DE102014011279A1

DE102014011279A1 - cylinder head

Info

Publication number: DE102014011279A1
Application number: DE102014011279.9A
Authority: DE
Inventors: Jochen Häfner; Cecile Jecker
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2015-01-15

Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem Zylindergaswechselkanal (10), mit wenigstens einem in dem Zylindergaswechselkanal (10) angeordneten Gaswechselventil (11, 12) und mit wenigstens einem in dem Zylindergaswechselkanal (10) angeordneten, verstellbaren Walzenschieber (13, 14), der zumindest teilweise in einem für das Gaswechselventil (11, 12) vorgesehenen Bereich des Zylindergaswechselkanals (10) angeordnet ist und der dazu vorgesehen ist, einen Strömungsquerschnitt des Zylindergaswechselkanals (10) und die Strömungsrichtung des Gases zu variieren, vorgeschlagen.According to the invention, a cylinder head for an internal combustion engine, with at least one cylinder gas exchange channel (10), with at least one gas exchange valve (11, 12) arranged in the cylinder gas exchange channel (10) and with at least one adjustable roller slide (13, 14) arranged in the cylinder gas exchange channel (10) ), which is at least partially disposed in a provided for the gas exchange valve (11, 12) portion of the Zylindergaswechselwechselkanal (10) and which is intended to vary a flow cross-section of the Zylindergaswechselkankankanal (10) and the flow direction of the gas proposed.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf.The invention relates to a cylinder head.

Aus der WO 2004 067920 ist bereits ein Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem Zylindergaswechselkanal, mit wenigstens einem in dem Zylindergaswechselkanal angeordneten Gaswechselventil und mit wenigstens einem in dem Zylindergaswechselkanal angeordneten, verstellbaren Walzenschieber zur Variation des Durchflussquerschnitts vorgeschlagen worden.From the WO 2004 067920 is already a cylinder head for an internal combustion engine, with at least one Zylindergaswechselkanal, with at least one arranged in the Zylindergaswechselwechselgas gas exchange valve and at least one arranged in the Zylindergaswechselwechsel, adjustable roller slide for varying the flow cross-section has been proposed.

