DE4232783C2 - Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit einer Pumpedüse-Einheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger, mit einer Pumpedüse-Ein­ heit bestückter Zylinderkopf ist aus der DE-OS 41 22 284 in der Weise bekannt, daß die Pumpedüse-Einheit, die über zwei einen Kipphebel zwischen sich einschließende Arme die zuge­ hörige Kipphebelachse lagert, mittels eines an ihr vorgesehenen Befestigungsflansches auf einer Auflagefläche des eigentlichen Zylinderkopfes aufsitzt. Zur Lagerung der dem Kipphebel zuge­ ordneten Nockenwelle dienen auf eine weitere, zu der erstgenann­ ten Auflagefläche unter einem Winkel verlaufende Auflagefläche des eigentlichen Zylinderkopfes aufgeschraubte Lagerbrücken. Ein derartiger Befestigungsflansch, wie er auch in der Konstruktion nach der DE-OS 39 28 104 Verwendung findet, kann insbesondere dann Platzschwierigkeiten mit sich bringen, wenn der Zylinderkopf mit einer größeren Anzahl von Gaswechselventi­ len, beispielsweise je zwei Ein- und Auslaßventilen, je Brenn­ raum versehen ist. Auch erfordern die beiden erwähnten, nicht in einer Ebene verlaufenden Auflageflächen am eigentlichen Zylin­ derkopf einen relativ hohen Fertigungsaufwand, da sie maßgenau hergestellt werden müssen und ihre Fertigung infolge des Winkels zwischen ihnen zwei Aufspannungen erfordert.

Zum Stand der Technik - siehe hierzu u. a. die US-PS 4 522 182 und die US-4 602 604 - gehören auch Konstruktionen, bei denen ein und dieselbe Nockenwelle Nocken zur Betätigung der Pumpedüse-Einheit und der Gaswechselventile trägt. In der Konstruktion nach der zweitgenannten Schrift ist eine Lagerbrücke vorhanden, die so­ wohl von der Kipphebelachse durchsetzt ist als auch ein halb­ schalenförmiges Lager für die Nockenwelle bildet. In Abweichung von dem gattungsgemäßen Zylinderkopf weisen diese beiden Pumpe­ düse-Einheiten jedoch keine Lager für die Kipphebelachse auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zylinderkopf mit einer Pumpedüse-Einheit zu schaffen bei dem die Pumpedüse-Einheit einen nur geringen Einbauraum benötigt, sich auch bei je zwei Ein- und Auslaßventilen je Brennraum und geringem Brennraumabstand unterbringen läßt und der Herstel­ lungsaufwand gering ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausbil­ dungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Bei der Erfindung wird also die Pumpedüse-Einheit über die Kipp­ hebelachse und die Lagerböcke für diese auf dem Zylinderkopf be­ festigt, so daß der beim eingangs diskutierten Stand der Technik vorgesehene Befestigungsflansch entfällt und die Einheit selbst daher seitlich nur noch eine geringe Ausladung aufweist. Die mo­ dulare Bauweise bleibt voll erhalten. Die Erfindung ermöglicht die Anbringung der Einheit auch bei Zylinderköpfen mit je zwei Ein- und Auslaßventilen, zumal die Lagerböcke außerhalb des für die Ventile erforderlichen Platzes am Rand des Zylinderkopfes befestigt werden können. Auch die Hebelarme der angreifenden Kräfte werden durch die Erfindung wirksam verringert, indem die Kräfte über die Lagerböcke zur Ableitung kommen und nicht mehr in die Pumpedüse-Einheit gelangen. Zudem können die Zylinderab­ stände verkleinert werden.

Durch den Parallelverlauf der Nockenwelle und der Befestigung der Pumpedüse-Einheit über die Kipphebelachse und die Lagerböcke für diese können die eine genaue Fertigung erfordernden Flächen in eine Ebene verlagert und in einer Aufspannung bearbeitet werden. Da zumindest eine Teillagerung der Kipphebelachse und der Nockenwelle in den Lagerböcken und damit im Zylinderkopf liegt, sind die Abstände zueinander leicht festzulegen und kön­ nen sich nicht mehr verändern.

