DE3539216C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle und Ventilstößeln mechanischer Bauart nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Es sind verschiedene Bauarten von Ventilstößeln für Brenn­ kraftmaschinen bekannt. So gibt es Ventilstößel mechani­ scher Bauart, bei denen ein Nocken angreift und die ihrer­ seits einen Druck auf eine Stoßstange ausüben, wobei ein übermäßiges Spiel durch eine mechanische Einstellung aufgehoben wird, z. B. durch Einstellung einer mit einer Kontermutter versehenen Justierschraube. Alternativ gibt es Ventilstößel hydraulischer Bauart, bei denen eine Spieleinstellung auf einen Nullzustand durch Zufuhr von unter Druck stehendem Schmieröl zu einer Ölkammer im Ventilstößel ausgeführt wird.

Um Zylinderblöcke für die Anwendung von Ventilstößeln mechanischer Bauart und Ventilstößeln hydraulischer Bauart ohne Änderungen in der Zylinderblockgestaltung anbieten zu können, soll ein und derselbe Zylinderblock sowohl mit Ventilstößeln mechanischer als auch mit solchen hy­ draulischer Bauart bestückbar sein. Hieraus ergeben sich Vorteile in bezug auf Produktionsvereinfachung, Lager­ haltung usw.

Die CH-PS 4 54 532 zeigt einen mechanischen Ventilstößel, bei dem die Anlagefläche zwischen der Stoßstange des Ventils und dem Kipphebel vom Ventilstößel aus durch die mit einem Axialkanal ausgestaltete Stoßstange mit Schmieröl versorgt wird. Hierzu ist die Ventilstößelboh­ rung mittels eines Ölkanals an eine Ölversorgungseinheit angeschlossen. Vom Ölkanal aus fließt Schmieröl durch eine erste Ringnut, über einen Drosselbund und durch eine zweite Ringnut, die sämtlich auf der Außenfläche des Ventilstößels ausgebildet sind, durch einen in der Mantelwand des Ventilstößels vorgesehenen Radialkanal, einen geschlossenen, im Ventilstößel vorhandenen Hohlraum und durch den Axialkanal der Stoßstange an den entspre­ chenden Abschnitt des Kipphebels.

Die mit Schmieröl in Kontakt stehenden Abschnitte des Ventilstößels sind gegen den die Nockenwelle aufnehmenden Hohlraum des Zylinderblocks mittels des unteren, abdich­ tend in der Ventilstößelbohrung anliegenden Außenmantel­ flächenabschnitts abgeschlossen. Daher muß im Falle der CH-PS 4 54 532 zur Schmierung der Nockenwelle sowie der unteren Anlageflächen des Ventilstößels ein separater Anschluß an die Ölversorgungseinheit vorgesehen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mechani­ schen Ventilstößel zu schaffen, der ohne Änderungen an Zylinderblock oder Zylinderkopf gegen einen hydraulischen Ventilstößel austauschbar ist und mittels dem die Schmier­ ölversorgung des Nockenwellenbereiches der Brennkraftma­ schine insbesondere an der Berührungsfläche zwischen der Unterfläche des Ventilstößels und dem den Ventil­ stößel betätigenden Nocken verbessert ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Der innere Hohl­ raum des mechanischen Ventilstößels kann als oben geöffne­ ter Becher für Schmieröl genutzt werden. In Verbindung mit der oberen und der unteren Bohrung, die zwischen Ventilstößel und Ventilstößelbohrung vorhandenes über­ flüssiges Schmieröl in den inneren Hohlraum leiten, und der Anordnung der unteren Bohrung, aufgrund der aus dem inneren Hohlraum Schmieröl an die Berührungsfläche zwi­ schen dem Nocken und dem Boden des Ventilstößels gleich­ mäßig abgegeben werden kann, kann die Ölversorgung des Nockenwellenbereichs unterstützt werden. Das Schmieröl, das sich im inneren Hohlraum des Ventil­ stößels angesammelt hat, kann, wenn die radiale Bohrung im unteren Totpunkt des Ventilstößels wenigstens teilweise aus der Ventilstößelbohrung austaucht, durch diese Bohrung austreten.

Die US-PS 12 22 194 zeigt einen mechanischen Ventilstößel, an dessen Unterende radiale, seine Mantelwand durchbre­ chende Öffnungen vorgesehen sind, die zum Ablassen un­ erwünschten Lecköls dienen. Der becherförmige Ventil­ stößel ist an seinem Oberende durch einen Deckel geschlos­ sen, durch den sich die Stoßstange von oben bis auf die Oberseite des Bodens des Ventilstößels erstreckt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Aus­ führungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Teil einer Brennkraftmaschine und

Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in der Fig. 1 mit der Nockenwelle und zwei Ventilstößeln.

