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WO2014056578A1 - Zylinderkopfeinrichtung für eine verbrennungskraftmaschine sowie verbrennungskraftmaschine mit einer solchen zylinderkopfeinrichtung - Google Patents

Zylinderkopfeinrichtung für eine verbrennungskraftmaschine sowie verbrennungskraftmaschine mit einer solchen zylinderkopfeinrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2014056578A1
WO2014056578A1 PCT/EP2013/002891 EP2013002891W WO2014056578A1 WO 2014056578 A1 WO2014056578 A1 WO 2014056578A1 EP 2013002891 W EP2013002891 W EP 2013002891W WO 2014056578 A1 WO2014056578 A1 WO 2014056578A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cylinder head
lubricant
head device
line
line region
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/002891
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen HÄFNER
Cecile Jecker
Original Assignee
Daimler Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler Ag filed Critical Daimler Ag
Priority to US14/433,462 priority Critical patent/US10087879B2/en
Priority to JP2015536008A priority patent/JP6097400B2/ja
Priority to CN201380053011.XA priority patent/CN104718368B/zh
Priority to EP13771392.1A priority patent/EP2906805B1/de
Publication of WO2014056578A1 publication Critical patent/WO2014056578A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24—Cylinder heads
    • F02F1/26—Cylinder heads having cooling means
    • F02F1/36—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/38—Cylinder heads having cooling means for liquid cooling the cylinder heads being of overhead valve type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02—Valve drive
    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
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    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047—Camshafts
    • F01L1/053—Camshafts overhead type
    • F01L2001/0537—Double overhead camshafts [DOHC]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit

Definitions

  • Cylinder head device for an internal combustion engine as well
  • the invention relates to a cylinder head device for an internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1 and to an internal combustion engine with such a cylinder head device.
  • the cylinder head device comprises a cylinder head, which has at least one arranged on an inlet side of the cylinder head, first receiving area for at least one cylinder head to be stored on the first camshaft.
  • the cylinder head also has at least one second receiving area arranged on an exhaust side of the cylinder head facing away from the inlet side for at least one second camshaft to be supported on the cylinder head.
  • the camshafts serve to actuate
  • Gas exchange valves which the inflow and outflow of gas in and out
  • the cylinders are formed for example by a crankcase of the engine designed as a reciprocating internal combustion engine, wherein the cylinder head is connectable or connected to the crankcase.
  • Such a cylinder head device can be found, for example, in DE 10 2009 020 100 A1 as known. Your cylinder head has a sealing surface over which the
  • Cylinder head with a cylinder head cover is connectable. Furthermore, the cylinder head has respective sealing flange surfaces, via which an exhaust gas module and an intake module can be connected to the cylinder head. It is provided that the sealing surface is integrated into the respective Dichtflansch configuration. It has been found that in the case of conventional cylinder head devices, the supply of lubricant to at least one element can be realized only with great difficulty. To guide the lubricant, in particular lubricating oil, to the corresponding, to be supplied with the lubricant element complex wiring and a plurality of line elements may be provided, resulting in a high space requirement, high weight and high cost of the cylinder head device result.
  • Such an element to be supplied with lubricant may be
  • the element may be a phase adjustment device, by means of which a phase adjustment of at least one of the camshafts relative to a crankshaft of the internal combustion engine can be carried out.
  • phase adjustment device is known for example from DE 10 2008 031 976 A1.
  • the phase adjustment can be hydraulically actuated
  • Hydraulic fluid can be supplied and thereby actuated.
  • the supply of such a phase adjustment with lubricant has proven to be particularly costly.
  • DE 697 07 213 T2 discloses such a phase adjustment, which is very expensive to supply with lubricant as hydraulic fluid.
  • An element of the cylinder head device which is to be supplied with lubricant can also be at least one valve play compensation element, by means of which a valve clearance of at least one of the gas exchange valves can be compensated. Also the
  • Receiving areas are at least partially separated from each other, wherein in the intermediate wall at least one conduit element extends, via which at least one element of the cylinder head device can be supplied with lubricant.
  • the lubricant With a very small line length, with only a very small number of parts and thus particularly cost and weight favorable to the lubricant to
  • the conduit element in the intermediate wall can thus have a central
  • the line element is coupled for example with a lubricant circuit of the internal combustion engine, so that the lubricant in the
  • Conduit element can flow in a simple manner.
  • Conduit element fluidly connected channel provided over which the
  • Lubricant is fed to the element.
  • lubricant can thus be branched off from the line element in a cost-effective and space-saving manner and guided to the element, ie transferred to the element.
  • This is also a particularly needs-based supply of the element or of several, with Lubricant to be supplied elements of the cylinder head device possible, since the lubricant from the line member at at least substantially arbitrary points of the line element us thus branched off as needed and the element can be fed.
  • This also makes it possible to supply the element with only a very small line length with the lubricant. This allows the
  • the conduit element in the intermediate wall is produced, for example, by at least one bore and / or during casting of the cylinder head by means of at least one core element.
  • the line element can also be produced in other ways.
  • the transfer element at least partially surrounds one of the camshafts, which is mounted on the cylinder head, wherein the channel of the transfer element fluidly with at least one in the
  • Camshaft extending, second channel is fluidly connected, and wherein via the second channel, the lubricant is supplied to the element.
  • Lubricants are supplied in a particularly simple manner in the radial direction of the camshaft or its second channel. Such a radial feed of the
  • Lubricant keeps the axial space requirement of the cylinder head device low, since a complex, axial supply of the lubricant can be avoided.
  • the supply of such a phase adjustment with lubricant is particularly complex, complex and costly.
  • phase adjustment device can be supplied via the second channel of the camshaft with the lubricant, by means of which the phase adjustment device can be actuated.
  • Lubricant to be supplied element as formed by means of the lubricant and thus hydraulically actuated valve lash adjuster for compensating a valve clearance of at least one gas exchange valve Conventionally, the supply of such a valve clearance compensation element is only very complex feasible with high line lengths. This problem can in the inventive
  • Cylinder head device can be avoided due to the supply of the valve lash adjuster via the running in the intermediate wall line member.
  • the conduit element is designed as a riser conduit at least in a partial region, which has a first conduit region and a fluid conduit which adjoins the first conduit region and is fluidic with the first conduit region
  • the first line region extends with respect to a flow direction of the lubricant through the riser (line member) in the vertical direction of the cylinder head device from bottom to top. Furthermore, the first line region opens into the second line region.
  • the second Line region extends from top to bottom with respect to the flow direction of the lubricant in the vertical direction of the cylinder head.
  • any air present in the lubricant can collect in an upper region of the riser, escape from the lubricant and be discharged, for example.
  • advantageous embodiment of the invention branches from the second
  • Line region from at least a third line region of the line element, via which the valve lash adjuster element, the lubricant is supplied. Since the lubricant is supplied to the third line region via the second line region, the second line region can, in particular, be deactivated when the second line region is deactivated
  • Combustion engine act as a collection volume, in which a
  • lubricant retention volume When deactivating the internal combustion engine, lubricant can then flow from the second line region acting as collecting volume into the third line region and on to the valve lash adjuster element, so that the lash adjuster element can not idle with lubricant.
  • a particularly large collection volume for lubricant is through the second
  • Collection volume can be used.
  • the second line region opens into the third line region.
  • a particularly large lubricant storage volume can be realized.
