DE3424829C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit vier Ventilen je Zylinder und zwei oberhalb des Zylin­ derkopfes angeordneten und jeweils zwei Ventile je Zy­ linder über Tassenstößel betätigenden Nockenwellen, wo­ bei die Achsen der Ventile - in einer diese und die Nockenwellenachse bzw. eine dazu parallele, gedachte Gerade enthaltenden Ebene - abweichend vom rechten Winkel zur Achse der Nockenwelle angeordnet sind.

Um im Zylinderkopf insbesonders von eher kleinvolu­ migen Brennkraftmaschinen, wie beispielsweise solchen, die als Fahrzeugmotoren Verwendung finden, Platz für eine im Hinblick auf den Ablauf des Verbrennungsvorgan­ ges günstigere Anordnung einer Einspritzdüse bzw. einer Zündkerze näher an der Zylinderachse bzw. überhaupt im Bereich der Zylinderachse zu schaffen, kann es erforder­ lich sein, sämtliche Ventile mit ihren Achsen von den Sitzflächen weg nach außen schräg geneigt anzuordnen. Da die dadurch entstehende kopfseitige Begrenzungswand des Brennraumes auf einfache und kostengünstige Weise nur in Form eines Rotationskörpers bearbeitet werden kann, ist es insbesonders bei hochverdichteten Brenn­ kraftmaschinen, wie beispielsweise Dieselmotoren, zur Vermeidung unnötig großer Schadräume im Bereich der Ventilsitze günstig, sämtliche Ventilachsen von einem gedachten gemeinsamen Schnittpunkt auf der Achse des Ro­ tationskörpers zur Bearbeitung der kopfseitigen Brenn­ raumwand - die nicht notwendigerweise mit der Zylinder­ achse übereinstimmen muß - ausgehend anzuordnen, was eine sogenannte windschiefe Lage der Ventile ergibt.

Dabei ergeben sich jedoch Probleme mit der aus an­ deren Gründen erwünschten unmittelbaren Betätigung der Ventile über obenliegende Nockenwellen, da die Achsen der Ventile keinen rechten Winkel mehr zur Achse der Nockenwelle einnehmen.

Bei einer beispielsweise aus der GB-PS 2 26 442 bekannten Brennkraftmaschine der ein­ gangs genannten Art wird versucht dem dadurch Rechnung zu tragen, daß die zur Ventilbetätigung auf der Nocken­ welle vorgesehenen Nocken jeweils entsprechend der Win­ kelabweichung schräg bearbeitete Mantelflächen aufwei­ sen, was aber naturgemäß einen enormen Aufwand bei der Herstellung bzw. Bearbeitung der Nockenwellen ergibt, und eine Serienfertigung derartiger Brennkraftmaschinen mit vertretbarem Aufwand praktisch nicht zuläßt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die angesprochenen Nachteile der bekannten Ausführung zu vermeiden und insbesonders eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß trotz Bei­ behaltung der windschiefen Lage der Ventile eine ein­ fache Betätigung derselben durch die obenliegenden Nockenwellen erfolgen kann.

Dies wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß die Achsen der Tassenstößel jeweils senk­ recht zur Achse der Nockenwelle liegen und zwischen Tassenstößel und Ventil jeweils eine vom Tassenstößel betätigte und auf den Ventilschaft wirkende, beidseitig in Kugelflächen gelagerte Stoßstange angeordnet ist, und daß das ventilseitige Widerlager der Stoßstange im Inne­ ren des teilweise hohl ausgeführten Ventilschaftes liegt. Es ist also einerseits eine an sich natürlich bei Ven­ tiltrieben bekannte, beidseitig in Kugelflächen gela­ gerte Stoßstange vorgesehen, die auf einfache Weise eine Umsetzung des senkrecht zur Achse der Nockenwelle wirkenden Nockenhubes in die dazu schräg erfolgende Ven­ tilbewegung erlaubt. Aufgrund der gedrängten Platzver­ hältnisse bei der Ventilbetätigung über obenliegende Nockenwellen kann an sich diese Stoßstange nur sehr kurz ausgeführt werden, was jedoch Probleme mit der Reibung bzw. der Umsetzung des Nockenhubes in die Ven­ tilbewegung ergibt. Durch die vorgesehene Anordnung des ventilseitigen Widerlagers für diese Stoßstange im Inneren des teilweise hohl ausgeführten Ventilschaftes kann die Länge dieser Stoßstange auf ein im Hinblick auf die auftretenden Reibungskräfte vertretbares Maß ver­ größert werden. Zusätzlich ist noch zu erwähnen, daß durch diese Ausbildung nach der vorliegenden Erfindung sich beim Vierventil-Zylinderkopf die Möglichkeit bie­ tet, durch das Hinausdrehen der Ventile und Stößel nicht nur einen Standard-Düsenhalter bzw. eine Zündkerze, son­ dern auch eine voluminöse Einspritzpumpe-Düse zentral im Zylinderkopf anzuordnen und trotzdem eine einfache Be­ tätigung der Ventile direkt über Tassenstößel und oben­ liegende Nockenwellen beizubehalten.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann das ventilseitige Widerlager der Stoßstange auf einem in den Ventilschaft einsetzbaren Lagerteil angeordnet sein, was die Möglichkeit ergibt, diesen im Inneren des hohl ausgeführten Ventilschaftes liegenden Lagerteil getrennt vom Ventil zu bearbeiten und auch zu härten.

