EP0930421A1 - Cylinderhead - Google Patents
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Definitions
- an intake camshaft and an exhaust camshaft has an ignition or injection device per cylinder, which is arranged substantially parallel to the cylinder axis, intake valves and exhaust valves which are substantially radially inclined to the cylinder axis, standing compensating elements that are essentially parallel and adjacent are arranged to the ignition or injection device, and valve actuation lever, the one end of one of the intake or exhaust valves attack and with their other end on one of the standing compensating elements are stored, the cylinder head favors one optimal combustion chamber shape and at the same time is very compact and therefore space-saving built up.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinderkopf.The present invention relates to a cylinder head.
Um bei Brennkraftmaschinen eine optimale Brennraumform zu verwirklichen, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Zylinderköpfe mit zu den Zylinderachsen radial geneigten Gaswechselventilen auszustatten. Bei solchen Zylinderköpfen stößt die Unterbringung des auf die radialen Gaswechselventile aufbauenden Ventiltriebs jedoch auf Probleme.In order to achieve an optimal combustion chamber shape in internal combustion engines, it is known from the prior art to include cylinder heads with the cylinder axes radially inclined gas exchange valves. In such The cylinder heads encounter the housing of the radial gas exchange valves building valve train on problems.
Als Beispiel hierfür wird die Mehrventil-Brennkraftmaschine aus der Druckschrift EP 0 144 179 B1 angeführt. Diese Brennkraftmaschine weist einen Zylinderkopf mit fünf Gaswechselventilen auf, deren Achsen sich in einem gemeinsamen Punkt auf der Zylinderachse schneiden. Zur Ansteuerung dieser Ventile ist eine einzige Nockenwelle vorgesehen, welche etwa mittig zwischen den Einlaßventilen und den Auslaßventilen angeordnet ist. Oberhalb oder unterhalb dieser Nockenwelle sind dort zwei Steckachsen für die Ventilbetätigungshebel vorgesehen, so daß der Zylinderkopf sehr hochbauend ausgeführt ist.The multi-valve internal combustion engine from the publication is an example of this EP 0 144 179 B1. This internal combustion engine has one Cylinder head with five gas exchange valves, whose axes are in one Cut common point on the cylinder axis. To control this Valves, a single camshaft is provided, which is approximately in the middle between the inlet valves and the outlet valves is arranged. Above or below this camshaft there are two thru axles for the valve actuation levers provided so that the cylinder head is very high is executed.
Ein anderes Beispiel kann aus der Druckschrift US 4,558,667 entnommen werden, welche einen Ventiltrieb für eine Brennkraftmaschine betrifft. Dieser Ventiltrieb treibt vier radial angeordnete Gaswechselventile, indem jedes Gaswechselventil von zwei zueinander senkrecht stehenden Ventilbetätigungshebeln beaufschlagt wird und indem für die Ventilbetätigungshebel parallel sowie senkrecht zu den Einlaß- und Auslaßnockenwellen angeordnete Steckachsen vorgesehen sind. Aufgrund der doppelten Anzahl von Ventilbetätigungshebeln und Steckachsen ist leicht einzusehen, daß auch die Unterbringung dieses Ventiltriebs Probleme aufwirft.Another example can be found in US Pat. No. 4,558,667 , which relates to a valve train for an internal combustion engine. This Valve train drives four radially arranged gas exchange valves by each Gas exchange valve from two mutually perpendicular valve actuation levers is acted upon and by for the valve actuation lever arranged parallel and perpendicular to the intake and exhaust camshafts Thru axles are provided. Due to the double number of valve actuation levers and thru axles is easy to see that the Housing this valve train poses problems.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zylinderkopf zu realisieren, der eine optimale Brennraumform erlaubt und gleichzeitig einen platzsparend untergebrachten Ventiltrieb aufweist. It is therefore an object of the present invention to implement a cylinder head which allows an optimal combustion chamber shape and at the same time one has space-saving valve train.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Zylinderkopf mit den Merkmalen des
Anspruchs 1. Indem der Zylinderkopf eine Einlaßnockenwelle und eine Auslaßnockenwelle
aufweist, pro Zylinder eine Zünd- oder Einspritzvorrichtung,
die zur Zylinderachse im wesentlichen parallel angeordnet ist, Einlaßventile
und Auslaßventile, die zur Zylinderachse im wesentlichen radial geneigt sind,
stehende Ausgleichselemente, die im wesentlichen parallel und benachbart
zu der Zünd- oder Einspritzvorrichtung angeordnet sind, und Ventilbetätigungshebel,
die mit ihrem einen Ende an einem der Ein- oder Auslaßventile
angreifen und die mit ihrem anderen Ende auf einem der stehenden Ausgleichselemente
gelagert sind, aufweist, begünstigt der Zylinderkopf eine
optimale Brennraumform und ist zugleich sehr kompakt und damit platzsparend
aufgebaut. Denn die Ventilbetätigungshebel weisen von den Schaftenden
der radialen Ein- und Auslaßventile nach innen, wo sie auf den stehenden
Ausgleichselementen neben der Zünd- oder Einspritzeinrichtung gelagert
sind. Oberhalb der Ventilbetätigungshebel ist die Einlaßnockenwelle
beziehungsweise die Auslaßnockenwelle angeordnet, die jeweils am Mittenbereich
der Ventilbetätigungshebel anliegt.This task is solved by a cylinder head with the characteristics of
Vorteilhaft schneiden oder tangieren die Einlaßnockenwelle und die Auslaßnockenwelle den Zylinder in einer Projektion entlang der Zylinderachse. Durch dieses Merkmal ist verwirklicht, daß die beiden Nockenwellen eng nebeneinander liegen und daß der Zylinderkopf trotz der radial geneigten Ein- und Auslaßventile in Achsrichtung der Nockenwellen relativ schmalbauend ist.Advantageously cut or tangle the intake camshaft and the exhaust camshaft the cylinder in a projection along the cylinder axis. This feature realizes that the two camshafts are close together and that the cylinder head despite the radially inclined and exhaust valves in the axial direction of the camshafts relatively narrow is.
In einer besonderen Ausführungsform weist die Einlaßnockenwelle und die Auslaßnockenwelle zur Anlage an den dazu senkrecht orientierten Ventilbetätigungshebeln schräge Nockenkonturen auf. Mittels der schrägen Nockenkonturen können die beiden Nockenwellen die mit den radial geneigten Ein- und Auslaßventilen zusammenwirkenden Ventilbetätigungshebel querkräftefrei betätigen.In a particular embodiment, the intake camshaft and the Exhaust camshaft for contact with the valve actuation levers oriented perpendicular to it oblique cam contours. By means of the oblique cam contours can the two camshafts with the radially inclined and exhaust valves interacting valve actuation lever free of lateral forces actuate.
Die Zünd- oder Einspritzvorrichtung kann gegenüber der Zylinderachse in Richtung zur Auslaßnockenwelle versetzt angeordnet sein. Denn bei einer gleichen Anzahl von Ein- und Auslaßventilen pro Zylinder sind die Ventilteller der Einlaßventile zur Begünstigung des Gaswechsels meist größer als die Ventilteller der Auslaßventile, so daß die Zünd- oder Einspritzvorrichtung unter Berücksichtigung der räumlichen Gegebenheiten zur Auslaßnockenwelle beziehungsweise zur Auslaßseite hin versetzt angeordnet ist. Dies gilt natürlich auch dann, wenn pro Zylinder eine größere Anzahl von Einlaßventilen als Auslaßventile vorgesehen ist.The ignition or injection device can in relation to the cylinder axis Direction to the exhaust camshaft be arranged offset. Because with one The valve plates are the same number of intake and exhaust valves per cylinder the inlet valves to favor the gas change mostly larger than that Valve plate of the exhaust valves, so that the ignition or injection device taking into account the spatial conditions for the exhaust camshaft or is arranged offset to the outlet side. this applies of course, even if there are a large number of intake valves per cylinder is provided as exhaust valves.
Bevorzugt weisen die Ein- und die Auslaßventile in einer Projektion entlang der Achsrichtung der Ein- und Auslaßnockenwelle unterschiedlich große Neigungswinkel auf. Denn damit wird bei einer gleichen Anzahl von Einlaß- und Auslaßventilen pro Zylinder die Brennraumform optimiert, indem die Einlaßventile mit den größeren Ventiltellem zur Zylinderachse weniger stark geneigt sind als die Auslaßventile mit den kleineren Ventiltellern.The inlet and outlet valves preferably point in a projection the axial direction of the intake and exhaust camshafts of different sizes Inclination angle. Because with an equal number of inlet and exhaust valves per cylinder optimize the shape of the combustion chamber by the Intake valves with the larger valve plates to the cylinder axis less strong are inclined than the exhaust valves with the smaller valve plates.