  • the invention also includes an internal combustion engine for a motor vehicle, in particular a passenger car, with an inventive
  • Cylinder head assembly Due to the fact that the at least one element of the cylinder head device can be supplied with lubricant via the line element running in the intermediate wall, the number of supply lines in the cylinder head device and / or in a control housing cover of the internal combustion engine can be particularly high be kept low. As a result, a particularly small space requirement, a particularly low weight and low cost of the internal combustion engine can be realized. Furthermore, lubricant transfer points to the control housing cover and lubricant supply holes and lubricant transfer devices can be omitted, which benefits the small space requirement and the low cost.
  • FIG. 1 shows a detail of a schematic sectional view of a cylinder head of a cylinder head device for an internal combustion engine, with two opposite receiving areas for a respective
  • Camshaft wherein the receiving areas are separated by an intermediate wall, and wherein in the intermediate wall, a conduit element extends, via which a plurality of elements of the
  • Cylinder head device can be supplied with lubricant
  • Fig. 2 is a fragmentary, schematic longitudinal sectional view of
  • FIG. 3 a detail of a further schematic sectional view of the
  • FIG. 4 a detail of a schematic longitudinal sectional view of the
  • Fig. 1 shows a cylinder head 10 of a designated as a whole with 12 cylinder head device for a trained as a reciprocating internal combustion engine internal combustion engine of a motor vehicle, in particular a
  • the internal combustion engine comprises an unrecognizable in Fig. 1
  • Cylinder crankcase with a plurality of combustion chambers in the form of cylinders, in which in a fired operation of the internal combustion engine
  • the cylinder head 10 has an inlet side 14, which is also referred to as suction side or suction side. On the inlet side 14 are inlet channels of the
  • Cylinder head 10 is provided, via which a gas, for example air or an air-fuel mixture, can flow into the cylinder.
  • a gas for example air or an air-fuel mixture
  • the inlet channels are fluidly connected to the cylinders.
  • Camshaft in the form of an intake camshaft 18 is provided.
  • the intake camshaft 18 is arranged in the first receiving area 16 and over in the first
  • Cylinder head 10 rotatably mounted about an axis of rotation relative to the cylinder head.
  • the axis of rotation extends in an indicated by a direction arrow 20 longitudinal direction of the cylinder head device 12, wherein the longitudinal direction of the cylinder head device 12 with the longitudinal direction of the crankcase and the entire
  • a direction arrow 22 and a high direction of the cylinder head device 12 and the internal combustion engine is indicated as a whole. Further, a directional arrow 24 indicates the transverse direction of the
  • the cylinder head 10 also has an outlet side 26 facing away from the inlet side 14, which is usually also referred to as exhaust side and the inlet side 14 opposite.
  • respective outlet channels of the cylinder head 10 are provided, which are fluidically connected to the cylinders and via which exhaust gas formed during the fired operation can flow out of the cylinders.
  • a second receiving area 28 is also provided for a second camshaft in the form of an exhaust camshaft 30.
  • the exhaust camshaft 30 is in arranged second receiving area 28 and rotatably mounted on provided in the second receiving portion 28, not visible in Fig. 1 bearing points on the cylinder head 10 about an axis of rotation relative to the cylinder head 10. This axis of rotation extends in the longitudinal direction of the cylinder head 10th
  • the intake camshaft 18 serves to actuate gas exchange valves in the form of intake valves which control the flow of gas through the intake ports into the cylinders. Accordingly, the exhaust camshaft 30 serves to control
  • Gas exchange valves in the form of exhaust valves which control the outflow of exhaust gas from the cylinders.
  • the intake camshaft 18 and the exhaust camshaft 30, which are collectively referred to as camshafts, are driven by a crankshaft of the internal combustion engine via a drive, for example via a belt or chain drive.
  • Receiving areas 16, 28 an intermediate wall in the form of a central web 32 of the cylinder head 10 is arranged, which - related to the transverse direction of the
  • Cylinder head 10 - is arranged at least substantially in the center of the cylinder head 10.
  • the receiving regions 16, 28 are separated from one another at least in regions, in particular fluidically, with respect to the longitudinal direction.
  • At least one line element 34 extends in the middle web 32 (intermediate wall), which is provided with a lubricant circuit through which a lubricant, in particular lubricating oil, can flow
  • the line element 34 can be flowed through by the lubricant. Via the line element 34, a plurality of elements of the cylinder head device 12 can be supplied with lubricant.
  • the line element 34 is designed as a riser 36 at least in a partial area and has a first line area 38 and a second line area 40 adjoining the first line area 38 and fluidically connected to the first line area 38.
  • the first line region 38 opens into the second line region 40.
  • the second line region 40 immediately adjoins the first line region 38.
  • the first line region 38 extends in the vertical direction (directional arrow 32) of the lubricant through the riser line 36 relative to a flow direction of the lubricant
  • Cylinder head 10 from bottom to top, so that thereby the lubricant is guided by means of the first line portion 36 from bottom to top.
  • the second conduit portion 40 extends with respect to
  • the first line region 38 extends obliquely to the vertical direction and encloses an acute angle with the latter, while the second line region 40 extends at least substantially in the vertical direction.
  • the lubricant flows in a high, in particular the uppermost, region 42 from the first conduit region 38 to the second conduit region 40, so that the air possibly in the lubricant flows in the area 42 upwards and can flow out of the lubricant.
  • Lubricant in the vertical direction from bottom to top leads to line member 34.
  • transfer elements 44, 46 of the cylinder head device 12 can be seen.
  • the transfer elements 44, 46 are formed separately from the cylinder head 10 and have - as can be seen in particular from FIGS. 2 and 4 - a respective first channel 48, which is fluidically connected to the line element 34. As a result, the lubricant can flow from the line element 34 into the first channel 48.
  • the transfer elements 44, 46 are sealed against the cylinder head 10 by means of a respective sealing element 50.
  • the transfer elements 44, 46 completely surround the respective camshafts on the outer peripheral side in the circumferential direction. In other words, the transfer elements 44, 46 have a respective passage opening, which is penetrated by the respective camshaft.
  • the camshafts have a respective, second channel 52, which has respective ones
  • Fig. 4 is as one of the supplied with the lubricant elements a
  • Phase Verstellelie 56 recognizable, wherein the phase adjustment device 56 is actuated by means of the lubricant. Control times of the gas exchange valves associated with the corresponding camshaft can be set by means of the phase-adjusting device, in which phase adjustment of the corresponding camshaft relative to the crankshaft can be carried out.
  • the second channel 52 flowing through the lubricant can
  • Phase Verstellel 56 are supplied via further through-holes 58 of the corresponding camshaft (intake camshaft 18 and / or exhaust camshaft 30) and thereby actuated.
  • the phase adjusting device 56 is thus connected via the conduit member 34 from within the receiving areas 16, 28, i. in the transverse direction of an area between the receiving areas 16, 28 and thus particularly simple, space and cost supplied with the lubricant.
  • Lubricant the phase adjusting 56 are supplied with only a very small line length.
  • phase adjusting device 56 the lubricant in the radial direction of the camshaft and not be supplied in the axial direction. This keeps the axial space requirement of the cylinder head device 12 particularly low. Furthermore, to realize this radial supply of the lubricant for
  • Camshaft on the cylinder head 10 is not required.
  • the radial supply of the lubricant to the camshaft and to the phase-shifting device 56 in the radial direction can also be realized without slide bearings. This makes it possible for the Camshaft bearings by means of a rolling bearing particularly low friction on the cylinder head 10.
  • a rolling bearing 60 of the rolling bearing can be seen, which is presently designed as a ball bearing and via which the corresponding camshaft
  • Valve play compensation elements 64 are provided, by means of which a respective, possible valve clearance of the respective gas exchange valves can be compensated.
