DE3700405C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Diesel-Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Diesel-Brennkraftmaschine dieser Art ist im JP-GM 60-6 586 beschrieben. Bei dieser bekannten Ausgestaltung ist die Einspritzeinheit in aufrechtstehender Position angeordnet, wobei der die Einspritzpumpe antreibende Kipphebel der dritten Kipphebelwelle über dem nach oben ragenden freien Stirnende der Einspritzpumpe angeordnet ist. Die Einspritzeinheit ist in einem nach oben topfförmig ausgebildeten, auf der Bodenwand des Zylinders stehenden Materialansatz eingesetzt. Die Tragwände befinden sich zu beiden Seiten der Einspritzeinheit in einem Abstand von dieser, wobei die beiden Kipphebel zur Betätigung des Einlaßventils und des Auslaßventils in dem zu beiden Seiten der Einspritzeinheit vorhandenen Abstand zwischen letzterer und den Tragwänden angeordnet sind. Bei dieser Ausgestaltung ist für die Tragwände ein verhältnismäßig großer Abstand voneinander vorgegeben, wobei alle drei Nocken der Nockenwelle nebeneinander zwischen den Tragwänden angeordnet sind. Der verhältnismäßig große Abstand zwischen den Tragwänden ist durch die Positionierung der beiden Kipphebel für das Einlaßventil und für das Auslaßventil zwischen der Einspritzeinheit und den Tragwänden vorgegeben. Bei dieser Ausgestaltung bedarf es einer stabilen und deshalb verhältnismäßig großen Nockenwelle, die den verhältnismäßig großen Abstand zwischen den Tragwänden bei der geforderten langen Lebensdauer zu überbrücken vermag. Eine Verringerung des Abstands zwischen den Tragwänden würde zwangsläufig zu einer Verringerung des für die Einspritzpumpen­ einheit zur Verfügung stehenden Raumes führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakte und betriebssichere Anordnung für eine Diesel-Brennkraftmaschine der eingangs angegebenen Art zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen beschrieben.

Bei der erfindungsgemäßen Diesel-Brennkraftmaschine ist eine L-förmige Einspritzeinheit vorgesehen, deren das Einspritzven­ til enthaltender Einspritzeinheitsteil im wesentlichen recht­ winklig zur Oberwand des Zylinders steht, während deren die Einspritzpumpe enthaltender Einspritzeinheitsteil sich parallel zur Oberwand des Zylinders und oberhalb der Nockenwelle er­ streckt. Hierdurch läßt sich die Bauhöhe der Diesel-Brennkraft­ maschine wesentlich reduzieren, weil zum einen die Einspritz­ einheit eine niedrigere Bauhöhe aufweist und zum anderen der Einspritz-Kipphebel neben der Einspritzeinheit angeordnet werden kann. Da bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung außerdem die Tragwände unmittelbar beiderseits der Einspritzpumpe angeordnet sind, kann zum einen ein ausreichender Raum für die Einspritz­ pumpe vorgesehen werden und außerdem können die Tragwände in einem verhältnismäßig geringen Abstand angeordnet werden, so daß die Nockenwelle einer geringeren Belastung unterliegt. Außerdem sind die Nocken zur Steuerung der Ventile außerhalb der Tragwände angeordnet, so daß sich eine wesentlich geringere Belastung für die Nockenwelle ergibt, als es bei der bekann­ ten Ausgestaltung der Fall ist. Deshalb zeichnet sich die Erfindung auch durch eine funktionssichere Bauweise aus. Es ist außerdem möglich, die Tragwände einstückig herzustellen, so daß auch die Anzahl der Einzelteile und der Montageaufwand verringert werden kann.

Ferner kann die dritte Kipphebelwelle raumsparend an den Tragwänden angeordnet werden.

Es ist zwar aus dem JP-Abstract 59-1 19 061 (A) an sich eine L-förmige Einspritzeinheit bekannt, jedoch ist aus dieser Druckschrift weder eine gattungsgemäße Diesel-Brennkraft­ maschine noch die Zuordnung der Einspritzeinheit zu letzterer zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels und einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Diesel-Brennkraft­ maschine im Schnitt I-I in Fig. 2;

Fig. 2 den Schnitt II-II in Fig. 1;

Fig. 3 den Schnitt III-III in Fig. 2.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Dieselmotor 1 gezeigt ist, der einen Motorblock 2 aufweist, in welchem ein aufrecht stehender Zylinder 3 gebildet ist. Oberhalb des Zy­ linders 3 befindet sich eine Ventilsteuerkammer 4, und unter­ halb des Zylinders 3 befindet sich eine nicht näher dargestell­ te Kurbelwellenkammer. Die Ventilsteuerkammer 4 ist oberseitig durch eine Kopfabdeckung 5 begrenzt, die am Motorblock 2 lösbar befestigt ist. In dem Zylinder 3 ist ein Kolben 6 gleitbar angeordnet, der antriebsmäßig mit einer Kurbelwelle (nicht dar­ gestellt) verbunden ist, die in der zuvor erwähnten Kurbelwel­ lenkammer gelagert ist.

