DE4137561A1 - Zylinderkopf fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents
Zylinderkopf fuer eine brennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zylinderkopf für
eine Brennkraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Bei derartigen Brennkraftmaschinen befindet sich in dem
Raum zwischen dem Zylinderkopf und der Zylinderkopfhaube
stets eine gewisse Menge an Schmieröl, das von der
Schmierölpumpe zu den Nockenwellenlagern gefördert wird,
aus diesen Lagern austritt und durch Rücklaufbohrungen im
Zylinderblock und im Zylinderkurbelgehäuse in die Ölwanne
zurückfließt. Die in dem genannten Raum im Betrieb stets
verbleibende Ölmenge kann recht beträchtlich sein, insbe
sondere wenn auch noch hydraulische Tassenstößel zum
selbsttätigen Ventilspielausgleich vorgesehen sind. Um
ein möglichst schnelles Rückführen dieses Öls in die Öl
wanne zu erreichen, laufen die Nocken in muldenförmigen
Vertiefungen des Zylinderkopfes, in denen sich das Öl
sammelt und von denen die Ölrücklaufbohrungen ausgehen.
Es hat sich nun gezeigt, daß ein Teil des sich in diesen
Mulden ansammelnden Schmieröls von den Nocken mitgenommen
wird, was insbesondere bei hochdrehenden Brennkraftma
schinen zu einem merklichen Leitungsverlust führt und ein
starkes Verschäumen des Öls zur Folge hat. Da die Kurbel
gehäuseentlüfung in der Regel über den Zylinderkopf er
folgt, der zu diesem Zweck mit dem Ansaugsystem der
Brennkraftmaschine verbunden ist, bereitet dieses Ver
schäumen erhebliche Probleme, denn es muß sichergestellt
sein, daß die dem Ansaugsystem zugeführten Dämpfe mög
lichst ölfrei sind. Der zu diesem Zweck im Zylinderkopf
vorgesehene Ölabscheider muß dann verhältnismäßig aufwen
dig aufgeführt werden, was Platzprobleme mit sich bringt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylinder
kopf der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem die
Verwirbelung des Öls im Zylinderkopf und die damit ver
bundene Leistungseinbuße und Ölverschäumung auf ein Min
destmaß reduziert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzei
chen den Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag wird das von den
Nocken der Nockenwelle mitgerissene Schmieröl gezielt zu
Rücklaufkanälen geführt, so daß die Verwirbelung des Öls
in dem von der Zylinderkopfhaube umschlossenen Raum weit
estgehend vermieden ist. Die Erfindung ist dabei insbe
sondere bei Zylinderköpfen von geneigt eingebauten Zylin
derreihen z. B. von V-Motoren, von Vorteil bei denen die
tieferliegende Nockenwelle eine Drehrichtung hat, bei der
die Nocken das Öl gegen die Zylinderkopfhaube schleudern,
da das Öl ohne den erfindungsgemäßen Vorschlag durch die
Schwerkraft immer wieder in den Bereich der Nocken ge
langt und sich mit zunehmender Drehzahl eine regelrechte
umlaufende Ölwalze bildet. Dieser Umstand wird bei Mehr
ventilmotoren mit zwei obenliegenden Nockenwellen und die
dadurch bedingten beengten Platzverhältnisse zusätzlich
verstärkt.
Durch die jedem Nocken zugeordnete Ölfangwand werden die
von den Nocken mitgenommenen und abgeschleuderten Öl
tröpfchen in den Ölführungskanal geleitet und sie werden
durch die ihnen innewohnende kinetische Energie in den
Ölrücklaufkanal befördert.
Zusätzlich kann auch eine Abscheidung des Ölnebels an der
Nockenwelle zwischen den Nocken vorgesehen werden, indem
dort ebenfalls Ölfangwände vorgesehen werden, die sich
von einer Stellen nahe des Wellenschaftes zu dem Rück
laufkanal erstrecken.
Die den einzelnen Nocken und die dem Wellenschaft zwi
schen den Nocken zugeordneten Ölfangwände können zusammen
mit den Kanalwänden von einem einzigen, aus Blech oder
Kunststoff bestehenden und sich über die ganze Länge der
Nockenwelle erstreckenden Bauteil gebildet sein, das vor
zugsweise im Bereich der Nockenwellenlager am Zylinder
kopf befestigt ist. Alternativ ist es denkbar, zumindest
die Kanalwände, die mit den den Nocken zugeordneten Öl
fangwänden die Ölführungskanäle bilden, an die Zylinder
kopfhaube anzuformen bzw. diese entsprechend auszubilden.