  • Valve clearance compensation elements 64 are actuated by means of the lubricant and thus hydraulically. Via the line element 34, the lubricant can also be supplied to the valve clearance compensation elements 64 in a particularly simple manner. As in
  • a third line region 66 of the line element branches off from the second line region 40, the third one branching off
  • Line region 66 extends at least substantially in the transverse direction.
  • Valve lash adjusters 64 are directed on the inlet side 14.
  • the lines 68, 70 can thus via only one channel in the form of the third line region 66, which is formed for example as a throttle bore, to the
  • Lubricant supply be connected and thus be supplied in a particularly simple manner with a very short line length with lubricant. Since the third line region 66 is formed for example by a bore, this is fluidly blocked to one side with a plug 72, so that an undesirable
  • the third line region 66 is arranged in an end region 74 of the second line region 40.
  • the second line region 40 opens into the third line region 66, wherein the third line region 66 is arranged in the vertical direction at a lowest point of the second line region 40.
  • a part 76 of the second line region 40 arranged above the third line region 66 in the vertical direction can be used as collecting volume for the lubricant. If the activated internal combustion engine is deactivated, so that the lubricant is no longer conveyed, then lubricant from the collecting volume can run to the lines 68, 70 and via this to the valve lash adjusters 64, so that the valve lash adjusters 64 are emptied of
  • Lubricant can be avoided.
  • An element of the cylinder head device 12 that is to be supplied with lubricant may also be at least one lubrication point, which may be connected to the
  • Lubricate lubricant for example.
  • this may be at least one bearing point on which the intake camshaft 18 or the exhaust camshaft 30 is mounted on the cylinder head 10.
  • a lubrication point or bearing point can be supplied via the running in the central web 32 line member 34 in a particularly simple manner with the lubricant, in particular lubricating oil.
  • the cylinder head 10 has a first sealing flange surface 78, which is arranged on the inlet side 14 and via which the cylinder head 10 can be connected to a suction element in the form of an intake module.
  • the intake module in its connected to the cylinder head 10 state fluidly with the
  • Inlet channels are connected so that via the intake module in the inlet channels of the internal combustion engine sucked air can flow into the respective cylinder.
  • the cylinder head 10 further has at least one second sealing flange surface 80, which is arranged on the outlet side 26 and via which the cylinder head 10 with an exhaust gas element in the form of an exhaust module, for example in the form of a
  • Exhaust manifold connectable.
  • the exhaust element is fluidly connected in its connected to the cylinder head 10 state with the exhaust ports, so that the exhaust gas from the cylinder and via the exhaust passages into the exhaust element and can be led away by means of the exhaust element of the internal combustion engine.
  • a sealing surface for connecting the cylinder head 10 with a cylinder head cover element is now integrated.
  • the cylinder head cover element can be integrated into the intake element and / or into the exhaust element, for example in the form of a cylinder head cover. In other words, this allows the exhaust element and / or the intake take over the function of the cylinder head cover.
  • a separate cylinder head cover can be omitted.
  • the sealing flange surfaces 78, 80 extend obliquely to the vertical direction of the cylinder head 10 and extend in the vertical direction from bottom to top towards each other.
  • This embodiment of the sealing flange surfaces 78, 80 a particularly simple assembly of the intake and the exhaust element is created.
  • the cylinder head 10 characterized in its front view at least in

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfeinrichtung (12) für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Zylinderkopf (10) mit wenigstens einem auf einer Einlassseite (14) des Zylinderkopfes (10) angeordneten, ersten Aufnahmebereich (16) für wenigstens eine am Zylinderkopf (10) zu lagernde, erste Nockenwelle (18), und mit wenigstens einem auf einer der Einlassseite (14) abgewandten Auslassseite (26) des Zylinderkopfes (10) angeordneten, zweiten Aufnahmebereich (28) für wenigstens eine am Zylinderkopf (10) zu lagernde, zweite Nockenwelle (30),wobei die Aufnahmebereiche (16, 28) mittels wenigstens einer zumindest bereichsweise zwischen den Aufnahmebereichen (16, 28) angeordneten Zwischenwandung (32) des Zylinderkopfes (10) zumindest bereichsweise voneinander getrennt sind, wobei in der Zwischenwandung (32) zumindest ein Leitungselement (34) verläuft, über welche wenigstens ein Element (56, 64) der Zylinderkopfeinrichtung (12) mit Schmiermittel versorgbar ist.

Description

Zylinderkopfeinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine sowie
Verbrennungskraftmaschine mit einer solchen Zylinderkopfeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfeinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Verbrennungskraftmaschine mit einer solchen Zylinderkopfeinrichtung.
Derartige Zylinderkopfeinrichtungen für Verbrennungskraftmaschinen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik hinlänglich bekannt. Die Zylinderkopfeinrichtung umfasst einen Zylinderkopf, welcher wenigstens einen auf einer Einlassseite des Zylinderkopfes angeordneten, ersten Aufnahmebereich für wenigstens eine am Zylinderkopf zu lagernder, erste Nockenwelle aufweist. Der Zylinderkopf weist ferner wenigstens einen auf einer der Einlassseite abgewandten Auslassseite des Zylinderkopfes angeordneten, zweiten Aufnahmebereich für wenigstens eine am Zylinderkopf zu lagernde, zweite Nockenwelle auf. Die Nockenwellen dienen dabei zum Betätigen von
Gaswechselventilen, welche das Ein- und Ausströmen von Gas in und aus
korrespondierenden Brennräumen, insbesondere Zylindern, der
Verbrennungskraftmaschine steuern.
Die Zylinder sind beispielsweise durch ein Kurbelgehäuse der als Hubkolben- Verbrennungskraftmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine gebildet, wobei der Zylinderkopf mit dem Kurbelgehäuse verbindbar bzw. verbunden ist.
Eine solche Zylinderkopfeinrichtung ist beispielsweise der DE 10 2009 020 100 A1 als bekannt zu entnehmen. Ihr Zylinderkopf weist eine Dichtfläche auf, über die der
Zylinderkopf mit einer Zylinderkopfhaube verbindbar ist. Ferner weist der Zylinderkopf jeweilige Dichtflanschflächen auf, über welche ein Abgasmodul und ein Ansaugmodul mit dem Zylinderkopf verbindbar sind. Dabei ist vorgesehen, dass die Dichtfläche in die jeweilige Dichtflanschfläche integriert ist. Es hat sich gezeigt, dass bei herkömmlichen Zylinderkopfeinrichtungen die Versorgung von wenigstens einem Element mit Schmiermittel nur sehr aufwändig realisierbar ist. Zum Führen des Schmiermittels, insbesondere Schmieröls, zum entsprechenden, mit dem Schmiermittel zu versorgenden Element können aufwändige Leitungsführungen sowie eine Vielzahl von Leitungselementen vorgesehen sein, woraus ein hoher Bauraumbedarf, ein hohes Gewicht sowie hohe Kosten der Zylinderkopfeinrichtung resultieren.
Bei einem solchen, mit Schmiermittel zu versorgenden Element kann es sich
beispielsweise um eine Lagerstelle handeln, an der eine der Nockenwellen gelagert ist. Ebenso kann es sich bei dem Element um eine Phasenverstelleinrichtung handeln, mittels welcher eine Phasenverstellung wenigstens einer der Nockenwellen relativ zu einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine durchführbar ist.
