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Einspritzbrennkraftmaschine in V-Bauart Die Erfindung betrifft eine
ventilgesteuerte Einspritzbrennkraftmaschine mit Zylinderanordnung in V-Form und
einer im V-Raum liegenden gemeinsamen Steuernockenwelle für beide Zylinder oder
Zylinderreihen und einer oder mehreren von dieser Nockenwelle gleichzeitig mit angetriebenen
Einspritzpumpen.
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Es ist üblich, Einspritzbrennkraftmaschinen für allgemeine Verwendung
mit Einspritzpumpen auszurüsten, die keinen eigenen Antrieb besitzen und diese von
der der Steuerung des Motors dienenden Nockenwelle aus mit antreiben zu lassen.
Das ergibt einen einfachen Aufbau der Maschine, weil der besondere Antrieb entfallen
kann, der für eigenangetriebene Einspritzpumpen notwendig ist.
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Man ordnet zu diesem Zweck neben oder zwischen den Steuernocken noch
die Einspritznocken an, welche die Stößel der Einspritzpumpenkolben betätigen, wobei
die Einspritzpumpen meist auf dem Kurbelgehäuse befestigt sind.
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Bei diesen fremdangetriebenen Einspritzpumpen unterscheidet man im
wesentlichen zwei Bauarten: Die sogenannte Aufsatzpumpe hat am Fußende einen kurzen
Zentrierbund mit darüberliegendem Befestigungsflansch. Dabei ragt der überwiegende
Teil der Einspritzpumpe einschließlich der Regelstange bei eingebauter Pumpe aus
dem Kurbelgehäuse heraus.
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Die sogenannte Einsteckpumpe hat den Befestigungsflansch nach dem
oberen Ende des Pumpengehäuses zu und steckt mit dem überwiegenden Teil ihres Gehäuses
einschließlich der Regelstange im Kurbelgehäuse.
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Die Einsteckpumpe hat gegenüber der Aufsatzpumpe den Vorteil, daß
ihre Regelstange und die Übertragungsteile vom Regler zur Regelstange innerhalb
des Kurbelgehäuses vor Staub und fremdem Zugriff gut geschützt liegen. Außerdem
ermöglicht die nur geringe Höhe des aus dem Kurbelgehäuse herausragenden Teiles
der Einsteckpumpe einen glattflächigeren Aufbau des Motors.
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Bei V-Motoren mit einer gemeinsamen Nockenwelle für die zwei Zylinder
oder Zylinderreihen und Einspritzpumpen ohne eigenem Antrieb sind diese üblicherweise
im V-Raum angeordnet. Bei dieser Motorenbauart trägt die Nockenwelle gegenüber dem
Einzylinder- oder Einreihenmotor die doppelte Anzahl von Steuernocken und Einspritznocken.
Dabei steht in Motorlängsrichtung nur wenig mehr Platz zur Verfügung, so daß die
Nocken sehr dicht beieinander liegen und insbesondere bei kleineren Motoren die
Unterbringung von Einspritzpumpen und Steuerungsteilen, wie Ventilstößel, im V-Raum
schwierig ist.
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Es ist bereits bekannt, die allgemein üblichen Stößel zur Betätigung
der Ventilstoßstangen durch schmälere einarmige Schwinghebel zu ersetzen, die auf
der dem V-Raum entgegengesetzten Seite gelagert sind, und dabei den Grundkreis der
Einspritznocken größer zu wählen als den der Steuernocken, um eine Kollision der
Steuerteile zu vermeiden.
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Die Zwischenschaltung von Schwinghebeln und die genaue Bearbeitung
der Lagerbohrungen für deren Achsen in der Länge des ganzen Kurbelgehäuses stellt
insbesondere bei V-Motoren mit mehr als zwei Zylindern gegenüber den einfachen parallel
zur Zylinderachse liegenden üblichen Ventilstößeln eine erhebliche Komplizierung
dar.
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Eine bekannte Ausführung eines solchen V-Motors hat eine Aufsatzeinspritzpumpe
im V-Raum, deren Flachstößel von den Einspritznocken unter Vermittlung von Rollenstößeln
angetrieben werden, die im Kurbelgehäuse besonders gelagert und in Bewegungsrichtung
geführt werden müssen, damit die Stößelrollen stets die richtige Lage zur Nockenlaufbahn
behalten.
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Bedingt durch den relativ großen Achsabstand dieser beiden Stößel
wurde bei dieser bekannten Ausführung im Interesse der Raumausnutzung noch ein Steuernocken
zwischen den beiden Einspritznocken angeordnet, der aus Platzgründen nur über die
aufwendige Schwinghebelkonstruktion auf die Ventilstoßstange arbeiten kann.
