DE4031461A1 - IC engine with more than two valves per cylinder - makes use of two springs to close single valve - Google Patents

IC engine with more than two valves per cylinder - makes use of two springs to close single valve

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DE4031461A1 DE19904031461 DE4031461A DE4031461A1 DE 4031461 A1 DE4031461 A1 DE 4031461A1 DE 19904031461 DE19904031461 DE 19904031461 DE 4031461 A DE4031461 A DE 4031461A DE 4031461 A1 DE4031461 A1 DE 4031461A1
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    • F02F2001/247—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated in parallel with the cylinder axis

Abstract

The IC engine has more than two valves per cylinder. It has a central pump nozzle or similar injection arrangement in which a valve (19) is loaded in the closing direction by at least two valve springs (8) acting on a valve spring plate (7). The product of the valve spring forces lies along the valve axis (19'). USE/ADVANTAGE - Compact arrangement of a valve mechanism within a cylinder head.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mehr als zwei Ventilen je Zylinder und einer zentralen Pumpe-Düse oder einem vom Platzbedarf her ähnlichen Bauteil.The present invention relates to an internal combustion engine more than two valves per cylinder and a central one Pump nozzle or a similar component in terms of space.

Verbrennungsmotoren mit mehr als zwei Ventilen je Zylinder sind im Hinblick auf Leistung und Verbrauch herkömmlichen Mo­ toren mit je einem Einlaß- und Auslaßventil überlegen. Dies ist auf die vergrößerten Überströmquerschnitte zurückzuführen, die eine bessere Füllung des Zylinders erlauben. Es ist jedoch bei Motoren mit kleinem Hubraum sehr schwierig, die Ventile samt den erforderlichen Betätigungselementen auf dem engen zur Verfügung stehenden Raum im Zylinderkopf unterzubringen. Dies gilt besonders für Einspritzmotoren und hier wiederum ganz be­ sonders für solche Motoren, die eine kombinierte zentrale Pumpe-Düse aufweisen.Internal combustion engines with more than two valves per cylinder are conventional Mon in terms of performance and consumption gates with one inlet and one outlet valve. This is due to the enlarged overflow cross-sections, which allow a better filling of the cylinder. However, it is the valves are very difficult for engines with small cubic capacity together with the necessary actuators on the narrow for To accommodate available space in the cylinder head. This applies particularly to injection engines and here again quite be especially for those engines that have a combined central Have pump nozzle.

Aus der GB-PS 3 80 709 ist ein Betätigungsmechanismus für zwei gleichartige Ventile einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem jeweils zwei gleichartige Ventile von einem einzigen Nocken über eine Brücke gleichzeitig betätigt werden, welche durch die Ventilfedern in Schließrichtung der Ventile belastet ist. Die Ventilfedern sind dabei nicht konzentrisch zu den Ventil­ schäften angeordnet, sondern es sind drei zueinander konzen­ trische Ventilfedern zwischen den Ventilschäften der beiden gleichartigen Ventile vorgesehen.From GB-PS 3 80 709 is an actuating mechanism for two Similar valves of an internal combustion engine are known, in which two identical valves each from a single cam can be operated simultaneously via a bridge, which by the valve springs are loaded in the closing direction of the valves. The valve springs are not concentric with the valve shafts arranged, but there are three concen- trated to each other tric valve springs between the valve stems of the two similar valves are provided.

