EP2627884B1 - Brennkraftmaschine sowie verfahren zum herstellen einer solchen brennkraftmaschine - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an internal combustion engine specified in the preamble of claim 1 and a method for producing such an internal combustion engine according to claim 10.
- the known internal combustion engines have a relatively high complexity, in particular with regard to their production, which is due in particular to a large number of flange surfaces to be sealed. This results in undesirably high costs for the internal combustion engine.
- the first aspect of the invention relates to an internal combustion engine having a plurality of cylinders with at least one cylinder head, wherein inlets of the cylinder head at an inlet flange surface and outlet channels at an opposite Auslassflansch configuration open and above a space in the cylinder head, which receives the inlet and outlet ducts and a coolant space, a Oil space is provided for an actuator for gas exchange valves.
- the inlet flange surface and the outlet flange surface are arranged inclined relative to one another such that an imaginary line of intersection of the two flange faces in the vertical direction of the internal combustion engine lies above the cylinder head and the cylinder head has an at least substantially triangular cross section.
- the internal combustion engine according to the invention thus has a low complexity, which keeps their production costs and thus their costs low. Furthermore, it has only a small number of parts, which is also beneficial to the low cost. Since in the internal combustion engine according to the invention compared to conventional internal combustion engines, the sealed flange between the cylinder head and the cylinder head cover can be omitted or their function is integrated in the inlet flange and the Auslassflansch configuration, the effort to seal the internal combustion engine according to the invention and their assembly effort is to be counted as low , which keeps the total costs on a small scale. In addition, the internal combustion engine according to the invention is particularly reliable and therefore inexpensive to produce.
- Another advantage of the internal combustion engine according to the invention is that it has only a very small space requirement, in particular due to the mutually inclined arrangement of the flange.
- package problems in particular in a space-critical area such as an engine compartment of a motor vehicle, in particular a passenger car, can be solved or avoided.
- the oil space of the cylinder head in each case at least one opening to the two flange surfaces.
- the oil chamber is particularly easy to access, which keeps the assembly costs and the maintenance of the internal combustion engine according to the invention low. Further This makes a particularly inexpensive and cost-effective production of the cylinder head and thus possible with the entire internal combustion engine.
- a particularly time- and cost-effective installation of the internal combustion engine is made possible when cylinder head bolts for screwing the cylinder head with a motor housing of the internal combustion engine through the openings of the oil chamber in the flange directly accessible.
- the cylinder head for example, with a simple standard tool and for a person to be mounted ergonomically cheap to be screwed to the motor housing.
- low cycle times for the manufacture and assembly of the internal combustion engine are possible, which keeps costs low.
- the inlet flange of the cylinder head is at least partially covered by an intake module, which covers both the inlet channels and the opening to the oil chamber tight, in particular fluid-tight and oil-tight.
- an intake module which covers both the inlet channels and the opening to the oil chamber tight, in particular fluid-tight and oil-tight.
- the intake module is formed for example of plastic, so that this and thus the internal combustion engine have a particularly low weight. Furthermore, this results in particularly low material costs, which is beneficial to the low cost of the internal combustion engine.
- the outlet flange surface of the cylinder head is covered by an exhaust manifold module, which covers both the outlet channels and the openings to the oil chamber tight, in particular fluid-tight and in particular oil-tight.
- an exhaust manifold module which covers both the outlet channels and the openings to the oil chamber tight, in particular fluid-tight and in particular oil-tight.
- the exhaust manifold module is formed, for example, as a thin-walled forming part of a metal, so that the production cost and manufacturing costs of the exhaust manifold module are low, but this high loads, especially high temperature loads, during operation of the internal combustion engine can endure damage over a long service life.
- the actuating device for the gas exchange valves comprises, for example, a camshaft associated with the exhaust ducts and / or a camshaft associated with the intake ducts.
- a storage lane is provided, which is partially formed by the cylinder head.
- the storage lane is partially formed by bearing caps, which attach to the cylinder head, for example, to screw, are. It can advantageously be provided that the bearing caps are integrated into the intake module and / or the exhaust manifold module.
- the Verschraubungsebene the bearing caps of the camshaft in the flange of the intake and / or the exhaust manifold module.
