DE19648337C2 - Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung - Google Patents
Brennkraftmaschine mit innerer VerbrennungInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Brennkraftmaschine dieser Art ist allgemein bekannt. Man hat versucht, die
Ventilsteuerung dieser Maschine so zu gestalten, daß eine möglichst vollkommene
Verbrennung des Brennstoffgemisches erreicht wird. Die bisherigen Erfolge sind
jedoch nicht ganz zufriedenstellend, so daß auf Katalysatoren, Gasrückführungen,
Druckaufladungen und ähnliche Techniken zurückgegriffen wird. In diesem
Zusammenhang ist die DE 23 58 894 A1 bekannt, gemäß der ein Viertaktmotor so
betrieben wird, daß nach dem Arbeitstakt gleich ein weiterer Verdichtungstakt mit
sich anschließendem weiteren Arbeitstakt folgt, bei dem das nachverdichtete,
gegebenenfalls mit Luft oder Sauerstoff angereicherte, vorverbrannte Gemisch
wiederum gezündet wird. Erst dann folgt der Ausstoßtakt. Dies setzt eine kom
plizierte Ventilsteuerung voraus, denn das Auslaß- und das Einlaßventil bleiben
zunächst für zwei weitere Takte geschlossen.
In der DE-OS 20 61 481 ist eine Ventilsteuerung beschrieben, die einen unmittel
bar durch den Nocken einer Nockenwelle betätigten Kipphebel für jedes Ventil
umfaßt. Die Kipphebel weisen eine platz- und fertigungsaufwendige Wellen
lagerung auf. Des weiteren ist ein gesondertes, mit dem ventilseitigen Hebelarm
jedes Kipphebels zusammenwirkendes und mit dem Zylinderkopf des Motorblocks
verbundenes Gehäuse für den Ventilschaft jedes Ventils vorgesehen, in dem ein
federbelasteter, mehrteiliger Aufbau an dem oberen Ventilschaftende und an dem
Hebelarm angreift. Die Feder öffnet das Ventil, wenn sich der ventilseitige Hebel
arm des Kipphebels aufgrund der entsprechenden Nockenwellenstellung nach
unten bewegt. Jeder Nocken der Nockenwelle umfaßt eine Ventilschließkurve, die
auf einem Kreisbogen liegt, dessen Radius der größte Nockenradius ist, und zur
Erzielung von guten Gemisch- oder Lufteinströmverhältnissen eine ebene Ventil
öffnungskurve, die die Sehne des Kreisbogens darstellt. Befindet sich ferner die
Rolle des nockenseitigen Hebelarmes der Kipphebel auf der Sehne, ist das jeweili
ge Ventil geöffnet. Bei geöffnetem Ventil kann der jeweilige Ventilteller mit
seinem Schaft durch den Motorkolben nach oben bewegt werden, ohne irgend
einen Schaden hervorzurufen, wenn der oder die Kipphebel aufgrund eines Noc
kenwellenstillstandes in ihrer Offenstellung verbleiben. Jedoch haben die Ventil
schaftgehäuse aufgrund ihrer zahlreichen inneren Bauteile eine beträchtliche Größe
und benötigen daher relativ viel Platz, wodurch die Konstruktion und die Her
stellung von Motoren insbesondere mit mehreren Einlaß- und mehreren Aus
laßventilen je Zylinder erheblich erschwert ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Brennkraftmaschine der eingangs
angeführten Art so zu verbessern, daß neben der Verminderung eines durch Noc
kenwellenstillstand bedingten Motorschadens und der Beibehaltung einer
effektiven Verbrennung des in die Maschine eingesaugten Brennstoffgemisches
eine platzsparende, einfach aufgebaute und kostengünstig herstellbare Konstruk
tion für die Ventilsteuerung erreicht ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 ange
geben.
Durch diese Lösung ist ein neues Ventilbetätigungssystem für solche Brennkraft
maschinen geschaffen, deren Ventile über zwischengeschaltete Übertragungs
glieder, also mittelbar, gesteuert werden. Solche Übertragungsglieder sind im
allgemeinen die bereits genannten Kipphebel, die aber eine relativ teure Dreh
lagerung aufweisen, wofür oft nicht der nötige Platz zur Verfügung steht. Auch
müssen die Kipphebel selbst sehr genau hergestellt werden, was mit entsprechen
den Kosten verbunden ist. Insbesondere wenn mehrere Einlaßventile und mehrere
Auslaßventile je Zylinder vorgesehen sind, ist ein Kipphebelsystem allein schon
aus Platzgründen oft nicht wirtschaftlich herstellbar.
