DE1022416B

DE1022416B - Valve control for overhead combustion engines

Info

Publication number: DE1022416B
Application number: DEG17185A
Authority: DE
Inventors: Clayton B Leach
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1954-06-01
Filing date: 1955-05-18
Publication date: 1958-01-09

Description

Ventilsteuerung für obengesteuerte Brennkraftmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilsteuerung für obengesteuerte Brennkraftmaschinen mit wassergekühltem Zylinderkopf und einem oder mehreren wassergekühlten Zylindern, bei der die Kipphebel schwenkbar auf in der oberen Wandung des Zylin!der-Icopfes befestigten Stützen gelagert sind und die Befestigung der Stützen in einem mit der oberen Wandung des Zylinderkopfes ein Teil bildenden balkenähnlichen Träger erfolgt.Valve control for overhead internal combustion engines The invention relates to a valve control for overhead internal combustion engines with water-cooled cylinder head and one or more water-cooled cylinders, in which the rocker arm can be pivoted on in the upper wall of the cylinder head fastened supports are stored and the fastening of the supports in one with the upper wall of the cylinder head a part forming beam-like carrier takes place.

Diese bekannte Bauart genügt nicht mehr den Anforderungen, die durch die weitere Steigerung des Verdichtungsverhältnisses infolge der Verwendung von Brennstoffen höherer Oktanzahl gestellt werden müssen.This well-known design no longer meets the requirements imposed by the further increase in compression ratio as a result of the use of Fuels with a higher octane number must be provided.

Die Erfindung besteht darin, daß der Träger für den Kipphebel zusätzlich durch eine oder mehrere Säiulen getragen wird, die sich zwischen der oberen Wandung und den den Außenwandungen des Zylinderkühlmantels unmittelbar gegenüberliegenden "heilen der unteren Wandung des Zylinderkopfes erstrecken. Zweckmäßig besteht der Träger mit den Säulen aus einem Stück. Weiterhin sind die Säulen hohl ausgebildet, umschließen die Zylinderkopfbolzen und erstrecken sich zu beiden Seiten jedes Zylinders durch den Zylinderkopf.The invention consists in that the carrier for the rocker arm in addition supported by one or more pillars extending between the top wall and those directly opposite the outer walls of the cylinder cooling jacket "Heal the lower wall of the cylinder head. Appropriately there is the One-piece support with the pillars. Furthermore, the pillars are hollow, enclose the cylinder head bolts and extend to either side of each cylinder through the cylinder head.

