EP2625392B1 - Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP2625392B1
EP2625392B1 EP11764480.7A EP11764480A EP2625392B1 EP 2625392 B1 EP2625392 B1 EP 2625392B1 EP 11764480 A EP11764480 A EP 11764480A EP 2625392 B1 EP2625392 B1 EP 2625392B1
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internal combustion
combustion engine
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pivot
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Wolfgang Strusch
Heinz Wieland
Martin Schneider
Ralph Oberzier
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Deutz AG
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Deutz AG
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • 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
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/18—Rocking arms or levers
    • F01L1/181—Centre pivot rocking arms
    • 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
    • F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
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    • F01M9/00—Lubrication means having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M7/00
    • F01M9/10—Lubrication of valve gear or auxiliaries
    • F01M9/107—Lubrication of valve gear or auxiliaries of rocker shaft bearings

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine, in particular according to claim 1.
  • a valve control for an internal combustion engine having two intake valves and two exhaust valves per cylinder where the co-operating arms of the two rocker arms are unequal in length and the arms of each rocker arm are in a plane perpendicular to its oscillating axis at an angle to the longitudinal center plane of the internal combustion engine.
  • the invention has for its object to avoid the aforementioned disadvantages and to propose a Kipphebelbock that is compact and stiff, and is to be mounted on the cylinder head that takes place a direct power flow to its mounting screws and the same item in an arrangement of several cylinders depending on the number of cylinders is repeatedly mounted on the internal combustion engine.
  • An advantageous development of the invention provides that it has at least two suspended intake and at least two suspended exhaust valves per cylinder, resulting in a cost-effective, stable and powerful internal combustion engine.
  • the disclosed in the drawings invention relates to an internal combustion engine with at least one cylinder, a lower camshaft and each 2 hanging intake 3 and exhaust valves 4 per cylinder.
  • the camshaft 2 has per cylinder 1 each a cam 26, 27 for the control of the input 3 and exhaust valves 4.
  • the stroke of the cam 26, 27 is by a plunger 28 - flat or roller - a push rod 7, a rocker arm 8, a valve bridge 23 transmitted to the two valves.
  • the rocker arms 8 are all arranged on a continuous rocker shaft 6.
  • the push rods 7 are inclined so that they point up to the cylinder center. This makes it possible to arrange the Kipphebelbock 5 in the cylinder center.
  • the axial force component of the push rods 7 presses the rocker arms 8 correspondingly against the rocker arm 5. It is advantageous that identical parts rocker arm 5, all of which have the identical shape, are usable for all cylinders.
  • the rocker arm 5 is designed so that it has a groove on at least one side, which means a targeted weakening of the buck, which in turn allows the buck to deform so that the axis 6 is clamped with the force of the screws 19.
  • This groove has the further task of receiving a mounted in the axle and projecting pin 12, which takes over the rotational fixation of the axis 6.
  • a position-oriented installation is required because of the lubrication holes 15, as shown in the FIGS. 1 . 2 . 6 . 8th and 9 is pictured.
  • the oil supply the oil flow 36 of the lubrication takes place via a bore in the cylinder head 17, a centering 11 in the rocker arm 5, which is in conjunction with an enlarged screw hole 35 in the rocker arm 5 and with the hollow shaft 6 by means of a bore in the axis 6 in conjunction, which in FIG. 3 . 5 and 9 is pictured.
  • the axle is hollow and thus passes the oil on.
  • the oil enters the bearing of the rocker arm from a hole in the axle.
  • each rocker arm 8 is a along the axis 6 arranged flat groove, which is slightly shorter than the hub of the rocker arm.
  • the pressure piece on the valve bridge 23 is designed as a ball base (elephant foot or ball pin 22 with foot), but can also be designed as a simple pressure piece with a rolling radius.
  • the valve clearance is adjusted with the adjusting screw 31 bumper side.
  • a variant represents a hydraulic compensating element 13. This is integrated rod side into the rocker arm 8.
