MEHRZYLINDER-BRENNKRAFTMASCHINE MIT ZWEI EINLASS- UND ZWEI AUSLASSVENTILEN

Beschreibung

[0001] 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.

[0002] 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.

[0003] 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.

[0004] Es ist die Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile bei kompakter Baugröße des Zylinderkopfes und des Kipphebelgehäuses zu vermeiden.

[0005] 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.

[0006] 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.

[0007] 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.

[0008] Eine herstellungsmäßig sehr einfache und platzsparende Ausführung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Lager der Welle durch Bohrungen im Kipphebelgehäuse gebildet sind.

[0009] 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.

[0010] Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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.

[0019] 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.

Ansprüche

1. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine mit zwei Einlass- und zwei Auslassventilen (12, 11), wobei die Einlassventile (12) einerseits und die Auslassventile (11) andererseits auf gegenüberliegenden Brennkraftmaschinentängsseiten angeordnet sind, wobei die Einlassventile (12) und Auslassventile (11) durch eine Nockenwelle über Einlasskipphebel (4) bzw. Auslasskipphebel (5) betätigbar sind, wobei sowohl die Einlasskipphebel (4) als auch die Auslasskipphebel (5) als Gabelkipphebel ausgeführt sind, wobei jeweils ein Gabelkipphebel (4, 5) zwei gleichnamige Ventile (12, 11) pro Zylinder (13) betätigt, wobei die Achsen (4a, 5a) der Einlasskipphebel (4) bzw. der Auslasskipphebel (5) gegeneinander versetzt, übereinanderliegend angeordnet sind, und wobei die Auslasskipphebel (11) aller Zylinder (3) einer Zylinderreihe auf einer durchgehenden Welle (8) gelagert sind,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kipphebel (4, 5) in einem auf dem Zylinderkopf (1) aufgesetzten Kipphebelgehäuse (2) drehbar gelagert sind, wobei pro Einlasskipphebel (4) ein Lagerzapfen (6) vorgesehen ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (6) von der Seite des Zylinderkopfes (1) am Kipphebelgehäuse (2) lösbar befestigt ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (5a) der Auslaßkipphebel (5) einen größeren Abstand zur Zylinderkopfdichtfläche (25) aufweisen als die Achsen (4a) der Einlaßkipphebel (4).

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (4a) der Einlaßkipphebel (4) in der Trennebene (24) zwischen Kipphebelgehäuse (2) und Zylinderkopf (1) angeordnet sind.

5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß - in Achsrichtung betrachtet - pro Zylinder (3) die Achse (11b) des Auslaßkipphebels (11) schräg über der Achse (12b) des Einlaßkipphebels (12) angeordnet ist.

6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkipphebel (11) aller Zylinder (3) einer Zylinderreihe auf einer durchgehenden Lagerachse gelagert sind.

7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet daß die Einlaß- und Auslaßkipphebel (4, 5) - im Grundriß betrachtet - eine asymmetrische Form aufweisen.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß - bezogen auf die Motorlängsebene (14) - die Achsen (4a, 5a) der Einlaß- und Auslaßkipphebel (4, 5) auf der Seite der Einlaßventile (12) angeordnet sind, und die Einlaßkanäle (15) als auch die Auslaßkanäle (16) von seitlichen Flanschflächen (17, 18) auf der Seite der Auslaßventile (11) ausgehen.

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (8) jeweils im Bereich der Lagerung eines Auslaßkipphebels (5) eine exzentrische Lagerhülse (10) aufweist und mit einer Verdreheinrichtung (9) an einer Stirnseite der Brennkraftmaschine in Verbindung steht.

10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lager der Welle (8) durch Bohrungen im Kipphebelgehäuse (2) gebildet sind.

11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schäfte (12b) der Einlaßventile (12) eine geringere Länge aufweisen als die Schäfte (11b) der Auslaßventile (11), wobei vorzugsweise die Ventilfedern der Einlaßventile (12) kürzer sind als die Ventilfedern der Auslaßventile (11).

12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Auslaßventile (11) größer ist als der Hub der Einlaßventile (12).

Claims

1. Multi-cylinder internal combustion engine with two intake and two exhaust valves (12, 11), the intake valves (12), on the one hand, and the exhaust valves (11), on the other hand, being arranged on opposite longitudinal sides of the internal combustion engine, the intake valves (12) and the exhaust valves (11) being actuable by a camshaft via intake rocker arms (4) and exhaust rocker arms (5), both the intake rocker arms (4) and the exhaust rocker arms (5) being embodied as forked rocker arms, in each case one forked rocker arm (4, 5) actuating two valves (12, 11) of the same kind per cylinder (13), the axes (4a, 5a) of the intake rocker arms (4) and the exhaust rocker arms (5), respectively, being offset relative to one another and arranged one above the other, and the exhaust rocker arms (11) of all the cylinders (3) of a bank of cylinders being mounted on a continuous shaft (8), characterized in that the rocker arms (4, 5) are mounted rotatably in a rocker arm housing (2) placed on the cylinder head (1), one bearing journal (6) being provided for each intake rocker arm (4).

2. Internal combustion engine according to Claim 1, characterized in that the bearing journal (6) is secured releasably on the rocker arm housing from the side of the cylinder head (1).

3. Internal combustion engine according to Claim 1 or 2, characterized in that the axes (5a) of the exhaust rocker arms (5) are at a greater distance from the cylinder-head sealing surface (25) than the axes (48) of the intake rocker arms (4).