Die Säulen verhindern ein Verwerfen des Trägers, ,#o daß der Zylinderkopf beim Festziehen der Zylinderkopfbalken eine weitaus größere Steifigkeit gegen Verformungen erhält, als dies bei den behannten Zylinderkopfbauarten erreichbar ist. Die Säulen liegen ferner an den Stellen, an denen die darun.terliegenden Teile des Zylinderblocks die beste Abstützung und damit auch eine sichere Verankerung der Zylinderkopfbolzen ergeben.The pillars prevent warping of the carrier,, # o that the cylinder head when tightening the cylinder head beams a much greater rigidity against deformation than is achievable with the hindered cylinder head types. The columns are also at the points where the underlying parts of the cylinder block the best support and thus also a secure anchoring of the cylinder head bolts result.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt. In der Zeichnung ist Fig. 1 ein teilweiser Querschnitt durch eine kopfgesteuerte Brennkraftmaschine des V-Typs, Fig. 2 ein vergrößerter Ausschnitt aus Fig. 1; Fig. 3 ist eine zum Teil geschnittene Ansicht nach Linie 3-3 der Fig. 2.In the drawing, an embodiment of the invention is for example shown. In the drawing, Fig. 1 is a partial cross-section through a head-controlled Internal combustion engine of the V-type, FIG. 2 an enlarged detail from FIG. 1; Fig. 3 is a partially sectioned view taken along line 3-3 of FIG.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Brennkraftmaschine 10 hat einen mit Wassermantel versehenen Zylinderblock 11, ein Paar von Zylinderköpfen 12, die an jeder Reihe von Zylindern 13 des Blocks 11 befestigt sind, und einen Einlaßkanal 14, der zwischen den Zylinderköpfen 12 liegt. Die Zylinder 13 enthalten Kolben 16 mit Pleuelstangen 17. Eine von der Kurbelwelle angetriebene Nockenwelle 18 trägt Nocken 19 zur Betätigung von Stößeln 21, die in Führungen 22 beweglich gelagert sind. Die Stößelführungen 22 sitzen an den Innenwandungen 23 der Zylinderblöcke 11. Die Stößel 21 arbeiten mit Stoßstangen 24 zulammen, um die Ventilsteuerung 26 zu betätigen. Die Ventilsteuerungen sind mit Deckeln 27 verschlossen, die an Flanschen 25 der oberen Wandung 29 der Zy linderköpfe 12 befestigt sind.The internal combustion engine 10 shown in FIGS. 1 to 3 has a water-jacketed cylinder block 11, a pair of cylinder heads 12, the attached to each row of cylinders 13 of the block 11, and an intake port 14, which lies between the cylinder heads 12. The cylinders 13 contain pistons 16 with connecting rods 17. A camshaft 18 driven by the crankshaft carries Cam 19 for actuating plungers 21, which are movably supported in guides 22 are. The tappet guides 22 sit on the inner walls 23 of the cylinder blocks 11. The tappets 21 work with pushrods 24 to lam the valve control 26 to operate. The valve controls are closed with covers 27 on flanges 25 of the upper wall 29 of the cylinder heads 12 are secured.

Die Ventilsteuerungen 26 enthalten Kipphebel 31, die an Kipphebelstützen 32 kippbar und drehbar gelagert sind. Die Kipphebelstützen 32 liegen neben den Ventilschäften 33 eines Paares von Einlaß- und Auslaßventilen 34, die in die Verbrennungskammer 36 jedes Zylinders 13 öffnen. DieVentile 34 werden durch Federn 50 in die Schließlage gedrückt; sie liegen zwischen der oberen Wandung 29 des Zylinderkopfes und einem Ventilteller 70 (Fig. 2), der am oberen Ende des Ventilschaftes 33 sitzt. Die Federn 50 haben vorzugsweise auf der oberen Wandung 29 sitzende Dämpfereinrichtungen 60, in denen die unteren Enden der Federn 50 gleitend festgehalten sind. In die Verbrennungskammer 36 ragen durch den Zylinderkopf Zündkerzen 35. Jedes Ventil 34 gleitet mit seinem Schaft 37 in Ventilführungen 38, die sich von der oberen Wandung 29 des Zylinderkopfes 12 nach innen erstrecken und in der Außen-,,vandung von Einlaßkanälen 39 und Auslaßkanälen für die Ventile 34 enden. Außer der oberen Wandung 29 enthalten die Zylinderköpfe 12 Seitenwandungen 43, 44 und eine Bodenwandung 46, welch letztere sich längs der oberen Flächen der Zylinderblöcke erstrecken und mit diesen durch Bolzen 41 verbunden sind.The valve controls 26 contain rocker arms 31 which are attached to rocker arm supports 32 are tiltable and rotatable. The rocker arm supports 32 lie next to the valve stems 33 of a pair of intake and exhaust valves 34 which are in the combustion chamber 36 each cylinder 13 open. The valves 34 are in the closed position by springs 50 pressed; they are between the upper wall 29 of the cylinder head and a Valve disk 70 (FIG. 2), which is seated at the upper end of the valve stem 33. The feathers 50 preferably have damper devices 60 seated on the upper wall 29, in which the lower ends of the springs 50 are slidably retained. Into the combustion chamber 36 protrude through the cylinder head spark plugs 35. Each valve 34 slides with its Shank 37 in valve guides 38 extending from the top wall 29 of the cylinder head 12 extend inward and in the outer wall of inlet channels 39 and outlet channels for the valves 34 end. In addition to the upper wall 29 included the cylinder heads 12 side walls 43, 44 and a bottom wall 46, the latter extend along and through the top surfaces of the cylinder blocks Bolts 41 are connected.