Erfindungsgemäß werden nunmehr wenigstens zwei den jeweiligen Zylinder in
Motorquerrichtung überbrückende, sich auf und ab bewegende Brückenglieder
verwendet, die - im Fall von zwei Einlaßventilen und zwei Auslaßventilen je
Zylinder - je zwei dem Zylinder zugekehrte Vorsprünge aufweisen, wobei jeder
Vorsprung mit einem Nocken der zugehörigen Nockenwelle zusammenarbeitet. An
jedem Brückenglied hängt zwischen seinen beiden Vorsprüngen der Schaft des
Ventilkörpers, oder der Ventilkörper, wenn mehrere Einlaßventile für einen Zylin
der vorgesehen sind. Diese Konstruktion ist noch einmal für das Auslaßventil oder
die Auslaßventile vorgesehen. Jede der beiden Nockenwellen trägt nebeneinander
einen Einlaßnocken und einen Auslaßnocken für den oder jeden Zylinder. Die
beiden Brückenglieder je Zylinder sind in ihren Endbereichen an einfachen
Stangenführungen vertikal und gegen eine Federkraft ständig nachgiebig bewegbar
gelagert. Ein solcher Aufbau für die Steuerung der Ventile ist platzsparend, sehr
einfach und kann kostengünstig hergestellt werden.
Auch ist die Qualität der Verbrennung des eingesaugten Brennstoffgemisches ist
verbessert, weil die Ventilsteuerungszeiten mit der negativen Steuerkurve der
Nocken auf einfache Weise den optimalen Verbrennungsbedingungen angepaßt
werden können. Die Verbrennungsresultate sind jedoch wenigstens genauso gut,
wie sie mit herkömmlichen, also positiven Steuerkurven der die Ventile steuernden
Nocken erreicht werden. Ferner wird durch das neue Ventilsteuerungssystem
sichergestellt, daß auch ein nockenwellenbedingter Motorschaden vermieden ist.
Sollte die Nockenwelle aus irgendeinem Grund stehenbleiben, werden geöffnete
Ventile nicht beschädigt, weil sie auch in dieser Stellung gegen eine Federkraft
nach oben gedrückt werden können und praktisch in Schließstellung gelangen. Ihre
nach oben gerichtete Nachgiebigkeit wird beispielsweise dadurch erreicht, daß das
betroffene Brückenglied aufgrund seiner vertikal nach unten wirkenden Feder
belastung nach oben nachgeben kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der zurückspringenden Steuer
kurve jedes Nockens ist diese konkav geformt oder etwa V-förmig
mit abgerundetem Scheitel ausgebildet, wobei die am weitesten
zurückspringende Stelle der Steuerkurve dem Ventilhub entspricht.
Diese Steuerkurve umfaßt etwa 90° des Nockendrehwinkels. Der
in diese Steuerkurve eingreifende Vorsprung des Brückengliedes
weist z. B. einen V-förmigen Profilquerschnitt auf, wobei der
Scheitel des Vorsprunges abgerundet ist, um ein gutes Gleiten auf
der Steuerkurve zu gewährleisten. Diese Konstruktion ist einfach
aufgebaut und mit üblichen Verfahren kostengünstig herstellbar.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist die längsaxiale
Beweglichkeit des oder jedes Ventilschaftes in dem jeweiligen
Brückenglied neben dem Ventilspielausgleich um den Ventilhub
erweitert. Hierdurch kann allein oder zusammen mit der vertika
len Bewegung des betroffenen Brückengliedes eine vertikale Rück
bewegung des oder der Ventilschäfte, also eine Bewegung in
deren Schließrichtung, erreicht werden, wenn im Schadensfall ein
Kolben gegen den oder die entsprechenden Ventilkörper anstößt.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegenden
Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Aufsicht auf einen teilweise dargestellten Motor
block mit weggelassenen Zylinderkopf, wobei jedoch
einige Bauteile für die Steuerung der gestrichelt ange
deuteten Zylinderventile dargestellt sind,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung nach der Linie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung nach der Linie III-III in
Fig. 1,
Fig. 4 einen Einlaßnocken in vergrößertem Maßstab während
des Einsaugtaktes,
Fig. 5 den Einlaßnocken nach Fig. 4 während des Verdich
tungstaktes,
Fig. 6 + 7 weitere Beispiele für die Lagerung eines Ventilschaf
tes,
Fig. 8 eine weitere Ausführungsform für einen Einlaßnoc
ken.
