DE2342530C2 - Zylinderkopf für Mehrzylinder-Reihen-Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für Mehrzylinder-Reihen-Brennkraftmaschinen, mit je zwei an gegenüberliegenden Zylinderkopfseiten angeordneten Einlaßventilen und Auslaßventilen je Zylinder, deren Achsen miteinander spitze Winkel einschließen, und mit zwei parallel zur Längsmittelebene des Zylinderkopfes verlaufenden oben liegenden, je Ventil einen separaten Nocken aufweisenden Nockenwellen, und wobei Schraubenbutzen für Zylinderkopfschrauben unterhalb einer die Achsen der Nockenwellen enthaltenden Ebene endigen.

Bei Vierventil-Zylinderköpfen, wie sie vornehmlich für Hochleistungsmotoren verwendet werden, ist eine Vielzahl von die Konstruktion einschränkenden Bedingungen vorgegeben, die es äußerst schwierig machen, den Anforderungen hinsichtlich einer strömungsgünstigen Kanalgestaltung, eines möglichst kleinen Winkels zwischen den Ventilen, einer optimalen Gestaltung des Ventilantriebes einschließlich der Nockenwellenlagerung wie auch den Erfordernissen einer gedrängten Bauweise und günstiger Montagebedingungen voll zu entsprechen.

Bei Anordnungen, bei denen die Ventile sehr steil stehen, d. h. der Winkel zwischen den Ventilen verhältnismäßig klein ist, liegen die Nockenwellen über den am Zylinderumfang verteilten Zylinderkopfschrauben. Da der Zugang zu den Zylinderkopfschrauben durch die ebenfalls zwischen den Zylindern liegenden Nockenwellenlager erschwert ist, ist ein Lösen bzw. Anziehen der Zylinderkopfschrauben ohne Ausbau der Nockenwellen meist nicht möglich.

Aus der GB-PS 12 56 401 ist ein Zylinderkopf der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem eine Teilung des Zylinderkopfes oberhalb des Kühlwasserraumes vorgesehen ist, um die von den teilweise darüber liegenden Nockenwellen verdeckten Zylinderkopfschrauben zugänglich zu machen, wobei in einem Oberteil die Nockenwelle gelagert ist, welches zum Lösen der Zylinderkopfschrauben demontiert werden muß. Zum Abnehmen dieses Zylinderkopfes vom Motorblock, wie es z. B. schon für das Auswechseln der Zylinderkopfdichtung erforderlich ist muß also der Zylinderkopf am Motor in seine zwei Teile zerlegt werden, um überhaupt zu den den Zylinderkopf am Motorblock befestigenden Schrauben zu gelangen. Da nach dem Zusammenbau jedesmal auch der komplette Ventiltrieb wieder neu einzustellen ist bedingt dies einen hohen Montageaufwand bereits bei einfachen

ίο Wfirtungsarbeiten, was besonders bei Serienmotoren nicht zumutbar erscheint

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, trotz enger Ventilwinkel die Zugänglichkeit zu den Zylinderkopfschrauben zu erhöhen, so daß ein Zugang zu den Zylinderkopfschrauben ohne Ausbau der Nockenwellen und ohne Teilung des Zylinderkopfes in zwei übereinander liegende Teile ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß über jedem Zylinder sowohl zwischen den Einlaßventilen als auch zwischen den Auslaßventilen eine Querwand verläuft wobei auf der Querwand sowohl zwischen den Einlaßventilen als auch zwischen den Auslaßventilen ein Nockenwellenlager für die beiden Nockenwellen vorgesehen ist.

Bei einem solchen Zylinderkopf, der sich durch außergewöhnliche Längs- und Quersteifigkeit und damit auch Formbeständigkeit bei hoher thermischer Belastung auszeichnet, wird unter Beibehaltung der günstigen relativ kleinen Winkel zwischen den Ventilachten unter Vermeidung einer Unterteilung des Zylinderkopfes eine bequeme Zugänglichkeit zu den Zylinderkopfschrauben gewährleistet, ohne daß eine Vergrößerung der Abmessungen des Zylinderkopfes in Kauf genommen werden muß. Die Zylinderkopfschrauben brauchen in Bezug zu der jeweils benachbarten Nockenwelle lediglich so angeordnet zu v/erden, daß ihr Vorbeigang an dem zwischen den Nockenwellenlagern gelegenen zylindrischen Schaft der betreffenden Nokkenwelle oder zumindest das Lösen und Festziehen der Zylinderkopfschrauben, z. B. mittels eines Winkelschlüssels, ohne Ausbau irgendwelcher Bauteile möglich ist.