Die Kipphebelstützen 32 sind aus Bolzen 47 gebildet, die Köpfe 48 tragen, gegen die kugelförmige Lager 49 anliegen. Die Bolzen 47 sind stramm in Öffnungen von Naben 51 eingepreßt, die auf der oberen Wandung 29 des Zylinderkopfes 12 sitzen.The rocker arm supports 32 are formed from bolts 47, the heads 48 wear against the spherical bearing 49 rest. The bolts 47 are tight in openings pressed in by hubs 51 which sit on the upper wall 29 of the cylinder head 12.

Um der oberen Wandung 29 im Bereich der Kipphebelstützen 32 eine genügende Starrheit zu geben, ist eine Verstärkungsleiste oder eine rohrförmige Verstärkung 52 vorgesehen, die mit der oberen Wand 29 des Zylinderkopfes einen Teil bildet und sich längs der Zylinderköpfe 12 erstreckt. Zur weiteren Verstärkung der oberen Wandung 29 dienen Stützsäulen 53. Diese bilden eine Reihe, die sich zwischen der oberen Wandung 29 und der unteren Wandung 46 der Zylinderköpfe 12 erstreckt. Die Säulen gehen mit ihren oberen Enden in die obere Wandung 29 und die Verstärkung 52 über, während ihre unteren Enden in die Wandungen 46 übergehen. Diese unteren Enden liegen unmittelbar über und zwischen den Enden der Zylinder 13 und der inneren Wandung 23 des Kühlwassermantels. Die Säulen 53 sind rohrförmig, um die Zylinderkopfbolzen 41 aufzunehmen.To the upper wall 29 in the area of the rocker arm supports 32 a sufficient To give rigidity is a reinforcement bar or tubular reinforcement 52 is provided which forms a part with the upper wall 29 of the cylinder head and extends along the cylinder heads 12. To further strengthen the upper wall 29 serve support columns 53. These form a row that extends between the upper one Wall 29 and the lower wall 46 of the cylinder heads 12 extends. The columns go with their upper ends into the upper wall 29 and the reinforcement 52, while their lower ends merge into the walls 46. These lower ends lie immediately above and between the ends of the cylinder 13 and the inner wall 23 of the cooling water jacket. The pillars 53 are tubular to accommodate the cylinder head bolts 41 to be included.

Wie Fig. 3 erkennen läßt, hat der Motor für jeden der vier Zylinder einer Zylinderreihe je ein Auslaß-und je ein Einlaßventil, die von einem Kipphebel 31 gesteuert werden. Die Säulen 53 gehen mit ihren oberen Enden in die Verstärkung 52 über, so daß durch zwei Säulen 53 abgestützte Abschnitte für jeden Zylinder der Maschine entstehen. Jeder dieser Abschnitte der Verstärkung 52 für jeden Zylinder der Maschine ist daher auf den inneren Wandungen des Kühlmantels an gegenüberliegenden Stellen unmittelbar abgestützt, und zwar zwischen den inneren Wandungen 23 und den Zylindern 13. Jeder dieser Abschnitte der Verstärkung 52 trägt zwei Kipphebel 31 und ist an den einander entgegengesetzten Enden durch die Säulen 53 verstärkt, die sich durch den Wassermantel des Zylinderkopfes 12 erstrecken und unmittelbar mit ihren. unteren Enden auf dem oberen Ende des Zylinderblocks jeder Zylinderreihe sich abstützen, und zwar unmittelbar gegenüber den Zylindern und den Seitenwandungen 23 des Kühlmantels jeder Zylinderreihe der Maschine 10. As can be seen from FIG. 3, the engine has one exhaust valve and one intake valve for each of the four cylinders of a cylinder bank, which are controlled by a rocker arm 31. The upper ends of the columns 53 merge into the reinforcement 52, so that sections supported by two columns 53 are created for each cylinder of the machine. Each of these sections of the reinforcement 52 for each cylinder of the machine is therefore directly supported on the inner walls of the cooling jacket at opposite points, namely between the inner walls 23 and the cylinders 13. Each of these sections of the reinforcement 52 carries two rocker arms 31 and is on the opposite ends reinforced by the columns 53, which extend through the water jacket of the cylinder head 12 and directly with their. lower ends on the upper end of the cylinder block of each cylinder row are supported, specifically directly opposite the cylinders and the side walls 23 of the cooling jacket of each cylinder row of the engine 10.