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Da es sich bei dieser bekannten Ausführung um einen luftgekühlten
V-Motor handelt, dessen Axialgebläse die unter Umständen staubhaltige Kühlluft in
den V-Raum fördert, von wo sie sich auf die Zylinder und Zylinderköpfe verteilt,
ist das außerhalb des Kurbelgehäuses liegende Regelgestänge der Aufsatzpumpe besonders
starker Verschmutzung ausgesetzt. Um die Betriebssicherheit zu gewährleisten,
wurden
deshalb besondere zusätzliche Maßnahmen zur Abdichtung getroffen. Diese Konstruktion
kann wegen der ihr anhaftenden Nachteile nicht befriedigen.
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Eine andere bekannte Ausführung eines derartigen V-Motors hat wohl
die üblichen Stößel zur Betätigung der Ventilstoßstangen, verwendet auch die vorteilhafte
Einsteckeinspritzpumpe, treibt diese jedoch nicht von der Nockenwelle für die Ventilsteuerung
aus an, sondern ordnet eine speziell dem Antrieb der Einspritzpumpe dienende Nockenwelle
über der Steuernockenwelle an. Durch den vermehrten Aufwand für die zweite Nockenwelle
und für deren Lagerung und Antrieb ist diese Bauart kompliziert und teuer. Die mit
der Verwendung von Einspritzpumpen ohne eigenem Antrieb an sich erreichbaren Vorteile
eines einfachen Aufbaues gehen bei dieser Ausführung verloren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen V-Motor eine Anordnung
der Einspritzpumpe mit deren Antrieb von der Steuernockenwelle des Motors aus zu
schaffen, die die geschilderten Nachteile bekannter Ausführungen und Vorschläge
vermeidet und trotz beengter Raumverhältnisse die Verwendung der einfachen gerade
geführten Ventilstößel und der vorteilhaften Einsteckeinspritzpumpe ermöglicht.
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Dazu wird für jedes V-Element eine der Speisung beider Zylinder dienende
Doppeleinsteckeinspritzpumpe, deren Rollenstößel unmittelbar auf den Einspritznocken
laufen und deren Regelgestänge innerhalb des Motorgehäuses liegt, so angeordnet,
daß erfindungsgemäß die Einspritznocken in an sich bekannter Weise auf der Ventilsteuerungsnockenwelle
angeordnet sind und die beiden zu einem V-Element gehörenden Einspritznocken einander
benachbart sind und symmetrisch zu der durch die beiden Zylindermitten gehenden
Querebene eines V-Elementes liegen oder, falls die Zylinder bei nebeneinanderliegenden
Pleuelstangen einen Versatz in Achsrichtung der Kurbelwelle haben, symmetrisch zur
Querebene, die den Mittenversatz halbiert, und daß ferner die zu jedem Zylinder
gehörenden Ventilsteuernocken jeweils auf den entgegengesetzten Seiten des Einspritznockenpaares
liegen.
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Durch das erfindungsgemäß in der Mitte des V-Elementes angeordnete
Einspritznockenpaar und die beiderseits davon liegenden Steuernocken gelingt es,
den für ein V-Element in Längsrichtung zur Verfügung stehenden Bauraum so auszunutzen,
daß die vorteilhafte Doppeleinsteckpumpe und die üblichen einfachen Ventilstößel
benutzt werden können.
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Diese Maßnahme ermöglicht die annähernd symmetrische Anordnung der
zu einem Zylinder gehören= den Steuernocken und Ventilstößel bezüglich der Zylinderachse.
Eine geringe Unsymmetrie ist dabei belanglos, weil die sich daraus ergebenden geringen
Unterschiede in der Angriffsrichtung der Ventilstoßstangen an den Kipphebeln im
Zylinder praktisch keine nachteiligen Auswirkungen auf die Ventilerhebung haben.
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Es ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung weiterhin wichtig, daß
der Grundkreis der Einspritznocken so groß gewählt wird, daß die untere Abschlußkante
des Gehäuses der Doppeleinsteckpumpe in einem solchen Abstand über der Nockenwelle
zu liegen kommt, daß die den Einspritznocken benachbarten Steuernocken bis auf den
kleinstmöglichen Elbstand an diese herangerückt werden können, ohne daß dabei eine
Kollision des zugehörigen Ventilstößels mit dem Pumpengehäuse eintreten kann. Dieser
Mindestabstand ist durch die Forderung gegeben, daß der jeweilige Ventilstößel außerhalb
des Hubbereiches des benachbarten Nockens liegt.
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Es stellt eine vorteilhafte Erweiterung des Erfindungsgedankens dar,
wenn die Grundkreise der Steuernocken gleich groß wie die der Einspritznocken gewählt
werden, weil dadurch die Nockenwelle so biegesteif ausgebildet werden kann, daß
ihre Lagerung erst nach jedem zweiten V-Element erforderlich wird, wodurch bei V-Motoren
mit mehr als zwei Zylindern in Richtung der Längsachse der Nockenwelle ein zusätzlicher
Raumgewinn bei gleichzeitiger Verminderung des Aufwandes für die Lagerung erzielt
wird.
