DE4002080A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit zwei v-förmig angeordneten Zylinderreihen, oberhalb deren Zylinderköpfe jeweils zur Betätigung der Auslaßventile eine Auslaßnockenwelle und zur Betätigung der Einlaß­ ventile eine Einlaßnockenwelle angeordnet ist, wobei der Antrieb der beiden Auslaßnockenwellen und Einlaßnocken­ wellen mittels eines von der Kurbelwelle angetriebenen Zahnriemens erfolgt und die Winkelstellung der Einlaß­ nockenwellen relativ zu den Auslaßnockenwellen mittels einer Verstelleinrichtung veränderbar ist.

Brennkraftmaschinen mit einer solchen Verstellmöglich­ keit der Einlaßnockenwellen sind in jüngster Zeit be­ kannt geworden. Beispielsweise beschreibt die MTZ Motor­ technische Zeitschrift 50 (1989) 5, Seiten 223-229, eine solche Brennkraftmaschine. Durch den Einsatz einer Nockenwellenverstellung kann man die Nockenwellen-Steuer­ zeiten für hohe Motorleistungen optimieren, ohne daß im unteren Drehzahlbereich spürbare Drehmomenteinbußen auf­ treten. Weiterhin läßt sich durch geringe Überschnei­ dungsquerschnitte eine gute Leerlaufqualität und eine Reduzierung schädlicher Abgasemissionen erreichen.

Die in der genannten Zeitschrift beschriebene Brennkraft­ maschine hat für jede Einlaßnockenwelle eine eigene Ver­ stelleinrichtung. Es werden deshalb insgesamt zwei Ver­ stelleinrichtungen benötigt, um beide Einlaßnockenwellen verstellen zu können. Die Kosten für die Verstelleinrich­ tung der Nockenwellen sind somit bei einem V-Motor dop­ pelt so hoch wie bei einem Reihenmotor. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß bei Ausfall einer Verstell­ einrichtung sich ein unrunder Motorlauf ergibt und daß Toleranzen in den Verstelleinrichtungen zu unterschied­ lichen Steuerzeiten für die linke und rechte Motorseite führen.

Wie die DE-OS-35 34 446 zeigt, ist es bei einem Reihen­ motor bereits bekannt, nur eine Nockenwelle unmittelbar vom Zahnriemen der Kurbelwelle anzutreiben und die zwei­ te Nockenwelle mittels eines Sekundärantriebs mit der ersten Nockenwelle zu verbinden. Bei der Brennkraft­ maschine nach dieser Schrift weisen beide Antriebe eine eigene Verstelleinrichtung auf, wobei die Verstellein­ richtung des Primärantriebs die Winkelstellung beider Nockenwellen relativ zur Kurbelwelle synchron verändert und die zweite Verstelleinrichtung zum Verstellen der Winkellage beider Kurbelwellen zueinander dient. Würde man das Bauprinzip der Brennkraftmaschine gemäß dieser Schrift auf einen V-Motor übertragen, so müßten insge­ samt vier Verstelleinrichtungen vorgesehen werden, wo­ durch die Herstellungskosten der Brennkraftmaschine un­ erwünscht hoch würden und Toleranzen zu einer schlechten Motorfunktion führten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Brenn­ kraftmaschine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß mit möglichst geringem Aufwand eine optimale Verstel­ lung der Nockenwellen möglich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest eine Einlaßnockenwelle und eine Auslaßnocken­ welle unmittelbar vom Zahnriemen der Kurbelwelle ange­ trieben ist und zumindest eine Nockenwelle der anderen Zylinderreihe mittels eines Sekundärantriebs getrieblich mit der entsprechenden Nockenwelle der ersten Zylinder­ reihe verbunden ist und daß nur die unmittelbar vom Zahn­ riemen der Kurbelwelle angetriebene Nockenwelle mit dem Sekundärantrieb eine Verstelleinrichtung hat.

Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung kommt man bei einem V-Motor mit der gleichen Anzahl von Verstellein­ richtungen aus wie bei einem Reihenmotor. Bei Ausfall der Verstelleinrichtung ist die Brennkraftmaschine noch betriebsfähig, weil die durch den Sekundärantrieb mit­ einander verbundenen Nockenwellen zwangsläufig synchron drehen. Weiterhin wird der Gleichlauf der zu verstell­ enden Nockenwellen verbessert, da statt zwei oder vier Verstellglieder nur noch ein Verstellglied oder zwei Verstellglieder vorhanden sind und somit die Zahl der Fehlerquellen halbiert wird. Die Verringerung der Anzahl der Verstellglieder führt auch zu einer Verminderung des Gewichtes der rotierenden Massen, was die Drehfreudig­ keit der Brennkraftmaschine erhöht.

Die Brennkraftmaschine vermag mit nur einer Verstellein­ richtung insgesamt auszukommen, wenn gemäß einer vorteil­ haften Ausgestaltung der Erfindung der Zahnriemen über jeweils ein Nockenwellenrad jeder Auslaßnockenwelle und ein Nockenwellenrad einer Einlaßnockenwelle geführt ist, wenn die zweite Einlaßnockenwelle durch den Sekundäran­ trieb getrieblich mit der ersten, vom Zahnriemen ange­ triebenen Einlaßnockenwelle verbunden ist und wenn nur das Nockenwellenrad der vom Zahnriemen angetriebenen Einlaßnockenwelle die Verstelleinrichtung aufweist. Nach dem gleichen Prinzip könnte man natürlich auch die Aus­ laßnockenwellen verstellbar ausbilden.

