DE3741923A1

DE3741923A1 - Device for valve actuation in an internal-combustion engine

Info

Publication number: DE3741923A1
Application number: DE19873741923
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ing Feichtinger
Original assignee: AVL List GmbH; AVL Gesellschaft fuer Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 1986-12-16
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1988-06-23

Abstract

A device for valve actuation in an internal-combustion engine having at least one inlet valve and at least one outlet valve per cylinder and an overhead camshaft, the axis of which runs parallel to the axis of the crankshaft, a respective cam being provided for the actuation of an inlet valve and an outlet valve, the axis of the camshaft intersecting the axis of one of these valves, and a cam actuating this valve directly via a valve tappet, and a rocker arm mounted between these two valves being provided for actuating the other valve of a different kind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Ventilbe tätigung bei einer Brennkraftmaschine mit einer obenliegenden Nockenwelle, deren Achse parallel zur Achse der Kurbelwelle verläuft, wobei mindestens ein Nocken sowohl für die Betäti gung eines Einlaßventiles als auch eines Auslaßventiles vorge sehen ist, die Achse der Nockenwelle die Achse eines dieser Ventile schneidet und ein Nocken dieses Ventil unmittelbar über einen Ventilstößel betätigt, und für die Betätigung des anderen, verschiedenartigen Ventils ein zwischen diesen beiden Ventilen gelagerter Kipphebel vorgesehen ist, wobei der Kon taktpunkt des Ventilstößels für das unmittelbar betätigte Ven til sowie der Kontaktpunkt des Kipphebels auf dem Nocken um den der Steuerzeitversetzung zwischen den beiden Ventilen ent sprechende Winkel α versetzt angeordnet sind.The invention relates to a device for Ventilbe actuation in an internal combustion engine with an overhead camshaft, the axis of which runs parallel to the axis of the crankshaft, with at least one cam being provided for both the actuation of an intake valve and an exhaust valve, the axis of the camshaft intersects the axis of one of these valves and a cam actuates this valve directly via a valve lifter, and a rocker arm mounted between these two valves is provided for the actuation of the other, different valve, the contact point of the valve lifter for the directly actuated valve and the valve Contact point of the rocker arm on the cam are offset by the angle α corresponding to the timing shift between the two valves.

Eine Einrichtung dieser Art ist in der DE-OS 29 43 757 be schrieben, die V-Motoren betrifft, wobei die Ventile beider Zylinderreihen von einer gemeinsamen Nockenwelle betätigt wer den. Eine solche Konstruktion ist, wie auch aus dem Ausfüh rungsbeispiel im erwähnten Vorhalt ersichtlich, nur für einen geringen Öffnungswinkel zwischen den Zylinderreihen möglich. Eine bei Hochleistungsmotoren erwünschte Vergrößerung der Ein- und Ausströmquerschnitte durch Anordnung von drei oder mehr Ventilen pro Zylinder ist bei dieser Konstruktion aus Platz gründen nicht möglich. Es ist daher die Leistung einer solchen Brennkraftmaschine beschränkt.A device of this type is in DE-OS 29 43 757 be wrote, which concerns V-engines, the valves of both Cylinder rows operated by a common camshaft the. Such a construction is, as from the execution Example can be seen in the aforementioned mention, only for one small opening angle between the rows of cylinders possible. A desired increase in the input of high-performance engines and outflow cross sections by arranging three or more Valves per cylinder are out of place with this design start up not possible. It is therefore the performance of one Internal combustion engine limited.

