DE19648337A1

DE19648337A1 - Internal combustion engine with spring-loaded valves under cam control

Info

Publication number: DE19648337A1
Application number: DE1996148337
Authority: DE
Inventors: Jakob Waal
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2016-11-23
Also published as: DE19648337C2

Abstract

The controlling face of each inlet and outlet cam (6) presents a negative curve (11) and the cam action is transmitted to the respective valves by a bridge element (8) which extends right across the cylinder head (10) and is resiliently related to the head by a spring (16). The bridge element (8) has a projection (13) facing the head for the cam movement, with respective inlet (4) and outlet valves secured together with their shaft (19) to the associated bridge element for their conjoint lift. The cam control curves should be concave (11) or again in V-shape having a rounded-off tip. In this case, the deepest recessed part of the curve corresponds to the valve lift.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, enthaltend wenigstens einen Zylinder mit einem Hubkolben darin, einen Zylinderkopf mit wenigstens einem Ein laßventil und wenigstens einem Auslaßventil für den Zylinder, wobei die Ventilkörper beider Ventile je einer Schließfederkraft ausgesetzt sind, zwei von der Kurbelwelle angetriebene Nocken wellen, wobei nockenwellenseitig ein Einlaßnocken für das Ein laßventil und ein Auslaßnocken für das Auslaßventil vorgesehen sind und wobei die Steuerumfangsstrecke der Nocken für die Ventilkörperbewegung von der übrigen Kreisform der Nocken abweicht, und federbelastete, bewegliche Übertragungsglieder, um die Öffnungsbewegungen des Einlaßnockens und des Auslaßnoc kens auf den zugehörigen Ventilkörper zu übertragen.The invention is based on an internal combustion engine Combustion containing at least one cylinder with one Reciprocating piston therein, a cylinder head with at least one inlet valve and at least one outlet valve for the cylinder, the valve body of both valves each having a closing spring force are exposed, two cams driven by the crankshaft waves, with an inlet cam on the camshaft side for the inlet Let valve and an exhaust cam provided for the exhaust valve and are the control circumferential distance of the cams for the Valve body movement from the remaining circular shape of the cams deviates, and spring-loaded, movable transmission members to the opening movements of the inlet cam and the exhaust cam kens to transfer to the associated valve body.

Eine Brennkraftmaschine dieser Art ist allgemein bekannt. Man hat versucht, die Ventilsteuerung dieser Maschine so zu gestalten, daß eine möglichst vollkommene Verbrennung des Brennstoffgemi sches erreicht wird. Die bisherigen Erfolge sind jedoch nicht ganz zufriedenstellend, so daß auf Katalysatoren, Gasrückführungen, Druckaufladungen und ähnliche Techniken zurückgegriffen wird. An internal combustion engine of this type is generally known. Man tried to design the valve timing of this machine that the most perfect possible combustion of the fuel mixture is achieved. However, the successes so far are not complete satisfactory so that on catalysts, gas recirculation, Pressure charging and similar techniques are used.

In diesem Zusammenhang ist die DE-A-23 58 894 bekannt, gemäß der ein Viertaktmotor so betrieben wird, daß nach dem Arbeits takt gleich ein weiterer Verdichtungstakt mit sich anschließendem weiteren Arbeitstakt folgt, bei dem das nachverdichtete, gegebe nenfalls mit Luft oder Sauerstoff angereicherte, vorverbrannte Gemisch wiederum gezündet wird. Erst dann folgt der Ausstoß takt. Dies setzt eine komplizierte Ventilsteuerung voraus, denn das Auslaß- und das Einlaßventil bleiben zunächst für zwei weite re Takte geschlossen.In this context, DE-A-23 58 894 is known, according to a four-stroke engine is operated so that after work another compression cycle with a subsequent one Another work cycle follows, in which the post-compressed, given if necessary, pre-combusted with air or oxygen Mixture is ignited again. Only then does the output follow clock. This requires complicated valve control, because the outlet and the inlet valve remain for two wide right bars closed.

Um die Gemischverbrennung effektiver zu gestalten, d. h. sowohl eine bessere Verbrennung als auch eine bessere Leistungsausbeute zu erhalten, sind besondere Konstruktionen in der DE-A- 31 29 028 und in der DE-A-37 10 706 bekannt. Darin sind Moto ren beschrieben, deren Kolben mit doppeltem Pleuel versehen sind, die wiederum an zwei Kurbelwellen angelenkt sind. Da sich in diesem Fall die seitlichen Pleuelkräfte auf den Kolben auf heben, sind die Kolben keinen Seitenkräften, die auf die Zylin derwände wirken, ausgesetzt, so daß mehr Leistung von den Kol ben auf die Kurbelwelle übertragen wird und der Verschleiß am Kolben und am Zylinder gemindert ist. Es ergeben sich auch weniger Verbrennungsrückstände an den Zylinderwänden, weil aufgrund der stark herabgesetzten Reibung in diesem Bereich entsprechend weniger Öl für die Schmierung zwischen Kolben und Zylinder erforderlich ist.To make mixture combustion more effective, i. H. either better combustion as well as better performance to obtain special constructions in DE-A- 31 29 028 and in DE-A-37 10 706 known. In it are moto Ren described, the pistons provided with double connecting rods are, which in turn are articulated on two crankshafts. That I in this case the connecting rod forces on the piston lift, the pistons are not lateral forces acting on the zylin derwand act, exposed, so that more power from the Kol ben is transferred to the crankshaft and wear on Piston and cylinder is reduced. It also results less combustion residues on the cylinder walls because due to the greatly reduced friction in this area correspondingly less oil for the lubrication between the piston and Cylinder is required.

