Brennkraftmaschine mit pro Zylinder zwei nebeneinanderliegenden Einlassventilen und einem gegenüberliegenden Auslassventil

Abstract

 Bei 3-Ventil-Brennkraftmaschinen ist es bekannt, die Nockenwelle so anzuordnen, daß sie von den Einlaßventilen und den Auslaßventilen den gleichen Abstand besitzt. In Bezug auf die Verbindungslinie Nockendaumen -Einstellschraube zur Drehachse des Kipphebels ist jeweils ein Einlaßkipphebel rechts- und der andere linksorientiert und mit einem gleich­orientierten Auslaßkipphebel austauschbar. Erfindungsgemäß wird die notwendige Anzahl der Kipphebelarten auf nur eine Ausführungsform reduziert, indem die Verbindungslinie (23) zwischen Nockendaumen (22) und einstellmechanismus (19) jedes Einlaßkipphebels (16,16ʹ) und des Auslaßkipphebels (17) bezüg­lich seiner Drehachse (24,25) um den selben Winkel α gleich­sinnig gedreht ist, wobei der das Auslaßventil (8) betätigende Auslaßkipphebel (17) zwischen dem Nockenwellenlager (26) und jenem Einlaßkipphebel (16) liegt, der das dem Auslaßventil (8) gegenüberliegende Einlaßventil (6) betätigt. (Fig.2)

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit pro Zylinder zwei nebeneinanderliegenden Einlaßventilen und einem gegenüberliegenden Auslaßventil, mit einer Nockenwelle, die zu den beiden Einlaßventilen und dem Auslaßventil den gleichen Abstand besitzt, wobei zwei parallel zur Nockenwelle verlaufende Kipphebelwellen zur Aufnahme der die Ventile betätigenden Kipphebel vorgesehen sind, und wobei die Verbin­dungslinie zwischen Nockendaumen und Einstellmechanismus eines Einlaßkipphebels und des Auslaßkipphebels bezüglich seiner Drehachse um den selben Winkel gleichsinnig gedreht ist.

[0002] Eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art, welche einen Ventilbetätigungsmechanismus zur Steuerung von zwei Ansaug- und einem Auslaßventil aufweist, ist aus der DE-OS 33 42 115 bekannt. Zwischen den beiden Einlaßventilen und dem Auslaßventil liegt eine einzige Nockenwelle, welche im wesentlichen gleichen Abstand von den Einlaßventilen und dem Auslaßventil aufweist. Die die Ventile betätigenden Nocken sind auf einer Nockenwelle angeordnet und stehen mit den Schaftenden der Einlaß- bzw. des Auslaßventiles durch zwei Einlaßkipphebel und einem Auslaßkipphebel in Verbindung, wel­che schwenkbar von Kipphebelwellen getragen werden. Einer der Einlaßkipphebel und der Auslaßkipphebel sind so geformt, daß sie die gleichen Abmessungen aufweisen, womit diese Kipphebel untereinander austauschbar sind. Das Einlaßkipphebelpaar be­steht dabei aus einem links- und einem rechtsorientierten Kipphebel, d.h., die Verbindungslinie Mitte Nockendaumen zur Einstellschraube ist zur Drehachse des Kiphebels nach links oder rechts gedreht. Der Auslaßkipphebel ist entweder mit dem links- oder rechtsorientierten Einlaßkipphebel austauschbar. Ein Vierzylindermotor weist beispielsweise sechs rechtsorien­tierte und sechs linksorientierte Kipphebel auf, was von der Anzahl der verschiedenen Teile her einen Nachteil, insbeson­dere im Bezug auf die Bearbeitung bzw. Lagerhaltung darstellt.

[0003] Zusätzlich ist bein der Brennkraftmaschine die Position der Zündkerze und des Auslaßventiles von Zylinder zu Zylinder unterschiedlich, nämlich um eine Querebene zwischen Zylinder 2 und 3 gespiegelt, was zusätzlich Schwierigkeiten bei der Her­stellung des Zylinderkopfes verursacht.

[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer Brennkraftmaschine, welche drei Ventile pro Zylinder aufweist, die obengenannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine Brennkraftmaschine zu schaffen, deren Ventilbetätigungsmecha­nismus einfacher herstellbar ist, wobei auch die Anzahl ver­schiedener Bauteile verringert werden soll.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verbindungslinie zwischen Nockendaumen und Einstellmechanismus auch des anderen Einlaßkipphebels und des Auslaßkipphebels bezüglich seiner Drehachse um den selben Winkel α gleichsinnig gedreht ist, wobei der das Auslaßventil betätigende Auslaßkipphebel zwischen dem Nockenwellenlager und jenem Ein­laßkipphebel liegt, der das dem Auslaßventil gegenüberliegende Einlaßventil betätigt. Das den Einlaßventilen gegenüberlie­gende Auslaßventil wird somit nicht von einem zwischen dem Einlaßnocken liegenden Auslaßnocken betätigt, sondern von ei­nem Auslaßnocken, der neben den beiden Einlaßnocken nahe dem Nockenwellenlager liegt. Damit wird bei optimaler Anordnung der Ventil im Zylinderkopf die Anzahl der verschiedenen Kipp­hebelbauarten auf nur eine einzige reduziert, indem beispiels­weise für einen Vierzylindermotor zwölf linksorientierte Kipp­hebel verwendet werden, die zusätzlich in allen Längenabmes­sungen übereinstimmende Werte aufweisen und somit voll aus­tauschbar sind. Neben einer vereinfachten Produktion - nur eine Ausführungsform muß hergestellt werden - wird somit auch die Lagerhaltung entsprechend vereinfact und verbilligt.

