DE69012056T2 - Zylinderköpfe für brennkraftmaschinen. - Google Patents

Zylinderköpfe für brennkraftmaschinen.

Info

Publication number
DE69012056T2
DE69012056T2 DE69012056T DE69012056T DE69012056T2 DE 69012056 T2 DE69012056 T2 DE 69012056T2 DE 69012056 T DE69012056 T DE 69012056T DE 69012056 T DE69012056 T DE 69012056T DE 69012056 T2 DE69012056 T2 DE 69012056T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
exhaust
intake
cylinder head
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69012056T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69012056D1 (de
Inventor
Sanzio Piatti
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VINCENT PATENTS Ltd
Original Assignee
VINCENT PATENTS Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VINCENT PATENTS Ltd filed Critical VINCENT PATENTS Ltd
Publication of DE69012056D1 publication Critical patent/DE69012056D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69012056T2 publication Critical patent/DE69012056T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/26Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/38Cylinder heads having cooling means for liquid cooling the cylinder heads being of overhead valve type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • F01L1/053Camshafts overhead type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/18DOHC [Double overhead camshaft]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
    • F02B2275/34Lateral camshaft position
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/241Cylinder heads specially adapted to pent roof shape of the combustion chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F2001/244Arrangement of valve stems in cylinder heads
    • F02F2001/245Arrangement of valve stems in cylinder heads the valve stems being orientated at an angle with the cylinder axis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf Zylinderköpfe für Viertaktbrennkraftmaschinen, mit im Zylinderköpf hängenden Ventile, in welchen die Öffnung der im Zylinderkopf eingebauten Ventile in erster Linie von der Rotation einer oder mehrerer Nockenwellen verursacht wird und die Rückker in die jeweligen Ventilsitze zum Beispiel durch Federn verursacht wird.
  • In Fachkreisen ist bekannt, dass Schnelligkeit und Genauigkeit von Ventilbetätigung wichtige Faktoren sind, um die beste Arbeitsleistung aus Motoren zu erhalten, in welchen Flüssigkeitsbewegungen durch sich hin-und-herbewegende Ventile erwirkt werden. Schnelligkeit hängt von den mathematischen Profilen ab, die für die Nocken verwendet werden und Genauigkeit von der Steifheit der Teile, die zwischen jeden Nocken und das zugehörige Ventil oder die Ventile gestellt werden.
  • Eine andere bekannte Tatsache ist, dass es viel schwieriger ist, befriedigende Flüssigkeitsbewegungen durch Einlassysteme zu schaffen als durch Auslassysteme. Die Ursache ist, dass Strömungversetzungen von den Druckdifferenzen zwischen Zylinderinnenseite und umgebender Luft abhängen. Diese Differenz ist vielfach höher bei der Auslassumlaufzeit als bei der Einlassumlaufzeit, selbst wenn das Einlassystem mit Pumpen u.s.w. ausgerüstet ist. Daraus folgt, dass Entwurfkompromisse Einlassysteme oder die Zylindereinlasseite favorisieren müssen, was hauptsächlich die Ventilgrösse, die Form der Kanäle, die von Ventilsitzen bis zur Atmosphäre leiten, und die genaue, schnelle Ventilbetätigung betrifft.
  • Einlass-un Auslassventile, insoweit es ihren relativen Ventiltellerdurchmesser betrifft, sind praktisch in Konkurrenz miteinander für den begrenzten Platz, der im Inneren des Brennraums existiert. Dieser Brennraum, um den grössten thermodynamischen Wirkungsgrad zu erzielen, sollte sich so wenig wie möglich von der Zylinderbohrung entfernen, wenn projektiert in die Richtung der Zylinderachse. Es folgt, dass eine Vergrösserung des Durchmessers des Einlassventilkopfes nur durch eine Reduzierung des Auslassventildurchmessers stattfinden kann.
  • Es ist auch bekannt, dass eine optimale Strömung rund um den Ventilkopf und durch die anliegende Zone der Ventilöffnung nur erhalten werden kann, wenn die Strömungslinie einen geringen Winkel zur Ventilschaftachse macht.
  • Die beste Lösung für obengesteuerte Motoren ist die obenliegende Nockenwellenanordnung, in welcher, um eine präzise Ventilbetätigung zu erreichen, nur ein Hauptelement zwischen jedem Nocken und relativem Ventil oder Ventile (abgesehen von hydraulischem Stössel oder anderen Vorrichtungen, um das Ventilspiel zu regulieren oder auszuchalten) gestellt wird. Dieses Element ist ein steifes Element,wie eine umgedrehte Tasse oder Eimer, normalerweise Nockenanhänger oder Stössel genannt, welches, am besten frei in seinem leitenden Element, langsam um seine Rotationsachse rotiert. Die langsame Nockeanhängerotation wird den Verschleiss der Nockenober-fläche und seiner mitarbeitenden Nockenanhängeroberfläche vermeiden und so die Benützung mathematischer Nockenprofile mit den höchsten Beschleunigungs und Geschwindigkeitswerten erlauben, die sich mit einerakzeptablen Lebendauer vereinbaren lassen.
  • Die oberwähnten Überlegungen haben das Design von Hochleistungsmotoren auf die Anordnung mit zwei obenliegenden Nockenwellen konzentriert, mit Einlass-und-Auslass Ventilen auf der gegenüberliegenden Seite von der Zylinderbohrungs medianebene, zueinander in einem Winkel stehend. Die Rotationsachse jeder der beiden Nockenwellen liegt im wesentlichen auf einer Ebene, die von den Achsen der verbundenen Ventile gebildet wird, die tragende Oberfläche jeder Nocken ist an die obere Fläche des umgedrehten tassenähnlichen Nockenanhängers angeschlossen, der Nockenanhänger seinerseits ist an das obere äusserste Ende des Schattes des verbundenen Ventils angeschlossen.
  • Diese Anordnung hatte ihren Ursprung aus Rennwagenmotoren und wird immer mehr bei Normalmotoren verwendet. Ventile mit grösserem Durchmesser können für eine gegebene Zylinderbohrung benützt werden, weil Einlass-und Auslassventilachsen zun einander eingebogen sind. Diese Durchmesservergrösserung hilft mehr Leistung aus den Motoren zu erhalten.
  • Doch die Anordnung der einzel oben liegenden Nockenwelle hat den grossen Vorteil von weniger Gewicht und Aufwand, und über die Jahre sind Anordnungen eingeführt worden mit dem Zweck, von dieser einfacheren Anordung die meisten der Vorteile der "zwei oben liegende Nockenwellen" Anordnung zu erhalten.
