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Einspritzbrennkraftmaschine in V-Bauart
Die Erfindung betrifft eine ventilgesteuerte Einspritzbrennkraftmaschine mit Zylinderanordnung in V-
Form und einer im V-Raum liegenden gemeinsamen Nockenwelle für beide Zylinder oder Zylinderrei- hen.
Es ist üblich, Einspritzbrennkraftmaschinen für allgemeine Verwendung mit Einspritzpumpen auszu- rüsten, die keinen eigenen Antrieb besitzen und diese von der der Steuerung des Motors dienenden Nok- kenwelle aus mit antreiben zu lassen. Das ergibt einen einfachen Aufbau der Maschine, weil der beson- dere Antrieb entfallen kann, der für eigenangetriebene Einspritzpumpen notwendig ist.
Man ordnet zu diesem Zweck neben oder zwischen den Steuernocken noch die Einspritznocken an, welche die Stössel der Einspritzpumpenkolben betätigen, wobei die Einspritzpumpen auf dem Kurbelgehäuse befestigt sind.
Bei diesen fremdangetriebenen Einspritzpumpen unterscheidet man im wesentlichen zwei Bauarten :
Die sogenannte Aufsatzpumpe hat am Fussende einen kurzen Zentrierbund mit därüberliegendem Befestigungsflansch. Dabei ragt der überwiegende Teil der Einspritzpumpe einschliesslich der Regelstange bei eingebauter Pumpe aus dem Kurbelgehäuse heraus.
Die sogenannte Einsteckpumpe hat den Befestigungsflansch nach dem oberen Ende des Pumpengehäuses zu und steckt mit dem überwiegenden Teil ihres Gehäuses einschliesslich der Regelstange im Kurbelgehäuse.
Die Einsteckpumpe hat gegenüber der Aufsatzpumpe den Vorteil, dass ihre Regelstange und die Übertragungsteile vom Regler zur Regelstange innerhalb des Kurbelgehäuses vor Staub und fremdem Zugriff gut geschützt liegen.
Ausserdem ermöglicht die nur geringe Höhe des aus dem Kurbelgehäuse herausragenden Teiles der Einsteckpumpe einen glattflächigeren Aufbau des Motors.
Bei V-Motoren mit einer gemeinsamen Nockenwelle für die zwei Zylinder oder Zylinderreihen und Einspritzpumpen ohne eigenen Antrieb sind diese üblicherweise im V-Raum angeordnet. Bei dieser Motorenbauart trägt die Nockenwelle gegenüber dem Einzylinder-oder Einreihenmotor die doppelte Anzahl von Steuernocken und Einspritznocken. Dabei steht in Motorlängsrichtung nur wenig mehr Platz zur Verfügung, so dass die Nocken sehr dicht beieinander liegen und die Unterbringung von Einspritzpumpen und Steuerungsteilen, wie Ventilstössel, im V-Raum schwierig ist.
Es ist bekannt, die allgemein üblichen Stössel zur Betätigung der Ventilstossstangen durch schmälere einarmige Schwinghebel zu ersetzen, die auf der dem V-Raum entgegengesetzten Seite gelagert sind und dabei den Grundkreis der Einspritznocken grösser zu wählen als den der Steuernocken, um eine Kollision der Steuerteile zu vermeiden.
Die Zwischenschaltung von Schwinghebeln und die genaue Bearbeitung der Lagerbohrungen für deren Achsen in der Länge des ganzen Kurbelgehäuses stellt insbesondere bei V-Motoren mit mehr als zwei Zy- linderngegenüber den einfachen parallel zur Zylinderachse liegenden üblichen Ventilstösseln eine erhebliche Komplizierung dar.
Eine bekannte Ausführung eines solchen V-Motors hat eine Aufsatz-Einspritzpumpe im V-Raum, de-
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ren Flachstössel von den Einspritznocken unter Vermittlung von Rollenstösseln angetrieben werden, die im
Kurbelgehäuse besonders gelagert und in Bewegungsrichtung geführt werden müssen, damit die Stösselrollen stets die richtige Lage zur Nockenlaufbahn behalten.
Da es sich bei dieser bekannten Ausführung um einen luftgekühlten V-Motor handelt, dessen Axial- gebläse die unter anderem staubhaltige Kühlluft in den V-Raum fördert, von wo sie sich auf die Zylinder und Zylinderköpfe verteilt, ist das ausserhalb des Kurbelgehäuses liegende Regelgestänge der Aufsatz- pumpe besonders starker Verschmutzung ausgesetzt. Um die Betriebssicherheit zu gewährleisten, sind deshalb besondere zusätzliche Massnahmen zur Abdichtung erforderlich. Diese Konstruktion kann wegen der ihr anhaftenden Nachteile nicht befriedigen.