Ferner sind Ansaugsysteme mit Einrichtungen zur Beeinflussung der Strömungsrichtung, wie beispielsweise Drallklappen oder Walzenschieber bekannt. Diese beeinflussen außer der Strömungsrichtung auch den Durchflussquerschnitt.Furthermore, intake systems with devices for influencing the direction of flow, such as swirl flaps or roller valves are known. These influence not only the flow direction but also the flow cross-section.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, durch den eine Optimierung einer Verbrennung und somit eines Verbrauchs, einer Leistung und von Abgasemissionen erreicht werden kann, indem die Strömungsrichtung des Gases unabhängig vom Durchflussquerschnitt eingestellt werden kann. Zusätzlich soll ein kostengünstiger Zylinderkopf geschaffen werden. Sie werden durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung entsprechend dem Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention is in particular the object of providing a cylinder head for an internal combustion engine, through which an optimization of combustion and thus consumption, performance and exhaust emissions can be achieved by the flow direction of the gas can be adjusted independently of the flow cross-section. In addition, a cost-effective cylinder head is to be created. They are achieved by an embodiment according to the invention according to claim 1. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem Zylindergaswechselkanal, mit wenigstens einem in dem Zylindergaswechselkanal angeordneten Gaswechselventil und mit wenigstens einem in dem Zylindergaswechselkanal angeordneten, verstellbaren Walzenschieber, der zumindest teilweise in einem für das Gaswechselventil vorgesehenen Bereich des Zylindergaswechselkanals angeordnet ist und der dazu vorgesehen ist, einen Strömungsquerschnitt des Zylindergaswechselkanals und die Strömungsrichtung des Gases zu variieren. Dadurch kann eine Ladungsbewegung in dem Zylindergaswechselkanal nahe am Gaswechselventil besonders vorteilhaft optimiert werden, wodurch die Verbrennung in der Brennkraftmaschine optimiert werden kann. Bei Verwendung des Walzenschiebers in einem Einlasskanal ergibt sich durch die Anordnung des Walzenschiebes im Bereich des Gaswechselventils ein kurzer Kanalverlauf stromab des Walzenschiebers bis zum Eintritt des Gases in den Brennraum der Brennkraftmaschine. Dieser beeinflusst die Strömungsrichtung des Gases in den meisten Stellungen des Walzenschiebers nur minimal. Die Strömungsrichtung des Gases wird daher in den meisten Fällen im Wesentlichen durch die Stellung des Walzenschiebers bestimmt. Unter einer „Brennkraftmaschine” soll dabei insbesondere eine Vorrichtung zur Bereitstellung eines Antriebsmoments verstanden werden, die durch Verbrennung eines Kraftstoff-Luftgemischs ein Antriebsmoment erzeugt. Unter einem „Zylindergaswechselkanal” soll dabei insbesondere ein Strömungskanal verstanden werden, durch den ein Kraftstoff-Luftgemisch zur Verbrennung in einen Zylinder der Brennkraftmaschine ein- oder ausgeleitet werden kann. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass lediglich Luft über den Zylindergaswechselkanal in einen Zylinder der Brennkraftmaschine eingeleitet wird. Unter einem „verstellbaren Walzenschieber” soll dabei insbesondere eine Vorrichtung, die zur Regulierung eines Strömungsquerschnitts vorgesehen ist und dazu wenigstens eine verschiebbare Walze umfasst, die durch rotatorisches und/oder axiales Verschieben einen Strömungsquerschnitt, insbesondere in dem Zylindergaswechselkanal, verändert, verstanden werden. Unter einem „für das Gaswechselventil vorgesehenen Bereich” soll dabei insbesondere ein Bereich in dem Zylinderkopf verstanden werden, durch den sich das Gaswechselventil zumindest teilweise erstreckt.The invention relates to a cylinder head for an internal combustion engine, with at least one Zylindergaswechselkanal, arranged with at least one arranged in the Zylindergaswechselwechselgas gas exchange valve and at least one arranged in the Zylindergaswechselkanal, adjustable roller slide, which is at least partially disposed in a provided for the gas exchange valve portion of the Zylindergaswechselwechselkanals and is provided to vary a flow cross-section of the Zylindergaswechselkanals and the flow direction of the gas. As a result, a charge movement in the cylinder gas exchange channel close to the gas exchange valve can be optimized particularly advantageously, whereby the combustion in the internal combustion engine can be optimized. When using the roller slide in an inlet channel resulting from the arrangement of the roller slide in the gas exchange valve, a short passageway downstream of the roller valve until the gas enters the combustion chamber of the internal combustion engine. This affects the flow direction of the gas in most positions of the roller slide only minimally. The flow direction of the gas is therefore determined in most cases essentially by the position of the roller slide. An "internal combustion engine" is to be understood in particular as an apparatus for providing a drive torque which generates a drive torque by combustion of a fuel-air mixture. A "cylinder gas exchange channel" is to be understood in particular as a flow channel through which a fuel-air mixture can be introduced or removed for combustion in a cylinder of the internal combustion engine. In principle, it is also conceivable that only air is introduced via the Zylindergaswechselkanal in a cylinder of the internal combustion engine. An "adjustable roller slide" is intended in particular to mean a device which is provided for regulating a flow cross section and for this purpose comprises at least one displaceable roller which changes a flow cross section, in particular in the cylinder gas exchange channel, by rotational and / or axial displacement. A "region provided for the gas exchange valve" should be understood to mean, in particular, an area in the cylinder head through which the gas exchange valve extends at least partially.

Dadurch dass ein erfindungsgemäßer Zylinderkopf mittels des Walzenschiebers den Strömungsquerschnitt und die Strömungsrichtung variieren kann, werden separate Einrichtungen zur Beeinflussung des Strömungsquerschnitts und der Strömungsrichtung hinfällig, wodurch Kosten eingespart werden können.Because a cylinder head according to the invention can vary the flow cross section and the flow direction by means of the roller slide, separate devices for influencing the flow cross section and the flow direction become obsolete, whereby costs can be saved.

Weiter wird vorgeschlagen, dass der wenigstens eine verstellbare Walzenschieber eine Durchlassöffnung aufweist, durch die das Gaswechselventil geführt ist. Dadurch kann ein Strömungsquerschnitt mit dem Walzenschieber besonders einfach und/oder eine Strömungsrichtung besonders wirkungsvoll variiert werden. Unter einer „Durchlassöffnung” soll dabei insbesondere eine Aussparung in dem Walzenschieber verstanden werden, die im Bereich des Walzenschiebers den Strömungsquerschnitt zumindest teilweise begrenzt und durch die das Kraftstoff-Luftgemisch strömen kann.It is further proposed that the at least one adjustable roller slide has a passage opening through which the gas exchange valve is guided. As a result, a flow cross section with the roller slide can be varied particularly effectively and / or a flow direction particularly effectively. A "passage opening" is to be understood in particular as a recess in the roller slide, which limits the flow cross-section at least partially in the region of the roller slide and through which the fuel-air mixture can flow.