  • Die beste dieser "einzel oben liegende Nockenwellen Anordnungen ist die, in welcher der Designkompromiss die Betätigung der Einlassventile favorisiert, wobei die Betätigung derEinlassventile ausgeführt wird wie bei der "zwei oben liegende" Nockenwellen" Anordnung, während die Auslassventile durch Auslassnocken derselben Nockenwelle mittels zusätzliche Elemente betätigt werden. Diese zusätzlichen Elemente, die in den meisten Anordnungen eingeführt wurden, umfassen einen Kipphebel, oder Erstergradhebel, dessen einer Arm oder Ende, direkt oder indirekt durch den zugehörigen Nocken in Betrieb gesetzt wird, und dessen anderer Arm direkt oder indirekt durch den bezüglichen Auslassventilschaft aktiviert wird. In früheren doppel und einzel oben liegenden Nockenwellen Anordnungen neigten die Einlass-und Aulasseiten oder systeme der Anordnungen zu einem beträchtlichen uass an βymetrie, , insofern als die Ventile, und der zugehörige Betätigungsmechanismus zu einer symmetrischen Anordnung neigten. Insbesondere die Ventilachsen formen die zwei Seiten eines umgekehrten Dreiecks von ungefähr gleichschenkeliger Gestalt, die umgekehrte Basis dessen von einer imaginären Linie gebildet wird, die die oberen Ventilschaftenden umspannt und die Lagen schneidet , in welchen die betriebenden Kräfte auf die Ventilschäfte oder die zugehörigen Nockenhänger oder gleichwertige Elemente angewandt werden. Das Dreieck ist im allgemeinen um die Zylinderbohrungachse symmetrisch. Ausserdem ist der Winkel zwischen der Basis und jeder Dreiecksseite,und im Besonderen der eingeschlossene Winkel (in der Folge als α bezeichnet) zwischen der Basis und der Auslassventilachse, sehr klein, d.h. merklich kleiner als 90º, zum Beispiel umgefähr 60º.
  • Diese Neigung zur Symmetrie führt zu Beschränkungen auf der Einlass-und-Auslasseite oder im System des Layouts, und als Ergebnis wird die Einlasseite nur in relativ geringem Masse im Verhältnis zur Auslasseite bevorzugt.
  • Die gegenwärtige Erfindung bezieht sich auf einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine des in GB-A-2,192,430 bekanntgemachten allgemeinen Modells, des mit einer Anordnung von im Zylinderkopf hängenden Ventilen ausgestaltet ist, pilzförmige Einlas-und Auslassventile umfassend, die mindestens von einer Nockenwelle durch Hin-und-her Bewegung betätigt werden, wobei die Ventilschaftachsen gegenseitig von ihren Ventiltellern in Richtungen divergieren, die im allgemeinen quer zum Zylinderkopf liegen und die Seiten eines umgekehrten Dreiecks definieren, dessen umgekehrte Basis von einer imaginären Linie gebildet wird, die die oberen Einlass- und Auslassventilchaftenden umspannt und im allgemeinen die Lagen schneidet bei denen in Betrieb Ventilbetätingende Kräfte auf die Ventilschäfte oder die zugehörigen Betätigungselemente angewandt werden, wobei der eingeschlossene Winkel (α) zwischen der Achse des oder jeden Ventilschaftes und der obengenannten imaginären Basislinie ungefähr 90º ist oder mehr und wobei der Einlassventiltellerdurchmesser (D) grösser ist als der Auslassventiltellerdurchmesser (d).
  • Der gegenwärtigen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,einen Zylinderkopf und eine Ventilanordnung zu liefern, welche die oben erörterten Beschränkungen merklich vermindert und die es erlaubt Strömungsversetzungen durch die Einlassseite im Vergleich zu Strömungsversetzungen durch die Auslassseite merklich zu favorisieren.
  • Der Zylinderkopf zur gegenwärtigen Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassventiltellersdurchmesser (D), im vergleich zum Auslassventiltellerdurchmesser (d) vergrössert worden ist bis zu dem Betrag, dass das Einlass/Auslass Ventiltellerverhältnis 1,30/1 oder mehr erreicht und das die Seite des umgekehrten Dreiecks, die von der Auslassventilachse gebildet wird und die umgekehrte Basis die von der imaginären Basislinie gebildet wird, auch die Seiten eines im allgemeinen gleichschenkeligen Dreiecks definieren,die Basis dessen von der umgekehrten Dreieckseite definiert wird, die der Einlassenventilachse gebildet wird. Die asymmetrische Anordnung nach der gegenwärtige Erfindung beinhaltet ein wesentlich höheres Ventiltellerdurchmesserverhältnis(1,30 zu 1,35 oder mehr), als in früheren Anordnungen für im Zylinderkopf hängende Ventile praktisch benützt wird. Wenn andere Parameter normal sind ermöglich es,dieses höheres D:d Verhältnis, die Umdrehungsgeschwindigkeit um mindestens 10% zu vermehren, eher die mittlere Strömungs geschwindigkeit durch den Auslassventilsitz hoch genug ist, um den volumetrischen Wirkungs-grad erheblich zu vermindern und den Abfall der Leistungskurve des Motors zu starten.
  • Ausserdem, die Gestaltung die das gleichschenklige Dreieck verursacht, dessen Basis von der Einlassventilachse definiert wird zusammen mit dem eingeschlossenen Winkel (α), von 90º oder mehr, verursacht auch die Möglichkeit einer bedeutsamen Streckung der Einlassvenilschaften, und ermöglicht so, den Winkel zwischen der Einlassventilachse und der kritischen Einlasskanalstrecke, d.h. der Strecke in der Nähe von Ventilschaft und Ventilsitz, zu vermindern. Wenn dieser Winkel klein gehalten wird, wird die Einlasströmung weiter verbessert, weil man eine praktisch gleichmässige Verteilung von Gasgeschwindigkeiten über dem kompletten Ventilumkreis erhält.Der Druckverlust durch den Ventilteller für eine gegebene Strömungsgeschwindigkeit wird derart möglichst gering gehalten. Die asymmetrische Geometrie kann mit speziellem Vorteil bei einer "einzel obenliegende Nockenwelle" Anordnung angebracht werden, besonders in anbetracht des grossen eingeschlossenen Winkels (α).
  • Nach diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung betätigt die einzelne Nockenwelle das Einlassventil durch einen rotierenden, ersten Nockenanhänger, der sich entlang einer Achse hin-und herbewegt, die sich im allgemeinen in der Richtung der Einlassventilachse ausdehnt, und betätigt das Auslassventil durch einen rotierenden, zweiten Nockenanhänger der sich hin-und herbewegt in einer Richtung, die sich relativ zur Auslassventilachse neigt, in Übereinstimmung mit der imaginären Linie, die die oberen Enden der Einlass-und Auslassventilschäfte umspannt, während die Hin-und Her-Bewegung des zweiten Nockenanhängers durch einen Kipphebel, der die axiale Bewegung des zweiten Nockenanhängers in eine Bewegung, im allgemeinen in Richtung der Auslassventilachse, umlenkt, zu dem Einlassventil übertragen wird.
  • Diese Ausführung der Erfindung, die besonders für Motoren, die vier Ventile pro Zylinder enthalten, geeignet ist, erlaubt es Motoren, mindestens so viel Leistung zu liefern wie gleichwertige Motoren mit der früheren, " zwei oben liegende Nockenwellen" Anordnung.
  • Da der zweite oder Auslassnockenanhänger ein steifes Element ist, das eingebaut ist um sich linear hin-und her zu bewegen, direkt zwischen Auslassnocken und Kipphebel, ist die Elastizität dieses Teils des Auslassventilbetätigungsmechanismus zwischen Auslassnocken und Kipphebel merklich verhindert.
  • Weil der eingeschlossene Winkel zwischen dem Auslassnockenanhänger und dem Auslassventilschaft über 90ºhinaus vergrössert ist, d.h. mehr auf den Zustand der idealen geraden 180º Linie hin, der auf der Einlasseite existiert, ist es möglich, die Kraftekomponenten merklich zu verringern, die andernfalls eine elastische Deformierung des Kipphebels und seines Drehzapfenlagers, sowie Reibung innerhalb des Drehzapfens verursachen würden.