  • the oil is supplied via the bore to the rocker arm bearing.
  • the axial securing and suspension for the two rocker arms at the ends of the axle can also be fulfilled by a special clip, which unites both functions in one piece.
  • FIG. 1 the cylinder head arranged on the invisible cylinder is shown from above.
  • An underlying camshaft drives the intake valves 3 and the exhaust valves 4 by means of the rocker arm shaft 6 mounted in the rocker arm 5 and the rocker arm 8 and the pushrods 7 mounted therewith.
  • the rocker arms 8 are pressed by means of springs 9 against the Kipphebelböcke 5.
  • the axial securing of the rocker shaft 6 by means of a Seeger- or locking ring 10th
  • a hydraulic compensation element 13 is arranged for backlash-free valve control, as shown in the Figures 10 and 11 is pictured.
  • FIG. 10 shows on the engine schematically the control of the valves by means of camshaft 2, which is stored in the crankcase 25 and inlet cam 26 and exhaust cam 27 and which drives the push rods 7 by means of the plunger 28.
  • the camshaft 2 is supported by camshaft bearing 29.
  • the axial fixing of the end or end - mounted rocker arms against the rocker arms 5 takes place by means of the resilient special clamps 30, as shown in FIGS FIGS. 1 . 2 . 4 10 and 11 is pictured.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, insbesondere nach Anspruch 1.
  • Bei Vier-Ventil-Zylinderköpfen mit je zwei Ein- und Auslassventilen ist die Steuerung komplizierter als bei Zwei-Ventil-Zylinderköpfen. Während dort die Einspritzdüse schräg zu der Zylinderachse steht und die zwei Ventile in der Zylinderkopfmitte untergebracht werden können, ist man bestrebt, bei Vier-Ventil-Zylinderköpfen das Einspritzventil in der Mitte senkrecht einzubauen, und die vier Gaswechselventile zwei parallel zueinander um die Einspritzdüse zu verteilen. Die beim Vier-Ventil-Zylinderkopf erforderliche Optimierung der Ventilsitze bezüglich Lage und Größe sowie die Unterbringung der Kipphebelstoßstangen auf der "kalten" Einlassseite des Zylinderkopfes erschweren den Einbau der Kipphebellagerung erheblich, da die Ventilfederfreiräume die Kipphebelbockauflage beschneiden.
  • Aus der DE-AS 11 79 764 ist eine Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine mit zwei Einlass- und zwei Auslassventilen pro Zylinder bekannt, wo die gleichsinnig wirkenden Arme der zwei Kipphebel ungleich lang sind und die Arme jedes Kipphebels in einer Ebene senkrecht zu seiner unter einem Winkel zur Längsmittelebene der Brennkraftmaschine angeordneten Schwingachse liegen. Durch die oben erwähnten Maßnahmen kann bei einer vorgegebenen zweckmäßigen Anordnung der Steuerwelle und der Ansaug- bzw. Auspuffleitungen zueinander mit geringstem Aufwand eine verschleißfeste Ventilsteuerung erreicht werden.
  • Mit dieser Kipphebelgestaltung hat man zwar die verschleißfördernden Querkräfte eliminiert, jedoch ist das Übersetzungsverhältnis - Ventilhub zu Stößelhub - durch diese Lagerungsart merklich groß geworden, was einer Zunahme der Kräfte und somit auch der Hertz'schen Pressung zwischen Nocken und Stößel entspricht, deren Größe für die Haltbarkeit der betroffenen Teile mitbestimmend ist. Durch die über den Zylinderkopf hinausragenden Konturen der Kipphebelachse und demzufolge auch die des Lagerbolzens ist eine schwingungsfreie Befestigung des Lagerbocks auf bzw. am Zylinderkopf sehr aufwendig und bedarf zusätzlicher Verstärkung des Zylinderkopfes an der Befestigungsstelle, insbesondere bei der Stelle, die in der Nähe des Auslasskanals bzw. Einlasskanals liegt.
