DE3741923A1 - Einrichtung zur ventilbetaetigung bei einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Ventilbe­ tätigung bei einer Brennkraftmaschine mit einer obenliegenden Nockenwelle, deren Achse parallel zur Achse der Kurbelwelle verläuft, wobei mindestens ein Nocken sowohl für die Betäti­ gung eines Einlaßventiles als auch eines Auslaßventiles vorge­ sehen ist, die Achse der Nockenwelle die Achse eines dieser Ventile schneidet und ein Nocken dieses Ventil unmittelbar über einen Ventilstößel betätigt, und für die Betätigung des anderen, verschiedenartigen Ventils ein zwischen diesen beiden Ventilen gelagerter Kipphebel vorgesehen ist, wobei der Kon­ taktpunkt des Ventilstößels für das unmittelbar betätigte Ven­ til sowie der Kontaktpunkt des Kipphebels auf dem Nocken um den der Steuerzeitversetzung zwischen den beiden Ventilen ent­ sprechende Winkel α versetzt angeordnet sind.

Eine Einrichtung dieser Art ist in der DE-OS 29 43 757 be­ schrieben, die V-Motoren betrifft, wobei die Ventile beider Zylinderreihen von einer gemeinsamen Nockenwelle betätigt wer­ den. Eine solche Konstruktion ist, wie auch aus dem Ausfüh­ rungsbeispiel im erwähnten Vorhalt ersichtlich, nur für einen geringen Öffnungswinkel zwischen den Zylinderreihen möglich. Eine bei Hochleistungsmotoren erwünschte Vergrößerung der Ein- und Ausströmquerschnitte durch Anordnung von drei oder mehr Ventilen pro Zylinder ist bei dieser Konstruktion aus Platz­ gründen nicht möglich. Es ist daher die Leistung einer solchen Brennkraftmaschine beschränkt.

Es sind weiters Einrichtungen bekannt, bei denen die Nocken­ welle mit ungefähr gleichem Normalabstand zu den Achsen der je über einen Kipphebel betätigten Ansaug- und Auslaßventile an­ geordnet ist, wobei für jeden Kipphebel ein Nocken auf dieser einen Nockenwelle vorgesehen ist. Ansaug- und Auslaßkipphebel sind schwenkbar auf zwei Kipphebelwellen, die sich parallel zur Nockenwelle erstrecken, angeordnet. Der Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß für die Steuerung jedes Ventils eine größere Anzahl bewegter Teile benötigt wird. Weiters sind durch die in der Mitte des Zylinderkopfes liegende Nockenwelle die Zylinderkopfschrauben schlecht zugänglich und die Anord­ nung der Zündkerze erfolgt exzentrisch zum Brennraum, was un­ gleichmäßig lange Zündwege im Brennraum zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und sie besteht darin, daß bei einer Brennkraftma­ schine mit mindestens drei Ventilen pro Zylinder ein Primär- und ein Sekundär-Einlaßventil vorhanden sind, und das Pri­ mär-Einlaßventil und das Auslaßventil von einem Nocken und das Sekundär-Einlaßventil von einem zweiten Nocken betätigt wer­ den. Dadurch werden für ein Einlaßventil und ein Auslaßventil lediglich ein Nocken und ein Kipphebel benötigt. Die Drehrich­ tung für die Nockenwelle ist dadurch festgelegt, daß der Noc­ ken in Betriebsdrehrichtung zwischen dem Berührungspunkt des Kipphebels und des Ventilstößels um den Winkel α der Steuer­ zeitversetzung bewegt wird. Die Nockenwelle ist aus der Mitte versetzt, wodurch die Zylinderkopfschrauben gut zugänglich sind und die Zündkerze zentral im Brennraum angeordnet werden kann. Außerdem kann die Zahl der bewegten Teile bei der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung gering gehalten werden. Es wird eine kühltechnisch günstige und gedrängte Bauweise des Zylinder­ kopfes erreicht. Die Zylinderkopfbreite speziell auf der Aus­ laßseite kann sehr schmal gehalten werden, wodurch sich vor­ teilhaft auch ein kurzer Auslaßkanal ergibt.

