DE19821550C1 - Zylinderkopf - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit mehreren, in Reihe angeordneten Zylindern, der Zündhilfen hat und dessen Gaswechselventile geneigt zu einer Längsmittelebene der Zylinderreihe stehen. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß in ihn zwischen den Gaswechselventilen ein Zündkanal mit einer Kontaktschiene für die Zündhilfen integriert ist, der in Längsrichtung der Zylinderreihe verläuft.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zylinderkopf nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei modernen Hochleistungs-Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit mehreren Einlaßventilen und/oder Auslaßventilen je Zylinderkopf ist der Bauraum im Zylinderkopf sehr beengt, so daß wenig Platz zwischen den Gaswechselventilen für die Stromversorgung von Zündhilfen übrigbleibt. Dies trifft vor allem für Hubkolben­ brennkraftmaschinen zu, deren Gaswechselventile durch elektro­ magnetische Aktuatoren betätigt werden. Um die Ventilquer­ schnitte innerhalb der Projektionsfläche des Zylinders unter­ bringen zu können und um Aktuatoren mit einem ausreichenden Querschnitt installieren zu können, sind die Gaswechselventile zu einer Längsmittelebene der Zylinderreihe geneigt. Durch die Neigung der Gaswechselventile und die Größe ihrer Betätigungs­ vorrichtungen wird im wesentlichen die Breite des Zylinderkopfs und damit die Breite der Brennkraftmaschine in diesem Bereich bestimmt.

Aus der DE 196 11 547 A1 ist eine Hubkolbenbrennkraftmaschine bekannt, deren Zylinderkopf zwei Einlaßventile und zwei Auslaß­ ventile je Zylinder aufweist. Diese Gaswechselventile werden von magnetischen Aktuatoren betätigt, die einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt haben, dessen lange Seiten quer zur Längsrichtung der Zylinderreihe liegen. Somit ist der Zwischen­ raum zwischen den Aktuatoren der Einlaßventile bzw. der Auslaß­ ventile optimal genutzt, jedoch muß zwischen den Aktuatoren der Einlaßseite und den Aktuatoren der Auslaßseite ein ausreichen­ der Zwischenraum verbleiben, um Zündhilfen montieren und mit Strom versorgen zu können.

Als Zündhilfen werden üblicherweise bei Brennkraftmaschinen mit Qualitätsregelung Zündkerzen verwendet, die über Zündspulen mit einer Hochspannung versorgt werden, während bei Brennkraftma­ schinen mit Quantitätsregelung Glühkerzen vorgesehen sind, um beim Start die erforderliche Betriebstemperatur für die Zündung des Kraftstoff-Luftgemisches zu erzielen. Die Stromversorgungs­ leitungen für die Zündhilfen sind insbesondere bei hohen Span­ nungen störungsanfällig und müssen entsprechend geschützt wer­ den.

Aus der DE 40 05 671 A1 ist eine Zündkabelleiste für die Zünd­ anlage einer Brennkraftmaschine mit einem leistenförmigen Dec­ kelteil bekannt, an dessen Innenseite Zündkabel verlegt sind, die Verteiler- oder Zündspulenstecker mit Zündkerzensteckern verbinden, die am Deckelteil angebracht sind. Dabei kann der Verteilersteckerkasten und der Deckelteil einteilig miteinander verbunden oder aus einem Stück gefertigt sein. Das gleiche gilt für den Zündspulensteckerkasten, der über ein Verbindungsteil mit dem Deckelteil verbunden sein kann und mit diesem in einem Stück zu einem Bauteil geformt ist. Durch die bekannte Zündka­ belleiste wird die Montage erleichtert und die Zündleitungen geschützt, insbesondere gegen die Gefahr von Marderverbiß usw. Allerdings beansprucht die Zündkabelleiste einen geeigneten Bauraum.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Stromversorgung von Zündhilfen raumsparend und betriebssicher zu gestalten.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.