Eine solche Phasenverstelleinrichtung ist beispielsweise aus der DE 10 2008 031 976 A1 bekannt. Die Phasenverstelleinrichtung kann als hydraulisch betätigbare
Phasenverstelleinrichtung ausgebildet sein, welche mit dem Schmiermittel als
Hydraulikflüssigkeit versorgbar und dadurch betätigbar ist. Die Versorgung einer solchen Phasenverstelleinrichtung mit Schmiermittel hat sich als besonders aufwändig erwiesen. Auch die DE 697 07 213 T2 offenbart eine solche Phasenverstelleinrichtung, welche nur sehr aufwändig mit Schmiermittel als Hydraulikflüssigkeit zu versorgen ist.
Bei einem mit Schmiermittel zu versorgenden Element der Zylinderkopfeinrichtung kann es sich auch um wenigstens ein Ventilspielausgleichselement handeln, mittels welchem ein Ventilspiel zumindest eines der Gaswechselventile ausgleichbar ist. Auch die
Versorgung eines solchen Ventilspielausgleichselements mit dem Schmiermittel als Hydraulikflüssigkeit zum Betätigen des Ventilspielausgleichselements ist
herkömmlicherweise sehr aufwändig.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zylinderkopfeinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine sowie eine Verbrennungskraftmaschine mit einer solchen Zylinderkopfeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchen eine besonders einfache Versorgung wenigstens eines Elements der Zylinderkopfeinrichtung mit Schmiermittel realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Zylinderkopfeinrichtung für eine
Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Verbrennungskraftmaschine mit einer solchen Zylinderkopfeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Zylinderkopfeinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei welcher wenigstens ein Element auf besonders einfache Weise mit Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, versorgbar ist, ist erfindungsgemäß wenigstens eine zumindest bereichsweise zwischen den Aufnahmebereichen angeordnete
Zwischenwandung des Zylinderkopfes vorgesehen, mittels welcher die
Aufnahmebereiche zumindest bereichsweise voneinander getrennt sind, wobei in der Zwischenwandung zumindest ein Leitungselement verläuft, über welches wenigstens ein Element der Zylinderkopfeinrichtung mit Schmiermittel versorgbar ist.
Über das in der Zwischenwandung verlaufende Leitungselement kann das Schmiermittel mit einer nur sehr geringen Leitungslänge, mit einer nur sehr geringen Teileanzahl und somit besonders kosten- und gewichtsgünstig zum mit dem Schmiermittel zu
versorgenden Element geführt werden. Insbesondere ist es möglich, auf besonders einfache Weise Schmiermittel von diesem Leitungselement abzuzweigen und
beispielsweise zu einem auf Seiten des ersten Aufnahmeraums angeordneten, ersten, mit Schmiermittel zu versorgenden Element der Zylinderkopfeinrichtung sowie zu wenigstens einem auf Seiten des zweiten Aufnahmebereichs angeordneten, zweiten und mit Schmiermittel zu versorgenden Element der Zylinderkopfeinrichtung zu führen.
Das Leitungselement in der Zwischenwandung kann somit einen zentralen
Verteilungskanal darstellen, über welchen das wenigstens eine Element auf einfache Weise mit Schmiermittel zu versorgen ist. Ferner ist es möglich, das Leitungselement selbst auf besonders einfache Weise mit Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, zu versorgen. Dazu ist das Leitungselement beispielsweise mit einem Schmiermittelkreislauf der Verbrennungskraftmaschine gekoppelt, so dass das Schmiermittel in das
Leitungselement auf einfache Weise einströmen kann.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein separat von dem Zylinderkopf ausgebildetes Übergabeelement mit zumindest einem mit dem
Leitungselement fluidisch verbundenen Kanal vorgesehen, über welchen das
Schmiermittel dem Element zuführbar ist. Mittels des Übergabeelements kann somit auf kosten- und bauraumgünstige Weise Schmiermittel aus dem Leitungselement abgezweigt und zu dem Element geführt, d.h. an das Element übergeben werden. Hierdurch ist auch eine besonders bedarfsgerechte Versorgung des Elements bzw. von mehreren, mit Schmiermittel zu versorgenden Elementen der Zylinderkopfeinrichtung möglich, da das Schmiermittel aus dem Leitungselement an zumindest im Wesentlichen beliebigen Stellen des Leitungselements uns somit bedarfsgerecht abzweigbar und dem Element zuführbar ist. Dadurch ist es auch möglich, das Element mit einer nur sehr geringen Leitungslänge mit dem Schmiermittel zu versorgen. Dadurch können der
Herstellungsaufwand sowie die Kosten der Zylinderkopfeinrichtung gering gehalten werden.
Das Leitungselement in der Zwischenwandung ist beispielsweise durch wenigstens eine Bohrung und/oder bei einem Gießen des Zylinderkopfes mittels wenigstens eines Kernelements hergestellt. Das Leitungselement kann jedoch auch auf andere Weise hergestellt werden.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Übergabeelement eine der Nockenwellen, welche am Zylinderkopf gelagert ist, zumindest bereichsweise umgibt, wobei der Kanal des Übergabeelements fluidisch mit wenigstens einem in der
Nockenwelle verlaufenden, zweiten Kanal fluidisch verbunden ist, und wobei über den zweiten Kanal das Schmiermittel dem Element zuführbar ist. Hierdurch ist eine besonders bauraumgünstige Führung des Schmiermittels realisierbar. Ferner kann das
Schmiermittel auf besonders einfache Weise in radialer Richtung der Nockenwelle dieser bzw. ihrem zweiten Kanal zugeführt werden. Eine solche radiale Zuführung des
Schmiermittels hält den axialen Bauraumbedarf der Zylinderkopfeinrichtung gering, da eine aufwändige, axiale Zuführung des Schmiermittels vermieden werden kann.
Darüber hinaus kann durch diese Zuführung des Schmiermittels zur Nockenwelle und in ihren zweiten Kanal die Notwendigkeit eines Gleitlagers der Nockenwelle, um der Nockenwelle das Schmiermittel über das Gleitlager in radialer Richtung zuzuführen, vermieden werden. In der Folge ist es möglich, die Nockenwelle mittels einer
Wälzlagerung am Zylinderkopf und dadurch besonders reibungsarm zu lagern. Dadurch kann die Reibleistung der Zylinderkopfeinrichtung und somit der
Verbrennungskraftmaschine gering gehalten werden, so dass die
Verbrennungskraftmaschine mit einem nur geringen Kraftstoffverbrauch und somit mit geringen C02-Emissionen betreibbar ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das mit dem
Schmiermittel zu versorgende Element als eine mittels des Schmiermittels und somit hydraulisch betätigbare Phasenverstelleinrichtung ausgebildet, mittels welcher zum Einstellen von Steuerzeiten von Gaswechselventilen eine Phasenverstellung wenigstens einer der Nockenwellen bewirkbar ist. Herkömmlicherweise ist die Versorgung einer solchen Phasenverstelleinrichtung mit Schmiermittel besonders aufwändig, komplex und kostenintensiv. Bei der erfindungsgemäßen Zylinderkopfeinrichtung kann nun die
Versorgung der Phasenverstelleinrichtung besonders einfach und bauraumgünstig erfolgen.
Dabei ist es möglich, über das in der Zwischenwandung verlaufende Leitungselement der Phasenverstelleinrichtung das Schmiermittel von innen, d.h. von einem Bereich in Querrichtung der Zylinderkopfeinrichtung zwischen den Aufnahmebereichen und nicht von außen zuzuführen, so dass Leitungslängen zum Führen des Schmiermittels besonders gering gehalten werden können. Dadurch ist ein besonders geringer
Herstellungs- und Montageaufwand der Zylinderkopfeinrichtung realisierbar.