Vor allem aber ergeben sich durch die besondere Lagerung der beiden Nockenwellen gegenüber der bekannten Anordnung erhebliche Vorteile. So wird eine bessere Abstützung der Nockenwelle dadurch erreicht, daß bei gleicher Zylinderanzahl und gleicher Baulänge der Nockenwelle ein zusätzliches Nockenwellenlager Platz findet, was zu einer geringeren Beanspruchung der Nockenwelle führt. Abgesehen davon treten an sich durch die Anordnung der Nockenwellenlager unmittelbar zwischen den die gleichartigen Ventile jedes Zylinders betätigenden Nocken weitaus geringere Biegebeanspruchungen der Nockenwelle als bei der üblichen Lagerung derselben jeweils in der Mitte zwischen aufeinanderfolgenden Zylindern auf.

Ein Zylinderkopf der erfindungsgemäßen Konstruktion eignet sich vorzüglich für eine billige Massenfertigung und seine Montage wie auch die Wartungsarbeiten gestalten sich gleich günstig wie bei üblichen Serienmotoren.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Querwände eines Zylinders über eine Verdickung miteinander verbunden sind, in der eine Bohrung für die Zündkerze bzw. die Einspritzdüse vorgesehen ist. Der Zylinderkopf erhält dadurch speziell im Bereich der Zylindermitte eine maßgebliche Versteifung in Querrichtung, die auch einem Verziehen des Zylinderkopfes durch Wärme-

spannungen entgegenwirkt

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Zylinderkopf einer Vrerventil-Brennkraftmaschine nach der Erfindung in Draufsicht, wobei die Lagerböcke der Nockenwellen und der Zylinderkopfdeckel der Übersichtlichkeit iialber weggelassen und sämtliche Nocken in derselben Winkelstellung dargestellt sind,

F i g. 2 einen Schnitt des Zylinderkopfes entlang der Linie IMi in F ig. 1,

F i g. 3 einen weiteren Schnitt desselben Zylinderkopfes entlang der Linie 111-1II in F i g. 1, und

Fig.4 einen die Ventilachsen enthaltenden Schnitt des Zylinderkopfes entlang der Linie IV-IV in F i g. 2.

Die Darstellung des einer mehrzylindrigen Vierventil-Reihenbrennkraftmaschine zugehörigen Zylinderkopfes 1 beschränkt sich nach F i g. 1 auf den Bereich zweier benachbarter Zylinder, deren Achsen nrt 2 bezeichnet sind. Die an jedem Zylinder jeweils paarweise vorgesehenen Einlaßventile 3 und Auslaßventile 4 sind im Zylinderkopf 1 hängend angeordnet und ihre Achsen 5, 6 sind im spitzen Winkel zueinander geneigt. Die gleichartigen Ventile 3 bzw. 4 des Zylinderkopfes 1 sind an den einander gegenüberliegenden Zylinderkopfseiten je in einer längs verlaufenden Reihe angeordnet.

Die Einlaßkanäle sind mit 7, die Auslaßkanäle mit 9 und die entsprechenden Anschlußflächen am Zylinderkopf mit 8 bzw. 10 bezeichnet.

Der Antrieb der Einlaßventile 3 und der Auslaßventile 4 erfolgt je durch eine oben liegende Nockenweile 12, deren Nocken 13 jeweils über einen Tassenstößel 14, der in einer zur betreffenden Ventilachse 5 bzw. 6 konzentrischen Führungsbohrung 15 des Zylinderkopfes 1 gleitbar geführt ist, die Ventile 3 bzw. 4 unmittelbar betätigen.

