EP2577019A2 - Mehrzylindrige verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Mehrzylindrige verbrennungskraftmaschine

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Publication number
EP2577019A2
EP2577019A2 EP11722389.1A EP11722389A EP2577019A2 EP 2577019 A2 EP2577019 A2 EP 2577019A2 EP 11722389 A EP11722389 A EP 11722389A EP 2577019 A2 EP2577019 A2 EP 2577019A2
Authority
EP
European Patent Office
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cylinder
internal combustion
combustion engine
engine according
inlet
Prior art date
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Granted
Application number
EP11722389.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2577019B1 (de
Inventor
Rupert Baindl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kj Ip Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Horex GmbH
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE201020007271 external-priority patent/DE202010007271U1/de
Priority claimed from DE201010021639 external-priority patent/DE102010021639B4/de
Priority claimed from DE201010021613 external-priority patent/DE102010021613B4/de
Application filed by Horex GmbH filed Critical Horex GmbH
Priority to PL11722389T priority Critical patent/PL2577019T3/pl
Priority to SI201131087T priority patent/SI2577019T1/sl
Publication of EP2577019A2 publication Critical patent/EP2577019A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2577019B1 publication Critical patent/EP2577019B1/de
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B61/00—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing
    • F02B61/02—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving cycles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • F02B75/221—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement with cylinder banks in narrow V-arrangement, having a single cylinder head
    • 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
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • 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 or frames
    • F02F7/0002—Cylinder arrangements
    • F02F7/0012—Crankcases of V-engines

Definitions

  • the invention relates to a compact multi-cylinder
  • the object of the subject invention is for a
  • Multi-cylinder internal combustion engine with VR cylinder arrangement to provide a suitable cylinder head are achieved with the large engine performance.
  • the solution is made by the multi-cylinder
  • Cylinder head per cylinder comprises a group of two, three, four or five gas channels, wherein the group at least one
  • Outlet channel and at least one inlet channel comprises, and wherein the geometric arrangement of the inlet channels of a group is the same for all cylinders.
  • Inlet channel at an intake valve or the intake ports are the same for all cylinders of a plurality of intake valves of a cylinder.
  • the intake passages in the cylinders of the rear cylinder bank may be aligned in the same direction as the intake passages of the front bank of cylinders, but they may also face each other
  • Gas channels in the front and rear cylinder rows can be used to achieve the same flow conditions for all cylinders, ensuring smooth engine operation over the entire engine speed range. With the same shaped use
  • Inlet ducts on all cylinders a high engine performance and the greatest possible synchronization and smoothness of the engine is achieved.
  • a further solution according to the invention describes claim 2 such that with transverse crankshaft (transverse mounting), the inlet channels of the rear cylinder row behind the rear camshaft and the inlet channels of the front cylinder row are arranged in front of the rear camshaft or at longitudinal
  • Camshaft are arranged.
  • the arrangement of the inlet channels described on both sides of the intake-side camshaft ensures that
  • Inlet ducts are used with the same length and the same shape, which are also relatively short, which also a high engine performance and the greatest possible synchronization and smoothness of the engine is achieved.
  • the engine comprises six cylinders.
  • a favorable development of the solution according to claim 2 is also that with several identical valves per cylinder, the inlet channels and outlet channels of a cylinder form a group and the geometric arrangement or shape of the
  • Inlet channels of a group is the same for all cylinders.
  • the geometric arrangement (shape) of the outlet channels of a group is the same for all cylinders.
  • Internal combustion engine two, three, four or five valves per cylinder and one or two spark plugs per cylinder. There may be two, three or four camshafts per cylinder head installed.
  • the gas channels of the intake valves of a cylinder can be merged into one channel.
  • the use of two inlet valves and one outlet valve per cylinder has proven to be particularly advantageous.
  • the internal combustion engine is installed in a configuration with a transverse crankshaft in a motorcycle, which is also referred to as transverse installation. Then it covers
  • Cylinder head a front cylinder row and a rear cylinder
  • the channels of a cylinder belonging to the inlet valves branch out of a common channel. If a plurality of exhaust valves are provided, then the exhaust ports of a cylinder belonging to the exhaust valves converge to form an exhaust duct.
  • the inlet channels protrude upwards and the outlet channels are bent to one side or at
  • Cylinder row are also between the bent forward
  • Outlet ducts of the front row of cylinders arranged, wherein the outlet channel of the outermost cylinder of the rear row of cylinders adjacent to the outlet channel of the front of the cylinder
  • front cylinder bank is arranged.
