DE3831333A1 - Mehrzylinder-brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mehrzylinder-Brenn­ kraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Brennkraftmaschine dieser Art (DE-OS 32 43 013) wechseln sich die Einlaß- und Auslaßventil­ reihen ab, d. h. quer zur Längsrichtung der Maschine folgt auf eine Auslaßventilreihe eine Einlaßventilreihe, dann wieder eine Auslaßventilreihe und schließlich noch eine Einlaßventilreihe. Es sind zwei Nockenwellen, eine Ein­ laßnockenwelle und eine Auslaßnockenwelle vorgesehen, die über den äußeren Ventilreihen liegen und jeweils die Ventile der äußeren Ventilreihe und die Ventile der nicht benachbarten inneren Ventilreihe betätigen. Die Ventile der inneren Ventilreihen sind dabei zwangsläufig stark gegenüber den Längsmittelachsen der zugehörigen Zylinder geneigt, wodurch sich eine Brennraumform ergibt, die keine hohe Verdichtung zuläßt bzw. zur Erzielung einer hohen Ver­ dichtung Kolben mit schrägem Kolbenboden erfordert. Darüber hinaus haben die Brennräume der ersten Zylinderreihe eine andere Form als die Brennräume der zweiten Zylinderreihe, da die Einlaß- und Auslaßventile in aller Regel unter­ schiedliche Durchmesser haben. Da außerdem die Länge der Einlaß- und Auslaßkanäle der beiden Zylinderreihen unter­ schiedlich ist, ist nicht sichergestellt, daß in jedem Zylinder die gleichen Füllungs- und Verbrennungsver­ hältnisse vorliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsge­ mäße Brennkraftmaschine zu schaffen, bei der für alle Zylinder ein kompakter Brennraum gleicher Form und für die Einlaßkanäle sowie für die Auslaßkanäle beider Zylinder­ reihen jeweils eine identische Kanalführung verwirklicht werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine wird durch die vorgeschlagene Anordnung der Einlaß- und Auslaßkanal­ reihen und die Betätigung der Ventile durch zwei Auslaß­ nockenwellen und eine Einlaßnockenwelle eine identische Ausbildung der Brennräume sowie der Einlaß- und Auslaß­ kanäle der Zylinder beider Zylinderreihen erreicht, womit eine gleichmäßige Füllung und ein identischer Verbrennungs­ ablauf für alle Zylinder gewährleistet ist. Die Einlaß- und Auslaßventile jedes Zylinders brauchen keine größere Schrägstellung zu haben als bei einer Brennkraftmaschine mit einer Zylinderreihe, so daß ein kompakter Brennraum verwirklicht werden kann. Dadurch, daß die Auslaßkanäle jeder Zylinderreihe nach außen zur benachbarten Seite des Zylinderkopfes geführt sind, wird die Aufheizung der Ladung so gering wie möglich gehalten. Andererseits ergibt der S-förmige Verlauf der Einlaßkanäle bereits eine relativ große Länge innerhalb des Zylinderkopfes und dadurch ein hohes Drehmoment im unteren Drehzahlbereich.

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine kann ein Einlaß­ ventil, jedoch auch zwei oder drei Einlaßventile pro Zylinder erhalten. Bevorzugt ist eine Ausführung mit zwei Einlaßventilen und zwei Auslaßventilen pro Zylinder, wobei die Einlaßkanäle jedes Zylinders von einem Sammeleinlaß­ kanal abgezweigt sind, der an der Verzweigungsstelle eine Führungsrippe aufweist, die von einer Bohrung für eine Zylinderkopfschraube durchsetzt ist. Durch diese Ausbildung wird eine Verengung des Einlaßkanals durch die Anordnung der Zylinderkopfschraube weitgehend vermieden.

Die in der Symmetrieebene des Zylinderkopfes zwischen den Zylinderreihen angeordnete Einlaß-Nockenwelle überdeckt den Bereich des Zylinderkopfes, in welchem normalerweise Zylin­ derkopfschrauben vorgesehen sind. Um trotzdem eine Demontage des Zylinderkopfes zu ermöglichen, ohne die Ein­ laß-Nockenwelle vorher ausbauen zu müssen, können die Zylinderkopfschrauben abwechselnd auf der einen und der anderen Seite der Einlaß-Nockenwelle jeweils in den senkrecht zur Symmetrieebene des Zylinderkopfes durch die Zylinder-Mittelachsen gelegten Ebenen angeordnet sein. Diese Anordnung ergibt den zusätzlichen Vorteil, daß jede Zylinderbohrung von fünf Zylinderkopfschrauben umgeben ist, im Gegensatz zu der üblichen Verschraubung mit vier Zylin­ derkopfschrauben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, angewandt auf eine Brennkraftmaschine mit zwei Einlaß- und zwei Auslaßven­ tilen pro Zylinder, wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht eines Abschnittes eines Zylinderkopfes einer Mehrzylinder-Brenn­ kraftmaschine, und

Fig. 2 einen Schnitt entlang Linie 2-2 in Fig. 1.

