DE10138543B4

DE10138543B4 - Motorkraftstoffpumpenbefestigungsstruktur

Info

Publication number: DE10138543B4
Application number: DE10138543A
Authority: DE
Inventors: Satoshi Wako Iitaka; Kazuhiro Wako Yamamoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2021-08-07
Also published as: US6895942B2; JP2002054521A; US20020035989A1; DE10138543A1

Abstract

Motorkraftstoffpumpenbefestigungsstruktur für einen Motor (E) mit einer oberhalb einer oberen Fläche eines Zylinderkopfs (12) gelagerten Nockenwelle (34) und einer durch die Nockenwelle (34) angetriebenen Kraftstoffpumpe (41), wobei die Befestigungsstruktur umfasst:
eine Mehrzahl von Lagern (29a, 28), welche dazu dienen, die Nockenwelle (34) zu lagern, wobei die Lager jeweils eine zwischen der Nockenwelle (34) und dem Zylinderkopf (12) angeordnete untere Lagerhälfte (28) und eine an der vom Zylinderkopf (12) abgewandten Seite der Nockenwelle (34) angeordnete obere Lagerhälfte (29a) aufweisen, und
Befestigungsmittel (43–46) zum Anbringen der Kraftstoffpumpe (41) an einem Ende eines Nockenweilenhalters (29), welcher wenigstens eine obere Lagerhälfte (29a) umfasst,
gekennzeichnet durch Verbindungsteile (29b), die integral die die Nockenwelle (34) lagernden oberen Lagerhälften (29a) miteinander verbinden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
BEREICH DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorkraftstoffpumpenbefestigungsstruktur gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, in welcher ein Nockenwellenhalter, der eine Nockenwelle lagert, an der oberen Fläche eines Zylinderkopfs befestigt ist und eine Kraftstoffpumpe an einem Wellenende der Nokkenwelle angebracht ist.
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Ein Motor, bei dem eine Kraftstoffpumpe, die Kraftstoff unter hohem Druck einem Einspritzventil zuführt, durch ein Wellenende einer Nockenwelle angetrieben wird, und bei dem ein Pumpengehäuse der Kraftstoffpumpe so festgeschraubt ist, dass es sich über sowohl einen Zylinderkopf als auch einen Nockenwellenhalter erstreckt, ist aus der japanischen Patentanmeldung Offenlegungsnr. 11-821 59 bekannt.
Wenn ein Pumpengehäuse einer durch eine Nockenwelle angetriebenen Kraftstoffpumpe an einem Zylinderkopf und einem Nockenwellenhalter angeschraubt ist, besteht im Allgemeinen eine Möglichkeit, dass die schwere Kraftstoffpumpe nicht zuverlässig gelagert werden kann, da die Steifigkeit des Nockenwellenhalters, der ein ziemlich kleines Teil ist, das vorgesehen ist, um jeden der Lagerzapfen der Nockenwelle zu lagern, nicht ausreichend ist.
Dokument EP 0 957 259 A1 zeigt eine Kraftstoffpumpenbefestigungsstruktur gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, wobei jeweils die unteren Lagerhälften der Nockenwellenlager durch Verbindungsteile miteinander verbunden sind. Auch Dokument US 5,150,675 zeigt eine Nockenwellenlagerstruktur, wobei jeweils die unteren Lagerhälften miteinander verbunden sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf die oben erwähnten Umstände und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Steifigkeit zu erhöhen, mit welcher eine durch eine Nockenwelle angetriebene Kraftstoffpumpe gelagert wird.
Zur Lösung der oben erwähnten Aufgabe wird eine Motorkraftstoffpumpenbefestigungsstruktur gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Nockenwellenhalter, der eine Nockenwelle lagert, an einer oberen Fläche eines Zylinderkopfs befestigt und eine Kraftstoffpumpe an einem Wellenende der Nockenwelle angebracht, wobei der Nockenwellenhalter durch integrales Miteinanderverbinden einer Mehrzahl von Lagern, die die Nockenwelle über Verbindungsteile lagern, ausgebildet ist und die Kraftstoffpumpe an dem Nockenwellenhalter durch einen Bolzen befestigt ist.