Ein weiterer Nachteil der vorstehend beschriebenen Motoren besteht darin, daß ein erheblicher Ventilschaden auftreten kann, wenn ein Bruch des Zahnriemens oder der Zahnkette für den Antrieb der Nockenwellen eintritt. Da dann geöffnete Ventile so stehenbleiben, sich die Kolben aufgrund der nachlaufenden Kur belwelle aber weiterbewegen, stoßen die Kolben an die geöffneten Ventile und zerstören diese. Entsprechende Schäden treten auch bei einem Nockenwellenbruch ein. Ein daraus resultierender Schaden kann zum Totalausfall des Motors führen.Another disadvantage of the motors described above is that significant valve damage can occur if the toothed belt or toothed chain breaks for the Drive of the camshafts occurs. Then open valves like this stop, the pistons due to the trailing cure However, if the shaft continues to move, the pistons hit the open pistons Valves and destroy them. Corresponding damage also occurs in the event of a camshaft break. A resulting one Damage can lead to total engine failure.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Brennkraftmaschi ne der eingangs angeführten Art so zu verbessern, daß eine effek tivere Verbrennung des in die Maschine eingesaugten Brennstoff gemisches ermöglicht ist, daß dieses Ziel mit einer einfach aufge bauten und kostengünstig herstellbaren Konstruktion erreicht wird und daß ein Motorschaden aufgrund eines Nockenwellenversagens vermieden ist.The object of the invention is an internal combustion engine ne of the type mentioned to improve so that an effec more combustion of the fuel sucked into the machine mixture is possible that this goal with a simple up built and inexpensive to manufacture construction is achieved and that engine failure due to camshaft failure is avoided.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Kennzeichen des Patent anspruches 1 angegeben.The solution to this problem is the hallmark of the patent Claim 1 specified.

Durch diese Lösung ist ein neues Ventilbetätigungssystem für solche Brennkraftmaschinen geschaffen, deren Ventile über zwi schengeschaltete Übertragungsglieder, also mittelbar, gesteuert werden. Solche Übertragungsglieder sind im allgemeinen soge nannte Kipphebel, die aber eine relativ teure Drehlagerung auf weisen, wofür oft nicht der nötige Platz zur Verfügung steht. Auch müssen die Kipphebel selbst sehr genau hergestellt werden, was mit entsprechenden Kosten verbunden ist. Insbesondere wenn mehrere Einlaßventile und mehrere Auslaßventile je Zylinder vorgesehen sind, ist ein Kipphebelsystem allein schon aus Platz gründen oft nicht wirtschaftlich herstellbar.With this solution, a new valve actuation system for such internal combustion engines created, the valves over zwi switched transmission elements, so indirectly controlled will. Such transmission links are generally so-called called rocker arm, which, however, a relatively expensive pivot bearing point out what is often not available. Also the rocker arms themselves have to be made very exactly what associated with corresponding costs. Especially if multiple intake valves and multiple exhaust valves per cylinder are provided, a rocker arm system is already out of space are often not economically feasible.

Erfindungsgemäß werden nunmehr wenigstens zwei den jeweiligen Zylinder in Motorquerrichtung überbrückende, sich auf und ab bewegende Brückenglieder verwendet, die - im Fall von zwei Einlaßventilen und zwei Auslaßventilen je Zylinder - je zwei dem Zylinder zugekehrte Vorsprünge aufweisen, wobei jeder Vorsprung mit einem Nocken der zugehörigen Nockenwelle zusammenarbei tet. An jedem Brückenglied hängt zwischen seinen beiden Vor sprüngen der Schaft des Ventilkörpers, oder der Ventilkörper, wenn mehrere Einlaßventile für einen Zylinder vorgesehen sind. Diese Konstruktion ist noch einmal für das Auslaßventil oder die Auslaßventile vorgesehen. Jede der beiden Nockenwellen trägt nebeneinander einen Einlaßnocken und einen Auslaßnocken für den oder jeden Zylinder. Die beiden Brückenglieder je Zylinder sind in ihren Endbereichen an einfachen Stangenführungen ver tikal und ständig nachgiebig bewegbar gelagert. Ein solcher Auf bau für die Steuerung der Ventile ist sehr einfach und kann ko stengünstig hergestellt werden. Die Qualität der Verbrennung des eingesaugten Brennstoffgemisches ist ebenfalls verbessert, weil die Ventilsteuerungszeiten mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen, negativen Steuerkurve der Nocken auf einfache Weise den optima len Verbrennungsbedingungen angepaßt werden kann. Die Ver brennungsresultate sind jedoch wenigstens genauso gut, wie sie mit herkömmlichen, also positiven Steuerkurven der die Ventile steuernden Nocken erreicht werden. Demgegenüber hat das neue Ventilsteuerungssystem für mittelbar betätigte Ventile den Vorteil, daß es platzsparend aufgebaut und kostengünstig hergestellt wer den kann.According to the invention, at least two are now the respective Cylinder bridging in the cross-engine direction, up and down moving bridge links used - in the case of two Intake valves and two exhaust valves per cylinder - two each Cylinder facing protrusions, each protrusion cooperate with a cam of the associated camshaft tet. Each bridge link hangs between its two fores the stem of the valve body, or the valve body, if several intake valves are provided for one cylinder. This construction is again for the exhaust valve or the Exhaust valves provided. Each of the two camshafts carries an inlet cam and an outlet cam for the or each cylinder. The two bridge links per cylinder are ver in their end areas on simple rod guides tical and constantly flexible. Such an up construction for the control of the valves is very simple and can knockout be produced at low cost. The quality of the combustion of the sucked fuel mixture is also improved because of the Valve control times with the proposed according to the invention negative cam cam in a simple way the optima len combustion conditions can be adjusted. The Ver however, firing results are at least as good as they are with conventional, i.e. positive control curves of the valves controlling cams can be achieved. In contrast, the new one Valve control system for indirectly operated valves has the advantage that it is built to save space and manufactured inexpensively that can.

