Die Erfindung betrifft eine kompakte mehrzylindrige

Verbrennungskraftmaschine .

Aus der Druckschrift EP 1 146 219 AI geht bereits die

Anordnung von Gaskanälen in einem Zylinderkopf eines VR-Motors hervor. Dabei wird ein Zylinderkopf für zwei Zylinderreihen verwendet. Die beiden Zylinderreihen sind zueinander auf Lücke ineinandergeschoben angeordnet und treiben geschränkt eine gemeinsame Kurbelwelle an. Ein- und Auslasskanäle werden im Zylinderkopf weitgehend horizontal geführt, d.h. quer zur Zylinderachse. Alle Auslasskanäle münden an einer Seite des Zylinderkopfes, alle Einlasskanäle an der gegenüberliegenden Seite. Die Auslasskanäle der jeweils nach hinten versetzten Zylinderreihe sind dabei erheblich länger als die der vorne liegenden. Auch die Einlasskanäle weisen diese

Längenunterschiede auf, sind aber gespiegelt angeordnet. Diese Kanalanordnung eignet sich nicht für Motoren, mit denen hohe Leistungen bei hohen Drehzahlen erzielt werden sollen, wie es beispielsweise bei Motorradmotoren gefordert wird. Insbesondere mit den sehr ungleichen Einlasskanälen können keine hohe

Leistungsdichte erzielt werden. Aufgabe des Erfindungsgegenstandes ist es, für eine

mehrzylindrige Verbrennungskraftmaschine mit VR- Zylinderanordnung einen geeigneten Zylinderkopf bereit zu stellen, mit dem große Motorleistungen erzielt werden. Die Lösung erfolgt durch die mehrzylindrige

Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben . Gemäß Anspruch 1 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der

Zylinderkopf pro Zylinder eine Gruppe von zwei, drei, vier oder fünf Gaskanälen umfasst, wobei die Gruppe mindestens einen

Auslasskanal und mindestens einen Einlasskanal umfasst, und wobei die geometrische Anordnung der Einlasskanäle einer Gruppe bei allen Zylindern gleich ist.

Dass die geometrische Anordnung der Einlasskanäle bei allen Gruppen gleich ist, bedeutet, dass Form und Verlauf des

Einlasskanals bei einem Einlassventil bzw. der Einlasskanäle bei mehreren Einlassventilen eines Zylinders bei allen Zylindern gleich sind. Dies bedeutet insbesondere, dass diese gleiche geometrische Anordnung der Einlasskanäle bei den Zylindern der hinteren Zylinderreihe gleich der geometrischen Anordnung der Einlasskanäle der vorderen Zylinderreihe ist. Dabei können die Einlasskanäle bei den Zylindern der hinteren Zylinderreihe in die gleiche Richtung ausgerichtet sein wie die Einlasskanäle der vorderen Zylinderreihe, sie können aber auch zueinander

gespiegelt angeordnet sein. Auch für die Auslasskanäle ist gleiche Anordnung bei allen Zylindern vorteilhaft. Bei allen genannten Anordnungen ist es zudem vorteilhaft, wenn die

Abmessungen der Gaskanäle jedes Zylinders gleich sind.

Durch Verwendung der gleichen geometrischen Anordnung der

Gaskanäle bei der vorderen und der hinteren Zylinderreihe können für alle Zylinder gleiche Strömungsverhältnisse erzielt werden, so dass ein gleichmäßiger Motorlauf über dem ganzen Drehzahlband sichergestellt wird. Mit der Verwendung gleich geformter

Einlasskanäle bei allen Zylindern wird eine hohe Motorleistung und größtmöglicher Gleichlauf und Laufruhe des Motors erzielt.

Eine weitere erfindungsgemäße Lösung beschreibt Anspruch 2 derart, dass bei quer liegender Kurbelwelle (Quereinbau) die Einlasskanäle der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle und die Einlasskanäle der vorderen Zylinderreihe vor der hinteren Nockenwelle angeordnet sind oder bei längs

liegender Kurbelwelle (Längseinbau) die Einlasskanäle der einen Zylinderreihe links von einer äußeren Nockenwelle und die

Einlasskanäle der anderen Zylinderreihe rechts von dieser

Nockenwelle angeordnet sind. Die dadurch beschriebene Anordnung der Einlasskanäle beidseitig der einlassseitigen Nockenwelle gewährleistet, dass

Einlasskanäle mit gleicher Länge und gleicher Form verwendet werden, die zudem relativ kurz sind, wodurch ebenfalls eine hohe Motorleistung und größtmöglicher Gleichlauf und Laufruhe des Motors erzielt wird.

In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der

erfindungsgemäßen Lösungen gemäß den Ansprüchen 1 und 2 umfasst der Motor sechs Zylinder.

