Die Erfindung betrifft eine Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit zwei Einlass- und zwei Auslassventilen, wobei die Einlassventile einerseits und die Auslassventile andererseits auf gegenüberliegenden Brennkraftmaschinenlängsseiten angeordnet sind, wobei die Einlassventile und Auslassventile durch eine Nockenwelle über Einlasskipphebel bzw. Auslasskipphebel betätigbar sind, wobei sowohl die Einlasskipphebel als auch die Auslasskipphebel als Gabelkipphebel ausgeführt sind, wobei jeweils ein Gabelkipphebel zwei gleichnamige Ventile pro Zylinder betätigt, wobei die Achsen der Einlasskipphebel bzw. der Auslasskipphebel gegeneinander versetzt, übereinanderliegend angeordnet sind, und wobei die Auslasskipphebel aller Zylinder einer Zylinderreihe auf einer durchgehenden Welle gelagert sind.
Eine derartige Brennkraftmaschine ist aus der DE 12 42 045 bekannt. Diese Brennkraftmaschine weist Einlasskipphebel und Auslasskipphebel auf, die je Zylinder zu einem Gabelkipphebel und einem als Brückenkipphebel ausgeführten Gabelkipphebel zusammengefasst sind. Dabei bewirkt der Brückenkipphebel durch die Verbindungsstege eine beträchtliche Erhöhung der zu bewegenden Masse und eine Verringerung der Biegesteifigkeit.
Eine ähnliche Ausbildung ist aus der EP 0 194 922 bekannt. Hierbei handelt es sich um eine fremdgezündete Brennkraftmaschine mit einer zentralen obenliegenden Nockenwelle, bei der entweder über zwei Brückenkipphebel oder eine Kombination mit Einzelkipphebel die Ventile betätigt werden.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile bei kompakter Baugröße des Zylinderkopfes und des Kipphebelgehäuses zu vermeiden.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Kipphebel in einem auf dem Zylinderkopf aufgesetzten Kipphebelgehäuse drehbar gelagert sind, wobei pro Einlasskipphebel ein Lagerzapfen vorgesehen ist, der vorzugsweise von der Seite des Zylinderkopfes am Kipphebelgehäuse lösbar befestigt ist. Der vorhandene Freiraum im Kipphebelgehäuse kann dabei optimal ausgenutzt werden, wenn - in Achsrichtung betrachtet - pro Zylinder die Achse des Auslasskipphebels schräg über der Achse des Einlasskipphebels angeordnet ist, so dass die Baugröße des Zylinderkopfes und des Kipphebelgehäuses sehr kompakt ist. Besonders raumsparend ist eine Anordnung, bei der die Achsen der Einlasskipphebel in der Trennebene zwischen Kipphebelgehäuse und Zylinderkopf angeordnet sind. Die Ventilachsen können alle zueinander parallel sein, oder auch einen spitzen Winkel einschließen. Dadurch, dass die Auslasskipphebel aller Zylinder einer Zylinderreihe auf einer durchgehenden Welle gelagert sind, ist es möglich, die Steuerzeiten der Auslassventile durch Verdrehen der Welle zu verändern. Dies ermöglicht auf einfache Weise die Realisierung einer Motorbremse. Dazu ist vorgesehen, dass die Welle jeweils im Bereich der Lagerung eines Auslasskipphebels eine exzentrische Lagerhülse aufweist und mit einer Verdreheinrichtung an einer Stirnseite der Brennkraftmaschine in Verbindung steht.
Bevorzugt weisen die Gabelkipphebel im Grundriss betrachtet eine asymmetrische Form auf, wodurch die Stößelstangen zur Betätigung der Kipphebel relativ weit voneinander distanziert werden können. Der frei werdende Platz zwischen den Stößelstangen kann dabei für Zylinderkopfschrauben und die Kraftstoffzuführleitung benutzt werden.
In einer äußerst bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß - bezogen auf die Motorlängsebene - die Achsen der Einlaß- und Austaßkipphebel auf der Seite der Einlaßventile angeordnet sind, und die Einlaßkanäle als auch die Auslaßkanäle vonseitlichen Flanschflächen auf der Seite der Auslaßventile ausgehen. Der Einlaßsammler ist dabei über dem Auslaßkrümmer angeordnet, so daß sämtliche Gaswechselleitungen auf einer Motorlängsseite untergebracht werden können. Der dadurch auf der gegenüberliegenden Motorlängsseite frei werdende Raum kann zur Unterbringung von anderen Aggregaten, beispielsweise der Einspritzpumpe, genutzt werden.
Eine herstellungsmäßig sehr einfache und platzsparende Ausführung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Lager der Welle durch Bohrungen im Kipphebelgehäuse gebildet sind.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Schäfte der Einlaßventile eine geringere Länge aufweisen als die Schäfte der Auslaßventile, wobei vorzugsweise die Ventilfedern der Einlaßventile kürzer sind als die Ventilfedern der Auslaßventile. Weiters ist es vorteilhaft, wenn der Hub der Auslaßventile größer ist als der Hub der Einlaßventile. Einlaß- und Auslaßkipphebeln können dabei mit unterschiedlichen Hebelübersetzungen ausgeführt sein.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen Querschnitt durch Zylinderkopf und Kipphebelgehäuse der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine gemäß dem Schnitt I-I in Fig. 2, Fig. 2 eine Draufsicht auf das Kipphebelgehäuse, Fig. 3 einen Schnitt durch das Kipphebelgehäuse gemäß der Linie III-III in Fig. 2, und Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Einlaßkipphebel.