Es sind weiters Einrichtungen bekannt, bei denen die Nocken welle mit ungefähr gleichem Normalabstand zu den Achsen der je über einen Kipphebel betätigten Ansaug- und Auslaßventile an geordnet ist, wobei für jeden Kipphebel ein Nocken auf dieser einen Nockenwelle vorgesehen ist. Ansaug- und Auslaßkipphebel sind schwenkbar auf zwei Kipphebelwellen, die sich parallel zur Nockenwelle erstrecken, angeordnet. Der Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß für die Steuerung jedes Ventils eine größere Anzahl bewegter Teile benötigt wird. Weiters sind durch die in der Mitte des Zylinderkopfes liegende Nockenwelle die Zylinderkopfschrauben schlecht zugänglich und die Anord nung der Zündkerze erfolgt exzentrisch zum Brennraum, was un gleichmäßig lange Zündwege im Brennraum zur Folge hat.Devices are also known in which the cams shaft with approximately the same normal distance to the axes of each suction and exhaust valves operated via a rocker arm is ordered, with a cam on each for this rocker arm a camshaft is provided. Intake and exhaust rocker arms are pivotable on two rocker arm shafts that are parallel extend to the camshaft, arranged. The disadvantage of this Setup is for the control of each valve a larger number of moving parts is required. Furthermore are due to the camshaft in the middle of the cylinder head the cylinder head bolts difficult to access and the arrangement the spark plug is eccentric to the combustion chamber, which is un leads to evenly long ignition paths in the combustion chamber.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und sie besteht darin, daß bei einer Brennkraftma schine mit mindestens drei Ventilen pro Zylinder ein Primär- und ein Sekundär-Einlaßventil vorhanden sind, und das Pri mär-Einlaßventil und das Auslaßventil von einem Nocken und das Sekundär-Einlaßventil von einem zweiten Nocken betätigt wer den. Dadurch werden für ein Einlaßventil und ein Auslaßventil lediglich ein Nocken und ein Kipphebel benötigt. Die Drehrich tung für die Nockenwelle ist dadurch festgelegt, daß der Noc ken in Betriebsdrehrichtung zwischen dem Berührungspunkt des Kipphebels und des Ventilstößels um den Winkel α der Steuer zeitversetzung bewegt wird. Die Nockenwelle ist aus der Mitte versetzt, wodurch die Zylinderkopfschrauben gut zugänglich sind und die Zündkerze zentral im Brennraum angeordnet werden kann. Außerdem kann die Zahl der bewegten Teile bei der erfin dungsgemäßen Einrichtung gering gehalten werden. Es wird eine kühltechnisch günstige und gedrängte Bauweise des Zylinder kopfes erreicht. Die Zylinderkopfbreite speziell auf der Aus laßseite kann sehr schmal gehalten werden, wodurch sich vor teilhaft auch ein kurzer Auslaßkanal ergibt.The invention has for its object to eliminate these disadvantages and it is that a primary and a secondary inlet valve are available in an internal combustion engine with at least three valves per cylinder, and the primary inlet valve and the exhaust valve of a cam and the secondary intake valve actuated by a second cam. As a result, only one cam and one rocker arm are required for an inlet valve and an outlet valve. The direction of rotation for the camshaft is determined by the fact that the cam Noc is moved in the operating direction of rotation between the point of contact of the rocker arm and the valve lifter by the angle α of the control. The camshaft is offset from the center, which means that the cylinder head bolts are easily accessible and the spark plug can be arranged centrally in the combustion chamber. In addition, the number of moving parts can be kept low in the device according to the invention. It is a cooling technology favorable and compact design of the cylinder head is achieved. The cylinder head width, especially on the outlet side, can be kept very narrow, which also results in a short exhaust port.

Bei einem dreiventiligen Zylinderkopf mit einem Primär- und einem Sekundär-Einlaßventil ist das Primär-Einlaßventil ein größeres Ventil und hat die gleichen Öffnungszeiten wie das Auslaßventil, das Sekundär-Einlaßventil ist hingegen kleiner als das Primär-Einlaßventil und hat kürzere Öffnungszeiten. Dadurch ist es möglich, über eine relativ einfache Steuerein richtung eine für die Verbrennung günstige Luftbewegung im Brennraum zu erzeugen und dadurch eine bessere Durchmischung des Luft-Brennstoffgemisches zu erreichen.With a three-valve cylinder head with a primary and A secondary intake valve is the primary intake valve larger valve and has the same opening hours as that Exhaust valve, the secondary inlet valve, however, is smaller than the primary inlet valve and has shorter opening times. This makes it possible to use a relatively simple control direction an air movement favorable for the combustion in the Generate combustion chamber and thereby better mixing of the air-fuel mixture.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Achse des un mittelbar betätigten Ventils oder der unmittelbar betätigten Ventile mit der Zylinderachse einen spitzen Winkel ein schließen und die Achse des über dem Kipphebel betätigten an dersartigen Ventils oder Ventile parallel zur Zylinderachse verlaufen. Diese Anordnung ermöglicht es, die Einrichtung für Brennkraftmaschinen mit pultdachförmigem Brennraum zu verwen den, wodurch sowohl die Ventilspreizung als auch die Kipphe bellängen gering gehalten werden können.In a further embodiment of the invention, the axis of the un indirectly operated valve or the directly operated Valves with the cylinder axis at an acute angle close and the axis of the operated above the rocker arm Such valve or valves parallel to the cylinder axis run. This arrangement makes it possible to set up for To use internal combustion engines with a roof-shaped combustion chamber the, causing both the valve spread and the tilt Bell lengths can be kept low.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann bei zwei Einlaß ventilen und zwei Auslaßventilen darin bestehen, daß zwei Noc ken vorgesehen sind und jeweils von einem Nocken ein Einlaß- und ein Auslaßventil betätigt wird. Dadurch wird auch auslaß seitig ein größerer Kanalquerschnitt mit einem einfachen Ven tilbetätigungsmechanismus erreicht. Werden dabei die Auslaß ventile direkt von je einem Nocken betätigt, ist es möglich, den Einlaßventilhub je nach Wunsch durch die Veränderung des Abstandes der Nockenwelle zur Kipphebelwelle und durch Verwen dung zu diesem Abstand geeigneter Kipphebel auszuwählen. Da durch können verschiedene Varianten mit unterschiedlichen Ven tilhüben erstellt werden, wobei gleiche Nockenwellen und Stößel zur Verwendung kommen können, was eine wirtschaftliche Herstellung begünstigt. Die genannten Vorteile ergeben sich natürlich auch für dreiventilige Ausführungsformen.Another embodiment of the invention can have two inlet valves and two exhaust valves are that two Noc ken are provided and each of an cam an inlet and an exhaust valve is operated. This will also let out sided a larger channel cross section with a simple Ven valve actuation mechanism reached. Be the outlet valves actuated directly by one cam each, it is possible the inlet valve lift as desired by changing the Distance of the camshaft to the rocker arm shaft and by using suitable rocker arm for this distance. There through different variants with different Ven can be created with the same camshafts and Tappets can be used, which is economical Manufacturing favors. The advantages mentioned arise of course also for three-valve designs.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated by the figures. It shows