Fig. 1 zeigt ferner, daß jeder Abschnitt der Verstärkung 52 weiterhin durch eine Querstrebe verstärkt ist, die aus der Innenwandung 43 des Zylinderkopfes 12 besteht, die an den Enden 45 des Zylinderblocks 11 sich abstützt. Ferner erfolgt eine Verstärkung durch schräg liegende Streben, die aus der Ventilschaftführung 38, den Wandungen der Kanäle 39 und dem Teil der Bodenwandung 46 des Zylinderkopfes besteht, der die große Seite der Verbrennungskammer 36 des Zylinders 13 begrenzt.Fig. 1 also shows that each portion of the reinforcement 52 continues is reinforced by a cross strut that emerges from the inner wall 43 of the cylinder head 12 consists, which is supported on the ends 45 of the cylinder block 11. Furthermore takes place a reinforcement by inclined struts that emerge from the valve stem guide 38, the walls of the channels 39 and the part of the bottom wall 46 of the cylinder head which defines the large side of the combustion chamber 36 of the cylinder 13.

Diese Verstärkung aus Säulen, Verstärkungsleiste und Streben gewährleistet, daß jeder Kipphebel der Maschine hinreichend abgestützt ist, so daß eine einwandfreie Arbeit der Ventilsteuerung gesichert ist.This reinforcement of columns, reinforcement bar and struts ensures that each rocker arm of the machine is sufficiently supported so that a proper Valve control is assured.

jeder Kipphebel 31 besteht aus Blechmaterial und hat einen nach außen abgebogenen Flansch 56 am Umfang. Ferner hat jeder Kipphebel eine nach innen gerichtete Einpressung 57, deren äußere Fläche als kugelförmiges Lager ausgebildet ist, die gegen das gleichfalls kugelförmige Lagerteil 49 anliegt. Dieses Teil ist am Bolzen 47 gegen den Kopf 48 anliegend befestigt. Der Kipphebel 31 hat eine Öffnung 58 (Fig. 2) durch die der Bolzen 47 tritt. Der hopf 48 für den Bolzen 47 kann in jeder beliebigen Weise ausgebildet sein. Vorzugs\@ eise ist er aber eine Mutter, uin den Ein- und Ausbau der Kipphebel 31 zu ermöglichen, nachdem die Bolzen 47 in die Naben 51 eingesetzt sind. Die Mutter 48 ist zweckmäßig selbsthemmend, so daß der Kipphebel 31 seine Lage nach dem Aufbringen nicht mehr verändern kann. Die einzelnen Muttern 48 werden vorzugsweise auch in einer im wesentlichen gleichen Lage auf den Bolzen 47 befestigt. Sie sind daher mit Gewinden am äußeren Ende und an den inneren Enden mit einer konischen Ausnehinung versehen, um mit Gewindegängen 59 bzw. abgeschrägten Schultern 61 der Bolzen 47 zusainmenzuwirken. Werden die Muttern 48 an den Bolzen 47 befestigt, so liegen die abgeschrägten Enden der Muttern gegen die Schultern 61 an, um die Mutter auf den Bolzen zu verklemmen, wenn ein bestimmtes Drehmoment ausgeübt wird.each rocker arm 31 is made of sheet metal and has an outwardly bent flange 56 on the periphery. Furthermore, each rocker arm has an inwardly directed indentation 57, the outer surface of which is designed as a spherical bearing which rests against the likewise spherical bearing part 49. This part is fastened on the bolt 47 against the head 48 in an adjacent manner. The rocker arm 31 has an opening 58 (FIG. 2) through which the bolt 47 passes. The hop 48 for the bolt 47 can be designed in any desired manner. However, it is preferably a nut to enable the rocker arm 31 to be installed and removed after the bolts 47 have been inserted into the hubs 51. The nut 48 is expediently self-locking so that the rocker arm 31 can no longer change its position after it has been applied. The individual nuts 48 are preferably also fastened on the bolts 47 in essentially the same position. They are therefore provided with threads at the outer end and with a conical recess at the inner ends in order to interact with threads 59 or beveled shoulders 61 of the bolts 47. When the nuts 48 are fastened to the bolts 47, the beveled ends of the nuts rest against the shoulders 61 in order to clamp the nut onto the bolt when a certain torque is exerted.

Jeder Kipphebel 31 kann um seine Stütze 32 drehend pendeln. Bei normaler Arbeitsweise der Maschine wird diese Drehung der Kipphebel 31 durch außen angeordnete Sockel an den Enden der Kipphebel 31 verhindert, die im wesentlichen kugelförmige Enden 62 der Stoßstangen 24 aufnehmen.Each rocker arm 31 can pivot about its support 32 in a rotating manner. With normal Operation of the machine, this rotation of the rocker arm 31 is arranged externally Socket at the ends of the rocker arm 31 prevents the substantially spherical Receiving ends 62 of the bumpers 24.

Um die Ventilsteuerung26 innerhalb des Deckels 27 zu schmieren, sind die Stoßstangen 24 hohl ausgebildet, wie dies bei 67 in Fig. 1 und 2 angedeutet ist. Das Öl kommt von den Stößeln 21, deren Ringnut 65 es über Leitungen 68 aus einer Ölleitung 69 zugeführt wird. Die Ölleitung 69 ist mit der Förderseite der Motorölpumpe verbunden. Das 0I aus den Hohlräumen 67 in den Stoßstangen 24 wird durch Öffnungen 71 am oberen Ende den Sockeln am Ende des Kipphebels 31 zugeführt. Das durch die Öffnungen 71 tretende. 01 wird auch der Einpressung im mittleren Teil des Kipphebels 31 durch Öffnungen 72 in den Sockeln zugeleitet, die in unmittelbarer Verlängerung der Öffnungen 71 liegen. Die Öffnungen 72 können aber auch leicht gegen die Öffnungen 71 versetzt sein, um eine Verminderung der zugeführten Ölmenge zu erreichen. Das durch die Öffnungen 71 und 72 tretende Öl schmiert danach die im Eingriff befindliche kugelige Lagerfläche des Kipphebels 31 und die der Kipphebelstütze 32. Dieses 01 gelangt auch auf das entgegengesetzte Ende des Kipphebels 31 und über den Flansch 56 auf die äußere Oberfläche des Kipphebels. Es schmiert den Ventilschaft 33 und die Oberfläche des Kipphebels, der mit dessen Ende zusammen-,virkt. Ferner gelangt es zu den Ventilschaftführungen 38.In order to lubricate the valve control 26 within the cover 27, the push rods 24 are hollow, as indicated at 67 in FIGS. 1 and 2. The oil comes from the tappets 21, the annular groove 65 of which it is supplied via lines 68 from an oil line 69. The oil line 69 is connected to the delivery side of the engine oil pump. The oil from the cavities 67 in the bumpers 24 is fed through openings 71 at the upper end to the sockets at the end of the rocker arm 31. The passing through the openings 71. 01 is also fed to the press-fit in the middle part of the rocker arm 31 through openings 72 in the sockets, which are in the immediate extension of the openings 71. The openings 72 can, however, also be offset slightly from the openings 71 in order to achieve a reduction in the amount of oil supplied. The oil passing through the openings 71 and 72 then lubricates the engaged spherical bearing surface of the rocker arm 31 and that of the rocker arm support 32. This 01 also reaches the opposite end of the rocker arm 31 and via the flange 56 onto the outer surface of the rocker arm. It lubricates the valve stem 33 and the surface of the rocker arm which cooperates with its end. It also reaches the valve stem guides 38.