In einem auf einem Zylinderkopf 1 angeschraubten Kipphebelgehäuse 2 ist pro Zylinder ein Einlaßkipphebel 4 und ein Auslaßkipphebel 5 vorgesehen, deren Achsen 4a und 5a - wie in Fig. 1 ersichtlich ist - schräg übereinander angeordnet sind. Die Einlaßkipphebel 4 sind dabei drehbar einzeln auf Lagerzapfen 6 gelagert, welche von der Seite des Zylinderkopfes 1 über Schrauben 7 am Kipphebelgehäuse 2 angeschraubt sind. Die Achse 6a der Lagerzapfen 6 liegt in der Trennebene 24 zwischen Zylinderkopf 1 und Kipphebelgehäuse 2. Die Auslaßkipphebel 5 sind auf einer für alle Zylinder einer Zylinderreihe durchgehenden Welle 8 gelagert, deren Achse mit 8a bezeichnet ist. Statt einer Welle 8 kann auch eine durchgehende Achse vorgesehen sein.
Bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsvarianten kann die Welle 8 über eine nicht näher dargestellte Verdreheinrichtung 9 an einer Stirnseite verdreht werden. Die Lagerung der Auslaßkipphebel 5 erfolgt dabei über leicht exzentrische Hülsen 10. Durch Verdrehung der exzentrischen Hülsen 10 kann die Steuerzeit der Auslaßventile 11 beeinflußt und damit eine Motorbremswirkung erreicht werden.
Zur optimalen Nutzung des zur Verfügung stehenden Raumes innerhalb des Zylinderkopfes 1 und des Kipphebelgehäuses 2 weisen die Schäfte 12b der Einlaßventile 12 eine geringere Höhe auf als die Schäfte 11b der Auslaßventile 11. Auch die Ventilfedern für Einlaßventile 12 und Auslaßventile 11 können unterschiedliche Längen aufweisen. Die Achse 6a des Lagerzapfens 6 des Einlaßkipphebels 4 und die Achse 8a der Welle 8 des Auslaßkipphebels 5 sind auf einer Seite einer durch die Kurbelwellenachse und die Zylinderachsen 13 aufgespannten Motorlängsebene 14 angeordnet. Die Einlaßkanäle 15 und die Auslaßkanäle 16 gehen dagegen von Flanschflächen 17, 18 auf der gegenüberliegenden Seite der Motorlängsebene 14 aus, wobei die Einlaßflanschfläche 17 durch das Kipphebelgehäuse 2 und die Auslaßflanschfläche 18 durch den Zylinderkopf 1 gebildet werden. Der Einlaßsammler 19 ist somit über dem Auslaßkrümmer 20 angeordnet.
Zwischen den Betätigungseinrichtungen für die Einlaßventile 12 kann ein Einlaßkanal durchgeführt werden. Für jeweils zwei benachbarte Zylinder besteht der Einlaßkanal jeweils aus einem zum Teil vom Kipphebelgehäuse 2 gebildeten Hauptkanal 30 (Fig. 3) und vier nicht weiter dargestellten Teilkanälen, welche jeweils zu einem Einlaßventil 12 der beiden Zylinder führen. Pro Zylinder ist jeweils ein Teilkanal als Drallkanal, und ein Teilkanal als Füllkanal ausgebildet.
Die Füllkanäle gehen von einem gemeinsamen Querschnittsbereich eines durch den Hauptkanal 30 gebildeten Sammelraumes aus. Die Einlaßkanäle 12 zweier benachbarter Zylinder sind jeweils symmetrisch zu einer Normalebene auf die Kurbelwellenachse zwischen den beiden Zylindern angeordnet.
Der Sammelraum, sowie der Hauptkanal 30 befinden sich in der Trennebene 24 zwischen dem Kipphebelgehäuse 2 und dem Zylinderkopf 1. Dies ermöglicht es, das Kipphebelgehäuse 2 als Druckgußteil herzustellen.
Ein Hauptkanal 30 des Ansaugsystems ist zwischen den Lagerungen der Lagerzapfen 6 hindurchgeführt. Wie oben beschrieben verzweigt er sich in symmetrischer Art in insgesamt vier Teilkanälen zur Versorgung zweier benachbarter Zylinder.
Wie aus den Fig. 2 und 4 hervorgeht, weisen die Einlaßkipphebel 4 und die Auslaßkipphebel 5 eine asymmetrische Grundrißform auf, so daß zwischen den Stößelstangen 21 und 22 für den Einlaßkipphebel 4 und den Auslaßkipphebel 5 im Bereich der Motorquerebene 23 ein freier Raum gebildet wird, der beispielsweise zur Unterbringung einer nicht dargestellten Kraftstoffzuführleitung genutzt werden kann.