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung im Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 1 shows a device according to the invention in section along the line II in Fig. 2,

Fig. 2 eine Draufsicht und Fig. 2 is a plan view and

Fig. 3 eine Draufsicht einer anderen Ausführung gemäß der Erfindung. Fig. 3 is a plan view of another embodiment according to the invention.

Der Zylinderkopf 1 weist einlaßseitig ein Primär-Einlaß ventil 2 und ein Sekundär-Einlaßventil 2′ und auslaßseitig ein Auslaßventil 3 auf. Die Einlaßventile 2 und 2′ sind im spitzen Winkel β zur Zylinderachse 4 geneigt und die Achse 17′ des Auslaßventils 3 verläuft parallel zur Zylinderachse 4. Die Ventilschäfte 5, 6 der Ventile 2 bzw. 3 sind jeweils in einer Büchse 7 bzw. 8 geführt, die im Zylinderkopf 1 eingepreßt sind. Die Ventile 2, 3 werden durch die Ventilfeder 9 bzw. 10 über die Ventilfederteller 11 bzw. 12 in ihrer geschlossenen Stellung auf die Ventilsitze 13, 14 gedrückt. Die Achse 16 der Nockenwelle 15 schneidet die Ventilachse 17 der Ansaugven tile 2 und 2′. Zwischen der Nockenwelle 15 und den Einlaßven tilen 2 und 2′ ist jeweils ein Ventilstößel 18 angeordnet. Der Kipphebel 19 zur Betätigung des Auslaßventiles 3 ist auf der Kipphebelwelle 20 gelagert, die zwischen der Nockenwelle 15 und dem Auslaßventil 3 angeordnet ist. Er ist zufolge der Kraft der Ventilfeder 10 kraftschlüssig mit dem Nocken 21 der Nockenwelle 15 einerseits und über seine Einstelleinrich tung 22 anderseits mit dem Ventilschaft 6 des Auslaßventils 3 verbunden. Der Kontaktpunkt 24 für das unmittelbar betätigte Primär-Einlaßventil 2 und der Kontaktpunkt 23 des Kipphe bels 19 an dem Nocken 21 ist um den Winkel α entsprechend der Steuerzeitversetzung zwischen Einlaß- 2 und Auslaßventil 3 versetzt angeordnet. Zur Betätigung des Sekundär-Einlaßven tils 2′ ist ein eigener Nocken 21′ an der Nockenwelle 15 ange ordnet. Der Lagerträger 25 nimmt sowohl die Nockenwelle 15 als auch die Kipphebelwelle 20 auf und ist mit Schrauben 26 am Zy linderkopf 1 befestigt. Die vier Zylinderkopfschrauben bzw. die Bohrungen 27 hierfür sind im gleichen Abstand zueinander und parallel zur Nockenwelle angeordnet und sind gut zugäng lich.The cylinder head 1 has on the intake side a primary intake valve 2 and a secondary intake valve 2 ' and an exhaust valve 3 on the exhaust side. The intake valves 2 and 2 ' are inclined at an acute angle β to the cylinder axis 4 and the axis 17' of the exhaust valve 3 runs parallel to the cylinder axis 4th The valve stems 5, 6 of the valves 2 and 3 are each guided in a bushing 7 and 8 , respectively, which are pressed into the cylinder head 1 . The valves 2, 3 are pressed by the valve spring 9 or 10 via the valve spring plates 11 or 12 in their closed position onto the valve seats 13, 14 . The axis 16 of the camshaft 15 intersects the valve axis 17 of the Ansaugven tile 2 and 2 ' . Between the camshaft 15 and the inlet valves 2 and 2 ' , a valve lifter 18 is arranged. The rocker arm 19 for actuating the exhaust valve 3 is mounted on the rocker arm shaft 20 , which is arranged between the camshaft 15 and the exhaust valve 3 . According to the force of the valve spring 10, it is non-positively connected to the cam 21 of the camshaft 15 on the one hand and via its setting device 22 on the other hand to the valve stem 6 of the exhaust valve 3 . The contact point 24 for the directly actuated primary inlet valve 2 and the contact point 23 of the Kipphe lever 19 on the cam 21 is offset by the angle α according to the timing offset between inlet 2 and exhaust valve 3 . To actuate the secondary inlet valve 2 ' is a separate cam 21' on the camshaft 15 is arranged. The bearing bracket 25 accommodates both the camshaft 15 and the rocker arm shaft 20 and is fastened with screws 26 to the cylinder head 1 . The four cylinder head screws or the bores 27 for this purpose are arranged at the same distance from one another and parallel to the camshaft and are easily accessible.