Eine günstige Weiterbildung der Lösung nach Anspruch 2 ist zudem, dass bei mehreren gleichen Ventilen pro Zylinder die Einlasskanäle und Auslasskanäle eines Zylinders eine Gruppe bilden und die geometrische Anordnung bzw. Form der

Einlasskanäle einer Gruppe bei allen Zylindern gleich ist.

Vorteilhaft ist es zudem, dass die geometrische Anordnung (Form) der Auslasskanäle einer Gruppe bei allen Zylindern gleich ist. In einer weiteren Ausbildung umfasst die erfindungsgemäße

Verbrennungskraftmaschine zwei, drei, vier oder fünf Ventile je Zylinder und eine oder zwei Zündkerzen je Zylinder. Es können zwei, drei oder vier Nockenwellen für pro Zylinderkopf verbaut sein. Die Gaskanäle der Einlassventile eines Zylinders können zu einem Kanal zusammengeführt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich zudem die Verwendung von zwei Einlassventilen und einem Auslassventil pro Zylinder erwiesen. Bei Verwendung mehrerer Auslassventile je Zylinder ist es ebenfalls günstig, die zu den einzelnen Ventilen gehörigen Auslasskanäle eines Zylinders zu einem Auslasskanal zusammenzuführen. Die Verbrennungskraftmaschine ist bei einer Ausgestaltung mit einer quer liegenden Kurbelwelle in einem Kraftrad eingebaut, was auch als Quereinbau bezeichnet wird. Dann bedeckt der

Zylinderkopf eine vordere Zylinderreihe und eine hintere

Zylinderreihe.

Bei einer anderen Ausgestaltung ist die

Verbrennungskraftmaschine mit einer längs liegenden Kurbelwelle in einem Kraftrad eingebaut, was als Längseinbau bezeichnet wird. Dann bedeckt der Zylinderkopf eine linke Zylinderreihe und eine rechte Zylinderreihe.

Sind in vorteilhafter Weise mehrere Einlassventile pro Zylinder, also in einer Gruppe, vorgesehen, dann verzweigen die zu den Einlassventilen gehörenden Kanäle eines Zylinders aus einem gemeinsamen Kanal. Sind mehrere Auslassventile vorgesehen, dann laufen die zu den Auslassventilen gehörenden Auslasskanäle eines Zylinders zu einem Auslasskanal zusammen. Vorteilhafterweise ragen die Einlasskanäle nach oben und die Auslasskanäle verlaufen gebogen zu einer Seite oder bei

gespiegelter Anordnung zu beiden Seiten.

Die nach vorne gebogenen Auslasskanäle der hinteren

Zylinderreihe sind zudem zwischen den nach vorne gebogenen

Auslasskanälen der vorderen Zylinderreihe angeordnet, wobei der Auslasskanal des äußersten Zylinders der hinteren Zylinderreihe neben dem Auslasskanal des davor liegenden Zylinders der

vorderen Zylinderreihe angeordnet ist.

Der Zylinderkopf kann mit einer, zwei oder drei Nockenwellen ausgeführt sein, wobei die Ausführungen mit zwei oder drei

Nockenwellen besonders günstig sind. Bei drei Nockenwellen betätigt die mittlere Nockenwelle die Einlassventile der einen Zylinderreihe und die Auslassventile der anderen Zylinderreihe. Diese Ventile sind dann zueinander geneigt angeordnet. Die vordere Nockenwelle betätigt nur die Auslassventile der vorderen Zylinderreihe, die hintere Nockenwelle nur die Einlassventile der hinteren Zylinderreihe. Die Ventile werden direkt über Tassenstößel oder auch über Kipphebel betätigt. Bei Verwendung von zwei Nockenwellen bei Quereinbau und gleich ausgerichteten Kanalgruppen sind die Einlasskanäle der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle und die

Einlasskanäle der vorderen Zylinderreihe zwischen der vorderen und der hinteren Nockenwelle angeordnet. Auch hierbei werden die Ventile direkt über Tassenstößel oder über Kipphebel betätigt.

Bei Verwendung von zwei Nockenwellen bei Längseinbau liegen die Einlasskanäle einer Zylinderreihe links von einer Nockenwelle, die Einlasskanäle der anderen Zylinderreihe rechts von dieser Nockenwelle.

Bei Verwendung von zwei Nockenwellen mit gespiegelten

Kanalgruppen sind alle sechs Einlasskanäle zwischen den beiden Nockenwellen angeordnet und ragen nach oben.

Alternativ können bei Verwendung von drei Nockenwellen die

Einlasskanäle der vorderen Zylinderreihe hinter der mittleren und vor der hinteren Nockenwelle und die Einlasskanäle der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle

angeordnet sein.