  • In der DE 3637199 A1 sowie in der US2025836 A wird ein Kipphebelbock offenbart, der aus wenigstens drei unterschiedlichen Einzelteilen besteht.
  • Daran ist u. a. nachteilig, dass die Herstellkosten durch zu viele verschiedene Einzelteile hoch sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und einen Kipphebelbock vorzuschlagen, der kompakt und steif ausgebildet ist, und so auf dem Zylinderkopf zu befestigen ist, dass ein direkter Kraftfluss zu seinen Befestigungsschrauben stattfindet und der als gleiches Einzelteil bei einer Anordnung von mehreren Zylindern in Abhängigkeit der Anzahl der Zylinder mehrfach an der Brennkraftmaschine montiert wird.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sie wenigstens zwei hängende Einlass- und wenigstens zwei hängende Auslassventile je Zylinder aufweist, was zu einer kostengünstigen, stabilen und leistungsstarken Brennkraftmaschine führt.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf denen ein Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Schnitt durch den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine
    Figur 2
    einen Schnitt durch den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine
    Figur 3
    eine Seitenansicht des Zylinderkopfs
    Figur 4
    eine Teildraufsicht der Brennkraftmaschine
    Figur 5
    einen Schnitt durch den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine
    Figur 6
    einen Schnitt durch den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine
    Figur 7
    einen Schnitt durch den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine
    Figur 8
    einen Schnitt durch den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine
    Figur 9
    einen Schnitt durch den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine
    Figur 10
    einen Schnitt durch den Zylinderkopf der Brennkraftmaschine
    Figur 11
    schematische Darstellung des Zylinderkopfs der Brennkraftmaschine
    Figur 12
    verschiedene Darstellungen des Kipphebelbocks der Brennkraftmaschine
  • Die in den Zeichnungen offenbarte Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit mindestens einem Zylinder, einer unten liegenden Nockenwelle und je 2 hängenden Einlass- 3 und Auslassventilen 4 je Zylinder.
  • Die Nockenwelle 2 besitzt je Zylinder 1 je einen Nocken 26, 27 für die Steuerung der Ein- 3 und Auslassventile 4. Der Hub des Nockens 26, 27 wird durch einen Stößel 28 - flach oder mit Rolle - eine Stößelstange 7, einen Kipphebel 8, eine Ventilbrücke 23 auf die beiden Ventile übertragen. Die Kipphebel 8 sind alle auf einer durchgehenden Kipphebelachse 6 angeordnet. Die Stößelstangen 7 sind so geneigt, dass sie oben zur Zylindermitte hin zeigen. Dadurch besteht die Möglichkeit, den Kipphebelbock 5 in Zylindermitte anzuordnen. Die axiale Kraftkomponente der Stößelstangen 7 drückt die Kipphebel 8 entsprechend gegen den Kipphebelbock 5. Vorteilhaft ist dabei, dass gleichteilige Kipphebelböcke 5, die alle die identische Gestalt haben, für alle Zylinder verwendbar sind.