Bei einem dreiventiligen Zylinderkopf mit einem Primär- und einem Sekundär-Einlaßventil ist das Primär-Einlaßventil ein größeres Ventil und hat die gleichen Öffnungszeiten wie das Auslaßventil, das Sekundär-Einlaßventil ist hingegen kleiner als das Primär-Einlaßventil und hat kürzere Öffnungszeiten. Dadurch ist es möglich, über eine relativ einfache Steuerein­ richtung eine für die Verbrennung günstige Luftbewegung im Brennraum zu erzeugen und dadurch eine bessere Durchmischung des Luft-Brennstoffgemisches zu erreichen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Achse des un­ mittelbar betätigten Ventils oder der unmittelbar betätigten Ventile mit der Zylinderachse einen spitzen Winkel ein­ schließen und die Achse des über dem Kipphebel betätigten an­ dersartigen Ventils oder Ventile parallel zur Zylinderachse verlaufen. Diese Anordnung ermöglicht es, die Einrichtung für Brennkraftmaschinen mit pultdachförmigem Brennraum zu verwen­ den, wodurch sowohl die Ventilspreizung als auch die Kipphe­ bellängen gering gehalten werden können.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann bei zwei Einlaß­ ventilen und zwei Auslaßventilen darin bestehen, daß zwei Noc­ ken vorgesehen sind und jeweils von einem Nocken ein Einlaß- und ein Auslaßventil betätigt wird. Dadurch wird auch auslaß­ seitig ein größerer Kanalquerschnitt mit einem einfachen Ven­ tilbetätigungsmechanismus erreicht. Werden dabei die Auslaß­ ventile direkt von je einem Nocken betätigt, ist es möglich, den Einlaßventilhub je nach Wunsch durch die Veränderung des Abstandes der Nockenwelle zur Kipphebelwelle und durch Verwen­ dung zu diesem Abstand geeigneter Kipphebel auszuwählen. Da­ durch können verschiedene Varianten mit unterschiedlichen Ven­ tilhüben erstellt werden, wobei gleiche Nockenwellen und Stößel zur Verwendung kommen können, was eine wirtschaftliche Herstellung begünstigt. Die genannten Vorteile ergeben sich natürlich auch für dreiventilige Ausführungsformen.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung im Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 eine Draufsicht und

Fig. 3 eine Draufsicht einer anderen Ausführung gemäß der Erfindung.

Der Zylinderkopf 1 weist einlaßseitig ein Primär-Einlaß­ ventil 2 und ein Sekundär-Einlaßventil 2′ und auslaßseitig ein Auslaßventil 3 auf. Die Einlaßventile 2 und 2′ sind im spitzen Winkel β zur Zylinderachse 4 geneigt und die Achse 17′ des Auslaßventils 3 verläuft parallel zur Zylinderachse 4. Die Ventilschäfte 5, 6 der Ventile 2 bzw. 3 sind jeweils in einer Büchse 7 bzw. 8 geführt, die im Zylinderkopf 1 eingepreßt sind. Die Ventile 2, 3 werden durch die Ventilfeder 9 bzw. 10 über die Ventilfederteller 11 bzw. 12 in ihrer geschlossenen Stellung auf die Ventilsitze 13, 14 gedrückt. Die Achse 16 der Nockenwelle 15 schneidet die Ventilachse 17 der Ansaugven­ tile 2 und 2′. Zwischen der Nockenwelle 15 und den Einlaßven­ tilen 2 und 2′ ist jeweils ein Ventilstößel 18 angeordnet. Der Kipphebel 19 zur Betätigung des Auslaßventiles 3 ist auf der Kipphebelwelle 20 gelagert, die zwischen der Nockenwelle 15 und dem Auslaßventil 3 angeordnet ist. Er ist zufolge der Kraft der Ventilfeder 10 kraftschlüssig mit dem Nocken 21 der Nockenwelle 15 einerseits und über seine Einstelleinrich­ tung 22 anderseits mit dem Ventilschaft 6 des Auslaßventils 3 verbunden. Der Kontaktpunkt 24 für das unmittelbar betätigte Primär-Einlaßventil 2 und der Kontaktpunkt 23 des Kipphe­ bels 19 an dem Nocken 21 ist um den Winkel α entsprechend der Steuerzeitversetzung zwischen Einlaß- 2 und Auslaßventil 3 versetzt angeordnet. Zur Betätigung des Sekundär-Einlaßven­ tils 2′ ist ein eigener Nocken 21′ an der Nockenwelle 15 ange­ ordnet. Der Lagerträger 25 nimmt sowohl die Nockenwelle 15 als auch die Kipphebelwelle 20 auf und ist mit Schrauben 26 am Zy­ linderkopf 1 befestigt. Die vier Zylinderkopfschrauben bzw. die Bohrungen 27 hierfür sind im gleichen Abstand zueinander und parallel zur Nockenwelle angeordnet und sind gut zugäng­ lich.