Eine solche Konstruktion ist zwar sehr platzsparend, es ist jedoch das Ventilspiel schwer einzustellen, und es ist auch die erforderliche Genauigkeit bei der Herstellung schwer er­ reichbar. Insbesondere verursacht eine solche Anordnung gerade bei Vorliegen einer zentral angeordneten Pumpe-Düse Platzpro­ bleme, da die Achsen der gemeinsamen Federn der beiden gleichartigen Ventile in der Ebene liegen muß, die von den beiden Achsen dieser Ventile bestimmt wird. Um zu erreichen, daß diese Federn nicht mit der relativ voluminösen Pumpe-Düse kollidiert, müßten die Ventile relativ weit seitlich versetzt angeordnet werden, was eine ungünstige Brennraumform bedingen würde.Such a construction is very space-saving, it is however the valve clearance is difficult to adjust and it is too the required accuracy in manufacturing difficult he reachable. In particular, such an arrangement just causes if there is a centrally arranged pump nozzle space pro bleme because the axes of the common springs of the two Similar valves must be in the plane by the  both axes of these valves is determined. To achieve, that these springs are not compatible with the relatively voluminous pump nozzle collided, the valves would have to be offset relatively far to the side be arranged, which require an unfavorable shape of the combustion chamber would.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine oben beschriebene Brenn­ kraftmaschine so weiterzubilden, daß eine möglichst kompakte Anordnung der Ventile samt ihrem Betätigungsmechanismus im Zy­ linderkopf ermöglicht wird.The object of the invention is a burning described above To further develop the engine so that it is as compact as possible Arrangement of the valves together with their actuation mechanism in the Zy linderkopf is made possible.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß jeweils ein Ventil über einen Ventilfederteller durch mindestens zwei Ventilfedern in Schließrichtung belastet ist, wobei die Re­ sultierende der Ventilfederkräfte in der Ventilachse liegt.According to the invention this is achieved in that a Valve via a valve spring plate by at least two Valve springs are loaded in the closing direction, the Re sultender of the valve spring forces lies in the valve axis.

Auf diese Weise ist es möglich, den Ventilschaft unmittelbar an die zentrale Einspritzvorrichtung heranzurücken, da in die­ sem Bereich keine Ventilfeder vorgesehen werden muß. Die für jedes einzelne Ventil vorgesehenen Ventilfedern befinden sich seitlich, wo ausreichend Platz für deren Einbau ist.In this way it is possible to directly open the valve stem to move towards the central injection device, because in the no valve spring must be provided in this area. The for Every single valve provided valve springs are located on the side, where there is sufficient space for their installation.

Besonders vorteilhaft im Sinne der Aufgabenstellung ist es, wenn die Ventile über Kipphebel oder dgl. Bauteile betätigt sind, die von einer Nockenwelle angetrieben werden.In terms of the task, it is particularly advantageous if the valves are actuated via rocker arms or similar components are driven by a camshaft.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Befestigung der Pumpe-Düse, oder einem von Platzbedarf her ähnlichen Bau­ teil, durch eine Pratze und mit Stiftschrauben, deren Achsen in etwa mit den Ventilfederachsen zusammenfallen und durch Bohrungen im Ventilfederteller gehen, erfolgen. Durch die Stiftschrauben wird so eine Verdrehsicherung des Ventilfeder­ tellers erreicht.In a further embodiment of the invention, the attachment the pump nozzle, or a similar construction in terms of space part, through a claw and with studs, their axes approximately coincide with the valve spring axles and through Drill holes in the valve spring plate. Through the Stud bolts thus prevent the valve spring from rotating tellers reached.

Gemäß der Erfindung ist weiters vorgesehen, daß die Ven­ tilfederteller eine längliche Form aufweisen, wobei die grö­ ßere Abmessung in Richtung der Verbindungslinie zwischen den Ventilfederachsen liegt. Dies ergibt eine sehr kompakte Bau­ weise, besonders, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfin­ dung die Ventilfederteller mit ihrer größeren Abmessung senk­ recht zur Verbindungslinie zwischen der Ventilache und der Zylinderachse angeordnet sind.According to the invention it is further provided that the Ven tilfederteller have an elongated shape, the size outer dimension in the direction of the connecting line between the Valve spring axles. This results in a very compact construction wise, especially if according to another characteristic of the inven lower the valve spring retainers with their larger dimensions right to the connecting line between the Ventilache and the Cylinder axis are arranged.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt dieThe following is an embodiment of the invention explained in more detail with reference to the drawings. It shows the

Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Zylinder­ kopfes von oben teilweise im Schnitt und teil­ weise mit abgenommenem Ventilantrieb, die Fig. 1 is a view of a cylinder head according to the invention from above partly in section and partly with the valve drive removed, the

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1, die Fig. 2 shows a section along line II-II in Fig. 1, the

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 1 und die Fig. 3 shows a section along line III-III in Fig. 1 and

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 1. Fig. 4 shows a section according to line IV-IV in FIG. 1.