Um Leitungslängen zum Führen des Schmiermittels zur Phasenverstelleinrichtung besonders gering zu halten, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Phasenverstelleinrichtung über den zweiten Kanal der Nockenwelle mit dem Schmiermittel versorgbar ist, mittels welchem die Phasenverstelleinrichtung betätigbar ist.
In weiterer, besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das mit dem
Schmiermittel zu versorgende Element als mittels des Schmiermittels und somit hydraulisch betätigbares Ventilspielausgleichselement zum Ausgleichen eines Ventilspiels wenigstens eines Gaswechselventils ausgebildet. Herkömmlicherweise ist auch die Versorgung eines solchen Ventilspielausgleichselements nur sehr aufwändig mit hohen Leitungslängen realisierbar. Diese Problematik kann bei der erfindungsgemäßen
Zylinderkopfeinrichtung aufgrund der Versorgung des Ventilspielausgleichselements über das in der Zwischenwandung verlaufende Leitungselement vermieden werden.
Als besonders vorteilhaft hat sich bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei welcher das Leitungselement zumindest in einem Teilbereich als Steigleitung ausgebildet ist, welche einen ersten Leitungsbereich und einen sich an den ersten Leitungsbereich anschließenden und fluidisch mit dem ersten Leitungsbereich
verbundenen, zweiten Leitungsbereich aufweist. Der erste Leitungsbereich erstreckt sich dabei bezogen auf eine Strömungsrichtung des Schmiermittels durch die Steigleitung (Leitungselement) in Hochrichtung der Zylinderkopfeinrichtung von unten nach oben. Ferner mündet der erste Leitungsbereich in den zweiten Leitungsbereich. Der zweite Leitungsbereich erstreckt sich bezogen auf die Strömungsrichtung des Schmiermittels in Hochrichtung des Zylinderkopfes von oben nach unten. Durch diese Ausgestaltung des Leitungselements als Steigleitung ist eine besonders vorteilhafte Entlüftung des die Steigleitung durchströmenden Schmiermittels möglich. Das die Steigleitung
durchströmende Schmiermittel strömt zunächst im ersten Leitungsbereich nach oben, strömt dann in den zweiten Leitungsbereich über und im zweiten Leitungsbereich wieder nach unten. Beim Überströmen vom ersten in den zweiten Leitungsbereich kann sich im Schmiermittel etwaig befindende Luft in einem oberen Bereich der Steigleitung sammeln, aus dem Schmiermittel entweichen und beispielsweise abgeführt werden.
In weiterer, vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung zweigt von dem zweiten
Leitungsbereich wenigstens ein dritter Leitungsbereich des Leitungselements ab, über welches dem Ventilspielausgleichselement das Schmiermittel zuführbar ist. Da dem dritten Leitungsbereich das Schmiermittel über den zweiten Leitungsbereich zugeführt wird, kann der zweite Leitungsbereich insbesondere bei einer Deaktivierung der
Verbrennungskraftmaschine als Sammelvolumen wirken, in dem sich ein
Schmiermittelvorhaltevolumen sammelt. Aus dem als Sammelvolumen wirkenden, zweiten Leitungsbereich kann dann beim Deaktivieren der Verbrennungskraftmaschine Schmiermittel in den dritten Leitungsbereich und weiter zum Ventilspielausgleichselement nachfließen, so dass das Ventilspielausgleichselement nicht von Schmiermittel leerlaufen kann.
Ein besonders großes Sammelvolumen für Schmiermittel ist durch den zweiten
Leitungsbereich bereitgestellt, wenn der dritte Leitungsbereich in einem Endbereich des zweiten Leitungsbereichs angeordnet ist. Somit kann der in Hochrichtung der
Zylinderkopfeinrichtung und der Verbrennungskraftmaschine oberhalb des dritten
Leitungsbereichs angeordnete Teil des zweiten Leitungsbereichs als das
Sammelvolumen verwendet werden. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn der zweite Leitungsbereich in den dritten Leitungsbereich mündet. Dadurch kann ein besonders großes Schmiermittelvorhaltevolumen realisiert werden.
Zur Erfindung gehört auch eine Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer erfindungsgemäßen
Zylinderkopfeinrichtung. Infolge der Versorgbarkeit des wenigstens einen Elements der Zylinderkopfeinrichtung mit Schmiermittel über das in der Zwischenwandung verlaufende Leitungselement kann die Anzahl an Versorgungsleitungen in der Zylinderkopfeinrichtung und/oder in einem Steuergehäusedeckel der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden. Dadurch sind ein besonders geringer Bauraumbedarf, ein besonders geringes Gewicht sowie geringe Kosten der Verbrennungskraftmaschine realisierbar. Ferner können Schmiermittelübergabestellen zum Steuergehäusedeckel sowie Schmiermittelversorgungsbohrungen und Schmiermittelübergabeeinrichtungen entfallen, was dem geringen Bauraumbedarf sowie den geringen Kosten zugutekommt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht eines Zylinderkopfes einer Zylinderkopfeinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, mit zwei gegenüberliegenden Aufnahmebereichen für eine jeweilige
Nockenwelle, wobei die Aufnahmebereiche durch eine Zwischenwandung voneinander getrennt sind, und wobei in der Zwischenwandung ein Leitungselement verläuft, über welches mehrere Elemente der
Zylinderkopfeinrichtung mit Schmiermittel versorgbar sind;
Fig. 2 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht des
Zylinderkopfes;
Fig. 3 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht des
Zylinderkopfes;
Fig. 4 ausschnittsweise eine schematische Längsschnittansicht der
Zylinderkopfeinrichtung; und
Fig. 5 ausschnittsweise eine weitere schematische Schnittansicht der
Zy I i n d erkopf ei n ri chtu n g . Fig. 1 zeigt einen Zylinderkopf 10 einer im Ganzen mit 12 bezeichneten Zylinderkopfeinrichtung für eine als Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine ausgebildete Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, insbesondere eines
Personenkraftwagens.
Die Verbrennungskraftmaschine umfasst ein in Fig. 1 nicht erkennbares
Zylinderkurbelgehäuse mit einer Mehrzahl von Brennräumen in Form von Zylindern, in welchem bei einem gefeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine
Verbrennungsvorgänge ablaufen. Dabei ist der Zylinderkopf 10 mit dem
Zylinderkurbelgehäuse verbindbar bzw. verbunden.
Der Zylinderkopf 10 weist eine Einlassseite 14 auf, welche auch als Saugseite oder Ansaugseite bezeichnet wird. Auf der Einlassseite 14 sind Einlasskanäle des
Zylinderkopfes 10 vorgesehen, über welche ein Gas, beispielsweise Luft oder ein Luft- Kraftstoff-Gemisch, in die Zylinder einströmen kann. Dazu sind die Einlasskanäle fluidisch mit den Zylindern verbunden.