Ferner ist durch das neue Ventilsteuerungssystem ein nockenwel lenbedingter Motorschaden vermieden. Sollte die Nockenwelle aus irgendeinem Grund stehenbleiben, werden geöffnete Ventile nicht beschädigt, weil sie auch in dieser Stellung nach oben gedrückt werden und praktisch in Schließstellung gelangen. Ihre nach oben gerichtete Nachgiebigkeit wird beispielsweise dadurch erreicht, daß das betroffene Brückenglied aufgrund seiner vertikalen Feder belastung nach oben nachgeben kann. Furthermore, the new valve control system is a camshaft oil-related engine damage avoided. Should the camshaft out for any reason, open valves will not damaged because they are pushed up in this position and practically get into the closed position. Your up directional compliance is achieved, for example, that the affected pontic due to its vertical spring can yield upward load.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der zurückspringenden Steuer kurve jedes Nockens ist diese konkav geformt oder etwa V-förmig mit abgerundetem Scheitel ausgebildet, wobei die am weitesten zurückspringende Stelle der Steuerkurve dem Ventilhub entspricht. Diese Steuerkurve umfaßt etwa 90°C des Nockendrehwinkels. Der in diese Steuerkurve eingreifende Vorsprung des Brückengliedes weist z. B. einen V-förmigen Profilquerschnitt auf, wobei der Scheitel des Vorsprunges abgerundet ist, um ein gutes Gleiten auf der Steuerkurve zu gewährleisten. Diese Konstruktion ist einfach aufgebaut und mit üblichen Verfahren kostengünstig herstellbar.In a preferred embodiment of the recurring tax curve of each cam is concave or approximately V-shaped formed with a rounded apex, being the farthest recessed point of the control curve corresponds to the valve lift. This control curve comprises approximately 90 ° C of the cam rotation angle. Of the projection of the bridge member engaging in this control curve z. B. a V-shaped profile cross section, the The apex of the protrusion is rounded to allow for good sliding to ensure the control curve. This construction is simple constructed and inexpensive to manufacture using conventional methods.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die längsaxiale Beweglichkeit des oder jedes Ventilschaftes in dem jeweiligen Brückenglied neben dem Ventilspielausgleich um den Ventilhub erweitert. Hierdurch kann allein oder zusammen mit der vertika len Bewegung des betroffenen Brückengliedes eine vertikale Rück bewegung des oder der Ventilschäfte, also eine Bewegung in deren Schließrichtung, erreicht werden, wenn im Schadensfall ein Kolben gegen den oder die entsprechenden Ventilkörper anstößt.In another preferred embodiment, the is the axial one Mobility of the or each valve stem in the respective Bridge element next to the valve clearance compensation around the valve lift expanded. This can be used alone or together with the vertika len movement of the affected pontic a vertical back movement of the valve stem (s), i.e. a movement in their closing direction can be reached if in the event of damage Piston abuts against the corresponding valve body or bodies.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on one of the following Drawings illustrated embodiment explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen teilweise dargestellten Motor block mit weggelassenen Zylinderkopf, wobei jedoch einige Bauteile für die Steuerung der gestrichelt ange deuteten Zylinderventile dargestellt sind, Fig. 1 is a plan view of a partially shown engine block with cylinder head omitted, but some components are shown for the control of the cylinder valves indicated by dashed lines,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 is a sectional view taken along line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung nach der Linie III-III in Fig. 1, Fig. 3 is a sectional view taken along line III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Einlaßnocken in vergrößertem Maßstab während des Einsaugtaktes, Fig. 4 is an intake cam in an enlarged scale during the Einsaugtaktes,

Fig. 5 den Einlaßnocken nach Fig. 4 während des Verdich tungstaktes, Fig. 5 shows the intake cam according to Fig. 4 tung clock during the compaction,

Fig. 6 +7 weitere Beispiele für die Lagerung eines Ventilschaf tes, Fig. 6 +7 further examples of the mounting of a valve sheep tes,

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform für einen Einlaßnoc ken. Fig. 8 ken another embodiment for a Einlaßnoc.

In Fig. 1 ist ein teilweise dargestellter Motorblock 1 gezeigt, bei dem der übliche Zylinderkopf weggelassen und bei dem nur ein Zylinder 2 zu sehen ist. Es können jedoch auch mehrere Zylinder in dem Motorblock vorgesehen sein, so daß z. B. ein Vierzylin dermotor herstellbar ist. Auf dem der besseren Übersicht wegen weggelassenen Zylinderkopf sind zwei Nockenwellen 3 in Längs richtung des Motors drehbar gelagert und werden in üblicher Weise von der Kurbelwelle (nicht gezeigt) mit deren halber Dreh zahl angetrieben. Für den angedeuteten Zylinder 2 sind zwei Einlaßventile 4 und zwei Auslaßventile 5 vorgesehen. Es ist je doch auch möglich, jeweils nur ein Einlaßventil und zwei Aus laßventile oder zwei Auslaßventile und ein Einlaßventil oder ein Einlaß- und ein Auslaßventil vorzusehen. Solche Kombinationen von Ventilen sind bekannt und nicht entscheidend für die vor liegende Erfindung. In Fig. 1, a partially illustrated engine block 1 is shown, in which the usual cylinder head is omitted and in which only one cylinder 2 can be seen. However, several cylinders can also be provided in the engine block, so that, for. B. a Vierzylin dermotor can be produced. On the better overview because of the omitted cylinder head, two camshafts 3 are rotatably supported in the longitudinal direction of the engine and are driven in the usual way by the crankshaft (not shown) with half the number of revolutions. For the indicated cylinder 2 , two intake valves 4 and two exhaust valves 5 are provided. However, it is also possible to provide only one inlet valve and two outlet valves or two outlet valves and one inlet valve or one inlet and one outlet valve. Such combinations of valves are known and not critical to the prior invention.