Ferner wird vorgeschlagen, dass der verstellbare Walzenschieber wenigstens zwei verstellbare Walzen aufweist. Dadurch kann der Strömungsquerschnitt im Bereich des Gaswechselventils in einem besonders vorteilhaft großen Bereich verstellt werden.It is also proposed that the adjustable roller slide has at least two adjustable rollers. As a result, the flow cross-section in the area of the gas exchange valve can be adjusted in a particularly advantageous large area.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der verstellbare Walzenschieber dazu vorgesehen ist, durch axiale und/oder rotatorische Verstellung den Strömungsquerschnitt zu variieren. Dadurch kann die zumindest eine Walze des Walzenschiebers besonders einfach zur Verstellung des Strömungsquerschnitts verstellt werden. Unter einer „axialen Verstellung” soll dabei insbesondere eine Verstellung durch eine lineare Verschiebung einer Walze des Walzenschiebers entlang einer Achse, insbesondere in einer parallel zu einer Haupterstreckung der Walze ausgerichteten Achse, verstanden werden. Unter einer „rotatorischen Verstellung” soll dabei insbesondere eine Verstellung durch eine Rotation einer Walze des Walzenschiebers um eine Achse, insbesondere um eine parallel zu einer Haupterstreckung der Walze ausgerichtete Mittelachse der Walze, verstanden werden.Furthermore, it is proposed that the adjustable roller slide is provided to vary by axial and / or rotational adjustment of the flow cross-section. As a result, the at least one roller of the roller slide can be adjusted particularly easily for adjusting the flow cross section. Under an "axial adjustment" is in particular an adjustment by a linear displacement of a roller of the roller slide along an axis, in particular in a parallel to a main extent of the roll aligned axis understood. A "rotary adjustment" is to be understood in particular as an adjustment by a rotation of a roller of the roller slide about an axis, in particular about a parallel to a main extension of the roller aligned central axis of the roller.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass der wenigstens eine in dem Gaswechselkanal angeordnete Walzenschieber mit wenigstens einem weiteren in dem oder einem weiteren Gaswechselkanal angeordneten Walzenschieber wirkungstechnisch gekoppelt und/oder verbunden und/oder einstücktig ausgeführt ist. Darunter dass der wenigstens eine in dem Gaswechselkanal angeordnete Walzenschieber mit wenigstens einem weiteren in dem oder einem weiteren Gaswechselkanal angeordneten Walzenschieber wirkungstechnisch gekoppelt und/oder verbunden ist soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der wenigstens eine in dem Gaswechselkanal angeordnete Walzenschieber mit wenigstens einem weiteren in dem oder einem weiteren Gaswechselkanal angeordneten Walzenschieber gemeinsam angesteuert und/oder verstellt werden kann. Dabei kann entweder ein gemeinsamer Aktuator für die Walzenschieber zum Einsatz kommen, indem die Walzenschieber mechanisch verbunden sind oder die einzelnen Aktuatoren der Walzenschieber werden gemeinsam angesteuert.It is also proposed that the at least one arranged in the gas exchange channel roller slide with at least one further arranged in the or another gas exchange channel roller slide is technically coupled and / or connected and / or executed in one piece. The fact that the at least one arranged in the gas exchange channel roller slide with at least one further arranged in the or another gas exchange channel roller slide is technically coupled and / or connected is to be understood in this context in particular that the at least one arranged in the gas exchange channel roller slide with at least one other in which or another gas exchange channel arranged roller slide can be controlled and / or adjusted together. In this case, either a common actuator for the roller slide can be used by the roller slide are mechanically connected or the individual actuators of the roller slide are controlled together.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Figurenbeschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages will become apparent from the following description of the figures. In the figures, an embodiment of the invention is shown. The figures, the description of the figures and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Zylinderkopfs mit zwei Walzenschiebern und 1 a schematic representation of the cylinder head according to the invention with two roller slides and

2 eine schematische Schnittansicht durch einen Walzenschieber des Zylinderkopfs. 2 a schematic sectional view through a roller slide of the cylinder head.

Die 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Zylinderkopf. Der Zylinderkopf ist Teil einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine ist dabei nicht näher dargestellt. Die Brennkraftmaschine umfasst mehrere Zylinder, in denen jeweils ein Kolben durch Zündung eines Kraftstoff-Luftgemischs angetrieben wird, um ein Antriebsmoment bereitzustellen. Die Brennkraftmaschine ist dabei vorzugsweise dazu vorgesehen, in einem Kraftfahrzeug angeordnet zu werden, um ein Antriebsmoment für das Kraftfahrzeug bereitzustellen.The 1 and 2 show a cylinder head according to the invention. The cylinder head is part of an internal combustion engine according to the invention. The internal combustion engine is not shown in detail. The internal combustion engine comprises a plurality of cylinders in each of which a piston is driven by ignition of a fuel-air mixture to provide a drive torque. The internal combustion engine is preferably provided to be arranged in a motor vehicle in order to provide a drive torque for the motor vehicle.