Auf der Einlassseite 14 ist auch ein erster Aufnahmebereich 16 für eine erste
Nockenwelle in Form einer Einlassnockenwelle 18 vorgesehen. Die Einlassnockenwelle 18 ist dabei im ersten Aufnahmebereich 16 angeordnet und über im ersten
Aufnahmebereich 16 vorgesehene und in Fig. 1 nicht erkennbare Lagerstellen am
Zylinderkopf 10 um eine Drehachse relativ zum Zylinderkopf drehbar gelagert. Die Drehachse verläuft dabei in durch einen Richtungspfeil 20 angedeuteter Längsrichtung der Zylinderkopfeinrichtung 12, wobei die Längsrichtung der Zylinderkopfeinrichtung 12 mit der Längsrichtung des Kurbelgehäuses sowie der gesamten
Verbrennungskraftmaschine korrespondiert. Mit einem Richtungspfeil 22 ist auch eine Hochrichtung der Zylinderkopfeinrichtung 12 und der Verbrennungskraftmaschine insgesamt angedeutet. Ferner deutet ein Richtungspfeil 24 die Querrichtung der
Zylinderkopfeinrichtung 12 und der Verbrennungskraftmaschine an.
Der Zylinderkopf 10 weist auch eine der Einlassseite 14 abgewandte Auslassseite 26 auf, welche üblicherweise auch als Abgasseite bezeichnet wird und der Einlassseite 14 gegenüberliegt. Auf der Auslassseite 26 sind jeweilige Auslasskanäle des Zylinderkopfes 10 vorgesehen, welche fluidisch mit den Zylindern verbunden sind und über welche beim gefeuerten Betrieb entstehendes Abgas aus den Zylindern ausströmen kann. Auf der Auslassseite 26 ist ferner ein zweiter Aufnahmebereich 28 für eine zweite Nockenwelle in Form einer Auslassnockenwelle 30 vorgesehen. Dabei ist die Auslassnockenwelle 30 im zweiten Aufnahmebereich 28 angeordnet und an im zweiten Aufnahmebereich 28 vorgesehenen, in Fig. 1 nicht erkennbaren Lagerstellen am Zylinderkopf 10 um eine Drehachse relativ zum Zylinderkopf 10 drehbar gelagert. Auch diese Drehachse verläuft in Längsrichtung des Zylinderkopfes 10.
Die Einlassnockenwelle 18 dient zum Betätigen von Gaswechselventilen in Form von Einlassventilen, welche das Einströmen des Gases über die Einlasskanäle in die Zylinder steuern. Dementsprechend dient die Auslassnockenwelle 30 zum Steuern von
Gaswechselventilen in Form von Auslassventilen, welche das Ausströmen des Abgases aus den Zylindern steuern. Die Einlassnockenwelle 18 und die Auslassnockenwelle 30, welche im Folgenden zusammenfassend als Nockenwellen bezeichnet werden, werden über einen Antrieb, beispielsweise über einen Riemen- oder Kettentrieb, von einer Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine angetrieben.
In Querrichtung des Zylinderkopfes 10 ist zumindest bereichsweise zwischen den
Aufnahmebereichen 16, 28 eine Zwischenwandung in Form eines Mittensteges 32 des Zylinderkopfes 10 angeordnet, welcher - bezogen auf die Querrichtung des
Zylinderkopfes 10 - zumindest im Wesentlichen in der Mitte des Zylinderkopfes 10 angeordnet ist. Durch den Mittensteg 32 sind die Aufnahmebereiche 16, 28 bezogen auf die Längsrichtung zumindest bereichsweise, insbesondere fluidisch, voneinander getrennt.
Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, verläuft dabei in dem Mittensteg 32 (Zwischenwandung) zumindest ein Leitungselement 34, welches mit einem mit einem Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, durchströmbaren Schmiermittelkreislauf der
Verbrennungskraftmaschine gekoppelt ist. Dadurch kann das Leitungselement 34 von dem Schmiermittel durchströmt werden. Über das Leitungselement 34 ist dabei eine Mehrzahl von Elementen der Zylinderkopfeinrichtung 12 mit Schmiermittel versorgbar.
Wie aus Fig. 2 und 3 erkennbar ist, ist das Leitungselement 34 zumindest in einem Teilbereich als Steigleitung 36 ausgebildet und weist einen ersten Leitungsbereich 38 sowie sich an den ersten Leitungsbereich 38 anschließenden und fluidisch mit dem ersten Leitungsbereich 38 verbundenen, zweiten Leitungsbereich 40 auf. Dabei mündet der erste Leitungsbereich 38 in den zweiten Leitungsbereich 40. Mit anderen Worten schließt sich der zweite Leitungsbereich 40 unmittelbar an den ersten Leitungsbereich 38 an. Der erste Leitungsbereich 38 verläuft dabei bezogen auf eine Strömungsrichtung des Schmiermittels durch die Steigleitung 36 in Hochrichtung (Richtungspfeil 32) des
Zylinderkopfes 10 von unten nach oben, so dass dadurch das Schmiermittel mittels des ersten Leitungsbereichs 36 von unten nach oben geführt wird.
Dementsprechend erstreckt sich der zweite Leitungsbereich 40 bezogen auf die
Strömungsrichtung des Schmiermittels durch die Steigleitung 36 in Hochrichtung des Zylinderkopfes 10 von oben nach unten, so dass das Schmiermittel mittels des zweiten Leitungsbereichs 40 von oben nach unten geführt wird.
Wie aus Fig. 2 erkennbar ist, verläuft dabei der erste Leitungsbereich 38 schräg zur Hochrichtung und schließt mit dieser einen spitzen Winkel ein, während der zweite Leitungsbereich 40 zumindest im Wesentlichen in Hochrichtung verläuft. Durch diese Ausgestaltung der Steigleitung 36 mit den Leitungsbereichen 38, 40 ist eine Art umgedrehter Siphon-Effekt realisierbar, wodurch das Schmiermittel von sich etwaig in dem Schmiermittel befindender Luft entlüftet werden kann.
Das Schmiermittel strömt in einem in Hochrichtung oberen, insbesondere obersten, Bereich 42 vom ersten Leitungsbereich 38 zum zweiten Leitungsbereich 40 über, so dass die sich etwaig im Schmiermittel befindende Luft im Bereich 42 nach oben strömt und aus dem Schmiermittel ausströmen kann.
Aus Fig. 3 ist erkennbar, dass dem im Mittensteg 32 verlaufenden Leitungselement 34 das Schmiermittel über eine weitere Steigleitung 45 zugeführt wird, welche das
Schmiermittel in Hochrichtung von unten nach oben zum Leitungselement 34 führt.
Aus Fig. 2 bis 4 sind auch Übergabeelemente 44, 46 der Zylinderkopfeinrichtung 12 erkennbar. Die Übergabeelemente 44, 46 sind dabei separat vom Zylinderkopf 10 ausgebildet und weisen - wie insbesondere aus Fig. 2 und 4 erkennbar ist - einen jeweiligen, ersten Kanal 48 auf, welcher fluidisch mit dem Leitungselement 34 verbunden ist. Dadurch kann das Schmiermittel aus dem Leitungselement 34 in den ersten Kanal 48 überströmen. Um einen unerwünschten Austritt des Schmiermittels zwischen dem Zylinderkopf 10 und den Übergabeelementen 44, 46 hindurch zu vermeiden, sind die Übergabeelemente 44, 46 mittels eines jeweiligen Dichtungselements 50 gegen den Zylinderkopf 10 abgedichtet. Die Übergabeelemente 44, 46 umgeben die jeweiligen Nockenwellen außenumfangsseitig in Umfangsrichtung vollständig. Mit anderen Worten weisen die Übergabeelemente 44, 46 eine jeweilige Durchgangsöffnung auf, welche von der jeweiligen Nockenwelle durchdrungen ist. Wie aus Fig. 4 erkennbar ist, weisen dabei die Nockenwellen einen jeweiligen, zweiten Kanal 52 auf, welcher über jeweilige
Durchgangsöffnungen 54 der entsprechenden Nockenwelle fluidisch mit dem ersten Kanal 48 der Übergabeelemente 44, 46 verbunden ist. Dadurch kann das Schmiermittel vom ersten Kanal 48 über die Durchgangsöffnungen 54 in den zweiten Kanal 52 über- und den zweiten Kanal 52 durchströmen.