Die beiden Nockenwellen 3 sind jeweils mit einem Einlaßnocken für die beiden Einlaßventile 4 und mit einem Auslaßnocken für die beiden Auslaßventile 5 versehen. Für die Betätigung der Einlaßventile 4 und der Auslaßventile 5 ist jeweils ein Brücken glied 8 bzw. 9 vorgesehen, das in Fig. 1 gestrichelt und nur teil weise dargestellt ist. Die beiden parallel nebeneinander liegenden Brückenglieder 8 und 9 überqueren wenigstens den Zylinder 2 im Motorblock 1 und betätigen bei Drehung der Nockenwellen 3 zu den entsprechenden Zeiten die Einlaßventile 4 und die Auslaßven tile 5, indem sie sich insgesamt heben und absenken aufgrund ihres Ablaufes auf den jeweils beiden Nocken 6 und 7.The two camshafts 3 are each provided with an intake cam for the two intake valves 4 and with an exhaust cam for the two exhaust valves 5 . For the actuation of the inlet valves 4 and the outlet valves 5 , a bridge member 8 or 9 is provided, which is shown in broken lines in Fig. 1 and only partially shown. The two parallel bridge members 8 and 9 cross at least the cylinder 2 in the engine block 1 and actuate the rotation of the camshafts 3 at the appropriate times, the inlet valves 4 and the Auslaßven tile 5 by lifting and lowering due to their sequence on each two cams 6 and 7 .

In den Fig. 2 und 3 ist der Motorblock 1 mit einem Zylinderkopf 10 mit Abdeckhaube 10a versehen. Dieser Zylinderkopf ist in üblicher Weise mit dem Motorblock 1 verschraubt; er kann aber auch zusammen mit dem Motorblock aus einem Stück bestehen.In FIGS. 2 and 3, the engine block 1 with a cylinder head 10 with cover 10 a is provided. This cylinder head is screwed to the engine block 1 in the usual manner; but it can also consist of one piece together with the engine block.

Fig. 2 zeigt, daß sich die Einlaßventile 4 in Offenstellung befin den, und zwar aufgrund des abgesenkten Brückengliedes 8. Zur gleichen Zeit sind die Auslaßventile 5 gemäß Fig. 3 geschlossen, weil sich das zugehörige Brückenglied 9 wieder in seiner obersten Stellung befindet, und zwar aufgrund der entsprechenden Schließ stellung der Auslaßnocken 7. Fig. 2 shows that the inlet valves 4 are in the open position, due to the lowered bridge member 8th At the same time, the exhaust valves 5 are closed according to FIG. 3, because the associated bridge member 9 is again in its uppermost position, due to the corresponding closed position of the exhaust cams 7 .

Die Nocken 6 und 7 sind im gezeigten Beispiel gegenläufig ange trieben. Dies ist jedoch nicht Bedingung; sie können auch gleichsinnig angetrieben werden. In diesem Fall hat der eine Auslaßnocken 7 zum anderen Auslaßnocken 7 selbstverständlich eine um 90°-Drehwinkel veränderte Stellung. In jedem Fall bewe gen sich die Brückenglieder 8, 9 insgesamt äquidistant zu dem Zylinderkopf 10. The cams 6 and 7 are driven in opposite directions in the example shown. However, this is not a requirement; they can also be driven in the same direction. In this case, the one exhaust cam 7 to the other exhaust cam 7 has of course a position changed by 90 °. In any case, the bridge members 8 , 9 move overall equidistantly from the cylinder head 10 .

Aus den Fig. 2 bis 5 ist die neue Nockenform deutlich zu erken nen. Es ist zu entnehmen, daß die Steuerumfangsstrecke jedes Nockens, welche die Ventilöffnungszeiten bestimmt, aus einer gegenüber der übrigen Nockenkreisform zurückspringenden, also negativen Kurve 11 bzw. 12 besteht. Diese zurückspringenden Steuerkurven sind beispielsweise konkav geformt, wobei die am weitesten zurückspringende (tiefste) Stelle jeder Kurve dem Ven tilhub entspricht. Alternativ kann jede Steuerkurve auch etwa V- förmig mit abgerundetem Scheitel ausgebildet sein oder eine andere geeignete Form haben. Die Endbereiche jeder Steuerkurve können so geformt sein, daß gewünschte Ventilöffnungsüber schneidungen gegeben sind. Im allgemeinen umfaßt die jeweilige Steuerkurve 11 bzw. 12 des entsprechenden Nockens 6, 7 etwa einen Nockendrehwinkel von 90°. Es sei darauf hingewiesen, daß die Steuerkurven 11, 12 so geformt sein können, daß der maxima le Öffnungshub jedes Ventiles sehr schnell erreicht wird, so daß ein optimaler Gaswechsel in dem Zylinder 2 erreicht wird.From FIGS. 2 to 5 form the new cam is NEN clearly erken. It can be seen that the control circumferential distance of each cam, which determines the valve opening times, consists of a curve 11 or 12 , which is recessed relative to the other cam circle shape. These recessed control curves are, for example, concave, with the most recessed (lowest) point of each curve corresponding to the valve lift. Alternatively, each control curve can also be approximately V-shaped with a rounded apex or have another suitable shape. The end portions of each cam can be shaped so that desired valve opening overlaps are given. In general, the respective control cam 11 or 12 of the corresponding cam 6 , 7 comprises approximately a cam rotation angle of 90 °. It should be noted that the control curves 11 , 12 can be shaped so that the maximum opening stroke of each valve is reached very quickly, so that an optimal gas change in the cylinder 2 is achieved.