Dabei ist es auch möglich, daß sich ein einziger Ölfüh
rungskanal über die ganze Länge der Zylinderkopfhaube
erstreckt und die Rücklaufkanäle am vorderen und/oder
hinteren Ende des Zylinderkopfes angeordnet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt eines Zylinderkopfes mit zwei
Nockenwellen etwa entlang der Linie 1-1 in Fig. 2
Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt entlang der Linie 2-2 in
Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht des Zylinderkopfes bei abgenomme
ner Zylinderkopfhaube und ohne Ölfangeinrichtung,
und
Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht der Ölfangein
richtung.
Der in Fig. 1 dargestellte Zylinderkopf 1 ist zur Senk
rechten geneigt, wie dies bei V-Brennkraftmaschinen zwin
gend und bei Reihen-Brennkraftmaschinen, die zum Einbau
in Kraftfahrzeugen bestimmt sind, häufig zu finden ist.
Auf dem Zylinderkopf sind eine Einlaßnockenwelle 2 mit
Nocken 3 zur Betätigung eines darunterliegenden Einlaß
ventils 4 und eine Auslaßnockenwelle 5 mit Nocken 6 zur
Betätigung eines darunterliegenden Auslaßventils 7 in
Lagern 8 bzw. 9 gelagert. Ihre Drehrichtung ist durch die
Pfeile in Fig. 1 veranschaulicht. Die Lager 8 und 9 der
Nockenwellen 2, 5 und die hydraulischen Tassenstößel 10,
über welche im Ausführungsbeispiel die Ventile 4 und 7
betätigt werden, werden durch nicht gezeigte Bohrungen im
Zylinderkopf 1 und im Zylinderkurbelgehäuse 11 in übli
cher Weise von einer Ölpumpe mit Schmieröl aus der Ölwan
ne der Brennkraftmaschine versorgt. Der Zylinderkopf 1
ist von einer Zylinderkopfhaube 12 abgedeckt, wodurch ein
Raum 13 begrenzt wird, in den ein Entlüfungskanal 14 für
die Kurbelgehäusedämpfe mündet und von dem eine Leitung
15 ausgeht, durch den die Kurbelgehäusedämpfe dem Ansaug
system der Brennkraftmaschine zugeführt werden. Die
Nocken 3 und 6 laufen in muldenförmigen Vertiefungen 16
bzw. 17 in der Oberseite des Zylinderkopfes 1, von denen
Ölrücklaufbohrungen 18 ausgehen, von denen nur eine für
einen Nocken 6 der Auslaßnockenwelle 5 dargestellt ist.
Die Rücklaufbohrung 18 ist durch eine Bohrung 19 im Zy
linderkopf 1 und eine Bohrung 20 im Zylinderkurbelgehäuse 11
mit der nichtdargestellten Ölwanne in Verbindung.
Aus den Lagerstellen der Nockenwellen und der Tassenstö
ßel austretendes Schmieröl sammelt sich in den muldenför
migen Vertiefungen 16 und 17 und soll durch die Ölrückl
aufbohrungen 18 abgeführt werden. In der Praxis hat sich
nun gezeigt, daß bei großen Ölmengen im Zylinderkopf, die
insbesondere bei Brennkraftmaschinen mit Hydrostößeln
auftreten, das sich in den Mulden 16 und 17 ansammelnde
Öl nicht schnell genug unter Schwerkrafteinwirkung in die
Ölwanne zurückfließt, sondern vor allem bei schnellaufen
den Brennkraftmaschinen von den Nocken mitgerissen wird.
Dies ist insbesondere der Fall für die Nocken 6 der tie
ferliegenden Nockenwelle 5 bei einem schrägliegenden Zy
linderkopf 1 gemäß Fig. 1, da sich bei dieser Anordnung
auch ein Großteil des von den Nocken 3 der höherliegenden
Nockenwelle 2 mitgenommene Öls in Richtung auf die tie
ferliegende Nockenwelle 5 geschleudert wird und in den
Bewegungsbereich der Nocken 6 dieser Nockenwelle 5 ge
langt. Damit wird eine umlaufende Ölwalze erzeugt, die
einen merklichen Leistungsverlust zur Folge hat. Überdies
tritt ein starkes Verschäumen des Öls in dem Raum 13 zwi
schen Zylinderkopf 1 und Zylinderkopfhaube 12 ein, wo
durch das Abscheiden von Öl aus den Kurbelgehäusedämpfen
in dem Raum 13 erschwert wird und nur mit erhebeliche
Aufwand sichergestellt werden kann, daß weithgehend ent
ölte Kurbelgehäusedämpfe in das Ansaugsystem zurückge
führt werden.
