EP2627884A1 - Brennkraftmaschine sowie verfahren zum herstellen einer solchen brennkraftmaschine - Google Patents

Brennkraftmaschine sowie verfahren zum herstellen einer solchen brennkraftmaschine

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EP2627884A1
EP2627884A1 EP10776081.1A EP10776081A EP2627884A1 EP 2627884 A1 EP2627884 A1 EP 2627884A1 EP 10776081 A EP10776081 A EP 10776081A EP 2627884 A1 EP2627884 A1 EP 2627884A1
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EP
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cylinder head
combustion engine
internal combustion
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inlet
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Jochen HÄFNER
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Daimler AG
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    • Y10T29/49231—I.C. [internal combustion] engine making

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine specified in the preamble of claim 1 and a method for producing such an internal combustion engine according to claim 10.
  • Inlet channels of the cylinder head open at an inlet flange surface and outlet channels at an opposite Auslassflansch computation. Further, above a space in the cylinder head receiving the intake and exhaust ports and a coolant space, there is provided an oil space for a gas exchange valve actuator.
  • the known internal combustion engines have a relatively high complexity, in particular with regard to their production, which is due in particular to a large number of flange surfaces to be sealed. This results in undesirably high costs for the internal combustion engine.
  • Patent claim 1 and by a method for producing such
  • the first aspect of the invention relates to an internal combustion engine having a plurality of cylinders with at least one cylinder head, wherein inlets of the cylinder head to a
  • Actuating device is provided for gas exchange valves.
  • Cylinder head cover itself omitted.
  • the internal combustion engine according to the invention thus has a low complexity, which keeps their production costs and thus their costs low. Furthermore, it has only a small number of parts, which is also beneficial to the low cost. Since in the internal combustion engine according to the invention compared to conventional internal combustion engines, the sealed flange surface between the cylinder head and the cylinder head cover can be omitted or their function in the
  • Inlet flange and the Auslassflansch requirement is integrated, is also the cost of sealing the internal combustion engine according to the invention and their assembly costs to be low, which keeps the total cost of another in a small frame.
  • the internal combustion engine according to the invention is special
  • Cylinder head in each case at least one opening to the two flange surfaces.
  • the oil chamber is particularly easy to access, which keeps the assembly costs and the maintenance of the internal combustion engine according to the invention low. Further is characterized a particularly inexpensive and cost-effective production of the
  • the inlet flange of the cylinder head is at least partially covered by an intake module that covers both the inlet channels and the opening to the oil chamber tight, in particular fluid-tight and oil-tight.
  • an intake module that covers both the inlet channels and the opening to the oil chamber tight, in particular fluid-tight and oil-tight.
  • the intake module is formed for example of plastic, so that this and thus the internal combustion engine have a particularly low weight. Furthermore, this results in particularly low material costs, which is beneficial to the low cost of the internal combustion engine.
  • the cylinder head is covered by an exhaust manifold module, which covers both the exhaust ports and the openings to the oil chamber tight, in particular fluid-tight and in particular oil-tight.
  • the sealing function of the cylinder head cover is at least partially integrated into the exhaust manifold module, so that the exhaust manifold module a particularly high functional performance having. This leads to a low number of parts, at low cost and to a low weight of the internal combustion engine.
  • the exhaust manifold module is formed, for example, as a thin-walled forming part of a metal, so that the manufacturing cost and manufacturing costs of the exhaust manifold module are low, but this high loads, especially high temperature loads, during operation of the
  • the actuator for the gas exchange valves comprises, for example, a camshaft associated with the exhaust ducts and / or one of the intake ducts
  • a storage lane is provided, which is partially formed by the cylinder head.
  • the storage lane is partially formed by bearing caps, which attach to the cylinder head, for example, to screw, are. It can advantageously be provided that the bearing caps are integrated into the intake module and / or the exhaust manifold module. Will then one of these modules with the integrated bearing caps on the
  • Cylinder head attached, for example screwed with this, so it is almost parallel also a compound of the bearing cap with the cylinder head to form the corresponding storage lane.
  • the camshaft or can
  • Camshafts are particularly inexpensive and only with a small number of parts held on the cylinder head. This in turn benefits the low cost and low weight of the internal combustion engine according to the invention. Additional bearing caps and appropriate mounting operations for mounting this bearing cap on the cylinder head are not required.