Man erkennt aus den Fig. 2 und 3, daß das jeweilige Brücken glied 8 bzw. 9 je mit zwei Vorsprüngen 13 bzw. 14 versehen ist. Diese Vorsprünge 13, 14 bilden in gewisser Form ein Nocken ablaufelement oder einen Nockenfolger und weisen z. B. einen V- förmigen Profilquerschnitt mit abgerundetem Scheitel auf. Auf jeden Fall sind diese Vorsprünge so ausgebildet, daß sie bestim mungsgemäß auf der entsprechenden Steuerkurve 11, 12 gleiten können.It can be seen from FIGS . 2 and 3 that the respective bridge member 8 and 9 is provided with two projections 13 and 14 , respectively. These projections 13 , 14 form a cam run-off element or a cam follower and have z. B. a V-shaped profile cross-section with a rounded apex. In any case, these projections are designed so that they can slide as intended on the corresponding control cam 11 , 12 .

Die beiden Brückenglieder 8, 9 bestehen aus einem länglichen, den jeweiligen Zylinder überquerenden Bauteil, das vertikal ge führt ist und mittels Federkraft ständig nachgiebig gegen die Nocken 6, 7 gedrückt gehalten wird. Hierzu sind beispielsweise im seitlichen Randbereich des Zylinderkopfes 10 zwei ortsfeste Füh rungsstangen 15 vorgesehen, an denen die Endbereiche der Brüc kenglieder 8, 9 vertikal gleiten. An diesen Führungsstangen sind oberhalb der Brückenglieder Druckfedern 16 vorgesehen, die eine ständig vertikal nach unten auf die Brückenglieder wirkende Kraft ausüben.The two bridge members 8 , 9 consist of an elongated, the respective cylinder-crossing component, which leads vertically ge and is constantly held resiliently pressed against the cams 6 , 7 by means of spring force. For this purpose, for example, two stationary guide rods 15 are provided in the lateral edge region of the cylinder head 10 , on which the end regions of the bridge members 8 , 9 slide vertically. Compression springs 16 are provided on these guide rods above the bridge members and exert a force which acts constantly vertically downward on the bridge members.

Zwischen den Vorsprüngen 13 und 14 des jeweiligen Brücken gliedes 8 bzw. 9 sind in diesem Bohrungen 17 bzw. 18 vorgesehen, in denen die Schäfte 19 der Ventilkörper 20 der Ventile 4 bzw. 5 zumindest geringfügig axial beweglich angeordnet sind. Hierzu sind in dem jeweiligen Brückenglied Stifte 21 gelagert, die wieder um im jeweiligen Ventilschaft 19 mit Festsitz montiert sind. Die Löcher 22 in dem jeweiligen Brückenglied 8, 9 sind so geformt, daß die erwähnte Axialbewegung der Ventilkörper 20 ermöglicht ist, damit ein sicheres Schließen der Ventile ohne Beschädigung der Ventilsitze und/oder der Ventilkörper gewährleistet ist. Hier zu sind die Ventilschäfte an ihrem Oberende mit Druckfedern 23 versehen. Diese stützen sich oben an dem jeweiligen Brückenglied 8, 9 ab, so daß die Ventilschäfte 20 ständig nach oben, also in Schließrichtung, gedrückt werden. Auf diese Weise wird das Ven tilspiel ausgeglichen.Between the projections 13 and 14 of the respective bridge member 8 and 9 bores 17 and 18 are provided in this, in which the stems 19 of the valve body 20 of the valves 4 and 5 are arranged at least slightly axially movable. For this purpose, pins 21 are mounted in the respective bridge member, which are again fitted tightly around the respective valve stem 19 . The holes 22 in the respective bridge member 8 , 9 are shaped so that the aforementioned axial movement of the valve body 20 is made possible, so that a secure closing of the valves is ensured without damaging the valve seats and / or the valve body. Here too, the valve stems are provided with compression springs 23 at their upper end. These are supported at the top of the respective bridge member 8 , 9 , so that the valve stems 20 are constantly pressed upward, that is to say in the closing direction. In this way, the valve clearance is compensated.

