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Title:
MULTICYLINDER FOUR-STROKE INTERNAL COMBUSTION ENGINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/045591
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a multicylinder four-stroke internal combustion engine having a cylinder head (1) with an intake and an outlet port arrangement for two admission valves (15, 16, 17, 18) and two exhaust valves (26, 27) per cylinder. The admission valves (15, 16, 17, 18) are fitted on opposite-lying longitudinal sides of the engine and the exhaust valves (26, 27) on respective opposite side walls in relation to the crankshaft axis. One swirl duct (11, 12) and one filling duct (13, 14) leading to the admission valves (15, 16, 17, 18) are provided per cylinder (7, 8). In order to facilitate regulation of the distribution mechanism of the gas exchange valves, the exhaust ducts (29, 30) discharge directly into a flange surface (5) on a longitudinal side (6) of the engine; the intake ports (6) have sectional ducts (11, 12, 13, 14) and a main duct (10), whereby the main duct (10) discharges onto the longitudinal side of the internal combustion engine and the sectional ducts (11, 12, 13, 14) lead from the main duct (19) to the admission valves (15, 16, 17, 18) of adjoining cylinders (7, 8).

Inventors:
BREITENBERGER MANFRED (AT)
Application Number:
PCT/EP1998/002033
Publication Date:
October 15, 1998
Filing Date:
April 08, 1998
Export Citation:
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Assignee:
DEUTZ AG (DE)
BREITENBERGER MANFRED (AT)
International Classes:
F02B31/02; F01L1/00; F02F1/24; F02F1/42; F02B3/06; (IPC1-7): F02F1/42
Domestic Patent References:
WO1986005237A11986-09-12
Foreign References:
US5429086A1995-07-04
US4369627A1983-01-25
US3331359A1967-07-18
US1416977A1922-05-23
Other References:
None
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Claims:
ANSPRÜCHE
1. MehrzylinderViertaktBrennkraftmaschine, die einen Zylinder kopf (1) mit einer Einlaßkanalund einer Auslaßkanalanordnung für zwei Einlaß (15,16,17,18) und zwei Auslaßventile (26,27) pro Zy linder aufweist, wobei die Einlaßventile (15,16,17,18) einerseits und die Auslaßventile (26,27) andererseits auf jeweils gegenüberliegen den Motorlängsseitenbezogen zur Kurbelwellenachseangeordnet sind, und wobei pro Zylinder (7,8) ein Drallkanal (11,12) und ein Füllkanal (13,14) zu den Einlaßventilen (15,16,17,18) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßkanäle (29,30) direkt in eine Flanschfläche (5) auf einer Motorlängsseite (6) münden, und daß die Einlaßkanäle (6) Teilkanäle (11,12,13,14) und einen Hauptkanal (10) aufweisen, wobei der Hauptkanal (10) auf einer Motorlängsseite mündet und die Teilkanäle (11,12,13,14) von dem Hauptkanal (19) ausgehend zu den Einlaßventilen (15,16,17,18) benachbarter Zylin der (7,8) geführt sind.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkanal (10) und die Auslaßka näle (29,30) in Flanschflächen (4,5) einer Motorlängsseite (6) mün den.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkanal (10) und die Auslaßka näle (29,30) in Flanschflächen gegenüberliegender Motorlängsseiten münden.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkanäle (11,12,13,14) in den Zylinderkopf (1) eingelassen sind und der Hauptkanal (10) im we sentlichen in ein am Zylinderkopf (1) befestigtes Kipphebelgehäuse (3) eingelassen ist.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkanäle (11,13) zu den Ventilen (15,17) eines ersten Zylinders (7) und die Teilkanäle (13,14) zu den Ventilen (16,18) eines zweiten Zylinder (8) jeweils symmetrisch zu einander ausgebildet sind und daß der Hauptkanal (10) im wesentli chen quer zu den Mündungen der Teilkanäle (11,12,13,14) und quer zu der Motorlängsachse im Bereich zwischen zwei Zylindern (7, 8) angeordnet ist.
6. Brennkraftmaschine mit direkter Einspritzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einspritzdüse (28) mittig im Zylin der (7,8) angeordnet ist.
7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Kipphebelgehäuse (3) gebildete Einlaßflanschfläche (4) und die durch den Zylinderkopf (1) gebildete Auslaßflanschfläche (5) etwa parallel zur Motorlängsebene (25) ausgebildet sind.
8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkanäle (10) vorwiegend etwa normal zur Motorlängsebene (25) ausgebildet sind.
9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkanäle (11,12,13,14) von einem im Bereich der Trennebene (23) zwischen Zylinderkopf (1) und Kipphebelgehäuse (3) angeordneten Sammelraum (20) des Hauptka nales (10) ausgehen.
10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kipphebelgehäuse (3) als Druck gußteil ausgeführt ist.
Description:
Mehrzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine

B E S C H R E 1 B U N G Die Erfindung betrifft eine Mehrzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine, die einen Zylinderkopf mit einer Einlaßkanal-und einer Auslaßkanal- anordnung für zwei Einlaß-und zwei Auslaßventile pro Zylinder auf- weist, wobei die Einlaßventile einerseits und die Auslaßventile ande- rerseits auf jeweils gegenüberliegenden Motorlängsseiten-bezogen zur Kurbelwellenachse-angeordnet sind, und wobei pro Zylinder ein Drallkanal und ein Füllkanal zu den Einlaßventilen vorgesehen ist.

Bei Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art ist ein mög- lichst in Ventilachsrichtung erfolgender Verlauf der Einlaßkanäle oft vorteilhaft für eine optimale Ausnützung des bei Vierventilern be- schränken konstruktiven Freiraumes, wobei gleichzeitig eine für die Verbrennung günstige Einlaßströmung in den Brennraum erreicht werden kann.

Eine bekannte Konstruktion sieht vor, daß die Einlaßkanäle von der Zylinderkopfoberseite ausgehen. Dies hat allerdings den Nachteil, daß bei Servicearbeiten im Bereich des Zylinderkopfes, beispielswei- se der manuellen Nachstellung des Ventilspieles, die Einlaßkanalzu- führungen freigelegt werden müssen und dabei die Gefahr der Ver- schmutzung der Einlaßströmungswege besteht. Dieser Nachteil kann bei kleineren Brennkraftmaschinen, beispielsweise für PKWs, durch den Einsatz von selbsttätigen Ventilspielausgleichen vermieden wer- den.

Bei größeren Brennkraftmaschinen, beispielsweise für Nutzfahrzeu- ge, ist dies allerdings nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und bei einer Brennkraftmaschine der genannten Art eine möglichst einfach herzustellende, einlaßströmungsoptimale Gaswechselkanal- anordnung vorzuschlagen, die möglichst wenig Platz benötigt und den Wartungsaufwand verringert.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Auslaßkanäle direkt in eine Flanschfläche auf einer Motorlängsseite münden, und daß die Einlaßkanäle Teilkanäle und einen Hauptkanal aufweisen, wobei der Hauptkanal auf einer Motorlängsseite mündet und die Teil- kanäle von dem Hauptkanal ausgehend zu den Einlaßventilen be- nachbarter Zylinder geführt sind. Der Hauptkanal und die Auslaßka- näle können dabei in Flanschflächen gegenüberliegender Motor- längsseiten münden. Vorteilhafter ist allerdings, wenn der Hauptkanal und die Auslaßkanäle in Flanschflächen einer Motorlängsseite mün- den. In dieser Ausgestaltung ist der Zylinderkopf von der Ausbildung her ein Gleichstromkopf, von der Funktion her aber ein Querstrom- kopf. Der auf der gegenüberliegenden Motorlängsseite zur Verfügung stehende Freiraum kann beispielsweise zur Unterbringung von Zu- satzaggregaten verwendet werden. Der dadurch gewonnene kon- struktive Freiraum im Zylinderkopf kann dabei bestens bei gleichzeitig gutem Einlaßströmungsverhalten ausgenützt werden. Zur Durchfüh- rung von Wartungsarbeiten am Ventiltrieb müssen die Einlaßströ- mungswege nicht mehr freigelegt werden, so daß bei diesen Arbeiten keine Verschmutzungs-oder Beschädigungsgefahr der Einlaßkanäle besteht. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Teilkanäle in den Zylinderkopf eingelassen sind und der Hauptkanal im wesentlichen in ein am Zylinderkopf befestigtes Kipphebelgehäuse eingelassen ist.

Die konstruktive Gestaltung der Einlaßkanäle und deren Verlauf einerseits im Kipphebelgehäuse und andererseits im Zylinderkopf kommt den gußtechnischen Anforderungen bei der Herstellung ent- gegen.

Weiters ist es für die Fertigung und Montage vorteilhaft, wenn die durch das Kipphebelgehäuse gebildete Einlaßflanschfläche und die durch den Zylinderkopf gebildete Auslaßflanschfläche etwa parallel zur Motorlängsebene ausgebildet sind.

Die Einlaßflanschfläche liegt dabei oberhalb, die Auslaßflanschfläche unterhalb der Trennebene zwischen Zylinderkopf und Kipphebelge- häuse. Die Einspritzdüse liegt bevorzugt in der Zylindermitte.