  • Eine zusatliche Konsequenz dieser Vergrösserung des einge-schlossenen Winkels (α) ist, dass der eingeschlossene Winkels (α) ist, das der eingeschlossene Winkel zwischen den beiden Armen des Kipphebels merklich verringert werden kann, z.b. zu 90º oder weniger. So können die beiden Kipphebelarme zu einem einzelnen Block fusioniert werden, was die Starrheit des Kipphebels weiter steigert. Der Auslassnockenanhänger vorzugsweise hat an dem vom Auslassnocken entfernten Ende eine teilsphärische Lagerflache, die gleitend mit einer Lagerfläche zusammenwirkt, die eine teilzylindrische Rinne in dem entsprechenden Arm des Kipphebels beinhaltet.
  • Die Plazierung des teilsphärischen Endes des Nockenanhängers in dieser teilzylindrischen Rinne erlaubt nicht nur die Rotation des Nockenanhängers, sondern zentriert auch die Kipphebelrinne von sich aus am Ende des Nockenanhängers, und plaziert den Kipphebel axial über dem Zapfen oder der Welle, über dem er schwingend eingestellt ist mit einem axialen Spielraum von praktisch null, ohne die Notwendigkeit, die Federn oder Röhren einzuführen, die für die axiale Plazierung normalerweise benützt werden. Dies ist auch besser geeignet als eine ebene Fläche, die zusätzlichen Lasten zu tragen die durch den Einsatz von Nockenprofilen, die hohe Geschwindigheiten und Beschleunigungen liefern, verursacht werden, und auch erhöhte Kipphebel-Verhältnisse zu benützen, wie später erörtert wird.
  • Als generelles "Layout" erlaubt der Ventilbetätigungsmechanismus, der diesen Aspekt der Erfindung beinhaltet, eine kompakte Zylinderkopfstruktur zu benützen, in der die Breite des Zylinderkopfes erheblich verringert werden kann. Noch dazu, wenn infolge der Kippehebelanwesenheit, man völlig die Freiheit benützt, eine andere Erhebung für den Auslassnocken zu wählen als die für das Auslassventil vorgesehene (Nockenerhebung wird gewöhnlich zwischen 2/3 zu 1/2 der Ventilerhebung gewählt), kann die Performance oder der Wirkungsgrad der auf ein gegebenes Nockenprofil zurückgeführt wird merklich erhöht werden. Dies geshieht, weil das Nocken-zu-Ventilerhebung Verhältnis leicht abgeändert werden kann wenn man das Verhältnis der Kipphebelarmlängen auch ändert (Kipphebel belverhältnis genannt). So, in einem gut angeglichenem System, kann durch die Vermehrung der Auslassventilbeschleunigungen und- Geschwindigkeiten ein wesentlich kleinerer Auslassventildurchmesser benützt werden, mit einer in Folge möglichen Vergrösserung des Durchmessers des Einlassventiltellers. Der Einlassventilteller kann, für eine gegebene Zylinderbohrung, einen grösseren Durchmesser haben als in einer "zwei obenliegende Nockenwellen" Anordnung, die keine Kipphebel benützt, so dass mehr Leistung erwartet werden kann.
  • Im wesentlichen ist einer der Faktoren, die für die Performance oder Wirkungsgrad der Nockenprofile massgebend sind, der Nocken-"Schwungradius" (d.h. der Radius, der von der Nockenspitze beschrieben wird). Es ist allgemein üblich,, diesen Schwungradius durch generelle Design-Überlungen zu begrenzen und denselben Wert für Einlass-und Auslassventile zu behalten.
  • Die maximale negative Beschleunigung, die für ein Nockenprofil benützt werden kann, ist eine direkte Funktion seines "Schwungradius", so dass derselbe Wert für Einlass bzw. Auslass-System möglich ist, wenn die zugehörigen Nocken denselben Schwungradius besitzen, aber die aktuelle negative Beschleunigung des Auslassventils entlang seiner Achse wird mit seinem Kipphebelverhältnis multipliziert und kann erhöht werden durch einen Faktor von 1,5 oder eben 2 im Vergleich zu der maximalen negativen Beschleunigung des Einlassventile entlang seiner Achse.
  • Ein solcher höherer Wert für die negative Beschleunigung des Auslassventils erfordert natürlich eine verhältnismässige Steigerung der Federkraft die das Auslassventil auf seinen Sitz zurücksendet, aber dies stellt kein schwieriges Problem fur die moderne Federtechnologie dar. Die gesamte Wirkung eines relativen steifen Systems der Ventilbetätigung, das die Erfindung beinhält welche die Benützung von hohen Werten der positiven Beschleunigungen und entsprechende Benützung von hohen Werten der negativen Beschleunigungen erlaubt, wie im vorausgehenden Absatz vorgeschlagen, kann eine optimale Ventilbetätigung schalten, was die Wahl eines kleineren Wertes für den Ventiltellerdurchmesser ausgleicht, wie früher erörtert.
  • Damit man die Erfindung besser versteht, werden wir jetzt aut die folgenden Zeichnungen hinweisen.
  • Fig 1 zeigt einen schematischen partiellen vertikalen diagonalen Schnitt durch einen Zylinderkopf, der hängende Einlass-und Auslassventile enthält und der die Grundsätze der Erfindung erklärt. Die Ventilbetätigungs-und Ventilrückkehrmechanismen wurden weggelassen, weil sie unterschiedliche Formen annehmen können.
  • Fig. 2 zeigt eine Ansicht, ahnlich dem Schnitt in Fig. 1, die die Grundsätze der Erfindung erklärt, wie sie in einer "zwei obenliegende Nockenwellen" Anordnung enthalten sind.
  • Fig.3 zeigt eine Ansicht ähnlich der in Fig.1, die die Grundsätze der Erfindung in einer "einzeln untenliegende Nockenwelle" Anordnung beinhaltet,in der die im Kopf hängenden Einlass-und Auslassventile durch Stosstangen betätig werden.
  • Fig.4 zeigt eine Ansicht, ähnlich der in Fig.1, die einebevorzugte Ausführungs form der Erfindung als "einzeln obenliegende Nockenwelle" Anordnung ist,wie man sie auf einen mehrzylindrischen Hochleistungmotor mit zwei Einlassventilen-und Auslassventilen pro Zylinder anwenden kann. Die Ansicht ist ein Schnitt entlang der Linie 4-4in Fig. 5.
  • Fig.5 zeigt einen Teil einer ebenen Ansicht des Ventilbetatigungssystems eines Zylinders in der Ausführung in Fig. 4. Diese Ansicht ist in der Richtung der Pfeile5-5 in Fig 4 und zeigt den Teil von Fig.4 der dürch die Pfeile 5-5 begrenzt ist.
  • Fig.6 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht, in vergrössertem Masstab, der grundlegenden Elemente des Auslassventilbetätigungssystems, das in Fig.4 und Fig.5 gezeigt wird.
  • Fig.7 zeigt einen Teil eines schematischen waagerechten Schnittes in der Ebene X-X von Fig.4 der das teilsphärische Ende des Auslassnockenanhängers darstellt, wie er in die zylindrische Rinne des Kipphebel gedruckt wird.
  • Fig.8 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht,ähnliche der in Fig.6, einer weiteren Ausfürungsform der Auslassventilbetätigung.
  • Fig,9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines gemeinen Kipphebels, der für die gleichseitige Betätigung zweier Auslassventile geeignet ist.