Fig. 6 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Anordnung der Ventil schäfte 19 an den Brückengliedern 8, 9. Die gezeigte Anordnung ermöglicht, daß die geöffneten Ventilkörper 20 und deren Schäfte 19 im Schadensfall durch den Kolben des oder der betroffenen Zylinder allein oder zusammen mit dem zugehörigen Brückenglied nach oben gedrückt werden können und dadurch unbeschädigt bleiben. Hierzu weisen die Brückenglieder 8, 9 ein vertikales Langloch 24 auf, in dem der Stift 21 der Schäfte 19 beweglich ist. Ferner ist zusätzlich eine untere Druckfeder 25 vorgesehen, die sich an einem Bund 26 der die Schäfte 19 und unten an den Brüc kengliedern 8, 9 abstützt. Die Länge der Löcher 24 ist derart, daß der darin gleitende Stift 21 nach oben den Weg H zurücklegen kann, der dem maximalen Ventilhub entspricht. Nach unten braucht für den jeweiligen Stift nur etwas Bewegungsspielraum zum Ausgleich des Ventilspiels beim Ventilschließvorgang vorhan den zu sein. Dementsprechend sind die Druckfedern 23 und 25 so bemessen und auf einander abgestimmt, daß sie in Normalstellung den Stift 21 in der in Fig. 6 gezeigten Stellung halten. Dieser kann im Schadensfall, d. h. wenn also das betroffene und abge senkte Brückenglied stehengeblieben ist, den Weg H nach oben zurücklegen, so daß auch die zugehörigen Ventilschäfte und Ven tilkörper nach oben ausweichen können. Fig. 6 shows another way of arranging the valve stems 19 on the bridge members 8 , 9th The arrangement shown enables the opened valve body 20 and their stems 19 in the event of damage to be pushed up by the piston of the cylinder or cylinders concerned, alone or together with the associated bridge member, and thereby remain undamaged. For this purpose, the bridge members 8 , 9 have a vertical elongated hole 24 in which the pin 21 of the shafts 19 is movable. Furthermore, a lower compression spring 25 is additionally provided, which is supported on a collar 26 of the shafts 19 and below on the bridge members 8 , 9 . The length of the holes 24 is such that the pin 21 sliding therein can travel up the path H, which corresponds to the maximum valve lift. Down only needs some room for movement to compensate for the valve clearance during the valve closing process for the respective pin. Accordingly, the compression springs 23 and 25 are dimensioned and matched to one another such that they hold the pin 21 in the position shown in FIG. 6 in the normal position. This can in the event of damage, ie if the affected and abge lowered bridge member has stopped, cover the path H upwards, so that the associated valve stems and valve bodies can dodge upwards.

Fig. 7 zeigt eine noch weitere Art zur Anordnung der Ventilschäf te 19 an den Brückengliedern 8, 9. Die Schäfte 19 sind an ihrem oberen Bereich abgesetzt und gehen in einen dünneren Abschnitt 19a über, der sich durch die Bohrungen 17 der Glieder 8, 9 er streckt und oberhalb der Glieder mit der Druckfeder 23 versehen ist. Zwischen der so gebildeten Schulter 19b der Schäfte 19 und den Gliedern 8, 9 ist ein federndes Teil 32 gelagert, z. B. ein Kunststoffring oder eine Tellerfeder, um Stoßbelastungen in die sem Bereich abzufedern. Bei dieser Ausbildung entfällt der Stift 21 gemäß den Fig. 2, 3 und 6. Fig. 7 shows yet another way of arranging the Ventilschäf te 19 on the bridge members 8 , 9th The shanks 19 are offset at their upper region and go into a thinner section 19 a, which extends through the bores 17 of the links 8 , 9 and is provided above the links with the compression spring 23 . Between the shoulder 19 b thus formed of the shafts 19 and the links 8 , 9 , a resilient part 32 is mounted, for. B. a plastic ring or a plate spring to absorb shock loads in this area. In this embodiment, the pin 21 according to FIGS. 2, 3 and 6 is omitted.

Die Fig. 4 und 5 zeigen in vergrößerter Darstellung den Nocken aufbau und verdeutlichen dessen Funktion in Verbindung mit dem entsprechenden, nur teilweise dargestellten Vorsprung 13, 14 des Brückengliedes 8 bzw. 9. Die zurückspringende, also negativ ge formte jeweilige Steuerkurve 11, 12 des entsprechenden Nockens 6 bzw. 7 ist im gezeigten Fall kreisbogenförmig ausgebildet. Wie jedoch bereits erwähnt, können auch andere zurückspringende, dem Fachmann ohne weitere naheliegende Steuerkurven ange wendet werden, die eine optimale Ventilsteuerungszeit gewähr leisten. FIGS. 4 and 5 show an enlarged illustration of the cam construction and emphasize its function in connection with the corresponding, only partially shown, projection 13, 14 of the bridge member 8 and 9 respectively. The recessed, ie negatively shaped respective control cam 11 , 12 of the corresponding cam 6 or 7 is formed in the case of an arc of a circle. However, as already mentioned, other recessed control curves, which are obvious to the person skilled in the art without further obvious control curves, can be used, which ensure an optimal valve control time.