Um hier Abhilfe zu schaffen, ist eine Ölfangeinrichtung
vorgesehen, die für jeden Nocken 6 der tieferliegende
Nockenwelle 5 eine gekrümmte Ölfangwand 21 aufweist, die
den Nocken 6 teilweise umgibt und sich in der Drehrich
tung dieser Nockenwelle erstreckt und mit ihrem hinteren
Ende 22 bis nahe an den Kreis 23 reicht, der von der
Spitze des Nockens 6 beschrieben wird. Die Ölfangwand 21
ist mit Abstand von einer ebenfalls gekrümten Kanalwand
24 umgeben, die mit der Ölfangwand 21 einen Ölführungska
nal 25 begrenzt, dessen hinteres Ende 26 zu dem den
Nocken 6 aufnehmenden Raum hin offen und dessen vorderes
Ende 27 im wesentlichen auf die Mündung 28 mindestens
eines im Zylinderkopf 1 angeordenten Ölrücklaufkanals 29
gerichtet ist, der mit der Ölrücklaufbohrung 19 in Ver
bindung steht. Das von dem Nocken 6 mitgerissene Öl wird
nun in den Ölführungskanal 25 geschleudert und durch die
ihm durch die Drehung des Nockens 6 erteilte kinetische
Energie in den Ölrücklaufkanal 29 befördert. Das Entste
hen einer umlaufenden Ölwalze ist dadurch wirksam verhin
dert.
Um auch den um die Nockenwelle 5 zwischen benachbarten
Nocken 6 sich bildenden Ölnebel zu erfassen, sind im Aus
führungsbeispiel zwischen benachbarten Nocken 6 zweite,
ebenfalls in Nockenwellen-Drehrichtung verlaufende Öl
fangwände 30 vorgesehen, die sich von einer Stelle nahe
des Umfanges der Nockenwelle 5 bis nahe an die Mündung 28
des Rücklaufkanals 29 erstreckt, so daß der erwähnte Öl
nebel entsprechend den Pfeilen abgeführt wird.
Da von der ersten Ölfangwand 21 nicht sämtliches von dem
Nocken 6 mitgerissenes Öl erfaßt werden kann, ist eine
dritte gekrümmte Ölfangwand 31 vorgesehen, die sich in
Nockenwellen-Drehrichtung in einem Abstand an das vordere
Ende der ersten Ölfangwand 21 anschließt und ebenso wie
diese von einer Stelle nahe des Kreises 23 ausgeht, den
die Spitze des Nockens 6 beschreibt. Wie durch die Pfeile
verdeutlicht, wird das von der Ölfangwand 31 aufgenommene
Öl wiederum in Richtung auf die Mündung 28 des Ölrückl
aufkanals 29 geleitet.
Um alle Ölfangwände für eine Nockenwelle in einem einzi
gen Bauteil verwirklichen zu können, sind die Ölfangwände
30 und 31 jeweils durch eine senkrecht zur Nockenwelle
und nahe der betreffenden Stirnfläche des Nockens 6 ver
laufende Querwand 32 und die einem Nocken zugeordneten
Ölfangwände 31 und 21 durch eine nahe der anderen Stirn
fläche des Nockens verlaufende Querwand 33 (Fig. 2) mit
einander verbunden, die gleichzeitig die Verbindung zwi
schen der ersten Ölfangwand 21 und der Kanalwand 24 her
stellt, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Das so ge
bildete, in Fig. 4 perspektivisch dargestellte Bauteil,
das aus Blech oder Kunststoff bestehen kann, wird im Be
reich der Nockenwellenlager, wie in Fig. 2 gezeigt, befe
stigt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, kann sich eine gemeinsame
erste Ölfangwand 21 und eine gemeinsame Kanalwand 24 über
alle zwischen zwei Lagerstellen 9 liegende Nocken 6 er
strecken.
Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kön
nen insbesondere die Kanalwände 24 an die Zylinderkopf
haube 12 angeformt werden, wodurch sich der Aufbau der
Ölfangeinrichtung beträchtlich vereinfacht.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Abwandlung des
Ausführungsbeispiels kann sich die Kanalwand 24 über alle
Nocken der Nockenwelle erstrecken, wobei der Ölführungs
kanal 25 zwischen den ersten Ölfangwänden 21 geschlossen
ist und lediglich an einem oder beiden Enden Ölaustritt
söffnungen aufweist, durch welche das Öl in am vorderen
und/oder hinteren Ende des Zylinderkopfs angeordente Öl
rückführungskanäle gelangen kann.
Selbstverständlich ist die Erfindung auch bei Zylinder
köpfen mit nur einer Nockenwelle und bei Zylinderköpfen
für nicht geneigte Zylinderreihen mit Erfolg anwendbar,
auch wenn das durch die Erfindung zu lösende Problem ver
stärkt bei Zylinderköpfen für geneigt angeordnete Zylin
derreihen auftritt.