Schließlich kann auch vorgesehen sein, daß der die Stoßstange aufnehmende, hohle Teil des Ventilschaftes gegenüber einem an den Ventilteller anschließenden und sich durch den zugehörigen Gasführungskanal erstrecken­ den Schaftteil im Durchmesser vergrößert ist und bei ge­ öffnetem Ventil zumindest zum größten Teil innerhalb der Ventilführung verbleibt, was den Vorteil hat, daß die Beeinflussung des freien Kanalquerschnittes trotz Aus­ führung des Ventiltriebes mit einem teilweise hohlen Ventilschaft zur Unterbringung der Stoßstange sich durch die Ventilbetätigung nicht ändert und daß größere Strömungswiderstände vermieden werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten, teilweise schematischen Schnitts durch den Bereich des Zylinderkopfes eines Aus­ führungsbeispieles nach der Erfindung näher erläutert.

Die Brennkraftmaschine weist im dargestellten Ausführungsbeispiel einen von dem die Zylinder 1 um­ fassenden Zylinderblock 2 abnehmbar ausgebildeten Zy­ linderkopf 3 auf, der neben den Gasführungskanälen 4 auch Kühlwasserräume 5 umschließt.

Oberhalb des Zylinderkopfes 3 sind in einem Nocken­ wellengehäuse 7 Lager 8 für eine Nockenwelle 9 sowie Führungen 10 für Tassenstößel 11 angeordnet.

Die Achsen 12 der Ventile 13 sind - in einer die Achsen 12 und die Nockenwellenachse 14 enthaltenden Ebene - abweichend vom rechten Winkel zur Achse 14 der Nockenwelle angeordnet, wobei - was hier nicht weiter dargestellt ist - die Achse 14 der Nockenwelle in einer Ebene mit der Zylinderachse 15 liegen oder aber parallel dazu versetzt sein kann.

Die Achse 12 des Ventils 13 kann ebenfalls - was wiederum nicht aus der Zeichnung hervorgeht - in einer Ebene mit der Achse 14 der Nockenwelle 9 und/oder der Zylinderachse 15 liegen, was aber ebenfalls keinen eigent­ lichen Einfluß auf die Ausgestaltung nach der vorliegen­ den Erfindung hat. Wesentlich ist lediglich, daß die Ach­ se 12 des Ventiles 13 keinen rechten Winkel zur Achse 14 der Nockenwelle 9 aufweist, womit der Hub des Nockens 16 nicht unmittelbar in Richtung der Bewegung des Ventiles 13 erfolgt.