Gemäß der oben erwähnten Anordnung kann sowohl die Steifigkeit, mit welcher die Nockenwelle gelagert ist, als auch die Steifigkeit, mit welcher die Kraftstoffpumpe gelagert ist, durch den Nockenwellenhalter erhöht werden, da der Nockenwellenhalter, an welchem die Kraftstoffpumpe durch den Bolzen befestigt ist, eine sehr steife integrale Struktur aufweist, in welcher eine Mehrzahl von Lagern, die die Nockenwelle lagern, integral über die Verbindungsteile miteinander verbunden sind.
Ferner wird gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Motorkraftstoffpumpenbefestigungsstruktur vorgeschlagen, in welcher ein Kipphebelwellenhalter, der eine Kipphebelwelle lagert, und ein Nockenwellenhalter, der eine Nockenwelle allein oder in Verbindung mit dem Kipphebelwellenhalter lagert, an der oberen Fläche eines Zylinderkopfs übereinander angeordnet sind und eine Kraftstoffpumpe an einem Wellenende der Nockenwelle angebracht ist, wobei der Nockenwellenhalter durch integrales Miteinanderverbinden einer Mehrzahl von Lagern, die die Nockenwelle über Verbindungsteile lagern ausgebildet ist und wobei die Kraftstoffpumpe an dem Zylinderkopf, dem Kipphebelwellenhalter und dem Nockenwellenhalter jeweils durch einen Bolzen befestigt ist.
Gemäß der oben erwähnten Anordnung kann die Steifigkeit dieser drei Elemente wirksam durch ein Pumpengehäuse der Kraftstoffpumpe erhöht werden und die Nockenwelle und die Kipphebelwelle können zuverlässig gelagert werden, da die Kraftstoffpumpe durch einen Bolzen an jedem der drei Elemente, die sich aus dem Zylinderkopf, dem Kipphebelwellenhalter und dem Nockenwellenhalter zusammensetzen, befestigt ist. Insbesondere da der Nockenwellenhalter eine integrale Struktur aufweist, in welcher die Mehrzahl von Lagern, die die Nockenwelle lagern, integral miteinander über die Verbindungsteile verbunden sind, wird die Steifigkeit des Nockenwellenhalters weiter erhöht und als ein Ergebnis kann die Nockenwelle zuverlässiger gelagert werden, während die Steifigkeit, mit welcher die Kraftstoffpumpe gelagert ist, erhöht wird.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Motorkraftstoffpumpenbefestigungsstruktur vorgeschlagen, in welcher ein Nockenwellenhalter, der eine Nockenwelle lagert, an der oberen Fläche eines Zylinderkopfs befestigt ist und eine Kraftstoffpumpe an einem Wellenende der Nockenwelle angebracht ist, wobei ein an dem Nockenwellenhalter vorgesehenes Lager und ein an dem Nockenwellenhalter vorgesehener Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprung miteinander über eine Verstärkungsrippe verbunden sind.
Gemäß der oben erwähnten Anordnung kann die Steifigkeit, mit welcher die Kraftstoffpumpe gelagert ist, durch die integrale Verbindung des Lagers und des Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprungs an dem Nockenwellenhalter erhöht werden, da das an dem Nockenwellenhalter vorgesehene Lager und der an dem Nockenwellenhalter vorgesehene Kraftstoffpumpen befestigungsvorsprung miteinander über die Verstärkungsrippe verbunden sind.
Zusätzlich zu einem der oben erwähnten ersten bis dritten Aspekte sind ein an dem Zylinderkopf ausgebildeter Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprung und eine Außenwand eines in dem Zylinderkopf ausgebildeten EGR-Gasdurchgangs miteinander über eine Verstärkungsrippe verbunden und die Steifigkeit des Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprungs kann dadurch erhöht werden, um die Kraftstoffpumpe noch zuverlässiger zu lagern.
Zusätzlich zu dem oben erwähnten ersten Aspekt oder zweiten Aspekt ist eine Verstärkungsrippe, die sich in der Richtung erstreckt, wo die Kraftstoffpumpe angebracht ist, an einer Rückfläche eines an dem Nockenwellenhalter ausgebildeten Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprung vorgesehen und es ist dadurch möglich, eine Abwärtsbewegung des Nockenwellenhalters in Folge des Gewichts der Kraftstoffpumpe zu unterdrücken und die Steifigkeit, mit welcher die Kraftstoffpumpe und die Nockenwelle gelagert sind, zu erhöhen.
