DE3615967A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder mit zumindest zwei, bezüglich einer die Achse des Zylinders und der Kurbelwelle enthaltenden Mittelebene sich gegenüberliegenden, zumindest annähernd parallel zueinander im Zylinderkopf angeordneten Ventilen, nämlich einem Einlaß- und einem Auslaßventil, die von einer gegenüber der Mittelebene seitlich versetzt im Bereich des Zylinderkopfes parallel zur Kurbelwelle angeordneten Nockenwelle über mindestens einen Nocken und über mindestens zwei Zwischenhebel betätigbar sind, von denen der eine als Schwinghebel und der andere als Schlepphebel ausgebildet ist.

Eine Brennkrafmaschine der eingangs genannten Art ist aus der GB-PS 960 396 bekannt. Dabei sind im Zylinder auf gegenüberliegenden Seiten der Mittelebene Einlaß- und Auslaßventile angeordnet, wobei gegenüberliegende Ventile von einem gemeinsamen Nocken betätigt werden. Dies ist insofern nachteilig, als weder die Nockenform noch die Steuerzeit optimal für den Ein- und Auslaß gewählt werden können. Vielmehr müssen Kompromisse aus der Geometrie eingegangen werden, die bei einem modernen Hochleistungsmotor nicht tragbar sind.

Bei einer anderen bekannten Anordnung sind zwei Zylinderreihen V-förmig gegeneinander versetzt, wobei die Nockenwelle oberhalb der Ansaugkanäle etwa in der Höhe des oberen Abschlusses des Kühlmantels des Zylinderkopfes seitlich neben den Einlaßventilen gelagert ist. Die Betätigung der Ventile erfolgt über unterschiedlich lange Schwinghebel, deren Schwingachse im Raum oberhalb der Nockenwelle liegt und die zumindest zur Betätigung der an der der Nockenwelle gegenüberliegenden Seite angeordneten Ventile sehr lang und ausladend sein müssen, vias Probleme hinsichtlich von unerwünschten Elastizitäten im Ventiltrieb sowie auch hinsichtlich des Gesamtgewichtes und der Außenabmessungen der Maschine ergibt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine

Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die genannten Nachteile vermieden werden und daß bei einer platz- und gewichtssparenden Ausführung die Steuerzeiten für die Ein- und Auslaßventile beliebig gewählt werden können und die leichte Zugänglichkeit von einzelnen Ventiltriebsteilen und der Einspritzdüse gewährleistet wird.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zur Betätigung von zwei gegenüberliegenden Ventilen auf der Nockenwelle in einem axialen Abstand zwei Nocken angeordnet sind, und daß der bzw. jeder Schwinghebel gekröpft ausgebildet ist. Durch diese Merkmale ist es möglich, bei geringstem Raumbedarf die Steuerzeiten und die Nockenformen den jeweiligen Erfordernissen optimal anzupassen. Für die Betätigung jedes nockenwellenseitigen Ventiles ist also ein einarmiger Schlepphebel vorgesehen, der an seinem dem zu betätigenden Ventil abgewandten Ende an der Außenseite des Zylinderkopfes gelagert ist und zwischen dieser Lagerstelle und dem zu betätigenden Ventil von der darüberliegend angeordneten Nockenwelle bzw. dem zugehörigen Nocken betätigt wird. Jedes der bezüglich der die Zylinderachse und die Kurbelwellenachse enthaltenden Mittelebene gegenüberliegenden Ventile ist über einen zweiarmigen gekröpften Schwinghebel betätigt, dessen Schwingachse ober dem Schlepphebel liegt, was eine sehr gedrängte Anordnung des Ventiltriebes ermöglicht, ohne daß die Bewegungen der einzelnen Teile des Ventiltriebes in Konflikt kommen könnten oder größere Zwischenräume erfordern. Neben der platz- und gewichtssparenden Konstruktion des Ventiltriebes ergibt sich auch eine hohe Steifigkeit desselben, da die Zwischenhebel nur kurze Armlängen aufweisen müssen. Weiters wird durch die platzsparende Konstruktion die Dimensionierung der kritischen Teile in ausreichendem Maße ermöglicht, so daß eine hohe Lebensdauer und Zuverlässigkeit erreicht wird.

Dabei ist es auch möglich, daß der Schwinghebel

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oberhalb einer die Achse der Nockenwelle enthaltenden, senkrecht zur Zylinderachse liegenden Ebene mit dem zugehörigen Nocken zusammenwirkt, was trotz der erforderlichen Verhinderung einer gegenseitigen Beeinflussung der einzelnen Ventiltriebselemente eine einfache Ausbildung des Schwinghebels sicherstellt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Schwingachse für den bzw. jeden Schwinghebel in der gleichen Höhe über dem 1Q Zylinderkopfboden wie die Nockenwelle liegt, da dann eine geringe Gesamthöhe des Ventiltriebes erzielt wird und die Lager von Nockenwelle und Schwingachse für Fertigung und Montage günstiger zu liegen kommen.

Bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brennkraftmaschine mit vier sich jeweils paarweise bezüglich der Mittelebene gegenüberliegenden Ventilen ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausbildung vorgesehen, daß die Nocken zur Betätigung der nockenwellenseitig angeordneten Ventile zwischen den Nocken zur Betätigung der gegenüberliegenden Ventile angeordnet sind. Soferne esdie konstruktiven Gegebenheiten hinsichtlich der Anordnung der einzelnen Nocken bzw. Ventilachsen erfordern, können die jeweils außenliegenden und/oder auch die innenliegenden Zwischenhebel bezüglich der Nocken- bzw. Schwinghebelachse auch schräg ausgebildet sein, was im Hinblick auf die eingangs genannte Anordnung der Schwingachsen ober den Schlepphebeln keine Schwierigkeiten macht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.:

Fig. 1 zeigt dabei einen Schnitt im Bereich des Zylinderkopfes einer erfindungsgemäß ausgebildeten Brennkraftmaschine in einer senkrecht zur Längsmittelebene stehenden und die Zylinderachse enthal

tenden Querebene,

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie H-II in Fig. 1 ,

Fig.3 zeigt eine Ansicht entlang des Pfeiles III in Fig. 1 bei abgenommenem Ventilgehäusedeckel und

Fig.A zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1, wobei hier auch die in

den anderen Fig. weggelassene Einspritzdüse dargestellt ist.

Die nur im Bereich des Zylinderkopfes 1 dargestellte Mehrzylinder-Brennkraftmaschine weist je Zylinder vier sich jeweils paarweise bezüglich einer die Zylinderachse 2 und die hier nicht dargestellte Kurbelwellenachse enthaltenden Mittelebene gegenüberliegende Ventile 4, 5 auf, die stehend und zumindest annähernd parallel zueinander, sowie hier auch zur Zylinderachse 2, im Zylinderkopf 1 angeordnet und in entsprechenden Führungsbüchsen 6 geführt sind. Die beiden, die zugehörigen Auslaßkanäle 7 abschließenden Auslaßventile sind mit 4 und die beiden, die zugehörigen Einlaßkanäle 8 abschließenden Einlaßventile sind mit 5 bezeichnet.

Alle vier Ventile jedes Zylinders werden von einer gegenüber der Mittelebene 3 seitlich versetzt im Zylinderkopf 1 parallel zur nichtdargestellten Kurbelwelle angeordneten Nockenwelle 9 über separate Nocken 10, 11 und Zwischenhebel betätigt. Die die nockenwellenseitigen Auslaßventile 4 betätigenden Zwischenhebel sind unmittelbar unter der Nockenwelle 9 liegend angeordnet und als einarmige Schlepphebel 12 ausgebildet. Die die jeweils bezüglich der Mittelebene 3 gegenüberliegend angeordneten Einlaßventile 5 betätigenden Zwischenhebel sind als gekröpfte Schwinghebel 13 mit ober den Schlepphebeln parallel zur Nockenwelle 9 liegender Schwingachse 14 ausgeführt.

Jeder Schlepphebel 12 ist mit seinem dem zu betätigenden Auslaßventil 4 abgewandten Ende am Zylinderkopf 1 gelagert, wobei eine Höhenverstellung bezüglich des Widerlagers 15 über einen Kugelbolzen 16 mit Gewinde 17 und Kontermutter 18 ermöglicht ist. Der Kontakt mit der zugehörigen Nocke 11 erfolgt über eine etwa mittig zwischen den beiden Enden des Schlepphebels 12 angeordnete

Rolle 19, die Reibungsverluste im Ventiltrieb verringert und im Betrieb der Anordnung über die Ventilfeder 20, die auf einen Ventilteller 21 wirkt, gegen die Nocke 11 belastet ist.

Der Schwinghebel 13, dessen Schwingachse 14 hier in der gleichen Höhe über dem Zylinderkopfboden wie die Nockenwelle 9 liegt, ist gekröpft ausgebildet, wobei die mit dem zugehörigen Nocken 10 zusammenwirkende Rolle 22 oberhalb einer die Achse der Nockenwelle 9 enthaltenden, senkrecht zur Zylinderachse 2 liegenden Ebene liegt. An dem der Rolle 22 bzw. dem Angriff der Nockenwelle 9 abgewandten anderen Ende des zweiarmigen Schwinghebels 13 ist ein über ein Schraubgewinde 23 mit Kontermutter 24 höhenverstellbares Betätigungsglied 25 vorgesehen, welches über eine Gelenkpfanne 26 auf den gegenüber den Auslaßventilen 4 verlängerten Schaft der Einlaßventile 5 einwirkt. Der Kontakt zwischen dem Betätigungsglied 25 und dem Schaft des Ventiles 5 ist durch die Ventilfeder 27 bzw. den Ventilteller 28 im Betrieb der Anordnung sichergestellt.