  • the cylinder head can be designed with one, two or three camshafts, the versions with two or three
  • Camshafts are particularly favorable. With three camshafts, the middle camshaft actuates the intake valves of one cylinder bank and the exhaust valves of the other cylinder bank. These valves are then arranged inclined to each other.
  • the front camshaft operates only the exhaust valves of the front Cylinder row, the rear camshaft only the intake valves of the rear cylinder bank.
  • the valves are operated directly via bucket tappets or via rocker arms.
  • the intake ports of the rear cylinder bank are behind the rear camshaft and
  • Channel groups are all six inlet channels between the two camshafts arranged and protrude upwards.
  • Cylinder head and the mouths of the outlet channels of the rear row of cylinders are offset from those of the front row of cylinders in the vehicle longitudinal direction to the rear.
  • channel dimensions of the gas channels are the same for all groups.
  • the alignment of the channel groups for the front and the rear cylinder row may be the same, but it may also be mirrored. In mirrored arrangement of the groups can all intake ports at the top, center out of the cylinder head and the exhaust ports open on both sides of the cylinder head. Conversely, all the outlet channels can also run upwards in the middle and the inlet channels on both sides of the
  • Exhaust ports are then under the center and front camshafts when using three camshafts or just below the front camshaft when using two camshafts.
  • the spark plugs are advantageously arranged centrally between the valves of the cylinder and project upwards.
  • the internal combustion engine according to the invention comprises cylinders in W arrangement, in which case four rows of cylinders are present, each with a cylinder head for two rows of cylinders, as a total of two cylinder heads.
  • FIG. 1 view of the cylinder head from the front and from above
  • FIG. 7 view of a cylinder head with 2 camshafts and both sides opening outlet channels
  • FIG. 1 shows the view of an embodiment of the invention
  • Cylinder head 1 of the internal combustion engine according to the invention with six cylinders.
  • the cylinder head 1 has three camshafts.
  • the exhaust ducts 2 extend below the middle and the preceding camshaft and open to the front or to one side of the cylinder head. All outlet channels 2 have the same geometry and the same dimensions and are directed forward, the outlet channels 2 of the rear row of cylinders are offset to the rear and between or beside the
  • Inlet valves 5 of the cylinders of the front cylinder bank open. All intake ports 3 also have the same
  • Outlet channel mouths (for longitudinal installation).
  • the inlet channels 3 and the outlet channel 2 of a cylinder each form one
  • the cylinder head 1 also includes two
  • Intake valves 5 and one exhaust valve 6 per cylinder Intake valves 5 and one exhaust valve 6 per cylinder.
  • two groups each belong to one group of channels 4 to one unifying inlet channels and one outlet channel, which is indicated by three reference lines.
  • the too The inlet channels 3 belonging to the two inlet valves 5 of a cylinder unite into an inlet channel 3, which is led upwards.
  • Cylinder row are guided behind the rear camshaft 10 upwards
  • the inlet ducts 3 of the front cylinder bank are guided behind the central camshaft 9 and in front of the rear camshaft 10 upwards.
  • the exhaust ducts 2 of the rear cylinder bank are arranged below the middle and front camshafts 8, 9 and are led forward under these two camshafts.
  • Camshaft drive is arranged on one side. All valves are operated by bucket tappets directly from the camshafts. The spark plugs 7 are each centered between the two
  • Inlet valves 5 and the exhaust valve 6 are arranged.
  • the two intake valves 5 of a cylinder are arranged inclined to each other, so that the intersection of their axes lies in the combustion chamber of the cylinder.
  • FIG. 2 shows the view of the cylinder head 1 from the front and from above.
  • Each cylinder comprises two inlet valves 5 and a
  • Camshafts 8, 9, 10 are operated.
  • the intake ports 3 of the two intake valves 5 each branch from one
  • the central camshaft 9 actuates the intake valves 5 of the front
  • the spark plugs 7 are each between the
  • Figure 2 also shows the arrangement of the inlet ducts 3 of the rear row of cylinders behind the rear camshaft 10 and the arrangement of the inlet ducts 3 of the front row of cylinders between the rear and middle camshaft.
  • Camshaft 8 actuates only the exhaust valves 6 of the front cylinder bank.
  • FIG. 3 shows the curved profile of the outlet channels 2 of the front row of cylinders.
  • the valves are inclined arranged and are operated via tappets directly from the camshafts.