Die Nockenwellenlager sind bei der dargestellten Zylinderkopfausführung jeweils im Bereich zwischen den Achsen 5 bzw. 6 der gleichartigen Ventile 3 bzw. 4 an durchgehenden Querwänden 17 des Zylinderkopfes angeordnet. Die Lagerböcke 18 der Nockenwellenlager 16 sind jeweils mittels zweier in Gewindebohrungen 19 der betreffenden Querwand 17 eingeschraubter Gewindebolzen 20 und Muttern 21 an den Querwänden 17 befestigt. Jede Querwand 17 ist im Bereich um die Zylinderachse 2 zu einem die Zündkerzenbohrung 22 enthaltenden hohlen Butzen 23 erweitert.

Wie insbesondere aus Fig.4 ersichtlich, ist der Durchmesser der Nockenwellenlager IG kleiner als der Grundkreisdurchmesser der Nocken 13 ausgeführt um die Verwendung der eine große Üffnungsbeschleunigung zulassenden Tassenstößel 14 zu ermöglichen. Infolge der Lagerung der Nockenwellen 12 jeweils im Btreich zwischen den Achsen gleichartiger Ventile ergibt sich ein sehr geringer seitlicher Abstand der Nocken 13 von den Nockenwellenlpgern 16, wodurch

;o die Biegebeanspruchung der Nockenwellen 12 im Vergleich zum üblichen Lagerungsfall wesentlich herabgesetzt und eine noch exaktere Ventilfunktion erreicht wird.

Durch diese Art der Nockenweilenlagerung ist eine gute Zugänglichkeit zu den Zylinderkopfschrauben 24 von der Oberseite des Zylinderkopfes 1 her gegeben, chne daß es der bei Rennmotoren bereits angewendeten Unterteilung des Zylinderkopfes bedarf. Die Zylinderkopfschrauben 24 müssen beim Ein- und Ausbau nur neben dem im Bereich zwischen den Nockenwelienlagern 16 als glatter zylindrischer Schaft 27 ausgebildeten Abschnitt der Nockenwelle 12 vorbeigeführt werden, so daß also nur ein sehr geringer seitlicher Abstand zwischen den einander kreuzenden Achsen der Zylinderkopfschrauben 24 und der Nockenwellen 12 eingehalten werden muß.

Im Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels sind die Zylinderkopfschrauben 24 als Innensechskantschrauben ausgeführt, so daß kein den Abstand zur Nockenwelle 12 vergrößernder Rohrschlüssel zum Festziehen bzw. Lösen der Zylinderkopfschrauben 24 verwendet werden muß. Abweichend hiervon besteht aber dennoch die Möglichkeit, unter Beibehaltung des vorgesehenen kleinen Abstandes der Achsen der Zylinderkopfschrauben und der Nockenwellen, als Zylinderkopfschrauben kostensparend die billigeren Sechskantschrauben zu verwenden, wenn der Durchmesser des zylindrischen Schaftteiles 27 der Nockenwelle 12 entsprechend dem Durchmesser des zur Verwendung kommenden Rohrschlüssels in dem Maße verkleinert wird, als dies aus Festigkeitsrücksichten vertretbar erscheint.

Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, die Zylinderkopfschrauben teilweise unterhalb der Nockenwelle anzuordnen, da dort ausreichend Platz vorhanden ist, um die Zylinderkopfschrauben z. B. mit Hilfe einer Winkelschlüssels zu lösen bzw. festzuziehen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zylinderkopf für Mehrzylinder-Reihen-Brennkraftmaschinen mit je zwei an gegenüberliegenden Zylinderkopfseiten angeordneten Einlaßventilen und Auslaßventilen je Zylinder, deren Achsen miteinander spitze Winkel einschließen, und mit zwei parallel zur Längsmittelebene des Zylinderkopfes verlaufenden oben liegenden, je Ventil einen separaten Nocken aufweisenden Nockenwellen, und wobei Schraubenbutzen für Zylinderkopfschrauben unterhalb einer die Achsen der Nockenwellen enthaltenden Ebene endigen, dadurch gekennzeichnet, daß über jedem Zylinder sowohl zwischen den Einlaßventilen (3) als auch zwischen den Auslaßventilen (4) eine Querwand (17) verläuft, wcbei auf der Querwand sowohl zwischen den Einlaßventilen als auch zwischen den Auslaßventilen ein Nockenwellenlager (16) Tür die beiden Nockenwellen vorgesehen ist

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwände eines Zylinders über eine Verdickung miteinander verbunden sind, in der eine Bohrung für die Zündkerze bzw. die Einspritzdüse vorgesehen ist