Alle Auslasskanäle münden günstigerweise vorne aus dem

Zylinderkopf und die Mündungen der Auslasskanäle der hinteren Zylinderreihe sind gegenüber denen der vorderen Zylinderreihe in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten versetzt.

Günstig ist zudem, dass die Kanalabmessungen der Gaskanäle bei allen Gruppen gleich sind. Die Ausrichtung der Kanal-Gruppen für die vordere und die hintere Zylinderreihe kann gleich sein, sie kann aber auch gespiegelt sein. Bei gespiegelter Anordnung der Gruppen können alle Einlasskanäle oben, mittig aus dem Zylinderkopf münden und die Auslasskanäle münden auf beiden Seiten des Zylinderkopfes. Umgekehrt können auch alle Auslasskanäle nach oben mittig verlaufen und die Einlasskanäle auf beiden Seiten des

Zylinderkopfes seitlich münden.

Verlaufen die Auslasskanäle gebogen nach vorne, dann verlaufen sie unter der oder den davor liegenden Nockenwellen. Die

Auslasskanäle liegen dann unter der mittleren und der vorderen Nockenwelle bei Verwendung von drei Nockenwellen oder nur unter der vorderen Nockenwelle bei Verwendung von zwei Nockenwellen.

Die Zündkerzen sind in vorteilhafter Weise mittig zwischen den Ventilen der Zylinder angeordnet und ragen nach oben.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine Zylinder in W-Anordnung, wobei dann vier Zylinderreihen vorhanden sind mit je einem Zylinderkopf für zwei Zylinderreihen, als insgesamt zwei Zylinderköpfen.

In den nachfolgend beschriebenen Figuren sind

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen mehrzylindrigen

Verbrennungskraftmaschine dargestellt. Insbesondere zeigen die Figuren :

Figur 1 Ansicht des Zylinderkopfes von oben

Figur 2 Ansicht des Zylinderkopfes von vorne und von oben

Figur 3 Ansicht des Zylinderkopfes von vorne und von rechts Figur 4 Ansicht des Zylinderkopfes von hinten und von rechts Figur 5 Ansicht des Zylinderkopfes von links

Figur 6 Ansicht des Zylinderkopfes von vorne

Figur 7 Ansicht eines Zylinderkopfes mit 2 Nockenwellen und beidseitig mündenden Auslasskanälen

Die im Text genannten Bauteile sind in den Figuren mit folgenden Bezugszeichen gekennzeichnet: Bezugs zeichenliste

1 Zylinderkopf

2 Auslasskanal

3 Einlasskanal

4 Kanalgruppe

5 Einlassventil

6 Auslassventil

7 Zündkerze

8 Vordere bzw. linke oder rechte Nockenwelle

9 Mittlere Nockenwelle

10 Hintere bzw. rechte oder linke Nockenwelle

Weitere Details sind den nachfolgenden Zeichnungen möglicher Ausgestaltungsbeispiele der erfindungsgemäßen

Kraftradverbrennungskraftmaschine zu entnehmen.

Figur 1 zeigt die Ansicht einer Ausführungsform des

Zylinderkopfes 1 der erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine mit sechs Zylindern. Der Zylinderkopf 1 weist drei Nockenwellen auf. Die Auslasskanäle 2 verlaufen unter der mittleren und der davor liegenden Nockenwelle und münden nach vorne bzw. zu einer Seite des Zylinderkopfes. Alle Auslasskanäle 2 haben die gleiche Geometrie und die gleichen Abmessungen und sind nach vorne gerichtet, wobei die Auslasskanäle 2 der hinteren Zylinderreihe nach hinten versetzt sind und zwischen bzw. neben den

Einlassventilen 5 der Zylinder der vorderen Zylinderreihe münden. Alle Einlasskanäle 3 haben ebenfalls die gleiche

Geometrie und die gleichen Abmessungen und ragen nach oben und schräg hinten (bei Quereinbau) bzw. gegenüberliegend zu den

Auslasskanalmündungen (bei Längseinbau) . Die Einlasskanäle 3 und der Auslasskanal 2 eines Zylinders bilden jeweils eine

Kanalgruppe 4. Der Zylinderkopf 1 umfasst zudem zwei

Einlassventile 5 und ein Auslassventil 6 je Zylinder. In den Figuren gehören zu einer Kanalgruppe 4 jeweils zwei sich zu einem vereinigende Einlasskanäle und ein Auslasskanal, was jeweils durch drei Bezugslinien kenntlich gemacht ist. Die zu den beiden Einlassventilen 5 eines Zylinders gehörigen Einlasskanäle 3 vereinigen sich zu je einem Einlasskanal 3, der nach oben geführt wird. Die Einlasskanäle 3 der hinteren