Bei Vorhandensein eines Ausweichkolbens in der Pumpedüse-Einheit für die Voreinspritzung von Kraftstoff ist es zweckmäßig, die entsprechende Aufnahmebohrung gegenüber dem Hochdruck-Pumpenteil und dem Einspritzdüsenteil seitlich versetzt und nicht zwischen beiden Teilen vorzusehen. Durch diese Maßnahme erhält die Pumpe­ düse-Einheit eine noch schlankere Form und ihre Bauhöhe verrin­ gert sich.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an­ hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Pumpedüse-Einheit nach der Erfindung, aufgebaut auf einem nur angedeu­ teten Zylinderkopf,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Pumpedüse-Einheit, jedoch ohne die am Zylinderkopf angeordneten Ein- und Auslaßventile,

Fig. 3 einen Schnitt III-III durch die Anordnung gemäß Fig. 2,

Fig. 4 einen Querschnitt der Fig. 2 und

Fig. 5 in einer Draufsicht ein weiteres Ausführungsbeispiel.

In Fig. 1 ist ein Zylinderkopf 1 angedeutet, auf dem ein Lager­ bock 2 befestigt ist. An der unteren, in fertigungsfreundlicher Weise ebenen Auflagefläche 3 weist der Lagerbock 2 die halb­ kreisförmige Ausnehmung 4 auf, die zusammen mit einer gleichen Ausnehmung im Zylinderkopf 1 ein Lager für die Nockenwelle 5 bildet. An dem auf der Nockenwelle 5 befestigten Nocken 6 liegt die im Kipphebel 7 gelagerte Rolle 8 an. Der Kipphebel 7 ist auf der Kipphebelachse 9 schwenkbar gelagert und wirkt mit seinem freien Ende 7a auf das Betätigungsglied 10 für eine nur in An­ sicht dargestellte Hochdruck-Einspritzpumpe 11a.

Unterhalb des freien Endes 7a befindet sich die in den Zylin­ derkopf 1 hineinragende Pumpedüse-Einheit 11, die aus dem Hoch­ druck-Pumpenteil 11a und dem Kraftstoff-Einspritzdüsenteil 11b besteht. Beide Teile 11a und 11b sind unmittelbar hintereinander angeordnet, und seitlich neben ihrem Übergangsbereich ist die schräg angeordnete Bohrung 12 für einen Ausweichkolben er­ kennbar. Am oberen Ende der Pumpedüse-Einheit 11 sind seitlich zwei auskragende Arme 13 angebracht, die an ihren freien Enden die Kipphebelachse 9 umgreifen und fest mit dieser verbunden sind. Die Längsachse x des Hochdruck-Pumpenteils 11a verläuft zur Längsachse y des Kraftstoff-Einspritzdüsenteils 11b paral­ lel, jedoch im Abstand A seitlich versetzt.

In Fig. 2 ist wieder die Nockenwelle 5 mit dem Nocken 6 er­ sichtlich, auf dem die am Kipphebel 7 gelagerte Rolle 8 anliegt. Ferner sind die Pumpedüse-Einheit 11 und die quer verlaufende Bohrung 12 dargestellt, in der der Ausweichkolben 14 angedeutet ist. Die Lagerböcke 2 sind seitlich am Zylinderkopf angeordnet und im Beispiel durch drei Schrauben 15 fest mit diesem verbun­ den. Die Kipphebelachsen 9 von zwei nebeneinander liegenden Zy­ lindern sind durch eine Schraube 16 an den Lagerböcken 2 be­ festigt. Dadurch können die einzelnen Zylinder näher aneinander angebaut und die gesamte Motorlänge verkürzt werden. Zwischen dem Nocken 6 und den Lagerböcken 2 befindet sich ausreichend freier Raum für die Unterbringung von je zwei Ein- und Auslaß­ kanälen, die zu den lediglich durch ihren Mittelpunkt 17 gekenn­ zeichneten Ein- und Auslaßventilen führen.