Der Zylinderkopf umfasst ein nicht näher dargestelltes Gehäuse. Das Gehäuse bildet mehrere Zylindereinlasskanäle 10 aus. Über die Zylindereinlasskanäle 10 kann ein Kraftstoff-Luftgemisch zum Antrieb der Brennkraftmaschine in die Zylinder geleitet werden. An dem jeweiligen Zylinder zugewandten Enden sind die Zylindereinlasskanäle 10 mit dem Zylinder gekoppelt. Zur gezielten Zufuhr des Kraftstoff-Luftgemischs in den Zylinder weist der Zylinderkopf Gaswechselventile 11, 12 auf. Dabei weist der Zylinderkopf je Zylinder zwei Gaswechselventile 11, 12 auf. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Zylinderkopf je Zylinder lediglich ein Gaswechselventil 11, 12 aufweist. Die Gaswechselventile 11, 12 sitzen in einem geschlossenen Zustand jeweils in einem nicht näher dargestellten Ventilsitz und trennen einen Brennraum des Zylinders strömungstechnisch von dem Zylindergaswechselkanal 10. Ein Kraftstoff-Luftgemisch kann dabei nicht in den Zylinder einströmen. Werden die Gaswechselventile 11, 12 geöffnet, sind diese aus ihrem Ventilsitz gehoben und geben einen Strömungsquerschnitt frei, durch den ein Kraftstoff-Luftgemisch in den Zylinder einströmen kann. Die Gaswechselventile 11, 12 sind dazu in dem Zylindergaswechselkanal 10 angeordnet. Die Gaswechselventile 11, 12 weisen dabei jeweils einen Ventilteller 21, 22, der in einem geschlossenen Zustand in dem Ventilsitz sitzt und einen mit dem Ventilteller 21, 22 verbundenen Ventilschaft 23, 24 auf, der sich durch den Zylindergaswechselkanal 10 nach oben erstreckt. Eine Ventilachse der Gaswechselventile 11, 12 wird dabei jeweils von den Ventilschäften 23, 24 gebildet. Die Ventilschäfte 23, 24 der Gaswechselventile 11, 12 sind jeweils durch den Zylindergaswechselkanal 10 geführt. An einem dem Ventilteller 21, 22 abgewandten Ende des Ventilschafts 23, 24 werden die Gaswechselventile 11, 12 von einem nicht näher dargestellten Betätigungselement, wie insbesondere einer Nockenwelle, betätigt.The cylinder head includes a housing not shown in detail. The housing forms a plurality of cylinder inlet channels 10 out. Via the cylinder inlet channels 10 a fuel-air mixture for driving the internal combustion engine can be passed into the cylinder. At the respective cylinder facing ends are the cylinder inlet channels 10 coupled with the cylinder. For targeted supply of the fuel-air mixture in the cylinder, the cylinder head gas exchange valves 11 . 12 on. The cylinder head per cylinder has two gas exchange valves 11 . 12 on. In principle, it is also conceivable that the cylinder head per cylinder only a gas exchange valve 11 . 12 having. The gas exchange valves 11 . 12 sit in a closed state in each case in a valve seat, not shown, and separate a combustion chamber of the cylinder fluidly from the Zylindergaswechselkanal 10 , A fuel-air mixture can not flow into the cylinder. Be the gas exchange valves 11 . 12 open, these are lifted from their valve seat and release a flow cross-section through which a fuel-air mixture can flow into the cylinder. The gas exchange valves 11 . 12 are in the cylinder gas exchange channel 10 arranged. The gas exchange valves 11 . 12 each have a valve disk 21 . 22 , which sits in a closed state in the valve seat and one with the valve plate 21 . 22 connected valve stem 23 . 24 on, passing through the cylinder gas exchange channel 10 extends upwards. A valve axis of the gas exchange valves 11 . 12 is in each case of the valve stems 23 . 24 educated. The valve stems 23 . 24 the gas exchange valves 11 . 12 are each through the Zylindergaswechselkanal 10 guided. At one the valve plate 21 . 22 opposite end of the valve stem 23 . 24 become the gas exchange valves 11 . 12 from an actuating element, not shown, in particular a camshaft actuated.