Der Flansch 56 des Kipphebels 31 dient nicht nur zum Versteifen der Enden des Kipphebels, sondern stellt auch ein Mittel zum Zumessen der Olmenge dar, die dem oberen Ende des Ventilschaftes 33 zugeführt wird. je größer die Höhe des Flansches 56 ist, um so weniger Öl wird zugeteilt.The flange 56 of the rocker arm 31 is not only used to stiffen the Ends of the rocker arm, but also represents a means of measuring the amount of oil, which is fed to the upper end of the valve stem 33. the greater the height of the Flange 56, the less oil is allotted.

Der Kipphebel 31 kann auch durch Öl geschmiert werden, das dem hohlen Innenraum des kugeligen Lagerteils 49 durch Kanäle 76 und 77 im Bolzen 47 von einer Olleitung 78 zugeführt wird, die in der Verstärkungsleiste 52 gebildet ist. Die Ölleitung 78 kann mit der Ölleitung 69 durch geeignete, im Zylinderblock und Zylinderkopfblock der Maschine vorgesehene Kanäle verbunden sein oder in anderer Weise mit der Motorölpumpe in Verbindung stehen.The rocker arm 31 can also be lubricated by oil which is supplied to the hollow interior of the spherical bearing part 49 through channels 76 and 77 in the bolt 47 from an oil line 78 which is formed in the reinforcing strip 52. The oil line 78 can be connected to the oil line 69 through suitable channels provided in the cylinder block and cylinder head block of the engine, or can be connected in some other way to the engine oil pump.

Das durch die Öffnungen 74 zugeleitete Öl kann in der zuvor beschriebenen Weise zum Schmierei der Ventilschäfte 33 verwendet werden und auch zum Schmieren der Enden 62 des Stoßstangen 24, wozu Öffnungen ähnlich den Öffnungen 72 notwendig sind. In diesem Falle kann die Ölzufuhr über die Stoßstangen 24 und die Öffnungen 71 an deren Enden in Fortfall kommen.The oil fed in through the openings 74 can be used in the previously described manner Way to be used for lubricating the valve stems 33 and also for lubricating the ends 62 of the bumper 24, including Openings similar to openings 72 are necessary. In this case, the oil supply via the push rods 24 and the openings 71 at the ends of which are omitted.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Valve control for overhead combustion engines with water-cooled cylinder head and one or more water-cooled cylinders, in which the rocker arms are pivotably mounted on supports fastened in the upper wall of the cylinder head and the fastening of the supports in a part forming a part with the upper wall of the cylinder head bar-like carrier, characterized in that this carrier (52) is additionally supported by one or more columns (53) which are located between the upper wall (29) and the parts of the lower wall (46) of the cylinder cooling jacket directly opposite the outer walls Extend cylinder head.

2. Valve control according to claim 1, characterized in that the Support (52) with the columns (53) consists of one piece.

3. Valve control according to Claim 1 or 2, characterized in that the columns (53) are hollow, the cylinder head bolts (41) and extend on both sides of each cylinder (13) through the cylinder head extend. Documents considered: German Patent No. 341249; U.S. Patent Nos. 2,613,656, 2,669,981.