DE2943560C2 - Vorrichtung für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein derartiger Verbrennungsmotor ist aus der GB-PS 39 955 bekannt. Bei dieser Ausgestaltung eines Verbrcnnunesmotors hat sich die Anordnung der LuftanSaugöffnungen insbesondere dann als ungünstig erwiesen, wenn ein derartiger Motor mit einem Turbolader ausgerüstet werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Luftansaugöffnungen vorteilhaft und insbesondere für die Verwendung mit einem Turbolader geeignet auszugestalten.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im kennzeichnenden Merkmal des ίο Anspruchs 1 gelöst

Die Unteransprüche kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung erget-en sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert ist Dabei

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motors;

Fig.2 eine auseinandergezogene Ansicht des in F i g. 1 dargestellten Motors;

F i g. 3 eine Draufsicht auf einen Kopf, längs der Linie 3-3 der F ig. 2;

F i g. 4 eine Seitenansicht des Kopfes, längs der Linie 4-4 der F ig. 3;

F i g. 5 eine Teilans\eht einer vergrößerten, geschnittenen Ansicht längs der Linie 5-5 der F i g. 4;

F i g. 6 eine vergrößerte, geschnittene Ansicht längs der Linie 6-6 der F i g. 3, welche den Kopf sowie das Kipphebelgehäuse zeigt; und

F i g. 7 eine vergrößerte, geschnittene Ansicht längs der Linie 7-7 der F i g. 3.

Die Zeichnungen beschreiben die Anwendung der Erfindung bei einem 6-ZyIinder-Diesel-Reihenmotor, aber selbstverständlich kann der Erfindungsgedanke ebenso auf andere Motortypen, wie z. B. 4- oder 8-Zylinder- Reihenmotoren oder V-Motoren angewandt werden.

Wie in den F i g. 1 und 2 geneigt, tlbließt der Motor einen Motorblock 20, ein Kurbelwellengehäuse sowie ölwanne 21, einen Zylinderkopf 22 und andere, weiter unten beschriebene Teile ein. Im Motorblock 20 sind 6 Zylinder 23 bis 28 in Reihe angeordnet, wobei der erste Zylinder 23 in F i g. 1 geschnitten dargestellt ist. In jedem der 6 Zylinder 23 bis 28 ist ein sich auf- und abbewegender Kolben 31, welcher an dem oberen Ende einer Pleuelstange 32 befestigt ist. Die sechs Pleuelstangen 32 sind drehbar an einer Kurbelwelle 33 befestigt, welche wiederum drehbar auf dem Motorblock 20 mit so Hilfe nicht gezeigter Hauptkurbelwellenlager gestützt ist. Das Kurbelwellengehäuse und die ölwanne 21 sind auf der Unterseite des Motorblocks 20 befestigt, schließen verschiedene bewegliche Teile des Motors ein und bilden ein Reservoir für das Schmiermittel des Motors.

Der Zylinderkopf 22 ist auf der oberen Seite des Motorblocks 20 mit Hilfe einer Vielzahl von Bolzen oder Stiften 34 (Fi g. 1) befestigt. Der Zylinderkopf trägt für jeden der Zylinder einen Treibstoffeinspritzer 37, ein Paar Ansaug- und ein Paar Abgasventile. Ein Ansaugventil 35 und ein Abgasventil 36 sind in F i g. 1 gezeigt, wobei diese Ventilanordnung weiter unten detaillierter beschrieben werden wird. Einspritzer 37 und die vier Ventile jedes Zylinders werden synchron mit den anderen beweglichen Teilen des Motors mit Hilfe einer Nokkenwelle 38, auf welcher sich eine Anzahl von Nocken 39 befinden, betrieben. Für jeden Zylinder betreibt ein Nocken den Einspril/.cr 37, ein anderer Nocken oder andere Nocken betreiben die beiden Einlaßventile und