Eine strömungsgünstige und platzsparende Form der Einlaßkanäle läßt sich weiters dadurch erreichen, daß die Teilkanäle zu den Venti- len eines ersten Zylinders und die Teilkanäle zu den Ventilen eines zweiten Zylinder jeweils symmetrisch zueinander ausgebildet sind und daß der Hauptkanal im wesentlichen quer zu den Mündungen der Teilkanäle und quer zu der Motorlängsachse im Bereich zwischen zwei Zylindern angeordnet ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Hauptkanäle etwa normal zur Motorlängsebene ausgebildet sind. Die Hauptkanäle im Kurbelge- häuse verlaufen dabei im wesentlichen quer zur Motorlängsebene, die Teilkanäle im Zylinderkopf dagegen im wesentlichen in Richtung der Ventilachsen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Teilkanäle von einem im Bereich der Trenn- ebene zwischen Zylinderkopf und Kipphebelgehäuse angeordneten Sammelraum des Hauptkanales ausgehen.

Das Kipphebelgehäuse ist vorzugsweise als Druckgußteil ausgeführt.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen Fig. 1 einen Zylinderkopf samt Kipphebelgehäuse gemäß der Erfindung im Querschnitt nach der Linie I-I in Fig. 2, Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Zylinderkopf gemäß der Linie 11-11 in Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf den Zylinderkopf gemäß der Linie III-III in Fig. 1, und Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3.

Der Zylinderkopf 1, der durch Zylinderkopfschrauben 2 am nicht wei- ter dargestellten Zylinderblock befestigt ist, sowie das am Zylinder- kopf 1 angeschraubte Kipphebeigehäuse 3 sind so gestaltet, daß sich die Einlaßflanschfläche 4 und die Auslaßflanschfläche 5 auf der sel- ben Motorlängsseite 6 befinden. Für jeweils zwei benachbarte Zylin- der 7,8 besteht der Einlaßkanal 9 jeweils aus einem zum Teil vom Kipphebelgehäuse 3 gebildeten Hauptkanal 10 und vier Teilkanälen 11,12,13,14, welche jeweils zu einem Einlaßventil 15,16,17,18 der beiden Zylinder 7,8 führen. Pro Zylinder 7,8 ist jeweils ein Teil- kanal 11,12 als Dralikanal, und ein Teilkanal 13,14 als Füllkanal ausgebildet.

Die Füllkanäle 13,14 gehen von einem gemeinsamen Querschnitts- bereich 19 eines durch den Hauptkanal 10 gebildeten Sammelraumes 20 aus. Die Einlaßkanäle 9 zweier benachbarter Zylinder 7,8 sind jeweils symmetrisch zu einer Normalebene 22 auf die Kurbelwellen- achse 24 zwischen den beiden Zylinder 7,8 angeordnet.

Der Sammelraum 20, sowie der Hauptkanal 10 befinden sich in der Trennebene 23 zwischen dem Kipphebelgehäuse 3 und dem Zylin- derkopf 1. Dies ermöglicht es, das Kipphebelgehäuse 3 als Druck- gußteil herzustellen.

Die Ventilachsen 15a, 16a, 17a, 18a der Einlaßventile 15,16,17,18 liegen in einer Längsebene 25a, die parallel zur durch die Kurbelwel- lenachse 24 und die Zylinderachsen 7a und 8a aufgespannten Mo- torlängsebene 25 ist. Auch die Achsen 26a, 27a der Auslaßventile 26, 27 sind in einer zur Motorlängsebene 25 parallelen Längsebene 25b angeordnet. Die Auslaßkanäle 29,30 sind jeweils zwischen den Auslaßventilen 26,27 und der Auslaßflanschfläche 5 möglichst kurz ausgebildet. Mit 28 ist der Düsenhalter einer zentral angeordneten Einspritzdüse bezeichnet.

An die Auslaßflanschfläche 5 schließt der am Zylinderkopf 1 befe- stigte Auslaßkrümmer 31 an. An der Einlaßflanschfläche 4 des Kipp- hebelgehäuses 3 ist der Einlaßsammler 32 befestigt. Mit 33 ist eine zwischen Einlaßsammler 32 und Kipphebelgehäuse 3 vorgesehene Dichtung bezeichnet.

An der Oberseite des Kipphebelgehäuses 3 ist der Kipphebelgehäu- sedeckel 34 lösbar befestigt. Zur Durchführung von Wartungs-und Einstellarbeiten am Ventiltrieb der Einlaßventile 15,16,17,18 und Auslaßventile 26,27, kann der Kipphebelgehäusedeckel 34 entfernt werden.

Mit Bezugszeichen 35 ist in den Fig. 2 und 3 ein stirnseitig am Zylin- derkopf 1 angegossene Thermostatgehäuse für ein Kühlwasserther- mostat 36 bezeichnet.