EP0283911B1 - Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
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- EP0283911B1 EP0283911B1 EP88104147A EP88104147A EP0283911B1 EP 0283911 B1 EP0283911 B1 EP 0283911B1 EP 88104147 A EP88104147 A EP 88104147A EP 88104147 A EP88104147 A EP 88104147A EP 0283911 B1 EP0283911 B1 EP 0283911B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
- F02F7/006—Camshaft or pushrod housings
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/02—Valve drive
- F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
- F01L1/047—Camshafts
- F01L1/053—Camshafts overhead type
- F01L1/0532—Camshafts overhead type the cams being directly in contact with the driven valve
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01M9/106—Oil reservoirs
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- F02F1/24—Cylinder heads
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B2275/00—Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
- F02B2275/18—DOHC [Double overhead camshaft]
-
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- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
- F02F2001/244—Arrangement of valve stems in cylinder heads
- F02F2001/245—Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis
Definitions
- the invention relates to a device of the type specified in the preamble of the first claim.
- a generic cylinder head is known. Recesses are provided in the cylinder head below the cams. These cutouts fill with lubricating oil during operation of the internal combustion engine, in particular since the cams are additionally lubricated by spray oil.
- GB-A 2 049 807 describes the construction of a pre-chamber diesel engine and here in particular measures to increase the mechanical and thermal load on a cylinder head suitable for this engine.
- a cylinder head cover With respect to the valve train, only one cylinder head cover is shown, which shields an overhead camshaft from the environment. In the cylinder head itself, an oil reservoir is also provided, into which the camshaft is immersed with every revolution.
- the cylinder head cover is constructed to save space. The problem of oil foaming or means of preventing it is nowhere addressed or provided.
- the object of the present invention is to develop a generic cylinder head in such a way that the resulting oil foaming is avoided as far as possible without impairing the lubrication of the valve train.
- this object is achieved by the characterizing features of the first claim. Because of the hood proposed according to the invention, the cams of the camshaft can practically only throw lubricating oil around in a narrowly limited space and thus only add small amounts of air to the lubricating oil.
- the lubricating oil flowing out of the oil reservoir is largely unfoamed. This is because lubricating oil can only flow out of the oil reservoir if the reservoir is overfilled. It is not emptied or kept at a relatively low level by the constantly immersing cams in the manner of blades. This is precisely the reason why air components are mixed in with the lubricating oil flowing back into the oil sump.
- the development according to claim 2 describes an advantageous embodiment of the hood. It is easy to manufacture and only needs to be deflected according to the camshaft length.
- the development according to claim 3 has the advantage that the hood can tightly enclose the camshaft, so that on the one hand the installation space required by the hood is reduced and on the other hand only small amounts of air can be mixed into the oil.
- the hood according to the invention is not the valve cover hood, but rather a hood which is used exclusively for throwing lubricant around through the camshaft and thus also for mixing air in when the cam is immersed in the lubricating oil reservoir to prevent.
- the space remaining between the valve cover and the hood arranged according to the invention is not necessarily lubricant-free, but is connected, for example, to the oil sump in the crankcase via the oil return bores from the cylinder head into the crankcase or via the oil filler neck in the valve cover.
- the single figure shows a schematic cross section through part of a cylinder head at the level of a gas exchange valve.
- 1 denotes the cylinder head
- 2 the camshaft
- 3 the gas exchange valve, of which only the valve stem is shown
- 4 the cup tappet arranged between the valve stem and camshaft 2.
- the camshaft is held by bearing bridges 6, which are connected to the cylinder head by screws 7.
- the cylinder head has a recess 8 below each cam 5 of the camshaft 2. This recess is filled with lubricating oil when the internal combustion engine is in operation. The excess lubricating oil runs back through return bores (not shown) from the cylinder head into the crankcase.
- a hood 9 Covered with respect to the rest of the space in the cylinder head, the camshaft 2 is covered by a hood 9.
- This hood 9 is U-shaped in cross section and nestles close to the bearing bridges. It is held by lugs 10 arranged laterally on each bearing bridge 6, which engage in recesses 11 in the hood.
- the hood 9 itself is made of elastic material and can therefore be easily pushed over the lugs 10 or pulled off again by spreading.
- the hood edges 12 are supported on the cylinder head at the level of the bearing bridges.