Eine andere bekannte Ausführung eines derartigen V-Motors'hat wohl die üblichen Stössel zur Betäti- gung der Ventilstossstangen, verwendet auch die vorteilhafte Einsteck-Einspritzpumpe, treibt diese je- doch nicht von der Nockenwelle für die Ventilsteuerung aus an, sondern ordnet eine speziell dem Antrieb der Einspritzpumpe dienende Nockenwelle über der Steuernockenwelle an. Durch den vermehrten Aufwand für die zweite Nockenwelle und für deren Lagerung und Antrieb ist diese Bauart kompliziert und teuer.
Die mit der Verwendung von Einspritzpumpen ohne eigenen Antrieb an sich erreichbaren Vorteile eines einfachen Aufbaues gehen bei dieser Ausführung verloren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen V-Motor eine Anordnung der Einspritzpumpe mit deren Antrieb von der einzigen Nockenwelle des Motors aus zu schaffen, die die geschilderten Nachteile bekannter Ausführungen und Vorschläge vermeidet und trotz beengter Raumverhältnisse die einfachen gerade geführten Ventilstössel und die vorteilhafte Einsteck-Einspritzpumpe verwendet.
Nach der Erfindung wird der V-Raum in Längsrichtung der Kurbelwelle innerhalb eines V-Elementes so aufgeteilt, dass alle Ventilstössel für beide Zylinder sowie die Einsteck-Einspritzpumpe mit genügendem Abstand voneinander angeordnet werden können.
Dies wird ermöglicht durch die gleichzeitige Anwendung einer Reihe von Massnahmen, die einzeln teilweise an sich bereits bekannt sind, aber jede für sich allein angewandt, nicht die erfindungsgemä- ssen Vorteile bringen können. a) Als Einspritzpumpe für jedes V-Element, also für die jeweils zwei Zylinder einer V-Ebene, wird eine an sich bereits bekannte Doppeleinsteck-Einspritzpumpe verwendet. Bei dieser Bauart der Einsteckpumpe sind die beiden Pumpenelemente nebeneinander in geringstmöglichem Abstand im Pumpengehäuse angeordnet, das für die Aufnahme im Kurbelgehäuse einen runden Zentrierbund besitzt. Die unten aus dem Pumpengehäuse herausragenden Rollenstössel laufen direkt ohne Vermittlung von Zwischenstösseln auf den Einspritznocken.
Diese Doppeleinsteck-Einspritzpumpe hat von allen bekannten Einspritzpumpenbauarten die geringste Ausdehnung in Achsrichtung der Nockenwelle. b) Die zwei Einspritznocken für die Doppeleinsteck-Einspritzpumpe liegen unmittelbar nebeneinander genau oder annähernd in der Mitte des V-Elementes, die durch die Halbierungslinie des Mittenversatzes der zwei Zylinder gebildet wird. Die zu jedem Zylinder eines V-Elementes gehörenden Steuernocken sind jeweils beiderseits der Einspritznocken angeordnet. Diese Massnahme ermöglicht die annähernd symmetrische Anordnung der zu einem Zylinder gehörenden Steuernocken und Ventilstössel bezüglich der Zylinderachse.
Eine geringe Unsymmetrie ist dabei belanglos, weil die sich daraus ergebenden geringen Unterschiede in der Angriffsrichtung der Ventilstossstangen an den Kipphebeln im Zylinderkopf praktisch keine Auswirkungen auf die Ventilerhebung haben. c) Der Grundkreis der Einspritznocken wird so gross gewählt, dass die untere Abschlusskante des Gehäuses der Doppeleinsteck-Einspritzpumpe in einem solchen Abstand über der Nockenwelle zu liegen kommt, dass die den Einspritznocken benachbarten Steuernocken bis auf den kleinstmöglichen Abstand an diese herangerückt werden können, ohne dass dabei eine Kollision des zugehörigen Ventilstössels mit dem Pumpengehäuse eintreten kann. Dieser Mindestabstand ist durch die Forderung gegeben, dass der jeweilige Ventilstössel ausserhalb des Hubbereiches des benachbarten Nockens liegt.
Bei einem kleineren Grundkreis der Einspritznocken würde das Einspritzpumpengehäuse so dicht neben den Ventilstösseln liegen, dass der kleinstmögliche Abstand durch das mehr Raum beanspruchende Pumpengehäuse und nicht durch den Hubbereich der Einspritznocken bestimmt würde. Dadurch müssten alle ändern Ventilstössel so weit mit abgerückt werden, dass der zur Verfügung stehende Raum in Längsrichtung der Nockenwelle nicht mehr ausreichen würde.
Der erfindungsgemäss grosse Grundkreis der Einspritznocken kann ohne Gefahr für eine Raumeinengung auch für die Steuernocken vorgesehen werden.
Durch die gleichzeitige Vergrösserung von Einspritz- und Steuernocken kann ausserdem die Nockenwelle so biegesteif ausgebildet werden, dass eine Lagerung erst nach jedem zweiten V-Element erforder-
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lich wird, woaurch bei V-Motoren mit mehr als zwei Zylindern in Richtung der Längsachse der Nockenwelle ein zusätzlicher Raumgewinn bei gleichzeitiger Verminderung des Aufwandes für die Lagerung erzielt wird.
