DE3936427A1

DE3936427A1 - IC engine with clamping bolts for cylinder head - has bolt axes intersecting gasket plane at angles differing from 90 deg.

Info

Publication number: DE3936427A1
Application number: DE19893936427
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Voigt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1988-11-10
Filing date: 1989-11-02
Publication date: 1990-05-17

Abstract

The OHV i.c. engine has the valves (11,12) mounted in guides (13,14) in the cylinder head (2). The latter is secured to the cylinder block (1) by clamping bolts (4,5) whose axes (19,20) are inclined to the normal of the gasket plane. The arrangement of the cylinder head bolts provides easier access to the valves and to the valve actuating mechanism. The bolts are thus arranged with their axes parallel to the axes of the valve guides. ADVANTAGE - Improved valve positioning.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentan spruchs 1. Dabei müssen die Spannschrauben grundsätzlich so angeordnet sein, daß die durch sie hervorgerufenen Anpreßkräfte der Zylinderkopfdichtung sich weitgehend am Umfang der hochdruckbeaufschlagten Brennräume (Zylinder) konzentrieren.The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of the patent saying 1. The clamping screws must always be arranged so that the caused by them contact pressure of the cylinder head gasket largely on Concentrate the volume of the high-pressure combustion chambers (cylinders).

Geht man bei der Konstruktion der Maschine von der unter diesem Gesichtspunkt erfol genden üblichen Anordnung der Spannschrauben senkrecht zur Dichtungsebene aus, so können hieraus Platzschwierigkeiten bei der Gestaltung des Ventiltriebs und der Anord nung der Ladungswechselventile resultieren. Betrachtet man zunächst den übergeordne ten Gesichtspunkt bei der Anordnung der Ladungswechselventile, so sollen sie im ge öffneten Zustand so liegen und die zugeordneten Ladungswechselkanäle im Zylinderkopf so verlaufen, daß die Frischgas- bzw. Abgasströmung möglichst widerstandsfrei bzw. mit einem bestimmten Drall erfolgen kann. Dieser Gesichtspunkt bedingt in der Praxis häu fig eine Schräglage der Hubventilachsen und damit der Ventilführungen, worunter zu verstehen ist, daß diese Achsen in Querschnitten durch die Brennkraftmaschine die Ebe ne der Zylinderkopfdichtung unter von 90° abweichenden Winkeln schneiden. Ein anderer Gesichtspunkt für die Wahl des Verlaufs der Ventilführungen ist die Erzielung eines möglichst großen Strömungsquerschnitts durch Schaffung der Möglichkeit der Unterbrin gung eines Ventils mit großem Durchmesser seines Ventilsitzes oder durch Verwendung mehrerer Ventile je Brennraum für den Ein- und den Auslaß (Mehrventiltechnik).If one starts with the construction of the machine from the point of view of success the usual arrangement of the clamping screws perpendicular to the sealing plane, so This can lead to space problems in the design of the valve train and the arrangement charge exchange valves result. First, consider the parent ten point of view when arranging the charge exchange valves, they should be in the ge opened state and the assigned gas exchange channels in the cylinder head run in such a way that the fresh gas or exhaust gas flow is as free of resistance as possible or with a certain swirl can take place. In practice, this aspect is often necessary fig an inclined position of the lift valve axes and thus the valve guides, including what understand is that these axes in cross sections through the internal combustion engine the Ebe Cut the cylinder head gasket at angles other than 90 °. Another The point of view for the choice of the course of the valve guides is to achieve one flow cross-section as large as possible by creating the possibility of Unterbrin a valve with a large diameter of its valve seat or by use several valves per combustion chamber for the inlet and outlet (multi-valve technology).

