DE4236600C2

DE4236600C2 - Ventilbetätigungsmechanismus für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4236600C2
Application number: DE19924236600
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Baretzky
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1999-03-11
Anticipated expiration: 2012-10-30
Also published as: DE4236600A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilbetätigungsmechanismus für eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine entsprechend dem Oberbe griff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Brennkraftmaschinen dieser Art (z. B. EP 0 367 532 A1) sind die Schlepphebel auf Achsen gelagert, die zwischen den beiden Nockenwellen im Zylinderkopf angebracht sind. Die Kon taktstelle der Schlepphebel mit ihren Ventilen liegt daher seitlich außerhalb der Nockenwellen, was große Ventilwinkel, d. h. stark schräggestellte Ventile zur Folge hat, die zu einer ungünstigen Brennraumform führen. Es ist auch bekannt(z. B. DE 34 15 245 A1), die Schlepphebelachsen seitlich außerhalb der Nockenwellen anzuordnen. Damit können zwar kleinere Ven tilwinkel, also weniger geneigte Ventile verwirklicht werden, jedoch wird die Baubreite des Zylinderkopfes vergrößert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ventilbetätigungsmechanis mus der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit dem kleine Ven tilwinkel ohne Vergrößerung der Baubreite des Zylinderkopfes verwirklicht werden können und der sich durch einen wesent lich einfacheren Aufbau auszeichnet. Diese Aufgabe wird erfin dungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schlepphebel für die auf der einen Seite der Längsmittelebene des Zylinderkopfes ange ordneten Ventile auf der auf der anderen Seite dieser Längs mittelebene angeordneten Nockenwelle gelagert sind.

Der erfindungsgemäße Vorschlag ermöglicht kleine Ventilwinkel ohne Verbreiterung des Zylinderkopfes. Darüber hinaus ist durch den Wegfall eigener Achsen für die Lagerung der Schlepp hebel der Ventiltrieb erheblich vereinfacht und verbilligt. Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Lösung besteht darin, daß ein und derselbe Zylinderkopf ohne wesentliche Änderung wahlweise zur Betätigung der Ventile über Schlepphebel oder zur direkten Betätigung durch die Nocken der darüberliegenden Nockenwelle über Tassenstößel ausgebildet sein kann, wenn, wie bei Tassenstößel- Motoren üblich, die Längsachsen der auf einer Seite der genannten Längsmittelebene liegenden Ventile die Drehachse der auf dieser Seite liegenden Nockenwelle schneiden oder in geringem Abstand kreuzen.

Normalerweise steuert bei einer Brennkraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen die eine Nockenwelle die Auslaßven tile und die andere Nockenwelle die Einlaßventile. Bei dem erfindungsgemäßen Vorschlag sind also die Schlepphebel für die Betätigung der Einlaßventile auf der Auslaßnockenwelle und die Schlepphebel für die Betätigung der Auslaßventile auf der Ein laßnockenwelle gelagert.

Die Erfindung kann für eine Brennkraftmaschine mit einem Ein laß- und einem Auslaßventil pro Zylinder verwendet werden, insbesondere aber bei einer Brennkraftmaschine mit mehreren Einlaß- und Auslaßventilen pro Zylinder. Dabei ist es nicht erforderlich, daß alle Ventile über Schlepphebel betätigt werden, sondern es können auch einzelne Ventile direkt über Tassenstößel von Nocken der darüberliegenden Nockenwelle betä tigt werden, wenn, wie vorher erwähnt, die Nockenwelle so angeordnet ist, daß die Ventilachsen die Drehachse der Nocken welle schneiden oder in geringem Abstand kreuzen.

Handelt es sich um eine Brennkraftmaschine mit pro Zylinder mindestens zwei Ventilen auf jeder Seite der genannten Längs mittelebene und einem zentralen Dom pro Zylinder zur Aufnahme einer Zündkerze oder eines Einspritzventils, so werden die Schlepphebel für zwei auf der einen Seite der genannten Längs mittelebene liegenden Ventile zwischen zwei Nocken der Nocken welle auf der anderen Seite der Längsmittelebene angeordneten Nockenwelle gelagert und so ausgebildet, daß sie den Dom um greifen, während die Schlepphebel für die Ventile auf der anderen Seite der genannten Ebene außerhalb des von den Nocken zur Betätigung der erstgenannten Schlepphebel begrenzten Abschnittes der entsprechenden Nockenwelle gelagert werden. Dabei können die beiden zwischen zwei Nocken der einen Nocken welle gelagerten Schlepphebel zu einer gabelförmigen Einheit zusammengefaßt werden, wenn die zugehörigen Ventile von iden tischen Nocken betätigt werden.