  • the second aspect of the invention relates to a method for producing a
  • the internal combustion engine according to the invention wherein during the casting of the cylinder head, the oil space is formed by cores, which laterally through the openings in the Flange areas are introduced.
  • the oil chamber can be represented by lateral slides of a pouring device and an oil chamber core can be dispensed with.
  • the inventive method thus enables a particularly cost-effective production of the internal combustion engine.
  • the slides can be made of a steel and / or as a mold, which further reduces the cost of manufacturing the internal combustion engine. It is not necessary to shoot sand cores. Likewise, the mold and its storage is less sensitive to tolerances than is the case with a sand core storage. This allows the representation of very small wall thicknesses, which is associated with a low weight and low material costs for the production of the internal combustion engine. Furthermore, this results in a particularly high process reliability of the
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a cylinder head of a
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the cylinder head according to FIG. 1.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the cylinder head according to FIG. 1.
  • Figs. 1 and 2 show a cylinder head 10 for an internal combustion engine having a plurality of cylinders.
  • the cylinder head 10 has inlet channels 12, via which air or a fuel-air mixture can flow into the cylinders of the internal combustion engine.
  • the cylinder head 10 has exhaust passages 14, via which exhaust gas resulting from combustion of the air which is supplied with fuel in the cylinders or the air / exhaust gas mixture can flow out of the cylinders.
  • the intake ports 12 open at an inlet flange surface 16 and the exhaust ports 14 open at an outlet flange surface 18 opposite the intake flange surface 16.
  • the cylinder head 10 includes a space receiving the intake ports 12 and the exhaust ports 14 and a coolant chamber 20.
  • the coolant chamber 20 is also referred to as a water chamber, in which, in particular during operation of the internal combustion engine, coolant is to cool the internal combustion engine and in particular the cylinder head.
  • the cylinder head 10 also has a double-sided oil chamber 26, which in
  • Directional arrow 24 is disposed above the coolant chamber 20 and which in each case has a particularly large-area opening to both flange surfaces 16 and 18 out.
  • the oil chamber 26 serves to receive oil to an actuator for
  • Actuator comprises a the inlet channels 12 associated
  • Camshaft by means of which intake valves of the gas exchange valves is to be actuated.
  • the actuator comprises a camshaft associated with the exhaust ports 14, by means of which exhaust valves of the gas exchange valves can be actuated.
  • Lagergasse 28 and 30 is provided, which is partially formed by the cylinder head 10 and via which the respective camshaft is to be held on the cylinder head 10.
  • an intake module can be bolted to the cylinder head 10.
  • the intake module performs both the function of covering and sealing the oil space 26 and the function of covering and sealing the intake passages 12.
  • an exhaust manifold module can be connected to the cylinder head 10. This means that the oil chamber 26 and the inlet channels 12 and the outlet channels 16 are to be covered and sealed by means of the intake module and the exhaust manifold module.
  • the modules thus have a particularly high functional integration, so that the number of parts and thus the cost of the internal combustion engine can be kept low. Additional sealing surfaces are thus not provided, so that the
  • Internal combustion engine and in particular the cylinder head 10 can be made particularly time-consuming and inexpensive. Furthermore, the cylinder head 10 and thus the entire internal combustion engine, in particular due to the at least substantially triangular formation of the cross section on a particularly small space requirement.
  • bearing caps are provided, which are to be connected to the cylinder head 10, whereby the bearing lane 28 and 30 are formed.
  • the bearing cap of the storage lane 28 are advantageously integrated into the intake module and formed integrally with the intake module, and the bearing cap of the storage lane 30 are integrated into the exhaust manifold and integrally formed with the exhaust manifold.
  • the cylinder head 10 comprises receiving openings 32 in which injectors are to be accommodated. By means of the injectors, fuel can be injected directly into the cylinders. Furthermore, the cylinder head 10 comprises receiving openings 34 in which the gas exchange valves are to be accommodated. In addition, receiving opening 36 are provided for respective hydraulic elements, by means of which a clearance compensation of
  • FIGS. 1 and 2 also show bores 38 for longitudinal oil passages via which the camshafts and in particular bearing points on which the camshafts are mounted in the bearing lanes 28 and 30 can be supplied with oil and thereby cooled and lubricated.