In Fig. 1 ist ein teilweise dargestellter Motorblock 1 gezeigt, bei
dem der übliche Zylinderkopf weggelassen und bei dem nur ein
Zylinder 2 zu sehen ist. Es können jedoch auch mehrere Zylinder
in dem Motorblock vorgesehen sein, so daß z. B. ein Vierzylin
dermotor herstellbar ist. Auf dem der besseren Übersicht wegen
weggelassenen Zylinderkopf sind zwei Nockenwellen 3 in Längs
richtung des Motors drehbar gelagert und werden in üblicher
Weise von der Kurbelwelle (nicht gezeigt) mit deren halber Dreh
zahl angetrieben. Für den angedeuteten Zylinder 2 sind zwei
Einlaßventile 4 und zwei Auslaßventile 5 vorgesehen. Es ist je
doch auch möglich, jeweils nur ein Einlaßventil und zwei Aus
laßventile oder zwei Auslaßventile und ein Einlaßventil oder ein
Einlaß- und ein Auslaßventil vorzusehen. Solche Kombinationen
von Ventilen sind bekannt und nicht entscheidend für die vor
liegende Erfindung.
Die beiden Nockenwellen 3 sind jeweils mit einem Einlaßnocken
für die beiden Einlaßventile 4 und mit einem Auslaßnocken für
die beiden Auslaßventile 5 versehen. Für die Betätigung der
Einlaßventile 4 und der Auslaßventile 5 ist jeweils ein Brücken
glied 8 bzw. 9 vorgesehen, das in Fig. 1 gestrichelt und nur teil
weise dargestellt ist. Die beiden parallel nebeneinander liegenden
Brückenglieder 8 und 9 überqueren wenigstens den Zylinder 2 im
Motorblock 1 und betätigen bei Drehung der Nockenwellen 3 zu
den entsprechenden Zeiten die Einlaßventile 4 und die Auslaßven
tile 5, indem sie sich insgesamt heben und absenken aufgrund
ihres Ablaufes auf den jeweils beiden Nocken 6 und 7.
In den Fig. 2 und 3 ist der Motorblock 1 mit einem Zylinderkopf
10 mit Abdeckhaube 10a versehen. Dieser Zylinderkopf ist in
üblicher Weise mit dem Motorblock 1 verschraubt; er kann aber
auch zusammen mit dem Motorblock aus einem Stück bestehen.
Fig. 2 zeigt, daß sich die Einlaßventile 4 in Offenstellung befin
den, und zwar aufgrund des abgesenkten Brückengliedes 8. Zur
gleichen Zeit sind die Auslaßventile 5 gemäß Fig. 3 geschlossen,
weil sich das zugehörige Brückenglied 9 wieder in seiner obersten
Stellung befindet, und zwar aufgrund der entsprechenden Schließ
stellung der Auslaßnocken 7.
Die Nocken 6 und 7 sind im gezeigten Beispiel gegenläufig ange
trieben. Dies ist jedoch nicht Bedingung; sie können auch
gleichsinnig angetrieben werden. In diesem Fall hat der eine
Auslaßnocken 7 zum anderen Auslaßnocken 7 selbstverständlich
eine um 90°-Drehwinkel veränderte Stellung. In jedem Fall bewe
gen sich die Brückenglieder 8, 9 insgesamt äquidistant zu dem
Zylinderkopf 10.