Die Fig. 1 zeigt einen Zylinderblock 1 einer Brennkraftma­ schine, an dem unter Zwischenfügung einer Dichtung ein Zy­ linderkopf 2 befestigt ist, welcher an seiner Oberseite von einem Deckel 3 abgeschlossen ist. Im Zylinderblock 1 sind mehrere Zylinderbohrungen 4 ausgebildet, von denen in Fig. 1 nur eine zu sehen ist, in denen sich ein Kolben 5 hin- und herbewegt, der mit dem einen Ende einer an einer Kurbelwelle gelagerten Pleuelstange verbunden ist. Im Zylinderkopf 2 sind mehrere Ansaugöffnungen 6 ausgebildet, und zwar für jede Zylinderbohrung 4 eine, wobei das Öffnen sowie Schließen der Ansaugöffnungen 6 durch Einlaßventile 7 der Tellerbauart, die mit zugeordneten Ventilfedern 7 a ausgestattet sind, gesteuert wird. Gleicherweise sind Aus­ laßöffnungen für die Zylinderbohrungen 4 vorhanden, deren Öffnen sowie Schließen durch Auslaßventile der Tellerbauart, die auch mit Ventilfedern versehen sind, ge­ steuert wird; jedoch sind die Auslaßventilanordnungen in der Zeichnung nicht gezeigt.

Am Zylinderkopf 2 ist längs einer zu den Achsen der Zylinder­ bohrungen 4 rechtwinkligen und dazu seitwärts versetzten Achse eine Kipphebelwelle 8 montiert. An über die Länge der Kipp­ hebelwelle 8 verteilten, je einem der Einlaßventile 7 und je einem der (nicht gezeigten) Auslaßventile entsprechen­ den Stellen ist an der Kipphebelwelle 8 ein Kipphebel 9 schwenkbar gelagert. Das eine (in Fig. 1 das rechte) Ende eines jeden Kipphebels 9 liegt am Ende eines Ventilschafts der Venti­ le der Brennkraftmaschinen, während das andere Ende des Kipphebels 9 mit einer Justierschraube 11, auf der eine Kon­ termutter 10 sitzt, versehen ist.

Im Zylinderblock 1 ist mit diesem einstückig für jeden der Kipphebel 9 und in Längsrichtung der Brennkraftmaschine diesen zugeord­ net eine Ventilstößelbohrung 12 ausgebildet. In jeder die­ ser Ventilstößelbohrungen 12 ist axial verschiebbar ein als Becher geformter Ventilstößel 13 aufgenommen, der eine zylindrische Mantelwand, einen zylindrischen inneren Hohlraum sowie einen Boden 14 hat und so angeordnet ist, daß der innere Hohlraum nach oben hin (in Fig. 1 und 2) offen ist. Eine Nockenwelle 15 ist unter den Ventilstößeln 13 im Zylin­ derblock 1 parallel zur Kipphebelwelle 8 sowie zur Kur­ belwelle eingebaut. Die Nockenwelle 15 wird, wie es üblich ist, mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle gedreht. An der Nockenwelle 15 sind mehrere Nocken 16 ausgebildet, und zwar für jeden Ventilstößel 13 ein Nocken 16. Die Unter- oder Außen­ fläche des Bodens 14 jedes Ventilstößels 13 liegt am zugeordneten Nocken 16 an. Ferner ist für jeden Ventil­ stößel 13 eine Stoßstange 18 vorgesehen, deren unteres Ende im Becher des Ventilstößels 13 an der Oberfläche seines Bo­ dens 14 anliegt, während das obere Ende der Stoßstange 18 an der Justierschraube 11 des jeweiligen Kipphebels 9 angreift. Wenn die Kurbelwelle dreht, so dreht auch die Nockenwelle 15 mit den daran befindlichen Nocken 16, so daß jeder Ven­ tilstößel 13 in seiner Ventilstößelbohrung 12 gemäß der jeweiligen Gestalt seines Nockens 16 über einen vorbestimmten Hub periodisch hin- und herbewegt wird. Die Stoßstange 18 des jeweiligen Ventilstößels 13, die durch die Wirkung ihrer jeweiligen Ventilfeder unter Druck steht, stößt dann an das (in Fig. 1) linke Ende des zugeordneten Kipphebels 9, um ihn anzuheben oder abzusenken, wodurch das rechte Ende des Kipphebels 9 das entsprechende Einlaß- oder Auslaßventil öffnet oder schließt, indem es abwechselnd auf dieses Ventil drückt oder das Ven­ til freigibt.

Die oben beschriebenen Ventilstößelanordnungen sind von einer mechanischen Bauart. Wenn deren Spiel eingestellt wird, so wird das durch Einstellen der Justierschrauben 11 und Festlegen dieser mit Hilfe der Kontermuttern 10 bewirkt. Jedoch sind verschiedene der hier gezeigten Bauteile der Brennkraftmaschine, insbesondere der Zylinderblock 1, auch für eine Verwendung in Brennkraftmaschinen vorgesehen, bei denen hydraulische Ventilstößel zur Anwendung kommen. Im Hinblick auf diese alternative Verwendung ist der Zylinder­ block 1 mit einem Ölkanal 19 versehen, der jede der Ventilstößel­ bohrungen 12 an Öffnungen 19 a in deren zylindrischen Innenflächen durchdringt. Während des Betriebs der Brennkraftmaschine wird diesem Ölkanal 19 Schmieröl unter Druck von einer nicht gezeigten Druckpumpe zugeführt. Ein solcher Ölkanal 19 ist für eine Verwendung des Zylinderblocks 1 mit Ventilstößeln der hydraulischen Bauart not­ wendig.