Durch die erfindungsgemäss gleichzeitige Anwendung aller drei Massnahmen gelingt es, die für die Funktion eines jeden V-Elementes erforderlichen Steuer- und Einspritznocken auf einer einzigen Nockenwelle innerhalb des verfügbaren Bauraumes unterzubringen, und die Einsteck-Einspritzpumpe sowie die Ventilstössel so anzuordnen, dass diese nicht miteinander kollidieren.
Diese Ausführung verbindet die einfache Bauart eines V-Motors mit nur einer Nockenwelle für die Ventilsteuerung und für die Einspritzung mit den Vorteilen eines geschlossenen äusseren Aufbaues mit geschützt im Gehäuseinnenraum liegendem Reglergestänge bei gleichzeitig einfacher technologischer Gestaltung des Kurbelgehäuses.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens.
Fig. 1 zeigt einen Teilquerschnitt durch den V-Raum einer Brennkraftmaschine mit V-förmig angeordneten Zylindern entsprechend der Ebene I-I der Fig. 2, Fig. 2 die Draufsicht auf die Anordnung entsprechend Fig. l und Fig. 3 den Schnitt entsprechend der Ebene li-lI der Fig. l.
Die Doppeleinsteck-Einspritzpumpe 1 steckt mit ihrem überwiegendem Teil im Kurbelgehäuse 2.
Ihre Rollenstössel 3 ; 3'werden direkt von den auf der einzigen Nockenwelle 4 für die Ventilsteuerung und Einspritzung angeordneten Einspritznocken 5 ; 6 betätigt. Das Verbindungsglied 7 vom nicht sichtbaren Regler zur Regelstange 8 der Einspritzpumpe 1 liegt geschützt im Gehäuseinnenraum 9.
Die zylindrischen Flachstössel für die Ventilbetätigung 10 ; 11 ; 12 ; 13 sind im Kurbelgehäuse geführt und werden von'den ebenfalls auf der Motornockenwelle 4 angeordneten Steuernocken 14 ; 15 ; 16 ; 17 betätigt.
Die zwei Einspritznocken 5 ; 6 für eine Doppeleinsteck-Einspritzpumpe 1 liegen unmittelbar neben-
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net.
Die Stelle "A" in der Fig. 3, die in der Schnittebene li-lI liegt, lässt erkennen, dass es zu einer
Kollision zwischen Einspritzpumpengehäuse 1 und Ventilstössel 10 käme, wenn die untere Kante 22 des
Pumpengehäuses tiefer läge, d. h., wenn der Grundkreis 21 der Einspritznocken kleiner wäre.
Die Steuernocken 14 ; 17 müssten mit den dazugehörigen Ventilstösseln 10 ; 13 weiter abgerückt werden, wodurch diese wieder in den Hubbereich der nächsten Steuernocken 15 ; 16 gerieten, die dadurch ebenfalls weiter nach aussen versetzt werden müssten.
Durch den erfindungsgemäss grossen Grundkreis 21 der Einspritznocken 5 ; 6 können die Ventilstössel 10 ; 13 und damit auch die zugehörigen Steuernocken 14 ; 17 an der Stelle"A"unter dem Einspritzpumpengehäuse soweit an die Einspritznocken 5 ; 6 herangerückt werden, dass sie gerade noch ausserhalb von deren Hubbereich liegen. Der Mindestabstand M ist dabei durch die Rücksicht auf Fertigungstoleranzen bedingt.
Fig. 3 lässt erkennen, dass die Nockenwelle 4 zwischen dem noch zur ersten V-Ebene gehörenden Steuernocken 15 und dem benachbarten zur zweiten V-Ebene gehörenden Steuernocken 23 keine Lagerstelle besitzt. Die nicht sichtbaren Lagerungen befinden sich diesseits des Steuernockens 16 und jenseits des Steuernockens 24. Sie sind also nach jeder zweiten V-Ebene angeordnet.
Der aus dem Wegfall der Lagerstellen zwischen den zwei dargestellten V-Ebenen resultierende Raumgewinn kann zusätzlich ausgenutzt werden.
Das infolge des grösseren Lagerabstandes erforderliche höhere Widerstandsmoment erhält die Nockenwelle 4 dadurch, dass der Grundkreis der Steuernocken 14 ; 15 ; 16 ; 17 ; 23 ; 24 gleich dem der Einspritznocken 5 ; 6 gewählt wird, wodurch der Wellendurchmesser entsprechend mitvergrössert werden kann.
Fig. 2 lässt in ihrer Gesamtheit den einfachen geschlossenen Aufbau des Motors im V-Raum erkennen und zeigt, dass die Doppeleinsteck-Einspritzpumpen 1 ; 25 mit ihren funktionswichtigen Bewegungsteilen keinerlei Verschmutzungen ausgesetzt und fremdem Zugriff entzogen sind.
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