Diese für die Leistungsfähigkeit der Maschine wichtigen Gesichtspunkte haben verständ licherweise auch Einfluß auf die Ausbildung der Ventilbetätigungen, also die Anordnung und Anzahl von Nockenwellen und gegebenenfalls den Einsatz und die Lagerung von Bewegungsübertragungshebeln zwischen den Nockenwellen und den Ventilen auf dem Zylinderkopf. Bei der üblichen Anordnung der Spannschrauben senkrecht zur Zylinder kopfdichtung kann es dann Schwierigkeiten machen, eine Zugänglichkeit der Spann schrauben an ihren zylinderkopfseitigen Enden beispielsweise zu Demontagezwecken sicherzustellen, ohne daß zuvor zumindest Bestandteile der Ventilbetätigung abgebaut werden müssen. Besondere Schwierigkeiten kann die Unterbringung der Spannschrauben bei Maschinen mit in Längsrichtung komprimierter Bauweise, wie Reihen-V-Maschinen, machen.Understand these important aspects for the performance of the machine Licher influence on the formation of the valve actuations, so the arrangement and number of camshafts and, where appropriate, the use and storage of Motion transmission levers between the camshafts and the valves on the Cylinder head. With the usual arrangement of the clamping screws perpendicular to the cylinder Head gasket can then make it difficult to access the instep screws at their ends on the cylinder head, for example for disassembly purposes ensure without first having removed at least parts of the valve actuation Need to become. The placement of the clamping screws can be particularly difficult in machines with a longitudinally compressed design, such as row V machines, do.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine zu schaffen, die Freiheit für die für den Betrieb der Maschine optimale Ausbildung und An ordnung der Ladungswechselventile nebst Ventilbetätigungen gibt, ohne daß Nachteile im Bereich der Spannschrauben, beispielsweise eine durch die Ventilbetätigungen abge deckte Lage der zylinderkopfseitigen Enden derselben, in Kauf genommen werden müs sen.The invention has for its object to a generic internal combustion engine create the freedom for the optimal training for the operation of the machine Order of the gas exchange valves and valve actuations are without disadvantages in the area of the clamping screws, for example one abge by the valve actuations covered position of the cylinder head ends thereof, must be accepted sen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkma len des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Un teransprüche.The solution to this problem according to the invention consists in the characteristic features len of the main claim, advantageous embodiments of the invention describe the Un claims.

Während bei den bekannten Maschinenkonstruktionen die Spannschrauben parallel zur Achse des benachbarten Brennraums (Zylinders) verlaufen, gibt die Erfindung infolge der "schrägen" Anordnung der Spannschrauben die Möglichkeit, beispielsweise zwischen diesen Raum für eine beliebig geneigte Anordnung von Hubventilen zum Ladungswech sel zu schaffen. Selbst dann, wenn gemäß Anspruch 5 eine symmetrische Anordnung be züglich der Längsmittelebene der Maschine vorliegt, so daß sich die Querkomponenten der Schraubenkräfte in vorteilhafter Weise aufheben, läßt sich leicht erreichen, daß die zylinderkopfseitigen Enden zu Demontagezwecken frei liegen.While in the known machine designs, the clamping screws parallel to The axis of the adjacent combustion chamber (cylinder) is the result of the invention the "oblique" arrangement of the clamping screws, for example, between this space for any inclined arrangement of lift valves for changing loads to create sel. Even if, according to claim 5, a symmetrical arrangement be with respect to the longitudinal median plane of the machine, so that the transverse components the screw forces in an advantageous manner, can be easily achieved that the Free ends on the cylinder head for dismantling purposes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den Fall einer Reihenmaschine mit V-förmig verlaufenden Hubventilen wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, die einen Querschnitt durch die Maschine zeigt.An embodiment of the invention in the case of a series machine with a V-shape extending globe valves is explained below with reference to the drawing, the one Cross section through the machine shows.

Die wesentlichen Bestandteile der Brennkraftmaschine sind der Zylinderblock 1 und der Zylinderkopf 2, die beide mittels in der Figur links der Längsmittelebene 3 der Maschi ne liegenden Spannschrauben oder Spannbolzen 4 und rechts der Längsmittelebene 3 lie genden Spannschrauben oder Spannbolzen 5 unter Zwischenlage der Zylinderkopfdichtung 6 zusammengespannt sind. Die Ausbildung entsprechender Spannschrauben oder -bolzen ist bekannt; hierauf braucht daher nicht eingegangen zu werden.The essential components of the internal combustion engine are the cylinder block 1 and the cylinder head 2 , both of which are clamped together by means of clamping screws or clamping bolts 4 lying in the figure on the left of the longitudinal center plane 3 of the machine 4 and on the right of the longitudinal center plane 3 lying clamping screws or clamping bolts 5 with the cylinder head gasket 6 being interposed . The formation of corresponding clamping screws or bolts is known; therefore there is no need to go into this.

Wie durch den Kolben 7 angedeutet, handelt es sich um eine Hubkolbenmaschine, wobei zwischen der Kolbenoberfläche einerseits und einer im Querschnitt dachförmigen Begren zung auf der Seite des Zylinderkopfes 2 andererseits der Brennraum 8 gebildet ist. Zum Ladungswechsel dienen Ein- und Auslaßkanäle 9 und 10, die mit Hubventilen 11 und 12 üblicher und daher im einzelnen nicht zu beschreibender Bauweise versehen sind. Die Hubventile sind von Ventilführungen 13 und 14 unter der Wirkung von Nocken 15 und 16 auf in diesem Ausführungsbeispiel zwei Nockenwellen 17 und 18 verschiebbar aufge nommen.As indicated by the piston 7 , it is a reciprocating piston engine, the combustion chamber 8 being formed between the piston surface, on the one hand, and a limitation, in cross section, on the side of the cylinder head 2 . Inlet and outlet ducts 9 and 10 , which are provided with lift valves 11 and 12, which are more common and therefore not to be described in detail, are used for the gas exchange. The globe valves are slidably taken up by valve guides 13 and 14 under the action of cams 15 and 16 on two camshafts 17 and 18 in this embodiment.

