DE102014111865B4

DE102014111865B4 - Cylinder head structure for an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102014111865B4
Application number: DE102014111865.0A
Authority: DE
Inventors: Yin-Jung Chang; Sai-Dai Yang; Kuo-Ming Chen
Original assignee: Kwang Yang Motor Co Ltd
Current assignee: Kwang Yang Motor Co Ltd
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2034-08-21
Also published as: TW201514373A; DE102014111865A1; TWI595154B

Abstract

Zylinderkopfstruktur für einen Verbrennungsmotor, bestehend aus einem Zylinderkopf (2) und einem Zylinderkopfdeckel (3), bei dem sich zwischen Zylinderkopf (2) und Zylinderkopfdeckel (3) ein Hohlraum A befindet, in dem ein mit dem Zylinderkopf (2) aus einem Stück bearbeiteter Nockenwellenlagersitz (21) zur Aufnahme einer Nockenwelle (4) untergebracht ist, und bei der sich an einem Ende der Nockenwelle (4) in einem Steuerkettengehäuse (22) ein Steuerzahnrad (41) befindet, wobei der Zylinderkopf (2), der eine Basis (2b) besitzt, gegenüber dem Zylinderkopfdeckel (3) eine Verbindungsfläche (2a) hat, und der Zylinderkopfdeckel (3) eine komplementäre Trennfläche (3a) hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsfläche (2a) des Zylinderkopfs (2) mit einer von der Seite des Steuerkettengehäuses (22) beginnenden Neigung verläuft und die Trennfläche (3a) des Zylinderkopfdeckels (3) eine komplementäre Neigung hat.

Cylinder head structure for an internal combustion engine, comprising a cylinder head (2) and a cylinder head cover (3), in which between the cylinder head (2) and cylinder head cover (3) is a cavity A, in which one with the cylinder head (2) machined from one piece Camshaft bearing seat (21) is housed for receiving a camshaft (4), and in which at one end of the camshaft (4) in a timing chain housing (22) is a control gear (41), wherein the cylinder head (2) having a base ( 2b), opposite to the cylinder head cover (3) has a connection surface (2a), and the cylinder head cover (3) has a complementary parting surface (3a), characterized in that the connection surface (2a) of the cylinder head (2) with one from the side the timing chain housing (22) beginning inclination runs and the parting surface (3a) of the cylinder head cover (3) has a complementary inclination.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Bereich der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für den Zylinder eines Verbrennungsmotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a cylinder head for the cylinder of an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.

Beschreibung des derzeitigen Standes der TechnikDescription of the current state of the art

1 zeigt einen Zylinderkopf (12), der auf einem Zylinder (11) eines Motors (1) montiert ist und auf dem sich wiederum ein Zylinderkopfdeckel (13) befindet. In seinem Innern befindet sich ein Nockenwellenlagersitz (121), der als Lager für eine Nockenwelle (14) dient. 1 shows a cylinder head (12) which is mounted on a cylinder (11) of an engine (1) and on which in turn is a cylinder head cover (13). In its interior is a camshaft bearing seat (121), which serves as a bearing for a camshaft (14).

Der Nockenwellenlagersitz (121) und der Zylinderkopf (12) sind als ein Stück gefertigt. Um die Bearbeitung des Nockenwellenlagersitzes (121) zu erleichtern und eine einfache Montage der Nockenwelle (14) zu erlauben, wird in der Regel auf einer Seite des Zylinderkopfs (12) eine Ausfräsung (12a) vorgenommen.The camshaft bearing seat (121) and the cylinder head (12) are made as one piece. In order to facilitate the machining of the camshaft bearing seat (121) and to allow easy mounting of the camshaft (14), a cutout (12a) is usually made on one side of the cylinder head (12).

Um das Entweichen von Schmieröl zu verhindern, nachdem die Nockenwelle (14) im Nockenwellenlagersitz (121) installiert wurde, wird zwischen Zylinderkopf (12) und Zylinderkopfdeckel (13) eine Dichtung (15) installiert. Diese hat an der Stelle, an der sie auf die Ausfräsung (12a) des Zylinderkopfs (12) trifft, ein halbkreisförmiges Verschlußstück (151), um den Verlust von Schmieröl durch die Ausfräsung (12a) verhindern.To prevent the leakage of lubricating oil after the camshaft (14) has been installed in the camshaft bearing seat (121), a gasket (15) is installed between the cylinder head (12) and the cylinder head cover (13). This has, at the location where it meets the cutout (12a) of the cylinder head (12), a semi-circular closure piece (151) to prevent the loss of lubricating oil through the cutout (12a).

Zylinderköpfe (12) der vorstehend beschriebenen Art mit einer seitlichen Ausfräsung (12a) ermöglichen zweifelsohne eine kostengünstige Bearbeitung des Nockenwellenlagersitzes (121) und eine einfache Montage der Nockenwelle (14) im Nockenwellenlagersitz (121). Sie haben jedoch einen wichtigen Nachteil: Wegen der seitlichen Ausfräsung (12a) können die obere Endfläche des Zylinderkopfs (12) und die Verbindungsfläche des Zylinderkopfdeckels (13) nicht ganzflächig dicht aneinander liegen, so dass keine leckfreie Verbindung besteht und Schmieröl entweichen kann. Dies wirkt sich negativ auf den Lauf des Motors und seinen Wirkungsgrad aus.Cylinder heads (12) of the type described above with a lateral cut-out (12a) undoubtedly allow cost-effective machining of the camshaft bearing seat (121) and easy assembly of the camshaft (14) in the camshaft bearing seat (121). However, they have an important drawback: because of the lateral cutout (12a), the upper end surface of the cylinder head (12) and the connecting surface of the cylinder head cover (13) may not be close to each other so that there is no leak-free connection and lubricating oil can escape. This has a negative effect on the running of the engine and its efficiency.

Aus der DE 100 33 367 A1 ist eine Zylinderkopfstruktur für einen Verbrennungsmotor, bestehend aus einem Zylinderkopf und einem Zylinderkopfdeckel bekannt, bei dem sich zwischen Zylinderkopf und Zylinderkopfdeckel ein Hohlraum A befindet, in dem ein mit dem Zylinderkopf aus einem Stück bearbeiteter Nockenwellenlagersitz zur Aufnahme einer Nockenwelle untergebracht ist. An einem Ende der Nockenwelle befindet sich in einem Steuerkettengehäuse ein Steuerzahnrad, wobei der Zylinderkopf gegenüber dem Zylinderkopfdeckel eine Verbindungsfläche und der Zylinderkopfdeckel eine komplementäre Trennfläche hat.From the DE 100 33 367 A1 is a cylinder head structure for an internal combustion engine, comprising a cylinder head and a cylinder head cover is known, in which between the cylinder head and cylinder head cover cavity A is located in which a cylinder head with the machined one-piece camshaft bearing seat for accommodating a camshaft. At one end of the camshaft is located in a timing chain housing, a control gear, the cylinder head relative to the cylinder head cover has a connecting surface and the cylinder head cover has a complementary interface.

Die EP 0 599 802 A2 zeigt einen Zylinderkopf mit einem Zylinderkopfdeckel, deren Verbindungsfläche geneigt ist.The EP 0 599 802 A2 shows a cylinder head with a cylinder head cover, the connecting surface is inclined.

Ähnliche Zylinderkopfausbildungen finden sich auch in der CN 1 948 738 A und der WO 2013/056 763 A1 .Similar cylinder head designs are also found in the CN 1 948 738 A and the WO 2013/056763 A1 ,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylinderkopf für einen Verbrennungsmotor anzugeben, der den Nachteil herkömmlicher Zylinderköpfe, bzgl. Undichtheiten Schmieröl zu verlieren, die durch nicht ebene Trennflächen gegen den Zylinderkopfdeckel entstehen, vermeidet.The invention has for its object to provide a cylinder head for an internal combustion engine, which avoids the disadvantage of conventional cylinder heads, with respect to leaks lubricating oil, which arise due to non-planar separation surfaces against the cylinder head cover avoids.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weitergehende Merkmale der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the invention defined in claim 1. Further features of the invention are specified in subclaims.

Figurenlistelist of figures

1 Schematic exploded view of a conventional cylinder head
2 Schematic exploded view of a cylinder head according to the invention
3 Section through a cylinder head according to the invention
4 Side view of a cylinder head according to the invention
5 Another preferred embodiment of a cylinder head according to the invention

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten AusführungDetailed description of the preferred embodiment

Die 2 und 3 zeigen einen erfindungsgemäßen Zylinderkopf (2) und einen Zylinderkopfdeckel (3), zwischen denen sich eine Dichtung (31) befindet. Zylinderkopf (2) und Zylinderkopfdeckel (3) umschließen gemeinsam einen Hohlraum A. Im Hohlraum A befindet sich ein gemeinsam mit dem Zylinderkopf (2) hergestellter Nockenwellenlagersitz (21). Dieser Nockenwellenlagersitz (21) hat eine Durchgangsöffnung (211) und eine Positionieröffnung (212), wobei der Durchmesser der Durchgangsöffnung (211) größer als der Durchmesser der Positionieröffnung (212) ist. Außerdem hat der Nockenwellenlagersitz (21) an einer Seite Kipphebellagerbohrungen (213).The 2 and 3 show a cylinder head according to the invention ( 2 ) and a cylinder head cover ( 3 ) between which there is a seal ( 31 ) is located. Cylinder head ( 2 ) and cylinder head cover ( 3 ) together enclose a cavity A. In the cavity A is located together with the cylinder head ( 2 ) manufactured camshaft bearing seat ( 21 ). This camshaft bearing seat ( 21 ) has a passage opening ( 211 ) and a positioning opening ( 212 ), wherein the diameter of the passage opening ( 211 ) greater than the diameter of the positioning opening ( 212 ). In addition, the camshaft bearing seat ( 21 ) on one side rocker ball bearing bores ( 213 ).

Der Nockenwellenlagersitz (21) dient zur Aufnahme einer Nockenwelle (4), die durch die Durchgangsöffnung (211) eingeschoben wird, bis ihr anderes Ende in der Positionieröffnung (212) zu liegen kommt. Sie wird dadurch stabil gelagert.The camshaft bearing seat ( 21 ) serves to receive a camshaft ( 4 ) passing through the passageway ( 211 ) is inserted until its other end in the positioning ( 212 ) comes to rest. It is stored stable.

Am einen Ende der Nockenwelle (4) befindet sich - in Bezug auf die Durchgangsöffnung (211) auf der Außenseite - in einem Steuerkettengehäuse (22) ein Steuerzahnrad (41), über das eine von der im Bild nicht dargestellten Kurbelwelle angetriebene Steuerkette (42) läuft und so die Nockenwelle (4) antreibt. Der auf dieser angebrachte Nocken (4a) bewegt den in den Kipphebellagerbohrungen (213) gelagerten Kipphebelsatz (43), der wiederum Ein- und Auslaßventil (44) steuert.At one end of the camshaft ( 4 ) is located - in relation to the passage opening ( 211 ) on the outside - in a timing chain case ( 22 ) a control gear ( 41 ), via which one of the crankshaft not shown in the picture ( 42 ) runs and so the camshaft ( 4 ) drives. The attached on this cam ( 4a ) moves in the rocker arm bearing bores ( 213 ) mounted rocker arm set ( 43 ), which in turn has inlet and outlet valves ( 44 ) controls.

Wie man aus 3 erkennt, hat das Steuerkettengehäuse (22) auf der Außenseite eine mit der Nockenwelle (4) konzentrische Durchführung (23), die mit der Durchgangsöffnung (211) und der Positionieröffnung (212) fluchtet und deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Durchgangsöffnung (211). Die Nockenwelle (4) kann daher zur Montage leicht in die Durchführung (23) geschoben werden, bis sie an der Positionieröffnung (212) anschlägt. In die Durchführung (23) kann eine aus einer Wasserpumpe (51), einer von der Nockenwelle (4) angetriebenen Wasserpumpenwelle (52), einem Flügelrad (53) und einem Wasserpumpengehäuse (54) bestehende Wasserpumpeneinheit (5) eingesetzt werden. Zwischen Wasserpumpeneinheit (5) und Zylinderkopf (2) ist an der Durchführung (23) eine Dichtung (55) installiert.How to get out 3 detects, the timing chain housing ( 22 ) on the outside one with the camshaft ( 4 ) concentric execution ( 23 ) connected to the passage opening ( 211 ) and the positioning opening ( 212 ) is aligned and whose diameter is greater than the diameter of the passage opening ( 211 ). The camshaft ( 4 ) can therefore easily be inserted into the bushing ( 23 ) until they reach the positioning opening ( 212 ) strikes. In the implementation ( 23 ) can one from a water pump ( 51 ), one of the camshaft ( 4 ) driven water pump shaft ( 52 ), an impeller ( 53 ) and a water pump housing ( 54 ) existing water pump unit ( 5 ) are used. Between water pump unit ( 5 ) and cylinder head ( 2 ) is at the implementation ( 23 ) a seal ( 55 ) Installed.

Bei gemeinsamer Betrachtung von 2 bis 4 erkennt man, dass die Verbindungsfläche (2a) zwischen Zylinderkopf (2) und Zylinderkopfdeckel (3) gegenüber der Horizontalen geneigt ist und einen höheren Bereich (2a1) und einen niedrigeren Bereich (2a2) hat. Wie man aus 4 erkennt verläuft die Schräge der Verbindungsfläche (2a) vom höheren Bereich (2a2) auf der Seite des Steuerkettengehäuses (22) abwärts zum niedrigeren Bereich (2a2) auf der Seite der Positionieröffnung (212) des Nockenwellenlagersitzes (21). Der niedrigere Bereich (2a2) kommt der Basis (2b) des Zylinderkopfes (2) näher als der höhere Bereich (2a1), d.h. der jenseits von Nockenwellenlagersitz (21), Positionieröffnung (212) und Kipphebellagerbohrungen (213) liegende Teil der Verbindungsfläche (2a) des Zylinderkopfes (2) nähert sich stärker an die Basis (2b) an als der auf der Seite von Steuerkettengehäuse (22) und Durchführung (23) liegende. Der Abstand L von der Oberkante der Verbindungsfläche (2a) auf der Seite der Durchführung bis zur Basis (2b) ist größer als der gegenüberliegende Abstand L1 von Verbindungsfläche (2a) und Basis (2b), so dass die Verbindungsfläche (2a) eben ausgeführt werden kann. Sie kann auf diese Weise auch eine ausreichende Festigkeit erhalten. Die Trennfläche (3a) des Zylinderkopfdeckels (3) hat eine zu der Verbindungsfläche (2a) des Zylinderkopfs (2) komplementäre Neigung, so dass eine dichte Verbindung entsteht und nach der Montage keine Leckagen zwischen ihnen auftreten.In common consideration of 2 to 4 you realize that the interface ( 2a ) between cylinder head ( 2 ) and cylinder head cover ( 3 ) is inclined with respect to the horizontal and has a higher area (2a1) and a lower area (2a2). How to get out 4 recognizes runs the slope of the connection surface ( 2a ) from the higher area (2a2) on the side of the timing chain housing ( 22 ) down to the lower portion (2a2) on the side of the positioning hole (FIG. 212 ) of the camshaft bearing seat ( 21 ). The lower range (2a2) comes the base ( 2 B ) of the cylinder head ( 2 ) closer than the higher region (2a1), that is beyond the camshaft bearing seat (2a) 21 ), Positioning opening ( 212 ) and rocker ball bearing bores ( 213 ) lying part of the connection surface ( 2a ) of the cylinder head ( 2 ) gets closer to the base ( 2 B ) than that on the side of the timing chain case ( 22 ) and implementation ( 23 ) lying. The distance L from the top edge of the connecting surface ( 2a ) on the implementation side to the base ( 2 B ) is greater than the opposing distance L1 of connection surface ( 2a ) and base ( 2 B ), so that the connection surface ( 2a ) can be executed. It can also obtain sufficient strength in this way. The interface ( 3a ) of the cylinder head cover ( 3 ) has one to the interface ( 2a ) of the cylinder head ( 2 ) complementary inclination, so that a tight connection is formed and no leakage occurs between them after assembly.

Auch aus 2 und 3 ist klar erkennbar, dass die Verbindungsfläche (2a) zum Zylinderkopfdeckel (3) auf der Oberseite des Zylinderkopfes (2) eine Neigung hat. Sie verläuft daher von einem höheren Bereich (2a1) zu einem niedrigeren Bereich (2a2), d.h. sie fällt von der Seite her, auf der sich das Steuerkettengehäuse (22) befindet, ab. Arbeiten am Nockenwellenlagersitz (21) können daher einfacher durchgeführt werden und trotzdem ist die Verbindungsfläche (2a) völlig eben. Es kann daher nach der Montage des Zylinderkopfdeckels (3) eine gleichmäßige Flächenpressung zu der komplementären Trennfläche (3a) des Zylinderkopfdeckels (3) erreicht und somit ein Leckverlust von Schmieröl verhindert werden.Also from 2 and 3 it is clear that the interface ( 2a ) to the cylinder head cover ( 3 ) on the top of the cylinder head ( 2 ) has a tendency. It therefore runs from a higher area (2a1) to a lower area (2a2), ie it falls from the side on which the timing chain housing () 22 is off. Working on the camshaft bearing seat ( 21 ) can therefore be performed more easily and yet the connection area ( 2a ) completely even. It can therefore after installation of the cylinder head cover ( 3 ) a uniform surface pressure to the complementary interface ( 3a ) of the cylinder head cover ( 3 ) is achieved and thus a leakage of lubricating oil can be prevented.

5 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung. Bei dieser wird in die Durchführung (23) statt einer Wasserpumpeneinheit (5) ein Deckel (6) eingeführt, wobei zwischen Durchführung (23) und Deckel (6) ein Dichtstück (61) eingefügt wird, so dass Leckagen von Schmieröl sicher verhindert werden. 5 shows a further preferred embodiment of the invention. In this case, the implementation ( 23 ) instead of a water pump unit ( 5 ) a lid ( 6 ), whereby between implementation ( 23 ) and lid ( 6 ) a sealing piece ( 61 ) is inserted so that leakage of lubricating oil can be reliably prevented.

Die Effizienz der Erfindung beruht darauf, dass die zur Verbindung mit dem Zylinderkopfdeckel (3) dienende Verbindungsfläche (2a) auf der Oberseite des Zylinderkopfes (2) geneigt verläuft, wobei sich der höhere Teil auf der Seite des Steuerkettengehäuses (22) befindet und von dort zum gegenüberliegenden Ende abfällt. Durch diese Schräge wird die Montage von Teilen auf der Oberseite des Zylinderkopfes stark erleichtert, während die Verbindungsfläche (2a) völlig eben ist und deshalb genügend verwindungssteif ausgeführt werden kann. Zwischen ihr und der komplementären Trennfläche (3a) am Zylinderkopfdeckel (3) treten daher keine Leckagen auf.The efficiency of the invention is based on the fact that for connection to the cylinder head cover ( 3 ) connecting surface ( 2a ) on the top of the cylinder head ( 2 ) inclined, wherein the higher part on the side of the timing chain housing ( 22 ) and from there to the opposite end drops. Due to this slope, the assembly of parts on the top of the cylinder head is greatly facilitated, while the connecting surface ( 2a ) is completely flat and therefore can be performed sufficiently rigid. Between it and the complementary interface ( 3a ) on the cylinder head cover ( 3 ) therefore no leaks occur.

Außerdem werden Reparaturen am Kipphebelsatz (43) erleichter, da dort die Verbindungsfläche (2a) am weitesten abgesenkt ist.In addition, repairs to the rocker arm set ( 43 ), because there the connection area ( 2a ) is lowered furthest.

Claims

Cylinder head structure for an internal combustion engine, comprising a cylinder head (2) and a cylinder head cover (3), in which between the cylinder head (2) and cylinder head cover (3) is a cavity A, in which one with the cylinder head (2) machined from one piece Camshaft bearing seat (21) for receiving a camshaft (4) is housed, and in which at one end of the camshaft (4) in a timing chain housing (22) is a control gear (41), wherein the cylinder head (2), which has a base (2b) opposite the cylinder head cover (3) has a connecting surface (2a), and the cylinder head cover (3) has a complementary parting surface (3a), characterized in that the connecting surface (2a) of the cylinder head (2) with a slope beginning from the side of the timing chain case (22) and the separating surface (3a) of the cylinder head cover (3) has a complementary inclination.

Cylinder head structure after Claim 1 in which a passage opening (211) and a positioning opening (212) of the camshaft bearing seat (21) are designed together with rocker bearing bores (213), wherein the diameter of the passage opening (211) is greater than that of the positioning opening (212) and the passage opening (211 ) and the positioning opening (212) for supporting the camshaft (4), while the Kipphebellagerbohrungen (213) are used to support a Kipphebelsatzes (43).

Cylinder head structure after Claim 2 in which the cylinder head (2), the timing chain case (22) and the passage (23) are made common in the axial direction and in the camshaft bearing seat (21), the through hole (211) and the common axis positioning hole (212) are made the diameter of the passage (23) is greater than the diameter of the passage opening (211).

Cylinder head structure after Claim 3 in which the passage (23) accommodates a water pump unit (5).

Cylinder head structure after Claim 4 wherein the water pump unit (5) housed in a water pump housing (54) includes a water pump (51), a water pump shaft (52) driven at one end of the camshaft (4), and an impeller (53) driven from the other end of the water pump shaft (52) ), wherein between the water pump unit (5) and the passage (23) of the cylinder head (2) is a water pump seal (55).

Cylinder head structure after Claim 3 in which the passage (23) is covered on the outside with a cover (6) and sealed with a sealing piece (61) between the cover (6) and the passage (23).

Cylinder head structure after Claim 1 wherein the connecting surface (2a) of the cylinder head (2) forms an inclined plane from a higher portion (2a1) to a lower portion (2a2), the higher portion (2a1) being on the same side as the timing chain case (22) and the lower portion (2a2) is on the same side as the positioning hole (212).

Cylinder head structure after Claim 7 in which the lower portion (2a2) of the connecting surface (2a) of the cylinder head (2) is closer to the base (2b) than the upper portion (2a1).

Cylinder head structure after Claim 2 in which the part of the connecting surface (2a) of the cylinder head (2) facing away from the timing chain housing (22) lies closer to the base (2b).

Cylinder head structure after Claim 3 in which the part of the connecting surface (2a) lying beyond the timing chain housing (22) is further away from the base (2b).