DE3243013A1

DE3243013A1 - Nockenwellen-ventilsteuerung

Info

Publication number: DE3243013A1
Application number: DE19823243013
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr. 3180 Wolfsburg Krüger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1982-11-20
Filing date: 1982-11-20
Publication date: 1984-05-24
Also published as: JPH0311362Y2; FR2536457A1; FR2536457B1; JPS5990003U; DE3243013C2

Description

VOLKS WA GENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT

3180 Wolfsburg

K 3352/1702pt-hu-sa

NOCKENWELLEN-VENTILSTEUERUNG

Die Erfindung betrifft eine Nockenwellen-Ventilsteuerung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. ·

Bekanntlich kann es Schwierigkeiten machen, bei Verwendung nur eines Einlaß- und/oder eines Auslaßventils je Zylinder optimale Steuerquerschnitte für den Ladungswechsel des betreffenden Zylinders zu schaffen, da die Durchmesser der Hubventile im Hinblick auf die Zylinderdurchmesser nicht beliebig groß gewählt werden können. Dies gilt verständlicherweise insbesondere dann, wenn zum Zwecke der Einhaltung kleiner Abmessungen der Maschine die Zylinder, wie an sich beispielsweise aus der DE-OS 28 36 833, FOIL 1/04, bekannt, in zwei gegebenenfalls verschränkten Reihen angeordnet sind; dies ist insbesondere bei Reihen-V-Maschinen der Fall. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, in an sich bekannter Weise mehrere Einlaß- und/oder Auslaßventile je Zylinder vorzusehen, so daß je Zylinder zumindest drei Ventile vorhanden sind.

Eine aus der DE-PS 1 620 226, FOIL 1/26, bekannte Nockenwellen-Ventilsteuerung für eine derartige Reihen-Brennkraftmaschine kommt mit einer einzigen, mittig zwischen den beiden Zylinderreihen angeordneten Nockenwelle aus, je-

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doch ist die Bewegungsübertragung von der Nockenwelle zu den einzelnen Ventilen sehr aufwendig. Es sind nämlich Stößelhebel erforderlich, die die Bewegungen der Nocken abtasten und deren Bewegungen über Stößelstangen und gelenkig am Zylinderkopf gelagerte Kipphebel auf die Ventile übertragen werden. Diese bekannte, die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweisende Konstruktion stellt also eine indirekte, nämlich mit Zwischengliedern zwischen Nockenwelle und Ventilen arbeitende Ventilsteuerung dar.

Für Reihenmaschinen, deren Zylinder mit je einem Einlaß- und einem Auslaßventil bestückt sind, ist aus der bereits genannten DE-OS 28 36 833 bereits eine direkte Ventilsteuerung bekannt, bei der die mit Tassenstößeln ausgerüsteten Ventile der beiden Zyiinderreihen in Querschnitten durch die Maschine derart geneigt verlaufen, daß ihre Achsen die Achse der gemeinsamen Nockenwelle schneiden. In Querschnitten durch die Maschine bilden die Achsen der Ventile der beiden Zylinderreihen also gleichsam ein umgekehrtes V, wobei der dadurch gebildete Winkel und damit auch die Breite der Maschine insbesondere bei Verschränkung der Zylinder beider Zylinderreihen, also Versatz dieser Zylinder in Längsrichtung der Maschine, klein gehalten werden kann. Diesem Stand der Technik ist aber kein Hinweis auf eine Ventilsteuerung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, also mit zumindest drei Ventilen je Zylinder, zu entnehmen.