Aus den Fig. 2 bis 5 ist die neue Nockenform deutlich zu erken
nen. Es ist zu entnehmen, daß die Steuerumfangsstrecke jedes
Nockens, welche die Ventilöffnungszeiten bestimmt, aus einer
gegenüber der übrigen Nockenkreisform zurückspringenden, also
negativen Kurve 11 bzw. 12 besteht. Diese zurückspringenden
Steuerkurven sind beispielsweise konkav geformt, wobei die am
weitesten zurückspringende (tiefste) Stelle jeder Kurve dem Ven
tilhub entspricht. Alternativ kann jede Steuerkurve auch etwa V-
förmig mit abgerundetem Scheitel ausgebildet sein oder eine
andere geeignete Form haben. Die Endbereiche jeder Steuerkurve
können so geformt sein, daß gewünschte Ventilöffnungsüber
schneidungen gegeben sind. Im allgemeinen umfaßt die jeweilige
Steuerkurve 11 bzw. 12 des entsprechenden Nockens 6, 7 etwa
einen Nockendrehwinkel von 90°. Es sei darauf hingewiesen, daß
die Steuerkurven 11, 12 so geformt sein können, daß der maxima
le Öffnungshub jedes Ventiles sehr schnell erreicht wird, so daß
ein optimaler Gaswechsel in dem Zylinder 2 erreicht wird.
Man erkennt aus den Fig. 2 und 3, daß das jeweilige Brücken
glied 8 bzw. 9 je mit zwei Vorsprüngen 13 bzw. 14 versehen ist.
Diese Vorsprünge 13, 14 bilden in gewisser Form ein Nocken
ablaufelement oder einen Nockenfolger und weisen z. B. einen V-
förmigen Profilquerschnitt mit abgerundetem Scheitel auf. Auf
jeden Fall sind diese Vorsprünge so ausgebildet, daß sie bestim
mungsgemäß auf der entsprechenden Steuerkurve 11, 12 gleiten
können.
Die beiden Brückenglieder 8, 9 bestehen aus einem länglichen,
den jeweiligen Zylinder überquerenden Bauteil, das vertikal ge
führt ist und mittels Federkraft ständig nachgiebig gegen die
Nocken 6, 7 gedrückt gehalten wird. Hierzu sind beispielsweise im
seitlichen Randbereich des Zylinderkopfes 10 zwei ortsfeste Füh
rungsstangen 15 vorgesehen, an denen die Endbereiche der Brüc
kenglieder 8, 9 vertikal gleiten. An diesen Führungsstangen sind
oberhalb der Brückenglieder Druckfedern 16 vorgesehen, die eine
ständig vertikal nach unten auf die Brückenglieder wirkende Kraft
ausüben.
Zwischen den Vorsprüngen 13 und 14 des jeweiligen Brücken
gliedes 8 bzw. 9 sind in diesem Bohrungen 17 bzw. 18 vorgesehen,
in denen die Schäfte 19 der Ventilkörper 20 der Ventile 4 bzw. 5
zumindest geringfügig axial beweglich angeordnet sind. Hierzu
sind in dem jeweiligen Brückenglied Stifte 21 gelagert, die wieder
um im jeweiligen Ventilschaft 19 mit Festsitz montiert sind. Die
Löcher 22 in dem jeweiligen Brückenglied 8, 9 sind so geformt,
daß die erwähnte Axialbewegung der Ventilkörper 20 ermöglicht
ist, damit ein sicheres Schließen der Ventile ohne Beschädigung
der Ventilsitze und/oder der Ventilkörper gewährleistet ist. Hier
zu sind die Ventilschäfte an ihrem Oberende mit Druckfedern 23
versehen. Diese stützen sich oben an dem jeweiligen Brückenglied
8, 9 ab, so daß die Ventilschäfte 20 ständig nach oben, also in
Schließrichtung, gedrückt werden. Auf diese Weise wird das Ven
tilspiel ausgeglichen.
Fig. 6 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Anordnung der Ventil
schäfte 19 an den Brückengliedern 8, 9. Die gezeigte Anordnung
ermöglicht, daß die geöffneten Ventilkörper 20 und deren Schäfte
19 im Schadensfall durch den Kolben des oder der betroffenen
Zylinder allein oder zusammen mit dem zugehörigen Brückenglied
nach oben gedrückt werden können und dadurch unbeschädigt
bleiben. Hierzu weisen die Brückenglieder 8, 9 ein vertikales
Langloch 24 auf, in dem der Stift 21 der Schäfte 19 beweglich ist.