  • Fig.1 zeigt, in diagonalem Schnitt, den Zylinderkopf 1 einer ein-oder mehrzylindrischen Brennkraftmaschine, die ein Einlassventil 2 und ein Auslassventil 3 pro Zylinder beinhaltet auf die bekannte gleitende Art in Zylinderkopft befestigt.Der kopft könnte zugleich plurale Einlassventile und/oder Auslassventile beinhalten z.B. zwei Einlass-und zwei Auslasventile. Die Ventile werden, in der Praxis, wie gezeit, gegen ihre geschlossenen Positionen geshoben sein, in welchen ihre Teller 2a, 2b, die Ventilsitze 1a, 1b, in Kopf 1 durch geeignete Rückkehrmechanismen betätigen, z.β. durch Ventilfedern (nicht abgebildet), die um das obere Ende der Ventilschäfte 2b, 3b,gelegen sind und Wiederlager angreifen, z.b.die Federsitze 1c, 1d, in Zylinderkopf 1.
  • Ein geeigneter Auslassventilbetätigungsmechanismus (nicht abgebildet), mit mindestens einer Nockenwelle, ist ausgestattet, die Ventile selektiv zu öffnen, wobei die Höhe der Öffnung oder Erhebung der Einlass und Auslassventile jewells von den Pfeilen Vl und VL dargestellt wird.
  • Die untere Fläche des Zylinderkopfes liegt quer zu der Achse 4 oder zu der Medianebene der zugehörigen Zylinderbohrung (nicht abgebildet), In der unteren Fläche ist ein konkaver Brennraum 1e geformt, in den sich die Ventilkanäle öffnen.
  • Die Ventilachsen 2c, 3c, bilden die Seiten eines umgekehrten Dreiecks, dessen Basis durch eine imaginäre Linie 5 dargestellt wird, die die oberen Enden der Ventilschäfte 2b, 3b umspannt. In früheren "obenliegende Nockenwellen" Anordnungen war dieses umgekehrte Dreieck von ungefähr gleichschenkliger Form und lag ungefähr symmetrisch über der Medianebene oder Achse 4. Doch aus Fig.1 wird ersichtlich, dass der Zylinderkopf und das Ventillayout nach der gegenwärtigen Erfindung höchst asymmetrisch sind. Vor allem das Dreieck ist höchst asymmetrisch über der Medianebene oder Achse 4, mit der Basis 5, die merklich zu letzter hin geneigt ist, in einer Richtung, die derart ist, dass die Basis 5 und die Achse 3c des Auslassventils einen eingeschlossenen Winkel α bilden, der grösser als 90 ist, z.B. in der Grössenordnung von 95 bis 100 oder mehr. Hinzu kommt, dass der eingeschlossene Winkel β' zwischen der Einlassventilachse 2c und der Medianebene 4 merklich kleiner ist als der eingeschlossene Winkel β" zwischen der Auslassventilachse 3c und der Medianebene 4.
  • Diese Asymmetrie erlaubt die Einlasseite "Performance" merklich zu verbessern, während auf der Auslasseite angemessen "Performance" beihaltet ist.
  • Erstens das Durchmesser (D) des Einlassventiltellers beträchlich grösser ist als das Durchmesser (d) des Auslassventiltellers 3a, die Verhaltnis (D:d) der Einlass/Auslass Ventilstellersdurchmesser, zum Beispiel, ist in der Grössordnung von 1,30 zu 1,35:1 oder 1,40:1 oder mehr für 4- Ventilekopfe und 1,30 to 1,50 oder mehr für 2 Ventileköpfe.
  • Zweitens, die Seite des ungekehrten Dreieck, von der Einlassventilachse 2c definiert, viel längeren ist als die Seite der Auslassventilachse 3c, bis zum Betrag dass die Einlasseiteachse 2c die Basis eines beinahe gleichschenklig Dreieck gestaltet. In dieser Ausführung das Einlassventil mehrklich länger als die Auslassventil ist , die Verhältnis von Einlass/Auslass Längen ( L:l) in der Grösserordnung von 1,35:1 oder mehr ist. Dies erlaubt die Wiederlager oder Federsitze 1c der Rückkehrfeder des Einlassventil vielweiter entfernt zu sein von Einlassventilsitz 1a (Höhe H) wie der Fall ist in konventionnelle Anordnungen. Dieser Tatsache der Reihe nach, ein viel gerader Einlasskanal 6 in Zylinderkopf zu anpassen erlaubt, wie gezeigt..
  • Im besonderen, der Einlasskanal 6 kann, über dem grösseren. Anteil seiner Länge, einen Winkel (θ) von zwischen 20º zu 30º mit der Einlassventilsachse 2c machen, während der eingeschlossene Winkel (ε) der kritische Strecke 6a, die zu dem Ventilsitz 1a benarchbart ist, kann weiter vermindert bis zu den Grösserordnung von 10º oder weniger.
  • Die vohergehende asymmetrische Geometrie beinhaltet werden kann in einen "zwei obenliegende Nockenwellen" Anordnung wie in Fig.2 gezeigt, in welcher die Einlassund Auslassventile 2, 3, durch Einlass und Auslass Nocken 7a, 8a, , den verbundenen Nockenwellen in Zylinderkopf 1 zu rotieren eingestellt, betätigt sind.
  • Die asymmetrische Geometrie auch in eine "untenliegende Nockenwelle" Anordnung beinhaltet werden kann, wie in Fig.3 gezeigt, in welcher Einlass-und Auslassventile 2, 3, durch verbundenen Nocken 11a, 11b, einer gemeinsamen Nockenwelle in Zylinnderblocks 12, einer Seite von Zylinderbohrung 12a, betätigt sind. Die Nocken betätigen ihre verbundenen Ventilen durch Nockenanhänger 13a, 13b, Stosstangen 14a, 14b, und Kipphebel 15a, 15b, schwingende über der Zapfen, der Wellen u.s.w. 16a, 16b, im Zylinderkopf eingestellt.
  • Die "layouts" in Fig.2 und 3 gezeigten zwei Paare von Einlass- und Auslassventile pro Zylinder beinhalten, obwohl nur ein Paar sichtbar ist. Die zwei Paare sind am gegenüberliegenden Seiten einer querlaufenden Ebene mit Zylinderachse 4 übereinstimmend befestigt. Um komplikation an dieser Ansichten es zu vermeiden, wird der Zylinder in der vorherwänten Ebene geschhnitten gezeigt, wahrend der Kopf geschnitten wird in der Querebene der Ventilachsen eines Paares von Ventilen, das sich vor der Achse 4 befindet .Hinter diesem Ventilpaares wirdein Rohr T gezeigt ist, welches Zugang und Schutz für die Zündkerze liefert (nicht gezeigt).
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig.4 bis 7 gezeigt, wie sich Sie in einem Hochleistungs, "einzel oben liegende Nockenwelle", mehrzylindrischen Motor beinhaltet ist. Dieser Zylinderkopf, wie der in Fig.2 und 3 gezeigte wervendet, zwei Fahre von Einlass-und Auslassventilem pro Zylinder und aus Bequemlichkeit ist, Fig.4 in derselbem Art geschnitten wie wir soeben erklart haben in Verbindung mit Fig.2 und 3. Da er asymmetrisch Zylinderkopf höher als ein entsprehend symmetrischen Kopf ist, es war in Aussicht genommen das der Motor über einer Seite vergekantet wurde, wiein Fig. 4 gezeigt.