Die in Fig. 3 dargestellte vierventilige Ausführungsform weist einlaßseitig die Einlaßventile 28 und 29 und auslaßseitig die Auslaßventile 30 und 31 auf. Die Achsen 32 und 32′ der Ein laßventile 28 und 29 verlaufen parallel zur Zylinderachse 4. Die Auslaßventile 30 und 31 sind im spitzen Winkel zur Zylin derachse 4 geneigt. Die Nockenwellenachse 33 schneidet die Auslaßventilachsen 34 und 35. Die Kipphebel 36 und 37 zur Be tätigung der Einlaßventile 28 und 29 sind auf der Kipphebel welle 38 gelagert, die zwischen der Nockenwelle 39 und den Einlaßventilen 28 und 29 angeordnet ist. Sie sind kraftschlüs sig mit den Nocken 40 oder 41 der Nockenwelle 39 einerseits und über ihre Einstelleinrichtungen 42 anderseits mit den nicht dargestellten Ventilschäften der Einlaßventile verbun den. Die Betätigung der Auslaßventile 30 und 31 erfolgt unmit telbar über den Nocken 40 bzw. 41.The four-valve embodiment shown in FIG. 3 has the inlet valves 28 and 29 on the inlet side and the outlet valves 30 and 31 on the outlet side. The axes 32 and 32 ' of a lassventile 28 and 29 run parallel to the cylinder axis 4th The exhaust valves 30 and 31 are inclined at an acute angle to the cylinder axis 4 . The camshaft axis 33 intersects the exhaust valve axes 34 and 35 . The rocker arms 36 and 37 for loading the intake valves 28 and 29 are mounted on the rocker arm shaft 38 , which is arranged between the camshaft 39 and the intake valves 28 and 29 . You are kraftschlüs sig verbun with the cams 40 or 41 of the camshaft 39 on the one hand and via their adjusting devices 42 on the other hand with the valve stems of the intake valves, not shown. The outlet valves 30 and 31 are actuated directly via the cams 40 and 41, respectively.

Claims

1. Device for valve actuation in an internal combustion engine with an overhead camshaft, the axis of which runs parallel to the axis of the crankshaft, at least one cam being provided both for actuating an inlet valve and an exhaust valve, the axis of the camshaft is the axis of one of these Valves intersects and a cam of this valve actuated directly via a valve tappet, and a rocker arm mounted between these two valves is provided for the actuation of the other, different valve, the contact point of the valve tappet for the valve being actuated immediately and the contact point of the rocker arm on the Cams are offset by the angle (α) corresponding to the timing offset between the two valves, characterized in that in an internal combustion engine with at least three valves per cylinder, a primary and a secondary inlet valve are present, and the primary inlet valve ( 2 ) and d the outlet valve ( 3 ) by a cam ( 21 ) and the secondary inlet valve ( 2 ' ) are actuated by a second cam ( 21' ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the axis of the directly actuated valve ( 2 ) or the directly actuated valves ( 30, 31 ) with the cylinder axis ( 4 ) enclose an acute angle (β) and the axis ( 17 '; 32, 32 ' ) of the operated via the rocker arm on such valve ( 3 ) or valves ( 28, 29 ) parallel to the cylinder axis ( 4 ).

3. Device according to claim 1, wherein two inlet valves ( 28, 29 ) and two outlet valves ( 30, 31 ) are provided, characterized in that two cams ( 40, 41 ) are hen and each have an inlet and a cam Exhaust valve is operated.