In einer unteren Position befindet sich innerhalb der Ventil­ steuerkammer 4 eine horizontale Nockenwelle 8, die von der Kurbelwelle her mittels einer Antriebsverbindung 7 mit einem Riemen angetrieben wird. Diese Nockenwelle 8 steuert ein Einlaßventil 10, ein Auslaßventil 11 und eine Einspritzeinheit 12.

Die Einlaß- und Auslaßventile 10, 11 sind auf der Oberwand des Zylinders 3 derart angeordnet, daß sie davon vertikal abstehen und sie sind in einer Seite-an-Seite-Anordnung längs der Achse der Nockenwelle 8 auf einer Seite der Nockenwelle nebeneinander angeordnet. Die Einlaß- und Auslaßventile 10, 11 werden durch entsprechende Ventilfedern 13, 14 in ihre geschlossenen Posi­ tionen beaufschlagt.

Die Einlaß- und Auslaßventile 10 und 11 öffnen die Einlaß- bzw. Auslaßleitungen 15, 16, die von der Oberwand des Zylinders 3 nach oben sowie in zueinander entgegengesetzte Richtungen gebogen und weitgehend rechtwinklig zur Achse der Nockenwelle 8 verlaufen, so daß ihre äußeren Enden auf gegenüberliegenden Seitenflächen des Motorblocks 2 offen sind. Eine dieser Leitungen 15, 16 (die Auslaßleitung 16 bei der dargestellten Ausführungsform) verläuft unterhalb der Nockenwelle 8.

Die Einspritzeinheit 12 besteht aus einer Einspritzdüse 12a und einer Einspritzpumpe 12b, die mit der Einspritzdüse 12a zusam­ menhängend in einer L-förmigen Form verbunden ist. Die Ein­ spritzdüse 12a ist aufrecht stehend oder vertikal auf der Ober­ wand des Zylinders 3 an einer Stelle angeordnet, die sich in der axialen Richtung der Nockenwelle 8 zwischen den Einlaß- und Auslaßventilen 10, 11 und quer zu dieser Richtung zwischen den Ventilen 10, 11 und der Nockenwelle 8 befindet. Die Düse 12a ragt mit ihrer Einspritzöffnung in den Innenraum des Zylinders 3 hinein. Die Einspritzpumpe 12b erstreckt sich in horizontaler Richtung vom oberen Ende der Einspritzdüse 12a in eine Richtung, die etwa rechtwinklig zur Achse der Nockenwelle 8 verläuft, und die von den Einlaß- und Auslaßventilen 10 und 11 wegführt. Die Nockenwelle 8 verläuft unterhalb der Einspritzpumpe 12b.

Gemäß Fig. 2 und 3 ist die Nockenwelle 8 mit einer Einlaß­ nocke 17, einer Auslaßnocke 18 und einer Einspritznocke 19 um ihren Außenumfang herum ausgestattet. Von diesen Nocken ist die Einspritznocke 19 nahezu in einer mittleren Position in axialer Richtung der Nockenwelle 8 angeordnet, und sie ist unmittelbar unterhalb der Einspritzpumpe 12b vorgesehen, während die Einlaßnocke 17 und die Auslaßnocke 18 in axialem Abstand auf gegenüberliegenden Seiten der zwischen ihnen liegenden Ein­ spritznocke 19 angeordnet sind. Auf einer Seite der Nockenwelle 8 sind erste und zweite Kipphebelwellen bzw. -achsen 20, 21 angeordnet, welche Einlaß- bzw. Auslaß-Kipphebel 23, 24 in Form von weitgehend horizontal verlaufenden Hebelarmen tragen. Die Einlaß- und Auslaßnocken 17, 18 stehen über die Kipphebel 23, 24 mit den Einlaß- bzw. Auslaßventilen 10, 11 in antriebsmäßiger Verbindung. Eine dritte Kipphebelwelle 22 ist auf der anderen Seite der Nockenwelle 8 in bezug auf die erste und zweite Kipphebelwelle 20, 21 angeordnet, und sie trägt einen Einspritz- Kipphebel 25, derart, daß dieser Kipphebel 25 nahezu in verti­ kaler Richtung verläuft und zu einer Position seitlich der Nockenwelle 8 herabhängt. Die Einspritznocke 19 befindet sich über dem Einspritz-Kipphebel 25 in antriebsmäßiger Verbindung mit einer Druckrolle 26, welche am vorderen Ende der Einspritz­ pumpe 12b vorgesehen ist.

