DE10329958A1

DE10329958A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE10329958A1
Application number: DE10329958A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl.-Ing. Könneker; Walter Dipl.-Ing. Buck
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2003-07-03
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2005-01-20
Also published as: WO2005003523A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse (2a, 2b), einem Zylinder (26) und Zylinderkopf (32) sowie einem Ventiltrieb, der mit Ein- und Auslassventilen (28, 30) zur Steuerung des Ladungswechsels versehen ist, wobei die Gaswechselventile zu einem Brennraum führende Ein- bzw. Auslasskanäle (36, 38) überwachen und über eine von einer Nockenwelle (6) gesteuerte Hebelanordnung (46, 48) betätigbar sind. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass die Hebelanordnung (46, 48) zur Betätigung der Gaswechselventile (28, 30) seitlich vom Zylinder (26) angeordnet ist und dass die Längsachse der Gaswechselventile (28, 30) im Wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse ausgerichtet ist.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ventiltriebsteuerungen für Vier-Takt-Brennkraftmaschinen bekannt. Hinsichtlich der Anordnung der Ventile werden sog. untengesteuerte und obengesteuerte Motoren unterschieden. Bei den untengesteuerten Motoren (englisch: side valve) ist die Schließbewegung der Ventile mit der Kolbenbewegung in Richtung UT gleichgerichtet. Ein untengesteuerter Motor weist stehend und seitlich zum Zylinderraum angeordnete Ventile auf. Er wird wegen seiner ungünstigen Form des Verdichtungsraumes im Kraftfahrzeug nur selten verwendet. Bei den sog. obengesteuerten Motoren mit hängenden Ventilen ist die Schließbewegung der Ventile mit der Kolbenbewegung in Richtung OT gleichgerichtet. Die Bauraumhöhe für diesen Motortyp ist durch die im Zylinderkopf angeordneten Ventile sowie deren Steuermittel, wie z. B. Schwinghebel oder Kipphebel, vorgegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, insbesondere für einen Kleinmotor einen Ventiltrieb zu entwickeln, der zu einer kompakte Bauweise des Motors beiträgt, wobei insbesondere die Bauraumhöhe gegenüber den obengesteuerten Motoren reduziert ist. Auf der anderen Seite soll gegenüber den untengesteuerten Motoren eine für die Verbrennung günstige Form des Brennraumes bzw. Verdichtungsraumes umsetzbar sein.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass die Hebelanordnung zur Betätigung der Gaswechselventile seitlich vom Zylinder angeordnet ist und dass die Längsachse der Gaswechselventile im wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse ausgerichtet ist. Der erfindungsgemäße Ventiltrieb ist besonders für den Einsatz in einem Kleinmotor geeignet, der beispielsweise bei einem handbetriebenen Rasenmähermotor Verwendung findet.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine möglich.

Die zur Steuerung der Gaswechselventile vorgesehenen Nockenfolger sind als Kipphebel ausgebildet, die auf einer Achse mittig gelagert, seitlich neben dem Zylinderkopf bzw. Zylinderraum angeordnet sind.

Die im Kurbelgehäuse gelagerte Nockenwelle wird über eine Zahnradpaarung direkt von der Kurbelwelle angetrieben. Die luftgekühlte Brennkraftmaschine weist sowohl seitlich als auch stirnseitig am Zylinderkopfgehäuse angeordnete Kühlrippen auf. Damit wird insbesondere einer Kühlung der hochtemperaturbelasteten Bauteile am Zylinderkopf Rechnung getragen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im nachfolgenden näher beschrieben:
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine Brennkraftmaschine,
2 einen Schnitt entlang der Linie I-I in 1,
3 eine Perspektivansicht des Kurbel- und Ventiltriebs und
4 eine Darstellung der geometrischen Verhältnisse vom Brennraum der Brennkraftmaschine.
Die als Vier-Takt-Motor ausgebildete Brennkraftmaschine weist ein zweiteilig ausgebildetes Kurbelgehäuse mit einer unteren Kurbelgehäusehälfte 2a und einer oberen Kurbelgehäusehälfte 2b auf, die entlang der dargestellten Schnittlinie I-I an ihren beiden Flanschflächen entsprechend miteinander verschraubt sind. In dieser Trennebene ist sowohl eine Kurbelwelle 4 als auch die über die Kurbelwelle direkt angetriebene Nockenwelle 6 gelagert. Dazu weist die Kurbelwelle 4 ein Zahnrad 8 auf, das kämmend mit einem auf der Nockenwelle 6 ausgebildeten Zahnrad 10 mit einem Übersetzungsverhältnis von 2 : 1 kämmend in Eingriff steht. Die Kurbelwelle 4 weist einen Kurbelzapfen 12 auf, an dem das große Pleuelauge 14 einer Pleuelstange 16 gelagert ist. Am anderen Ende der Pleuelstange 16 ist im kleinen Pleuelauge 18 ein Kolbenbolzen 20 für einen Kolben 22 gelagert ist. Der Zylinder 26 bzw. Zylindermantel sowie der die beiden Gaswechselventile 28 und 30 aufnehmende Zylinderkopf 32 sind einstückig aus der oberen Kurbelgehäusehälfte 2b herausgebildet. Im Zylinderkopf 32 ist der sich an den Zylinderraum 24 anschließende Brennraum 34 der Brennkraftmaschine ausgebildet. Wie in 3 veranschaulicht, ist der Brennraum 34 bzw. Brennraumkern doppelhöckerförmig ausgebildet, wobei seitlich zum Brennraum 34 im Zylinderkopf 32 der Ein- und Auslasskanal 36 und 38 für die Gaswechselventile 28, 30 einmünden (siehe 4). Der Brennraum 34 ist dabei in seiner quer zur Kurbelwellenachse verlaufenden Ausdehnung gegenüber dem Zylinderdurchmesser reduziert, so dass dadurch entsprechende Quetschzonen ausgebildet sind, die eine intensive Durchwirbelung und Vermischung von Kraftstoff und Luft sicherstellen. Auf der den beiden Gaswechselventilen 28, 30 gegenüberliegenden Seite ist im Zylinderkopf zur Zündung des Brennstoff-Luftgemisches eine Zündkerze 40 angeordnet. Dazu ist im Zylinderkopf 32 eine zum Brennraum 34 führende zylindrische Bohrung 42 vorgesehen, in die eine die Zündkerze 40 aufnehmende Zylinderkopfbuchse 44 eingesteckt und am Zylinder 26 bzw. Zylinderkopf 32 befestigt ist. Wie bei einem Zweiventil-Motor allgemein üblich, sind die zum Brennraum 34 führenden Gaswechselkanäle 36, 38 an der gleichen Kopfseite angeordnet, d. h. Ansaug- und Auslassstrom sind entgegengerichtet (sog. Gegenstrom-Zylinderkopf) dazu ausgerichtet.
Zur Steuerung der Gaswechselventile 28, 30 ist jedem Ventil ein Kipphebel 46 und 48 zugeordnet, die beide mittig auf einer in der oberen Kurbelgehäusehälfte 2b gelagerten Achse 50 drehbar gelagert sind. Die beiden Kipphebel 46 und 48 sind an ihrem einen Ende an den beiden auf der Nockenwelle 6 vorgesehenen Nocken 6a und 6b und an ihrem anderen Ende am Ventilschaftende der beiden Gaswechselventile 28 und 30 abgestützt. Zur Aufnahme der beiden Kipphebel 46 und 48 ist seitlich neben dem Zylinder 26 ein entsprechender Bauraum 51 in der oberen Kurbelgehäusehälfte 2b vorgesehen. Aufgrund dieser Kipphebelanordnung ist die Längsachse der Gaswechselventile 28, 30 im wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse ausgerichtet. Die beiden Ventilfedern 52 und 54 stützen sich auf ihrer einen Seite an einer Zylinderkopfwand 56 und auf der anderen Seite am Ventilfederteller 58 ab.
Zur Kühlung von Zylinder 26 und Zylinderkopf 32 sind aus der oberen Kurbelgehäusehälfte 2b einstückig herausgebildete Kühlrippen 60 vorgesehen, wobei auch die im Zylinderkopf 32 aufgenommene Zylinderkopfbuchse 44 an ihrer Außenseite mit entsprechenden Kühlrippen 60 versehen ist. Der Teil des den Zylinderraum 24 begrenzenden Zylinders 26 der im oberen Kurbelgehäuseraum aufgenommen ist, weist seitlich in der Zylinderwand eingebrachte Kühlkanäle 62 auf, durch die Kühlluft gelangt.
Der beispielsweise in einem handgeführten Rasenmäher eingesetzte Motor, bei dem in diesem Fall die Kurbelwelle 4 senkrecht angeordnet ist, weist am oberen Ende der Kurbelwelle ein Lüfterrad 64 zur Kühlung des Motors auf, während am unteren Ende 66 der Kurbelwelle 4 das Schneidmesser befestigt ist.

Claims

Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, einem Zylinder und Zylinderkopf sowie einem Ventiltrieb, der mit Ein- und Auslassventilen zur Steuerung des Ladungswechsels versehen ist, wobei die Gaswechselventile zu einem Brennraum führende Ein- bzw. Auslasskanäle überwachen und über eine von einer Nockenwelle gesteuerten Hebelanordnung betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelanordnung (46, 48) zur Betätigung der Gaswechselventile (28, 30) seitlich vom Zylinder (26) angeordnet ist, und dass die Längsachse der Gaswechselventile (28, 30) im wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse ausgerichtet ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelanordnung für jedes Gaswechselventil (28, 30) einen zentral gelagerten Kipphebel (46, 48) aufweist, der an seinem einen Ende durch einen Nocken (6a, 6b) der Nockenwelle (6) betätigbar ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenwelle (6) im Kurbelgehäuse (2a, 2b) gelagert und über eine Zahnradpaarung (8, 10) direkt von der Kurbelwelle (8) angetrieben ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Zylinder (26) und Zylinderkopf (32) Kühlrippen (60) vorgesehen sind.