  • Zwischen den Zylindern wirkt eine auf der Achse 6 angeordnete Feder 9, die die Kipphebel 8 gegen die Böcke 5 drückt, um eine dynamische axiale Verschiebung der Kipphebel 8 zu verhindern. An den beiden stirnseitigen Enden der Kipphebelachse 6 wird diese Andrückfunktion durch eine federnde Wellscheibe 33 übernommen. Die axiale Sicherung der Kipphebelachse erfolgt über Sicherungsringe (Seegerringe) 10, welche auf der Kipphebelachse 6 montiert sind. Die Kipphebelböcke 5 werden mit jeweils 2 Schrauben 19, welche rechts und links der Achse 6 angeordnet sind, am Zylinderkopf befestigt. Der Kipphebelbock 5 ist so ausgebildet, dass er zumindest einseitig eine Nut aufweist, welche eine gezielte Schwächung des Bockes bedeutet, die es wiederum erlaubt, den Bock derart zu verformen, dass die Achse 6 mit der Kraft der Schrauben 19 geklemmt wird. Diese Nut hat weiterhin die Aufgabe, einen in die Achse montierten und hervorstehenden Stift 12 aufzunehmen, welcher die Drehfixierung der Achse 6 übernimmt. Ein lageorientierter Einbau ist wegen der Schmierbohrungen 15 erforderlich, wie dies in den Figuren 1, 2, 6, 8 und 9 dargestellt wird. Die Ölzufuhr des Ölflusses 36 der Schmierung erfolgt über eine Bohrung im Zylinderkopf 17, eine Zentriernut 11 im Kipphebelbock 5, die in Verbindung mit einer erweiterten Schraubenbohrung 35 im Kipphebelbock 5 steht und mit der hohlen Achse 6 mittels einer Bohrung in der Achse 6 in Verbindung steht, was in Figur 3, 5 und 9 dargestellt wird. Die Achse ist hohl und leitet so das Öl weiter. Je Kipphebel tritt das Öl aus einer Bohrung in der Achse in die Lagerung des Kipphebels. In der Achse 6 ist je Kipphebel 8 eine längs der Achse 6 angeordnete flache Nut, welche etwas kürzer als die Nabe des Kipphebels ist. In der Lagerbohrung des Kipphebels 8 ist eine teilweise sichelförmige Nut 18, welche das Öl auch zu den im Kipphebel angeordneten Ölbohrungen 24 für die Schmierung der Einstellschraube stoßstangenseitig und des Druckstücks ventilseitig leitet, wie dies beispielhaft in Figur 1, 2, 5, 8 und 9 dargestellt wird.
  • Das Druckstück auf die Ventilbrücke 23 ist als Kugelfuß (Elefantenfuß bzw. Kugelbolzen 22 mit Fuß) ausgebildet, kann aber auch als einfaches Druckstück mit einem Abrollradius ausgebildet sein. Das Ventilspiel wird mit der Einstellschraube 31 stoßstangenseitig eingestellt. Eine Variante stellt ein hydraulisches Ausgleichelement 13 dar. Dieses wird stangenseitig in den Kipphebel 8 integriert. Die Ölzufuhr erfolgt über die Bohrung zum Kipphebellager. Die axiale Sicherung und Federung für die beiden Kipphebel an den Enden der Achse kann auch durch eine Spezialklammer erfüllt werden, die einstückig beide Funktionen in sich vereinigt. In Figur 1 ist der auf dem nicht sichtbaren Zylinder angeordnete Zylinderkopf von oben dargestellt. Eine untenliegende Nockenwelle treibt die Einlassventile 3 und die Auslassventile 4 mittels der im Kipphebelbock 5 gelagerten Kipphebelachse 6 und den damit gelagerten Kipphebel 8 sowie den Stößelstangen 7 an. Die Kipphebel 8 werden mittels Federn 9 gegen die Kipphebelböcke 5 gedrückt. Die axiale Sicherung der Kipphebelachse 6 erfolgt mittels eines Seeger- oder auch Sicherungsrings 10.
  • Zwischen Kipphebel 8 und Stößelstange 7 ist ein hydraulisches Ausgleichselement 13 zur spielfreien Ventilsteuerung angeordnet, wie dies in den Figuren 10 und 11 dargestellt wird.
  • Zwischen der Spannpratze 20, den Einlassventilen 3, den Auslassventilen 4 und dem Kipphebelbock 5 sind die Einspritzventile 14 angeordnet, wie dies in den Figuren 1 und 4 offenbart wird. Zur Verhinderung des ungewollten Austritts von Schmieröl aus der Kipphebelachse 6 ist an ihren Stirnseiten jeweils ein Verschlussdeckel 16 angeordnet, was in den Figuren 1 und 2 dargestellt wird. Figur 10 zeigt an dem Motor schematisch die Steuerung der Ventile mittels Nockenwelle 2, die im Kurbelgehäuse 25 lagert und Einlassnocken 26 sowie Auslassnocken 27 aufweist und die die Stößelstangen 7 mittels der Stößel 28 antreibt. Gelagert wird die Nockenwelle 2 durch Nockenwellenlager 29. Die axiale Fixierung der stirn- bzw. endseitig angeordneten Kipphebel gegen die Kipphebelböcke 5 erfolgt mittels der federnden Spezialklammern 30, wie dies in den Figuren 1, 2, 4 10 und 11 dargestellt wird.
  • Mittels Einstellschrauben 31 und Kontermuttern 32 wird ein im Wesentlichen spielfreier Ventiltrieb realisiert.
  • Bezugszeichen
    • 1
    Zylinder
    2
    Nockenwelle
    3
    Einlassventil
    4
    Auslassventil
    5
    Kipphebelbock
    6
    Kipphebelachse
    7
    Stößelstange
    8
    Kipphebel
    9
    Feder
    10
    Sicherungsring
    11
    Nut
    12
    Zentrierstift
    13
    hydraulisches Ausgleichselement
    14
    Einspritzventil
    15
    Schmierölbohrung
    16
    Deckel
    17
    Zylinderkopf
    18
    Kipphebelnut
    19
    Kipphebelbockbefestigungsschraube
    20
    Spannpratze
    21
    Ventilbrücke
    22
    Kugelbolzen
    23
    Ventilbrückenfuß zur Aufnahme des Kugelbolzen
    24
    Ölbohrung
    25
    Kurbelgehäuse
    26
    Einlassnocken
    27
    Auslassnocken
    28
    Stößel
    29
    Nockenwellenlager
    30
    federnde Spezialklammer
    31
    Einstellschraube
    32
    Kontermutter
    33
    federnde Wellscheibe
    34
    Verschlussdeckel
    35
    erweiterte Schraubenbohrung
    36
    Ölfluss
    37
    Kugelfuß

Claims (10)

  1. Brennkraftmaschine, umfassend wenigstens einen Zylinder, wenigstens eine untenliegende Nockenwelle und wenigstens ein hängendes Einlass- und wenigstens ein hängendes Auslassventil und wenigstens einen Kipphebelbock je Zylinder, wobei der Kipphebelbock (5) eine insbesondere rohrförmige Achse (6) aufweist, auf der wenigstens ein Auslasskipphebel und wenigstens ein Einlasskipphebel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet dass der Kipphebelbock (5) wenigstens eine Nut aufweist und dass die Achse (6) wenigstens einen Zentrierstift (12) aufweist, wobei der Zentrierstift (12) in einer Nut (11) des Kipphebelbocks lagert.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei hängende Einlass- und wenigstens zwei hängende Auslassventile je Zylinder aufweist.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder,
    dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens zwei in Richtung zur Zylindermitte hin geneigte Stößelstangen je Zylinder aufweist.
  4. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Feder aufweist, die die beweglich auf der Achse angeordneten Kipphebel gegen den Kipphebelbock drücken.
  5. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Feder als Schraubenfeder ausgeführt ist.
  6. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Feder als Teller- oder Membranfeder ausgeführt ist.
  7. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass auf der Achse wenigstens ein Sicherungs- oder Nutenring angeordnet ist.
  8. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebelbock mit wenigstens 2 Schrauben am Zylinderkopf befestigt ist.
  9. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Achse und die Kipphebel kommunizierende Nuten aufweisen, wobei die Nut der Achse über eine Bohrung mit dem Achseninneren kommuniziert.
  10. Brennkraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebelbock aus Leichtmetall besteht.
EP11764480.7A 2010-10-06 2011-09-29 Brennkraftmaschine Active EP2625392B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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PCT/EP2011/004852 WO2012045407A1 (de) 2010-10-06 2011-09-29 Brennkraftmaschine

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EP2625392A1 EP2625392A1 (de) 2013-08-14
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US (1) US9133766B2 (de)
EP (1) EP2625392B1 (de)
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WO (1) WO2012045407A1 (de)

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