ein weiterer Nocken oder mehrere Nocken betreiben die beiden Auslaßventile. Zürn Beispiel folgt für den Einspritzer 37 eine Nockenfolgeeinrichtung 41 der äußeren Oberfläche des dazugehörigen Nockens 39. Ein Stößelrohr 43 verbindet die Nockenfolgeeinrichtung 41 mit einem Ende eines Kipphebels 45, welcher drehbar auf einer Kipphebelwelle 44 gelagert ist Das andere Ende des Kipphebels 45 kommt mit einem Verbindungsglied 46 in Eingriff, welches sicn zwischen dem Kipphebel 45 und einem Kolben des Einspritzers 37 erstreckt. Während des Betriebes des Motors, gegen Ende jedes Kompressionshubes des Kolbens 31, treibt der Einspritzer-Nocken das Stößelrohr 43 nach oben, wodurch das Verbindungsglied 46 und der Einspritzer-Kolben nach unten gedrückt werden, um Treibstoff in das obere Ende der Kammer des Zylinders 23 einzuspritzen.

Ähnliche Nockenantriebe sind für die Auslaß- und Einlaßventile, wie oben erwähnt, vorgesehen, wobei die Einlaßventile während des Einlaßhubs des Kolbens 31 und die Auslaßventile während des Auslaßhubs des KoI-bens 31 geöffnet sind.

Wie in F i g. 1 gezeigt, ist die Nockenwelle 38 drehbar in der Nähe des oberen Motorblockendes 2l> angebracht. Die Nockenfolgeeinrichtungen befinden ach in einer Öffnung 47, die im Motorblock 20 benachbart dem dazugehörigen Zylinder ausgebildet ist, wobei für jeden der Zylinder, wie F i g. 2 gezeigt, eine öffnung 47 vorgesehen ist Eine Vielzahl von öffnungen 48 sind auch in dem Kopf 22 oberhalb der öffnungen 47 gebildet, wobei sich die Nockenfolgeeinrichtungen und die Stößelrohre durch die Kopf-Öffnungen 48 erstrecken. F i g. 3 ist eine Draufsicht auf den Zylinderkopf 22 und zeigt die öffnungen 48.

Die Fig.3 bis 7 beschreiben die Konstruktion des Zylinderkopfes 22 genauer. Der Zylinderkopf 22 ist normalerweise ein gegossenes Teil und schließt zwei Endwände 71,72 (F i g. 3,4), sowie zwei äußere Seitenwände 73, 74 ein, wobei die vier Wände 71 bis 74 eine im allgemeinen rechtwinkelige Anordnung, wie in Fig.3 gezeigt, bilden Der Zylinderkopf schließt weiterhin obere und untere Wände 91, 92, wie in Fig.5 gezeigt, und eine sich zwischen den beiden Endwänden 71, 72 erstreckende Innenwand 76 auf. Die Zwischenräume zwischen der äußeren Seitenwand 73 und der Innenwand 76 bilden die öffnungen 48 für die Nockenfolgeeinrichtungen 41 und das Stößelrohr 43.

Die Anordnung der Ansaug- und Abgasöffnungen sowie der Einspritzer für die Zylinder ist am besten in den Fig. 3 und 5 dargestellt. Für jeden Zylinder, der in unterbrochenen Linien dargestellt ist, ist der dazugehörige Einspritzer 37 im Zylinderkopf 22 auf der axialen Mittellinie des Zylinders befestigt. Das untere Ende des Einspritzers erstreckt sich in den Zylinder oder die Verbrennungskammer, wie in Fig. 1 gezeigt, wie Fachleuten-auf diesem Gebiet wohl bekannt ist.

Für jeden Zylinder sind auch im Zylinderkopf 22 zwei Abgasöffnungen 81 und zwei Ansaugöffnungen 82 vorgesehen, wobei die vier Öffnungen 81, 82 um 90" versetzt um den Einspritzer und die Achse oder Mittellinie des Zylinders angeordnet sind. Die Ventile 35, 36 sind M) natürlich in den öffnungen angebracht, Für jeden der Zylinder sind die Zentren einer der Abgasöffnungen und einer der Einlaßöffnungen in einer vertikalen Ebene, die sich parallel zu den Seitenwänden 73, 74 erstreckt und durch die Zylinderachse geht, angeordnet. Die beiden anderen öffnungen jedes Zylinders befinden sich in einer vertikalen Ebene, die sich senkrecht zur erstgenannten Ebene erstreckt und durch die Zylinderachse läuft.