In Fig. 4 ist als eines der mit dem Schmiermittel versorgbaren Elemente eine
Phasenverstelieinrichtung 56 erkennbar, wobei die Phasenverstelieinrichtung 56 mittels des Schmiermittels betätigbar ist. Mittels der Phasenverstelieinrichtung sind dabei Steuerzeiten der der entsprechenden Nockenwelle zugeordneten Gaswechselventile einstellbar, in dem eine Phasenverstellung der entsprechenden Nockenwelle relativ zur Kurbelwelle durchführbar ist.
Das den zweiten Kanal 52 durchströmende Schmiermittel kann der
Phasenverstelieinrichtung 56 über weitere Durchgangsöffnungen 58 der entsprechenden Nockenwelle (Einlassnockenwelle 18 und/oder Auslassnockenwelle 30) zugeführt werden und dadurch betätigt werden. Die Phasenverstelieinrichtung 56 ist somit über das Leitungselement 34 von innerhalb der Aufnahmebereiche 16, 28, d.h. in Querrichtung von einem Bereich zwischen den Aufnahmebereichen 16, 28 und somit besonders einfach, bauraum- und kostengünstig mit dem Schmiermittel versorgbar. Ferner kann das
Schmiermittel der Phasenverstelieinrichtung 56 mit einer nur sehr geringen Leitungslänge zugeführt werden.
Darüber hinaus kann der Phasenverstelieinrichtung 56 das Schmiermittel in radialer Richtung der Nockenwelle und nicht etwa in axialer Richtung zugeführt werden. Dies hält den axialen Bauraumbedarf der Zylinderkopfeinrichtung 12 besonders gering. Des Weiteren ist zur Realisierung dieser radialen Zuführung des Schmiermittels zur
Phasenverstelieinrichtung 56 sowie zur radialen Zuführung des Schmiermittels zur entsprechenden Nockenwelle ein Gleitlager zum Lagern der entsprechenden
Nockenwelle am Zylinderkopf 10 nicht vonnöten. Mit anderen Worten kann die radiale Zuführung des Schmiermittels zur Nockenwelle sowie zur Phasenverstelieinrichtung 56 in radialer Richtung auch ohne Gleitlager realisiert werden. Dadurch ist es möglich, die Nockenwellen mittels einer Wälzlagerung besonders reibungsarm am Zylinderkopf 10 zu lagern.
In Fig. 4 ist dabei ein Wälzlager 60 der Wälzlagerung erkennbar, welches vorliegend als Kugellager ausgebildet ist und über welche die entsprechende Nockenwelle
(Einlassnockenwelle 18 und/oder Auslassnockenwelle 30) wälzgelagert ist.
Gemäß Fig. 4 ist lediglich eine der Nockenwellen mit der Phasenverstelleinrichtung 56 versehen, so dass das Leitungselement 34 in Richtung der anderen Nockenwelle mittels eines Stopfens 62 fluidisch verschlossen ist. Dadurch kann vermieden werden, dass das Schmiermittel in Richtung der anderen Nockenwelle aus dem Leitungselement 34 austritt.
Als weitere, mit dem Schmiermittel versorgbare Elemente der Zylinderkopfeinrichtung 12 sind in Fig. 2 und 5 nur ausschnittsweise erkennbare, jeweilige
Ventilspielausgleichselemente 64 vorgesehen, mittels welchen ein jeweiliges, etwaiges Ventilspiel der jeweiligen Gaswechselventile ausgleichbar ist. Diese
Ventilspielausgleichselemente 64 sind mittels des Schmiermittels und somit hydraulisch betätigbar. Über das Leitungselement 34 kann auch den Ventilspielausgleichselementen 64 das Schmiermittel auf besonders einfache Weise zugeführt werden. Wie in
Zusammenschau von Fig. 2 und 5 erkennbar ist, zweigt von dem zweiten Leitungsbereich 40 ein dritter Leitungsbereich 66 des Leitungselements ab, wobei sich der dritte
Leitungsbereich 66 zumindest im Wesentlichen in Querrichtung erstreckt.
Vom dritten Leitungsbereich 66 zweigen wiederum jeweilige Leitungen 68, 70 ab, welche sich zumindest im Wesentlichen in Längsrichtung erstrecken. Über die Leitung 68 wird das Schmiermittel zu den Ventilspielausgleichselementen 64 auf der Auslassseite 26 geleitet, während über die Leitung 70 das Schmiermittel zu den
Ventilspielausgleichselementen 64 auf der Einlassseite 14 geleitet werden. Die Leitungen 68, 70 können somit über nur einen Kanal in Form des dritten Leitungsbereichs 66, welcher beispielsweise als Drosselbohrung ausgebildet ist, an die
Schmiermittelversorgung angebunden werden und somit auf besonders einfache Weise mit einer nur sehr geringen Leitungslänge mit Schmiermittel versorgt werden. Da der dritte Leitungsbereich 66 beispielsweise durch eine Bohrung gebildet ist, ist diese zu einer Seite hin mit einem Stopfen 72 fluidisch versperrt, so dass ein unerwünschter
Schmiermittelaustritt vermieden werden kann. Wie aus Fig. 2 erkennbar ist, ist der dritte Leitungsbereich 66 in einem Endbereich 74 des zweiten Leitungsbereichs 40 angeordnet. Vorliegend mündet der zweite Leitungsbereich 40 in den dritten Leitungsbereich 66, wobei der dritte Leitungsbereich 66 in Hochrichtung an einer tiefsten Stelle des zweiten Leitungsbereichs 40 angeordnet ist.
Dadurch kann ein in Hochrichtung oberhalb des dritten Leitungsbereichs 66 angeordneter Teil 76 des zweiten Leitungsbereichs 40 als Sammelvolumen für das Schmiermittel genutzt werden. Wird die aktivierte Verbrennungskraftmaschine deaktiviert, so dass das Schmiermittel nicht mehr gefördert wird, so kann aus dem Sammelvolumen Schmiermittel zu den Leitungen 68, 70 und über diese zu den Ventilspielausgleichselementen 64 nachlaufen, so dass ein Leerlaufen der Ventilspielausgleichselemente 64 von
Schmiermittel vermieden werden kann.
Bei einem mit Schmiermittel zu versorgenden Element der Zylinderkopfeinrichtung 12 kann es sich auch um wenigstens eine Schmierstelle handeln, welche mit dem
Schmiermittel beispielsweise zu schmieren ist. Insbesondere kann es sich dabei um wenigstens eine Lagerstelle handeln, an welcher die Einlassnockenwelle 18 oder die Auslassnockenwelle 30 am Zylinderkopf 10 gelagert ist. Auch eine solche Schmierstelle bzw. Lagerstelle ist über das in dem Mittensteg 32 verlaufende Leitungselement 34 auf besonders einfache Weise mit dem Schmiermittel, insbesondere Schmieröl versorgbar.
Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, weist der Zylinderkopf 10 eine erste Dichtflanschfläche 78 auf, welche auf der Einlassseite 14 angeordnet ist und über welche der Zylinderkopf 10 mit einem Ansaugelement in Form eines Ansaugmoduls verbindbar ist. Das Ansaugmodul ist in seinem mit dem Zylinderkopf 10 verbundenen Zustand fluidisch mit den
Einlasskanälen verbunden, so dass über das Ansaugmodul in die Einlasskanäle von der Verbrennungskraftmaschine angesaugte Luft in die jeweiligen Zylinder einströmen kann.