[0006] Von Vorteil ist es weiters, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Einlaßventile, das Auslaßventil und die Zündkerze für alle Zylinder einer mehrzylindrigen Brenn­kraftmaschine deckungsgleich angeordnet sind. Neben der vor­teilhaften Verwendung nur einer Kipphebelausführung wird durch diese Ausbildung auch die Herstellung des Zylinderkopfes ver­einfacht, wobei beispielsweise bei V-Motoren die Zylinderköpfe zwar deckungsgleich aber durchaus um 180° gedreht ausgebildet sein können, sodaß dann die Auslaßkanäle jeweils an der äuße­ren Seite des Motorblocks liegen.

[0007] Schließlich ist es erfindungsgemäß möglich, daß insbesondere bei einer Reihenbrennkraftmaschine die Anordnung der Ein­laßventile und des Auslaßventiles, sowie der Zündkerze trans­lationsinvariant gegenüber der Translation um den Abstand zweier Zylinder ist. Alle Bohrungs- bzw. Bearbeitungsvorgänge an einem derart ausgebildeten Zylinderkopf einer Reihenbrenn­kraftmaschine können somit jeweils nach einem Vorschub um einen Zylinderabstand völlig gleichartig ausgeführt werden.

[0008] Ein weiterer Vorteil liegt in der Bearbeitung der Kolben­oberfläche, da auch allfällige Kolbenmulden bzw. Ventiltaschen völlig deckungsgleich ausgebildet werden können, wobei insbesondere bei Reihenbrennkraftmaschinen alle Kolben räum­lich gleich orientiert in den Zylinderblock eingebaut werden können, was den Bestückungsvorgang entrsprechend vereinfact.

[0009] Bei 3- bzw. 5-Zylinder-Reihenbrennkraftmaschinen stellt sich nun nich mehr das Problem, daß die Anzahl der rechts- bzw. linksorientierten Kipphebel differiert, wie bei herkömmlichen Brennkraftmaschinen, bei welchen dann natürlich auch eine Spiegelung um eine Querebene unmöglich ist.

[0010] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Reihenbrenn­kraftmaschine näher erläutert.

[0011] Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine nach der Erfindung teilweise geschnitten nach der Linie I-I in Fig. 2, und Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Brennkraftmaschine nach Fig. 1.

[0012] Von der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ist in Fig. 1 im wesentlichen nur der Zylinderkopf 1 dargestellt, welcher unter Zwischenschaltung einer Dichtung 2 auf dem Zylinderblock 3 befestigt ist. Für jeden Zylinder 4 der Reihen­brennkraftmaschine sind zwei jeweils Einlaßöffnungen 5,5ʹ steuernde Einlaßventile 6 und ein einer Auslaßöffnung 7 zuge­ordnetes Auslaßventil 8 vorgesehen. Die beiden Einlaßöffnungen 5 und 5ʹ, welche in den im Zylinderkopf 1 angeordneten Brenn­raum 12 münden, sind dabei auf einer Seite der die Zylinder­achse 9 beinhaltenden, zur Nockenwelle 10 parallel verlaufen­den Ebene 11 angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Seite der Ebene 11 mündet die Auslaßöffnung 7 in den Brennraum 12, dane­ben liegt die Zündkerze 13.

[0013] Die Nockenwelle 10 liegt zur Ebene 11 exzentrisch, wodurch ein Parameter entfällt, der die Gestaltung des Brennraumes 12 einschränken würde.

[0014] Parallel zur zwischen den Ein- und Auslaßventilen liegenden Nockenwelle 10 sind zwei jeweils im gleichen Abstand zur Nockenwelle 10 am Zylinderkopf 1 angeordnete Kipphebelwel­len 14 und 15 vorgesehen, wobei auf der einen Kipphebel­welle 14 die beiden Einlaßkipphebel 16 und 16ʹ, jeweils mit­tels Lager 28 schwenkbar gelagert sind. Auf der anderen Kipp­hebelwelle 15 befindet sich der völlig gleichartig gelagerte Auslaßkipphebel 17.