Während die in den Fig. 4 und 5 gezeigten Nocken 6, 7 für 4- Takt-Motoren bestimmt sind, zeigt Fig. 8 alternativ einen Ein laßnocken 33 für einen 6-Takt-Motor. Zwecks Erzielung einer noch besseren und damit noch weniger Schadstoffe hinterlassen den Verbrennung des Brennstoffgemisches ist die zurückspringen de Kurve 34 der Steuerumfangsstrecke jedes Einlaßnockens 33 in drei Teilabschnitte aufgeteilt, welche insgesamt die Gemischbil dung positiv beeinflussen. Die drei Teilabschnitte sorgen für ein sehr gut mit Luft bzw. Sauerstoff angereichertes Brennstoffge misch und umfassen je etwa 60 Drehwinkelgrade des Einlaßnoc kens entsprechend jeweils einem Takt. Gemäß dem Drehrichtungs pfeil A für den Einlaßnocken ist der erste Teilabschnitt 35 (1. Takt) ein zurückspringender Kurventeil, dessen radiale Tiefe dem Ventilhub H entspricht. Es folgt dann ein vorspringender Kurventeil als zweiter Teilabschnitt 36 (2. Takt). Schließlich folgt wieder ein zurückspringender Kurventeil als dritter Teilabschnitt 37 (3. Takt), dessen Tiefe vorteilhaft wieder dem erstgenannten Ventilhub H entspricht. Es ist zweckmäßig, den zweiten, wieder vorspringenden Teilabschnitt 36 nur über eine Teilstrecke h des maximalen Ventilhubes H vorspringen zu lassen (Fig. 8).While the cams 6 , 7 shown in FIGS. 4 and 5 are intended for 4-stroke engines, FIG. 8 alternatively shows an inlet cam 33 for a 6-stroke engine. In order to achieve an even better and therefore even fewer pollutants left behind by the combustion of the fuel mixture, the return curve 34 of the control circumferential path of each inlet cam 33 is divided into three sections, which overall have a positive effect on the mixture formation. The three sections ensure a very well enriched with air or oxygen fuel mixture and each include about 60 degrees of rotation of the inlet noc kens corresponding to one cycle. According to the direction of rotation arrow A for the intake cam, the first section 35 (1st stroke) is a recessed curve part, the radial depth of which corresponds to the valve lift H. A projecting curve part then follows as the second partial section 36 (2nd cycle). Finally, a recessed curve part follows as the third section 37 (3rd cycle), the depth of which advantageously corresponds to the first-mentioned valve stroke H. It is expedient to have the second, again projecting section 36 project only over a partial distance h of the maximum valve stroke H ( FIG. 8).

Die Herstellung des optimalen Brennstoffgemisches erfolgt mit einem solchen Einlaßnocken derart, daß im 1. Takt angesaugt wird (reine Luft, in die dann Brennstoff eingespritzt wird, oder schon Gemisch). Es folgt dann im 2. Takt eine teilweise Wieder ausstoßung des gebildeten Gemisches in das angrenzende Ansaug system, wobei eine weitere Verwirbelung des Gemisches statt findet. Daran schließt sich wieder ein Ansaugen des verwirbelten Gemisches an, wobei die Verwirbelung des Gemisches nochmals gesteigert und mit weiterer Luft aus dem Ansaugsystem angerei chert wird.The optimal fuel mixture is produced with such an inlet cam such that it is sucked in in the 1st cycle (pure air into which fuel is then injected, or already mixture). This is followed by a partial re-run in the 2nd bar ejection of the mixture formed into the adjacent intake system, with further vortexing of the mixture taking place finds. This is followed by a suction of the swirled Mixture, with the swirling of the mixture again increased and enriched with more air from the intake system is saved.

Während der übrigen drei Takte, deren zugeordnete Abschnitte des Einlaßnockens 33 ebenfalls etwa 60 Winkelgrade umfassen, erfolgt das Verdichten, die Arbeitsleistung und das Ausstoßen des Gemisches aus dem betreffenden Motorzylinder. Der jeweils zu gehörige Auslaßnocken entspricht einem Auslaßnocken 7 nach Fig. 5, jedoch mit der Änderung, daß sich die einfache, zurück springende Steuerkurve umfangsmäßig über etwa 60 Drehwinkel grade erstreckt.During the remaining three cycles, the associated sections of the inlet cam 33 likewise comprising approximately 60 degrees of angle, the compression, the work output and the ejection of the mixture from the relevant engine cylinder take place. The respective associated exhaust cam corresponds to an exhaust cam 7 according to FIG. 5, but with the change that the simple, spring-back control cam extends circumferentially over approximately 60 degrees of rotation.

Der Kolbenboden des Kolbens in den betreffenden Zylindern des Motors ist so ausgebildet, daß eine Ventilkörperzerstörung auf jeden Fall vermieden ist, wenn der entsprechende Ventilkörper aufgrund des zweiten, wieder vorspringenden Teilabschnittes 36 des sich drehenden Einlaßnockens 33 sich noch in Offenstellung befindet und der Kolben gleichzeitig eine Aufwärtsbewegung durchführt. Ferner kann die Übersetzung zwischen den Nocken wellen 3 und der Kurbelwelle des Motors so gewählt werden, daß die Nockenwellen mit einem Drittel der Drehzahl der Kurbelwelle rotieren.The piston crown of the piston in the relevant cylinders of the engine is designed in such a way that valve body destruction is avoided in any case if the corresponding valve body is still in the open position due to the second, projecting section 36 of the rotating inlet cam 33 and the piston is simultaneously one Performs upward movement. Furthermore, the translation between the camshafts 3 and the crankshaft of the engine can be chosen so that the camshafts rotate at a third of the speed of the crankshaft.

Den Fig. 2 und 3 ist außerdem zu entnehmen, daß in dem Zylin derkopf 10 Gasführungskanäle 27 und 28 vorgesehen sind, um ein fertiges Brennstoffgemisch zum Zylinder 2 leiten bzw. nach dessen Verbrennung wieder aus diesem Zylinder ableiten zu können. Wenn die vorstehend beschriebene Maschine mit Dieseltreibstoff betrieben wird, ist es ohne weiteres möglich, den Treibstoff in herkömmlicher Art in den Zylinder in gewünschter Form und Menge einzuspritzen oder einzuleiten. Figs. 2 and 3 is also clear that in the Zylin The head 10 gas guide channels 27 and 28 are provided to take a finished fuel mixture to the cylinder 2 and to derive from this cylinder after combustion thereof. If the machine described above is operated with diesel fuel, it is readily possible to inject or introduce the fuel into the cylinder in the desired form and quantity in a conventional manner.