Aus Fig. 3 ist die Befestigung der Kipphebelachse 9 im Lager­ bock 2 deutlich erkennbar. In letzterem ist eine kreisabschnitt­ förmige Ausnehmung 18 angebracht, in der die Kipphebelachse 9 gelagert ist. An den Enden jeder Kipphebelachse 9 sind eine Ab­ flachung 19 und eine Bohrung 20 vorgesehen, durch welche die mit ihrem Kopf 21 an der Abflachung 19 anliegende Schraube 16 hin­ durchgeführt und im Lagerbock 2 eingeschraubt ist. Schließlich sind auch noch die den Lagerbock 2 mit dem Zylinderkopf 1 ver­ bindenden Schrauben von der Seite gesehen erkennbar. Über die Kipphebelachse 9 bilden die Lagerböcke 2 die Befestigung der Pumpedüse-Einheit 11, so daß ein platzaufwendiger Befestigungs­ flansch für diese fehlt.

In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 ist ange­ nommen, daß im eigentlichen Zylinderkopf 40 je Brennraum vier Gaswechselventile 41, 42, 43 und 44 vorgesehen sind, die eine in Draufsicht (Fig. 5) kreuzähnliche Anordnung bilden und die un­ ter Zwischenschaltung weiterer Kipphebel 45, 46, 47 und 48 von Nocken 49, 50, 51 und 52 betätigt werden, die auf der Nockenwel­ le 53 sitzen, die auch den Nocken 54 zur Betätigung der Pumpedü­ se-Einheit 55 trägt. Dabei können, wie in Fig. 5 für den Kipp­ hebel 47 gezeigt, zumindest einzelne der Kipphebel derart ge­ krümmte Bereiche aufweisen, daß sie die Pumpedüse-Einheit 55 um­ greifen. Die Ventile und die Pumpedüse-Einheit verlaufen pa­ rallel zueinander und zur Längsachse des zugeordneten Zylinders.

Wie schon in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Einspritznocken 54 einerseits und dem Betätigungsglied 56 der Pumpedüse-Einheit 55 andererseits ein Kipphebel 57 angeord­ net, der mit der Rolle 58 reibungsarm auf dem zugeordneten Nocken 54 aufliegt und der in bereits beschriebener Weise sowohl über Arme 59 an der Pumpedüse-Einheit 55 gelagert als auch mit­ tels Schrauben 60 an seitlich angeordneten Lagerböcken 61 und 62 befestigt ist, die ihrerseits mittels Schrauben 63 bzw. Zylin­ derkopfschrauben 64 mit der ebenen Auflagefläche 65 auf den eigentlichen Zylinderkopf 40 aufgespannt sind.

Wie in Fig. 4 bei 66 angedeutet, kann die Druckmittelversorgung von hydraulischen Ventilspielausgleichsvorrichtungen 67 über Öl­ bohrungen in den Kipphebelachsen und in den Kipphebeln erfolgen, die den einzelnen Ventilen zugeordnet sind.

Wie aus der Draufsicht der Fig. 5 erkennbar, liegt eines der Ventile, nämlich das Ventil 44, unter dem der Pumpedüse-Einheit 55 zugeordneten Kipphebel 57. Gemäß der Darstellung in Fig. 4 ist die Anordnung seines Kipphebels 48 so gewählt, daß seine Kippachse unterhalb der Nockenwelle 53 bzw. auf der dem Ein­ spritzkipphebel 59 abgekehrten Seite der Nockenwelle 53 liegt. In Verbindung mit der gewählten Anordnung der Gaswechselventile 41, 42, 43 und 44, nämlich etwa in Form eines leicht gegen die Maschinenlängsachse bzw. die Achse der Nockenwelle verdrehten Kreuzes, ergibt sich so eine besonders kompakte Anordnung, ohne daß störende Beschränkungen hinsichtlich der Ausbildung und An­ ordnung einzelner Bestandteile inkauf genommen werden müssen.