Bei der in den Zeichnungen dargestellten Mehrzylinder- Brennkraftmaschine sind die Zylinder in zwei Reihen ange­ ordnet, wobei die Zylinder 1 der einen Reihe zu den Zylin­ dern 2 der anderen Reihe auf Lücke stehen und die Längs­ mittelachsen der Zylinder der einen Reihe mit den Längs­ mittelachsen der Zylinder der anderen Reihe einen Winkel einschließen, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Der Zylinderkopf 3 enthält für jeden Zylinder 1 der ersten Zylinderreihe zwei Einlaßkanäle 4, die jeweils von einem Sammeleinlaßkanal 5 ausgehen und in Einlaßöffnungen 6 münden, die von Einlaßventilen 7 beherrscht sind. Jedem Zylinder 1 der ersten Zylinderreihe sind außerdem zwei Auslaßkanäle 8 zugeordnet, die sich zu einem Sammelaus­ laßkanal 9 vereinigen und von Auslaßöffnungen 10 ausgehen, die von Auslaßventilen 11 beherrscht sind. In entsprechen­ der Weise sind für die Zylinder 2 der zweiten Zylinderreihe jeweils von einem Sammeleinlaßkanal 5′ abzweigende Einlaß­ kanäle 4′ vorgesehen, die in Einlaßöffnungen 6′ münden, welche von Einlaßventilen 7′ beherrscht sind, sowie Auslaß­ kanäle 8′, die in Auslaßsammelkanäle 9′ münden und von Aus­ laßöffnungen 10′ ausgehen, welche von Auslaßventilen 11′ beherrscht sind.

Die Einlaßventile 7, 7′ und die Auslaßventile 11, 11′ aller Zylinder 1, 2 sind jeweils in zwei sich in Längsrichtung der Maschine erstreckende Einlaßventilreihen A und B und Auslaßventilreihen C und D angeordnet. Die Einlaßventil­ reihen A, B liegen zu beiden Seiten und nahe der zwischen den Zylinderreihen verlaufenden Symmetrieebene S, während die Auslaßventilreihen C, D außen angeordnet sind. Für die Einlaßventile 7, 7′ ist in der genannten Symmetrieebene S eine gemeinsame Einlaßnockenwelle 12 angeordnet, während für jede Auslaßventilreihe C, D eine eigene Auslaßnocken­ welle 13 bzw. 14 vorgesehen ist. Die den Auslaßventilen 11 bzw. 11′ zugeordneten Auslaßkanäle 8 bzw. 8′ sind, wie ins­ besondere aus Fig. 2 ersichtlich, jeweils zu den benach­ barten Seiten 15 bzw. 16 des Zylinderkopfes 3 geführt. Die den Einlaßventilen 7, 7′ zugeordneten Einlaßkanäle 4, 4′ bzw. deren Sammeleinlaßkanäle 5, 5′ gehen von einer die Drehachsen der Nockenwellen 12, 13, 14 einschließenden Ebene 17 aus und sind, wie aus Fig. 2 ersichtlich, zu beiden Seiten um die Einlaßnockenwelle 12 herumgeführt. Dabei gehen die Einlaßkanäle 4, die den Einlaßventilen 7 rechts von der Symmetrieebene S liegenden Ventilreihe zu­ geordnet sind, von einer links von der Symmetrieebene S liegenden Stelle aus und die Einlaßkanäle 4′, die den Ein­ laßventilen 7′ der links von der Symmetrieebene S liegen­ den Ventilreihe zugeordnet sind, gehen von einer rechts von der Symmetrieebene S liegenden Stelle der genannten Ebene 17 aus.

Durch die Anordnung zweier außenliegender Auslaßnocken­ wellen und einer beiden Zylinderreihen gemeinsamen Einlaß­ nockenwelle in der Symmetrieebene des Zylinderkopfes er­ gibt sich zusammen mit der dargestellten Führung der Ein­ laß- und Auslaßkanäle für die Zylinder beider Zylinder­ reihen eine identische Brennraumform und ein möglichst kompakter Brennraum sowie eine identische Gestaltung der Einlaß- und Auslaßkanäle, womit gewährleistet ist, daß in allen Zylindern die gleichen Füllungs- und Verbrennungs­ verhältnisse vorliegen.