- the second aspect of the invention relates to a method for producing an internal combustion engine according to the invention, wherein during the casting of the cylinder head, the oil space is formed by cores laterally through the openings in the Flange areas are introduced.
- the oil chamber can be represented by lateral slides of a pouring device and an oil chamber core can be dispensed with.
- the inventive method thus enables a particularly cost-effective production of the internal combustion engine.
- the slides can be made of a steel and / or as a mold, which further reduces the cost of manufacturing the internal combustion engine. It is not necessary to shoot sand cores. Likewise, the mold and its storage is less sensitive to tolerances than is the case with a sand core storage. This allows the representation of very small wall thicknesses, which is associated with a low weight and low material costs for the production of the internal combustion engine. Furthermore, this results in a particularly high process reliability of the process, which means a further cost reduction.
- the Fig. 1 and 2 show a cylinder head 10 for a multi-cylinder internal combustion engine.
- the cylinder head 10 has inlet channels 12, via which air or a fuel-air mixture can flow into the cylinders of the internal combustion engine.
- the cylinder head 10 has exhaust passages 14, via which exhaust gas resulting from combustion of the air which is supplied with fuel in the cylinders or the air / exhaust gas mixture can flow out of the cylinders.
- the intake ports 12 open at an intake flange surface 16 and the exhaust ports 14 open at an outlet flange surface 18 opposite the intake flange surface 16.
- the cylinder head 10 includes a space receiving the intake ports 12 and the exhaust ports 14 and a coolant chamber 20.
- the coolant chamber 20 is also referred to as a water chamber, in which, in particular during operation of the internal combustion engine, coolant is to cool the internal combustion engine and in particular the cylinder head.
- Fig. 1 shows that the inlet flange 16 and the outlet flange 18 are arranged inclined to each other, so that a cutting line 22 of the two flange surfaces 16 and 18 in the vertical direction of the engine and thus of the cylinder head 10 according to a direction arrow 24 above the cylinder head 10 and the cylinder head 10 a at least substantially triangular cross-section.
- the cylinder head 10 also has a double-sided oil chamber 26, which is arranged in the vertical direction of the internal combustion engine and the cylinder head 10 according to a directional arrow 24 above the coolant chamber 20 and which each has a particularly large opening to both flange 16 and 18 out.
- the oil space 26 serves to receive oil to lubricate and cool an actuator for actuating gas exchange valves.
- the actuating device comprises a camshaft associated with the intake passages 12, by means of which intake valves of the gas exchange valves are to be actuated.
- the actuator comprises a camshaft associated with the exhaust ports 14, by means of which exhaust valves of the gas exchange valves can be actuated.
- oil chamber 26 a corresponding to each one of the camshaft bearing lane 28 and 30 is provided, which is partially formed by the cylinder head 10 and via which the respective camshaft is to be held on the cylinder head 10.
- an intake module can be bolted to the cylinder head 10.
- the intake module performs both the function of covering and sealing the oil space 26 and the function of covering and sealing the intake passages 12.
- an exhaust manifold module can be connected to the cylinder head 10.
- the oil chamber 26 and the inlet channels 12 and the outlet channels 16 are to be covered and sealed by means of the intake module and the exhaust manifold module.
- the modules thus have a particularly high functional integration, so that the number of parts and thus the cost of the internal combustion engine can be kept low. Additional sealing surfaces are thus not provided, so that the internal combustion engine and in particular the cylinder head 10 can be made particularly time-consuming and cost-effective.
- the cylinder head 10 and thus the entire internal combustion engine in particular due to the at least substantially triangular formation of the cross section on a particularly small space requirement.
- bearing caps are provided, which are to be connected to the cylinder head 10, whereby the bearing lane 28 and 30 are formed.
- the bearing cap of the storage lane 28 are advantageously integrated into the intake module and formed integrally with the intake module, and the bearing cap of the storage lane 30 are integrated into the exhaust manifold and integrally formed with the exhaust manifold.
- the cylinder head 10 comprises receiving openings 32 in which injectors are to be accommodated. By means of the injectors, fuel can be injected directly into the cylinders. Furthermore, the cylinder head 10 comprises receiving openings 34 in which the gas exchange valves are to be accommodated. In addition, receiving opening 36 are provided for respective hydraulic elements, by means of which a clearance compensation of the gas exchange valves is feasible.