Der Platzbedarf der Brennkraftmaschine wird verringert, wenn der Durchmesser der Nockenwellenräder des Sekundär­ antriebes geringer ist als der Durchmesser der Nocken­ wellenräder, welche vom Zahnriemen der Kurbelwelle ange­ trieben sind. Diese Ausbildung führt zudem zu einer weiteren Gewichtsersparnis.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist in der Zeichnung schematisch eine erfindungsgemäß gestaltete Brennkraftmaschine dargestellt und wird nachfolgend be­ schrieben.

Die Zeichnung zeigt einen Motorblock 1 mit zwei V-förmig angeordneten Zylinderreihen 2, 3. Jeder Zylinderreihe 2, 3 sind jeweils oberhalb der Zylinderköpfe 4, 5 eine Aus­ laßnockenwelle 6, 7 zur Steuerung der nicht gezeigten Auslaßventile und eine Einlaßnockenwelle 8, 9 zur Steue­ rung der ebenfalls nicht gezeigten Einlaßventile zuge­ ordnet. Auf den Auslaßnockenwellen 6, 7 und der Einlaß­ nockenwelle 8 ist jeweils ein Nockenwellenrad 10, 11, 12 angeordnet. über diese drei Nockenwellenräder 10, 11, 12 ist ein Zahnriemen 13 geführt, der von einer Zahnscheibe 14 der Kurbelwelle 15 der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Die drei Nockenwellenräder 10, 11, 12 haben glei­ chen Durchmesser und bilden mit der Zahnscheibe 14 und dem Zahnriemen 13 einen Primärantrieb.

Auf der Einlaßnockenwelle 8 ist ein zweites, durchmes­ serkleineres Nockenwellenrad 16 vorgesehen. Ein gleiches Nockenwellenrad 17 befindet sich auf der Einlaßnocken­ welle 9. Ein Sekundärzahnriemen 18 ist über diese Nocken­ wellenräder 16, 17 geführt und bildet mit ihnen einen Sekundärantrieb 19. Dieser Sekundärantrieb 19 kann auf der gleichen Motorstirnseite angeordnet sein wie die Nockenwellenräder 10, 11, 12. Es ist jedoch auch mög­ lich, ihn an jeder beliebigen Stelle zwischen zwei La­ gern des Zylinderkopfes 4, 5, etwa zwischen dem ersten und zweiten Lager oder auf der Schwungradseite anzuordnen.

In das Nockenwellenrad 11 ist eine Verstelleinrichtung 20 üblicher Bauart integriert, von der in der Zeichnung lediglich ein Stellhebel 21 zu sehen ist. Mittels dieser Verstelleinrichtung 20 kann man eine Phasenverschiebung zwischen den Nockenwellenrädern 11 und 16 erreichen. Da das Nockenwellenrad 17 durch den Sekundärzahnriemen 18 synchron mit dem Nockenwellenrad 11 umläuft, kommt es bei ihm zu einer gleichen Phasenverschiebung in Bezug auf das Nockenwellenrad 12 der Auslaßnockenwelle 7.

Es sei abschließend angemerkt, daß die Nockenwellenan­ triebe statt über Zahnriemen natürlich auch mit Ketten erfolgen können.

Claims (4)

1. Brennkraftmaschine mit zwei v-förmig angeordneten Zylinderreihen, oberhalb deren Zylinderköpfe jeweils zur Betätigung der Auslaßventile eine Auslaßnockenwelle und zur Betätigung der Einlaßventile eine Einlaßnockenwelle angeordnet ist, wobei der Antrieb der beiden Auslaßnoc­ kenwellen und Einlaßnockenwellen mittels eines von der Kurbelwelle angetriebenen Zahnriemens erfolgt und die Winkelstellung der Einlaßnockenwellen relativ zu den Auslaßnockenwellen mittels einer Verstelleinrichtung veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Einlaßnockenwelle (8) und eine Auslaßnockenwelle (6) unmittelbar vom Zahnriemen (13) der Kurbelwelle (15) angetrieben ist und zumindest eine Nockenwelle (9) der anderen Zylinderreihe (2) mittels eines Sekundärantriebs (19) getrieblich mit der entsprechenden Nockenwelle (8) der ersten Zylinderreihe (3) verbunden ist und daß nur die unmittelbar vom Zahnriemen (13) der Kurbelwelle (15) angetriebenen Nockenwelle (8) mit dem Sekundärantrieb (19) eine Verstelleinrichtung (20) hat.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zahnriemen (13) über jeweils ein Noc­ kenwellenrad (10, 12) jeder Auslaßnockenwelle (6, 7) und ein Nockenwellenrad (11) einer Einlaßnockenwelle (8) geführt ist, daß die zweite Einlaßnockenwelle (9) durch den Sekundärantrieb (19) getrieblich mit der ersten, vom Zahnriemen (13) angetriebenen Einlaßnockenwelle (8) ver­ bunden ist und daß nur das Nockenwellenrad (11) der vom Zahnriemen (13) der Kurbelwelle (15) angetriebenen Ein­ laßnockenwelle (8) die Verstelleinrichtung (20) auf­ weist.

3. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sekundärantrieb (19) durch ein zweites Nockenwellenrad (16) auf der ersten Einlaß­ nockenwelle (8), ein durchmessergleiches Nockenwellenrad (17) auf der zweiten Einlaßnockenwelle (9) und einen über diese Nockenwellenräder (16, 17) geführten Sekundär­ zahnriemen (18) erfolgt.

4. Brennkraftmaschine nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durch­ messer der Nockenwellenräder (16, 17) des Sekundärantrie­ bes (19) geringer ist als der Durchmesser der Nockenwel­ lenräder (10, 11, 12), welche vom Zahnriemen (13) der Kurbelwelle (15) angetrieben sind.