Die zylindrischen Mantelwände der Ventilstößel 13 werden von radialen Bohrungen durchsetzt, und zwar von Bohrungen 20 a nahe den unteren Enden der Ventilstö­ ßel 13, d. h. nahe den Böden 14, und von Bohrungen 20 b, die sich nahe den oberen Enden der zylindrischen Mantelwände der Ventilstößel 13 befinden. Diese Bohrungen bzw. Öffnungen 20 b können während des Fertigungsprozesses, bei dem eine Mehrzahl von Ventilstößeln zusammen gegossen wird, in den zylindrischen Mantelwänden entstehen.

Diese Bohrungen bzw. Durchtritte 20 a und 20 b werden in den zylindrischen Mantelwänden der Ventilstößel 13 sind derart angeordnet, daß sie während des normalen Betriebs der Brennkraftmaschine, bei dem die Ventilstößel 13 in den Ventilstößel­ bohrungen 12 entsprechend ihres Hubs hin- und hergehen, zu keiner Zeit mit den Öffnungen 19 a des Ölkanal 19 zur Deckung kommen. Demzufolge wird während des normalen Betriebs das dem Ölkanal 19 unter Druck zugeführte Schmieröl niemals in größerer Menge durch die Öffnungen 19 a und irgendeinen der Durchtritte 20 a oder 20 b austreten. Ein plötzlicher Abfall im Öldruck wird verhindert, obwohl sich der Ölkanal 19 im Zylinderblock 1 in der gleichen Position befindet wie im Fall einer Brennkraftma­ schine mit Ventilstößeln der hydraulischen Bauart.

Die unte­ ren Durchtritte 20 a in den zylindrischen Mantelwänden der Ventilstößel 13 sind, wenn diese am unteren Totpunkt in den Ventilstößelbohrungen 12 angelangt sind, mit dem Raum unterhalb der Ventilstößelbohrungen 12 in Verbindung, wie die Fig. 2 bei dem rechten Ventilstößel 13 deutlich zeigt. Die oberen Durchtritte 20 b in den zylindrischen Mantelflächen der Ven­ tilstößel 13 sind umgekehrt und entsprechend mit dem Raum oberhalb der Ventilstößelbohrungen 12 in Verbindung, wenn die Ven­ tilstößel 13 den oberen Totpunkt in den Ventilstößelbohrungen 12 erreichen, wie bei dem linken Ventilstößel 13 in Fig. 2 deut­ lich zu erkennen ist. Durch jeden unteren Durch­ tritt 20 a kann demzufolge, wenn er aus der Ventilstößelbohrung 12 austaucht, Schmieröl, das sich im Becher des Ventilstößels 13 angesammelt hat, austreten sowie auf die zusammenwirkenden Flächen zwischen dem Nocken 16 und dem Boden 14 des Ventilstößels 13 geleitet werden, womit eine gute Schmierung für den Nocken 16 und die Unterfläche des Bodens 14 gewährleistet ist. Demzufolge wird eine verbesserte Standzeit für die Noc­ kenwelle 15 und ihre Nocken 16 sowie für die Brennkraftmaschine als Ganzes gefördert.

Claims (1)

1. Brennkraftmaschine mit einer Nockenwelle, die über ober­ halb der Nockenwelle angeordnete und mit den Nocken in Berührung stehende Ventilstößel sowie Stoßstangen die Ventile betätigt, wobei jeder Ventilstößel in einer im Zylinderblock ausgebildeten, zylindrischen Ventilstößel­ bohrung verschiebbar sitzt, in die axial mittig ein druck­ beaufschlagter Ölkanal mündet, wobei jeder Ventilstößel als Becher mit einer außen zylindrischen Mantelwand, einem Boden an seinem unteren Ende und einem inneren Hohlraum ausgebldet ist und wobei in der Mantelwand eine radiale, zum Hohlraum und zur Außenseite der Mantel­ wand offene Bohrung ausgebildet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mündung der radialen Bohrung (20 a) auf der Außenseite der Mantelwand zumindest teilweise nach unten aus der Ventilstößelbohrung (12) austaucht, wenn der Ventilstößel (13) seine untere Stellung einnimmt, daß in der Mantelwand nahe ihrem Oberende eine zum Hohlraum und zur Außenseite der Mantelwand offene zweite radiale Bohrung (20 b) ausgebildet ist, und daß bei keiner Stellung des Ventilstößels (13) die erste Bohrung (20 a) oder die zweite Bohrung (20 b) in Verbindung mit dem Ölkanal (19) steht.