In diesem Ausführungsbeispiel bildet die Längsmittelebene 3 der Maschine zugleich eine Symmetrieebene bezüglich der Ausbildung des Zylinderkopfes 2: Sowohl die Achsen 19 und 20 der Ventile 11 und 12 als auch die Achsen 21 und 22 der Spannschrauben 4 und 5 durchsetzen die Ebene der Zylinderkopfdichtung 6 unter von 90° abweichenden Win keln, und zwar - abgesehen vom Vorzeichen - unter gleichen Winkeln. Die auf jeweils einer Seite der Längsmittelebene 3 liegenden Achsen 19 und 21 bzw. 20 und 22 von Ven tilen und Spannschrauben verlaufen dabei parallel zueinander, wobei die Ventilachsen 19 und 20 eine V-förmige Anordnung bilden, die von der ebenfalls V-förmigen Anordnung der Achsen 21 und 22 der Spannschrauben gleichsam aufgenommen ist.In this exemplary embodiment, the longitudinal center plane 3 of the machine also forms a plane of symmetry with respect to the design of the cylinder head 2 : both the axes 19 and 20 of the valves 11 and 12 and the axes 21 and 22 of the tensioning screws 4 and 5 pass through the plane of the cylinder head gasket 6 under from 90 ° deviating angles, and - apart from the sign - at the same angles. The lying on one side of the longitudinal median plane 3 axes 19 and 21 or 20 and 22 of Ven valves and clamping screws run parallel to each other, the valve axes 19 and 20 forming a V-shaped arrangement, which is also of the V-shaped arrangement Axes 21 and 22 of the tensioning screws is received as it were.

Infolge der erfindungsgemäßen Maßnahme sind trotz der für den Ladungswechsel und die Brennraumgestaltung günstigen V-förmigen Anordnung der Hubventile und des Einsatzes von zwei Nockenwellen die zylinderkopfseitigen Enden der Spannschrauben 4 und 5, die dort mit einem Sechskantkopf oder einer Spannmutter versehen sind, ohne Demontage von Teilen des Ventilantriebs zu Demontagezwecken frei zugänglich.As a result of the measure according to the invention, despite the V-shaped arrangement of the lift valves and the use of two camshafts, which is favorable for the gas exchange and the combustion chamber design, the ends of the clamping screws 4 and 5 on the cylinder head side, which are provided with a hexagon head or a clamping nut, without dismantling parts of the valve drive freely accessible for disassembly purposes.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäßen Brennkraftmaschine geschaffen, bei der sowohl die Anordnung der Ladungswechselventile nebst Ventilbetätigungen als auch die Anordnung der Spannschrauben zur Verbindung von Zylinderblock und Zylin derkopf unter den jeweils optimalen Gesichtspunkten getroffen werden kann.The invention accordingly provides a generic internal combustion engine where both the arrangement of the charge exchange valves and valve actuations as also the arrangement of the clamping screws for connecting the cylinder block and the cylinder the head can be hit from the best point of view.

Claims

1. Internal combustion engine with a cylinder block and a cylinder head, which are clamped under interposition of a cylinder head gasket by means of clamping screws and of which the cylinder head is provided with guides for charge exchange valves, characterized in that the axes ( 21, 22 ) of the clamping screws ( 4, 5 ) cut the plane of the cylinder head gasket ( 6 ) in cross sections through the machine at angles that deviate from 90 °.

2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that in the plane of the cylinder head gasket ( 6 ) in cross sections at angles deviating from 90 ° with their axes ( 19, 20 ) intersecting valve guides ( 13, 14 ) the clamping screws ( 4, 5 ) parallel run to the respectively adjacent valve guide ( 13, 14 ).

3. Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that in V-shaped arrangement of the gas exchange valves (11, 12), the clamping screws (4, 5) the La dung exchange valves (11, 12) enclosing also V-shaped form arrangement.

4. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the axes ( 21, 22 ) of the clamping screws ( 4, 5 ) cut the plane of the cylinder head gasket ( 6 ) at such chosen angles that their ends on the cylinder head without dismantling valve actuations ( 17, 18 ) are accessible.

5. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the axes ( 21, 22 ) from on different sides of the longitudinal center plane ( 3 ) of the machine arranged clamping screws ( 4, 5 ) symmetrically to this plane ( 3 ) fen .