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.
- Aus der DE-PS 32 15 766 ist beispielsweise ein gattungsbildender Zylinderkopf bekannt. Hierbei sind unterhalb der Nocken Aussparungen im Zylinderkopf vorgesehen. Diese Aussparungen füllen sich im Betrieb der Brennkraftmaschine mit Schmieröl, insbesondere da die Nocken zusätzlich durch Spritzöl geschmiert werden.
- Dieses Eintauchen eines jeden Nockens bei einer jeden Umdrehung der Nockenwelle hat den Nachteil, daß hierdurch Luft unter das Schmieröl gemischt wird und daß das Schmieröl dadurch verwirbelt wird und so im Nockenwellenbereich herumschleudert. Dadurch fließt verschäumtes Schmieröl über die Rücklaufbohrungen in den Ölsumpf und wird von dort wieder über die Schmierölpumpe in das Schmiersystem der Brennkraftmaschine befördert. Verschäumtes Schmieröl kann jedoch zu Lagerschäden führen. Darüber hinaus bestehen Probleme bei Verwendung von verschäumtem Schmieröl und dem Einbau von hydraulischen Ventilspielausgleichselementen. Letztere werden in ihrer Funktion beeinträchtigt, so daß es zu einem Ausfall der Ventilsteuerung und den damit verbundenen, bekannten Schäden führen kann.
- Die GB-A 2 049 807 beschreibt den Aufbau einer Vorkammer-Dieselmaschine und hier insbesondere Maßnahmen, um die mechanische und thermische Belastung eines für diesen Motor geeigneten Zylinderkopfes zu erhöhen. In bezug auf den Ventiltrieb ist nur eine Zylinderkopfhaube gezeigt, die eine obenliegende Nockenwelle gegenüber der Umgebung abschirmt. Im Zylinderkopf selbst ist darüber hinaus ein Ölreservoir vorgesehen, in das die Nockenwelle bei jeder Umdrehung eintaucht. Die Zylinderkopfhaube ist platzsparend aufgebaut. Das Problem des Ölverschäumens bzw. Mittel zu seinem Verhindern sind nirgends angesprochen bzw. vorgesehen.
- Aus der FR-A 510 763 ist ein Motor mit obenliegender Nockenwelle bekannt, wobei die Nockenwelle in einem separaten Gehäuse angeordnet ist. Dieses Gehäuse ist vollständig mit Öl gefüllt. Es wird über einen separaten Kanal zugeführt. Überschüssiges Öl kann über eine an der höchsten Stelle angeordneten Ablaufbohrung ablaufen.
- Bei dieser Ausgestaltung tritt kein Ölverschäumen auf, da hier die Nockenwelle vollständig vom 01 umschlossen wird und somit ständig im Öl umläuft. Dementsprechend sind hier auch keine Mittel vorgesehen, um ein Untermischen von Luft unter das ÖI zu vermeiden.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Zylinderkopf dahingehend weiterzubilden, daß ohne Beeinträchtigung der Schmierung des Ventiltriebs die hierdurch hervorgerufene Olverschäumung möglichst vermieden wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Aufgrund der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Haube können die Nocken der Nockenwelle praktisch nur in einem eng begrenzten Raum Schmieröl herumschleudern und somit auch nur geringe Luftmengen dem Schmieröl beimischen. Das aus dem Ölreservoir abfließende Schmieröl ist damit weitgehend unverschäumt. Dies liegt daran, daß aus dem Ölreservoir nur Schmieröl dann abfließen kann, wenn das Reservoir überfüllt wird. Es wird nicht durch die ständig eintauchenden Nocken nach Art von Schaufeln entleert bzw. auf einem relativ niedrigen Niveau gehalten. Gerade dadurch werden nämlich Luftanteile dem in den Ölsumpf zurückflie- Benden Schmieröl untergemischt.
- Die Weiterbildung nach Anspruch 2 beschreibt eine vorteilhafte Ausführungsform der Haube. Sie ist leicht herzustellen und braucht nur entsprechend der Nockenwellenlänge abgelenkt zu werden.
- Die Weiterbildung nach Anspruch 3 hat den Vorteil, daß die Haube die Nockenwelle eng umschließen kann, so daß zum einen der von der Haube benötigte Bauraum verringert wird und zum andern nur geringe Mengen Luft dem ÖI untergemischt werden können.