Claims (13)

1. Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit Gaswechselventi­ len und einer Pumpedüse-Einheit zum Einspritzen von Kraft­ stoff, die einen Hochdruck-Pumpenteil, eine integrierte Kipp­ hebelachsenlagerung und einen Kraftstoff-Einspritzdüsenteil enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipphebelachse (9) außerhalb der Lagerung (Arme 13) in Lagerböcken (2) befestigt ist, die in einem rechten Winkel zu ihr seitlich auf einer Auflagefläche des Zylinderkopfs (1) angeordnet sind und zugleich Befestigungen der Pumpedüse-Einheit (11) bilden.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerböcke (2) an ihrer dem Zylinderkopf (1) abgewandten Sei­ te je ein kreisabschnittförmiges bis halbkreisförmiges Teil­ lager (18) zur Aufnahme der Kipphebelachse (9) aufweisen.

3. Zylinderkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipphebelachse (9) im Bereich der Lagerböcke (2) eine Abfla­ chung (19) und eine senkrecht zu dieser verlaufende Bohrung (20) zur Aufnahme einer Schraube (16) aufweist, welche nach Einschrauben in den Lagerbock (2) mit ihrem Kopf (21) an der Abflachung (19) anliegt.

4. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lagerböcke (2) an ihrer dem Zylinder­ kopf (1) zugewandten Auflagefläche (3) je eine halbkreisför­ mige Ausnehmung (4) für ein Lager einer der Pumpedüse-Einheit (11) zugeordneten Nockenwelle (5) aufweisen.

5. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lagerböcke (2) mittels Schrauben (15) auf dem Zylinderkopf (1) befestigt sind.

6. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Hochdruck-Pumpenteil (11a) und der Ein­ spritzdüsenteil (11b) unmittelbar hintereinander und ihre Längsachsen (x, y) parallel zueinander verlaufend angeordnet sind.

7. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Hochdruck-Pumpenteil (11a) und der Kraftstoff-Einspritzdüsenteil (11b) auf einer gemeinsamen Längsachse (x, y) unmittelbar hintereinander angeordnet sind.

8. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 6 oder 7 mit einer Pumpedüse- Einheit, welche zusätzlich eine Bohrung zur Aufnahme eines Ausweichkolbens für die Voreinspritzung von Kraftstoff auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (12) gegenüber dem Hochdruck-Pumpenteil (11a) und dem Kraftstoff-Einspritz­ düsenteil (11b) seitlich versetzt und quer zu den Längsachsen (x, y) derselben verlaufend angeordnet ist.

9. Zylinderkopf nach Anspruch 4 oder Anspruch 4 und einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenwel­ le (53) außer einem Nocken (54) zur Betätigung der Pumpedüse- Einheit (55) weitere Nocken (49, 50, 51, 52) zur Betätigung der Gaswechselventile (41, 42, 43, 44) über weitere Kipp- oder Schwinghebel (45, 46, 47, 48) trägt.

10. Zylinderkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß je Brennraum vier Gaswechselventile (41, 42, 43, 44) in in Draufsicht kreuzähnlicher Anordnung um die Pumpedüse-Einheit (55) vorhanden sind, zumindest einer (47) der weiteren Kipp- oder Schwinghebel unterhalb des der Pumpedüse-Einheit (55) zugeordneten Kipphebels (57) verläuft und unterhalb der Nockenwelle (53) gelagert ist.

11. Zylinderkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer (47) der weiteren Kipp- oder Schwinghebel die Pumpedüse-Einheit (55) mit einem in Draufsicht gekrümmten Be­ reich umgreift.

12. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaswechselventile (41, 42, 43, 44) und die Pumpedüse-Einheit (55) parallel zueinander verlaufen.

13. Zylinderkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaswechselventile (41, 42, 43, 44) und die Pumpedüse- Einheit (55) parallel zur Längsachse eines zugehörigen Zylinders verlaufen.