Ferner ist zusätzlich eine untere Druckfeder 25 vorgesehen, die
sich an einem Bund 26 der die Schäfte 19 und unten an den Brüc
kengliedern 8, 9 abstützt. Die Länge der Löcher 24 ist derart, daß
der darin gleitende Stift 21 nach oben den Weg H zurücklegen
kann, der dem maximalen Ventilhub entspricht. Nach unten
braucht für den jeweiligen Stift nur etwas Bewegungsspielraum
zum Ausgleich des Ventilspiels beim Ventilschließvorgang vorhan
den zu sein. Dementsprechend sind die Druckfedern 23 und 25 so
bemessen und auf einander abgestimmt, daß sie in Normalstellung
den Stift 21 in der in Fig. 6 gezeigten Stellung halten. Dieser
kann im Schadensfall, d. h., wenn also das betroffene und abge
senkte Brückenglied stehengeblieben ist, den Weg H nach oben
zurücklegen, so daß auch die zugehörigen Ventilschäfte und Ven
tilkörper nach oben ausweichen können.
Fig. 7 zeigt eine noch weitere Art zur Anordnung der Ventilschäf
te 19 an den Brückengliedern 8, 9. Die Schäfte 19 sind an ihrem
oberen Bereich abgesetzt und gehen in einen dünneren Abschnitt
19a über, der sich durch die Bohrungen 17 der Glieder 8, 9 er
streckt und oberhalb der Glieder mit der Druckfeder 23 versehen
ist. Zwischen der so gebildeten Schulter 19b der Schäfte 19 und
den Gliedern 8, 9 ist ein federndes Teil 32 gelagert, z. B. ein
Kunststoffring oder eine Tellerfeder, um Stoßbelastungen in die
sem Bereich abzufedern. Bei dieser Ausbildung entfällt der Stift
21 gemäß den Fig. 2, 3 und 6.
Die Fig. 4 und 5 zeigen in vergrößerter Darstellung den Nocken
aufbau und verdeutlichen dessen Funktion in Verbindung mit dem
entsprechenden, nur teilweise dargestellten Vorsprung 13, 14 des
Brückengliedes 8 bzw. 9. Die zurückspringende, also negativ ge
formte jeweilige Steuerkurve 11, 12 des entsprechenden Nockens
6 bzw. 7 ist im gezeigten Fall kreisbogenförmig ausgebildet. Wie
jedoch bereits erwähnt, können auch andere zurückspringende,
dem Fachmann ohne weitere naheliegende Steuerkurven ange
wendet werden, die eine optimale Ventilsteuerungszeit gewähr
leisten.
Während die in den Fig. 4 und 5 gezeigten Nocken 6, 7 für 4-
Takt-Motoren bestimmt sind, zeigt Fig. 8 alternativ einen Ein
laßnocken 33 für einen 6-Takt-Motor. Zwecks Erzielung einer
noch besseren und damit noch weniger Schadstoffe hinterlassen
den Verbrennung des Brennstoffgemisches ist die zurückspringen
de Kurve 34 der Steuerumfangsstrecke jedes Einlaßnockens 33 in
drei Teilabschnitte aufgeteilt, welche insgesamt die Gemischbil
dung positiv beeinflussen. Die drei Teilabschnitte sorgen für ein
sehr gut mit Luft bzw. Sauerstoff angereichertes Brennstoffge
misch und umfassen je etwa 60 Drehwinkelgrade des Einlaßnoc
kens entsprechend jeweils einem Takt. Gemäß dem Drehrichtungs
pfeil A für den Einlaßnocken ist der erste Teilabschnitt 35
(1. Takt) ein zurückspringender Kurventeil, dessen radiale Tiefe
dem Ventilhub H entspricht. Es folgt dann ein vorspringender
Kurventeil als zweiter Teilabschnitt 36 (2. Takt). Schließlich folgt
wieder ein zurückspringender Kurventeil als dritter Teilabschnitt
37 (3. Takt), dessen Tiefe vorteilhaft wieder dem erstgenannten
Ventilhub H entspricht. Es ist zweckmäßig, den zweiten, wieder
vorspringenden Teilabschnitt 36 nur über eine Teilstrecke h des
maximalen Ventilhubes H vorspringen zu lassen (Fig. 8).