Zusätzlich zu dem oben erwähnten dritten Aspekt erstreckt sich die Verstärkungsrippe, die das Lager des Nockenwellenhalters mit dem Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprung verbindet, von der Rückseite des Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprungs in die Richtung, wo die Kraftstoffpumpe angebracht ist, und es wird dadurch möglich, eine Abwärtsbewegung des Nockenwellenhalters in Folge des Gewichts der Kraftstoffpumpe zu unterdrücken und die Steifigkeit, mit welcher die Kraftstoffpumpe und die Nockenwelle gelagert sind, zu erhöhen.
Die oben erwähnten Aufgaben und andere Aufgaben, Charakteristika und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der Erläuterung einer bevorzugten Ausführungsform offenbar, die unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die 1 bis 8 veranschaulichen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1 ist eine Querschnittsansicht eines Zylinderkopfs eines Direktkraftstoffeinspritzmotors.
2 ist eine Endansicht des Motors aus derselben Richtung wie in 1.
3 ist eine Ansicht, die dem Motor der 2 in einem Zustand zeigt, in welchem die Kraftstoffpumpe entfernt wurde.
4 ist eine Querschnittsansicht längs einer Linie 4-4 in 2.
5 ist eine vergrößerte Ansicht in der Richtung des Pfeils 5 in 1.
6 ist eine Querschnittsansicht längs einer Linie 6-6 in 5.
7 ist eine Querschnittsansicht längs einer Linie 7-7 in 5.
8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht längs einer Linie 8-8 in 1.
BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Querschnittsansicht eines Reihenvierzylindermotors E. Ein Zylinderkopf 12 ist mit der Oberseite eines Zylinderblocks 11 verbunden und eine Kopfabdeckung 13 ist mit der Oberseite des Zylinderkopfs 12 verbunden. Ein Kolben 15 ist in dem in dem Zylinderblock 11 ausgebildeten Zylinder 14 in einer verschieblichen Weise gelagert und eine konische Form der an der Unterseite des Zylinderkopfs 12 ausgebildeten Brennkammer 16 weist zur Oberseite des Kolbens 15 hin. Ein Paar von Einlassöffnungen 17 und ein Paar von Auslassöffnungen 18 öffnen innerhalb der Brennkammer 16. Die Einlassöffnungen 17 werden durch ein Paar von Einlassventilen 20 geöffnet und geschlossen, welche mittels Ventilfedern 19 in die Schließrichtung gedrängt werden. Die Auslassöffnungen 18 werden durch ein Paar von Auslassventilen 22 geöffnet und geschlossen, welche mittels Ventilfedern 21 in die Schließrichtung gedrängt werden.
Ein Zündkerzeneinsetzrohr 12a ist in dem Zylinderkopf 12 an der Auslassseite ausgebildet, um einen Winkel zur Zylinderachse zu bilden und die Spitze einer innerhalb des Einsetzrohrs 12a angebrachten Zündkerze 23 weist zur Brennkammer 16 hin. Der Zylinderkopf 12 umfasst eine Zylinderkopfseitenwand 12b an der Einlassseite und eine Zylinderkopfseitenwand 12c an der Auslassseite. Ein Verlängerungsrohr 24, das in das Zündkerzeneinsetzrohr 12a eingepresst ist, erstreckt sich von der Zylinderkopfseitenwand 12c auf der Auslassseite nach außen. Eine Ventilbetätigungsnockenkammer 25 ist zwischen dem Zylinderkopf 12 und der Kopfabdeckkung 13 ausgebildet. Ein nabenförmiger Einspritzventilbefestigungssockel 12e ist an einer Ventilbetätigungsnockenkammerdeckfläche 12d ausgebildet, welche die Basis der Ventilbetätigungsnockenkammer 25 so ausbildet, dass sie die Zylinderachse umgibt. Ein Einspritzventil 27 ist in einem Einspritzventilrohr 26 aufgenommen, das in den Einspritzventilbefestigungssockel 12e eingepresst ist und das untere Ende des in dem Einspritzventilbefestigungssockel 12e vorgesehenen Einspritzventils 27 weist auf den oberen Teil der Brennkammer 16.
Wie durch die zusätzliche Bezugnahme auf die 2 bis 4 deutlich ist, umfasst ein Ventilbetätigungsmechanismus, der in der Ventilbetätigungsnockenkammer 25 untergebracht ist, die von der Kopfabdeckung 13 umgeben ist, einen Kipphebelwellenhalter 28 und einen integralen Nockenwellenhalter 29. Der Kipphebelwellenhalter 28 und der integrale Nockenwellenhalter 29 sind auf der oberen Fläche des Zylinderblocks 12 übereinander angebracht und durch Bolzen 30 befestigt. Eine Einlasskipphebelwelle 31 und eine Auslasskipphebelwelle 32 sind in dem Kipphebelwellenhalter 28 befestigt. Eine Einlassnockenwelle 33 und eine Auslassnockenwelle 34 sind drehbar zwischen dem Kipphebelwellenhalter 28 und dem integralen Nockenwellenhalter 29 drehbar gelagert. Die Einlassnockenwelle 33 und die Auslassnockenwelle 34 werden von einer Kurbelwelle über eine endlose Kette angetrieben.
Der integrale Nockenwellenhalter 29, der mit der oberen Fläche des Kipphebelwellenhalters 28 verbunden ist und die Einlassnockenwelle 33 und die Auslassnockenwelle 34 lagert, weist fünf Lager 29a auf, die jeweils einen von fünf Lagerzapfen von jeder der Einlassnockenwelle 33 und der Auslassnockenwelle 34 lagern und vier Verbindungsteile 29b, die integral diese Lager 29a verbinden. Einspritzventileinsetzöffnungen 29d, durch welche Einspritzventilleitungen 26 verlaufen, sind in den mittleren Teilen der vier Verbindungsteile 29b des integralen Nockenwellenhalters 29 ausgebildet und die Zwischenräume zwischen den Außenumfängen der Einspritzventilleitungen 26 und den Innenumfängen der Einspritzventileinsetzöffnungen 29d sind durch Abdichtelemente 35 abgedichtet.
Eine Ausnehmung 13a, die sich in der Richtung erstreckt, in welcher die Zylinder angeordnet sind, ist in der Mitte der Kopfabdeckung 13 nach unten hin ausgebildet. Ölabscheidekammern 13b und 13c sind mit Unterteilungen 36 an der Einlassseite bzw. der Auslassseite an jeder Seite der Ausnehmung 13a ausgebildet. Der Außenumfang der unteren Fläche der Kopfabdeckung 13 ist auf dem Außenumfang der oberen Fläche des Zylin derkopfs 12 über ein erstes Abdichtelement 37 abgestützt. Der Innenumfang der unteren Fläche der Kopfabdeckung 13, d. h. der untere Rand der Ausnehmung 13a ist auf der oberen Fläche des integralen Nockenwellenhalters 29 über ein zweites Abdichtelement 38 abgestützt. Die Ventilbetätigungsnockenkammer 25 ist so gegenüber der Außenluft über das erste Abdichtelement 37 und das zweite Abdichtelement 38 abgedichtet und der integrale Nockenwellenhalter 29 bildet einen Teil des Dachs der Ventilbetätigungsnockenkammer 25.
Eine Kraftstoffleitung 39 ist innerhalb der Ausnehmung 13a des Zylinderkopfs 13 untergebracht und ist durch vier Schrauben 40 an den oberen Enden der vier Einspritzventile 27 befestigt, die in die Ausnehmung 13a von den Einspritzventileinsetzöffnungen 29d des integralen Nockenwellenhalters 29 ragen. An einer Endfläche des Motors E sind der Kipphebelwellenhalter 28 und der integrale Nockenwellenhalter 29 außerhalb der Kopfabdeckung 13 exponiert und ein Lagerzapfen 33a an dem Wellenende der Einlassnockenwelle 33 und ein Lagerzapfen 34a an dem Wellenende der Auslassnockenwelle 34 sind drehbar sowohl in dem Kipphebelwellenhalter 28 als auch dem Lager 29a des integralen Nockenwellenhalters 29 gelagert. Um Kraftstoff unter hohem Druck den Einspritzventilen 27 über die Kraftstoffleitung 39 zuzuführen, ist die durch das Wellenende der Auslassnockenwelle 34 angetriebene Kraftstoffpumpe 41 so angebracht, dass sie sich über die drei Elemente erstreckt, welche aus dem Zylinderkopf 11, dem Kipphebelwellenhalter 28 und dem integralen Nockenwellenhalter 29 bestehen.
Das heißt, die Kraftstoffpumpe 41, die eine axiale Plungerpumpe ist, weist ein Pumpengehäuse 42 auf und vier Bolzenlöcher 42b bis 42e sind in einem Befestigungsflansch 42a des Pumpengehäuses 42 ausgebildet. Ein Bolzen 43, der durch das erste Bolzenloch 42b an der untersten Position verläuft, ist in einem Bolzenloch 12h eines Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprungs 12g befestigt, der an der Endfläche des Zylinderkopfs 12 ausgebildet ist. Ein Bolzen 44, der durch das zweite Bolzenloch 42c an der höchsten Position verläuft, ist in einem Bolzenloch 29f eines Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprungs 29e befestigt, der von dem Lager 29a des integralen Nockenwellenhalters 29 nach oben vorsteht. Bolzen 45 und 46, die durch das dritte Bolzenloch 42d und das vierte Bolzenloch 42e verlaufen, die zwischen der höchsten und der niedrigsten Position angeordnet sind, sind in Bolzenlöcher 28c und 28d der Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprünge 28a und 28b des Kipphebelwellenhalters 28 befestigt. Eine Pumpenwelle 47 der Kraftstoffpumpe 41, die so durch die vier Bolzen 43 bis 46 befestigt ist, ist koaxial an dem Wellenende der Auslassnockenwelle 34 angebracht und mit ihr durch einen Stift 48 verbunden.
Ein EGR-Gasdurchgang 49 erstreckt sich von der Zylinderkopfseitenwand 12c auf der Auslassseite in das Innere des Zylinderkopfs 12. Eine Außenwand des EGR-Gasdurchgangs 49 und der Krafstoffpumpenbefestigungsvorsprung 12g des Zylinderkopfs 12 sind miteinander über eine Verstärkungsrippe 12i verbunden (3 und 4). Eine Rückseite des Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprungs 29e des integralen Nockenwellenhalters 29 und die obere Fläche des Lagers 29a sind miteinander über eine Verstärkungsrippe 29g verbunden, die sich in die Richtung erstreckt, wo die Kraftstoffpumpe 41 angebracht ist (3 und 4).
Wie in den 5 bis 8 gezeigt, ist ein variabler Ventilbetätigungscharakteristikmechanismus V zur Änderung des Ventilhubs und des Öffnungswinkels des Einlassventils 20 in zwei Stufen in der Ventilbetätigungsnockenkammer 25 vorgesehen.
An der Einlassnockenwelle 33 sind ein Paar von Niedergeschwindigkeitsnocken 61 und ein zwischen den zwei Niedergeschwindigkeitsnocken 61 eingefügter Hochgeschwindigkeitsnocken 62 so vorgesehen, dass sie jedem der Zylinder 14 entsprechen. Ein erster Einlasskipphebel 63, ein zweiter Einlasskipphebel 64 und ein dritter Einlasskipphebel 65 sind schwenkbar an der Einlasskipphebelwelle 31 gelagert, welche unter und parallel zur Einlassnockenwelle 33 so befestigt ist, dass sie jeweils dem Niedergeschwindigkeitsnocken 61, dem Hochgeschwindigkeitsnocken 62 und dem Niedergeschwindigkeitsnocken 61 entspricht.
Das Paar von Niedergeschwindigkeitsnocken 61 weist Grundkreise 61b und Erhebungen 61a auf, die um einen relativ kleinen Betrag in der radialen Richtung der Einlassnockenwelle 33 vorstehen. Der Hochgeschwindigkeitsnocken 62 weist einen Grundkreis 62b und eine Erhebung 62a auf, die um einen größeren Betrag und über einen breiteren Winkel als der der Projektion der Erhebungen 61a der Niedergeschwindigkeitsnocken 61 vorstehen.
Flansche 20b sind an den oberen Enden von Ventilschäften 20a der Einlassventile 20 vorgesehen. Die Einlassventile 20 werden in die Schließrichtung durch die Ventilfedern 19 gedrängt, die zwischen dem Zylinderkopf 12 und den Flanschen 20b in einem komprimierten Zustand eingebaut sind. Der erste und der dritte Kipphebel 63 und 65 sind schwenkbar um die Einlasskipphebelwelle 31 an einem ihrer Enden gelagert, weisen Rollen 67 auf, die innerhalb ihrer Ausschnitte 63a und 65b über Nadellager 66 gelagert sind und sind mit dem Paar von Niedergeschwindigkeitsnocken 61 in Kontakt und weisen Mitnehmerschrauben 68 auf, die in frei beweglichen Kontakt mit den oberen Enden der Ventilschäfte 20a der Einlassventile 20 an den anderen ihrer Enden sind.
Auf den zweiten Einlasskipphebel 64, welcher zwischen dem Paar von Einlassventilen 20 angeordnet und um die Einlasskipphebelwelle 31 an einem Ende schwenkbar gelagert ist, wird durch eine komprimierte Totgangfeder 69, die in einem in dem Zylindekopf 12 ausgebildeten Federsitz 12f angebracht ist, eine Kraft ausgeübt und er weist eine Rolle 71 auf, welche in einem Ausschnitt 64a über ein Nadellager 70 gelagert und in Kontakt mit dem Hochgeschwindigkeitsnocken 62 ist.
Wie aus 8 deutlich ist, weist ein Verbindungsumschaltmechanismus 72 zum Umschalten des Verbindungszustands zwischen dem ersten, zweiten und dritten Einlasskipphebel 63 bis 65 einen ersten Umschaltstift 73 auf, der eine Verbindung bzw. Kupplung zwischen dem ersten Einlasskipphebel 63 und dem zweiten Einlasskipphebel 64 bereitstellen kann, einen zweiten Umschaltstift 74, der eine Verbindung bzw. Kupplung zwischen dem zweiten Einlasskipphebel 64 und dem dritten Einlasskipphebel 65 bereitstellen kann und einen dritten Umschaltstift 75, der die Bewegung des ersten Umschaltstifts 73 und des zweiten Umschaltstifts 74 behindert. Die Umschaltstifte 73 bis 75 sind verschieblich in Buchsen 76 bis 78 gelagert, welche in die jeweiligen Einlasskipphebel 63 bis 65 eingepresst sind. Die Buchsen 76 bis 78 bilden die Lagerschäfte für die Rollen 67 und 71. Der dritte Umschaltstift 75 ist tassenförmig ausgebildet und wird auf den ersten und den zweiten Umschaltstift 73 und 74 zu durch eine Rückstellfeder 80 gedrängt, die zwischen dem dritten Umschaltstift 75 und einem an der Buchse 78 fest angebrachten Federsitz 79 angeordnet ist.
Eine Ölkammer 63b ist in dem ersten Einlasskipphebel 63 ausgebildet und ein Ende des ersten Umschaltstifts 73 weist zur Ölkammer 63b. Ein mit der Ölkammer 63b in Verbindung stehender Verbindungsdurchgang 63c ist in dem ersten Einlasskipphebel 63 ausgebildet und ein hydraulischer Druckversorgungsdurchgang 31a ist in der Einlasskipphebelwelle 31 ausgebildet. Der Verbindungsdurchgang 63c und der hydraulische Druckversorgungsdurchgang 31a stehen miteinander ständig über einen Verbindungsdurchgang 31b in Verbindung, der in der Seitenwand der Einlasskipphebelwelle 31 ausgebildet ist, ungeachtet des Schwenkzustands des ersten Einlasskipphebels 63.
Wenn der der Ölkammer 63b zugeführte hydraulische Druck entlastet wird, bewegen sich der erste bis dritte Umschaltstift 73 bis 75 zur Löseseite in Folge der Federkraft der Rückstellfeder 80 und der dritte Umschaltstift 75 stoppt in einer Position, in der er in Kontakt mit dem Stopper 81 ist. In die sem Augenblick sind der erste bis dritte Einlasskipphebel 63 bis 65 in einem nicht-gekuppelten Zustand, da die Ebene, in welcher der zweite Umschaltstift 74 und der dritte Umschaltstift 75 in Kontakt miteinander sind, zwischen dem zweiten Einlasskipphebel 64 und dem dritten Einlasskipphebel 65 liegt und die Ebene, in welcher der erste Umschaltstift 73 und der zweite Umschaltstift 74 in Kontakt miteinander sind, zwischen dem ersten Einlasskipphebel 63 und dem zweiten Einlasskipphebel 64 liegt. Wenn der Ölkammer 63b ein hydraulischer Druck zugeführt wird, bewegen sich der erste bis dritte Umschaltstift 73 bis 75 gegen die Federkraft der Rückstellefeder 80 zur Kupplungsseite, der erste Umschaltstift 73 des ersten Einlasskipphebels 63 kuppelt mit dem zweiten Einlasskipphebel 64 und der zweite Umschaltstift 74 des zweiten Einlasskipphebels 64 kuppelt mit dem dritten Einlasskipphebel 65 und der erste bis dritte Kipphebel 63 bis 65 sind somit integral gekuppelt.