- the Fig. 1 and 2 can also be seen are bores 38 for longitudinal oil passages through which the camshafts and in particular bearing points, on which the camshafts are mounted in the bearing lanes 28 and 30, can be supplied with oil and thus to cool and lubricate.
- a longitudinal web 40 is provided in the vertical direction according to the directional arrow 24 above the oil chamber 26, which passages 42 for respective ones Having spark plugs, in which the spark plugs are to be included.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Brennkraftmaschine gemäß Patentanspruch 10.
- Aus dem Serienbau von Brennkraftmaschinen sind solche Brennkraftmaschinen mit mehreren Zylindern und mindestens einem Zylinderkopf bekannt, bei welchen Einlasskanälen des Zylinderkopfes an einer Einlassflanschfläche und Auslasskanäle an einer gegenüberliegenden Auslassflanschfläche münden. Ferner ist oberhalb eines Raumes im Zylinderkopf, der die Ein- und Auslasskanäle und einen Kühlmittelraum aufnimmt, ein Ölraum für eine Betätigungsvorrichtung für Gaswechselventile vorgesehen.
- Ein derartiger Zylinderkopf wird in dem Dokument
US 5 018 947 offenbart. - Die bekannten Brennkraftmaschinen weisen eine relative hohe Komplexität insbesondere hinsichtlich ihrer Fertigung auf, was insbesondere auf eine Vielzahl von abzudichtenden Flanschflächen zurückzuführen ist. Daraus resultieren unerwünscht hohe Kosten für die Brennkraftmaschine.
- Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Brennkraftmaschine bereitzustellen, welche eine Kostenreduzierung ermöglichen.
- Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Der erste Aspekt der Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern mit mindestens einem Zylinderkopf, wobei Einlässe des Zylinderkopfes an einer Einlassflanschfläche und Auslasskanäle an einer gegenüberliegenden Auslassflanschfläche münden und wobei oberhalb eines Raumes im Zylinderkopf, der die Ein- und Auslasskanäle und einen Kühlmittelraum aufnimmt, ein Ölraum für eine Betätigungsvorrichtung für Gaswechselventile vorgesehen ist.
- Erfindungsgemäß sind die Einlassflanschfläche und die Auslassflanschfläche gegeneinander geneigt angeordnet, so dass eine gedachte Schnittgerade der beiden Flanschflächen in Hochrichtung der Brennkraftmaschine oberhalb des Zylinderkopfes liegt und der Zylinderkopf einen zumindest im Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt aufweist.
- Dadurch kann im Vergleich zu herkömmlichen Brennkraftmaschinen eine abzudichtende Flanschfläche zwischen dem Zylinderkopf und einer Zylinderkopfhaube sowie die Zylinderkopfhaube selbst entfallen. Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine weist damit eine geringe Komplexität auf, was ihren Fertigungsaufwand und damit ihre Kosten gering hält. Ferner weist sie nur eine geringe Teileanzahl auf, was den geringen Kosten ebenso zuträglich ist. Da bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine im Vergleich zu herkömmlichen Brennkraftmaschinen die abzudichtende Flanschfläche zwischen dem Zylinderkopf und der Zylinderkopfhaube entfallen kann bzw. deren Funktion in die Einlassflanschfläche und die Auslassflanschfläche integriert ist, ist auch der Aufwand zum Abdichten der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine sowie ihr Montageaufwand als gering zu beziffern, was die Gesamtkosten um ein weiteres in einem geringen Rahmen hält. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine besonders prozesssicher und damit kostengünstig herstellbar.
- Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist, dass sie insbesondere aufgrund der gegeneinander geneigten Anordnung der Flanschflächen einen nur sehr geringen Bauraumbedarf aufweist. So können Package-Probleme, insbesondere in einem platzkritischen Bereich wie einem Motorraum eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, gelöst oder vermieden werden.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Ölraum des Zylinderkopfes jeweils mindestens eine Öffnung zu den beiden Flanschflächen auf. Dadurch ist der Ölraum besonders einfach zugänglich, was den Montageaufwand und den Wartungsaufwand der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine gering hält. Ferner ist dadurch eine besonders unaufwendige und kostengünstige Herstellung des Zylinderkopfes und damit mit der gesamten Brennkraftmaschine ermöglicht.