Die ersten und zweiten Kipphebelwellen 20, 21 sind koaxial auf gegenüberliegenden Seiten der Einspritzeinheit 12 derart ange­ ordnet, daß sie parallel zu der Nockenwelle 8 in einem Abstand voneinander und in einem Abstand von der Nockenwelle 8 in deren axialer Richtung verlaufen. Diese Kipphebelwellen 20, 21 sind mittels Bolzen 28 an einem Paar Tragstützen 27 befestigt, die von der Bodenwand der Ventilsteuerkammer 4 aus nach oben abstehen und die nahezu parallel zu der Einspritzdüse 12a verlaufen.

Die Nockenwelle 8 ist ferner an ihrem axialen einen Endteil mit einem ersten Lagerzapfen 30 und in ihrem mittleren Bereich mit einem zweiten Lagerzapfen 31 versehen. Der erste Lagerzapfen 30 ist dabei außerhalb der Auslaßnocke 18 bei der dargestellten Ausführungsform angeordnet, und er ist drehbar in einem Lager 32 aufgenommen, welches in einer Seitenwand der Ventilsteuer­ kammer 4 gebildet ist. Der zweite Lagerzapfen 31, der sich in einer Position zwischen der Einlaßnocke 17 und der Einspritz­ nocke 19 bei der dargestellten Ausführungsform befindet, ist von einem Lager 34 drehbar aufgenommen, welches an einer Tragwand 33 gebildet ist, die von der Bodenwand der Ventil­ steuerkammer 4 aus hochsteht.

Von der Bodenwand der Ventilsteuerkammer 4 steht ferner eine weitere Trag- bzw. Stützwand 33′ an einer Stelle hoch, die sich auf der Innenseite der Nocke 18 befindet. Die betreffende Tragwand 33′ liegt der Tragwand 33 gegenüber, wobei die Ein­ spritznocke 19 zwischen diesen Wänden angeordnet ist. Zwei Anschläge 35 stehen von den einen Stirnseiten der betreffenden Tragwände 33, 33′ ab und tragen die dritte Kipphebelwelle 22 an deren beiden Enden parallel zu der Nockenwelle 8 in Lagern.

Die Einspritzeinheit 12 weist zwei Paare von Nasen 37, 38 auf, die paarweise von gegenüberliegenden Seiten der Einspritzpumpe 12b am vorderen Endbereich bzw. am Grundendbereich abstehen. Die Nasen 37 am vorderen Endbereich sind mittels Bolzen 40 an einem Paar von Gewindeansätzen 39 befestigt, die zusammen­ hängend an obere Bereichen der Tragwände 33, 33′ gebildet sind, und zwar an Stellen oberhalb der Nockenwelle 8. Die Nasen 38 am Grundendbereich sind indessen von zwei Gewindestiften 41 getra­ gen, die in die Bodenwand der Ventilsteuerkammer 4 eingesetzt sind, und zwar an Stellen zwischen dem Einlaßventil 10 und der ersten Kipphebelwelle 20 bzw. zwischen dem Auslaßventil 11 und der zweiten Kipphebelwelle 21.

Wie oben bereits beschrieben, sind die Einlaß- und Auslaßven­ tile 10, 11, die Einspritzeinheit 12 und die zugehörigen Steuer­ systeme in einer ziemlich kompakten Art und Weise innerhalb der Ventilsteuerkammer 4 angeordnet, wobei unnötige gegenseitige Störungen vermieden sind, was in erheblichem Ausmaß zur Erzielung eines kompakten Motors beiträgt.

Im folgenden wird die Funktion des Dieselmotors beschrieben.

Während des Betriebs des Dieselmotors 1 öffnet dann, wenn die Nockenwelle 8 durch die (nicht dargestellte) Kurbelwelle über die Antriebsverbindung 7 angetrieben und gedreht wird, die Ein­ laßnocke 17 dem Einlaß-Kipphebel 23 im Lufteinlaßhub eine Anhebung, wodurch der Kipphebel 23 um die erste Kipphebelwelle 20 eine Schwenkung ausführt und dabei das Einlaßventil 10 öffnet. Dies ermöglicht das Ansaugen von Luft in den Zylinder 3 durch die Einlaßleitung 15. In der letzten Stufe des Kompres­ sionshubes dreht die Einspritznocke 19 den Einspritz-Kipphebel 25 um die dritte Kipphebelwelle 22, wodurch die Einspritzpumpe 12b betätigt wird, was die Einspritzung von Kraftstoff von der Einspritzdüse 12a in den Zylinder 3 zur Folge hat. Nachdem der eingespritzte Kraftstoff durch die Kompressionswärme entzündet worden ist, die durch die angesaugte Luft hervorgerufen wird, beginnt der Expansionshub, und beim nächsten Auslaßhub schwenkt die Auslaßnocke 18 den Auslaß-Kipphebel 24 um die zweite Kipphebelwelle 21, wodurch das Auslaßventil 11 in seine offene Position bewegt wird. Dies ermöglicht das Abführen des Abgases vom Zylinder 3 durch die Auslaßleitung 13 nach draußen.