Die in Fig. 3 dargestellte vierventilige Ausführungsform weist einlaßseitig die Einlaßventile 28 und 29 und auslaßseitig die Auslaßventile 30 und 31 auf. Die Achsen 32 und 32′ der Ein­ laßventile 28 und 29 verlaufen parallel zur Zylinderachse 4. Die Auslaßventile 30 und 31 sind im spitzen Winkel zur Zylin­ derachse 4 geneigt. Die Nockenwellenachse 33 schneidet die Auslaßventilachsen 34 und 35. Die Kipphebel 36 und 37 zur Be­ tätigung der Einlaßventile 28 und 29 sind auf der Kipphebel­ welle 38 gelagert, die zwischen der Nockenwelle 39 und den Einlaßventilen 28 und 29 angeordnet ist. Sie sind kraftschlüs­ sig mit den Nocken 40 oder 41 der Nockenwelle 39 einerseits und über ihre Einstelleinrichtungen 42 anderseits mit den nicht dargestellten Ventilschäften der Einlaßventile verbun­ den. Die Betätigung der Auslaßventile 30 und 31 erfolgt unmit­ telbar über den Nocken 40 bzw. 41.

Claims (3)

1. Einrichtung zur Ventilbetätigung bei einer Brennkraftma­ schine mit einer obenliegenden Nockenwelle, deren Achse parallel zur Achse der Kurbelwelle verläuft, wobei minde­ stens ein Nocken sowohl für die Betätigung eines Einlaß­ ventiles als auch eines Auslaßventiles vorgesehen ist, die Achse der Nockenwelle die Achse eines dieser Ventile schneidet und ein Nocken dieses Ventil unmittelbar über einen Ventilstößel betätigt, und für die Betätigung des anderen, verschiedenartigen Ventils ein zwischen diesen beiden Ventilen gelagerter Kipphebel vorgesehen ist, wobei der Kontaktpunkt des Ventilstößels für das unmittelbar be­ tätigte Ventil sowie der Kontaktpunkt des Kipphebels auf dem Nocken um den der Steuerzeitversetzung zwischen den beiden Ventilen entsprechende Winkel (α) versetzt angeord­ net sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Brenn­ kraftmaschine mit mindestens drei Ventilen pro Zylinder ein Primär- und ein Sekundär-Einlaßventil vorhanden sind, und das Primär-Einlaßventil (2) und das Auslaßventil (3) von einem Nocken (21) und das Sekundär-Einlaßventil (2′) von einem zweiten Nocken (21′) betätigt werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des unmittelbar betätigten Ventils (2) oder der unmittelbar betätigten Ventile (30, 31) mit der Zylinder­ achse (4) einen spitzen Winkel (β) einschließen und die Achse (17′; 32, 32′) des über den Kipphebel betätigten an­ dersartigen Ventils (3) oder Ventile (28, 29) parallel zur Zylinderachse (4) verlaufen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei zwei Einlaßventile (28, 29) und zwei Auslaßventile (30, 31) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Nocken (40, 41) vorgese­ hen sind und jeweils von einem Nocken ein Einlaß- und ein Auslaßventil betätigt wird.