  • FIG. 4 shows the S-shaped profile of the inlet channels 3 and their branch just above the valve seats of the inlet valves 5.
  • the rear camshaft 10 actuates the inlet valves 5 of the rear row of cylinders.
  • FIG. 5 shows the cylinder head 1 viewed from the left.
  • Outlet channels 2 are bent forward by about 90 degrees.
  • the inlet channels 3 are S-shaped back and up.
  • the spark plugs 7 are arranged vertically.
  • the middle camshaft 9 actuates the intake valves 5 of the front cylinder bank and the exhaust valves 6 of the rear cylinder bank. The actuated by the central camshaft 9 valves are inclined to each other.
  • FIG. 6 shows the view of the cylinder head from the front. All outlet channels 2 are arranged at the same height. Also, all the camshafts 8, 9, 10 are arranged at the same height, in
  • Figure 6 is therefore completely only the front camshaft 8 can be seen. Of the camshaft 9, only the end of the central camshaft 9 can be seen in the figure on the right side, which protrudes.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the cylinder head 1 according to the invention for a VR6 engine.
  • the cylinder head comprises two camshafts 8, 10.
  • the exhaust ports 2 open on both sides of the cylinder head 1: Three exhaust ports 2 open on the left, three exhaust ports 2 open on the right. All six inlet channels 3 are arranged between the two camshafts 8, 10 and project upwards. Outlet channel 2 and inlet channel 3 of a cylinder form a channel group 4, this includes in this
  • Embodiment only two channels.
  • the channel groups 4 of a row of cylinders are arranged mirror-inverted to the channel groups 4 of the other row of cylinders.
  • the channel dimensions of all channel groups are the same.
  • the camshafts 8, 10 actuate the associated valves directly via bucket tappets.
  • the spark plug 7 is arranged in each case laterally between inlet and outlet valve.

Landscapes

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine, deren Zylinderanordnung eine VR-Zylinderanordnung mit auf Lücke angeordneten, ineinander geschobenen Zylinderreihen ist, bei der der Kurbeltrieb geschränkt auf die Kurbelwelle wirkt und ein gemeinsamer Zylinderkopf vorhanden ist. Die Einlasskanäle im Zylinderkopf sind für alle Zylinder gleich angeordnet. Alternativ sind die Einlasskanäle der einen Zylinderreihe neben einer von zwei oder drei Nockenwellen angeordnet und es sind die Einlasskanäle der anderen Zylinderreihe auf der anderen Seite dieser Nockenwelle angeordnet.

Description

Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine kompakte mehrzylindrige
Verbrennungskraftmaschine .
Aus der Druckschrift EP 1 146 219 AI geht bereits die
Anordnung von Gaskanälen in einem Zylinderkopf eines VR-Motors hervor. Dabei wird ein Zylinderkopf für zwei Zylinderreihen verwendet. Die beiden Zylinderreihen sind zueinander auf Lücke ineinandergeschoben angeordnet und treiben geschränkt eine gemeinsame Kurbelwelle an. Ein- und Auslasskanäle werden im Zylinderkopf weitgehend horizontal geführt, d.h. quer zur Zylinderachse. Alle Auslasskanäle münden an einer Seite des Zylinderkopfes, alle Einlasskanäle an der gegenüberliegenden Seite. Die Auslasskanäle der jeweils nach hinten versetzten Zylinderreihe sind dabei erheblich länger als die der vorne liegenden. Auch die Einlasskanäle weisen diese
Längenunterschiede auf, sind aber gespiegelt angeordnet. Diese Kanalanordnung eignet sich nicht für Motoren, mit denen hohe Leistungen bei hohen Drehzahlen erzielt werden sollen, wie es beispielsweise bei Motorradmotoren gefordert wird. Insbesondere mit den sehr ungleichen Einlasskanälen können keine hohe
Leistungsdichte erzielt werden. Aufgabe des Erfindungsgegenstandes ist es, für eine
mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine mit VR- Zylinderanordnung einen geeigneten Zylinderkopf bereit zu stellen, mit dem große Motorleistungen erzielt werden. Die Lösung erfolgt durch die mehrzylindrige
Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben . Gemäß Anspruch 1 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der
Zylinderkopf pro Zylinder eine Gruppe von zwei, drei, vier oder fünf Gaskanälen umfasst, wobei die Gruppe mindestens einen
Auslasskanal und mindestens einen Einlasskanal umfasst, und wobei die geometrische Anordnung der Einlasskanäle einer Gruppe bei allen Zylindern gleich ist.