Die Herstellung des optimalen Brennstoffgemisches erfolgt mit
einem solchen Einlaßnocken derart, daß im 1. Takt angesaugt
wird (reine Luft, in die dann Brennstoff eingespritzt wird, oder
schon Gemisch). Es folgt dann im 2. Takt eine teilweise Wieder
ausstoßung des gebildeten Gemisches in das angrenzende Ansaug
system, wobei eine weitere Verwirbelung des Gemisches statt
findet. Daran schließt sich wieder ein Ansaugen des verwirbelten
Gemisches an, wobei die Verwirbelung des Gemisches nochmals
gesteigert und mit weiterer Luft aus dem Ansaugsystem angerei
chert wird.
Während der übrigen drei Takte, deren zugeordnete Abschnitte
des Einlaßnockens 33 ebenfalls etwa 60 Winkelgrade umfassen,
erfolgt das Verdichten, die Arbeitsleistung und das Ausstoßen des
Gemisches aus dem betreffenden Motorzylinder. Der jeweils zu
gehörige Auslaßnocken entspricht einem Auslaßnocken 7 nach
Fig. 5, jedoch mit der Änderung, daß sich die einfache, zurück
springende Steuerkurve umfangsmäßig über etwa 60 Drehwinkel
grade erstreckt.
Der Kolbenboden des Kolbens in den betreffenden Zylindern des
Motors ist so ausgebildet, daß eine Ventilkörperzerstörung auf
jeden Fall vermieden ist, wenn der entsprechende Ventilkörper
aufgrund des zweiten, wieder vorspringenden Teilabschnittes 36
des sich drehenden Einlaßnockens 33 sich noch in Offenstellung
befindet und der Kolben gleichzeitig eine Aufwärtsbewegung
durchführt. Ferner kann die Übersetzung zwischen den Nocken
wellen 3 und der Kurbelwelle des Motors so gewählt werden, daß
die Nockenwellen mit einem Drittel der Drehzahl der Kurbelwelle
rotieren.
Den Fig. 2 und 3 ist außerdem zu entnehmen, daß in dem Zylin
derkopf 10 Gasführungskanäle 27 und 28 vorgesehen sind, um ein
fertiges Brennstoffgemisch zum Zylinder 2 leiten bzw. nach dessen
Verbrennung wieder aus diesem Zylinder ableiten zu können.
Wenn die vorstehend beschriebene Maschine mit Dieseltreibstoff
betrieben wird, ist es ohne weiteres möglich, den Treibstoff in
herkömmlicher Art in den Zylinder in gewünschter Form und
Menge einzuspritzen oder einzuleiten.
Zur Schmierung der Nocken 6, 7 der Nockenwellen 3 ist ein
Ölumlaufsystem vorgesehen, das sich im wesentlichen im Zylin
derkopf 10 erstreckt. Dieses System ist in den Fig. 2 und 3
nur teilweise angedeutet. Man erkennt, daß der Zylinderkopf 10
Ausnehmungen 29 und 30 aufweist, die mit Öl 31 gefüllt sind und
in die sich die Nocken 6, 7 teilweise hineinerstrecken, so daß sie
bei ihrem Umlauf ständig geschmiert werden. Die Ausnehmungen
sind über nicht gezeigte Ölwege miteinander verbunden, und eine
Umwälzpumpe läßt das erforderliche Öl in an sich bekannter
Weise zirkulieren.