Gleichermaßen bevorzugt weisen die Ein- und die Auslaßventile in einer Projektion senkrecht zur Achsrichtung der Ein- und Auslaßnockenwelle jeweils gleich große Neigungswinkel auf. Somit kann der Ventiltrieb dennoch eine gewisse Symmetrie aufweisen.Likewise, the inlet and outlet valves preferably have one Projection perpendicular to the axial direction of the intake and exhaust camshafts in each case equally large angles of inclination. So the valve train can still have a certain symmetry.
Jeweils eines der Ausgleichselemente zur Lagerung eines der Ventilbetätigungshebel für eines der Einlaßventile und jeweils eines der Ausgleichselemente zur Lagerung eines der Ventilbetätigungshebel für eines der Auslaßventile sind eng benachbart nebeneinander angeordnet. Auf diese Weise wird der Ventiltrieb eines Ein- und eines Auslaßventils räumlich zusammengefaßt, so daß im Bereich zwischen je zwei der Ein- und Auslaßventile noch ausreichend Platz für eine zusätzliche Zünd- oder Einspritzvorrichtung verbleibt.One of the compensating elements for mounting one of the valve actuation levers for one of the inlet valves and one of the compensating elements for storing one of the valve actuation levers for one of the exhaust valves are arranged close to each other. In this way the valve train of an inlet and an outlet valve is spatially combined, so that in the area between two of the intake and exhaust valves sufficient space remains for an additional ignition or injection device.
Passend zu der besonderen Ausführungsform gemäß Anspruch 3 sind die beiden Ventilbetätigungshebel, die den eng benachbart nebeneinander angeordneten Ausgleichselementen zugeordnet sind, zur Achsrichtung der Einlaßnockenwelle und der Auslaßnockenwelle jeweils leicht gekippt. Damit werden die auf die jeweiligen Nockenwellen wirkenden Nockenwellenaxialkräfte innerhalb der einzelnen Zylinder reduziert beziehungsweise kompensiert.Suitable for the particular embodiment according to claim 3 two valve operating levers, which are arranged closely adjacent to each other Compensating elements are assigned to the axial direction of the Inlet camshaft and the exhaust camshaft each tilted slightly. In order to become the camshaft axial forces acting on the respective camshafts reduced or compensated within the individual cylinders.
Außerdem weisen die Ventilbetätigungshebel zur Anlage an der Einlaßnokkenwelle oder der Auslaßnockenwelle jeweils eine annähernd mittig gelagerte Rolle auf, um die Reibwiderstände zu verringern.In addition, the valve actuation levers face against the intake camshaft or each of the exhaust camshafts is mounted approximately centrally Roll up to reduce the frictional resistance.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungsfiguren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1- Eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes in schematischer Darstellung;
Figur 2- eine Seitenansicht des Zylinderkopfes aus
Figur 1 entlang der Linie II-II; und - Figur 3
- eine Seitenansicht des Zylinderkopfes aus
Figur 1 entlang der Ansichtsrichtung III.
- Figure 1
- A plan view of the cylinder head according to the invention in a schematic representation;
- Figure 2
- a side view of the cylinder head of Figure 1 along the line II-II; and
- Figure 3
- a side view of the cylinder head of Figure 1 along the viewing direction III.
Der Zylinderkopf 1 weist eine Einlaßnockenwelle 2 sowie eine Auslaßnokkenwelle
2' und pro Zylinder 3 eine Zündeinrichtung 4, zwei Einlaßventile 5
und zwei Auslaßventile 5', vier stehende Ausgleichselemente 6, 6' und vier
Ventilbetätigungshebel 7, 7' auf. Außerdem ist pro Zylinder 3 noch eine Einspritzvorrichtung
8 vorgesehen.The
Aus Gründen der Vereinfachung ist in den Figuren 1 bis 3 jeweils nur eine
Zylinderhalbseite mit einem Einlaßventil 5 und einem Auslaßventil 5', zwei
Ausgleichselementen 6, 6' und zwei Ventilbetätigungshebeln 7, 7' dargestellt.
Die andere Zylinderhalbseite kann man sich spiegelsymmetrisch zur
Linie E ausgebildet vorstellen.For reasons of simplification, only one is shown in FIGS. 1 to 3
Half of the cylinder with an
Die Einlaßnockenwelle 2 und die Auslaßnockenwelle 2' sind parallel zueinander
angeordnet und schneiden in einer Projektion entlang der Zylinderachse
Z den Zylinder 3, da sie relativ eng benachbart nebeneinander liegen.
Die Einlaßnockenwelle 2 und die Auslaßnockenwelle 2' tragen jeweils eine
gleiche Anzahl von Nocken 9, 9' mit schrägen Nockenkonturen, wodurch die
Kraftübertragung von den Nocken 9, 9' auf die Ventilbetätigungshebel 7, 7'
querkräftefrei erfolgen kann.The
In den Figuren 1 bis 3 ist unterhalb des Zylinderkopfes 1 einer der Zylinder 3
angedeutet. Parallel versetzt zu der Achse Z des Zylinders 3 ist eine Zündvorrichtung
4 angeordnet. Die Zündvorrichtung 4 ist von der Einlaßnockenwelle
2 weg in Richtung zur der Auslaßnockenwelle 2' versetzt, da zwischen
den beiden Einlaßventilen 5 eine Einspritzvorrichtung 8 angeordnet ist. Natürlich
wäre aber auch denkbar, daß anstelle der Zündvorrichtung 4 eine
Einspritzvorrichtung 8 und daß anstelle der Einspritzvorrichtung 8 eine Zündvorrichtung
angeordnet ist. In FIGS. 1 to 3, one of the cylinders 3 is below the
Die beiden Einlaßventile 5 und die beiden Auslaßventile 5' sind zur Achse Z
des Zylinders 3 im wesentlichen radial geneigt. Auffällig ist, daß die Ventilteller
10 der Einlaßventile 5 größer sind als die Ventilteller 10' der Auslaßventile
5'. Außerdem kann man aus den Figuren 1 und 2 entnehmen, daß die Einlaßventile
5 und die Auslaßventile 5' in einer Projektion entlang der Achsrichtung
N der Einlaßnockenwelle 2 und der Auslaßnockenwelle 2' unterschiedlich
große Neigungswinkel α, α' aufweisen, wobei der Neigungswinkel α der
Einlaßventile 5 kleiner ist als der Neigungswinkel α' der Auslaßventile 5'.
Und aus den Figuren 1 und 3 wird deutlich, daß die Einlaßventile 5 und die
Auslaßventile 5' in einer Projektion senkrecht zur Achsrichtung N der Einlaßnockenwelle
2 und der Auslaßnockenwelle 2' gleich große Neigungswinkel β,
β' aufweisen.The two
In Achsrichtung N der Einlaßnockenwelle 2 und der Auslaßnockenwelle 2' ist
zu beiden Seiten der Zündvorrichtung 4 jeweils ein Paar von stehenden
Ausgleichselementen 6, 6' angeordnet, wobei die Ausgleichselemente 6, 6'
parallel und benachbart zu der Zündvorrichtung 4 angeordnet sind. Die
Ausgleichselemente 6, 6' sind dabei zur Achse Z des Zylinders 3 symmetrisch
angeordnet.In the axial direction N of the
Zur Betätigung der vier radialen Ein- und Auslaßventile 5, 5' sind vier Ventilbetätigungshebel
7, 7' vorgesehen. Die Ventilbetätigungshebel 7, 7' greifen
mit ihrem einen Ende jeweils an einem der Ein- oder Auslaßventile 5, 5' an
und sind mit ihrem anderen Ende auf einem der Ausgleichselemente 6, 6'
gelagert. So sind die Ventilbetätigungshebel 7 für die Einlaßventile 5 und die
Ventilbetätigungshebel 7' für die Auslaßventile 5' auf zwei Paaren von Ausgleichselementen
6, 6' gelagert und sind die beiden Ventilbetätigungshebel
7, 7' zu der Einlaßnockenwelle 2 und der Auslaßnockenwelle 2' senkrecht
orientiert.To actuate the four radial inlet and
Außerdem sind die Ventilbetätigungshebel 7, 7' zur Achsrichtung N der Einlaßnockenwelle
2 und der Auslaßnockenwelle 2' jeweils leicht gekippt, damit
auch die Kraftübertragung von den Ventilbetätigungshebeln 7, 7' auf die Ein-
und Auslaßventile 5, 5' querkräftefrei erfolgen kann.In addition, the
Zur Verminderung der Reibung des Ventiltriebs weisen die Ventilbetätigungshebel
7, 7' schließlich jeweils eine annähernd mittig gelagerte Rolle 11,
11' auf, welche mit der Einlaßnockenwelle 2 oder der Auslaßnockenwelle 2'
in Verbindung steht.In order to reduce the friction of the valve train, the valve actuation levers have
7, 7 'finally an approximately centrally mounted
Claims (9)
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