Aus der DE-OS 17 51 4Ό1, FOIL 1/26, schließlich ist bei einer Brennkraftmaschine mit je zwei Einlaß- und Auslaßventilen je Zylinder eine Ventilsteuerung mit zwei oberhalb des Zylinders verlaufenden Nockenwellen bekannt, wobei die Ventile jedes Zylinders bezüglich der Längserstreckung der Maschine kreuzweise angeordnet sind. In der Mitte dieses "Ventilkreuzes" ist eine Zündkerze angeordnet. In diesem Stand der Technik ist aber lediglich ein einziger vierventiliger Zylinderkopf betrachtet, so daß diese Offeniegungsschrift keine Anregung für eine zwei Zylinderreihen aufweisende Maschine des im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Aufbaus gibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nockenwellen-Ventilsteuerung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, die mit seriengeeigneten konstruktiven Maßnahmen eine direkte Steuerung der Ventile ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1; vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche»

Die Erfindung verzichtet also bewußt auf die angesichts des Standes der Technik zwecks kleinen Aufwands naheliegende Verwendung nur einer Nockenwelle zugunsten einer Vereinfachung der Nockenbewegungsübertragung auf die Ventile und verwendet zwei Nockenwellen, die aber nicht individuell Ventilen nur einer Zylinderreihe zugeordnet sind, sondern gleichsam übergreifend die Ventile' jeweils einer Ventilreihe beider Zylinderreihen steuern» Dies ermöglicht bei in Querebenen nebeneinander angeordneten Ventilen jeweils eines Zylinders die direkte Steuerung dieser Ventile ohne Platzschwierigkeiten im Bereich der Ventilteller, also am jeweiligen Brennraum, und an den Nocken.

Die Ausführung gemäß Patentanspruch 2, in der eine der Nockenwellen nur Einlaßnocken und die andere nur Auslaßnocken trägt, bietet die vorteilhafte Möglichkeit der unabhängigen Veränderung der Einlaß- und der Auslaßventilsteuerzeiten durch -an sich bekannte- zusätzliche Verdrehung der einzelnen Nockenwellen«,

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf die Brennkraftmaschine und Fig. 2 die in Fig. 1 bei H-II angedeutete Schnittansicht.

Betrachtet man zunächst Fig„ 1, so sind vier Zylinder bei 1, 2, 3 und 4 angedeutet. Jedem Zylinder sind zwei als übliche Hubventile ausgeführte Auslaßventile 5, 6; 7, 8; 9, 10 bzw. 11, 12 sowie zwei ebenfalls als Hubventile ausgeführte Einlaßventile 13, 14; 15, 16; 17, 18 bzw. 19, 20 zugeordnet. Die Achsen dieser Ventile sind durch apostrophierte Bezugszeichen gekennzeichnet. In Querrichtung

liegen also in abwechselnder Folge zwei zur Längsrichtung der Maschine parallele Auslaßventilreihen (mit den Ventilen 7, 8, 11, 12 bzw. 5, 6, 9, 10) und zwei Einlaßventilreihen (mit den Ventilen 15, 16, 19, 20 bzw. 13, Ik, 17, 18) vor.

Zwischen den kreuzweise angeordneten Ventilen jedes Zylinders erkennt man Zündkerzen 21, 22, 23 bzw. 24, deren Achsen ebenfalls durch apostrophierte Bezugszeichen gekennzeichnet sind.

Zur Steuerung aller Ventile dienen zwei sich in Längsrichtung in gleicher Höhe erstreckende Nockenwellen 25 und 26 (siehe Fig. 2), von denen nur ihre Achsen 25' und 26' in Fig. 1 angedeutet sind.

Ehe auf die eigentliche Ventilsteuerung anhand Fig. 2 eingegangen wird, sei ergänzend darauf hingewiesen, daß, wie nur für die Ventile der Zylinder 2 und 3 in Fig. 1 dargestellt, die den einzelnen Einlaßventilen 15 und 16 zugeordneten Einlaßkanäle 27 und 28 sowie die den einzelnen Auslaßventilen 9 und 10 zugeordneten Auslaßkanäle 29 und 30 nach entgegengesetzten Seiten der Brennkraftmaschine geführt und paarweise zu Kanälen 31 und 32 zusammengeführt sind.