- Die Weiterbildung nach den Ansprüchen 4 und 5 beschreibt eine vorteilhafte Befestigungsmöglichkeit für die Haube. Prinzipiell ist es auch möglich, die Haube an den Lagerbrücken oder am Zylinderkopf zu befestigen, beispielsweise über die Lagerschrauben bei geteilten Lagerbrücken.
- Durch die Weiterbildung nach Anspruch 6 wird eine Gewichtsreduzierung der Haube erzielt. Darüber hinaus besitzt sie genügend Elastizität, um beispielsweise gemäß Anspruch 5 befestigt zu werden.
- Es sei noch darauf hingewiesen, daß es sich bei der erfindungsgemäßen Haube nicht um die Ventildeckelhaube handelt, sondern um eine Haube, die ausschließlich dazu dient, das Herumschleudern von Schmiermittel durch die Nockenwelle und damit auch das Untermischen von Luft beim Eintauchen der Nocken in das Schmierölreservoir zu verhindern. Der zwischen Ventildeckelhaube und erfindungsgemäß angeordneter Haube verbleibende Raum ist hierbei nicht zwangsläufig schmiermittelfrei, sondern steht beispielsweise über die Ölrücklaufbohrungen aus dem Zylinderkopf ins Kurbelgehäuse oder über den Öleinfüllstutzen in der Ventildeckelhaube mit dem Ölsumpf im Kurbelgehäuse in Verbindung.
- Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
- In der einzigen Abbildung ist schematisiert ein Querschnitt durch einen Teil eines Zylinderkopfes auf Höhe eines Gaswechselventiles dargestellt. Hierbei ist mit 1 der Zylinderkopf, mit 2 die Nockenwelle, mit 3 das Gaswechselventil, von dem nur der Ventilschaft dargestellt ist, sowie mit 4 der zwischen Ventilschaft und Nockenwelle 2 angeordnete Tassenstößel bezeichnet ist. Gehalten wird die Nockenwelle von Lagerbrücken 6, die über Schrauben 7 mit dem Zylinderkopf verbunden sind. Unterhalb eines jeden Nockens 5 der Nockenwelle 2 weist der Zylinderkopf eine Aussparung 8 auf. Diese Aussparung ist in Betrieb der Brennkraftmaschine mit Schmieröl gefüllt. Das überschüssige Schmieröl läuft über nicht dargestellte Rücklaufbohrungen aus dem Zylinderkopf in das Kurbelgehäuse zurück.
- Abgedeckt gegenüber dem übrigen Raum im Zylinderkopf ist die Nockenwelle 2 von einer Haube 9. Diese Haube 9 ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet und schmiegt sich nahe an die Lagerbrücken an. Gehalten wird sie über seitlich an jeder Lagerbrücke 6 angeordnete Nasen 10, die in Aussparungen 11 in der Haube eingreifen. Die Haube 9 selbst ist aus elastischem Material hergestellt und läßt sich deshalb leicht über die Nasen 10 schieben bzw. durch Spreizung wieder abziehen. Die Haubenränder 12 stützen sich auf den Zylinderkopf auf Höhe der Lagerbrücken ab.
- Aufgrund dieser Hauben wird das von jedem Nocken 5 bei einer Umdrehung aus dem Ölreservoir 8 hochgeschleuderte Öl gegen die Innenseite der Haube geschleudert und kann deshalb nicht in dem von der Ventildeckelhaube begrenzten Raum umherfliegen und so auch in die Ölrücklaufbohrung geraten. Aufgrund des relativ geringen Raumes unterhalb der Haube 9 ist dieser durch die Nockendrehung sehr stark mit Öl gefüllt, so daß hierdurch der bei jeder Nockenwellenumdrehung untergemischte Luftanteil in dem Schmieröl des Schmierölreservoirs relativ gering ist. Darüber hinaus wirken die Nocken 5 nicht als Schaufel, die das Reservoir 8 teilweise entleeren. Dieses kann vielmehr nur durch Überlauf auf ein bestimmtes Niveau gehalten werden. Dadurch tritt auch hier nur entschäumtes ÖI aus.
Claims (6)
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