Zur Schmierung der Nocken 6, 7 der Nockenwellen 3 ist ein Ölumlaufsystem vorgesehen, das sich im wesentlichen im Zylin derkopf 10 erstreckt. Dieses System ist in den Fig. 2 und 3 nur teilweise angedeutet. Man erkennt, daß der Zylinderkopf 10 Ausnehmungen 29 und 30 aufweist, die mit Öl 31 gefüllt sind und in die sich die Nocken 6, 7 teilweise hineinerstrecken, so daß sie bei ihrem Umlauf ständig geschmiert werden. Die Ausnehmungen sind über nicht gezeigte Ölwege miteinander verbunden, und eine Umwälzpumpe läßt das erforderliche Öl in an sich bekannter Weise zirkulieren.To lubricate the cams 6 , 7 of the camshafts 3 , an oil circulation system is provided which extends substantially in the cylinder head 10 . This system is only partially indicated in FIGS. 2 and 3. It can be seen that the cylinder head 10 has recesses 29 and 30 which are filled with oil 31 and into which the cams 6 , 7 partially extend so that they are constantly lubricated as they rotate. The recesses are connected to one another via oil paths, not shown, and a circulating pump circulates the required oil in a manner known per se.

Claims

1. Internal combustion engine, comprising at least one cylinder with a reciprocating piston therein, a cylinder head with at least one intake valve and at least one exhaust valve for the cylinder, the valve bodies of each valve being subjected to a closing spring force, two camshafts driven by the crankshaft, camshafts on the side, an inlet cam for the inlet valve and an outlet cam for the outlet valve is provided, and the control circumference of the cam for the valve body differs from the rest of the circular shape of the cams, and spring-loaded, movable transmission members for the opening movements of the inlet cam and the outlet cam on the to transmit the associated valve body, characterized in that the control circumferential path of each inlet cam ( 6 ) and each outlet cam ( 7 ) consists of a curve ( 11 , 12 ; 34 ) which springs back in relation to the other cam circle shape, that the Ü Transmission members each consist of a bridge member ( 8 , 9 ) which extends at least in the region of the cylinder ( 2 ) over the cylinder head ( 10 ), to the cylinder head altogether vertically and by means of spring force ( 16 ) is continuously flexible and with at least one the cylinder head facing projection ( 13 , 14 ) for the discharge on a cam ( 6 , 7 ) is provided, and that the inlet valve ( 4 ) and the outlet valve ( 5 ) with its stem ( 19 ) on the associated bridges member ( 8 , 9 ) are attached and can be moved together with this.

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the recessed control cam ( 11 , 12 ) of each cam ( 6 , 7 ) is concave or approximately V-shaped with a rounded apex, the most recessed point of the control curve the valve lift corresponds.

3. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the control cam ( 11 , 12 ) of each cam ( 6 , 7 ) comprises approximately 90 ° of its angle of rotation.

4. Internal combustion engine according to claim 1, 2 or 3, characterized in that for each cam ( 6 , 7 ) certain jump ( 13 , 14 ) of the respective bridge member ( 8 , 9 ) has a V-shaped profile cross section with a rounded apex.

5. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bridge members ( 8 , 9 ) consist of an elongated, the respective cylinder head ( 10 ) crossing construction, the end portions of the fixed guide rods ( 15 ) slide vertically.

6. Internal combustion engine according to claim 5, characterized in that the guide rods ( 15 ) on the cylinder head ( 10 ) of the machine are arranged.

7. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the end regions of the bridges members ( 8 , 9 ) attack compression spring forces ( 16 ) which hold the bridges members against the cams ( 6 , 7 ).

8. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 7, characterized in that the valve stem ( 19 ) of the valve body ( 20 ) on the bridge members ( 8 , 9 ) axially movably arranged in its longitudinal direction and at least one spring force pressing the valve body in the closing direction ( 23 ) is exposed to compensate for the valve clearance.

9. Internal combustion engine according to claim 8, characterized in that the valve stem ( 19 ) of the valve body ( 20 ) is offset at its upper region and has a thinner portion ( 19 a) which projects through the bridge member ( 8 , 9 ), and that a 10 resilient part ( 32 ) between the shoulder ( 19 b) of the shaft ( 19 ) and the bridge member ( 8 , 9 ) is provided.

10. Internal combustion engine according to claim 8, characterized in that the longitudinal axial mobility of the or each Ventilschaf tes ( 19 ) upwards in the respective bridge member ( 8 , 9 ) by the valve lift (H) is expanded.

11. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 10, characterized in that the cylinder head ( 10 ) with an oil circulation system ( 29 , 30 ) for the lubrication of the cams ( 6 , 7 ) of the camshafts ( 3 ) is provided.

12. Internal combustion engine according to claim 1 and one of claims 4-11, characterized in that the recessed curve ( 34 ) of the control circumferential path of each inlet cam ( 6 ) - viewed in the direction of rotation of the cam - from a first, returning section ( 35 ), then consists of a second, again projecting section ( 36 ) and a third, if recessed section ( 37 ).

13. Internal combustion engine according to claim 12, characterized records that each section is about 60 degrees of cam rotation includes.

14. Internal combustion engine according to claim 12 or 13, characterized in that the stroke (h) of the second projecting section ( 36 ) of the curve ( 34 ) corresponds to a section of the maxima len valve body stroke (H).