DE10226688B4 - Cylinder head of a reciprocating internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Zylinderkopf
einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit
– einem Zylinderkopf unterteil,
– einer
Zylinderkopfhaube,
– einer
Vorrichtung zur Lagerung einer Welle und/oder Achse einer Gaswechselsteuerung,
dadurch
gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung als Rahmen (1) ausgebildet
ist, der auf dem Zylinderkopfunterteil gelagert ist und auf den
die Zylinderkopfhaube aufgesetzt ist und dass mehrere Vorrichtungen
an benachbarten Einzelzylinderköpfen
einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine vorgesehen sind, die als
einstückiger
Rahmen (1) ausgebildet sind.Cylinder head of a reciprocating internal combustion engine with
- a cylinder head lower part,
- a cylinder head cover,
A device for supporting a shaft and / or axle of a gas exchange control,
characterized,
in that the device is designed as a frame (1) which is mounted on the cylinder head lower part and on which the cylinder head cover is mounted and in that a plurality of devices are provided on adjacent individual cylinder heads of a multi-cylinder internal combustion engine which are formed as a one-piece frame (1).
Description
Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The invention relates to a cylinder head of a reciprocating internal combustion engine with the features of the preamble of claim 1.
Aus
der
Aus
der
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, einen Zylinderkopf mit einer Vorrichtung zur Lagerung einer Welle und/oder Achse einer Gaswechselsteuerung zu Verfügung zu stellen, die in sich steif ist, den Zylinderkopf versteift und einfach auf Einzelzylinderköpfe einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine zu montieren ist.task the invention it is in contrast, a Cylinder head with a device for supporting a shaft and / or Axis of a gas exchange control to provide, which in itself Stiff, stiffened the cylinder head and easy on single cylinder heads one multi-cylinder internal combustion engine is to be mounted.
Diese Aufgabe wird durch einen Zylinderkopf mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This Task is by a cylinder head with the features of the claim 1 solved.
Der erfindungsgemäße Zylinderkopf besteht aus einem Zylinderkopfunterteil in Form mehrerer Einzelzylinderköpfe, der Zylinderkopfhaube und einer Vorrichtung zur Lagerung einer Nockenwelle und/oder einer Kipphebelwelle. Diese Vorrichtung ist als einstückiger Rahmen ausgebildet und ist auf dem Zylinderkopfunterteil gelagert. Um einen Ölverluust an die Umgebung zu verhindern, ist zwischen dem Rahmen und dem Zylinderkopfunterteil eine Dichtung, z.B. eine Flüssigdichtung, eingefügt. Der Zylinderkopf mit dem Rahmen wird nach oben mit einer Zylinderkopfhaube abgeschlossen, die ebenfalls mit einer Dichtung versehen auf den Rahmen aufgesetzt ist. Durch die großflächige Auflage des Rahmens auf dem Zylinderkopf in Form mehrerer Einzelzylinderköpfe ist der Rahmen an sich sehr steif und versteift durch eine Verschraubung mit dem Zylinderkopfunterteil die gesamte Baugruppe Zylinderkopf. Eine Achse und/oder Welle kann separat in den Rahmen vormontiert werden, wodurch sich der Fertigungsprozess in einer Fertigungslinie vereinfacht. Auf diese Weise werden die Einzelzylinderköpfe von ihrer Oberseite durch den steifen Rahmen verbunden und die gesamte Baugruppe Zylinderkopf wird steifer ausgebildet. Ein weiterer Vorteil ist die wesentlich einfachere Montage eines gemeinsamen Bauteils, das vormontiert auf die Einzelzylinderköpfe einer Zylinderreihe montiert wird, im Gegensatz zu mehreren einzelnen Rahmen, die jeweils auf einen Einzelzylinderkopf montiert werden.Of the Cylinder head according to the invention consists of a cylinder head base in the form of several single cylinder heads, the Cylinder head cover and a device for supporting a camshaft and / or a rocker shaft. This device is as a one-piece frame trained and is stored on the cylinder head base. To an oil loss to prevent the environment is between the frame and the cylinder head base a gasket, e.g. a liquid seal, inserted. The cylinder head with the frame will go up with a cylinder head cover completed, which also provided with a seal on the Frame is attached. Due to the large area of the frame on the Cylinder head in the form of several single cylinder heads is the frame itself very stiff and stiffened by a screw connection with the cylinder head lower part the entire assembly cylinder head. An axle and / or shaft can be preassembled separately in the frame, thereby increasing the manufacturing process simplified in a production line. In this way, the Single cylinder heads from its top connected by the rigid frame and the entire Assembly cylinder head is made stiffer. Another advantage is the much simpler installation of a common component, the pre-assembled mounted on the single cylinder heads of a cylinder bank is, unlike several individual frames, each on a single cylinder head are mounted.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Achse, die in dem Rahmen oberhalb des Zylinderkopfunterteils gelagert ist, als Kipphebel- oder Schlepphebelachse ausgeführt. Bei einer Ausführung der Brennkraftmaschine mit einer untenliegenden Nockenwelle, die Stößelstangen betätigt, und mit Gaswechselventilen im Zylinderkopf wird die Bewegung der Stößelstangen im Allgemeinen über Kipphebel umgelenkt. Diese Kipphebel drehen bzw. kippen auf einer Achse, die erfindungsgemäß in dem Rahmen, der auf dem Zylinderkopfunterteil montiert ist, gelagert ist.In a further embodiment of the invention is an axis which in the frame is mounted above the cylinder head base, as Rocker arm or rocker arm axle executed. In one embodiment of the Internal combustion engine with an underlying camshaft, the pushrods pressed, and with gas exchange valves in the cylinder head, the movement of the push rods generally via rocker arms diverted. These rocker arms rotate or tilt on an axis which according to the invention in the frame, which is mounted on the cylinder head base is stored.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Rahmen eine Einrichtung zur Schmierölversorgung von Elementen der Gaswechselsteuerung auf. Durch vorgefertigte, gegossene oder gebohrte Leitungen oder Kanäle im Rahmen kann auf einfache Weise eine Schmierölversorgung aller zu schmierenden Stellen im Ventiltrieb, wie zum Beispiel Kuipp- oder Schlepphebel, hydraulische Ventilspielausgleichselemente oder hydraulisch betätigte Schaltelemente zur Beeinflussung der Steuerzeiten zur Verfügung gestellt werden. Bei einer Verteilung der Schmierölströme innerhalb des Rahmens kann das Zylinderkopfunterteil, sowohl bei Blockzylinderkopf- als auch bei Einzelzylinderkopfbauweise, einfacher und damit kostengünstiger gestaltet werden, da nur eine Ölübergabestelle in den Rahmen vorgesehen werden muss.In In a further embodiment of the invention, the frame has a Device for lubricating oil supply of elements of the gas exchange control. By prefabricated, Cast or drilled pipes or ducts in the frame can be done easily a lubricating oil supply of all areas to be lubricated in the valve train, such as Kuipp or rocker arms, hydraulic valve clearance compensation elements or hydraulically operated Switching elements for influencing the timing provided become. In a distribution of lubricating oil flows within the frame can the cylinder head base, both in Blockzylinderkopf- as well single-cylinder head design, simpler and therefore more cost-effective be designed as only one oil transfer point must be provided in the framework.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Rahmen eine Einrichtung zur Steuerung von Ventilen einer Motorbremse auf. Bei einer Verwendung einer Brennkraftmaschine in Nutzfahrzeugen ist diese oft mit einer Motorbremse ausgerüstet, d.h. jeder Zylinder der Brennkraftmaschine weist ein Ventil auf, das zum Beispiel am Ende des Verdichtungshubes vorzeitig öffnet, so dass die in der Brennkraftmaschine geleistete Verdichtungsarbeit ungenutzt als heiße Luft abgeblasen wird und die Brennkraftmaschine und das Fahrzeug abgebremst werden. Ein derartiges Ventil wird zum Beispiel direkt hydraulisch betätigt oder eine mechanische Betätigung eines solchen Ventils wird hydraulisch angesteuert. Hierbei erforderliche hydraulische Druck- und Versorgungsleitungen sind erfindungsgemäß in dem Rahmen oberhalb des Zylinderkopfunterteiles integriert. Diese Leitungen oder Kanäle sind vorgegossen oder werden in den Rahmen eingearbeitet. Bei einer Integration der Leitungen oder Kanäle in den Rahmen vereinfacht sich der Montageaufwand erheblich. Bei einer integrierten Leitung entfallen Dichtstellen an Leitungsverbindungen, die aufwändig herzustellen und abzudichten sind.In a further embodiment of the invention, the frame has a device for controlling valves of an engine brake. When using an internal combustion engine in commercial vehicles, this is often equipped with an engine brake, ie each cylinder of the internal combustion engine has a valve that prematurely opens, for example, at the end of the compression stroke, so that the work done in the engine compression work is blown unused as hot air and the internal combustion engine and the vehicle are braked. Such a valve is for example operated directly hydraulically or a mechanical actuation of such a valve is controlled hydraulically. Required hydraulic pressure and supply lines are inventively integrated in the frame above the cylinder head base. These pipes or channels are pre-cast or incorporated into the frame. With an integration of the lines or channels in the frame, the assembly effort is considerably simplified. In the case of an integrated line, there are no sealing points on the line connections, which are complex to manufacture and seal.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in den Rahmen eine Kraftstoffniederdruckleitung integriert. Durch die Integration einer Kraftstoffniederdruckleitung in den Rahmen wird der Montageaufwand weiter reduziert. Da außerdem nur eine Kraftstoffleitung zum Zylinderkopf geführt werden muss, und die Verteilung zu den Kraftstoffinjektoren der einzelnen Zylinder innerhalb des Rahmens stattfindet, ist nicht nur ein geringerer Bauaufwand notwendig, sondern es ist die Gefahr einer Leckage im Kraftstoffsystem, besonders an Leitungsverbindungen, vermindert. Diese integrierte Kraftstoffleitung kann sowohl als Kraftstoffvorlauf als auch als Kraftstoffrücklauf oder in zweifacher Ausfertigung als Kraftstoffvor- und -rücklauf genutzt werden.In Another embodiment of the invention is in the frame a Integrated low-pressure fuel line. By integrating a Low-pressure fuel line in the frame is the assembly cost further reduced. There as well only one fuel line must be routed to the cylinder head, and the distribution to the fuel injectors of the individual cylinders within the Takes place, not only a lower construction cost is necessary, but it is the risk of leakage in the fuel system, especially at line connections, reduced. This integrated fuel line can both as fuel supply and as fuel return or used in duplicate as Kraftstoffvor- and -rücklauf become.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Rahmen Anschlussstutzen für Kraftstoffinjektoren auf. Durch ein direktes Anschrauben eines Kraftstoffinjektors an den Rahmen wird eine zusätzliche Kraftstoffleitung vermieden und der Kraftstoffinjektor ist steif und ohne zusätzliche Haltemittel mit dem Zylinderkopf verbunden. Auf diese Weise wird eine montage- und betriebssichere Halterung und Kraftstoffversorgung für den Injektor zur Verfügung gestellt.In In a further embodiment of the invention, the frame has connecting pieces for fuel injectors on. By directly screwing on a fuel injector the frame will be an extra Fuel line avoided and the fuel injector is stiff and without additional Holding means connected to the cylinder head. This way will a secure and secure mounting and fuel supply for the Injector available posed.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Hochdruckleitung zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzung in den Rahmen integriert. Falls der Kraftstoffinjektor nicht von einer Nockenwelle über Hebel und ähnliche Übertragungselemente betätigt wird, sondern zum Beispiel mit Öl, das unter Hochdruck steht, angesteuert wird, ist es von Vorteil diese Hochdruckleitung für das Öl in den Rahmen zu integrieren um eine Verwechslung von Hochdruckleitungen bei der Montage auszuschließen.In Another embodiment of the invention is a high-pressure line integrated into the frame to control the fuel injection. If the fuel injector is not from a camshaft lever and similar transmission elements actuated but with oil, for example, which is under high pressure, is controlled, it is advantageous this High pressure line for the oil into the framework to a confusion of high pressure lines to exclude during assembly.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Rahmen eine Einrichtung zur Entlüftung des Kühlsystems der Brennkraftmaschine auf. Bei einer Ausführung der Brennkraftmaschine mit Einzelzylinderköpfen ist ein Rahmen oberhalb der Einzelzylinderköpfe mit einer Entlüftungsmöglichkeit besonders vorteilhaft, weil Einzelzylinderköpfe keinen durch alle Zylinder führenden durchgehenden Wasserkern aufweisen. Deshalb muss jeder Einzelzylinderkopf an seiner geodätisch höchsten Stelle eine Möglichkeit zum Entlüften des Kühlmittelsystems aufweisen, d.h. Anschlüsse mit Leitungen zum Beispiel zu einem Kühlmittelausgleichsbehälter. Bei einer Ausführung mit einem Rahmen, der alle Zylinder überdeckt ist es vorteilhaft in jeden Einzelzylindrkopf eine Übertrittstelle für das Kühlmittel in einen Kühlmittelkanal im Rahmen vorzusehen. Da der Rahmen im Allgemeinen eine geodätisch höhere Lage einnimmt als das Zylinderkopfunterteil, ist deshalb nur eine Entlüftungsmöglichkeit in dem Kühlmittelkanal im Rahmen vorzusehen. Auf diese Weise wird der Teile- und Montageaufwand für eine Entlüftung des Kühlmittelsystems im Zylinderkopf erheblich reduziert. Gleichzeitig wird die Betriebssicherheit aufgrund weniger Leitungen und Leitungsverbindungen wesentlich erhöht.In In a further embodiment of the invention, the frame has a Device for venting of the cooling system of the internal combustion engine. In one embodiment of the internal combustion engine with single cylinder heads is a frame above the single cylinder heads with a vent option especially advantageous because single cylinder heads no through all cylinders leading have continuous water cores. That's why every single cylinder head has to at his geodesic highest Ask a possibility for venting of the coolant system have, i. connections with lines, for example, to a coolant expansion tank. At a execution With a frame that covers all cylinders it is beneficial in each Einzelzylindrkopf a Übertrittstelle for the coolant in a coolant channel to be provided within the framework. As the frame generally assumes a geodetically higher position as the cylinder head base, therefore, is only a venting possibility in the coolant channel to be provided within the framework. In this way, the parts and assembly costs for one vent of the coolant system considerably reduced in the cylinder head. At the same time, the operational safety significantly increased due to fewer wires and cable connections.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Lagerung der Achse als Durchstecklager ausgeführt. Bei einer Ausführung der Lagerung der Kipphebelachse oder der Nockenwelle als Durchstecklager behält der Rahmen seine Steifigkeit und die Lagergasse ist einfach zu fertigen. Bei einer Ausführung mit Lagerdeckel würde der Rahmen an Steifigkeit verlieren und die Lagergasse wäre aufwändiger in der Herstellung und Montage der Achse.In Another embodiment of the invention is the storage of Axle designed as push-through bearing. In one execution the bearing of the rocker shaft or the camshaft as push-through bearing reserves the frame its rigidity and the warehouse lane is easy to manufacture. In one execution with bearing cap would the frame will lose rigidity and the warehouse lane would be more laborious in the manufacture and assembly of the axle.
Weitere Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich aus der Beschreibung sowie den Zeichnungen. Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Further Features and combinations of features result from the description as well as the drawings. Specific embodiments of the invention are shown in simplified form in the drawings and in the following Description explained in more detail. It demonstrate:
In
Der
Rahmen
Die
Mittenachsen M der nicht gezeigten Kipphebelachsen verlaufen innerhalb
des Rahmens
In
eine längsseitigen
Außenwand
Die
Schmierstellen des nict gezeigten Ventiltriebes werden über eine
Einrichtung zur Schmierölversorgung
(
In
einer angsseitigen Außenwand
Auf
der oberen Abschlussfläche
In
der längsseitigen
Außenwand
In
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