Die Ansaugöffnung 82 jedes Zylinders, die sich am nächsten der Seitenwand 73 befindet, dient zum Ansaugen, während die Abgasöffnung 81, die sich am nächsten der äußeren Seitenwand 74 befindet, zum Auslassen dient. Die beiden Zylinder 23,24 bilden ein Paar, die Zylinder 25, 26 ein weiteres Paar, die beiden Zylinder 27, 28 bilden das dritte Paar, wobei die Einlaßöffnungen jedes der Zylinderpaare Ansaugluft durch eine gemeinsame Ansaugöffnung erhalten. Die am nächsten nebeneinanderliegenden Öffnungen des Zylinderpaares 2\ sind Ansaugöffnungen 82 und befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten einer Ansaugöffnung 86, weiche in der oberen Wand 91 des Zylinderkopfes 22 ausgebildet ist. Ähnlich befinden sich die am nächsten nebeneinanderliegenden Ansaugöffnungen 82 des Zylinderpaares 25, 26 auf den gegenüberliegenden Seiten einer Ansaugöffnung 87, und die am nächsten nebeneinanderliegenden Ansaugöffnungen 82 des Zylinderpaarea27,28 befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten einer Ansaugöffnung 88. Durch Verbinden der Öffnungen 86, 87,88 mit den Ansaugöffnungen 82 werden drc·. getrennte Ansaugpassagen, Luftleitungen oder Kammern 93 im Zylinderkopf 22 gebildet, welche sich zwischen den oberen und den unteren Wänden 91,92 befinden (F i g. 5,7). Die Kammer oder Ansaugpassage 93 für das Zylinderpaar 23, 24 ers· reckt sich z. B. benachbart von der äußeren Seitenwand 74 zur inneren Wand 76. Wie am besten in F i g. 5 gezeigt, öffnet sich die Ansaugkammer 93 fächerförmig von der dazugehörigen Öffnung 86 und erstreckt sich über oder umschließt die Flächen benachbart den vier Ansaugöffnungen 82 des Zylinderpaares 23, 24 sowie um die anliegenden Seiten der Einspritzer 37 der beiden Zylinder 23, 24. Die Ansaugkammer 93 überlagert also ungefähr die Hälfte der Fläche jedes der Zylinder 23,24 und ist von den Einspritzern durch eine dünne Wand getrennt.

Während Zylinderpaare die Ansaugluft von gemeinsamen Leitungen empfangen, sind die beiden Abgasöffnungen 81 der Zylinder durch getrennte Passage^ % (Fig.5, 7) mit Auslaßöffnungen in der Seitenwand 74 des Zylinderkopfes 22 verbunden. Jede der Abgaspassagen 96 erstreckt sich um die dazugehörigen öffnungen 81 und erstreckt sich in einer Biegung nach oben und gegen die Seitenwand 74. Wie bereits vorher erwähnt und in F i g. 1 gezeigt, wird die Abgaseinheit durch eine Vielfalt von Leitungen gebildet, welche die Auspuffgase entsprechend bekannten Puls-Turbinen-Techniken trennen. Insbesondere in F i g. 7 ist gezeigt, daß eine vertikale Aussparung 101 durch den Zylinderkopf 22 oberhalb jeder Abgasöffnung 81 gebildet ist, wobei der Ventilschaft des dazugehörigen Ventils 36 sich durch die vertikale Aussparung 101 erstreckt. Bohrungen mit Gewinde 102 sind in der Sei*e 74 des Zylinderkopfes 22 angcbrü.hi, um zum Befestigen der Abgaseinrichtungsleitungen 62 an der Seite 74 des Zylinderkopfes 22 zu dienen.

In bezug auf Fig.6 steht die Luft-Ansaug-Leitung oder -kammer 93 mit dem Zylinderpaar 23,24 mit Hilfe der öffnung 86 in Verbindung und erstreckt sich in einer Biegung nach unten von der Seitenwand 74 weg. Der Zylinderkopf 22 schließt innere Wände ein, in denen Löcher 103 ausgebildet sind, um den Zylinderkopf 22 unter Verwendung von Bolzen auf der oberen Oberfläche des Motorblocks 20 zu befestigen. Weiterhin weist der Zylinderkopf 22 innere Hohlräume 104 auf. Die Ansaugleitung 93 verläuft um diese inneren Wände herum.