  • a longitudinal web 40 is provided in the vertical direction according to the directional arrow 24 above the oil chamber 26, which passages 42 for respective Having spark plugs, in which the spark plugs are to be included.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern mit mindestens einem Zylinderkopf (10), wobei Einlasskanäle (12) des Zylinderkopfes (10) an einer Einlassflanschfläche (16) und Auslasskanäle (14) an einer gegenüberliegenden Auslassflanschfläche (18) münden und oberhalb eines Raumes im Zylinderkopf (10), der die Ein- und Auslasskanäle (12, 14) und einen Kühlmittelraum (20) aufnimmt, wenigstens ein Ölraum (26) für eine Betätigungsvorrichtung für Gaswechselventile vorgesehen ist, wobei die Einlassflanschfläche (16) und die Auslassflanschfläche (18) gegeneinander geneigt angeordnet sind, so dass eine gedachte Schnittgerade (22) der beiden Flanschflächen (16, 18) oberhalb des Zylinderkopfes (10) liegt und der Zylinderkopf (10) einen zumindest im Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt aufweist, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Brennkraftmaschine.

Description

Brennkraftmaschine sowie Verfahren zum Herstellen einer solchen Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Brennkraftmaschine gemäß Patentanspruch 10.
Aus dem Serienbau von Brennkraftmaschinen sind solche Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylindern und mindestens einem Zylinderkopf bekannt, bei welchen
Einlasskanälen des Zylinderkopfes an einer Einlassflanschfläche und Auslasskanäle an einer gegenüberliegenden Auslassflanschfläche münden. Ferner ist oberhalb eines Raumes im Zylinderkopf, der die Ein- und Auslasskanäle und einen Kühlmittelraum aufnimmt, ein Ölraum für eine Betätigungsvorrichtung für Gaswechselventile vorgesehen.
Die bekannten Brennkraftmaschinen weisen eine relative hohe Komplexität insbesondere hinsichtlich ihrer Fertigung auf, was insbesondere auf eine Vielzahl von abzudichtenden Flanschflächen zurückzuführen ist. Daraus resultieren unerwünscht hohe Kosten für die Brennkraftmaschine.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Brennkraftmaschine bereitzustellen, welche eine Kostenreduzierung ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen einer solchen
Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der erste Aspekt der Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern mit mindestens einem Zylinderkopf, wobei Einlässe des Zylinderkopfes an einer
Einlassflanschfläche und Auslasskanäle an einer gegenüberliegenden
Auslassflanschfläche münden und wobei oberhalb eines Raumes im Zylinderkopf, der die Ein- und Auslasskanäle und einen Kühlmittelraum aufnimmt, ein Ölraum für eine
Betätigungsvorrichtung für Gaswechselventile vorgesehen ist.
Erfindungsgemäß sind die Einlassflanschfläche und die Auslassflanschfläche
gegeneinander geneigt angeordnet, so dass eine gedachte Schnittgerade der beiden Flanschflächen in Hochrichtung der Brennkraftmaschine oberhalb des Zylinderkopfes liegt und der Zylinderkopf einen zumindest im Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt aufweist.
Dadurch kann im Vergleich zu herkömmlichen Brennkraftmaschinen eine abzudichtende Flanschfläche zwischen dem Zylinderkopf und einer Zylinderkopfhaube sowie die
Zylinderkopfhaube selbst entfallen. Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine weist damit eine geringe Komplexität auf, was ihren Fertigungsaufwand und damit ihre Kosten gering hält. Ferner weist sie nur eine geringe Teileanzahl auf, was den geringen Kosten ebenso zuträglich ist. Da bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine im Vergleich zu herkömmlichen Brennkraftmaschinen die abzudichtende Flanschfläche zwischen dem Zylinderkopf und der Zylinderkopfhaube entfallen kann bzw. deren Funktion in die
Einlassflanschfläche und die Auslassflanschfläche integriert ist, ist auch der Aufwand zum Abdichten der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine sowie ihr Montageaufwand als gering zu beziffern, was die Gesamtkosten um ein weiteres in einem geringen Rahmen hält. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine besonders
prozesssicher und damit kostengünstig herstellbar.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist, dass sie
insbesondere aufgrund der gegeneinander geneigten Anordnung der Flanschflächen einen nur sehr geringen Bauraumbedarf aufweist. So können Package-Probleme, insbesondere in einem platzkritischen Bereich wie einem Motorraum eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, gelöst oder vermieden werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Ölraum des
Zylinderkopfes jeweils mindestens eine Öffnung zu den beiden Flanschflächen auf.