Bei dem oben beschriebenen Dieselmotor 1 weist die Einspritz­ einheit 12 eine L-förmige Konfiguration als ganzes auf, und sie besteht aus der aufrechtstehend auf der Oberwand des Zylinders 3 angeordneten Einspritzdüse 12a und aus einer horizontal von dem oberen Ende der Einspritzdüse 12a aus abstehenden Ein­ spritzpumpe 12b. Infolge dieses Aufbaus kann die Höhe der Einspritzeinheit 12 auf einen Wert vermindert werden, der etwa die Hälfte des Wertes konventioneller Injektoren ausmacht, und außerdem kann bezüglich der Einspritzpumpe 12b vermieden werden, daß von dieser Teile nach oben über den Zylinder 3 ragen. Darüber hinaus ist die Nockenwelle 8 unterhalb der Einspritzpumpe 12b angeordnet, und die ersten und zweiten Kipphebelwellen 20, 21, welche die Einlaß- und Auslaß-Kipphebel 23, 24 tragen, sind in Abstand voneinander auf gegenüberliegen­ den Seiten der Einspritzeinheit 12 derart angeordnet, daß sämtliche Antriebskomponenten für die Einspritzpumpe 12b sowie für die Einlaß- und Auslaßventile 10, 11 in derart niedrigen Höhen angeordnet werden können, daß keine über die Einspritz­ pumpe 12b hinausragenden Vorsprünge vorhanden sind. Demgemäß kann die Oberwand der Ventilsteuerkammer 4, d. h. die Kopfab­ deckung 5, näher bei der eine geringe Höhe aufweisenden Ein­ spritzeinheit 12 angeordnet werden, ohne daß dadurch eine Störung mit den Antriebs- bzw. Steuerkomponenten hervorgerufen wird. Dies ermöglicht es, die Gesamthöhe des Motors 1 hin­ reichend zu reduzieren.

Claims (5)

1. Diesel-Brennkraftmaschine, mit einem Einlaßventil (10), einem Auslaßventil (11) und einer durch eine zusammenhängende Verbindung einer Einspritzdüse (12a) und einer Einspritzpumpe (12b) gebildeten Einspritzeinheit (12) in einer Ventilsteuer­ kammer (4), mit
einer Nockenwelle (8) zur Betätigung der Ventile (10, 11) sowie der Einspritzpumpe (12b),
einem Paar erster und zweiter Kipphebelwellen (20, 21) parallel zur Nockenwelle (8) und getrennt beiderseits der Einspritzein­ heit (12),
einer dritten Kipphebelwelle (22) für die Einspritzpumpe (12b) parallel zur Nockenwelle (8),
einem Einspritz-Kipphebel (25) auf der dritten Kipphebelwelle (22) und
Tragwänden (33, 33′), die vom Boden der Ventilsteuerkammer (4) emporragen und von der Nockenwelle (8) durchsetzt sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einspritzeinheit (12) L-Bauform hat, wobei sich die Einspritzpumpe (12b) im wesentlichen horizontal vom oberen Ende der vertikal stehenden Einspritzdüse (12a) und oberhalb der Nockenwelle (8) erstreckt,
und daß die Tragwände (33, 33′) unmittelbar beiderseits der Einspritzpumpe (12b) und innerhalb der Nocken (17, 18) der Ventile (10, 11) angeordnet sind und sowohl die Einspritzpumpe (12b) als auch die dritte Kipphebelwelle (22) tragen.

2. Diesel-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzpumpe (12b) ein Paar Nasen (37) aufweist, die von deren gegenüberliegenden Seiten vorstehen und an den Trag­ wänden (33, 33′) befestigt sind.

3. Diesel-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Tragwände (33, 33′) eine Lagerung (31, 34) für die Nockenwelle (8) aufweist.

4. Diesel-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß getrennt von den Tragwänden (33, 33′) Tragstützen (27) für die erste und die zweite Kipphebelwelle (20, 21) vom Boden der Ventilsteuerkammer (4) und außerhalb der Tragwände (33, 33′) emporragen.

5. Diesel-Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Kipphebelwelle (22) auf der den ersten und zweiten Kipphebelwellen (20, 21) abgewandten Seite der Nockenwelle (8) angeordnet ist und den Einspritz-Kipphebel (25) in etwa vertikaler Anordnung so trägt, daß er vor dem Stirnende des die Einspritzpumpe (12b) enthaltenden Einspritzeinheits­ abschnitts herunterhängt.