Betrachtet man nun Fig. 2, so erkennt man zunächst den grundsätzlichen Aufbau der Brennkraftmaschine aus Kurbelgehäuse 33 und allen Zylindern gemeinsamen Zylinderkopf 34; die Trennebene zwischen beiden ist mit 35 bezeichnet. Weiterhin ist in Fig. 2 der grundsätzliche Aufbau der Ventile, nämlich mit Tassenstößeln 8", 6", 16" bzw. 14", ersichtlich, deren Aufbau an sich beispielsweise aus der eingangs genannten DE-OS 28 36 833 bekannt ist und daher hier keiner Erläuterung bedarf.

Betrachtet man zunächst den Einbau der in Fig. 2 nur durch ihre Achsen 21' und 22' angedeuteten Zündkerzen (für die Zündkerzen 23 und 24 der Zylinder und 4 gilt das Entsprechende), so sind diese Achsen so geneigt, daß sie die Ver-

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bindungsebene 36 der beiden Nockenwellenachsen 25' und 26' etwa in Punkten schneidet, die in der Mitte zwischen den beiden Nockenwellen 25 und 26 liegen. Damit ist es möglich, die Zündkerze so anzuordnen, daß sie in der Nähe der zugehörigen Zylinderachse in den Brennraum hineinragt, ohne daß Montageschwierigkeiten in Kauf genommen werden müssen.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die Ventile der beiden äußeren Ventilreihen, von denen in Fig. 2 nur die Ventile 8 und 14 erkennbar sind, mit ihren Achsen 8' und W senkrecht zur Trennebene 35 verlaufend angeordnet. Ihre Achsen 8^! und 14' schneiden die Achse 25' bzw. 26' der jeweils über der betreffenden Zylinderreihe angeordneten Nockenwelle 25 bzw. 26. Während die Ventile der äußeren Ventilreihen durch die über der betreffenden Zylinderreihe verlaufende Nockenwelle 25 bzw. 26 direkt betätigt werden, erfolgt die Betätigung der Ventile der beiden inneren Ventilreihen, von denen in Fig. 2 nur die Ventile 6 und 16 erkennbar sind, durch die Nockenwelle oberhalb der jeweils anderen Zylinderreihe, also die Betätigung der Ventile 5, 6, 9 und 10 durch die Nockenwelle 25 und die Betätigung der Ventile 15, 16, 19 und 20, die die andere innere Ventilreihe bilden, durch die Nockenwelle 26. Dies erfordert zwar unterschiedlich lange Ventile je nachdem, ob es sich um Ventile der inneren oder der äußeren Ventilreihen handelt, jedoch ist es bei den Fig. 2 zugrundegelegten symmetrischen Verhältnissen möglich, mit nur zwei unterschiedlichen Ventillängen auszukommen.

Wie Fig. 2 deutlich erkennen läßt, ergeben sich bei dieser Ausbildung der Ventilsteuerung weder im Bereich der Nockenwellen 25 und 26 noch im Bereich der Brennräume beengte Platzverhältnisse, so daß sich irgendwelche Bewegungsumlenkungen erübrigen.

Dieser Aufbau der Ventilsteuerung erfordert auch keine kritischen Krümmungen der Einlaß- und Auslaßkanäle, zumal die Neigung der Ventile der inneren Ventilreihen durch geeignete Wahl der Höhe der Nockenwellen 25 und 26 variiert werden kann. Bevorzugt wird eine solche Höhe der Nockenwellen, daß der in Fig. 2 mit α bezeichnete Winkel der Projektionen der Achsen der von jeweils

einer Nockenwelle betätigten Ventile zwischen 20 und 30° liegt. Es ist daher leicht möglich, die Ventilachsen der inneren Ventilreihen so auszurichten, daß sie im Bereich der Ventilsitze etwa mit den Achsen der zugehörigen Kanäle zusammenfallen.