Dadurch ist der ölraum besonders einfach zugänglich, was den Montageaufwand und den Wartungsaufwand der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine gering hält. Ferner ist dadurch eine besonders unaufwendige und kostengünstige Herstellung des
Zylinderkopfes und damit mit der gesamten Brennkraftmaschine ermöglicht.
Ist oberhalb des Ölraums ein Längssteg vorgesehen, der Durchlässe für Zündkerzen und/oder Einspritzdüsen, Injektoren oder dergleichen aufweist, so birgt dies den Vorteil, dass dadurch die Zündkerzen und/oder die Einspritzdüsen besonders einfach mit dem Zylinderkopf zu verbinden bzw. an diesem anzuordnen sind.
Eine besonders zeit- und kostengünstige Montage der Brennkraftmaschine ist ermöglicht, wenn Zylinderkopfschrauben zur Verschraubung des Zylinderkopfes mit einem
Motorgehäuse der Brennkraftmaschine durch die Öffnungen des Ölraums in den
Flanschflächen direkt zugänglich sind. So kann der Zylinderkopf beispielsweise mit einem einfachen Standardwerkzeug und für eine montierende Person ergonomisch günstig zugänglich mit dem Motorgehäuse verschraubt werden. Dadurch sind geringe Taktzeiten zur Herstellung und Montage der Brennkraftmaschine ermöglicht, was die Kosten gering hält.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Einlassflanschfläche des Zylinderkopfes zumindest bereichsweise durch ein Ansaugmodul abgedeckt, das sowohl die Einlasskanäle als auch die Öffnung zum Ölraum dicht, insbesondere fluiddicht und insbesondere öldicht, abdeckt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass im Vergleich zu herkömmlichen Brennkraftmaschinen die abdichtende Funktion der Zylinderkopfhaube zumindest anteilig in das Ansaugmodul integriert ist, welches auch die Einlasskanäle abdeckt. Das Ansaugmodul weist somit eine hohe Funktionsintegration auf, was die Teileanzahl und die Kosten der Brennkraftmaschine gering hält.
Das Ansaugmodul ist beispielsweise aus Kunststoff ausgebildet, so dass dieses und damit die Brennkraftmaschine ein besonders geringes Gewicht aufweisen. Ferner resultieren daraus besonders geringe Materialkosten, was den geringen Kosten für die Brennkraftmaschine zuträglich ist.
Des Weiteren ist es sehr vorteilhaft, wenn die Auslassflanschfläche des Zylinderkopfes durch ein Abgaskrümmermodul abgedeckt ist, was sowohl die Auslasskanäle als auch die Öffnungen zum Ölraum dicht, insbesondere fluiddicht und insbesondere öldicht, abdeckt. Im Vergleich zu herkömmlichen Brennkraftmaschinen ist dadurch die abdichtende Funktion der Zylinderkopfhaube zumindest anteilig in das Abgaskrümmermodul integriert, so dass das Abgaskrümmermodul einen besonders hohen Funktionserfüllungsumfang aufweist. Dies führt zu einer geringen Teileanzahl, zu geringen Kosten sowie zu einem geringen Gewicht der Brennkraftmaschine.
Das Abgaskrümmermodul ist beispielsweise als dünnwandiges Umformteil aus einem Metall ausgebildet, so dass auch der Herstellungsaufwand und die Herstellungskosten des Abgaskrümmermoduls gering sind, dieses aber gleichzeitig hohe Belastungen, insbesondere hohe Temperaturbelastungen, während des Betriebs der
Brennkraftmaschine schadfrei über eine lange Lebensdauer hinweg ertragen kann.