Nach der Erfindung wird im Inneren des Zylinderkopfs ein Zünd­ kanal vorgesehen, der in Längsrichtung der Zylinderreihe ver­ läuft und eine Kontaktschiene enthält, über die die Zündhilfen mit der Spannungsquelle verbunden werden. Dadurch ist die Stromzufuhr zu den Zündhilfen, Glühkerzen oder Zündkerzen, ge­ schützt und raumsparend im Zylinderkopf integriert. Somit kön­ nen die Betätigungselemente, insbesondere elektromagnetische Aktuatoren, der Einlaßseite und die Betätigungselemente der Auslaßseite möglichst nah an die Längsmittelebene der Zylinder­ reihe gerückt werden, so daß sich ein schmal bauender Zylinder­ kopf ergibt.

Gleichzeitig kann die Kontaktschiene leicht montiert werden, indem alle Zündhilfen gleichzeitig kontaktiert werden, z. B. indem die Kontaktleiste nach dem Einsetzen der Zündhilfen durch Verschieben in Längsrichtung oder Drehen um die Längsachse mit den Kontaktköpfen der Zündhilfen in Verbindung gebracht wird. Die Raumausnutzung und Montagevereinfachung kann noch weiter verbessert werden, indem Zündspulen für die Zündkerzen an der Kontaktschiene angebracht oder in diese integriert werden.

Der erfindungsgemäße Zylinderkopf ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit elektromagnetischen Aktuatoren, die einen großen Querschnitt bzw. eine große Erstreckung in einer Richtung quer zur Längsrichtung der Zylinderreihe haben, da die Aktuatoren der Einlaßseite sehr nahe an die Aktuatoren der Auslaßseite heranrücken können. Hierbei wird der zwischen den Aktuatoren und den Zylindern freie Bauraum für den Zündkanal genutzt. Um das zu Verfügung stehende Bauvolumen gut auszunutzen, ist es zweckmäßig, Aktuatoren zu verwenden, deren Schließfeder und Öffnungsfeder beide auf der Zylinderseite des Aktuators ange­ ordnet sind. Dadurch liegen die im Durchmesser größeren Spulen und Anker in dem breiteren Teil des sich v-förmig erweiternden Raums zwischen den Gaswechselventilen, während der Raum zwi­ schen den Ventilführungen und den Federn für den Zündkanal der Zündhilfen und für Kühlkanäle genutzt werden kann.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe­ schreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche ent­ halten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkopfs mit drei Gaswechselventilen und zwei Zündhilfen je Zylin­ derkopf,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkopfs mit vier Gaswechselventilen und einer Zündhilfe je Zylin­ derkopf und

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine Zündhilfe.

Zur besseren Übersichtlichkeit sind die Wände und Kühlkanäle eines Zylinderkopfs 3 in Fig. 1 und Fig. 2 fortgelassen und nur die erfindungswesentlichen Teile dargestellt.

Zwei Zylinder 1 und 2 gehören zu einer Zylinderreihe, deren Längsrichtung mit 30 gekennzeichnet ist. Die Zylinder 1, 2 wer­ den von dem Zylinderkopf 3 abgedeckt, in dem Gaswechselventile 4-11 in Ventilführungen 34 axial verschiebbar geführt sind. Von den Gaswechselventilen 4-11 tragen die Auslaßventile die Zif­ fern 4-7, während die Einlaßventile mit 8-11 gekennzeichnet sind.

Die Ausführung nach Fig. 1 zeigt zwei Einlaßventile 8, 9 bzw. 10, 11 je Zylinder 1 bzw. 2 und ein Auslaßventil 4 bzw. 5 je Zylinder 1, 2. Die Einlaßventile 8-11 werden von elektromagne­ tischen Aktuatoren 16-19 betätigt, die von Öffnungsfedern 33 und Schließfedern 32 unterstützt werden. Die Öffnungsfeder 33 und die Schließfeder 32 sind nur in Verbindung mit dem Aktuator 16 dargestellt, jedoch haben alle übrigen Aktuatoren 12-19 ebenfalls entsprechende Schließfedern 32 und Öffnungsfedern 33. Die Schließfeder 32 und die Öffnungsfeder 33 liegen beide auf der den Zylindern 1 und 2 zugewandten Seiten der Aktuatoren 12-19, so daß in dem sich zu den Zylindern 1-2 v-förmig verengen­ den Bauraum zwischen den Einlaßventilen 8-11 einerseits und den Auslaßventilen 4-7 andererseits genügend Platz für einen Zünd­ kanal 20, 29 bleibt. In diesem ist eine Kontaktschiene 26 für Zündhilfen in Form von Zündkerzen 21-24 eingesetzt.