- Ist oberhalb des Ölraums ein Längssteg vorgesehen, der Durchlässe für Zündkerzen und/oder Einspritzdüsen, Injektoren oder dergleichen aufweist, so birgt dies den Vorteil, dass dadurch die Zündkerzen und/oder die Einspritzdüsen besonders einfach mit dem Zylinderkopf zu verbinden bzw. an diesem anzuordnen sind.
- Eine besonders zeit- und kostengünstige Montage der Brennkraftmaschine ist ermöglicht, wenn Zylinderkopfschrauben zur Verschraubung des Zylinderkopfes mit einem Motorgehäuse der Brennkraftmaschine durch die Öffnungen des Ölraums in den Flanschflächen direkt zugänglich sind. So kann der Zylinderkopf beispielsweise mit einem einfachen Standardwerkzeug und für eine montierende Person ergonomisch günstig zugänglich mit dem Motorgehäuse verschraubt werden. Dadurch sind geringe Taktzeiten zur Herstellung und Montage der Brennkraftmaschine ermöglicht, was die Kosten gering hält.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Einlassflanschfläche des Zylinderkopfes zumindest bereichsweise durch ein Ansaugmodul abgedeckt, das sowohl die Einlasskanäle als auch die Öffnung zum Ölraum dicht, insbesondere fluiddicht und insbesondere öldicht, abdeckt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass im Vergleich zu herkömmlichen Brennkraftmaschinen die abdichtende Funktion der Zylinderkopfhaube zumindest anteilig in das Ansaugmodul integriert ist, welches auch die Einlasskanäle abdeckt. Das Ansaugmodul weist somit eine hohe Funktionsintegration auf, was die Teileanzahl und die Kosten der Brennkraftmaschine gering hält.
- Das Ansaugmodul ist beispielsweise aus Kunststoff ausgebildet, so dass dieses und damit die Brennkraftmaschine ein besonders geringes Gewicht aufweisen. Ferner resultieren daraus besonders geringe Materialkosten, was den geringen Kosten für die Brennkraftmaschine zuträglich ist.
- Des Weiteren ist es sehr vorteilhaft, wenn die Auslassflanschfläche des Zylinderkopfes durch ein Abgaskrümmermodul abgedeckt ist, was sowohl die Auslasskanäle als auch die Öffnungen zum Ölraum dicht, insbesondere fluiddicht und insbesondere öldicht, abdeckt. Im Vergleich zu herkömmlichen Brennkraftmaschinen ist dadurch die abdichtende Funktion der Zylinderkopfhaube zumindest anteilig in das Abgaskrümmermodul integriert, so dass das Abgaskrümmermodul einen besonders hohen Funktionserfüllungsumfang aufweist. Dies führt zu einer geringen Teileanzahl, zu geringen Kosten sowie zu einem geringen Gewicht der Brennkraftmaschine.
- Das Abgaskrümmermodul ist beispielsweise als dünnwandiges Umformteil aus einem Metall ausgebildet, so dass auch der Herstellungsaufwand und die Herstellungskosten des Abgaskrümmermoduls gering sind, dieses aber gleichzeitig hohe Belastungen, insbesondere hohe Temperaturbelastungen, während des Betriebs der Brennkraftmaschine schadfrei über eine lange Lebensdauer hinweg ertragen kann.