Der Zylinderkopf umfasst je Gaswechselventil 11, 12 einen Walzenschieber 13, 14. Die Walzenschieber 13, 14 sind dazu vorgesehen, einen Strömungsquerschnitt in dem Zylindergaswechselkanal 10 zu variieren und so eine in den Zylinder einströmende Kraftstoff-Luftgemisch-Menge einzustellen. Durch die verstellbaren Walzenschieber 13, 14 kann eine Ladungsbewegung innerhalb des Zylindergaswechselkanals 10 vorteilhaft eingestellt werden. Die Walzenschieber 13, 14 sind dabei in einem für das entsprechende Gaswechselventil 11, 12 vorgesehenen Bereich des Zylindergaswechselkanals 10 angeordnet. Die Walzenschieber 13, 14 sind an einem dem Ventilsitz zugewandten Ende des Zylindergaswechselkanals 10 angeordnet. Durch die Anordnung des Walzenschiebers 13, 14 zur Regulierung des Strömungsquerschnitts des Zylindergaswechselkanals 10, können eine Geschwindigkeit und eine Richtung der Strömung des Kraftstoff-Luftgemischs an dem Ventilsitz, an dem das Kraftstoff-Luftgemisch in den Zylinder einströmt, vorteilhaft verändert und so an verschiedene Anforderungssituationen angepasst werden. Der Walzenschieber 13 ist dabei dem Gaswechselventil 11 und der Walzenschieber 14 dem Gaswechselventil 12 zugeordnet.The cylinder head includes per gas exchange valve 11 . 12 a roller slide 13 . 14 , The roller valves 13 . 14 are intended to have a flow area in the cylinder gas exchange passage 10 to vary and so adjust an inflowing into the cylinder fuel-air mixture amount. Due to the adjustable roller slide 13 . 14 may be a charge movement within the cylinder gas exchange channel 10 be set advantageous. The roller valves 13 . 14 are in one for the corresponding gas exchange valve 11 . 12 provided area of the cylinder gas exchange channel 10 arranged. The roller valves 13 . 14 are at a valve seat facing the end of the cylinder gas exchange channel 10 arranged. By the arrangement of the roller slide 13 . 14 for regulating the flow cross section of the Cylinder gas exchange channel 10 , A speed and a direction of the flow of the air-fuel mixture at the valve seat, where the fuel-air mixture flows into the cylinder, advantageously changed and are adapted to different requirements situations. The roller slide 13 is the gas exchange valve 11 and the roller slide 14 the gas exchange valve 12 assigned.

Die beiden Walzenschieber 13, 14 bilden jeweils eine Durchlassöffnung 15, 16 aus. Die Durchlassöffnungen 15, 16 sind jeweils dazu vorgesehen, dass das Kraftstoff-Luftgemisch durch sie hindurchströmt. Durch Verstellen des jeweiligen Walzenschiebers 13, 14 wird eine Ausrichtung der Durchlassöffnung 15, 16 und dadurch ein effektiver Strömungsquerschnitt, durch den das Kraftstoff-Luftgemisch strömen muss, verändert. Dadurch kann eine maximale Strömung gedrosselt werden. Zusätzlich kann über die Ausrichtung der Durchlassöffnung 15, 16 jeweils eine Richtung des Kraftstoff-Luftgemisch-Stroms verändert werden. Da diese Manipulation des Kraftstoff-Luftgemisch-Stroms unmittelbar vor einem Einlass in den Zylinder erfolgt, kann hier direkt auf das Einströmen in den jeweiligen Zylinder Einfluss genommen werden. Die Durchlassöffnungen 15, 16 sind jeweils in dem Zylindergaswechselkanal 10 angeordnet. Die Gaswechselventile 11, 12 sind jeweils mit ihrem Ventilschaft 23, 24 durch die entsprechende Durchlassöffnung 15, 16 geführt. Die Gaswechselventile 11, 12 erstrecken sich jeweils durch die entsprechende Durchlassöffnung 15, 16 des zugeordneten Walzenschiebers 13, 14.The two roller slides 13 . 14 each form a passage opening 15 . 16 out. The passage openings 15 . 16 are each intended to ensure that the fuel-air mixture flows through them. By adjusting the respective roller slide 13 . 14 becomes an orientation of the port 15 . 16 and thereby an effective flow area through which the fuel-air mixture must flow, changed. As a result, a maximum flow can be throttled. In addition, about the orientation of the passage opening 15 . 16 in each case one direction of the fuel-air mixture flow can be changed. Since this manipulation of the fuel-air mixture stream takes place immediately before an inlet into the cylinder, the flow into the respective cylinder can be influenced directly here. The passage openings 15 . 16 are each in the Zylindergaswechselkanal 10 arranged. The gas exchange valves 11 . 12 are each with their valve stem 23 . 24 through the corresponding passage opening 15 . 16 guided. The gas exchange valves 11 . 12 each extend through the corresponding passage opening 15 . 16 the associated roller slide 13 . 14 ,