Dass die geometrische Anordnung der Einlasskanäle bei allen Gruppen gleich ist, bedeutet, dass Form und Verlauf des
Einlasskanals bei einem Einlassventil bzw. der Einlasskanäle bei mehreren Einlassventilen eines Zylinders bei allen Zylindern gleich sind. Dies bedeutet insbesondere, dass diese gleiche geometrische Anordnung der Einlasskanäle bei den Zylindern der hinteren Zylinderreihe gleich der geometrischen Anordnung der Einlasskanäle der vorderen Zylinderreihe ist. Dabei können die Einlasskanäle bei den Zylindern der hinteren Zylinderreihe in die gleiche Richtung ausgerichtet sein wie die Einlasskanäle der vorderen Zylinderreihe, sie können aber auch zueinander
gespiegelt angeordnet sein. Auch für die Auslasskanäle ist gleiche Anordnung bei allen Zylindern vorteilhaft. Bei allen genannten Anordnungen ist es zudem vorteilhaft, wenn die
Abmessungen der Gaskanäle jedes Zylinders gleich sind.
Durch Verwendung der gleichen geometrischen Anordnung der
Gaskanäle bei der vorderen und der hinteren Zylinderreihe können für alle Zylinder gleiche Strömungsverhältnisse erzielt werden, so dass ein gleichmäßiger Motorlauf über dem ganzen Drehzahlband sichergestellt wird. Mit der Verwendung gleich geformter
Einlasskanäle bei allen Zylindern wird eine hohe Motorleistung und größtmöglicher Gleichlauf und Laufruhe des Motors erzielt.
Eine weitere erfindungsgemäße Lösung beschreibt Anspruch 2 derart, dass bei quer liegender Kurbelwelle (Quereinbau) die Einlasskanäle der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle und die Einlasskanäle der vorderen Zylinderreihe vor der hinteren Nockenwelle angeordnet sind oder bei längs
liegender Kurbelwelle (Längseinbau) die Einlasskanäle der einen Zylinderreihe links von einer äußeren Nockenwelle und die
Einlasskanäle der anderen Zylinderreihe rechts von dieser
Nockenwelle angeordnet sind. Die dadurch beschriebene Anordnung der Einlasskanäle beidseitig der einlassseitigen Nockenwelle gewährleistet, dass
Einlasskanäle mit gleicher Länge und gleicher Form verwendet werden, die zudem relativ kurz sind, wodurch ebenfalls eine hohe Motorleistung und größtmöglicher Gleichlauf und Laufruhe des Motors erzielt wird.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Lösungen gemäß den Ansprüchen 1 und 2 umfasst der Motor sechs Zylinder.
Eine günstige Weiterbildung der Lösung nach Anspruch 2 ist zudem, dass bei mehreren gleichen Ventilen pro Zylinder die Einlasskanäle und Auslasskanäle eines Zylinders eine Gruppe bilden und die geometrische Anordnung bzw. Form der
Einlasskanäle einer Gruppe bei allen Zylindern gleich ist.
Vorteilhaft ist es zudem, dass die geometrische Anordnung (Form) der Auslasskanäle einer Gruppe bei allen Zylindern gleich ist. In einer weiteren Ausbildung umfasst die erfindungsgemäße
Verbrennungskraftmaschine zwei, drei, vier oder fünf Ventile je Zylinder und eine oder zwei Zündkerzen je Zylinder. Es können zwei, drei oder vier Nockenwellen für pro Zylinderkopf verbaut sein. Die Gaskanäle der Einlassventile eines Zylinders können zu einem Kanal zusammengeführt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich zudem die Verwendung von zwei Einlassventilen und einem Auslassventil pro Zylinder erwiesen. Bei Verwendung mehrerer Auslassventile je Zylinder ist es ebenfalls günstig, die zu den einzelnen Ventilen gehörigen Auslasskanäle eines Zylinders zu einem Auslasskanal zusammenzuführen. Die Verbrennungskraftmaschine ist bei einer Ausgestaltung mit einer quer liegenden Kurbelwelle in einem Kraftrad eingebaut, was auch als Quereinbau bezeichnet wird. Dann bedeckt der
Zylinderkopf eine vordere Zylinderreihe und eine hintere
Zylinderreihe.