Die Betätigungsvorrichtung für die Gaswechselventile umfasst beispielsweise eine den Auslasskanälen zugeordnete Nockenwelle und/oder eine den Einlasskanälen
zugeordnete Nockenwelle. Zur Lagerung der Nockenwellen an dem Zylinderkopf ist beispielsweise eine Lagergasse vorgesehen, welche teilweise durch den Zylinderkopf gebildet ist. Zur Halterung der Nockenwellen an dem Zylinderkopf ist die Lagergasse teilweise auch durch Lagerdeckel gebildet, welche an dem Zylinderkopf zu befestigen, beispielsweise zu verschrauben, sind. Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Lagerdeckel in das Ansaugmodul und/oder das Abgaskrümmermodul integriert sind. Wird dann eines dieser Module mit den integrierten Lagerdeckeln an dem
Zylinderkopf befestigt, beispielsweise mit diesem verschraubt, so erfolgt dadurch quasi parallel auch eine Verbindung der Lagerdeckel mit dem Zylinderkopf zur Bildung der entsprechenden Lagergasse. Dadurch kann die Nockenwelle bzw. können die
Nockenwellen besonders unaufwendig und nur mit einer geringen Teileanzahl an dem Zylinderkopf gehalten werden. Dies kommt wiederum den geringen Kosten sowie dem geringen Gewicht der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine zugute. Zusätzliche Lagerdeckel sowie entsprechende Montagevorgänge zur Befestigung dieser Lagerdeckel an dem Zylinderkopf sind nicht vonnöten.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt die Verschraubungsebene der Lagerdeckel der Nockenwellen in den Flanschflächen des Ansaug- und/oder des
Abgaskrümmermoduls. Dadurch kann ein separater, die Kosten unerwünschter Weise erhöhender Herstellvorgang für die Verschraubungsebene entfallen bzw. ist ein solcher zusätzlicher Herstellungsvorgang nicht vonnöten, sodass die Brennkraftmaschine besonders zeit- und kostengünstig herzustellen ist.
Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer
erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, wobei beim Gießen des Zylinderkopfes der Ölraum durch Kerne abgeformt wird, die seitlich durch die Öffnungen in den Flanschbereichen eingebracht werden. Mit anderen Worten kann der Ölraum von seitlichen Schiebern einer Gießeinrichtung dargestellt werden und ein Ölraumkern kann entfallen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dadurch eine besonders kostengünstige Herstellung der Brennkraftmaschine.
Die Schieber können dabei aus einem Stahl und/oder als Kokille ausgebildet sein, was die Kosten zur Herstellung der Brennkraftmaschine weiter reduziert. Dabei ist es nicht erforderlich, Sandkerne zu schießen. Ebenso ist die Kokille sowie ihre Lagerung unempfindlicher gegenüber Toleranzen als es bei einer Sandkernlagerung der Fall ist. Dies ermöglicht die Darstellung sehr geringer Wandstärken, was mit einem geringen Gewicht sowie mit geringen Materialkosten zur Herstellung der Brennkraftmaschine einhergeht. Ferner resultiert daraus eine besonders hohe Prozesssicherheit des
Verfahrens, was eine weitere Kostenreduzierung bedeutet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Zylinderkopfes einer
Brennkraftmaschine, wobei der Zylinderkopf einen zumindest im
Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt aufweist; und
Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht des Zylinderkopfes gemäß Fig. 1.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Zylinderkopf 10 für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern. Der Zylinderkopf 10 weist Einlasskanäle 12 auf, über welche Luft oder ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Zylinder der Brennkraftmaschine einströmen kann. Ferner weist der Zylinderkopf 10 Auslasskanäle 14 auf, über welche aus einer Verbrennung der in den Zylindern mit Kraftstoff beaufschlagten Luft bzw. des Luft-Abgas-Gemisches resultierendes Abgas aus den Zylindern ausströmen kann. Wie insbesondere der Fig. 1 zu entnehmen ist, münden die Einlasskanäle 12 an einer Einlassflanschfläche 16, und die Auslasskanäle 14 münden an einer der Einlassflanschfläche 16 gegenüberliegenden Auslassflanschfläche 18. Darüber hinaus umfasst der Zylinderkopf 10 einen Raum, welcher die Einlasskanäle 12 und die Auslasskanäle 14 sowie einen Kühlmittelraum 20 aufnimmt. Der Kühlmittelraum 20 wird auch als Wasserraum bezeichnet wird, in welchem sich insbesondere während des Betriebs der Brennkraftmaschine Kühlmittel befindet, um die Brennkraftmaschine und insbesondere den Zylinderkopf zu kühlen.