- Die Betätigungsvorrichtung für die Gaswechselventile umfasst beispielsweise eine den Auslasskanälen zugeordnete Nockenwelle und/oder eine den Einlasskanälen zugeordnete Nockenwelle. Zur Lagerung der Nockenwellen an dem Zylinderkopf ist beispielsweise eine Lagergasse vorgesehen, welche teilweise durch den Zylinderkopf gebildet ist. Zur Halterung der Nockenwellen an dem Zylinderkopf ist die Lagergasse teilweise auch durch Lagerdeckel gebildet, welche an dem Zylinderkopf zu befestigen, beispielsweise zu verschrauben, sind. Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Lagerdeckel in das Ansaugmodul und/oder das Abgaskrümmermodul integriert sind. Wird dann eines dieser Module mit den integrierten Lagerdeckeln an dem Zylinderkopf befestigt, beispielsweise mit diesem verschraubt, so erfolgt dadurch quasi parallel auch eine Verbindung der Lagerdeckel mit dem Zylinderkopf zur Bildung der entsprechenden Lagergasse. Dadurch kann die Nockenwelle bzw. können die Nockenwellen besonders unaufwendig und nur mit einer geringen Teileanzahl an dem Zylinderkopf gehalten werden. Dies kommt wiederum den geringen Kosten sowie dem geringen Gewicht der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine zugute. Zusätzliche Lagerdeckel sowie entsprechende Montagevorgänge zur Befestigung dieser Lagerdeckel an dem Zylinderkopf sind nicht vonnöten.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt die Verschraubungsebene der Lagerdeckel der Nockenwellen in den Flanschflächen des Ansaug- und/oder des Abgaskrümmermoduls. Dadurch kann ein separater, die Kosten unerwünschter Weise erhöhender Herstellvorgang für die Verschraubungsebene entfallen bzw. ist ein solcher zusätzlicher Herstellungsvorgang nicht vonnöten, sodass die Brennkraftmaschine besonders zeit- und kostengünstig herzustellen ist.
- Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, wobei beim Gießen des Zylinderkopfes der Ölraum durch Kerne abgeformt wird, die seitlich durch die Öffnungen in den Flanschbereichen eingebracht werden. Mit anderen Worten kann der Ölraum von seitlichen Schiebern einer Gießeinrichtung dargestellt werden und ein Ölraumkern kann entfallen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dadurch eine besonders kostengünstige Herstellung der Brennkraftmaschine.
- Die Schieber können dabei aus einem Stahl und/oder als Kokille ausgebildet sein, was die Kosten zur Herstellung der Brennkraftmaschine weiter reduziert. Dabei ist es nicht erforderlich, Sandkerne zu schießen. Ebenso ist die Kokille sowie ihre Lagerung unempfindlicher gegenüber Toleranzen als es bei einer Sandkernlagerung der Fall ist. Dies ermöglicht die Darstellung sehr geringer Wandstärken, was mit einem geringen Gewicht sowie mit geringen Materialkosten zur Herstellung der Brennkraftmaschine einhergeht. Ferner resultiert daraus eine besonders hohe Prozesssicherheit des Verfahrens, was eine weitere Kostenreduzierung bedeutet.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
- Die Zeichnung zeigt in:
- Fig. 1
- eine schematische Querschnittsansicht eines Zylinderkopfes einer Brennkraftmaschine, wobei der Zylinderkopf einen zumindest im Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt aufweist; und
- Fig. 2
- eine schematische Perspektivansicht des Zylinderkopfes gemäß
Fig. 1 . - Die
Fig. 1 und 2 zeigen einen Zylinderkopf 10 für eine Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern. Der Zylinderkopf 10 weist Einlasskanäle 12 auf, über welche Luft oder ein Kraftstoff-Luft-Gemisch in die Zylinder der Brennkraftmaschine einströmen kann. Ferner weist der Zylinderkopf 10 Auslasskanäle 14 auf, über welche aus einer Verbrennung der in den Zylindern mit Kraftstoff beaufschlagten Luft bzw. des Luft-Abgas-Gemisches resultierendes Abgas aus den Zylindern ausströmen kann. Wie insbesondere derFig. 1 zu entnehmen ist, münden die Einlasskanäle 12 an einer Einlassflanschfläche 16, und die Auslasskanäle 14 münden an einer der Einlassflanschfläche 16 gegenüberliegenden Auslassflanschfläche 18. Darüber hinaus umfasst der Zylinderkopf 10 einen Raum, welcher die Einlasskanäle 12 und die Auslasskanäle 14 sowie einen Kühlmittelraum 20 aufnimmt. Der Kühlmittelraum 20 wird auch als Wasserraum bezeichnet wird, in welchem sich insbesondere während des Betriebs der Brennkraftmaschine Kühlmittel befindet, um die Brennkraftmaschine und insbesondere den Zylinderkopf zu kühlen. - Insbesondere aus der
Fig. 1 geht hervor, dass die Einlassflanschfläche 16 und die Auslassflanschfläche 18 gegeneinander geneigt angeordnet sind, so dass eine Schnittgerade 22 der beiden Flanschflächen 16 und 18 in Hochrichtung der Brennkraftmaschine und damit des Zylinderkopfs 10 gemäß einem Richtungspfeil 24 oberhalb des Zylinderkopfes 10 liegt und der Zylinderkopf 10 ein zumindest im Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt aufweist. - Der Zylinderkopf 10 weist auch einen beidseitigen Ölraum 26 auf, welcher in Hochrichtung der Brennkraftmaschine und des Zylinderkopfes 10 gemäß einem Richtungspfeil 24 oberhalb des Kühlmittelraums 20 angeordnet ist und welcher jeweils eine besonders großflächige Öffnung zu beiden Flanschflächen 16 und 18 hin aufweist. Der Ölraum 26 dient dazu, Öl aufzunehmen, um eine Betätigungseinrichtung zur Betätigung von Gaswechselventilen zu schmieren und zu kühlen. Die Betätigungseinrichtung umfasst dabei eine den Einlasskanälen 12 zugeordnete Nockenwelle, mittels welchen Einlassventile der Gaswechselventile zu betätigen ist. Ferner umfasst die Betätigungseinrichtung eine den Auslasskanälen 14 zugeordnete Nockenwelle, mittels welcher Auslassventile der Gaswechselventile betätigbar sind.