Zur Befestigung des Zylinderkopfes 3 am Zylinderblock dienen in üblicher Weise Zylinderkopfschrauben. Um den Zylinderkopf zumindest ohne Ausbau der Einlaßnockenwelle 12 montieren und demontieren zu können, sind die betreffenden Zylinderkopfschrauben 18 abwechselnd auf der einen und auf der anderen Seite der Einlaßnockenwelle 12 angeordnet, und zwar jeweils in einer senkrecht zur Längsmittelachse der Maschine durch eine Zylinder-Mittelachse M gelegten Ebene. Diese Zylinderkopfschrauben 18 durchdringen jeweils eine Bohrung 19 in einer Führungsrippe 20, welche den Sammel­ einlaßkanal 5 in die beiden Einzeleinlaßkanäle 4 unter­ teilt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind neben den Zylinder­ kopfschrauben 18 weitere Zylinderkopfschrauben 21 im Be­ reiche der Auslaß-Nockenwellen 13, 14 vorgesehen, wobei durch die zickzackförmige Anordnung der Zylinderkopf­ schrauben 18 jede Zylinderbohrung 1, 2 von fünf Zylinder­ kopfschrauben umgeben ist, nämlich drei Zylinderkopf­ schrauben 18 und zwei Zylinderkopfschrauben 21, im Gegen­ satz zu der üblichen Verschraubung mit vier Zyxlinderkopf­ schrauben pro Zylinderbohrung.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind die Auslaßventile der einen Zylinderreihe parallel zu den Einlaßventilen der anderen Zylinderreihe, d.h. die Auslaßventile 11 sind parallel zu den Einlaßventilen 7′ und die Einlaßventile 7 sind parallel zu den Auslaßventilen 11′. Dies hat den Vorteil, daß die Ventilführung und der Ventilsitz der Ventile 7 und 11′ bzw. 11 und 7′ gemeinsam bearbeitet werden können.

Die Ventile 7, 11 und 7′, 11′ werden von den Nocken der zugehörigen Nockenwellen 12, 13 und 14 in üblicher Weise über Tassenstößel 22 betätigt. Mit 23 sind jedem Zylinder zugeordnete Zündkerzen bezeichnet.

Claims (4)

1. Mehrzylinder-Brennkraftmaschine, deren Zylinder (1 bzw. 2 in zwei Reihen angeordnet sind, wobei die Zylinder (1) der einen Reihe zu den Zylindern (2) der anderen Reihe auf Lücke stehen und die Längsmittelachsen der Zylinder (1) der einen Reihe mit den Längsmittelachsen der Zylin­ der (2) der anderen Reihe einen Winkel einschließen

• - mit einem Zylinderkopf (3), der für jeden Zylinder mindestens ein Einlaßventil (7, 7′) und mindestens ein Auslaßventil (11, 11′) aufweist, die von Nocken­ wellen (12, 13, 14) direkt über Tassenstößel (22) be­ tätigt sind, wobei die Einlaß- und Auslaßventile (7, 7′, 11, 11′) aller Zylinder (1, 2) jeweils in zwei sich in Längsrichtung der Maschine erstreckenden Ein­ laß- bzw. Auslaßventilreihen (A, B, C, D) angeordnet sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
• a) die Einlaßventilreihen (A, B) liegen zu beiden Seiten und nahe der zwischen den Zylinderreihen verlaufenden Symmetrieebene (S), während die Auslaßventilreihen (C, D) außen angeordnet sind,
• b) für die beiden Einlaßventilreihen (A, B) ist eine ge­ meinsame Einlaßnockenwelle (12) in der genannten Symme­ trieebene (S) und für jede Auslaßventile (C, D) ist eine eigene Auslaßnockenwelle (13, 14) angeordnet,
• c) die den Auslaßventilen (11, 11′) zugeordneten Auslaß­ kanäle (8, 8′) sind jeweils zu der benachbarten Seite (15, 16) des Zylinderkopfes (3) geführt, und
• d) die den Einlaßventilen (7, 7′) zugeordneten Einlaß­ kanäle (4, 4′) gehen von einer die Drehachsen der Nockenwellen (12, 13, 14) einschließenden Ebene (17) des Zylinderkopfes (3) aus und sind zu beiden Seiten um die Einlaß-Nockenwelle (12) herumgeführt, wobei die den Einlaßventilen (7) der rechts von der Symmetrie­ ebene (S) liegenden Ventilreihe (A) zugeordneten Ein­ laßkanäle (4) von einer links von der Symmetrieebene (S) liegenden Stelle der genannten Ebene (17) und die den Einlaßventilen (7′) der links von der genannten Ebene (S) liegenden Ventilreihe (B) zugeordneten Einlaßkanäle (4′) von einer rechts von der Symmetrieebene (S) liegen­ den Stelle der genannten Ebene (17) ausgehen.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei Einlaßventile pro Zylinder vorge­ sehen sind, und daß die Einlaßkanäle (4 bzw. 4′) jedes Zylinders (1 bzw. 2) von einem Sammeleinlaßkanal (5 bzw. 5′) abgezweigt sind, der an der Verzweigungs­ stelle eine Führungsrippe (20) aufweist, die von einer Bohrung (19) für eine Zylinderkopfschraube (18) durch­ setzt ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd auf der einen und auf der anderen Seite der Einlaßnockenwelle (12) Zylinder­ kopfschrauben (18) jeweils in den senkrecht zur Symmetrieebene (S) durch die Zylinder-Mittelachsen gelegten Ebenen (M) angeordnet sind.

4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßventile (7 bzw. 7′) der einen Zylinderreihe parallel zu den Auslaß­ ventilen (11 bzw. 11′) der anderen Zylinderreihe an­ geordnet sind.