Die Walzenschieber 13, 14 umfassen jeweils zwei Walzen 17, 18, 19, 20. Die zwei Walzen 17, 18, 19, 20 eines Walzenschiebers 13, 14 sind dabei jeweils parallel zueinander angeordnet. Die Walzen 17, 18, 19, 20 weisen jeweils einen runden Querschnitt auf. Die Walzen 17, 18, 19, 20 weisen weiter jeweils eine Mittelachse 25, 26, 27, 28 auf, entlang der sie eine längliche Erstreckung aufweisen. Die Walzen 17, 18, 19, 20 weisen jeweils eine Ausnehmung 29, 30, 31, 32 auf. Die Ausnehmungen 29, 30, 31, 32 sind jeweils halbkreisförmig ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Ausnehmungen 29, 30, 31, 32 eine andere Form aufweisen. Die Ausnehmungen 29, 30, 31, 32 sind jeweils in die Walzen 17, 18, 19, 20 eingebracht. Dabei sind die Ausnehmungen 29, 30, 31, 32 durchgängig ausgebildet und durchdringen die Walzen 17, 18, 19, 20 in einer orthogonal zu der entsprechenden Mittelachse 25, 26, 27, 28 stehenden Richtung jeweils komplett. Die zwei Ausnehmungen 29, 30, 31, 32 in den zwei Walzen 17, 18, 19, 20 eines Walzenschiebers 13, 14 bilden zusammen jeweils die entsprechende Durchlassöffnung 15, 16 des Walzenschiebers 13, 14 aus.The roller valves 13 . 14 each comprise two rollers 17 . 18 . 19 . 20 , The two rolls 17 . 18 . 19 . 20 a roller slide 13 . 14 are each arranged parallel to each other. The rollers 17 . 18 . 19 . 20 each have a round cross-section. The rollers 17 . 18 . 19 . 20 each further have a central axis 25 . 26 . 27 . 28 along, along which they have an elongated extension. The rollers 17 . 18 . 19 . 20 each have a recess 29 . 30 . 31 . 32 on. The recesses 29 . 30 . 31 . 32 are each formed semicircular. In principle, it is also conceivable that the recesses 29 . 30 . 31 . 32 have a different shape. The recesses 29 . 30 . 31 . 32 are each in the rollers 17 . 18 . 19 . 20 brought in. These are the recesses 29 . 30 . 31 . 32 consistently formed and penetrate the rollers 17 . 18 . 19 . 20 in an orthogonal to the corresponding central axis 25 . 26 . 27 . 28 standing direction complete. The two recesses 29 . 30 . 31 . 32 in the two rolls 17 . 18 . 19 . 20 a roller slide 13 . 14 together form each corresponding passage opening 15 . 16 the roller slide 13 . 14 out.

Der Walzenschieber 13 ist dazu vorgesehen, durch eine rotatorische Verstellung den Strömungsquerschnitt zu variieren. Dazu sind die Walzen 17, 18 des Walzenschiebers 13 drehbar gelagert. Die Walzen 17, 18 des Walzenschiebers 13 sind jeweils um ihre Mittelachsen 25, 26 rotierbar gelagert. Dazu weist der Walzenschieber 13 eine nicht näher dargestellte Drehlagerung für die Walzen 17, 18 auf. Dabei ist es denkbar, dass die Walzen 17, 18 über nicht näher dargestellte Wälzlager drehbar gelagert sind. Zum Verdrehen der Walzen 17, 18 des Walzenschiebers 13 weist der Walzenschieber 13 eine Betätigungseinheit 33 auf. Die Betätigungseinheit 33 ist dabei lediglich schematisch dargestellt. Die Betätigungseinheit 33 ist zum Antrieb der Walzen 17, 18 vorgesehen. Dazu weist die Betätigungseinheit 33 vorzugsweise einen Elektromotor auf, der eine Rotation auf die Walzen des Walzenschiebers 13 übertragen kann. Durch eine Verdrehung der Walzen 17, 18 des Walzenschiebers 113 in dem Zylindergaswechselkanal 10 kann eine Ausrichtung der Ausnehmungen 29, 30 und damit eine Form der Durchlassöffnung 15 variiert werden. Dabei sind die Walzen 17, 18 jeweils so weit drehbar, bis eine Wandung der Ausnehmungen 29, 30 fast an dem Ventilschaft 23 ansteht. Dabei können die Walzen 17, 18 zur Verstellung des Strömungsquerschnitts in eine gleiche Richtung rotiert werden oder in gegensätzliche Richtungen. Dabei können je nach gewünschtem Strömungsquerschnitt wahlweise lediglich eine Walze 17, 18 oder beide Walzen 17, 18 rotiert werden.The roller slide 13 is intended to vary by a rotational adjustment of the flow cross-section. These are the rollers 17 . 18 the roller slide 13 rotatably mounted. The rollers 17 . 18 the roller slide 13 are each about their central axes 25 . 26 rotatably mounted. For this purpose, the roller slide 13 a non-illustrated rotary bearing for the rollers 17 . 18 on. It is conceivable that the rollers 17 . 18 are rotatably mounted on non-illustrated roller bearings. For turning the rollers 17 . 18 the roller slide 13 points the roller slide 13 an actuating unit 33 on. The operating unit 33 is shown only schematically. The operating unit 33 is for driving the rollers 17 . 18 intended. For this purpose, the actuator unit 33 Preferably, an electric motor, which is a rotation on the rollers of the roller slide 13 can transfer. By a rotation of the rolls 17 . 18 the roller slide 113 in the cylinder gas exchange channel 10 can be an alignment of the recesses 29 . 30 and thus a shape of the passage opening 15 be varied. Here are the rollers 17 . 18 each rotatable so far until a wall of the recesses 29 . 30 almost at the valve stem 23 pending. The rollers can 17 . 18 for adjusting the flow cross-section are rotated in a same direction or in opposite directions. Depending on the desired flow cross-section, it is optionally possible to use only one roller 17 . 18 or both rolls 17 . 18 be rotated.