[0015] Alle Kipphebel sind identisch aufgebaut und weisen je an ihrem äußeren, dem Schaftende 18 eines Ein- oder Auslaßventiles zugewandten Ende einen mit diesem Schaftende 18 zusammen­wirkenden Einstellmechanismus 19, sowie am gegenüberliegenden Ende einen mit dem entsprechenden Nocken - Einlaßnocken 20, 20ʹ bzw. Auslaßnocken 21 - im Eingriff stehenden Nockendau­men 22 auf. Der Einstellmechanismus 19 kann sowohl aus einer Einstellschraube als auch aus einem automatischen, hydrauli­schen Ventileinstellmechanismus bestehen.

[0016] Aus der Fig. 2, welche nur den Bereich eines Zylinders umfaßt, ist ersichtlich, daß die Verbindungslinie 23 zwischen Nockendaumen 22 und Einstellmechanismus 19 jedes Kipphebels gleichsinning um den selben Winkel α zur Drehachse 24 bzw. 25 der Kipphebelwelle 14 bzw. 15 verschwenkt ist. Der Nockendau­men 22 des Einlaßkipphebels 16ʹ greift dabei auf den in Fig. 2 oben dargestellten Einlaßnocken 20ʹ neben dem Nockenwellenla­ger 26 zu. Der in dieser Reihenfolge nächste Nocken 20 steuert den zweiten Einlaßkipphebel 16, wobei zwischen dem Einlaßnok­ken 20 und einem weiteren Nockenwellenlager 26 der mit dem Auslaßkipphebel 17 zusammenwirkende Auslaßnocken 21 auf der Nockenwelle 10 angeordnet ist. Alle Nockenwellenlager 26 sind mit Schrauben 27 am Zylinderkopf 1 befestigt.

[0017] Die beiden Einlaßkipphebel 16, 16ʹ werden durch eine zwischen den Kipphebeln auf der Kipphebelwelle 14 angeordnete Druckfeder 29 in der gewünschten Position gehalten. Die glei­che Aufgabe übernimmt für den Auslaßkipphebel eine auf der Kipphebelwelle 15 angeordnete Druckfeder 30.

[0018] Es ist natürlich im Sinne der Erfindung auch möglich, die Position des Auslaßventiles 8 und der Zündkerze 13 zu vertau­schen, sodaß dann der Auslaßnocken 21 zwischen den Einlaßnok­ken 20 und 20ʹ liegt. Es muß dafür gesorgt werden, daß alle Längenabmessungen der Kipphebel, sowie der Winkel α zwi­schen der Verbindungslinie 23 und der Drehachse 24 bzw. 25 gleich groß sind, um zu gewährleisten, daß alle Kipphebel un­tereinander austauschbar sind.

[0019] Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß die beiden Einlaßkanäle mit 31 und der Auslaßkanal mit 32 bezeichnet ist. Die beiden Einlaßventile 6, weisen Ventilfedern 33 und das Auslaßventil eine Ventilfeder 34 auf, welche sich jeweils an am Schaftende 18 der Ventile angeordneten Federteller 35 abstützen.

Ansprüche

1. Brennkaftmaschine mit pro Zylinder zwei nebeneinanderlie­genden Einlaßventilen und einem gegenüberliegenden Auslaß­ventil, mit einer Nockenwelle, die zu den beiden Einlaß­ventilen und dem Auslaßventil den gleichen Abstand be­sitzt, wobei zwei parallel zur Nockenwelle verlaufende Kipphebelwellen zur Aufnahme der die Ventile betätigenden Kipphebel vorgesehen sind, und wobei die Verbindungslinie zwischen Nockendaumen und Einstellmechanismus eines Ein­laßkipphebels und des Auslaßkipphebels bezüglich seiner Drehachse um den selben Winkel gleichsinnig gedreht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie (23) zwischen Nockendaumen (22) und Ein­stellmechanismus (19) auch des anderen Einlaßkipphe­bels (16 bzw. 16ʹ) und des Auslaßkipphebels (17) bezüglich seiner Drehachse (24,25) um den selben Winkel α gleichsin­nig gedreht ist, wobei der das Auslaßventil (8) betäti­gende Auslaßkipphebel (17) zwischen dem Nockenwellenla­ger (26) und jenem Einlaßkipphebel (16) liegt, der das dem Auslaßventil (8) gegenüberliegende Einlaßventil (6) betä­tigt.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, daß die Einlaßventile (6), das Auslaßventil (8) und die Zündkerze (13) für alle Zylinder (4) einer mehrzylind­rigen Brennkraftmaschine deckunsgleich angeordnet sind.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­net, daß insbesondere bei einer Reihenbrennkraftmaschine die Anordnung der Einlaßventile (6) und des Auslaßventi­les (8), sowie der Zündkerze (13) translationsinvariant gegenüber der Translation um den Abstand zweier Zylin­der (4) ist.

Zeichnung