Bei einer anderen Ausgestaltung ist die
Verbrennungskraftmaschine mit einer längs liegenden Kurbelwelle in einem Kraftrad eingebaut, was als Längseinbau bezeichnet wird. Dann bedeckt der Zylinderkopf eine linke Zylinderreihe und eine rechte Zylinderreihe.
Sind in vorteilhafter Weise mehrere Einlassventile pro Zylinder, also in einer Gruppe, vorgesehen, dann verzweigen die zu den Einlassventilen gehörenden Kanäle eines Zylinders aus einem gemeinsamen Kanal. Sind mehrere Auslassventile vorgesehen, dann laufen die zu den Auslassventilen gehörenden Auslasskanäle eines Zylinders zu einem Auslasskanal zusammen. Vorteilhafterweise ragen die Einlasskanäle nach oben und die Auslasskanäle verlaufen gebogen zu einer Seite oder bei
gespiegelter Anordnung zu beiden Seiten.
Die nach vorne gebogenen Auslasskanäle der hinteren
Zylinderreihe sind zudem zwischen den nach vorne gebogenen
Auslasskanälen der vorderen Zylinderreihe angeordnet, wobei der Auslasskanal des äußersten Zylinders der hinteren Zylinderreihe neben dem Auslasskanal des davor liegenden Zylinders der
vorderen Zylinderreihe angeordnet ist.
Der Zylinderkopf kann mit einer, zwei oder drei Nockenwellen ausgeführt sein, wobei die Ausführungen mit zwei oder drei
Nockenwellen besonders günstig sind. Bei drei Nockenwellen betätigt die mittlere Nockenwelle die Einlassventile der einen Zylinderreihe und die Auslassventile der anderen Zylinderreihe. Diese Ventile sind dann zueinander geneigt angeordnet. Die vordere Nockenwelle betätigt nur die Auslassventile der vorderen Zylinderreihe, die hintere Nockenwelle nur die Einlassventile der hinteren Zylinderreihe. Die Ventile werden direkt über Tassenstößel oder auch über Kipphebel betätigt. Bei Verwendung von zwei Nockenwellen bei Quereinbau und gleich ausgerichteten Kanalgruppen sind die Einlasskanäle der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle und die
Einlasskanäle der vorderen Zylinderreihe zwischen der vorderen und der hinteren Nockenwelle angeordnet. Auch hierbei werden die Ventile direkt über Tassenstößel oder über Kipphebel betätigt.
Bei Verwendung von zwei Nockenwellen bei Längseinbau liegen die Einlasskanäle einer Zylinderreihe links von einer Nockenwelle, die Einlasskanäle der anderen Zylinderreihe rechts von dieser Nockenwelle.
Bei Verwendung von zwei Nockenwellen mit gespiegelten
Kanalgruppen sind alle sechs Einlasskanäle zwischen den beiden Nockenwellen angeordnet und ragen nach oben.
Alternativ können bei Verwendung von drei Nockenwellen die
Einlasskanäle der vorderen Zylinderreihe hinter der mittleren und vor der hinteren Nockenwelle und die Einlasskanäle der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle
angeordnet sein.
Alle Auslasskanäle münden günstigerweise vorne aus dem
Zylinderkopf und die Mündungen der Auslasskanäle der hinteren Zylinderreihe sind gegenüber denen der vorderen Zylinderreihe in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten versetzt.
Günstig ist zudem, dass die Kanalabmessungen der Gaskanäle bei allen Gruppen gleich sind. Die Ausrichtung der Kanal-Gruppen für die vordere und die hintere Zylinderreihe kann gleich sein, sie kann aber auch gespiegelt sein. Bei gespiegelter Anordnung der Gruppen können alle Einlasskanäle oben, mittig aus dem Zylinderkopf münden und die Auslasskanäle münden auf beiden Seiten des Zylinderkopfes. Umgekehrt können auch alle Auslasskanäle nach oben mittig verlaufen und die Einlasskanäle auf beiden Seiten des
Zylinderkopfes seitlich münden.
Verlaufen die Auslasskanäle gebogen nach vorne, dann verlaufen sie unter der oder den davor liegenden Nockenwellen. Die
Auslasskanäle liegen dann unter der mittleren und der vorderen Nockenwelle bei Verwendung von drei Nockenwellen oder nur unter der vorderen Nockenwelle bei Verwendung von zwei Nockenwellen.