Bei einer Brennkraftmaschine mit pro Zylinder drei Ventilen auf einer Seite der genannten Längsmittelebene, also vorzugs weise mit drei Einlaßventilen, kann das mittlere dieser drei Ventile über einen Steg betätigt werden, der die Arme des gabelförmigen Schlepphebels miteinander verbindet, wobei die Betätigung aller drei Ventile durch einen einzigen Nocken auf der über diesen Ventilen liegenden Nockenwelle erfolgen kann. Alternativ kann das mittlere der drei Ventile direkt von einem Nocken auf der auf dieser Seite der Längsmittelebene liegenden Nockenwelle betätigt werden, wenn die Nockenwelle in der vor her erwähnten Weise angeordnet ist.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 Eine Draufsicht des Ventiltriebs für zwei Einlaß- und zwei Auslaßventile eines Zylinder einer Brennkraftma schine,

Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 in Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht ähnlich Fig. 1 eines Ventiltriebs für drei Einlaß- und zwei Auslaßventile eines Zylinders einer Brennkraftmaschine.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 ist mit 1 der Zylinderkopf bezeichnet, der auf der einen Seite seiner Längsmittelebene E zwei Einlaßventile 2 und auf der anderen Seite zwei Auslaßventile 3 pro Zylinder aufweist. Im Zylinder kopf 1 ist für die Betätigung der Einlaßventile 2 eine Einlaß nockenwelle 4 und für die Betätigung der Auslaßventile 3 eine Auslaßnockenwelle 5 angeordnet. Die Einlaßventile 2 werden von Nocken 6 auf der Einlaßnockenwelle 4 über Schlepphebel 7 betä tigt, die schwenkbar auf der Auslaßnockenwelle 5 gelagert sind. Die Auslaßventile 3 werden von Nocken 8 auf der Auslaßnockenwel le 5 über Schlepphebel 9 betätigt, die auf der Einlaßwelle 4 schwenkbar gelagert sind. Die Schlepphebel 7 und 9 werden in üblicher Weise durch die Ventilfedern 10 der zugehörigen Ventile in Anlage an ihren Nocken 6 bzw. 8 gehalten. Die Federn 10 stüt zen sich einerseits am Zylinderkopf 1 und andererseits an einem am Ventilschaft befestigten Federteller 11 ab, dessen Oberfläche mit dem zugehörigen Schlepphebel 7 bzw. 9 zusammenwirkt.

Die Schlepphebel 7 für die Einlaßventile 2, sind, wie aus Fig. 1 ersichtlich, zwischen den Nocken 8 auf der Auslaßnockenwelle 5 gelagert. Sie sind derart abgekröpft, daß sie den zwischen ihnen liegenden Zündkerzendom 12 umgreifen. Die Schlepphebel 9 für die Auslaßventile 3 sind auf der Einlaßnockenwelle 4 außerhalb der Nocken 6 gelagert und verlaufen im wesentlichen parallel zu den Schlepphebeln 7.

Wenn die beiden Nocken 6 die gleiche Kontur haben, können die Schlepphebel 7 zu einer gabelförmigen Einheit zusammengefasst werden.

Die Nockenwellen 4 und 5 können im Bereich der Lagerung der Schlepphebel 7 bzw. 8 einen kleineren Durchmesser aufweisen, um eine axiale Fixierung der Schlepphebel zu erreichen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in Fig. 1 bis 3. Der in Fig. 4 gezeigte Ventiltrieb dient zur Betätigung von drei Einlaß- und zwei Auslaßventilen. Die Auslaßnockenwelle 5 trägt zwei Nocken 8, welche wie beim vorhergehenden Beispiel die Aus laßventile über Schlepphebel 9 betätigen, die auf der Einlaß nockenwelle 4 gelagert sind. Die Einlaßnockenwelle 4 trägt drei Nocken 6, von denen die beiden äußeren Nocken wie beim vorherge henden Beispiel die zugehörigen Einlaßventile über Schlepphebel 7 betätigen, die auf der Auslaßnockenwelle 5 gelagert sind. Der mittlere Nocken 6 betätigt das zugehörige Einlaßventil direkt über einen gestrichelt eingezeichneten Tassenstößel 13. Voraus setzung hierfür ist, daß die Längsmittelachse dieses Ventils die Drehachse der Einlaßnockenwelle 4 schneidet oder in geringem Abstand kreuzt. Sind für die drei Einlaßventile die gleichen Steuerzeiten vorgesehen, so können die beiden Schlepphebel 7 durch einen strichpunktiert eingezeichneten Steg miteinander verbunden werden, über den das mittlere Einlaßventil betätigt wird. Grundsätzlich könnte dann ein einziger Einlaßnocken für alle drei Einlaßventile vorgesehen werden, jedoch ist es zur Vermeidung von Biegemomenten zweckmäßig, zumindest die beiden äußeren Nocken 6 beizubehalten.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Schlepphebel 7 für die beiden äußeren Einlaßventile außerhalb der Nocken 8 auf der Auslaßnockenwelle 5 gelagert, während die Schlepphebel 9 für die beiden Auslaßventile zwischen den Nocken 6 auf der Einlaßnocken welle 4 gelagert sind. Die Schlepphebel 9 sind so gekröpft, daß sie den Zündkerzendom 12 umgreifen.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, schneiden die Längs mittelachsen L der Ventile 2, 3 die Drehachsen D der zugehörigen Nockenwelle 4, 5. Diese bei Tassenstößelmotoren bekannte Anord nung ergibt die Möglichkeit, ein und denselben Zylinderkopf ohne wesentliche Änderung wahlweise für eine Betätigung der Ventile über Schlepphebel oder direkt über Tassenstößel zu verwenden.