Insbesondere aus der Fig. 1 geht hervor, dass die Einlassflanschfläche 16 und die Auslassflanschfläche 18 gegeneinander geneigt angeordnet sind, so dass eine
Schnittgerade 22 der beiden Flanschflächen 16 und 18 in Hochrichtung der
Brennkraftmaschine und damit des Zylinderkopfs 10 gemäß einem Richtungspfeil 24 oberhalb des Zylinderkopfes 10 liegt und der Zylinderkopf 10 ein zumindest im
Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt aufweist.
Der Zylinderkopf 10 weist auch einen beidseitigen Ölraum 26 auf, welcher in
Hochrichtung der Brennkraftmaschine und des Zylinderkopfes 10 gemäß einem
Richtungspfeil 24 oberhalb des Kühlmittelraums 20 angeordnet ist und welcher jeweils eine besonders großflächige Öffnung zu beiden Flanschflächen 16 und 18 hin aufweist. Der Ölraum 26 dient dazu, Öl aufzunehmen, um eine Betätigungseinrichtung zur
Betätigung von Gaswechselventilen zu schmieren und zu kühlen. Die
Betätigungseinrichtung umfasst dabei eine den Einlasskanälen 12 zugeordnete
Nockenwelle, mittels welchen Einlassventile der Gaswechselventile zu betätigen ist. Ferner umfasst die Betätigungseinrichtung eine den Auslasskanälen 14 zugeordnete Nockenwelle, mittels welcher Auslassventile der Gaswechselventile betätigbar sind.
In dem Ölraum 26 ist eine zu jeweils einer der Nockenwellen korrespondierende
Lagergasse 28 bzw. 30 vorgesehen, welche teilweise durch den Zylinderkopf 10 gebildet ist und über welche die jeweilige Nockenwelle an dem Zylinderkopf 10 zu halten ist.
Um sowohl den Ölraum 26 zumindest teilweise als auch die Einlassflanschfläche 16 dicht abzudecken, kann ein Ansaugmodul mit dem Zylinderkopf 10 verschraubt werden. Mit anderen Worten übernimmt das Ansaugmodul sowohl die Funktion, den Ölraum 26 abzudecken und abzudichten, als auch die Funktion, die Einlasskanäle 12 abzudecken und abzudichten. Um den Ölraum 26 auch andererseits sowie die Auslasskanäle 14 abzudecken und abzudichten, kann ein Abgaskrümmermodul mit dem Zylinderkopf 10 verbunden werden. Dies bedeutet, dass der Ölraum 26 sowie die Einlasskanäle 12 und die Auslasskanäle 16 mittels des Ansaugmoduls und des Abgaskrümmermoduls abzudecken und abzudichten sind. Die Module weisen somit eine besonders hohe Funktionsintegration auf, so dass die Teileanzahl und damit die Kosten der Brennkraftmaschine gering gehalten werden können. Zusätzliche Dichtflächen sind somit nicht vorgesehen, so dass die
Brennkraftmaschine und insbesondere der Zylinderkopf 10 besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann. Ferner weist der Zylinderkopf 10 und damit die gesamte Brennkraftmaschine insbesondere infolge der zumindest im Wesentlichen dreiecksförmigen Ausbildung des Querschnitts einen besonders geringen Bauraumbedarf auf.
Zur Halterung der Nockenwellen an dem Zylinderkopf 10 sind Lagerdeckel vorgesehen, welche mit dem Zylinderkopf 10 zu verbinden sind, wodurch die Lagergasse 28 bzw. 30 gebildet werden. Um das Gewicht und die Teileanzahl der Brennkraftmaschine besonders gering zu halten, sind die Lagerdeckel der Lagergasse 28 vorteilhafterweise in das Ansaugmodul integriert und einstückig mit dem Ansaugmodul ausgebildet, und die Lagerdeckel der Lagergasse 30 sind in das Abgaskrümmermodul integriert und einstückig mit dem Abgaskrümmermodul ausgebildet.