Die Zündkerzen sind in vorteilhafter Weise mittig zwischen den Ventilen der Zylinder angeordnet und ragen nach oben.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine Zylinder in W-Anordnung, wobei dann vier Zylinderreihen vorhanden sind mit je einem Zylinderkopf für zwei Zylinderreihen, als insgesamt zwei Zylinderköpfen.
In den nachfolgend beschriebenen Figuren sind
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen mehrzylindrigen
Verbrennungskraftmaschine dargestellt. Insbesondere zeigen die Figuren :
Figur 1 Ansicht des Zylinderkopfes von oben
Figur 2 Ansicht des Zylinderkopfes von vorne und von oben
Figur 3 Ansicht des Zylinderkopfes von vorne und von rechts Figur 4 Ansicht des Zylinderkopfes von hinten und von rechts Figur 5 Ansicht des Zylinderkopfes von links
Figur 6 Ansicht des Zylinderkopfes von vorne
Figur 7 Ansicht eines Zylinderkopfes mit 2 Nockenwellen und beidseitig mündenden Auslasskanälen
Die im Text genannten Bauteile sind in den Figuren mit folgenden Bezugszeichen gekennzeichnet: Bezugs zeichenliste
1 Zylinderkopf
2 Auslasskanal
3 Einlasskanal
4 Kanalgruppe
5 Einlassventil
6 Auslassventil
7 Zündkerze
8 Vordere bzw. linke oder rechte Nockenwelle
9 Mittlere Nockenwelle
10 Hintere bzw. rechte oder linke Nockenwelle
Weitere Details sind den nachfolgenden Zeichnungen möglicher Ausgestaltungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Kraftradverbrennungskraftmaschine zu entnehmen.
Figur 1 zeigt die Ansicht einer Ausführungsform des
Zylinderkopfes 1 der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine mit sechs Zylindern. Der Zylinderkopf 1 weist drei Nockenwellen auf. Die Auslasskanäle 2 verlaufen unter der mittleren und der davor liegenden Nockenwelle und münden nach vorne bzw. zu einer Seite des Zylinderkopfes. Alle Auslasskanäle 2 haben die gleiche Geometrie und die gleichen Abmessungen und sind nach vorne gerichtet, wobei die Auslasskanäle 2 der hinteren Zylinderreihe nach hinten versetzt sind und zwischen bzw. neben den
Einlassventilen 5 der Zylinder der vorderen Zylinderreihe münden. Alle Einlasskanäle 3 haben ebenfalls die gleiche
Geometrie und die gleichen Abmessungen und ragen nach oben und schräg hinten (bei Quereinbau) bzw. gegenüberliegend zu den
Auslasskanalmündungen (bei Längseinbau) . Die Einlasskanäle 3 und der Auslasskanal 2 eines Zylinders bilden jeweils eine
Kanalgruppe 4. Der Zylinderkopf 1 umfasst zudem zwei
Einlassventile 5 und ein Auslassventil 6 je Zylinder. In den Figuren gehören zu einer Kanalgruppe 4 jeweils zwei sich zu einem vereinigende Einlasskanäle und ein Auslasskanal, was jeweils durch drei Bezugslinien kenntlich gemacht ist. Die zu den beiden Einlassventilen 5 eines Zylinders gehörigen Einlasskanäle 3 vereinigen sich zu je einem Einlasskanal 3, der nach oben geführt wird. Die Einlasskanäle 3 der hinteren
Zylinderreihe werden hinter der hinteren Nockenwelle 10 nach oben geführt, die Einlasskanäle 3 der vorderen Zylinderreihe werden hinter der mittleren Nockenwelle 9 und vor der hinteren Nockenwelle 10 nach oben geführt. Die Auslasskanäle 2 der hinteren Zylinderreihe sind unterhalb der mittleren und der vorderen Nockenwelle 8, 9 angeordnet und sie werden unter diesen beiden Nockenwellen nach vorne geführt. Der gemeinsame
Nockenwellenantrieb ist auf einer Seite angeordnet. Alle Ventile werden über Tassenstößel direkt von den Nockenwellen betätigt. Die Zündkerzen 7 sind jeweils mittig zwischen den beiden
Einlassventilen 5 und dem Auslassventil 6 angeordnet. Die beiden Einlassventile 5 eines Zylinders sind zueinander geneigt angeordnet, so dass der Schnittpunkt ihrer Achsen im Brennraum des Zylinders liegt.