Der Walzenschieber 14 ist dazu vorgesehen, durch eine axiale Verstellung den Strömungsquerschnitt zu variieren. Dazu sind die Walzen 19, 20 des Walzenschiebers 14 axial verschiebbar gelagert. Die Walzen 19, 20 des Walzenschiebers 14 sind jeweils zu ihrer Mittelachse 27, 28 verschiebbar gelagert. Dazu weist der Walzenschieber 11 eine nicht näher dargestellte Axiallagerung für die Walzen 19, 20 auf. Zum Verschieben der Walzen 19, 20 des Walzenschiebers 14 weist der Walzenschieber 14 eine Betätigungseinheit 34 auf. Die Betätigungseinheit 34 ist dabei lediglich schematisch dargestellt. Die Betätigungseinheit 34 ist zum Antrieb der Walzen 19, 20 vorgesehen. Dazu weist die Betätigungseinheit 34 eine nicht näher dargestellte Antriebseinheit auf, über die die Walzen 19, 20 getrennt voneinander entlang ihrer Mittelachse 27, 28 verschiebbar sind. Durch eine Verschiebung der Walzen 19, 20 des Walzenschiebers 14 in dem Zylindergaswechselkanal 10 kann eine Anordnung der Ausnehmungen 31, 32 in dem Zylindergaswechselkanal 10 und damit eine Form der Durchlassöffnung 16 variiert werden. Dabei sind die Walzen 19, 20 jeweils so weit verschiebbar, bis eine Wandung der Ausnehmungen 31, 32 fast an dem Ventilschaft 24 ansteht. Dabei können die Walzen 19, 20 zur Verstellung des Strömungsquerschnitts in eine gleiche Richtung oder in gegensätzliche Richtungen verschoben werden. Dabei können je nach gewünschtem Strömungsquerschnitt wahlweise lediglich eine Walze 19, 20 oder beide Walzen 19, 20 verschoben werden.The roller slide 14 is intended to vary by an axial adjustment of the flow cross-section. These are the rollers 19 . 20 the roller slide 14 mounted axially displaceable. The rollers 19 . 20 the roller slide 14 are each to their central axis 27 . 28 slidably mounted. For this purpose, the roller slide 11 a non-illustrated axial bearing for the rollers 19 . 20 on. To move the rollers 19 . 20 the roller slide 14 points the roller slide 14 an actuating unit 34 on. The operating unit 34 is shown only schematically. The operating unit 34 is for driving the rollers 19 . 20 intended. For this purpose, the actuator unit 34 a drive unit, not shown, via which the rollers 19 . 20 separated from each other along its central axis 27 . 28 are displaceable. By a shift of the rollers 19 . 20 the roller slide 14 in the cylinder gas exchange channel 10 may be an arrangement of the recesses 31 . 32 in the cylinder gas exchange channel 10 and thus a shape of the passage opening 16 be varied. Here are the rollers 19 . 20 each displaced so far until a wall of the recesses 31 . 32 almost at the valve stem 24 pending. The rollers can 19 . 20 be moved to adjust the flow cross section in a same direction or in opposite directions. It can depending on the desired Flow cross section optionally only one roller 19 . 20 or both rolls 19 . 20 be moved.