Wie am besten aus F i g. 6 ersichtlich, verlaufen die Passagen 122 in Kurvenform von der dazugehörigen

Gehäuseseitenwand HO nach innen und unten zu den dazugehörigen öffnungen 86, 87 oder 88. Die Luft-Ansaugeinrichtung 64 erstreckt sich darüber, ist an der Gehäuseseitenwand 110 des aufnehmenden Gehäuseteils 125 des Kipphebelgehäuses befestigt und schließt die drei Öffnungen 116, 117, 118 ein. Daraus folgend fließt Ansaugluft von den öffnungen 63 durch die drei Passagen 122 in die drei Ansaugkammern 93 und von dort in die Luft-Ansaugöffnungen 82 der 6 Zylinder.

Aus dem Vorhergehenden ist offensichtlich, daß eine verbesserte und neuartige Motor-Konstruktion geliefert worden ist. Die Turboladereinheit 61 ist auf einer Seite des Motors angeordnet, wobei die Ansaug- und Auslaßeinrichtungen ebenfalls vollständig auf der gleichen Motorseite angeordnet sind. Eine derartige Anordnung macht es unnötig, eine lange Leitung, die vom Kompressor des Turboladers zur Ansaugeinrichtung leitet vorzusehen, welche bei konventionellen Motoren an gegenüberliegenden Seiten des Motors angeordnet sind.

Die in der vorstehenden Beschreibung sowie in den nachfolgenden Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

30

40

45

50

55

60

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für einen Verbrennungsmotor mit einem Motorblock, in den wenigstens ein Paar von Zylindern eingeforntt sind; einem Kopfstück, das zur Befestigung an dem Motorblock eingerichtet ist und den oberen Abschnitt der Zylinder bildet; wenigstens einer Luftansaugöffnung und wenigstens einer in das Kopfstück oberhalb jedes der Zylinder eingeformten Abgasöffnung, wobei die Lufteinlaßöffnungen für jedes Paar von Zylindern einander eng benachbart sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kammer (93) in dem Kopfstück (22) zwischen dem Paar von Zylindern (23, 24) eingeformt ist, die mit den Luftansaugöffnungen (82) des Paares der Zylinder (23, 24) verbunden ist, und daß eine Luftansaugöffnung (86) in der oberen Wand (91) des Kopfstückes (22) oberhalb der Kammer (93) eingeformt und mit der Kammer (93) zur Versorgung der Kammer (93) und der Luftansaugöffnung (S2) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (93) und die Ansaugöffnung (86) im wesentlichen zwischen der Abgaspassage (96) und dem Paar von Zylifrfern (23, 24) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung (86) in der oberen Wand (91) des Kopfstückes (22) der Seitenwand (74) benachbart isu

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstück (22) zwei Luftansaugöffnungen (82) für jeden der Zy^nder (23, 24) aufweist, und daß die Kammer (93) mit den beiden Luftansaugöffnungen (82) der beiden Zylinder (23, 24) kommuniziert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (93) sich annähernd über eine Hälfte der oberen Wand der Zylinderpaare erstreckt

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Abgasöffnungen (81,82) jedes der Zylinder in Abständen von etwa 90° angeordnet sind, wobei eine der Abgasöffnungen (81) jedes der Zylinder relativ nahe zu einer Seitenwand (74) des Zylinderkopfes (22) und eine der Luftansaugöffnungen (82) jedes der Zylinder relativ nahe zu der anderen Außenseite (73) des Zylinderkopfes (22) und die anderen der Ansaug- und Abgasöffnungen zwischen den Seitenwänden (73,74) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Ansaugöffnungen (82) und eine der Abgasöffnungen (81) jeder der Zylinder im wesentlichen auf der Mittellinie der Maschine liegen, während die andere der Ansaugöffnungen (82) und der Abgasöffnungen (81) jeder der Zylinder dazu versetzt um 90° angeordnet sind.