In einem Zylinderkopf 1 ist eine obenliegende Nockenwelle 2 vorgesehen. Diese weist pro Zylinder vier Nocken 2a zur Betä­ tigung von jeweils einem Einlaßventil 9 bzw. einem Auslaßven­ til 19 sowie eine Nocke 2b zur Ansteuerung der Pumpe-Düse 10 auf. Auf einer Kipphebelwelle 14 sind die Einlaßkipphebel 3, die Auslaßkipphebel 4 sowie der Kipphebel 11 zur Betätigung der Pumpe-Düse gelagert.An overhead camshaft 2 is provided in a cylinder head 1 . This has four cams 2 a for actuation of actuating each an inlet valve 9 or an Auslaßven valve 19 and a cam 2 b for actuating the pump nozzle 10 per cylinder. The inlet rocker arm 3 , the outlet rocker arm 4 and the rocker arm 11 for actuating the pump nozzle are mounted on a rocker arm shaft 14 .

Aus Fig. 2 ist die Betätigung der Ventile 9, 19 genau er­ sichtlich. Die Nockenwelle 2 betätigt den Einlaßkipphebel 3 sowie den Auslaßkipphebel 4, welche um die Kipphebelwelle 14 schwenkbar gelagert sind. Über bekannte hydraulische Ventil­ spielausgleichselemente 13 wird die Betätigungskraft auf die Ventilfederteller 7 eingeleitet, in denen jeweils ein Einlaßventil 9 bzw. ein Auslaßventil 19 verkeilt ist. Über Führungselemente 15 ragen die Ventile 9, 19 in den Zylinder­ raum 16, wobei die Ventilteller nicht näher dargestellt sind. Die Einlaßkanäle 17 und die Auslaßkanäle 18 sind in bekannter Weise ausgebildet. Der Schaft jedes Ventils 9 ist mit einem Ventilkeil 12 in einem Verdrehausgleichselement 5 verkeilt. Dieses Verdrehausgleichselement 5 ist an einem Längenausgleichselement 6 ballig gelagert, welches am Ventil­ federteller 7 aufsitzt. Dieser Ventilfederteller 7 ist läng­ lich ausgebildet und nimmt die Kräfte zweier Ventilfedern 8 auf, die zu beiden Seiten der Ventile 9 bzw. 19 vorgesehen sind. Die Ventilachse 19′ liegt dabei in einer Ebene mit den beiden Achsen 8′ der Ventilfedern 8. Die größere Abmessung des Ventilfedertellers 7 liegt dabei in Richtung der Verbindungs­ linie 8′′ zwischen den Ventilfederachsen 8′ und senkrecht zur Verbindungslinie 9′′, 19′′ zwischen den Ventilachsen 9′, 19′ und der Zylinderachse 16′. Am Führungselement 15 ist ein Dicht­ element 20 vorgesehen, das den Schaft des Ventiles 19 um­ schließt. Die Lagerung der Einlaßventile 9 ist völlig analog aufgebaut.From Fig. 2, the actuation of the valves 9, 19 is exactly he clearly. The camshaft 2 actuates the inlet rocker arm 3 and the outlet rocker arm 4 , which are pivotably mounted about the rocker arm shaft 14 . About known hydraulic valve play compensation elements 13 , the actuating force is introduced to the valve spring plate 7 , in each of which an inlet valve 9 and an outlet valve 19 is keyed. The valves 9, 19 project into the cylinder space 16 via guide elements 15 , the valve disks not being shown in detail. The inlet channels 17 and the outlet channels 18 are formed in a known manner. The stem of each valve 9 is wedged with a valve wedge 12 in a twist compensation element 5 . This twist compensation element 5 is crowned on a length compensation element 6 , which rests on the valve spring plate 7 . This valve spring plate 7 is formed Lich and absorbs the forces of two valve springs 8 , which are provided on both sides of the valves 9 and 19 , respectively. The valve axis 19 ' lies in one plane with the two axes 8' of the valve springs 8 . The larger dimension of the valve spring plate 7 lies in the direction of the connecting line 8 '' between the valve spring axes 8 ' and perpendicular to the connecting line 9'',19'' between the valve axes 9', 19 ' and the cylinder axis 16' . On the guide element 15 , a sealing element 20 is provided, which closes the shaft of the valve 19 . The storage of the inlet valves 9 is constructed completely analogously.

Die Befestigung der Pumpe-Düse 10 erfolgt platzsparend mittels der Pratze 21 und Stiftschrauben 22, deren Achsen zumindest angenähert mit den Ventilfederachsen 8′ zusammenfallen und den Ventilfederteller 7 in Bohrungen durchsetzen. Dadurch wird gleichzeitig eine Verdrehsicherung des Ventilfedertellers 7 erreicht.The attachment of the pump nozzle 10 takes place in a space-saving manner by means of the claws 21 and stud bolts 22 , the axes of which coincide at least approximately with the valve spring axes 8 ' and pass the valve spring plate 7 into bores. As a result, the valve spring plate 7 is secured against rotation.

Aus Fig. 4 ist die Ansteuerung der Pumpe-Düse 10 über den Kipphebel 11 zu sehen. Es ist auch ersichtlich, daß trotz des großen Bauraums, den die Pumpe-Düse 10 in Anspruch nimmt, der Ventilantrieb in äußerst kompakter Weise verwirklicht werden kann.From Fig. 4, the control can be seen the pump nozzle 10 via the rocker arm. 11 It can also be seen that despite the large installation space that the pump nozzle 10 takes up, the valve drive can be implemented in an extremely compact manner.

Claims (5)

1. Brennkraftmaschine mit mehr als zwei Ventilen je Zylinder und einer zentralen Pumpe-Düse oder einem anderen vom Platzbedarf her ähnlichen Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Ventil (9, 19) über einen Ventilfedertel­ ler (7) durch mindestens zwei Ventilfedern (8) in Schließ­ richtung belastet ist, wobei die Resultierende der Ventil­ federkräfte in der Ventilachse (9′, 19′) liegt.1. Internal combustion engine with more than two valves per cylinder and a central pump nozzle or another component similar in terms of space, characterized in that in each case one valve ( 9, 19 ) via a Ventilfedertel ler ( 7 ) by at least two valve springs ( 8 ) is loaded in the closing direction, the resultant of the valve spring forces in the valve axis ( 9 ', 19' ). 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ventile (9, 19) über Kipphebel (3, 4) od. dgl. Bauteile betätigt sind, die von einer Nockenwelle (2) angetrieben werden.2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the valves ( 9, 19 ) via rocker arms ( 3, 4 ) or the like. Components that are driven by a camshaft ( 2 ). 3. Brennkraftmaschine nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Pumpedüse, oder einem vom Platzbedarf her ähnlichen Bauteil, durch eine Pratze (21) und mit Stiftschrauben (22), deren Achsen in etwa mit den Ventilfederachsen (8′) zusammenfallen und durch Bohrungen im Ventilfederteller (7) gehen, erfolgt.3. Internal combustion engine according to claims 1 and 2, characterized in that the attachment of the pump nozzle, or a similar component in terms of space, by a claw ( 21 ) and with studs ( 22 ), the axes of which approximately with the valve spring axes ( 8 ' ) collapse and go through holes in the valve spring plate ( 7 ). 4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ventilfederteller (7) eine längliche Form aufweisen, wobei die größere Abmessung in Richtung der Verbindungslinie (8′′) zwischen den Ventilfe­ derachsen (8′) liegt.4. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the valve spring plate ( 7 ) have an elongated shape, the larger dimension in the direction of the connecting line ( 8 '' ) between the Ventilfe derachsen ( 8 ' ). 5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ventilfederteller (7) mit ihrer größeren Abmessung senkrecht zur Verbindungslinie (9′′, 19′′) zwi­ schen der Ventilachse (9′, 19′) und der Zylinderachse (16′) angeordnet sind.5. Internal combustion engine according to claim 4, characterized in that the valve spring plate ( 7 ) with its larger dimension perpendicular to the connecting line ( 9 '', 19 '' ) between the valve axis ( 9 ', 19' ) and the cylinder axis ( 16 ' ) are arranged.
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