Zur Einstellung einer Ladungsbewegung des einströmenden Kraftstoff-Luftgemischs können die Walzenschieber 13, 14 jeweils unabhängig voneinander zur Einstellung eines Strömungsquerschnitts unmittelbar vor dem Ventilteller 21, 22 des jeweiligen Gaswechselventils 11, 12 verstellt werden. Dazu sind die Walzenschieber 13, 14 ventilnah angeordnet. Mittels der jeweiligen Betätigungseinheit 33, 34 können die Walzenschieber 13, 14 auf einen gewünschten Strömungsquerschnitt eingestellt werden. Grundsätzlich ist es dabei denkbar, dass beide Walzenschieber 13, 14 jeweils einen gleichen Strömungsquerschnitt einstellen oder unterschiedliche Strömungsquerschnitte ausbilden. Dabei ist es grundsätzlich auch denkbar, dass beide Walzenschieber 13, 14 für eine rotatorische Verstellung oder beide Walzenschieber 13, 14 für eine axiale Verstellung vorgesehen sind. Der Zylinderkopf weist für jeden weiteren Zylinder äquivalent zu den beschriebenen Walzenschiebern 13, 14 ausgebildete Walzenschieber auf, die hier im Folgenden nicht weiter beschrieben werden sollen. Grundsätzlich wäre es auch denkbar, dass einzelne Zylinder der Brennkraftmaschine keine Walzenschieber aufweisen.To set a charge movement of the incoming fuel-air mixture, the roller slide 13 . 14 each independently to set a flow cross section immediately in front of the valve disk 21 . 22 of the respective gas exchange valve 11 . 12 be adjusted. These are the roller slides 13 . 14 arranged close to the valve. By means of the respective operating unit 33 . 34 can the roller slide 13 . 14 be set to a desired flow cross-section. Basically, it is conceivable that both roller slides 13 . 14 each set a same flow cross section or form different flow cross sections. It is basically also conceivable that both roller slides 13 . 14 for a rotary adjustment or both roller slides 13 . 14 are provided for axial adjustment. The cylinder head is equivalent to the described roller slides for each additional cylinder 13 . 14 trained roller slide, which will not be further described here below. In principle, it would also be conceivable that individual cylinders of the internal combustion engine have no roller slide.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: ZylindergaswechselkanalCylinder gas exchange channel
1111: GaswechselventilGas exchange valve
1212: GaswechselventilGas exchange valve
1313: Walzenschieberroller slide
1414: Walzenschieberroller slide
1515: DurchlassöffnungPort
1616: DurchlassöffnungPort
1717: Walzeroller
1818: Walzeroller
1919: Walzeroller
2020: Walzeroller
2121: Ventiltellervalve disc
2222: Ventiltellervalve disc
2323: Ventilschaftvalve stem
2424: Ventilschaftvalve stem
2525: Mittelachsecentral axis
2626: Mittelachsecentral axis
2727: Mittelachsecentral axis
2828: Mittelachsecentral axis
2929: Ausnehmungrecess
3030: Ausnehmungrecess
3131: Ausnehmungrecess
3232: Ausnehmungrecess
3333: Betätigungseinheitoperating unit
3434: Betätigungseinheitoperating unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2004067920 [0002] WO 2004067920 [0002]

Claims

Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, mit wenigstens einem Zylindergaswechselkanal (10), mit wenigstens einem in dem Zylindergaswechselkanal (10) angeordneten Gaswechselventil (11, 12) und mit wenigstens einem in dem Zylindergaswechselkanal (10) angeordneten, verstellbaren Walzenschieber (13, 14), der zumindest teilweise in einem für das Gaswechselventil (11, 12) vorgesehenen Bereich des Zylindergaswechselkanals (10) angeordnet ist und der dazu vorgesehen ist, einen Strömungsquerschnitt des Zylindergaswechselkanals (10) und die Strömungsrichtung des Gases zu variieren.Cylinder head for an internal combustion engine, with at least one cylinder gas exchange channel ( 10 ), with at least one in the Zylindergaswechselwechselkanal ( 10 ) arranged gas exchange valve ( 11 . 12 ) and at least one in the Zylindergaswechselkanal ( 10 ), adjustable roller slide ( 13 . 14 ), which at least partially in one for the gas exchange valve ( 11 . 12 ) provided area of the cylinder gas exchange channel ( 10 ) and which is provided to a flow cross-section of the Zylindergaswechselwechselkanals ( 10 ) and to vary the flow direction of the gas.

Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der verstellbare Walzenschieber (13, 14) wenigstens zwei verstellbare Walzen (17, 18, 19, 20) aufweist.Cylinder head according to claim 1, characterized in that the adjustable roller slide ( 13 . 14 ) at least two adjustable rollers ( 17 . 18 . 19 . 20 ) having.

Zylinderkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der wenigstens zwei verstellbaren Walzen des wenigstens einen verstellbaren Walzenschiebers (13, 14) eine Durchlassöffnung (15, 16) aufweist, durch die das Gaswechselventil (11, 12) geführt ist.Cylinder head according to claim 2, characterized in that at least one of the at least two adjustable rollers of the at least one adjustable roller slide ( 13 . 14 ) a passage opening ( 15 . 16 ), through which the gas exchange valve ( 11 . 12 ) is guided.

Zylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der verstellbare Walzenschieber (13, 14) dazu vorgesehen ist, durch axiale und/oder rotatorische Verstellung den Strömungsquerschnitt zu variieren.Cylinder head according to one of the preceding claims, characterized in that the adjustable roller slide ( 13 . 14 ) is provided to vary by axial and / or rotational adjustment of the flow cross-section.

Zylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine in dem Gaswechselkanal (10) angeordnete Walzenschieber (13, 14) mit wenigstens einem weiteren in dem oder einem weiteren Gaswechselkanal angeordneten Walzenschieber wirkungstechnisch gekoppelt und/oder verbunden und/oder einstücktig ausgeführt ist.Cylinder head according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one in the gas exchange channel ( 10 ) arranged roller slide ( 13 . 14 ) is operatively coupled to at least one further arranged in the or another gas exchange channel roller valve slide and / or connected and / or executed in one piece.

Brennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Internal combustion engine with a cylinder head according to one of the preceding claims.