- In dem Ölraum 26 ist eine zu jeweils einer der Nockenwellen korrespondierende Lagergasse 28 bzw. 30 vorgesehen, welche teilweise durch den Zylinderkopf 10 gebildet ist und über welche die jeweilige Nockenwelle an dem Zylinderkopf 10 zu halten ist.
- Um sowohl den Ölraum 26 zumindest teilweise als auch die Einlassflanschfläche 16 dicht abzudecken, kann ein Ansaugmodul mit dem Zylinderkopf 10 verschraubt werden. Mit anderen Worten übernimmt das Ansaugmodul sowohl die Funktion, den Ölraum 26 abzudecken und abzudichten, als auch die Funktion, die Einlasskanäle 12 abzudecken und abzudichten. Um den Ölraum 26 auch andererseits sowie die Auslasskanäle 14 abzudecken und abzudichten, kann ein Abgaskrümmermodul mit dem Zylinderkopf 10 verbunden werden.
- Dies bedeutet, dass der Ölraum 26 sowie die Einlasskanäle 12 und die Auslasskanäle 16 mittels des Ansaugmoduls und des Abgaskrümmermoduls abzudecken und abzudichten sind. Die Module weisen somit eine besonders hohe Funktionsintegration auf, so dass die Teileanzahl und damit die Kosten der Brennkraftmaschine gering gehalten werden können. Zusätzliche Dichtflächen sind somit nicht vorgesehen, so dass die Brennkraftmaschine und insbesondere der Zylinderkopf 10 besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden kann. Ferner weist der Zylinderkopf 10 und damit die gesamte Brennkraftmaschine insbesondere infolge der zumindest im Wesentlichen dreiecksförmigen Ausbildung des Querschnitts einen besonders geringen Bauraumbedarf auf.
- Zur Halterung der Nockenwellen an dem Zylinderkopf 10 sind Lagerdeckel vorgesehen, welche mit dem Zylinderkopf 10 zu verbinden sind, wodurch die Lagergasse 28 bzw. 30 gebildet werden. Um das Gewicht und die Teileanzahl der Brennkraftmaschine besonders gering zu halten, sind die Lagerdeckel der Lagergasse 28 vorteilhafterweise in das Ansaugmodul integriert und einstückig mit dem Ansaugmodul ausgebildet, und die Lagerdeckel der Lagergasse 30 sind in das Abgaskrümmermodul integriert und einstückig mit dem Abgaskrümmermodul ausgebildet.