Zylinderreihe werden hinter der hinteren Nockenwelle 10 nach oben geführt, die Einlasskanäle 3 der vorderen Zylinderreihe werden hinter der mittleren Nockenwelle 9 und vor der hinteren Nockenwelle 10 nach oben geführt. Die Auslasskanäle 2 der hinteren Zylinderreihe sind unterhalb der mittleren und der vorderen Nockenwelle 8, 9 angeordnet und sie werden unter diesen beiden Nockenwellen nach vorne geführt. Der gemeinsame

Nockenwellenantrieb ist auf einer Seite angeordnet. Alle Ventile werden über Tassenstößel direkt von den Nockenwellen betätigt. Die Zündkerzen 7 sind jeweils mittig zwischen den beiden

Einlassventilen 5 und dem Auslassventil 6 angeordnet. Die beiden Einlassventile 5 eines Zylinders sind zueinander geneigt angeordnet, so dass der Schnittpunkt ihrer Achsen im Brennraum des Zylinders liegt.

Figur 2 zeigt die Ansicht des Zylinderkopfes 1 von vorne und von oben. Jeder Zylinder umfasst zwei Einlassventile 5 und ein

Auslassventil 6, die alle direkt über Tassenstößel von den

Nockenwellen 8, 9, 10 betätigt werden. Die Einlasskanäle 3 der beiden Einlassventile 5 verzweigen jeweils aus einem

gemeinsamen, von oben kommenden Einlasskanal 3. Die mittlere Nockenwelle 9 betätigt die Einlassventile 5 der vorderen

Zylinderreihe und die Auslassventile 6 der hinteren

Zylinderreihe. Die Zündkerzen 7 sind jeweils zwischen dem

Auslassventil 6 und den beiden Einlassventilen 5 angeordnet. Zudem zeigt Figur 2 ebenfalls die Anordnung der Einlasskanäle 3 der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle 10 und die Anordnung der Einlasskanäle 3 der vorderen Zylinderreihe zwischen hinterer und mittlerer Nockenwelle. Die vordere

Nockenwelle 8 betätigt nur die Auslassventile 6 der vorderen Zylinderreihe .

In Figur 3 ist der gebogene Verlauf der Auslasskanäle 2 der vorderen Zylinderreihe dargestellt. Die Ventile sind schräg angeordnet und werden über Tassenstößel direkt von den Nockenwellen betätigt.

In Figur 4 ist der s-förmige Verlauf der Einlasskanäle 3 dargestellt sowie deren Verzweigung knapp über den Ventilsitzen der Einlassventile 5. Die hintere Nockenwelle 10 betätigt die Einlassventile 5 der hinteren Zylinderreihe.

Figur 5 zeigt den Zylinderkopf 1 von links betrachtet. Die

Auslasskanäle 2 sind um ca. 90 Grad nach vorne gebogen. Die Einlasskanäle 3 verlaufen s-förmig nach hinten und oben. Die Zündkerzen 7 sind senkrecht angeordnet. Die mittlere Nockenwelle 9 betätigt die Einlassventile 5 der vorderen Zylinderreihe und die Auslassventile 6 der hinteren Zylinderreihe. Die von der mittleren Nockenwelle 9 betätigten Ventile sind zueinander geneigt .

Figur 6 zeigt die Ansicht des Zylinderkopfes von vorne. Alle Auslasskanäle 2 sind auf gleicher Höhe angeordnet. Auch alle Nockenwellen 8, 9, 10 sind auf gleicher Höhe angeordnet, in

Figur 6 ist daher vollständig nur die vordere Nockenwelle 8 zu erkennen. Von Nockenwelle 9 ist in der Figur auf der rechten Seite nur das Ende der mittleren Nockenwelle 9 zu sehen, das übersteht .

Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes 1 für einen VR6-Motor. Der Zylinderkopf umfasst zwei Nockenwellen 8, 10. Die Auslasskanäle 2 münden auf beiden Seiten des Zylinderkopfes 1: Drei Auslasskanäle 2 münden links, drei Auslasskanäle 2 münden rechts. Alle sechs Einlasskanäle 3 sind zwischen den beiden Nockenwelle 8, 10 angeordnet und ragen nach oben. Auslasskanal 2 und Einlasskanal 3 eines Zylinders bilden eine Kanalgruppe 4, diese umfasst in diesem

Ausführungsbeispiel nur zwei Kanäle. Die Kanalgruppen 4 der einen Zylinderreihe sind spiegelverkehrt zu den Kanalgruppen 4 der anderen Zylinderreihe angeordnet. Die Kanalabmessungen aller Kanalgruppen sind gleich. Die Nockenwellen 8, 10 betätigen die zugehörigen Ventile direkt über Tassenstößel. Die Zündkerze 7 ist jeweils seitlich zwischen Ein- und Auslassventil angeordnet.