Die erfindungsgemäße direkte Nockenwellen-Ventilsteuerung mit ihrem einfachen Aufbau läßt sich verständlicherweise auch dann einsetzen, wenn statt -wie in dem gezeigten Ausführungsbeispiel- je Zylinder vier Ventile eine andere Ventilzahl gewählt ist. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie keine Vergrößerung des eine besonders günstige Eigenschaft einer Zweireihen-Maschine darstellenden geringen Platzbedarf mit sich bringt.

3
Leerseite

Claims

VOLKSWAGENWERK AKTIENGESELLSCHAFT 3180 Wolfsburg K 3352/1702pt-hu-sa PATENTANSPRÜCHE

1. iNockenwellen-Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine mit Zylindern,

die zwei sich in Längsrichtung der Maschine erstreckende Reihen bildend angeordnet und je mit zumindest drei Ventilen zum Ladungswechsel bestückt sind, wobei die Ventile aller Zylinder zwei Einlaß- und zwei Auslaßventilreihen parallel zur Längsrichtung der Maschine bilden, insbesondere für eine Reihen-V-Maschine, dadurch gekennzeichnet;, daß über jeder Zylinderreihe (2,4| 1,2) und parallel zu dieser eine Nockenwelle (25,26) zur direkten Betätigung sowohl der Ventile (7,8,11,12J 13,14,17,18) der äußeren Ventilreihe der unter der betreffenden Nockenwelle (25,26) verlaufenden Zylinderreihe (2,4; 1,3,) als auch der Ventile (5,6,9,1Oj 15,16,19,20) der inneren Ventilreihe der jeweils anderen Zylinderreihe (2,4j 1,3) verläuft, wobei die Achsen (7',S%11',12«; 5',6',9',1O¹? 15',16',19',20'J 13',14',17VlS') der von jeweils einer Nockenwelle (25,26) betätigten Ventile (7,8,11,12,5,6,9,10$ 15,16,19, 20,13,14, 17,18) die Achse (25',26') dieser Nockenwelle (25,26) zumindest annähernd schneiden.

2. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Querrichtung Einlaß- und Auslaßventilreihen abwechselnd aufeinanderfolgen.

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3. Ventilsteuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile Tassenventilstößel (6",8",14",16¹O besitzen.

4. Ventilsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Einlaß- und Auslaßventilen (15,16; 9,10) der Zylinder (2,3) zugeordnete Einlaß- und Auslaßkanäle (27,28; 29,30) zu unterschiedlichen Seiten der Maschine führen und mehrere Einlaß- und/oder Auslaßkanäle (27,28; 29,30) zu einem Kanal (31,32) zusammengefaßt sind.

5. Ventilsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder (1,2,3,4) mit Zündkerzen (21,22,23,24) bestückt sind, die zwei jeweils zwischen den Ventilreihen einer Zylinderreihe verlaufende Zündkerzenreihen bilden, wobei die Zündkerzen (21,22,23,24) derart angeordnet sind, daß ihre Achsen (21',22',23',2V) die die Nockenwellenachsen (25',26') enthaltende Ebene (36) zumindest annähernd in Punkten gleichen Abstands von beiden Nockenwellenachsen (25',26') durchsetzen.

6. Ventilsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (7',8',11',12¹J 13',14',17',18O der Ventile (7,8,11,12; 13,14,17,18) der beiden äußeren Ventilreihen senkrecht zur Trennebene (35) zwischen Kurbelgehäuse (33) und Zylinderkopf (34) der Brennkraftmaschine verlaufen.

7. Ventilsteuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwellen (25,26) in solcher Höhe angeordnet sind, daß in Querschnitten die Projektionen der Achsen (z.B. 6',8'514',16O der von jeweils einer Nockenwelle (25,26) betätigten Ventile (z.B. 6,8; 14,16) dort einen Winkel (α) zwischen etwa 20 und 30° einschließen.