- Des Weiteren umfasst der Zylinderkopf 10 Aufnahmeöffnungen 32, in welchen Injektoren aufzunehmen sind. Mittels der Injektoren kann Kraftstoff direkt in die Zylinder eingespritzt werden. Ferner umfasst der Zylinderkopf 10 Aufnahmeöffnungen 34, in welchen die Gaswechselventile aufzunehmen sind. Darüber hinaus sind Aufnahmeöffnung 36 für jeweilige Hydraulikelemente vorgesehen, mittels welchen ein Spielausgleich der Gaswechselventile durchführbar ist. Den
Fig. 1 und 2 außerdem zu entnehmen sind Bohrungen 38 für Längsölkanäle, über welche die Nockenwellen und insbesondere Lagerstellen, an welchen die Nockenwellen in den Lagergassen 28 bzw. 30 gelagert sind, mit Öl versorgbar und dadurch zu kühlen und zu schmieren sind. - Zur Befestigung von Zündkerzen, mittels welchen ein Gemisch aus der in die Zylinder eingeströmten Luft und dem mittels der Injektoren in die Zylinder eingespritzten Kraftstoff entzündbar ist, ist in Hochrichtung gemäß dem Richtungspfeil 24 oberhalb des Ölraums 26 ein Längssteg 40 vorgesehen, welcher Durchlässe 42 für jeweilige Zündkerzen aufweist, in welchem die Zündkerzen aufzunehmen sind.
-
- 10
- Zylinderkopf
- 12
- Einlasskanäle
- 14
- Auslasskanäle
- 16
- Einlassflanschfläche
- 18
- Auslassflanschfläche
- 20
- Kühlmittelraum
- 22
- Schnittgerade
- 24
- Richtungspfeil
- 26
- Ölraum
- 28
- Lagergasse
- 30
- Lagergasse
- 32
- Aufnahmeöffnung
- 34
- Aufnahmeöffnung
- 36
- Aufnahmeöffnung
- 38
- Bohrung
- 40
- Längssteg
- 42
- Durchlass
Claims (10)
- Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern mit mindestens einem Zylinderkopf (10), wobei Einlasskanäle (12) des Zylinderkopfes (10) an einer Einlassflanschfläche (16) und Auslasskanäle (14) an einer gegenüberliegenden Auslassflanschfläche (18) münden und oberhalb eines Raumes im Zylinderkopf (10), der die Ein- und Auslasskanäle (12, 14) und einen Kühlmittelraum (20) aufnimmt, wenigstens ein Ölraum (26) für eine Betätigungsvorrichtung für Gaswechselventile vorgesehen ist, wobei
die Einlassflanschfläche (16) und die Auslassflanschfläche (18) gegeneinander geneigt angeordnet sind, so dass eine gedachte Schnittgerade (22) der beiden Flanschflächen (16, 18) oberhalb des Zylinderkopfes (10) liegt und dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (10) einen zumindest im Wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt aufweist. - Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ölraum (26) des Zylinderkopfes (10) jeweils mindestens eine Öffnung zu den beiden Flanschflächen (16, 18) aufweist. - Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
oberhalb des Ölraumes (26) ein Längssteg (40) vorgesehen ist, der Durchlässe (42) für Zündkerzen und/oder Einspritzdüsen aufweist. - Brennkraftmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Zylinderkopfschrauben zur Verschraubung des Zylinderkopfes mit einem Motorgehäuse durch die Öffnungen des Ölraumes (26) in den Flanschflächen (16, 18) direkt zugänglich sind. - Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Schrauben zur Befestigung von Lagern von Nockenwellen oder sonstigen Ventilbetätigungseinrichtungen durch die Öffnungen des Ölraumes (26) in den Flanschflächen (16, 18) direkt zugänglich sind. - Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einlassflanschfläche (16) des Zylinderkopfes (10) durch ein Ansaugmodul abgedeckt ist, das sowohl die Einlasskanäle (12) als auch die Öffnung zum Ölraum (26) dicht abdeckt.. - Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auslassflanschfläche (18) des Zylinderkopfes (10) durch ein Abgaskrümmermodul abgedeckt ist, das sowohl die Auslasskanäle (14) als auch die Öffnung zum Ölraum (26) dicht abdeckt. - Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
Lagerdeckel von Nockenwellen in das Ansaugmodul und/oder das Abgaskrümmermodul integriert sind. - Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verschraubungsebene der Lagerdeckel der Nockenwellen in den Flanschflächen (16, 18) des Ansaug- und/oder des Abgaskrümmermoduls liegt. - Verfahren zum Herstellen einer Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Gießen des Zylinderkopfes (10) der Ölraum (26) durch Kerne abgeformt wird, die seitlich durch die Öffnungen in den Flanschflächen (16, 18) eingebracht werden.
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