  • Der Ventilbetätigungmechanismus beinhaltet eine obenliegende Nockenwelle 11 in Lager oder direkt in Zylinder kopf 1 zu rotieren die eingebaut ist. Die Nockenwelle beinhaltet eine Zahl axial distancierter Nocken mit zwei Einlassnocken 11a und zwei Auslassnocken 11b (s.Fig.5), die an jeden Zylinder 12 angegliedert sind. Jeder Einlassnocken 11a betätigt ein Einlassventil 2 durch einen ungekehrten Tassenähnlichen Anhänger 9, der gleitend hin-und-herbewend in einem leitenden Kanal 1f in Zylinderkopf 1 eingestellt ist. Eine Ventilfeder 17 in einem Federsitz 1c in Zylinderkopf eingestellt schiebt das Einlassventil in seine höchste geschlossene Stelle wie gezeigt und auch verwertet ist den Nockenanhänger 9 gegen den Nocken 11a zu schieben. Eine Ventilansgleichsscheibe oder ein gleichwertig Element (nicht gezeigt) zwischen der oberen Ende des Ventilsschaft und die innere diagonale Endwand des Nockenanhängers 9 dazwischen gestellt wird.
  • Jeder Auslassnocken 11b betätigt einfederbelastetes Auslassventil 3 durch einen Nockenhänger 20 und Kipphebel 21. Der Nockenanhänger 20 der eine "Pilz" Gestalt vorzeigt, einen Scheibeähnlichen Kopf 20a an einem Ende eines zylindrischen Stössels 20b besitzend, Stössel der sich in einem zylindrischen Kanal 22, in einemfesten Fürungselement 22 an den Zylinderkopf befestigt, hin-und-her sich bewegt und geführt wird. Der Nockenanhängerteller 20a gleitend mit dem bezüglichen Auslassnocken 11b mitwirkt, und die Längsachse des Nockenanhängers 20 versetzt relativ zu der Nockensymmetrieebene ist, , so dass der Rotation des Nockenanhänger verursacht somit dass lokalisierten Verschleiss der Tellers Trägendefläche möglich gering gehalten wird.
  • Das gegenüberliegende Ende des Nockenanhängers 20 ist mit einer teilsphärische Lagerfläche 20c versorgt, die mit einer teilzylindrische Rinne 21c zusammenwirkt, in einem Arm 21a des Kipphebels 21 geformt, der schaukelt um einen Zapfen oder eine Welle 16. Der andere Arm 21b des Kipphebels mit dem Ende des Schaftes des Auslassventils 3 zusammenwirkt.
  • Während der Rotation des Auslassnocken 11b, wird der Nockenanhänger axial bewegt in den zylindrischen Kanal 22a, und die Lagerfläche oder das Ende 20c, wird gedrückt gegen den tiefesten Teil der teilzylindrischen Rinne 21c in den Kipphebelsarm 21a. Der Kipphebel 21 wird somit gezwungen zu rotieren um den Zapfen oder Welle 16 und als er einen Bogen "A" beschreibt, der Punkt oder Kontaktzone zwischen das teilsphärischen Ende 20c des Nockenanhängers 20 und des Kipphebels, ein Pfad oder Segment 23 (Fig.6) entlang einer Erzeugendelinie der Fläche der Rinne 21c. Als beide das Segment 23 und die Rinneachse 21c zu der Rotationachse des Kipphebels quer stehen, und seitdem der Kipphebel 21 frei ist sich axial zu bewegen entlang seiner Zapfen 16 während der Systemsbetätigung, die Kontaktzone (24 in Fig.7) wird immer plaziert über oder tendieret nach der Erzeugendelinie der teilzylindrische Rinne 21c die nächste zu der Rotationachse des Kipphebels 21 ist. Es folgt dass während der Rotation des besagten Kipphebels, die Zone 24 wird auf-und-ab reisen entlang des Segmentes 23 der Erzeugendelinie des teilzylindrische Rinne 21c die radial nächste der Rotationsache des Kipphebel ist. Folgendermassen der Nockenanhänger wird den Kippehebel abhalten sich axial über seine Welle 16 zu bewegen ohne keinen Grund haben zu die zusätatliche Lokalisierungmittel oder Distanzstücke wie die Federn oder die Röhren einzuführen, die für die axiale Plazierung normalerweise benütz werden in frühere Anordnungen. Dies die Reibung vermeidet die durch diese orwähnte Distanzstücke eingeführt wirde und Raumbedarf beseigtigt.
  • Das Auslassvewntil 3 in gewönlichen Art geöffnet wird wenn der Kpphebel 21, der durch den Ventilanhänger 20 geshoben wird in einer Richtung dreht sich und die Ruckkehr des Ventils über seinen Sitz durch den Feder 25 verursacht wird.
  • Die "einzel obenliegende Nockenwelle" Anordnung die vorer wähnte Vorteile besitzt auf Grund seiner asymmetrischen Geometrie. Ausserdem seitdem der vorerwähnte eingeschlossene Winkel α zwischen die Achsen des Auslassnockenanhänger 20 und Auslassventile 3 bis zum 90º oder mehr vermehrt ist, d.h. nach der idealen geraden Linie Gestaltung der Einlassventil/Nockenanhängerachsen anstrebt, die Resultante der Kräfte an den Kipphebel 21 gewandt in der Richtung der Auslassnockenanhänger Achsen und der Ventilachsen wird mehrklich vermindet sein. Folglich die Tendenz für den Kipphebel 21 und für den Zapfen 16 zubiegen, und die Reibung zwischen der Zapfen und Kipphebel sind mehrklich verkleinert.
  • Zusätzlich wird der eingeschlossene Winkel φ zwischen dem Radius (zentriert auf der Kipphebelachse), auf dem die Nockenanhänger - Kipphebel - Lagerfläche liegt, und dem Radius, auf dem die Kipphebel - Auslaßventil - Lagerfläche liegt, erheblich verkleinert, z.B. auf ungefähr 80º. Wie in Fig. 4 ersichtlich, verschmelzen, oder können verschmolzen werden, die beiden Arme des Kipphebels zu einem extrem steifen und soliden Körper.
  • Da der Kipphebel (und der Nockenanhänger) eine im wesentlichen unflexible Verbindung oder Strebe zwischen dem Auslaßnocken und dem Auslaßventil bildet, wird das Auslaßventil dem Auslaßnocken - Profil genau folgen, selbst wenn solche Profile erheblich höhere negative (und möglicherwiese positive) Beschleunigungen hervorrufen als bisher verwendet. Daher kann der Durchmesser des Auslaßventils verringert werden, ohne ein den Leistungsertrag des Motors einschränkender Faktor zu werden, um eine Vergrößerung des Durchmessers des Einlaßventils unterzubringen, was die Motorenleistung erhöht.
  • Die Verringerung der Reibungskräfte, denen der Kipphebel und der Zapfen 16 unterliegen, reduziert nicht nur die Abnützung und das Aufheizen des letzteren, sondern ermöglicht es dem Kipphebel und dem Auslaßventil auch, dem Auslaßnocken - Profil während negativer Beschleunigungen (d.h. Ventilschließen) genauer zu "folgen", und weniger Energie zu absorbieren, z.B. von dem Ventilfeder, besonders bei hohen Motorengeschwindigkeiten.
  • In dem asymmetrischen Layout von Fig. 4 (und auch in Fig. 1, 2 und 3) kann die Einlaßventilachse 2c als Basis eines ungefähr gleichschenkligen Dreiecks angesehen werden, mit einem stark verkleinerten Verhältnis Höhe zu Basis. Zusätzlich liegt in Fig. 4 der Schnittpunkt zwischen der Auslaßventilachse 3c und der Auslaßnockenachse 5 (zum Winkel α) innerhalb des Kipphebels, angrenzend an die Berührungsfläche von Kipphebel und Ventilschaft.