Claims (8)
1. Zylinderkopf für eine Zylinderreihe einer Brennkraftma
schine mit mindestens einer Nockenwelle (5), die in
Lagern (9) im Zylinderkopf (1) gelagert ist und zwi
schen den Lagern Nocken (6) zur Betätigung von darunter
liegenden Gaswechselventilen (7) aufweist und die von
einer Zylinderkopfhaube (12) abgedeckt ist, und mit
mindestens einer Rücklaufbohrung (18) zum Rückführen
von Schmieröl aus dem Zylinderkopf (1) in die Ölwanne
der Brennkraftmaschine, gekennzeichnet
durch eine Ölfangeinrichtung, die für jeden Nocken (6)
eine diesen oben, d. h. auf der von dem Ventil (7) ab
gewandten Seite, zumindest teilweise umgebende in Dreh
richtung der Nockenwelle (5) verlaufenden gekrümmten
ersten Ölfangwand (21) aufweist, die von einer Stelle
nahe des von der Nockenspitze beschriebenen Kreises
(23) ausgeht und um die sich in einem Abstand eine Ka
nalwand (24) erstreckt, die mit der Ölfangwand (21) ei
nen Ölführungskanal (25) begrenzt, der an seinem in
Nockenwellen-Drehrichtung hinteren Ende (26) zu dem den
Nocken (6) aufnehmenden Raum hin offen und mit seinem
in der genannten Drehrichtung vorderen Ende (27) auf
die Mündung (28) eines im Zylinderkopf angeordneten Öl
rücklaufkanals (29) gerichtet ist.
2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die erste Ölfangwand (21) über einen kleineren
Winkelbereich erstreckt als die Kanalwand (24) und, in
Drehrichtung der Nockenwelle (5) gesehen, hinter dem
hinteren Ende der Kanalwand (24) beginnt und vor dem
vorderen Ende dieser Wand endet.
3. Zylinderkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen benachbarten Nocken (6) zweite
in Nockenwellen-Drehrichtung verlaufende Ölfangwände
(30) vorgesehen sind, die sich von einer Stelle nahe
der Nockenwelle (5) bis nahe an die Mündung (28) des
Rücklaufkanals (29) erstrecken.
4. Zylinderkopf nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß sich in Nockenwellen-Drehrichtung in
einem Abstand an das vordere Ende der ersten Ölfangwand
(21) eine dritte gekrümmte Ölfangwand (31) anschließt,
die ebenfalls von einer Stelle nahe des von der Nocken
spitze beschriebenen Kreises (23) ausgeht und mit der
benachbarten zweiten Ölfangwand (30) durch eine senk
recht zur Nockenwelle (5) und nahe an der betreffenden
Stirnfläche des Nockens (6) verlaufende Querwand (32)
verbunden ist.
5. Zylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sich eine gemeinsame erste
Ölfangwand (21) und eine gemeinsame Kanalwand (24) über
alle zwischen zwei Lagerstellen (9) liegende Nocken (6)
erstreckt.
6. Zylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ölfangwände (21, 30,
31) und die Kanalwände (24) für die gesamte Nockenwelle
von einem einzigen Bauteil gebildet sind, das im Be
reich der Nockenwellenlager (9) mit dem Zylinderkopf
(1) verbunden ist.
7. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest die Kanalwände (24) an
die Zylinderkopfhaube (12) angeformt sind.
8. Zylinderkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß sich der von den Kanalwänden (24) und den ersten
Ölfangwänden (21) begrenzte Ölführungskanal (25) über
die ganze Länge der Nockenwelle erstreckt und Ölrück
führungskanäle am vorderen und/oder hinteren Ende des
Zylinderkopfes (1) angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914137561 DE4137561A1 (de) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | Zylinderkopf fuer eine brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914137561 DE4137561A1 (de) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | Zylinderkopf fuer eine brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4137561A1 true DE4137561A1 (de) | 1993-05-19 |
Family
ID=6444856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914137561 Withdrawn DE4137561A1 (de) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | Zylinderkopf fuer eine brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4137561A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1077213C (zh) * | 1997-09-14 | 2002-01-02 | 本田技研工业株式会社 | 前倾发动机的润滑构造 |
DE102004034912B4 (de) * | 2003-07-25 | 2013-04-11 | Mitsubishi Jidosha Kogyo K.K. | Zylinderkopfstruktur eines Motors |
Citations (3)
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---|---|---|---|---|
US3875908A (en) * | 1973-06-18 | 1975-04-08 | Eaton Corp | Valve gear and lash adjuster for same |
DE3710078C1 (de) * | 1987-03-27 | 1988-02-25 | Bayerische Motoren Werke Ag | Zylinderkopf fuer eine Brennkraftmaschine |
DE3941833C1 (en) * | 1989-12-19 | 1991-01-17 | Mercedes-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De | IC engine camshaft lubrication system - incorporates vanes to collect oil slung off shaft and cams |
-
1991
- 1991-11-15 DE DE19914137561 patent/DE4137561A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |