DE102017208195A1 - Cylinder head assembly for an internal combustion engine and internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Zylinderkopfbaugruppe (14) für einen Verbrennungsmotor (10) beschrieben. Diese umfasst mindestens ein über einen schaltbaren Schlepphebel (24) betätigbares Gaswechselventil (20), wobei der Schlepphebel (24) einen Betätigungszustand, in dem er in Zusammenwirkung mit einer Nockenwelle (22) das Gaswechselventil (20) betätigen kann, und einen Deaktivierungszustand einnehmen kann, in dem er unabhängig von einer Stellung der Nockenwelle (22) das Gaswechselventil (20) nicht betätigt. Dabei wird der Schlepphebel (24) über eine Verstellwelle (26) geschaltet, die mittels mindestens einer Lagerbrücke und eines zugehörigen Lagerdeckels an einer Zylinderkopfhaube (34) drehbar gelagert ist. Zusätzlich wird ein Verbrennungsmotor (10) mit einer solchen Zylinderkopfbaugruppe (14) präsentiert. A cylinder head assembly (14) for an internal combustion engine (10) will be described. This comprises at least one gas exchange valve (20) which can be actuated via a switchable drag lever (24), wherein the drag lever (24) can assume an actuation state in which it can actuate the gas exchange valve (20) in cooperation with a camshaft (22) and a deactivation state in that it does not actuate the gas exchange valve (20) independently of a position of the camshaft (22). In this case, the drag lever (24) via an adjusting shaft (26) is connected, which is rotatably supported by means of at least one bearing bridge and an associated bearing cap on a cylinder head cover (34). In addition, an internal combustion engine (10) is presented with such a cylinder head assembly (14).
Description
Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfbaugruppe für einen Verbrennungsmotor, mit mindestens einem über einen schaltbaren Schlepphebel betätigbaren Gaswechselventil, wobei der Schlepphebel einen Betätigungszustand, in dem er in Zusammenwirkung mit einer Nockenwelle das Gaswechselventil betätigen kann, und einen Deaktivierungszustand einnehmen kann, in dem er unabhängig von einer Stellung der Nockenwelle das Gaswechselventil nicht betätigt, und mit einer um eine Verstellwellenachse drehbaren Verstellwelle, wobei der Schlepphebel mittels Drehen der Verstellwelle vom Betätigungszustand in den Deaktivierungszustand geschaltet werden kann und umgekehrt.The invention relates to a cylinder head assembly for an internal combustion engine, with at least one operable via a switchable cam follower gas exchange valve, the cam follower can assume an operating state in which he can operate the gas exchange valve in cooperation with a camshaft, and a deactivation state in which he regardless of a Position of the camshaft, the gas exchange valve is not actuated, and with an adjusting shaft about a Verstellwellenachse rotatable adjusting, wherein the cam follower can be switched by rotating the adjusting shaft from the operating state to the deactivation state and vice versa.
Ferner betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Zylinderkopfbaugruppe.Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine with such a cylinder head assembly.
Zylinderkopfbaugruppen und Verbrennungsmotoren der eingangs genannten Art sind im Stand der Technik bekannt.Cylinder head assemblies and internal combustion engines of the type mentioned are known in the art.
Beispielsweise zeigt die
Solche Ventiltriebe werden in der Regel auf dem Zylinderkopf montiert, genauer gesagt auf dem Nockenwellenträger des Zylinderkopfes. Somit liegen die Schlepphebel sowie die mit diesen zusammenwirkende Verstellwelle in unmittelbarer Nähe der Nockenwelle und der Gaswechselventile.Such valve trains are usually mounted on the cylinder head, more precisely on the camshaft carrier of the cylinder head. Thus, the drag levers and cooperating with this adjusting shaft in the immediate vicinity of the camshaft and the gas exchange valves.
Zudem können bei der Montage auf dem Nockenwellenträger die im Bereich des Zylinderkopfes vorherrschenden Bauraumbeschränkungen eingehalten werden.In addition, when installed on the camshaft carrier prevailing in the area of the cylinder head space limitations can be met.