  • Wie in Fig. 5 gezeigt wird, werden die beiden Auslaßventile 3 von den miteinander verbundenen, individuellen Auslaßnocken 11b betätigt, mittels der individuellen Kipphebel 21 und Auslaßnockenanhänger 20. Die Einlaßventile werden von den individuellen Einlaßnocken 11a, die zwischen den Auslaßnocken gelegen sind, betätigt, was den nötigen Spielraum für das Zündkerzenrohr T liefert.
  • Diese Abbildung zeigt auch deutlich die Weise, in der die Kipphebel axial positiv auf dem Kipphebelschaft 16 von den Auslaßnockenanhängern 20 untergebracht werden, ohne daß Distanzstücke erforderlich sind, die das Zündkerzenrohr behindern könnten. Es wird auch ersichtlich, daß die axialen angrenzenden Enden der Kipphebelnaben und der Kipphebelschaft entlastet werden könnten, um zusätzlichen Spielraum für das Zündkerzenrohr zu geben, fall nötig.
  • Fig. 8 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 4 bis 7 gezeigten Anwendungsform, in der der Kipphebel, anstelle an einem Kipphebelschaft oder -zapfen angebracht zu sein, schwingend mit einem einzelnen Stehbolzen am Zylinderkopf befestigt ist. Dieser grundlegende Systemtyp wird bei einigen herkömmlichen amerikanischen Motoren benutzt und kann nützlich sein für obenliegende Anordnungen, die 4 Ventile/Zylinder beinhalten. Dieser Systemtyp vermeidet den vorher beschriebenen Konflikt zwischen der bevorzugten Lage des Kipphebelzapfens oder von Schaft 16 wie in Fig. 4 gezeigt, und der angemessenen Plazierung des Zündkerzenrohrs, die auf das Zentrum des Verbrennungsraumes weist.
  • In dieser Anwendung hat Kipphebel 30 auf seiner oberen Seite eine nach oben hin konkave teilsphärische Lagerfläche (nicht abgebildet), durch die sich ein Durchlaß für den Stehbolzen öffnet. Unterlegscheibe 33 hat eine ähnliche konvexe teilsphärische Berührungsfläche auf ihrer Unterseite, die auf die vorherige nach oben hin konkave teilsphärische Lagerfläche innerhalb des Kipphebel paßt. Kipphebel 30 und Unterlegscheibe 33 sind lose mit Hilfe der nicht-aufschraubbaren Mutter 34 auf Schaft 32 montiert.
  • Kipphebel 30 ist lose angebracht, z.B. auf den Seitenwänden 36, um die Montagevorgänge zu unterstützen. Doch da, wenn in Betrieb, der Kontaktpunkt zwischen dem teilsphärischen Ende 20c des Nockenanhängers 20 und der teilzylindrischen Rinne 30c im Kipphebel immer in Abschnitt 37 liegen wird (wie in der Anwendung von Fig. 6 und 7 ersichtlich), wird die Spitze des Kipphebelarmes 30b immer rechtwinklig ausgerichtet auf das freie Ende des Schaftes von Auslaßventil 30 belassen. Das letztere freie Ende neigt dazu, den Kipphebelarm 30b nach oben zu drängen, wobei es Kipphebel 30 mit seiner konkaven Lagerfläche gegen die konvexe Lagerfläche von Unterlegscheibe 33 hält. Der Ventilspielraum wird duch Anpassen der Lage von der Mutter34 an den Stehbolzen angepaßt.
  • In der Ausführung von Fig. 4 und 5 ist vorgesehen, daß jeder Kipphebel ein einzelnes Auslaßventil betätigt. Doch die Kipphebel könnten auf verschiedene Arten abgeändert werden, um 2 Auslaßventile gleichzeitig zu betätigen, indem das ventilbetätigende Ende jedes Kipphebels gegabelt wird, oder indem man den Kipphebel mit 2 getrennten ventilbetätigenden Armen oder Hebeln ausrüstet, wie z.B. in Fig. 9 gezeigt wird.
  • In dieser Ausführung beinhaltet Kipphebel 50 ein einteiliges Gußstück, das die Nabe 51 beinhaltet, durch die der Kipphebel rotierend auf einem Kipphebelzapfen oder -schaft befestigt wird (nicht abgebildet). Ein paar Arme 50b sind axial voneinander getrennt entlang Nabe 51 angeordnet, auf eine Entfernung, die dem interaxialen Abstand der Auslaßventile entspricht, die diese Arme betätigen sollen. Ein einzelner Arm oder Stütze 50a wird auf der Nabe geliefert, die über die teilzylindrische Rinne 50c verfügt, in die das teilsphärische Ende 20c des Nockenanhängers 20 einrasten kann. Der Kipphebel kann entlastet oder abgeschnitten werden (nicht abgebildet), und der Kipphebelschaft kann ähnlich entlastet werden, um das Zündkerzenrohr freizumachen. Der Kipphebel ist auch mit angemessenen Riffen oder anderen Versteifungen ausgerüstet, um die Beigung zwischen den Armen 50a und 50b zu minimieren.
  • Die Erfindung könnte angewendet werden, um elektrisch gezündete Motoren oder Dieselmotoren zu zünden, ob es sich um Saugmotoren, Einspritzmotoren, oder um Kompressor- oder Turbomotoren, oder ob es sich um 2- oder um 4-Takter handelt.
  • In den Ausführungen, die 2 Einlaßventile pro Zylinder verwenden, könnten die Einlaßventilpaare durch einen einzelnen Einlaßnocken und Nockenanhänger betätigt werden, z.B. durch die Typen, die in unserem früheren britischen Patent Nr. 1346822 und früheren US-amerikanischen Patent Nr. 3712277 beschrieben werden. In dieser Abwandlung kooperiert der Nocken mit der querlaufenden Wand an einem Ende eines rotierenden, zylindrischen tassenähnlichen Nockenanhängers, und die Einlaßventilschäfte kooperieren mit dem Rand am anderen Ende des Nockenanhängers.
  • Die ventilbetätigenden Mechanismen, die in Fig. 6 bis 9 gezeigt werden, könnten eingesetzt werden, um die Einlaßventile anstelle der, oder zustätzlich zu den, Auslaßventilen zu betätigen.

Claims (16)

1. Ein Zylinderkopf (1) für eine Viertakt Brennkraftmaschine mit in Zylinderkopf hängenden Ventilen, umfassend Einlass-und Auslassventile(2, 3) die wenigstens durch eine Nockenwelle (11) betätig sind, und deren Ventilschäfte (2b, 3b) Achsen (2c, 3c) die aus Ihren Ventilteller (2a, 3a) in Richtungen divergieren, die im allgemeinen quer zum Zylinderkopf (1) stehen und gleichmässig die Seiten eines umgekehrten Dreiecks definieren, dessen obenstehende Basis durch eine imaginäre Linie (5), die die oberen Enden der Einlass-und Auslassventilschäfte (2b, 3b) verbindet und im allgemeinen Stellen schneidet, wo in Betriebs Zustände, ventilleitende Kräfte die Ventilschäfte oder deren verbundene Teile bedienen,wohin der Winkel (α) zwischen der Achse (3c) von jeden oder jeder Ventilschaft (3b) und die vorerwähnte imaginäre Linie (5) ungefähr 90º oder mehr erreicht und wohin der Durchmesser (D) grösser ist als der Auslassventiltellerdurchmesser (d), dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassventiltellerdurchmesser (D) vermehrt ist, bezüglich des Auslassventiltellerdurchmesser (d), bis zum Betrage, dass das Einlass/Auslass Ventiltellerverhältnis 1,30/1 oder mehr erreicht und das die Seite vom umgekehrten Dreieck, die von Auslassventilachse (3c) gestaltet ist und die oberstehende Basis von imaginäre Basislinie (5) gleichmässig die Seiten eines im allgemeinen gleichschenklig Dreiecks definiert, die Basis von welchem die umgekehrten Dreiecksseite von Einlassventilachse (2c) ist.