Claims (14)
1. Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, enthaltend wenigstens einen
Zylinder mit einem Hubkolben darin, einen Zylinderkopf mit wenigstens einem
Einlaßventil und wenigstens einem Auslaßventil für den Zylinder, wobei die
Ventilkörper beider Ventile je einer Schließfederkraft ausgesetzt sind, zwei von der
Kurbelwelle angetriebene Nockenwellen, wobei nockenwellenseitig ein Ein
laßnocken für das Einlaßventil und ein Auslaßnocken für das Auslaßventil vor
gesehen sind und wobei die Steuerumfangsstrecke der Nocken für die Ventilkörper
von der übrigen Kreisform der Nocken abweicht, und federbelastete, bewegliche
Übertragungsglieder, um die Öffnungsbewegungen des Einlaßnockens und des
Auslaßnockens auf den zugehörigen Ventilkörper zu übertragen, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuerumfangsstrecke jedes Einlaßnockens (6) und jedes Auslaß
nockens (7) aus einer gegenüber der übrigen Nockenkreisform zurückspringenden
Steuerkurve (11, 12; 34) besteht, daß die Übertragungsglieder je aus einem Brüc
kenglied (8, 9) bestehen, das sich wenigstens im Bereich des Zylinders (2) über
den Zylinderkopf (10) erstreckt, zu dem Zylinderkopf insgesamt vertikal und
mittels Federkraft (16) ständig nachgiebig geführt ist und mit wenigstens einem
dem Zylinderkopf zugekehrten Vorsprung (13, 14) für den Ablauf auf einem
Nocken (6, 7) versehen ist, und daß das Einlaßventil (4) und das Auslaßventil (5)
mit ihrem Schaft (19) an dem zugehörigen Brückenglied (8, 9) befestigt und
zusammen mit diesem hubbewegbar sind.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder
mit einem Nocken (6, 7) zusammenwirkende Vorsprung (13, 14) des jeweiligen
Brückengliedes (8, 9) einen V-förmigen Profilquerschnitt mit abgerundetem
Scheitel aufweist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Brückenglieder (8, 9) jeweils aus einem länglichen Bauteil bestehen, dessen
Endbereiche an feststehenden Führungsstangen (15) vertikal gleiten.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Führungsstangen (15) am Zylinderkopf (10) der Maschine angeordnet sind.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß an den Endbereichen der Brückenglieder (8, 9) Druckfederkräfte (16)
angreifen, die die Brückenglieder gegen die Nocken (6, 7) gedrückt halten.
6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ventilschaft (19) der Ventilkörper (20) an den Brückengliedern
(8, 9) in seiner Längsrichtung axial beweglich angeordnet und wenigstens einer die
Ventilkörper in Schließrichtung drückenden Federkraft (23) ausgesetzt ist, um das
Ventilspiel auszugleichen.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Ventilschaft (19) der Ventilkörper (20) an seinem oberen Bereich abgesetzt ist und
einen dünneren Abschnitt (19a) aufweist, der durch das Brückenglied (8, 9) ragt,
und daß ein federndes Teil (32) zwischen der Schulter (19b) des Schaftes (19) und
dem Brückenglied (8, 9) vorgesehen ist.
8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
längsaxiale Beweglichkeit jedes Ventilschaftes (19) nach oben in dem jeweiligen
Brückenglied (8, 9) um den Ventilhub (H) erweitert ist.
9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Zylinderkopf (10) mit einem Ölumlaufsystem (29, 30) für die
Schmierung der Nocken (6, 7) der Nockenwellen (3) versehen ist.
10. Brennkraftmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die zurückspringende Steuerkurve (34) der Steuerumfangs
strecke jedes Einlaßnockens (6) - in Drehrichtung des Nockens betrachtet - aus
einem ersten, zurückspringenden Teilabschnitt (35), aus einem dann folgenden
zweiten, wieder vorspringenden Teilabschnitt (36) und einem dritten, ebenfalls
zurückspringenden Teilabschnitt (37) besteht.
11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Teilabschnitt etwa 60 Nockendrehwinkelgrade umfaßt.
12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hubweg (h) des zweiten, vorspringenden Teilabschnittes (36) der Steuer
kurve (34) einer Teilstrecke des maximalen Ventilkörperhubes (H) entspricht.
13. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die zurückspringende Steuerkurve (11, 12) jedes Nockens (6,
7) konkav geformt oder etwa V-förmig mit abgerundetem Scheitel ausgebildet ist,
wobei die am weitesten zurückspringende Stelle der Steuerkurve dem Ventilhub
entspricht.
14. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß die zurückspringende Steuerkurve (11, 12) jedes Nockens (6, 7)
etwa 90° von dessen Drehwinkel umfaßt.
Priority Applications (1)
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| DE19648337A1 DE19648337A1 (de) | 1998-06-04 |
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