Insbesonders in Fig. 3 ist die Anordnung der Ventile, Nocken und Zwischenhebel bezüglich einer senkrecht zur Mittelebene 3 stehenden und die Zylinderachse 2 enthaltenden Querebene 29 ersichtlich. Zwei separate, einarmige Schlepphebel 12 bzw. zugehörige Nocken 11 sind jeweils bezüglich der Querebene 29 innerhalb von je zwei separaten Schwinghebeln 13 t>zw. zugehörigen Nocken 10 angeordnet, wobei hier die Schlepphebel 12 im wesentlichen gestreckt und die Schwinghebel 13 - neben der in Fig. 1 ersichtlichen Knickung - mit einer seitlichen Kröpfung ausgeführt sind.

Ebenfalls in Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Schwingachse 14, die in der gleichen Ebene wie die Nockenwelle 9 im Zylinderkopf 1 angeordnet ist, im Bereich der Zylinderachse 2 eine zylinderschalenförmige Ausnehmung 30 aufweist, um der in Fig. 4 samt Haltebügel 31 und Befestigungsschraube 32 eingezeichneten Einspritzdüse 33 Platz zu machen, die im Bereich ihrer Durchdringung des Wasser-

mantels 34 des Zylinderkopfes 1 in einer Hülse 35 geführt ist. Da die Schwingachse 14 zwischen den Befestigungsbzw. Lagerstellen an den Querwänden 36 des Zylinderkopfes 1 nur relativ kurz ist, ist auch im Bereich der Ausnehrrmng 30 eine ausreichende Festigkeit bzw. Steifigkeit der Schwingachse sichergestellt.

Abgesehen von der in Fig. 3 ersichtlichen Anordnung könnten aber natürlich die einzelnen Zwischenhebel auch abhängig von der gegebenen Lage der einzelnen Ventile und der Nocken an der Nockenwelle anders ausgeführt sein - z.B. mit anderer Kröpfung oder schrägliegend. Auch die Ausbildung bzw. Notwendigkeit der Ausnehmung 30 richtet sich ganz nach den jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten im Ventiltrieb.

Der Vollständigkeit halber sei hier noch auf den am oberen Rand des Zylinderkopfes 1 an einem Flansch 37 unter Zwischenlage einer Dichtung 38 aufgesetzten Ventilgehäusedeckel 39 sowie auf eine im Bereich des Widerlagers 15 im Zylinderkopf 1 durchgehende Schmierölbohrung AO zur Schmierung des Ventiltriebes verwiesen.

Die dargestellte und besprochene Anordnung zeichnet sich durch die Ermöglichung einer besonders gedrängten Anordnung der Elemente des Ventiltriebes aus, die zufolge von relativ kurzen Längen der erforderlichen Zwischenhebel einen steifen Ventiltrieb bei gleichzeitig sehr geringen Außenabmessungen der Maschine und niedrigem Gewicht erlaubt.

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Claims (3)

1. -S-

   Patentansprüche

   j 1J Brennkraftmaschine mit zumindest einem Zylinder mit zumindest zwei, bezüglich einer die Achse des Zylinders und der Kurbelwelle enthaltenden Mittelebene sich gegenüberliegenden, zumindest annähernd parallel zueinander im Zylinderkopf angeordneten Ventilen, nämlich einem Einlaß- und einem Auslaßventil, die von einer gegenüber der Mittelebene seitlich versetzt im Bereich des Zylinderkopfes parallelzur Kurbelwelle angeordneten Nockenwelle über mindestens einen Nocken und über mindestens zwei Zwischenhebel betätigbar sind, von denen der eine als Schwinghebel und der andere als Schlepphebel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung von zwei gegenüberliegenden Ventilen (A, 5) auf der Nockenwelle (9) in einem axialen Abstand zwei Nocken (10, 11) angeordnet sind, und daß der bzw. jeder Schwinghebel (13) gekröpft ausgebildet ist.
2. 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingachse (14) für den bzw. jeden Schwinghebel (13) in der gleichen Höhe über dem Zylinderkopfboden wie die Nockenwelle (9) liegt.
3. 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, mit vier sich jeweils paarweise bezüglich der Mittelebene gegenüberliegenden Ventilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (11) zur Betätigung der nockenwellenseitig angeordneten Ventile (4) zwischen den Nocken (10) zur Be-

   tätigung der gegenüberliegenden Ventile (5) angeordnet sind (s. Fig. 3)

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