Die Verstellwelle ist dabei üblicherweise über Lagerbrücken mit Lagerdeckeln auf dem Nockenwellenträger befestigt.The adjusting shaft is usually attached via bearing bridges with bearing caps on the cam carrier.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, bekannte Zylinderkopfbaugruppen und zugehörige Verbrennungsmotoren weiter zu verbessern. Dabei soll insbesondere die Montage der schaltbaren Schlepphebel und der zugehörigen Schaltkomponenten vereinfacht werden.The object of the invention is to further improve known cylinder head assemblies and associated internal combustion engines. In particular, the assembly of the switchable drag lever and the associated switching components should be simplified.
Die Aufgabe wird durch eine Zylinderkopfbaugruppe der eingangs genannten Art gelöst, bei der die Verstellwelle mittels mindestens einer Lagerbrücke und eines zugehörigen Lagerdeckels an einer Zylinderkopfhaube drehbar gelagert ist, wobei der Lagerdeckel durch zumindest eine Schraube mit der Zylinderkopfhaube verbunden ist. Auch die zugehörigen schaltbaren Schlepphebel und/oder funktional zwischen einem der Schlepphebel und der Verstellwelle liegende Betätigungselemente können an der Zylinderkopfhaube vorgesehen sein. Im Gegensatz zum Stand der Technik sind diese Elemente also nicht auf dem Zylinderkopf, genauer gesagt nicht auf dem Nockenwellenträger, verbaut. Somit wird die Montage deutlich vereinfacht. Es können nämlich die Verstellwelle, die Schlepphebel und/oder die Betätigungselemente zeitlich gesehen parallel zum Zylinderkopf und zum Nockenwellenträger montiert werden. Insgesamt kann so eine verkürzte Montagezeit erreicht werden. Darüber hinaus kann die Zylinderkopfhaube zur Montage in eine leicht zugängliche und/oder ergonomische Position gebracht werden, was den Montagevorgang zusätzlich vereinfacht und/oder beschleunigt. Ferner wird es so möglich, die Verstellwelle, die Schlepphebel und/oder die Betätigungselemente in ihrer Funktion zu testen, bevor die mit diesen ausgestattete Zylinderkopfhaube auf dem Zylinderkopf montiert wird.The object is achieved by a cylinder head assembly of the type mentioned, in which the adjusting shaft is rotatably supported by at least one bearing bracket and an associated bearing cap on a cylinder head cover, wherein the bearing cap is connected by at least one screw with the cylinder head cover. The associated switchable drag levers and / or functionally lying between one of the drag lever and the adjusting actuators may be provided on the cylinder head cover. In contrast to the prior art, these elements are therefore not on the cylinder head, more specifically not on the cam carrier, installed. Thus, the assembly is significantly simplified. Namely, the adjusting shaft, the drag levers and / or the actuators can be mounted in parallel with respect to the cylinder head and the camshaft carrier. Overall, a shorter assembly time can be achieved. In addition, the cylinder head cover for mounting in an easily accessible and / or ergonomic position can be brought, which additionally simplifies the assembly process and / or accelerated. Furthermore, it is thus possible to test the adjusting shaft, the drag levers and / or the actuators in their function before the equipped with these cylinder head cover is mounted on the cylinder head.
Gemäß einer Ausführungsform ist jeder Lagerdeckel durch zwei Schrauben mit der Zylinderkopfhaube verbunden. Somit wird eine sichere und zuverlässige Befestigung des Lagerdeckels erreicht. Gleichzeitig lässt sich so die Verstellwelle präzise und mit der gewünschten Leichtgängigkeit an der Zylinderkopfhaube lagern.According to one embodiment, each bearing cap is connected by two screws with the cylinder head cover. Thus, a secure and reliable attachment of the bearing cap is achieved. At the same time, the adjusting shaft can be stored precisely and with the desired ease of movement on the cylinder head cover.