2. Ein Zylinderkopf nach Anspruch 1, mit einer oberliegenden Nockenwelle für Ventilbedienung so ausgrüstet dass das Einlassventil (2)oder ein verbundenes Teil (9) durch eine einzelne obenliegende Nockenwelle (11) betätigt ist und Auslassventil (3) durch dieselbe Nockenwelle durch einen Schwinghebel (21) betätigt ist, wobei die Nockenwellerotationachse im allgemeinen die Einlassventilachse (2c) und die vorerwähnte imaginäre Basislinie (5) schneidet, die Auslassventilachse (3c) die vorerwähnte imaginäre Basislinie (5) im allgemeinen in der Nähe des Auslassventilschaftendes (3b) oder verbundenen Teiles Ende im Bereich des anliegenden Schwinghebels(21) schneidet.
3. Ein Zylinderkopf nach Anspruch 2, in welchem die Nockenwelle (11) das Einlassenventil (2) bewegt durch ein verbundenes Teil, einen drehbaren ersten Nockenanhänger (9) umfassend, der sich im allgemeinen in der Richtung der Einlassventilachse (2c) hin-und-her bewegt, und wobei die selbe Nockenwelle den Auslassventilschwinghebel (21) hin-und-her bewegt durch einen drehbaren, die Nocken berührenden, zweiten Nockenanhänger (20) der sich in der Richtung der imaginären Basislinie (5) erstreckt, wobei diese Wechselbewegung der zweiten Nockenanhänger (20) zu dem Auslassventil (3) durch den Schwinghebel (21), der die Linearbewegung des Zeiten Nockenanhängers im allgemeinen in die Richtung der Auslass ventilachse (3c) ablenkt, ubertragen wird.
4. Ein Zylinderkopf nach Anspruch 3, in welchem der zweite Auslass Nockenanhänger (20), an das von den Auslassnocken (11b) der Nockenwelle(11) menr enfernte Ende eine teilsphärische Lagerfläche (20c) besitzt, die gleitend mit einer in dem Schwinghebel (21) gestellte Lagerfläche mitwirkt der durch eine teilzylindrische Rinne (21 c)gebildet wird, diese Rinne so gestaltet, dass sich seine Längsachse quer zur Schwinghebelschaukelachse austreckt, wobei die Anwesenheit des teilsphärischen Endes (20c) des Nockenanhängers (20) in der Rinne (21 c) den Schwinghebel in seiner Schaukelachsenrichtung festhaltet.
5. Ein Zylinderkopf nach jeglichen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis der Länge der Dreiecksseite, die der Einlassventilachse (2c) entspricht, zu der Länge der Dreiecksseite, die der Auslassventilachse (3c) entspricht, 1,40/1 oder mehr ist.
6. Ein Zylinderkopf nach jeglichen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Entfernung (L) zwischen dem Einlassventilsteller (2a) und der Antriebsfläche des Einlassventils oder der Rotationachse seiner verbundenen Nocke(11), relativ zu der Entfernung (l) zwischen dem Auslassventilsteller (3a) und der Auslassventilantriebsfläche des Schwinghebels (21), bis zum Betrage, dass das Verhältnis deren relativen Entfernungen (L/1) ungefähr 1,40/1 oder mehr ist,zunimmt.
7. Ein Zylinderkopf nach jeglich der vohergehenden Ansprüche, wobei der eingeschlossen Winkel (α) 100º bis 110º oder mehr ist.
8. Ein Zylinderkopf nach jeglichen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis der Ventilteller (D/d) im Betrage von 1,35/1 bis 1,40/1 oder mehr ist.
9. Ein Zylinderkopf nach jeglichen der vohergehenden Ansprüche, wobei der Zylinderkopf (1) einen Einlasskanal (6), der von der Atmosphäre bis zum Einlassventilsitz (1a) leitet, besitzt, der Kanal (6), der eine Strecke (6a) in der Nähe des Ventilsitzes (1a) unmfasst,so gestellt, dass der eingeschlossene Winkel (ε) zwischen der Streckenachse (6a) und der Einlassventilachse im Betrage von 10º bis 15º ist.
10. Ein Zylinderkopf nach Anspruch 9, wobei der Einlasskanal (6) über den grösseren Teil seiner Länge, eine Neigung von ungefähr 20º bis 30º zu der Einlassventilachse (2c) erreicht.
11. Ein Zylinderkopf nach Ansprüchen 3 oder 4, oder Ansprüchen 3 oder 4 in Verbindung mit jedem der Ansprüche 5 bis 10, wobei der Schwinghebel (21) einen ersten Arm (21a) besitz der durch den zweiten, Auslassnockenanhänger (20) angetrieben ist und überdies einen zweiten Arm (21b), welcher das Auslassventil (3) betreibt, die zwei Arme definieren zusammen einen eingeschlossenen Winkel, der 90º nicht überschreitet und in einem einzelnen Block vereinigt oder verbunden sind.
12. Ein Zylinderkopf nach Anspruch 11 wobei der Schnittpunkt zwischen der Auslassventile (3) Achse und der zweiten Auslassnockenhänger(20) Achse in der Nahe des Auslassventilschaft (3b) Endes gestellt ist und sich im Innern des zweiten Schwinghebelarmes (21b) befindet.
13. Ein Zylinderkopf nach Ansprüchen 3 oder 4, oder Ansprüchen 3 oder 4 in Verbindung mit jedem der Ansprüche 5 bis 12, wobei der zweite Auslassnockenanhänger (20) im allgemeinen eine "Pilz" Gestalt mit ausgedehnten nockenberührendem Kopf (20a), und einen linear gleitend gelenkten Stengel (20b) hat, die Mitwirkung zwischen dem Kopf und der verbundenen Nocke (11b) der Nockenwelle (11), so gestaltet, dass bei der Rotation der Nocke (11b) auch die Rotation des Nockenanhängers (20) verursacht wird.
14. Ein Zylinderkopf nach Anspruch 1 der mit zwei obenliegenden Nockenwellen ausgerüstet ist für die Ventilbetätigung, wobei die Einlassund Auslassvertile (2, 3) oder verbundene aktive Elemente (9, 10) durch relative Einlass-und Auslassnockenwelle (7a, 8a) angetrieben sind und die Rotationachsen der Nockenwellen schneiden im allgemeinen die Achsen (2c,3c) der Verbundenen Einlass-und Auslassventile (2, 3), und die vorhergenannte imaginäre Basislinie (5) schneidet im allgemeinen die Rotationsachse der Nockenwellen (7a, 8a) oder die Punkte, in welchen die Nockenwellen die ventilantreibenden Kräfte an ihre entsprechende Ventile (2, 3) oder verbundene Elemente (9, 10) anbringen.