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Insgesamt verbindet die erfindungsgemäße Ausführung die einfache Bauart
eines V-Motors mit nur einer Nockenwelle für die Ventilsteuerung und für die Einspritzung
mit den Vorteilen eines geschlossenen äußeren Aufbaues mit geschützt im Gehäuseinnenraum
liegendem Reglergestänge bei gleichzeitig einfacher technologischer Gestaltung des
Kurbelgehäuses.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens.
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F i g. 1 zeigt einen Teilquerschnitt durch den V-Raum einer Brennkraftmaschine
mit V-förmig angeordneten Zylindern, entsprechend der Ebene I -I der F i g. 2, F
i g. 2 die Draufsicht auf die Anordnung entsprechend F i g. 1, F i g. 3 den Schnitt
entsprechend der Ebene II-II der F i g. 1.
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Die Doppeleinsteckeinspritzpumpe 1 steckt mit ihrem überwiegenden
Teil im Kurbelgehäuse 2. Ihre Rollenstößel 3, 3' werden direkt von den auf
der einzigen Nockenwelle 4 für die Ventilsteuerung und Einspritzung angeordneten
Einspritznocken 5, 6 betätigt. Das Verbindungsglied 7 vom nicht sichtbaren Regler
zur Regelstange 8 der Einspritzpumpe 1 liegt geschützt im Gehäuseinnenraum
9.
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Die zylindrischen Flachstößel für die Ventilbetätigung 10, 11, 12,
13 sind im Kurbelgehäuse geführt und werden von den ebenfalls auf der Motornockenwelle
4 angeordneten Steuernocken 14, 15, 16, 17
betätigt.
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Die zwei Einspritznocken 5, 6 für eine Doppeleinsteckeinspritzpumpe
1 liegen unmittelbar nebeneinander zu beiden Seiten der Mittellinie 18 des V-Elementes,
die den Zylindermittenversatz Z halbiert. Die zu jeweils einem Zylinder - in F i
g. 2 und 3 dargestellt durch dessen Sitzbohrung 19 bzw. 20 -gehörenden
Steuernocken 14, 15 bzw. 16, 17 sind beiderseits der Einspritznocken 5, 6 angeordnet.
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Die Stelle A in der F i g. 3, die in der Schnittebene II-II liegt,
läßt erkennen, daß es zu einer Kollision zwischen Einspritzpumpengehäuse 1 und Ventilstößel
10 käme, wenn die untere Kante 22 des Pumpengehäuses tiefer läge,
d. h. wenn der Grundkreis 21 der Einspritznocken kleiner wäre.
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Die Steuernocken 14, 17 müßten mit den dazugehörigen Ventilstößeln
10, 13 weiter abgerückt werden, wodurch diese wiederum in den Hubbereich
der nächsten Steuernocken 15, 16 gerieten, die dadurch ebenfalls weiter nach
außen versetzt werden müßten.
Durch den großen Grundkreis 21 der
Einspritznocken 5, 6 können die Ventilstößel 10, 13 und damit auch die zugehörigen
Steuernocken 14, 17 an der Stelle A unter dem Einspritzpumpengehäuse so weit an
die Einspritznocken 5, 6 herangerückt werden, daß sie gerade noch außerhalb von
deren Hubbereich liegen. Der Mindestabstand M ist dabei durch die Rücksicht auf
Fertigungstoleranzen bedingt.
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F i g. 3 läßt erkennen, daß die Nockenwelle 4 zwischen dem noch zur
ersten V-Ebene gehörenden Steuernocken 15 und dem benachbarten zur zweiten V-Ebene
gehörenden Steuernocken 23 keine Lagerstelle aufweist. Die nicht sichtbaren Lagerungen
befinden sich diesseits des Steuernockens 16 und jenseits des Steuernockens
24. Sie sind also nach jeder zweiten V-Ebene angeordnet.
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Der aus dem Wegfall -der Lagerstellen zwischen den zwei dargestellten
V-Ebenen resultierende Raumgewinn kann zusätzlich ausgenutzt werden.
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Das infolge des größeren Lagerabstandes erforderliche höhere Widerstandsmoment
erhält die Nockenwelle 4 dadurch, daß der Grundkreis der Steuernocken 14,
15, 16, 17, 23, 24 gleich dem der Einspritznocken 5, 6 gewählt wird, wodurch der
Wellendurchmesser entsprechend mit vergrößert werden kann.
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F i g. 2 läßt in ihrer Gesamtheit den einfachen geschlossenen Aufbau
-des Motors im V-Raum erkennen und zeigt, daß die Doppeleinsteckeinspritzpumpen
1, 25 mit ihren funktionswichtigen Bewegungsteilen keinerlei Verschmutzungen
ausgesetzt und fremdem Zugriff entzogen sind.