Der Zylinderkopf 10 weist ferner wenigstens eine zweite Dichtflanschfläche 80 auf, welche auf der Auslassseite 26 angeordnet ist und über welche der Zylinderkopf 10 mit einem Abgaselement in Form eines Abgasmoduls, beispielsweise in Form eines
Abgaskrümmers, verbindbar ist. Das Abgaselement ist in seinem mit dem Zylinderkopf 10 verbundenen Zustand mit den Auslasskanälen fluidisch verbunden, so dass das Abgas aus dem Zylinder und über die Auslasskanäle in das Abgaselement einströmen und mittels des Abgaselements von der Verbrennungskraftmaschine weggeführt werden kann. In die jeweilige Dichtflanschfläche 78, 80 ist nun eine Dichtfläche zum Verbinden des Zylinderkopfes 10 mit einem Zylinderkopfhaubenelement integriert. Dies bedeutet, dass das Zylinderkopfhaubenelement beispielsweise in Form einer Zylinderkopfhaube in das Ansaugelement und/oder in das Abgaselement integriert werden kann. Mit anderen Worten können dadurch das Abgaselement und/oder das Ansaugelement die Funktion der Zylinderkopfhaube übernehmen. Somit kann eine separate Zylinderkopfhaube entfallen.
Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, erstrecken sich die Dichtflanschflächen 78, 80 schräg zur Hochrichtung des Zylinderkopfes 10 und verlaufen in Hochrichtung von unten nach oben aufeinander zu. Durch diese Ausgestaltung der Dichtflanschflächen 78, 80 ist eine besonders einfache Montage des Ansaugelements und des Abgaselements geschaffen. Zudem weist der Zylinderkopf 10 dadurch in seiner Vorderansicht zumindest im
Wesentlichen die Form des griechischen Großbuchstabens Delta (Δ) auf, weswegen der Zylinderkopf 10 auch als Delta-Zylinderkopf bezeichnet wird.
Bezugszeichenliste
10 Zylinderkopf
12 Zylinderkopfeinrichtung
14 Einlassseite
16 erster Aufnahmebereich
18 Einlassnockenwelle
20 Richtungspfeil
22 Richtungspfeil
24 Richtungspfeil
26 Auslassseite
28 zweiter Aufnahmebereich
30 Auslassnockenwelle
32 Mittensteg
34 Leitungselement
36 Steigleitung
38 erster Leitungsbereich
40 zweiter Leitungsbereich
42 Bereich
44 Übergabeelement
45 weitere Steigleitung
46 Übergabeelement
48 erster Kanal
50 Dichtungselement
52 zweiter Kanal
54 Durchgangsöffnung
56 Phasenverstelleinrichtung
58 Durchgangsöffnung
60 Wälzlagerelement
62 Stopfen 64 Ventilspielausgleichselement
66 dritter Leitungsbereich
68 Leitung
70 Leitung
72 Stopfen
74 Ende
76 Teil
78 Dichtflanschfläche
80 Dichtflanschfläche

Claims

Patentansprüche
Zylinderkopfeinrichtung (12) für eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem Zylinderkopf (10) mit wenigstens einem auf einer Einlassseite (14) des
Zylinderkopfes (10) angeordneten, ersten Aufnahmebereich (16) für wenigstens eine am Zylinderkopf (10) zu lagernde, erste Nockenwelle (18), und mit wenigstens einem auf einer der Einlassseite (14) abgewandten Auslassseite (26) des
Zylinderkopfes (10) angeordneten, zweiten Aufnahmebereich (28) für wenigstens eine am Zylinderkopf (10) zu lagernde, zweite Nockenwelle (30),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aufnahmebereiche (16, 28) mittels wenigstens einer zumindest bereichsweise zwischen den Aufnahmebereichen (16, 28) angeordneten Zwischenwandung (32) des Zylinderkopfes (10) zumindest bereichsweise voneinander getrennt sind, wobei in der Zwischenwandung (32) zumindest ein Leitungselement (34) verläuft, über welche wenigstens ein Element (56, 64) der Zylinderkopfeinrichtung (12) mit Schmiermittel versorgbar ist.
Zylinderkopfeinrichtung (12) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein separat von dem Zylinderkopf (10) ausgebildetes Übergabeelement (44, 46) mit zumindest einem mit dem Leitungselement (34) fluidisch verbundenen Kanal (48) vorgesehen ist, über welchen das Schmiermittel dem Element (56, 64) zuführbar ist.
Zylinderkopfeinrichtung (12) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Übergabeelement (44, 46) eine der Nockenwellen (18, 30), welche am
Zylinderkopf (10) gelagert ist, zumindest bereichsweise umgibt, wobei der Kanal (48) des Übergabeelements (44, 46) fluidisch mit wenigstens einem in der
Nockenwelle (18, 30) verlaufenden, zweiten Kanal (52) fluidisch verbunden ist, über welchen das Schmiermittel dem Element (56, 64) zuführbar ist.
Zylinderkopfeinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das mit dem Schmiermittel zu versorgende Element (56, 64) als eine mittels des Schmiermittels betätigbare Phasenverstelleinrichtung (56) ausgebildet ist, mittels welcher zum Einstellen von Steuerzeiten von Gaswechselventilen eine
Phasenverstellung wenigstens einer der Nockenwellen (18, 30) bewirkbar ist.
Zylinderkopfeinrichtung (12) nach den Ansprüchen 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Phasenverstelleinrichtung (56) über den zweiten Kanal (52) der Nockenwelle (18, 30) mit dem Schmiermittel versorgbar ist, mittels welchem die
Phasenverstelleinrichtung (56) betätigbar ist.
Zylinderkopfeinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das mit dem Schmiermittel zu versorgende Element (56, 64) als hydraulisch betätigbares Ventilspielausgleichselement (64) zum Ausgleichen eines Ventilspiels wenigstens eines Gaswechselventils ausgebildet ist.
Zylinderkopfeinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Leitungselement (34) zumindest in einem Teilbereich als Steigleitung (36) ausgebildet ist, welche einen ersten Leitungsbereich (38), welcher sich bezogen auf eine Strömungsrichtung des Schmiermittels durch die Steigleitung (36) in
Hochrichtung (22) der Zylinderkopfeinrichtung (12) von unten nach oben erstreckt, und einen sich an den ersten Leitungsbereich (38) anschließenden und fluidisch mit dem ersten Leitungsbereich (38) verbundenen, zweiten Leitungsbereich (40) aufweist, in welchen der erste Leitungsbereich (38) mündet und welcher sich bezogen auf die Strömungsrichtung des Schmiermittels in Hochrichtung (22) der Zylinderkopfeinrichtung (12) von oben nach unten erstreckt.
8. Zylinderkopfeinrichtung (12) nach den Ansprüchen 6 und 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
von dem zweiten Leitungsbereich (38) wenigstens ein dritter Leitungsbereich (66) des Leitungselements (34) abzweigt, über welchen dem
Ventilspielausgleichselement (64) das Schmiermittel zuführbar ist.
9. Zylinderkopfeinrichtung (12) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der dritte Leitungsbereich (66) in einem Endbereich (74) des zweiten
Leitungsbereichs (40) angeordnet ist.
10. Verbrennungskraftmaschine für einen Kraftwagen, mit einer Zylinderkopfeinrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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