Des Weiteren umfasst der Zylinderkopf 10 Aufnahmeöffnungen 32, in welchen Injektoren aufzunehmen sind. Mittels der Injektoren kann Kraftstoff direkt in die Zylinder eingespritzt werden. Ferner umfasst der Zylinderkopf 10 Aufnahmeöffnungen 34, in welchen die Gaswechselventile aufzunehmen sind. Darüber hinaus sind Aufnahmeöffnung 36 für jeweilige Hydraulikelemente vorgesehen, mittels welchen ein Spielausgleich der
Gaswechselventile durchführbar ist. Den Fig. 1 und 2 außerdem zu entnehmen sind Bohrungen 38 für Längsölkanäle, über welche die Nockenwellen und insbesondere Lagerstellen, an welchen die Nockenwellen in den Lagergassen 28 bzw. 30 gelagert sind, mit Öl versorgbar und dadurch zu kühlen und zu schmieren sind.
Zur Befestigung von Zündkerzen, mittels welchen ein Gemisch aus der in die Zylinder eingeströmten Luft und dem mittels der Injektoren in die Zylinder eingespritzten Kraftstoff entzündbar ist, ist in Hochrichtung gemäß dem Richtungspfeil 24 oberhalb des Ölraums 26 ein Längssteg 40 vorgesehen, welcher Durchlässe 42 für jeweilige Zündkerzen aufweist, in welchem die Zündkerzen aufzunehmen sind. Bezugszeichenliste
10 Zylinderkopf
12 Einlasskanäle
14 Auslasskanäle
16 Einlassflanschfläche
18 Auslassflanschfläche
20 Kühlmittelraum
22 Schnittgerade
24 Richtungspfeil
26 Ölraum
28 Lagergasse
30 Lagergasse
32 Aufnahmeöffnung
34 Aufnahmeöffnung
36 Aufnahmeöffnung
38 Bohrung
40 Längssteg
42 Durchlass

Claims

Patentansprüche
Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern mit mindestens einem Zylinderkopf (10), wobei Einlasskanäle (12) des Zylinderkopfes (10) an einer
Einlassflanschfläche (16) und Auslasskanäle (14) an einer gegenüberliegenden Auslassflanschfläche (18) münden und oberhalb eines Raumes im Zylinderkopf (10), der die Ein- und Auslasskanäle (12, 14) und einen Kühlmittelraum (20) aufnimmt, wenigstens ein Ölraum (26) für eine Betätigungsvorrichtung für
Gaswechselventile vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einlassflanschfläche (16) und die Auslassflanschfläche (18) gegeneinander geneigt angeordnet sind, so dass eine gedachte Schnittgerade (22) der beiden Flanschflächen (16, 18) oberhalb des Zylinderkopfes (10) liegt und der Zylinderkopf (10) einen zumindest im Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt aufweist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ölraum (26) des Zylinderkopfes (10) jeweils mindestens eine Öffnung zu den beiden Flanschflächen (16, 18) aufweist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
oberhalb des Ölraumes (26) ein Längssteg (40) vorgesehen ist, der Durchlässe (42) für Zündkerzen und/oder Einspritzdüsen aufweist.
4. Brennkraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Zylinderkopfschrauben zur Verschraubung des Zylinderkopfes mit einem
Motorgehäuse durch die Öffnungen des ölraumes (26) in den Flanschflächen (16, 18) direkt zugänglich sind.
5. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Schrauben zur Befestigung von Lagern von Nockenwellen oder sonstigen
Ventilbetätigungseinrichtungen durch die Öffnungen des Ölraumes (26) in den Flanschflächen (16, 18) direkt zugänglich sind.
6. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einlassflanschfläche (16) des Zylinderkopfes (10) durch ein Ansaugmodul abgedeckt ist, das sowohl die Einlasskanäle (12) als auch die Öffnung zum Ölraum (26) dicht abdeckt..
7. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auslassflanschfläche (18) des Zylinderkopfes (10) durch ein
Abgaskrümmermodul abgedeckt ist, das sowohl die Auslasskanäle (14) als auch die Öffnung zum Ölraum (26) dicht abdeckt.
8. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Lagerdeckel von Nockenwellen in das Ansaugmodul und/oder das
Abgaskrümmermodul integriert sind.
9. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verschraubungsebene der Lagerdeckel der Nockenwellen in den
Flanschflächen (16, 18) des Ansaug- und/oder des Abgaskrümmermoduls liegt. Verfahren zum Herstellen einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Gießen des Zylinderkopfes (10) der Ölraum (26) durch Kerne abgeformt wird, die seitlich durch die Öffnungen in den Flanschflächen (16, 18) eingebracht werden.
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