15. Ein Zylinderkopf nach Anspruch 1, der mit einer, die Stossstangen (14a, 14b) umfassend, ventilantreibenden Vorrichtung ausgerüstet ist, wobei die genannte imaginäre Basislinie (5) im allgemeinen Stellen schneidet, an denen Einlass-und Auslassventile (2, 3) oder verbundene aktive Elemente von einer oder mehreren Nockenwellen (11) betätigt werden, die unter der Ebene des Zylinderkopfes (1) plaziert sind, durch Schwinghebel (15a, 15b) und Stossstangen (14a, 14b), die zwischen den Schwinghebeln und die oder jede Nockenwelle aktiv sind, wobei die imaginäre Basislinie (5) im allgemeinen die Enden der Einlass-und Auslassventilschäfte (2b, 3b) oder deren verbundene aktive Elemente schneidet.
16. Ein Zylinderkopf nach jedem der vohergehenden Ansprüche mit vier Ventilen für jeden Zylinder ausgerüstet.
DE69012056T 1989-06-14 1990-06-13 Zylinderköpfe für brennkraftmaschinen. Expired - Fee Related DE69012056T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB898913682A GB8913682D0 (en) 1989-06-14 1989-06-14 Valve actuating mechanisms for internal combustion engines
PCT/GB1990/000910 WO1990015916A1 (en) 1989-06-14 1990-06-13 Valve arrangements and cylinder heads for internal combustion engines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69012056D1 DE69012056D1 (de) 1994-10-06
DE69012056T2 true DE69012056T2 (de) 1995-05-04

Family

ID=10658431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69012056T Expired - Fee Related DE69012056T2 (de) 1989-06-14 1990-06-13 Zylinderköpfe für brennkraftmaschinen.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5148781A (de)
EP (1) EP0428691B1 (de)
JP (1) JPH04505358A (de)
DE (1) DE69012056T2 (de)
GB (1) GB8913682D0 (de)
WO (1) WO1990015916A1 (de)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5301641A (en) * 1991-11-06 1994-04-12 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Internal combustion engine
US5873341A (en) * 1993-10-29 1999-02-23 Autosales, Incorporated High performance head assembly for an internal combustion engine
DE19510053C2 (de) * 1994-04-08 1997-09-04 Ford Werke Ag Mehrzylinder-Hubkolben-Verbrennungsmotor
JP2982682B2 (ja) * 1996-02-29 1999-11-29 三菱自動車工業株式会社 内燃機関
DE19614825A1 (de) * 1996-04-15 1997-04-30 Audi Ag Zylinderkopf einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine
GB9711445D0 (en) 1997-06-03 1997-07-30 Piatti Sanzio P V Internal combustion engines
JP2002276308A (ja) * 2001-03-21 2002-09-25 Yamaha Motor Co Ltd 4サイクルエンジンのカム軸支持構造
JP2004100651A (ja) * 2002-09-12 2004-04-02 Honda Motor Co Ltd 4サイクル式エンジン
TWI237087B (en) 2002-12-17 2005-08-01 Mitsubishi Motors Corp Valve system for internal combustion engine
JP2009243401A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Honda Motor Co Ltd 4サイクルエンジンにおけるシリンダヘッド構造
US20140020653A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 Ford Global Technologies, Llc Direct fuel injection system

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1573962A (en) * 1923-02-09 1926-02-23 George H Charnock Silencer for gas-engine-valve mechanism
FR913362A (fr) * 1942-09-26 1946-09-05 Perfectionnements aux soupapes à levée et aux compresseurs alternatifs équipés de ces soupapes
FR1000711A (fr) * 1949-11-12 1952-02-15 Automobiles Talbot Darracq Perfectionnements aux moteurs à combustion interne
GB716828A (en) * 1952-05-23 1954-10-13 Achille Carlo Sampietro Improvements in internal combustion engine valve gear
US2980089A (en) * 1959-08-26 1961-04-18 Thompson Ramo Wooldridge Inc Valve operating means and control
GB967697A (en) * 1962-08-23 1964-08-26 Vauxhall Motors Ltd Internal combustion engine valve gear
JPS5845572B2 (ja) * 1978-05-12 1983-10-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃焼室
GB2134977B (en) * 1983-01-29 1987-08-26 Bothwell P W Internal combustion engine and cylinder head therefor
JPS60216013A (ja) * 1984-04-11 1985-10-29 Yamaha Motor Co Ltd 内燃機関の吸気弁構造
JP2537205B2 (ja) * 1986-07-09 1996-09-25 本田技研工業株式会社 内燃機関の動弁装置
JPH0668256B2 (ja) * 1986-07-09 1994-08-31 本田技研工業株式会社 Sohc型内燃機関
DE3624107A1 (de) * 1986-07-17 1988-01-28 Opel Adam Ag Brennkraftmaschine
US4721074A (en) * 1986-12-12 1988-01-26 General Motors Corporation Engine valve train module
DE3741923A1 (de) * 1986-12-16 1988-06-23 Avl Verbrennungskraft Messtech Einrichtung zur ventilbetaetigung bei einer brennkraftmaschine
FR2618851B1 (fr) * 1987-07-30 1992-07-10 Peugeot Culasse pour un moteur en v ferme ayant un seul arbre a cames

Also Published As

Publication number Publication date
US5148781A (en) 1992-09-22
DE69012056D1 (de) 1994-10-06
WO1990015916A1 (en) 1990-12-27
EP0428691B1 (de) 1994-08-31
EP0428691A1 (de) 1991-05-29
GB8913682D0 (en) 1989-08-02
JPH04505358A (ja) 1992-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69105265T2 (de) Nockensteuerungen.
DE69105721T3 (de) Ventilsteuervorrichtung.
EP0659232B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur variablen steuerung eines ventils einer brennkraftmaschine
DE102005017066B4 (de) Variable Ventileinheit für einen Verbrennungsmotor
DE3445951C2 (de)
DE69304468T2 (de) Kraftwagenbrennkraftmaschine
DE69012056T2 (de) Zylinderköpfe für brennkraftmaschinen.
DE10348367A1 (de) Kompakte zweistufige Kipphebelanordnung
DE69017614T2 (de) Zylinderkopf und Ventilanordnung für Mehrventil-Brennkraftmaschine.
DE19815112A1 (de) Anordnung zur variablen Ventilzeitsteuerung und Ventilbetätigung
DE19942110A1 (de) Ventilstößel für einen dreidimensionalen Nocken und verstellbare Ventilbetätigungsvorrichtung mit diesem Ventilstößel
DE68904693T2 (de) Vorrichtung zum umschalten der betriebsart der ventile in einer brennkraftmaschine.
DE69025368T2 (de) Mehrventil-Brennkraftmaschine
DE4205230A1 (de) Ventilbetaetigungsmechanismus fuer eine brennkraftmaschine
DE69012750T2 (de) Brennkraftmaschine mit mehreren Ventilen.
DE69101185T2 (de) Steuervorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine mit einer Anzahl von Ventilen je Zylinder.
EP3385513A1 (de) Variabler ventiltrieb
DE69703581T2 (de) Brennkraftmaschine
DE3624108C2 (de)
WO2002035067A1 (de) Variabler ventiltrieb zur laststeuerung einer fremdgezündeten brennkraftmaschine
DE102014219250B4 (de) Ventiltriebvorrichtung
DE69016289T2 (de) Ventiltriebeinrichtung für Brennkraftmaschine.
DE19600536A1 (de) Vorrichtung zur variablen Steuerung eines Einlaßventils
WO1999056008A1 (de) Abstützelement für einen schlepphebel eines ventiltriebs einer brennkraftmaschine
DE69303740T2 (de) Ventilantrieb für eine Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee