DE69027032T2

DE69027032T2 - Nockenwellenanordnung für eine Mehrventil-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69027032T2
Application number: DE69027032T
Authority: DE
Inventors: Hiroki Onodera
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1989-02-14
Filing date: 1990-02-14
Publication date: 1996-09-26
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: DE69023238D1; EP0483109A2; DE69027871T2; DE69027032D1; EP0479773A3; EP0483109A3; EP0383297B1; DE69027871D1; EP0383297A2; EP0479773A2; US5016592A; DE69023238T2; US5111791A; EP0483109B1; EP0479773B1; EP0383297A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopf-Anordnung für eine Brennkraftmaschine, mit:
mindestens zwei, um ihre Achsen drehbar gelagerten Nockenwellen, wobei jede der Nockenwellen eine Vielzahl Ventile betätigt, die hin- und herbewegbar in dieser Zylinderkopf- Anordnung gehaltert sind,
einem ersten Antriebsmittel zum Antreiben mindestens einer ersten dieser Nockenwellen mittels einer Motorabtriebswelle, und mit
einem Zylinderkopf-Gußteil zur Lagerung eines einstückigen Nockenträgers, der die mindestens zwei Nockenwellen drehbar lagert.
Es ist grundsätzlich davon ausgegangen worden, daß die Leistungsfähigkeit einer Brennkraftmaschine gesteigert werden kann durch Verbessern des Gaswechsels der Einlaßbefüllung in die Brennkammer und der Auslaßmenge aus der Brennkammer heraus. Es ist ebenfalls bekannt, daß der Gaswechsel und die volumetrische Effektivität bzw. der Liefergrad eines Motors eher gesteigert werden kann durch die Erhöhung der Anzahl der Ventile als lediglich durch Anordnen eines einzelnen extrem großen Einlaßventils und eines einzelnen extrem großen Auslaßventils. Durch die Verwendung vieler kleinerer Ventile kann die Trägheit reduziert und können höhere Motordrehzahlen erreicht werden. Allerdings besteht ein signifikantes Problem in der Anordnung aller Komponenten innerhalb der Brennkammer und in der Sicherstellung, daß die Brennkammer eine geeignete Konfiguration aufweist.
Bei derzeitigen Hochleistungsmotoren werden immer häufiger vier Ventile pro Zylinder verwendet. All diese Anordnungen verwenden zwei Einlaßventile und zwei Auslaßventile pro Kammer. Es ist ebenfalls vorgeschlagen worden, Anordnungen mit fünf Ventilen (drei Einlaß- und zwei Auslaßventile) zu verwenden, um einen weiteren Leistungsanstieg zu ermöglichen. Obwohl angenommen wurde, daß fünf Ventile pro Zylinder die optimale Anzahl sei bezüglich der Probleme in Verbindung mit der Ventilanordnung und der Ventilbetätigung wird neuerdings angenommen, daß das Vorsehen von sechs Ventilen (vier Einlaß- und zwei Auslaßventile) einen weiteren Leistungsanstieg zur Verfügung stellen kann. Allerdings besteht dabei eine große Bandbreite von Problemen in Verbindung mit der Anordnung derart vieler Ventile in einer einzelnen Brennkammer.
Bezüglich der Verwendung von mehreren Ventilen ist es selbstverständlich wünschenswert, die Anzahl der Nockenwellen zu minimieren, die für die Betätigung all dieser Ventile verwendet werden. Allgemein war es üblich, bei Vier- und Fünfventilmotoren, zwei Nockenwellen zu verwenden, eine für die Betätigung der Einlaß- und eine für die Betätigung der Auslaßventile. Falls allerdings eine Nockenwelle mehr als drei Ventile betätigen soll, müssen bei der Anordnung der Ventile Kompromisse eingegangen werden. Insbesondere falls vier Ventile pro Zylinder von einer Nockenwelle betätigt werden, ist es normalerweise üblich, die Ventile aneinanderzureihen, so daß sich alle entlang von Achsen hin- und herbewegen, welche in einer Ebene liegen, die das Drehzentrum der Nockenwellenachse schneidet oder nahe daran reicht. Das bedeutet, daß die tatsächliche Länge der Nockenwelle und insbesondere die Nasen eine Positionierung aller Ventile benötigen, so daß die Brennkammerkonfiguration zu Vergrößerungen neigt und große Oberflächenbereiche zur Verfügungs stellt. Dies reduziert ganz offensichtlich das mögliche Kompressionsverhältnis der Maschine und demgemäß ihre Leistungsfähigkeit.
Bei der Verwendung einer einzelnen Nockenwelle für die Betätigung mehrerer Ventile ist es oft Praxis, getrennte Nockennasen zur Betätigung eines jeden induviduellen Ventils oder Gruppen von Ventilen zu verwenden. Falls allerdings mehrere Ventile vorhanden sind und mehrere Nockennasen verwendet werden, bestehen Probleme für die drehbare Lagerung der Nockenwelle. Das bedeutet, daß die höchste axiale Belastung der Nockenwelle in einem Bereich auftritt, in dem die Nockennasen mit den Ventilbetätigungselementen in Eingriff stehen. Falls allerdings die Nockennasen alle eng zueinander angeordnet sind, ist es schwierig, falls nicht unmöglich, an die Nockennasen angrenzende Lagerflächen zur Verfügung zu stellen, um diese Seitenbelastungen aufzunehmen. Bekannte Nockenwellenanordnungen bieten einfach nicht die Möglichkeit, adäquate Lageroberflächen für die Nockenwellen unter diesen Umständen zur Verfügung zu stellen.
Bei einigen Fällen von Mehrventilmotoren kann es wünschenswert sein, mehr als zwei Nockenwellen zum Antreiben all dieser Ventile des Motors zu verwenden. Wenn eine derartige Anordnung verwendet wird, wird es allerdings wichtig sicherzustellen, daß alle Nockenwellen mit dem gleichen Takt bezüglich der Motorabtriebswelle angetrieben werden. Allerdings sollte der Taktantrieb relativ einfach, unkompliziert sein und einen leichten Zugriff auf die Komponenten des Motors bieten.
Die EP-0 320 233 A1 zeigt z.B. einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine, in der drei Einlaßventile und zwei Auslaßventile gelagert sind, die von einem Einlaß-Nockenwellen- Paar und einer einzelnen Auslaß-Nockenwelle betätigt werden. Die EP-0 063 385 A2 offenbart eine Zylinderkopf-Anordnung für eine Brennkraftmaschine der in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. Die Motorleistung des Motors nach diesem Dokument, insbesondere bei Hochdrehzahlbetriebsbedingungen, scheint allerdings dann auch wegen des begrenzten Gaswechsels und des begrenzten Liefergrades nicht zufriedenstellend zu sein.
Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Zylinderkopf-Anordnung für eine Brennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen, die mit einer kompakten Ventilanordnung einen verbesserten Gaswechsel und einen verbesserten Liefergrad des Motors ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß dieser Nockenträger eine erste und eine zweite Einlaß-Nockenwelle in einer gemeinsamen Ebene zur Betätigung von vier Einlaßventilen pro Zylinder und mindestens eine Auslaß-Nockenwelle drehbar lagert,
ein erstes Paar dieser vier Einlaßventile einen geringeren Durchmesser aufweist als das zweite Paar dieser vier Einlaßventile und daß
ein zweites Antriebsmittel vorgesehen ist zum Antreiben der zweiten Einlaß-Nockenwelle mittels der ersten Einlaß- Nockenwelle.
Das Vorsehen eines Einlaß-Nockenwellenpaares eröffnet viele Anordnungs- und Positionierungsmöglichkeiten für die Einlaßventile.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das erste Antriebsmittel an einem Ende der ersten Einlaß- Nockenwelle angeordnet, und das zweite Antriebsmittel von diesem einen Ende der ersten Einlaß-Nockenwelle beabstandet, wobei es bevorzugt an dem anderen Ende der ersten Einlaß- Nockenwelle angeordnet ist.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in weiteren abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung genauer erläutert und dargestellt unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und auf die Zeichnungen, in denen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht ist, die eine Zylinderkopf- Anordnung für eine Brennkraftmaschine gemäß eine bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt, gesehen entlang der Linie XV-XV von Fig. 3;
Fig. 2 eine Draufsicht, bei der einige Abschnitte nur teilweise gezeigt sind, der Ventil- und Öffnungsanordnung der Ausführungsform gem. Fig.1 ist;
Fig. 3 eine Draufsicht ist, bei der einige Teile, insbesondere der Kopfdeckel abgenommenen und andere Abschnitte in Phantomlinien gezeigt sind zur Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 eine Teildraufsicht ist, teilweise gleich der in Figur 3 gezeigten Zylinderkopf-Anordnung, aber gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zusammengestellt ist mit einigen abgeschnittenen Bereichen und mit abgenommenem Nockendeckel;
Fig. 5 ein Teilquerschnitt ist der Ausführungsform von Figur 4, die aber teilweise gleich derjenigen von Figur 1 ist;
Fig. 6 eine Draufsicht ist der Ausführungsform gemäß Fig. 5, welche die Ventil- und Zündkerzenanordnung in durchgezogenen Linien und die Öffnungsanordnung in unter brochenen Linien zeigt.
Zunächst wird auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen, in denen eine gemäß dieser Ausführungsform beschriebene Brennkraftmaschine teilweise dargestellt ist. Da die Erfindung primär die Konstruktion der Zylinderkopf-Anordnung betrifft, ist lediglich dieser Teil des Motors detailliert dargestellt. Es ist selbstverständlich, daß die in dieser Ausführungsform allgemein mit 31 bezeichnete Zylinderkopf-Anordndung einem Zylinderblock zugeordnet ist, der eine Vielzahl von in einer Reihe angeordneten Zylinderbohrungen aufweist, die in den Figuren 1 und 5 in Phantomlinien gezeigt und allgemein mit dem Bezugszeichen 32 versehen sind. In der dargestellten Ausführungsform ist der Motor ein Reihenmotor. Es ist allerdings selbstverständlich, daß die Erfindung auch in Verbindung mit Motoren mit anderen Zylinderkonfigurationen anwendbar ist. Ebenfalls können gewisse Aspekte der Erfindung für Motoren verwendet werden, deren Zylinder keine Zylinderbohrungen sind. Aus diesem Grunde ist die Bezeichnung "Bohrung" in der Beschreibung und in den Patentansprüchen so zu verstehen, daß die entsprechende Zylinder Öffnungen haben, in denen Kolben hin- und herbeweglich gelagert sind, unabhängig von deren Querschnittsform.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Zylinderkopf-Anordnung 31 zusammengefügt aus einer Vielzahl von Leichtmetallgußteilen einschließlich eines Hauptzylinderkopf- Gußteils 33, in dem Aussparungen 34 ausgebildet sind, um Brennkammern zu bilden mit Zylinderbohrungen 32, in denen sich die Kolben hin- und herbewegen. Diese Kolben sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Zusätzlich zum Hauptzylinderkopf-Gußteil 33 enthält die Zylinderkopf-Anordnung des weiteren einen Nockenträger 35, der, was noch weiter beschrieben werden wird, Ventilbetätiger und Nockenwellen enthält sowie ein Nockendeckelpaar, von denen jeder allgemein mit dem Bezugszeichen 36 versehen ist. Die Nockendeckel 36, der Nockenwellträger 35 und der Zylinderkopf 33 können zum zugehörigen Zylinderblock in jeder bekannten Art und Weise befestigt sein.
Die Zylinderkopf-Anordnung 31 ist mit einem Satz von vier Einlaßventilen 37,38,39 und 41 versehen, von denen jedes mit Stabbereichen versehen ist, die gleitend für eine Hin- und Herbewegung innerhalb einer entsprechenden, in den Zylinderkopf-Bereich 33 eingepreßten Führung gelagert sind. Es ist zu bemerken, daß die Stäbe der Seiteneinlaßventile 38 und 39 sich entlang entsprechender Achsen hin- und herbewegen, welche sich parallel zueinander erstrecken und eine gemeinsame Ebene definieren, die mit einem Neigungswinkel zu einer Ebene angeordnet ist, welche durch das Zentrum der Bohrung 32 verläuft und sich senkrecht zur Zeichnungsebene der Figur 1 erstreckt.
Die äußeren oder mittigen Einlaßventile 37 und 41 bewegen sich entlang von Achsen hin und her, die sich in einer gemeinsamen Ebene befinden, in einer Richtung parallel zu der Ebene der Hin- und Herbewegung derjenigen Achsen der Seiteneinlaßventile 38 und 39, und welche mit einem Neigungswinkel zur oben genannten Ebene der Zylinderbohrung angeordnet ist. Der Neigungswinkel der Seiteneinlaßventile 38 und 39 bezüglich dieser Ebene ist größer als der Neigungswinkel derjenigen Ebene, die von den Achsen der zentralen Einlaßenventile 37 und 41 aufgespannt wird. Allerdings liegen die Achsen der Hin- und Herbewegung der zentralen Einlaßventile 37 und 41 ebenfalls mit einem Neigungswinkel zu einer Ebene, die senkrecht auf der oben genannten Ebene liegt und durch die Zylinderachsen verläuft. Diese senkrechte Ebene ist parallel zu der Ebene der Figur 1.
Es ist zu bemerken, daß als Resultat dieser Neigungswinkel die Spitzen der Stäbe der Ventile 37 und 41 außerhalb des Randes des Zylinders 32 angeordnet sind.
Die Einlaßventile 37,38,39 und 41 und insbesondere deren Kopfbereiche öffnen und schließen entsprechende Ventilsitze, die durch Einpressen von Einsätzen ausgebildet worden sind. Diese Ventilsitze begrenzen Einlaßöffnungen, welche alle von einem gemeinsamen, hosenrohrförmigen Einlaßdurchlaß 43 beschickt werden, der sich ausgehend von einer ovalen Öffnung in der Außenseite 44 des Zylinderkopfes zu diesen Ventilöffnungen erstreckt.
Wie am besten aus Figur 2 entnehmbar ist, sind die Seiteneinlaßventile 38 und 39 wesentlich näher zur Einlaßöffnung des Einlaßdurchlasses 43 angeordnet und die zu den Einlaßventilen 38 und 39 fließenden Gase haben einen geraderen Weg als diejenigen zu den zentralen Einlaßventilen 37 und 41. Falls die Zurverfügungstellung eines im wesentlichen einheitlichen Flusses in den Zylinder 32 durch all die Einlaßöffnungen, die von den Ventilen 37,38,39 und 41 betätigt werden, erwünscht ist, sollten die Ventile 37 und 41 an ihren Köpfen einen größeren Durchmesser aufweisen als die Köpfe der Ventile 38 und 39.
Allgemein kann gesagt werden, daß, falls die Größe der Seiteneinlaßventile 38,39 an die Größe der zentralen Einlaßventile 37,41 heranreicht, über 50 % der Menge des Luftbrennstoffgemisches, welches in die Brennkammer fließt, von den Seiteneinlaßventilen 38,39 in die Kammer hineinströmt. Andererseits ist die Menge der Mischung von den entsprechenden Einlaßventilen relativ gemittelt, wenn die Größe der Seiteneinlaßventile 38,39 geringer ist, das bedeutet, daß der Motor auf eine mittlere Drehzahl eingestellt ist. Ferner ist im Falle der Figur 2 der Verwirbelungseffekt verstärkt.
Ferner lagert die Zylinderkopf-Anordnung 31 einen zweiten Satz von Ventilen, der die Auslaßventile 45 und 46 enthält, welche allgemein auf der gegenüberliegenden Seite der erstgenannten Ebene liegen, wenn diese Ventile sich in ihrer geschlossenen Position befinden. Die Stabbereiche der Ventile 45 und 46 sind hin- und herbeweglich innerhalb eingepreßter Führungen 47 gelagert und bewegen sich entlang paralleler Achsen hin und her, die in einer gemeinsamen Ebene liegen, welche mit einem Neigungswinkel zur oben genannten Ebene angeordnet ist.
Die Auslaßtventile 45 und 46 steuern den Fluß durch eine oder mehrere Auslaßöffnungen 48, welche an der Seite der Zylinderkopf-Anordnung 31 gegenüber der Einlaßöffnung 41 ausgebildet sind.
Bezüglich der Konfiguration der Einlaßöffnung 43 ist zu sagen, daß sie mit einer gemeinsamen Öffnung beginnt, sich aber, sobald sie sich an die Ventile 37,38,39 und 41 annähert, in zwei Bereiche aufteilt.
Die Einlaßventile 37,38,39 und 41 werden alle mittels entsprechender Hülsenstößel 51,52,53 und 54 betätigt, die gleitend in Bohrungen aufgenommen sind, die in dem Nockenträger 35 ausgebildet sind. Diese Bohrungen sind so angeordnet, daß sie parallel zu den entsprechenden Ventilstäben der sie betätigenden Ventile verlaufen. Daraus folgt, daß die Bohrungen, die die Stößel 52 und 53 aufnehmen, mit ihren Mittenachsen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, d.h., mit einem Neigungswinkel zur erstgenannten Ebene, die durch die Mitte der Zylinderbohrung verläuft, während die Achsen der Hin- und Herbewegung der Stößel 51 und 52 in einer Ebene liegen, die mit einem Neigungswinkel geneigt ist zu dieser Ebene und ebenfalls mit einem Neigungswinkel geneigt ist zur oben genannten senkrechten Ebene. Das hat zur Folge, daß die Kopfbereiche der Stößel 51,52,53 und 54 sich nicht alle in einer gemeinsamen Ebene befinden. Die Stößel 52 und 53 befinden sich in einer gemeinsamen Ebene, aber die Stößel 51 und 54 sind zu dieser gemeinsamen Ebene gekippt.
Schraubendruckfedern und Halter wirken so, daß sie die Ventile 37,38,39 und 41 in ihren geschlossenen Positionen halten. Die Ventile werden geöffnet mittels einer Nockenwellenanordnung, die nun beschrieben wird.
Ein Einlaß-Nockenwellenpaar, das allgemein mit den Bezugszeichen 302, 306 bezeichnet wird, ist in der zu beschreibenden Art drehbar gelagert durch die Zylinderkopf-Anordnung 31 und insbesondere zwischen dem Nockenträger 35 und Lagerkappen, die nun beschrieben werden. Die Nockenwellen rotieren jeweils um eine Achse, die parallel zur Rotationsachse der Kurbelwelle (nicht dargestellt) des Motors angeordnet ist.
Die Auslaßventile 45 und 46 werden in allgemein gleicher Art und Weise betätigt wie die Einlaßventile 37,38,39 und 41. Aufgrund ihrer Ausrichtung werden allerdings die Auslaßventile 45 und 46 durch entsprechende Hülsenstößel 62 betätigt, die innerhalb von Bohrungen gleitend gelagert sind, welche im Nockenträger 35 ausgebildet sind, wobei die Mittellinien dieser Bohrungen in einer Ebene liegen, die mit der Ebene der Hin- und Herbewegungsachsen der Ventile 45 und 46 zusammenfällt. Eine Auslaßnockenwelle 63 ist in geeigneter Weise auf der Auslaßseite des Nockendeckels 36 mittels Lagerungen gehaltert, die einstückig im Nockenträger 35 ausgebildet sind, und von Lagerungen gehaltert, die aus Lagerkappen 301 bestehen, die in geeigneter Weise innerhalb der Nockenkammer befestigt sind.
Wie aus der Figur 2 ersichtlich, ist das Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 bis 3 mit einer einzelnen Zündkerze 35 versehen, welche im wesentlichen zentral bezüglich der Zylinderbohrung 32 angeordnet ist.
In Übereinstimmung mit dem Wunsch, eine hohe Leistung zur Verfügung zu stellen, kann die Brennkammer 34 mit einem Paar Zündkerzen 65 versehen sein, die gemäß der Ausführungsform der Figuren 4 bis 6 mit ihren entsprechenden Öffnungen so angeordnet sind, daß sie nebeneinanderliegend axial angeordnet sind entlang der Rotationsachse der Abtriebswelle und im wesentlichen in der erstgenannten Ebene liegen, die die Achse der Zylinderbohrung 32 enthält. Diese Zündkerzen 65 sind erreichbar durch Zündkerzenschächte 66 (Figur 4), die zentral in der Zylinderkopf-Anordnung 31 ausgebildet sind und die geöffnet werden können durch einen Bereich zwischen den Nockendeckeln 36. Die zentralen Einlaßventile 37 und 41 und insbesondere die zugeordneten Stößel 51 und 54 werden mittels einer ersten Einlaß-Nockenwelle 302 betätigt. Die Einlaß- Nockenwelle 302 hat ein Antriebszahnrad 303 an ihrem vorderen Ende, und es ist ein ähnliches Antriebszahnrad 304 an der Auslaß-Nockenwelle 63 befestigt. Die Auslaß-Nockenwelle 63 und die Einlaßnockenwelle 302 werden in bekannter Weise mittels einer Kette oder eines Gurtes 305 von der Abtriebswelle des Motores angetrieben.
Wie in Figur 2 gezeigt, ist darüber hinaus die Größe der zentralen Einlaßventile 37,41 geringer als diejenige der Seiten- Einlaßventile 38,39, wodurch ein verbesserter Verwirbelungseffekt erreicht werden kann.
Wie in der Figur 1 angegeben, ist die Zündkerze 65 bezüglich der vertikalen Mittelachse des zugehörigen Zylinders geneigt angeordnet, wodurch der Zylinderkopf kompakter ausgebildet werden kann.
Eine zweite Einlaß-Nockenwelle, die allgemein mit dem Bezugszeichen 306 bezeichnet ist, ist in einer zu beschreibenden Art und Weise drehbar gelagert um eine Achse, die parallel zur Drehachse der Auslaß-Nockenwelle 63 und zur Drehachse der ersten Einlaß-Nockenwelle 302 verläuft. Die Einlaß- Nockenwellen 302 und 306 weisen gegenüberliegend von dem Zahnrad 303 Steuergetriebe 307 und 308 auf, welche die Einlaß-Nockenwelle 306 mittels der Einlaß-Nockenwelle 302 antreiben. Es ist offensichtlich, daß die Nockenwellen 302 und 306 in einander entgegengesetzten Richtungen rotieren und die daran angebrachten Nockennasen entsprechend ausgebildet sind. Falls erwünscht, kann ein Zwischengetriebe (nicht dargestellt) verwendet werden, so daß beide Nockenwellen sich in der gleichen Richtung drehen.
Insbesondere die erste Einlaß-Nockenwelle 302 ist mit einer ersten Nockennase 51 versehen zur Betätigung des Ventils 37, und mit einer zweiten Nockennase 54 versehen zur Betätigung des Ventils 41. Diese Nockennasen 51 und 54 können Oberflächen aufweisen, die sich in eine Richtung erstrecken, die geneigt ist zur Drehachse der ersten Einlaß-Nockenwelle 301, insbesondere dann, wenn die zentralen Einlaßventile 37 und 41 für eine Hin- und Herbewegung bezüglich der Zylinderkopfanordndung entlang Achsen gelagert ist, die nichtparallel zueinander und geneigt mit einem Neigungswinkel zu einer ersten Ebene angeordnet sind, welche die Achse der Zylinderbohrung 332 und die Achse der Motorabtriebswelle enthält und ebenfalls mit einem Neigungswinkel geneigt ist zu einer zweiten Ebene, die senkrecht zur ersten Ebene verläuft und ebenfalls diese Achse der Zylinderbohrung enthält. In ähnlicher Weise ist die zweite Einlaß-Nockenwelle 306 mit einem anderen Paar von Nockennase 52 und 53 versehen zum Betätigen der Seiten-Einlaßventile 38 und 39, wobei die erste und zweite Nokkennase 51 und 54 der ersten Einlaß-Nockenwelle 302 weiter voneinander beabstandet sind als die Nockennasen auf der zweiten Einlaß-Nockenwelle 306.
Die Nockenwellen 302 und 306 sind drehbar gelagert bezüglich des Nockenträgers 35 mittels einer Vielzahl von Lagerkappen 309 und 311, welche am Nockenträger 35 in bekannter Art und Weise befestigt sind und mit Lagerungsoberflächen auf jeder der Nockenwellen 302 und 306 kooperieren. Falls gewünscht, können alternativ individuelle Lagerkappen vorgesehen werden. Die Lageroberflächen auf den Nockenwellen 302 und 306 sind bevorzugt zwischen den entsprechenden Paaren der Nockennasen 51,54 und 52,53 vorgesehen, was aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich ist.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche allgemein die gleiche ist wie die Ausführungsform der Figuren 1 bis 3. In dieser Ausführungsform ist allerdings die Ventilanordnung unterschiedlich zur vorher beschriebenen. In dieser Ausführungsform sind die Einlaßventile 37 und 41 mit einem deutliche größeren Neigungswinkel zur vertikalen Ebene angeordnet, die durch die Achse des Zylinders 32 verläuft. Andererseits sind die Seiten-Einlaßventile 38 und 39 derart angeordnet, daß ihre Achsen für die Hin- und Herbewegung nahezu vertikal verlaufen. Diese Konfiguration ermöglicht eine kompaktere Brennkammer und kann auch noch höhere Kompressionsraten zulassen. Als Folge dieser unterschiedlichen Ventilanordnung kann die Nockenwelle 306 die zentralen Einlaßventile 37 und 41 betätigen, während die erste Einlaß-Nockenwelle 302 die Seiten-Einlaßventile 38 und 39 betätigt. In allen anderen Belangen ist diese Ausführungsform gleich mit derjenigen der Figuren 1 bis 3 und es sind aus diesem Grund die gleichen Bezugszeichen verwendet worden, um die gleichen Komponenten zu bezeichnen.
Die soweit beschriebenen Ausführungsformen haben zur Betätigung der Einlaß- und Auslaßventile Hülsenstößel verwendet. Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei Motoren angewandt werden, die eine Kipphebel-Ventilbetätigung aufweisen, worin eine Vielzahl von Nockenstößel vorgesehen ist zur Betätigung der Vielzahl von Ventilen, wobei diese Nockenstößel mit den Oberflächen der auf den Einlaß- und Auslaß- Nockenwellen angeordneten Nockennasen in Eingriff kommen.
Es ist zu bemerken, daß in diesem Fall die Zündkerze 65 wiederum geneigt angeordnet ist, wodurch eine verbesserte, kompakte Struktur des Zylinderkopfes ermöglicht wird.

Claims

1. Zylinderkopf-Anordnung (31) für eine Brennkraftmaschine, mit:

mindestens zwei, um ihre Achsen drehbar gelagerten Nockenwellen (63,302,306), wobei jede der Nockenwellen (63,302,306) eine Vielzahl Ventile (37,38,39,41,45,46) betätigt, die hinund herbewegbar in dieser Zylinderkopf-Anordnung (31) gehaltert sind,

einem ersten Antriebsmittel (303,305) zum Antreiben mindestens einer ersten dieser Nockenwellen (63,302) mittels einer Motorabtriebswelle, und mit

einem Zylinderkopf-Gußteil (33) zur Lagerung eines einstückigen Nockenträgers (35), der die mindestens zwei Nockenwellen (63,302,306) drehbar lagert, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Nockenträger (35) eine erste und eine zweite Einlaß- Nockenwelle (302,306) in einer gemeinsamen Ebene zur Betätigung von vier Einlaßventilen (37,38,39,41) pro Zylinder (32) und mindestens eine Auslaß-Nockenwelle (63) drehbar lagert, ein erstes Paar dieser vier Einlaßventile (37,41) einen geringeren Durchmesser aufweist als das zweite Paar dieser vier Einlaßventile (38,39), und daß

ein zweites Antriebsmittel (307,308) vorgesehen ist zum Antreiben der zweiten Einlaß-Nockenwelle (306) mittels der ersten Einlaß-Nockenwelle (302).

2. Zylinderkopfanordnung (31) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses erste Antriebsmittel (303,305) die erste Einlaß-Nockenwelle (302) und die mindestens eine Auslaß-Nockenwelle (63) antreibt.

3. Zylinderkopfanordnung (31) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses erste Antriebsmittel (303,305) an einem Ende der ersten Einlaß-Nockenwelle (302) angeordnet und daß zweite Antriebsmittel (307,308) von diesem einen Ende der ersten Einlaß-Nockenwelle (302) beabstandet ist.

4. Zylinderkopfanordnung (31) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Antriebsmittel (307,308) am anderen Ende der ersten Einlaß-Nockenwelle (302) angeordnet ist.

5. Zylinderkopfanordnung (31) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Antriebsmittel einen Zahnantrieb (307,308) umfaßt zum Antreiben der zweiten Einlaß-Nockenwelle (306) mittels der ersten Einlaß-Nockenwelle (302).

6. Zylinderkopfanordnung (31) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Antriebsmittel einen flexiblen Übertrager (305) umfaßt.

7. Zylinderkopfanordnung (31) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einlaß-Nockenwelle (302,306) mit einer ersten Nockennase (51) versehen ist zur Betätigung eines ersten Ventils (37) und eine zweite Nockennase (54) aufweist zur Betätigung eines zweiten Ventils (41), wobei die Nockenoberflächen der Nockennasen (51,54) in eine Richtung sich erstrecken, die zur Rotationsachse der Nockenwelle (302,306) geneigt ist, und daß das erste und zweite Ventil (37,41) bezüglich der Zylinderkopf-Anordnung (31) derart hin- und herbewegbar gelagert ist, daß sie sich entlang von Achsen bewegen, die nichtparallel zueinander angeordnet sind, wobei diese Achsen mit einem Neigungswinkel zu einer ersten, die Achse einer Zylinderkopfbohrung (32) und die Achse der Motorabtriebswelle enthaltenen ersten Ebene und ebenfalls mit einem Neigungswinkel zu einer zweiten Ebene geneigt sind, die senkrecht zur ersten Ebene verläuft und ebenfalls diese Bohrungsachse enthält.

8. Zylinderkopfanordnung (31) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockennasen (51,54) so ausgebildet sind, daß zwischen ihnen Lagerungsoberflächen vorhanden sind zur Drehlagerung der Nockenwelle (302,306).

9. Zylinderkopfanordnung (31) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Ventil (38) und ein viertes Ventil (39) hin- und herbewegbar entlang von Achsen gelagert sind, die mit einem Neigungswinkel zur ersten Ebene geneigt sind, und daß eine dritte Nockennase (52) zum Betätigen des dritten Ventils (38) und eine vierte Nockennase (53) zum Betätigung des vierten Ventils (39) auf der zweiten Einlaß- Nockenwelle (302,306) angeordnet sind.

10. Zylinderkopfanordnung (31) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Nockennase (51,54) weiter voneinander beabstandet sind als die dritte und vierte Nockennase (52,53).

11. Zylinderkopfanordnung (31) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte und vierte Einlaßventil (38,39) bezüglich der ersten Ebene mit einem geringeren Winkel geneigt sind als das erste und zweite Einlaßventil (37,41).

12. Zylinderkopfanordnung (31) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündkerze (65) mit ihrer Öffnung im wesentlichen auf der Achse der Zylinderkopfbohrung angeordnet ist.

13. Zylinderkopfanordnung (31) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen eines Zündkerzenpaares (65) im wesentlichen in der ersten Ebene liegen.

14. Zylinderkopfanordnung (31) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen eines Zündkerzenpaares (65) im wesentlichen in der zweiten Ebene liegen.

15. Zylinderkopfanordnung (31) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Nockenstößeln zur Betätigung der Vielzahl von Ventilen (37,38,39,41,45,46), wobei sich diese Nockenstößel mit den Oberflächen der Nockennasen (51,52,53,54) im Eingriff befinden.

16. Zylinderkopfanordnung (31) nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einlaß-Nockenwelle (302), die zentral zwischen der zweiten Einlaß-Nockenwelle (306) und der Auslaßnockenwelle (63) angeordnet ist, dazu geeignet ist, zwei mittige Einlaßventile (37,41) der vier Einlaßventile (37,38,39,41) zu betätigen.

17. Zylinderkopfanordnung (31) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einlaß-Nockenwelle (306), die zwischen der ersten Einlaß-Nockenwelle (302) und einer Seitenwandung der Zylinderkopf-Anordnung (31) angeordnet ist, dazu geeignet ist, zwei Seiten-Einlaßventile (38,39) der vier Einlaßventile (37,38,39,41) zu betätigen.