4. Internal combustion engine according to Claim 2 or 3, characterized in that the axes (4a) of the intake rocker arms (4) are arranged in the parting plane (24) between the rocker arm housing (2) and the cylinder head (1).

5. Internal combustion engine according to one of Claims 1 to 4, characterized in that - viewed in the axial direction - the axis (11b) of the exhaust rocker arm (11) is arranged obliquely above the axis (12b) of the intake rocker arm (12) on each cylinder (3).

6. Internal combustion engine according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the exhaust rocker arms (11) of all the cylinders (3) of a bank of cylinders are mounted on a continuous bearing spindle.

7. Internal combustion engine according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the intake and exhaust rocker arms (4, 5) have an asymmetric shape in plan view.

8. Internal combustion engine according to one of Claims 1 to 7, characterized in that - in relation to the longitudinal plane of the engine (14) - the axes (4a, 5a) of the intake and exhaust rocker arms (4, 5) are arranged on the side of the intake valves (12), and the intake ducts (15) and the exhaust ducts (16) start from lateral flange surfaces (17, 18) on the side of the exhaust valves (11).

9. Internal combustion engine according to Claim 8, characterized in that the shaft (8) has an eccentric bearing sleeve (10) in the region of the mounting of each exhaust rocker arm (5) and is connected to a turning device (9) at one end of the internal combustion engine.

10. Internal combustion engine according to one of Claims 5 to 9, characterized in that the bearings of the shaft (8) are formed by holes in the rocker arm housing (2).

11. Internal combustion engine according to one of Claims 1 to 10, characterized in that the stems (12b) of the intake valves (12) are shorter than the stems (11b) of the exhaust valves (11), the valve springs of the intake valves (12) preferably being shorter than the valve springs of the exhaust valves (11).

12. Internal combustion engine according to one of Claims 1 to 11, characterized in that the stroke of the exhaust valves (11) is longer than the stroke of the intake valves (12).

Revendications

1. Moteur à combustion interne à cylindres multiples comportant deux soupapes d'admission et deux soupapes d'échappement (12, 11), les soupapes d'admission (12) d'une part et les soupapes d'échappement (11) d'autre part étant disposées sur des côtés longitudinaux opposés du moteur à combustion interne, les soupapes d'admission (12) et les soupapes d'échappement (11) étant actionnables par un arbre à cames par le biais de leviers oscillants d'admission (4), respectivement de leviers oscillants d'échappement (5), les leviers oscillants d'admission (4) ainsi que les leviers oscillants d'échappement (5) étant réalisés en tant que leviers oscillants à fourche, à chaque fois un levier oscillant à fourche (4, 5) actionnant deux soupapes de même nom (12, 11) par cylindre (13), les axes (4a, 5a) des leviers oscillants d'admission (4), respectivement des leviers oscillants d'échappement (5) étant disposés l'un au-dessus de l'autre de manière décalée l'un par rapport à l'autre, et les leviers oscillants d'échappement (11) de tous les cylindres (3) d'une rangée de cylindres étant montés sur un arbre continu (8),
caractérisé en ce que les leviers oscillants (4, 5) sont montés rotatifs dans un carter de levier oscillant (2) placé sur la culasse de cylindre (1), un tourillon (6) étant prévu pour chaque levier oscillant d'admission (4).

2. Moteur à combustion interne selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tourillon (6) est fixé de manière desserrable du côté de la culasse de cylindre (1) sur le carter de levier oscillant (2).

3. Moteur à combustion interne selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les axes (5a) des leviers oscillants d'échappement (5) présentent une distance à la surface d'étanchéité (25) de la culasse de cylindre plus importante que les axes (4a) des leviers oscillants d'admission (4).

4. Moteur à combustion interne selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les axes (4a) des leviers oscillants d'admission (4) sont disposés dans le plan de séparation (24) entre le carter de levier oscillant (2) et la culasse de cylindre (1).

5. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que - vu dans la direction axiale - pour chaque cylindre (3), l'axe (11b) du levier oscillant d'échappement (11) est disposé en biais au-dessus de l'axe (12b) du levier oscillant d'admission (12).

6. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les leviers oscillants d'échappement (11) de tous les cylindres (3) d'une rangée de cylindres sont montés sur un axe de support continu.

7. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les leviers oscillants d'admission et d'échappement (4, 5) - vus en projection horizontale - présentent une forme asymétrique.

8. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que - par rapport au plan longitudinal du moteur (14) - les axes (4a, 5a) des leviers oscillants d'admission et d'échappement (4, 5) sont disposés du côté des soupapes d'admission (12) et les canaux d'admission (15) ainsi que les canaux d'échappement (16) partent de surfaces de brides latérales (17, 18) du côté des soupapes d'échappement (11).

9. Moteur à combustion interne selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'arbre (8) présente à chaque fois dans la région du montage d'un levier oscillant d'échappement (5) un manchon de support excentrique (10) et est connecté à un dispositif de rotation (9) d'un côté frontal du moteur à combustion interne.

10. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que les paliers de l'arbre (8) sont formés par des alésages dans le carter de levier oscillant (2).

11. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les tiges (12b) des soupapes d'admission (12) présentent une longueur moins importante que les tiges (11b) des soupapes d'échappement (11), les ressorts de soupape des soupapes d'admission (12) étant de préférence plus courts que les ressorts de soupape des soupapes d'échappement (11).

12. Moteur à combustion interne selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la levée des soupapes d'échappement (11) est plus importante que la levée des soupapes d'admission (12).

Zeichnung