Figur 2 zeigt die Ansicht des Zylinderkopfes 1 von vorne und von oben. Jeder Zylinder umfasst zwei Einlassventile 5 und ein
Auslassventil 6, die alle direkt über Tassenstößel von den
Nockenwellen 8, 9, 10 betätigt werden. Die Einlasskanäle 3 der beiden Einlassventile 5 verzweigen jeweils aus einem
gemeinsamen, von oben kommenden Einlasskanal 3. Die mittlere Nockenwelle 9 betätigt die Einlassventile 5 der vorderen
Zylinderreihe und die Auslassventile 6 der hinteren
Zylinderreihe. Die Zündkerzen 7 sind jeweils zwischen dem
Auslassventil 6 und den beiden Einlassventilen 5 angeordnet. Zudem zeigt Figur 2 ebenfalls die Anordnung der Einlasskanäle 3 der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle 10 und die Anordnung der Einlasskanäle 3 der vorderen Zylinderreihe zwischen hinterer und mittlerer Nockenwelle. Die vordere
Nockenwelle 8 betätigt nur die Auslassventile 6 der vorderen Zylinderreihe .
In Figur 3 ist der gebogene Verlauf der Auslasskanäle 2 der vorderen Zylinderreihe dargestellt. Die Ventile sind schräg angeordnet und werden über Tassenstößel direkt von den Nockenwellen betätigt.
In Figur 4 ist der s-förmige Verlauf der Einlasskanäle 3 dargestellt sowie deren Verzweigung knapp über den Ventilsitzen der Einlassventile 5. Die hintere Nockenwelle 10 betätigt die Einlassventile 5 der hinteren Zylinderreihe.
Figur 5 zeigt den Zylinderkopf 1 von links betrachtet. Die
Auslasskanäle 2 sind um ca. 90 Grad nach vorne gebogen. Die Einlasskanäle 3 verlaufen s-förmig nach hinten und oben. Die Zündkerzen 7 sind senkrecht angeordnet. Die mittlere Nockenwelle 9 betätigt die Einlassventile 5 der vorderen Zylinderreihe und die Auslassventile 6 der hinteren Zylinderreihe. Die von der mittleren Nockenwelle 9 betätigten Ventile sind zueinander geneigt .
Figur 6 zeigt die Ansicht des Zylinderkopfes von vorne. Alle Auslasskanäle 2 sind auf gleicher Höhe angeordnet. Auch alle Nockenwellen 8, 9, 10 sind auf gleicher Höhe angeordnet, in
Figur 6 ist daher vollständig nur die vordere Nockenwelle 8 zu erkennen. Von Nockenwelle 9 ist in der Figur auf der rechten Seite nur das Ende der mittleren Nockenwelle 9 zu sehen, das übersteht .
Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes 1 für einen VR6-Motor. Der Zylinderkopf umfasst zwei Nockenwellen 8, 10. Die Auslasskanäle 2 münden auf beiden Seiten des Zylinderkopfes 1: Drei Auslasskanäle 2 münden links, drei Auslasskanäle 2 münden rechts. Alle sechs Einlasskanäle 3 sind zwischen den beiden Nockenwelle 8, 10 angeordnet und ragen nach oben. Auslasskanal 2 und Einlasskanal 3 eines Zylinders bilden eine Kanalgruppe 4, diese umfasst in diesem
Ausführungsbeispiel nur zwei Kanäle. Die Kanalgruppen 4 der einen Zylinderreihe sind spiegelverkehrt zu den Kanalgruppen 4 der anderen Zylinderreihe angeordnet. Die Kanalabmessungen aller Kanalgruppen sind gleich. Die Nockenwellen 8, 10 betätigen die zugehörigen Ventile direkt über Tassenstößel. Die Zündkerze 7 ist jeweils seitlich zwischen Ein- und Auslassventil angeordnet.

Claims

Patentansprüche
1. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine, deren
Zylinderanordnung eine VR-Zylinderanordnung mit auf Lücke angeordneten, ineinander geschobenen Zylinderreihen ist, wobei der Kurbeltrieb geschränkt auf die Kurbelwelle wirkt, so dass sich die beiden Ebenen, die durch die Zylinderachsen jeder Zylinderreihe gebildet werden, unterhalb der Kurbelwellenachse schneiden, wobei ein gemeinsamer Zylinderkopf (1) für je zwei Zylinderreihen vorhanden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Zylinderkopf (1) pro Zylinder eine Gruppe (4) von zwei, drei, vier oder fünf Gaskanälen umfasst, wobei die
Gruppe (4) mindestens einen Auslasskanal (2) und mindestens einen Einlasskanal (3) umfasst, und wobei die geometrische Anordnung der Einlasskanäle (3) einer Gruppe (4) bei allen Zylindern gleich ist.
2. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine, deren
Zylinderanordnung eine VR-Zylinderanordnung mit auf Lücke angeordneten, ineinander geschobenen Zylinderreihen ist, wobei der Kurbeltrieb geschränkt auf die Kurbelwelle wirkt, so dass sich die beiden Ebenen, die durch die Zylinderachsen jeder Zylinderreihe gebildet werden, unterhalb der Kurbelwellenachse schneiden, wobei ein gemeinsamer Zylinderkopf (1) für je zwei Zylinderreihen vorhanden ist und wobei ein Zylinderkopf (1) zwei oder drei Nockenwellen aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einlasskanäle (3) der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle (10) und die Einlasskanäle (3) der vorderen Zylinderreihe vor der hinteren Nockenwelle (10) angeordnet sind.
3. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskanal (3) oder die Einlasskanäle (3) und der Auslasskanal (2) oder die
Auslasskanäle (2) eines Zylinders eine Gruppe (4) bilden und die geometrische Anordnung des einen Einlasskanals (3) oder der Einlasskanäle (3) einer Gruppe (4) bei allen Zylindern gleich ist.
4. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische
Anordnung der Auslasskanäle (2) einer Gruppe (4) bei allen Zylindern gleich ist.
5. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verbrennungskraftmaschine in einem Kraftrad mit einer quer liegenden Kurbelwelle eingebaut ist.
6. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verbrennungskraftmaschine mit einer längs liegenden
Kurbelwelle in einem Kraftrad eingebaut ist.
7. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Gruppe die zu den Einlassventilen (5) gehörenden Kanäle aus einem gemeinsamen Kanal entspringen und/oder die zu den Auslassventilen gehörenden Auslasskanäle (2) zu einem
Auslasskanal (2) zusammenlaufen.
8. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskanäle (3) nach oben ragen.
9. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslasskanäle (2) nach vorne oder nach hinten gebogen
verlaufen .
10. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die nach vorne gebogenen
Auslasskanäle (2) der hinteren Zylinderreihe zwischen den nach vorne gebogenen Auslasskanälen (2) der vorderen Zylinderreihe angeordnet sind, wobei der Auslasskanal (2) des äußersten Zylinders der hinteren Zylinderreihe neben dem Auslasskanal (2) des davor liegenden Zylinders der vorderen Zylinderreihe angeordnet ist.
11. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (1) zwei oder drei Nockenwellen aufweist.
12. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei drei Nockenwellen die mittlere Nockenwelle (9) die Einlassventile (5) der einen Zylinderreihe und die Auslassventile (6) der anderen
Zylinderreihe betätigt.
13. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskanäle (3) der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle (10) angeordnet sind.
14. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 11, 12, oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Einlasskanäle (3) der vorderen Zylinderreihe zwischen der vorderen und der hinteren Nockenwelle (8, 10) angeordnet sind.
15. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskanäle (3) der vorderen Zylinderreihe hinter der mittleren und vor der hinteren Nockenwelle und die Einlasskanäle (3) der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle angeordnet sind.
16. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Auslasskanäle (2) zu einer Seite aus dem Zylinderkopf (1) münden und die Mündungen der Auslasskanäle (2) der hinteren Zylinderreihe gegenüber denen der vorderen Zylinderreihe nach hinten versetzt sind.
17. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die
Kanalabmessungen der Gaskanäle bei allen Gruppen (4) gleich sind .
18. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass alle Gruppen (4) für die vordere und die hintere Zylinderreihe gleich ausgerichtet sind.
19. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass alle Einlasskanäle (3) oben oder zu einer Seite aus dem
Zylinderkopf (1) münden.
20. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die
Ausrichtung der Gruppen (4) für die vordere und die hintere Zylinderreihe zueinander gespiegelt sind.
21. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet dass die Auslasskanäle (2) entweder vorne und hinten aus dem Zylinderkopf (1) münden oder mittig zwischen vorderer und hinterer Zylinderreihe nach oben.
22. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet dass die Einlasskanäle (3) entweder vorne und hinten aus dem Zylinderkopf (1) münden oder mittig zwischen vorderer und hinterer Zylinderreihe nach oben.
23. Mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die gebogenen Auslasskanäle (2) unter den Nockenwellen verlaufen.
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