Die Nocken 6 auf der Einlaßnockenwelle 4 können unterschiedliche Profile haben, um unterschiedliche Steuerzeiten für die einzelen Einlaßventile zu verwirklichen. Ebenso können auch die Nocken 8 auf der Auslaßnockenwelle 5 unterschiedliche Profile aufweisen.

Claims

1. Ventilbetätigungsmechanismus für eine Mehrzylinder- Brennkraftmaschine mit pro Zylinder mindestens einem Einlaßventil (2) auf der einen Seite und mindestens einem Auslaßventil (3) auf der anderen Seite einer durch den Zylinderkopf gelegten Längsmittelebene (E),

1. mit zwei obenliegenden Nockenwellen (4, 5) und mit schwenkbar im Zylinderkopf gelagerten Schlepphebeln (7, 9), die einerseits mit auf den Nockenwellen sitzenden Nocken (6, 8) und andererseits mit Einlaß- und/oder Auslaßventilen zusammenwirken,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schlepphebel (7 bzw. 9) für die auf der einen Seite der genannten Längsmittelebene (E) angeordneten Ventile (2 bzw. 3) auf der auf der anderen Seite dieser Längsmittelebene angeordneten Nockenwelle (5 bzw. 4) gelagert sind.

2. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Brennkraftmaschine mit pro Zy linder mindestens zwei Ventilen (2, 3) auf jeder Seite der genannten Längsmittelebene (E) und einem zentralen Dom (12) pro Zylinder zur Aufnahme einer Zündkerze oder eines Ein spritzventils die Schlepphebel (7) für zwei auf der einen Seite der genannten Längsmittelebene liegenden Ventile (2) zwischen zwei Nocken (8) der auf der anderen Seite der genannten Ebene liegenden Nockenwelle (5) gelagert sind und den Dom (12) umgreifen, und daß die Schlepphebel (9) für die Ventile (3) auf der anderen Seite der genannten Ebene außerhalb des von den Nocken (6) zur Betätigung der erstgenannten Schlepphebel (7) begrenzten Abschnittes der entsprechenden Nockenwelle (4) gelagert sind.

3. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Brennkraftmaschine mit pro Zylinder drei Ventilen (2) auf einer Seite der genannten Längsmittelebene die beiden zwischen zwei Nocken (8) der einen Nockenwelle (5) gelagerten Schlepphebel (7) miteinander durch einen Steg (14) verbunden sind, der mit dem mittleren der drei Ventile (6) zusammenwirkt.

4. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zwischen zwei Nocken (8) der einen Nockenwelle (5) gelagerten Schlepphebel (7) zu einer gabelförmigen Einheit zusammengefaßt sind.

5. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung aller drei Ventile (2) ein einziger Nocken (6) auf der diese Ventile betätigenden Nockenwelle (4) vorgesehen ist.

6. Ventilbetätigungsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Brennkraftmaschine mit pro Zylinder drei Ventilen (2) auf einer Seite der genannten Längsmittelebene das mittlere dieser drei Ventile direkt von einem Nocken (6) auf der auf dieser Seite der Längsmittelebene liegenden Nockenwelle (4) betätigt wird.

7. Ventilbetätigungsmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen (L) der auf einer Seite der genannten Längsmittelebene liegenden Ventile die Drehachse (D) der auf dieser Seite liegenden Nockenwelle schneiden oder in geringem Abstand kreuzen.