Dabei kann die Lagerbrücke einstückig mit der Zylinderkopfhaube hergestellt sein und eine erste Verstellwellenlagerfläche umfassen, wobei die Zylinderkopfhaube vorzugsweise aus Kunststoff oder Aluminium hergestellt ist. Die Lagerbrücke wird also direkt bei der Herstellung der Zylinderkopfhaube ausgebildet. Dies kann beispielsweise durch Spritzgießen erfolgen, wenn die Zylinderkopfhaube aus Kunststoff ist. Alternativ kann die Lagerbrücke auch in einem Guss- oder Schmiedeverfahren hergestellt werden. Dies bietet sich an, wenn die Zylinderkopfhaube aus Aluminium ist. Zusätzliche Herstellungsschritte zum Herausarbeiten der Lagerbrücke aus der Zylinderkopfhaube können somit im Wesentlichen entfallen. Damit ist eine schnelle und kostengünstige Herstellung der Zylinderkopfbaugruppe gewährleistet.In this case, the bearing bridge can be made in one piece with the cylinder head cover and comprise a first Verstellwellenlagerfläche, wherein the cylinder head cover is preferably made of plastic or aluminum. The bearing bridge is thus formed directly in the production of the cylinder head cover. This can be done for example by injection molding, if the cylinder head cover is made of plastic. Alternatively, the bearing bridge can also be produced in a casting or forging process. This is useful if the cylinder head cover is made of aluminum. Additional manufacturing steps for working out the bearing bridge from the cylinder head cover can thus be essentially eliminated. This ensures a fast and cost-effective production of the cylinder head assembly.
Am Lagerdeckel kann eine zweite Verstellwellenlagerfläche vorgesehen sein, die im montierten Zustand die erste Verstellwellenlagerfläche zu einer im Wesentlichen umlaufenden Radiallagerfläche für die Verstellwelle ergänzt. Die Verstellwelle ist somit im Wesentlichen in allen radialen Richtungen über die Radiallagerfläche gelagert. Dadurch ist die Verstellwelle präzise und zuverlässig geführt, sodass die Schlepphebel in gleicher Weise geschaltet werden können.On the bearing cap, a second Verstellwellenlagerfläche be provided, which complements the first Verstellwellenlagerfläche in the assembled state to a substantially circumferential radial bearing surface for the adjusting. The adjusting shaft is thus mounted substantially in all radial directions over the radial bearing surface. As a result, the adjusting shaft is precisely and reliably guided so that the cam followers can be switched in the same way.
Gemäß einer Weiterbildung durchsetzt jede Schraube eine am zugeordneten Lagerdeckel vorgesehene Öffnung, insbesondere wobei in der Öffnung eine Buchse angeordnet ist. Es können dafür standardmäßige Schrauben verwendet werden. Zudem ist so der konstruktive Aufbau des Lagerdeckels besonders einfach. Insgesamt ergibt sich ein einfacher, aber funktionsmäßig zuverlässiger Aufbau der Zylinderkopfbaugruppe. According to a further development, each screw passes through an opening provided on the associated bearing cover, in particular wherein a bushing is arranged in the opening. Standard screws can be used for this purpose. In addition, the structural design of the bearing cap is particularly simple. Overall, there is a simple, but functionally reliable construction of the cylinder head assembly.
Bevorzugt liegt ein Schraubenkopf der Schraube in einem Randbereich der Öffnung am Lagerdeckel an, wobei der Randbereich vorzugsweise durch einen Kragen der Buchse gebildet ist. Die Buchse und insbesondere deren Kragen verstärken dabei den Randbereich. Dadurch wird es möglich, den Lagerdeckel aus einem verhältnismäßig leichten Werkstoff von geringer Festigkeit herzustellen, ohne jedoch die Zuverlässigkeit der Lagerung zu beeinträchtigen. Alternativ kann der Schraubenkopf auch direkt am Lagerdeckel anliegen oder es kann eine Unterlegscheibe verwendet werden. In allen Fällen können Standardelemente verwendet werden, sodass der Aufbau der Zylinderkopfbaugruppe einfach und kostengünstig ist.Preferably, a screw head of the screw rests in an edge region of the opening on the bearing cap, wherein the edge region is preferably formed by a collar of the bushing. The sleeve and in particular its collar reinforce the edge region. This makes it possible to make the bearing cap of a relatively lightweight material of low strength, but without affecting the reliability of storage. Alternatively, the screw head can also rest directly on the bearing cap or a washer can be used. In all cases, standard elements can be used so that the structure of the cylinder head assembly is simple and inexpensive.
Vorteilhafterweise greift jede Schraube in ein an der Zylinderkopfhaube vorgesehenes Gewinde ein. Wie bereits erwähnt, können dabei standardmäßige Schrauben verwendet werden.Advantageously, each screw engages in a thread provided on the cylinder head cover. As already mentioned, standard screws can be used.
Das Gewinde kann in einem an der Zylinderkopfhaube angeordneten Gewindeeinsatz vorgesehen sein. Dann kann das Material der Zylinderkopfhaube im Wesentlichen unabhängig vom Material des Gewindeeinsatzes gewählt werden. Folglich kann für jedes Bauteil ein besonders gut geeigneter Werkstoff genutzt werden. Dadurch lässt sich eine beliebige Konstellation der mechanischen Eigenschaften, z. B. Festigkeit und Gewicht, dieser Bauteile erreichen. Der Gewindeeinsatz kann dabei beispielsweise in die Zylinderkopfhaube eingepresst oder eingespritzt sein.The thread may be provided in a arranged on the cylinder head cover threaded insert. Then, the material of the cylinder head cover can be selected substantially independently of the material of the threaded insert. Consequently, a particularly suitable material can be used for each component. This allows any constellation of mechanical properties, eg. B. Strength and weight to achieve these components. The threaded insert can be pressed or injected, for example, in the cylinder head cover.
Bevorzugt ist der Lagerdeckel aus Kunststoff oder aus Aluminium hergestellt. Diese Werkstoffe haben sich bereits für die Herstellung von Bauteilen in großer Stückzahl bewährt. Dafür können Standardverfahren genutzt werden. Somit wird eine einfache und kostengünstige Herstellung des Lagerdeckels erreicht.Preferably, the bearing cap made of plastic or aluminum. These materials have already proven themselves for the production of components in large quantities. Standard methods can be used for this. Thus, a simple and cost-effective production of the bearing cap is achieved.
In einer Variante ist ein Verstellwellenantrieb an der Zylinderkopfhaube angeordnet, wobei der Verstellwellenantrieb vorzugsweise elektrisch ist. Über den Verstellwellenantrieb wird die Verstellwelle drehend angetrieben. Er dient also dem Schalten der Schlepphebel. Aufgrund dessen Montage an der Zylinderkopfhaube kann seine Funktion und insbesondere sein Zusammenspiel mit der Verstellwelle, den Schlepphebeln und/oder zugehörigen Betätigungselementen bereits getestet werden, bevor die Zylinderkopfhaube auf dem Zylinderkopf montiert ist.In one variant, an adjusting shaft drive is arranged on the cylinder head cover, wherein the adjusting shaft drive is preferably electric. About the adjusting shaft drive the adjusting shaft is driven in rotation. So it serves to switch the rocker arms. Due to its mounting on the cylinder head cover its function and in particular its interaction with the adjusting, the rocker arms and / or associated actuators can already be tested before the cylinder head cover is mounted on the cylinder head.
Zusätzlich wird die Aufgabe durch einen Verbrennungsmotor mit einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfbaugruppe gelöst. Ein solcher Verbrennungsmotor ist zuverlässig in seiner Funktion und kann besonders einfach montiert werden.In addition, the object is achieved by an internal combustion engine with a cylinder head assembly according to the invention. Such an internal combustion engine is reliable in its function and can be mounted very easily.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist. Es zeigen:
- -
1 schematisch einen erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor mit einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfbaugruppe und - -
2 ein Detail einer erfindungsgemäßen Zylinderkopfbaugruppe.
- -
1 schematically an internal combustion engine according to the invention with a cylinder head assembly according to the invention and - -
2 a detail of a cylinder head assembly according to the invention.
Im Motorblock
In der Zylinderkopfbaugruppe
Dabei wirkt die Nockenwelle
Dieser kann in einem Betätigungszustand in Zusammenwirkung mit der Nockenwelle
In einem Deaktivierungszustand des Schlepphebels
Zum Schalten des Schlepphebels
Die Verstellwelle
Der Schlepphebel
Die Zylinderkopfbaugruppe
Der Verstellwellenantrieb
Zudem ist an der Zylinderkopfhaube
Die Lagerbrücke
Dabei greift die Schraube
In der dargestellten Ausführungsform ist das Gewinde
Auf der Seite des Lagerdeckels
In der dargestellten Ausführungsform ist dabei in der Öffnung
Ein Schraubenkopf
Im gezeigten Beispiel ist der Randbereich
Die Lagerbrücke
Diese ist im Wesentlichen halbschalenförmig und wird durch eine zweite Verstellwellenlagerfläche
Der Lagerdeckel
Der in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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