Um auf einfache Weise eine Umsetzung der senkrecht zur Achse 14 der Nockenwelle 9 erfolgenden Hubbewegung des Nockens 16 in eine Bewegung des Ventiles 13 entlang der Achse 12 zu ermöglichen, ist zwischen dem direkt von dem Nocken 16 betätigten Tassenstößel 11 und dem Ven­ til 13 jeweils eine vom Tassenstößel 11 betätigte und auf den Ventilschaft 17 wirkende, beidseitig in Kugel­ flächen 18, 19 gelagerte Stoßstange 20 angeordnet, die die Übertragung der Hubbewegung des Nockens 16 in die Richtung der Achse 12 des Ventiles 13 ermöglicht. Um die Länge dieser Stoßstange zu vergrößern, was sich günstig auf die Bewegungsverhältnisse sowie die auftretende Reibung an den Kugelflächen 18, 19 auswirkt, ist der Ventil­ schaft 17 teilweise hohl ausgeführt, womit das von der Kugelfläche 19 gebildete ventilseitige Widerlager im Inneren des Ventilschaftes 17 angeordnet werden kann und die zur Verfügung stehende Bauhöhe optimal ausge­ nützt wird.

Um die Bearbeitung sowie die allfällige Härtung des ventilseitigen Widerlagers der Stoßstange 20 zu vereinfachen ist dieses auf einem in den hohlen Ventil­ schaft 17 einsetzbaren Lagerteil 21 angeordnet, der an einer Schulter 22 im Inneren des hohlen Ventilschafts 17 aufliegt.

Die übrigen Komponenten des Ventiltriebes, wie Ventilkeil 23, Ventilführung 24, Ventildichtung 25, Federteller 26 und Ventilfeder 27, weichen zwar auf­ grund des im Durchmesser vergrößerten Ventilschaftes 17 etwas von der üblichen Gestaltung ab, gleichen aber ansonsten und insbesonders hinsichtlich ihrer Funktion völlig den entsprechenden üblichen bekannten Teilen.

Aufgrund der dargestellten und besprochenen Anord­ nung, die insbesonders natürlich bei Brennkraftmaschi­ nen mit vier Ventilen je Zylinder vorteilhaft ist, kann also trotz Beibehaltung einer die Bearbeitung der zylinderkopfseitigen Begrenzung des Brennraumes als Ro­ tationskörper ermöglichenden windschiefen Anordnung der Ventile eine Betätigung derselben von der obenliegenden Nockenwelle aus auf konstruktiv einfache und leicht herzustellende Weise erfolgen.

Zu erwähnen wäre noch, daß die Tassenstößel 11 beispielsweise auch als hydraulische Stößel ausgebildet sein können, womit die ansonsten notwendige Ventilspiel­ einstellung beispielsweise über Einlageplättchen ent­ fällt.

Im Rahmen der Erfindung könnte weiters natürlich auch - entgegen der dargestellten Ausführung - der Zy­ linderkopf mit dem Zylinderblock einstückig ausgebildet sein. Weiters wäre die Erfindung auch vorteilhaft bei­ spielsweise an luftgekühlten Brennkraftmaschinen anwendbar, sofern nur die genannte Ventilanordnung relativ zur Nockenwelle vorliegt.

Claims (3)

1. Brennkraftmaschine mit vier Ventilen je Zylinder und zwei oberhalb des Zylinderkopfes angeordneten und je­ weils zwei Ventile je Zylinder über Tassenstößel be­ tätigenden Nockenwellen, wobei die Achsen der Ventile - in einer diese und die Nockenwellenachse bzw. eine dazu parallele, gedachte Gerade enthaltenden Ebene - abweichend vom rechten Winkel zur Achse der Nocken­ welle angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Tassenstößel (11) jeweils senkrecht zur Achse (14) der Nockenwelle (9) liegen und zwischen Tassenstößel (11) und Ventil (13) jeweils eine vom Tassenstößel (11) betätigte und auf den Ventilschaft (17) wirkende, beidseitig in Kugelflächen (18, 19) gelagerte Stoß­ stange (20) angeordnet ist, und daß das ventilseitige Widerlager der Stoßstange (20) im Inneren des teilwei­ se hohl ausgeführten Ventilschaftes (17) liegt.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das ventilseitige Widerlager der Stoß­ stange (20) auf einem in den Ventilschaft (17) ein­ setzbaren Lagerteil (21) angeordnet ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der die Stoßstange (20) aufnehmende, hohle Teil des Ventilschaftes (17) gegenüber einen an den Ventilteller anschließenden und sich durch den zugehörigen Gasführungskanal (4) erstreckenden Schaftteil im Durchmesser vergrößert ist und bei ge­ öffnetem Ventil zumindest zum größten Teil inner­ halb der Ventilführung verbleibt.