Die Ausführung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausfüh­ rung nach Fig. 1 dadurch, daß pro Zylinder 1, 2 vier Gaswech­ selventile je Zylinder 1, 2 vorgesehen sind, nämlich zwei Ein­ laßventile 8, 9 bzw. 10, 11 und zwei Auslaßventile 4, 6 bzw. 5, 7. Die zugehörigen Aktuatoren 12-19 besitzen einen im wesentli­ chen rechteckigen Querschnitt, dessen lange Seiten quer zur Längsrichtung 30 der Zylinderreihe 1, 2 ausgerichtet sind. Zwi­ schen den Aktuatoren 12-19 und den Zylindern 1, 2 ist ein Zünd­ kanal 29 angeordnet. Eine Längsmittelebene, zu der die Gaswech­ selventile 4-11 geneigt angeordnete sind, ist mit 35 angedeu­ tet.

In den Zündkanälen 20, 29 ist eine Kontaktschiene 26 vorgesehen (Fig. 3), über die die Verbindung zwischen den Zündkerzen 21-24 und eine nicht näher dargestellte Stromversorgung über eine Stromleitung 28 hergestellt wird. An der Kontaktschiene befe­ stigt bzw. in die Kontaktschiene 26 integriert sind eine oder mehrere Zündspulen 27, die unmittelbar mit einem Kontaktkopf 25 eines Zündkerzensteckers 31 kontaktiert sind. Um alle Zündker­ zen 21-24 gemeinsam zu kontaktieren, ist es zweckmäßig, daß die Kontaktschiene 26 nach der Montage der Zündkerzen 21-24 in Längsrichtung 30 verschoben oder um eine Längsachse gedreht werden kann bis die Kontakte schließen.

Claims (7)

1. Zylinderkopf für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit mehre­ ren, in Reihe angeordneten Zylindern, der Zündhilfen hat und dessen Gaswechselventile geneigt zu einer Längsmittelebene der Zylinderreihe stehen, dadurch gekennzeichnet, daß in ihn zwi­ schen den Gaswechselventilen (4-11) ein Zündkanal (20) mit ei­ ner Kontaktschiene (26) für die Zündhilfen (21-24) integriert ist, der in Längsrichtung (30) der Zylinderreihe (1, 2) ver­ läuft.

2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kontaktschiene (26) Zündspulen (27) für Zündkerzen (21-24) integriert sind.

3. Zylinderkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündspulen (27) unmittelbar mit Zündkerzensteckern (31) kontaktiert sind.

4. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß elektromagnetische Aktuatoren (12-19) die Gaswechselventile (4-11) betätigen und der Zündkanal (29) auf der den Zylindern (1, 2) zugewandten Seite der Aktuatoren (12-19) liegt.

5. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß jedem Aktuator (12-19) eine Schließ­ feder (32) und eine Öffnungsfeder (33) zugeordnet sind, die beide auf der Zylinderseite des Aktuators (12-19) angeordnet sind.

6. Zylinderkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuatoren (12-19) einen im Wesentlichen rechteckigen Quer­ schnitt haben, dessen lange Seiten quer zur Längsrichtung (30) verlaufen.

7. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kontaktschiene (26) durch Ver­ schieben in Längsrichtung (30) oder durch Drehen um eine Längs­ achse mit den Kontaktköpfen (25) der Zündhilfen (21-24) kontak­ tiert werden.