，其中，内轴经由销与至少一个滑动套筒连接。在这种情况下，根据是否需要单独或同步移位，可选地仅将单个多滑动凸轮布置在所述滑动套筒上，或者还将所有的多滑动凸轮布置在所述滑动套筒上。
为了将多滑动凸轮从其完整凸轮轮廓到其局部凸轮轮廓并返回，提供了前述控制装置，其中，所述控制装置可例如经由转换门作用在滑动套筒上，并且将其与其上布置的多滑动凸轮一起转换。可选地，还能够提供的是，凸轮轴也能够具有外轴和可随外轴共轴移位的内轴，其中，内轴通过销与至少一个滑动套筒连接。在这种情况下，控制装置将仅作用在内轴上并且相对于外轴轴向转换内轴。
结合附图，本发明的其它重要特征和优点将从附属权利要求、附图以及附图说明中显而易见。
当然，前面解释的特征和随后将解释的特征不仅能够使用在分别描述的组合中，而且能够使用在其它组合中或单独使用，这并不脱离本发明的范围。
附图说明
本发明的优选实施例示出在附图中，并且将在以下描述中更详细地解释，其中，相同的附图标记用于指代相同或相似或功能上等同的部件。
图中的所有图形都是概略的，示出：
图1是根据本发明的内燃机的凸轮轴在多滑动凸轮的完整凸轮轮廓的区域内的横截面，
图2是与图1相同的图，但是为局部凸轮轮廓中的截面图，
图3是根据本发明的凸轮轴的各种横截面，
图4是具有轴向可调内轴的凸轮轴，
图5是具有转换门的凸轮轴，
图6是根据本发明具有四个凸轮鼻的多滑动凸轮的完整凸轮轮廓，
图7是三缸内燃机的依赖于角度的自动交替气缸关闭，
图8是用于根据本发明的四缸内燃机在全负载下的转角升程示意图，也就是说凸轮轴在全负载轮廓下工作，
图9是与图8一样的图，但是具有交替的气缸关闭，
图10是与图8一样的图，但是具有三缸内燃机，
图11是与图9一样的图，但是也具有三缸内燃机。
具体实施方式
如图所示，根据本发明的内燃机1具有n个气缸2(参见图7)、曲轴3以及驱动连接至曲轴3的凸轮轴4。根据本发明，凸轮轴4经由相应的传递机构连接到曲轴3(参见图1)，使得曲轴3的一次旋转引起凸轮轴4的1/n旋转。因此，如果内燃机1具有三个气缸，曲轴转动三次，而凸轮轴4只旋转一次。相反，在四缸内燃机1的情况下，曲轴3旋转四次，而凸轮轴4仅旋转一次。多滑动凸轮5(见图4和图5)布置在凸轮轴4上以用于每个气缸2，每个多滑动凸轮5具有完整凸轮轮廓6和局部凸轮轮廓7(特别参见图1至图7)。完整凸轮轮廓6具有n个凸轮鼻8，因此在三缸内燃机1中具有三个凸轮鼻8(参见图1)，在四缸内燃机中具有四个凸轮鼻8(见图6)。相反，局部凸轮轮廓7具有一个更小的凸轮鼻8，如图1至图5以及图7所示。
控制装置9还设置成用于移位多滑动凸轮5，其中，控制装置9(参见图4和图5)能够包括具有相应的切换轨道11的转换门10(见图5)，其中，控制装置9与相应的销12接合，由此引起多滑动凸轮5的轴向移位。滑动凸轮5布置在滑动套筒13上，滑动套筒13可滑动地布置在凸轮轴4上因此可彼此一起滑动。可选地，当然也能够设想的是，每个多滑动凸轮5布置在单独滑动套筒13上，因此能够单独移位。
参见图4，能够看出，凸轮轴4具有外轴14和相对于外轴14可轴向移动的内轴15，其中，内轴15通过销16与至少一个滑动套筒13连接。在这种情形下，控制装置9直接作用在轴向可移位的内轴15上。
为了能够实现内燃机1的自动交替的气缸关闭，每个局部凸轮轮廓7相对于相邻的局部凸轮轮廓7以角度α＝360°/n成角度地偏移，正如尤其在图3和图7的横截面中示出的。由于其相对彼此的成角度偏移的布置，根据本发明提供的局部凸轮轮廓7能够使得当局部凸轮轮廓7被激活时交替地关闭要关闭的各个气缸2(z1至zn)。
如果观察图1至图5以及图7、图10和图11所示的根据本发明的内燃机1，能够看出，该内燃机1总共具有三个气缸2(z1-z3)，多滑动凸轮5因此在整个凸轮轮廓6中具有三个凸轮鼻8，在局部凸轮轮廓7中具有两个凸轮鼻8。在这种情况下，每个局部凸轮轮廓7相对于相邻的局部凸轮轮廓以角度α＝360°/3＝120°成角度地偏移。
与此相反，根据图6、图8和图9，内燃机1总共具有四个气缸2(z1-z4)，因此在这种情况下，多滑动凸轮5在完整凸轮轮廓6中具有四个凸轮鼻8，在局部凸轮轮廓7中具有三个凸轮鼻8。当然，在四缸内燃机1的情况下，局部凸轮轮廓7也能够仅具有两个凸轮鼻8。
如果现在考虑图3，显而易见的是，总共三个局部凸轮轮廓7中的每一个具有用于每个气缸2的两个凸轮鼻8，凸轮鼻相对于彼此偏移120°。
当内燃机1运行时，这意味着如图7所示，其上凸轮轴4或相关联的局部凸轮轮廓7不具有向上突出的凸轮鼻8的气缸2总是处于关闭状态。被关闭的气缸2被标记为黑色。
例如，如果观察图10和图11，图10示出具有总共三个气缸2(z1至z3)的三缸内燃机，其经由完整凸轮轮廓6依靠凸轮轴4操作。因此，在凸轮轴4旋转角度α为360°的过程中，开始每个气缸2被打开，从气缸z1开始，随后是气缸z2，然后是气缸z3。根据图11，多滑动凸轮5现在已经移位到其局部凸轮轮廓7，失去三个凸轮鼻8中的一个，从而在凸轮轴4的完整旋转中气缸2(z1、z2或z3)中的一个被关闭。在第一个解决方案中，根据图11，气缸z3保持关闭，而在第二次旋转中气缸z2被关闭，在第三次旋转中气缸z1被关闭。
根据图8和图9，示出了具有总共四个气缸2(z1至z4)的内燃机1，气缸在完整凸轮轮廓6下随凸轮轴操作，该轮廓具有总共四个凸轮鼻8，使得每个气缸2在每个360°的完整旋转中打开一次。参见图9，考虑到这一点，显然在这种情况下，根据本发明的内燃机1被局部凸轮轮廓7操作，其中，打开升程(openinglift)仅发生在每当曲轴3第二次旋转时。
通过根据本发明的内燃机1和设置有局部凸轮轮廓的多滑动凸轮5，能够实现特别简单的自动、交替的气缸关闭，而没有现有技术中迄今为止所需要的技术和结构复杂性。利用根据本发明的内燃机，能够相对容易地实现co2排放的减少和相应的气缸关闭。