Wie in 1 gezeigt, ist ein Ende des Auslasskipphebels 82 schwenkbar um die Auslasskipphebelwelle 32 gelagert. Das andere, gegabelte Ende des Auslasskipphebels 82 ist mit dem oberen Ende des Ventilschafts des Auslassventils 22 in Kontakt und eine in dem Mittelabschnitt des Auslasskipphebels 82 vorgesehene Rolle 83 ist mit einem an der Auslassnockenwelle 34 vorgesehenen Auslassnocken 84 in Kontakt.
Die Wirkung der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun erläutert.
Wenn der variable Ventilbetätigungscharakteristikmechanismus V eine Niedergeschwindigkeitsventilsteuerzeit etabliert, wird kein Hydraulikdruck der Ölkammer 63b zugeführt, die mit dem Hydraulikdruckversorgungsdurchgang 31a innerhalb der Einlasskipphebelwelle 31 in Verbindung steht und der erste bis dritte Umschaltstift 73 bis 75 bewegen sich in Folge der Federkraft der Rückstellfeder 80 in die in 8 gezeigten Lösepositionen. Daher sind der erste bis dritte Einlasskipphebel 63 bis 65 voneinander isoliert und die zwei Einlassventile 20 werden so betätigt, dass sie sich durch den ersten und den dritten Einlasskipphebel 63 und 65 öffnen und schließen, deren Rollen 67 in Kontakt mit den zwei Niedergeschwindigkeitsnocken 61 sind. In diesem Fall bewegt sich der zweite Einlasskipphebel 64, dessen Rolle 71 in Kontakt mit dem Hochgeschwindigkeitsnockken 62 ist, unabhängig von der Tätigkeit der Einlassventile 20 und ohne Auswirkung.
Wenn ein hydraulischer Druck auf die Ölkammer 63b ausgeübt wird, um eine Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit zu etablieren, bewegen sich der erste bis dritte Umschaltstift 73 bis 75 zu den Kupplungspositionen gegen die Federkraft der Rückstellfeder 80. Da der erste und der zweite Umschaltstift 73 und 74 bewirken, dass der erste bis dritte Kipphebel 63 bis 65 integral miteinander kuppeln, wird die Schwenktätigkeit des zweiten Einlasskipphebels 64, dessen Rolle 71 in Kontakt mit dem Hochgeschwindigkeitsnocken 62 mit der hohen und breitwinkligen Erhebung 62a ist, auf den ersten und zweiten Einlasskipphebel 63 und 65 übertragen, die integral mit dem zweiten Einlasskipphebel 64 verbunden sind, um auf diese Weise die zwei Einlassventile 20 zu betätigen, um sie zu öffnen und zu schließen. In diesem Fall sind die Erhebungen 61a der Niedergeschwindigkeitsnocken 61 von den Rollen 67 des ersten und dritten Einlasskipphebels 63 und 65 gelöst und bewegen sich ohne Wirkung.
Wie vorangehend beschrieben, werden die Einlassventile 20 mit einem geringen Ventilhub und einem kleinen Öffnungswinkel betätigt, wenn der variable Ventilbetätigungscharakteristikmechanismus V eine Niedergeschwindigkeitsventilsteuerzeit etabliert. Wenn die Hochgeschwindigkeitsventilsteuerzeit etabliert ist, werden die Einlassventile 20 mit einem hohen Ventilhub und einem größen Öffnungswinkel betätigt.
Die Auslassventile 22 werden so betätigt, dass sie sich mit konstantem Ventilhub und Öffnungswinkel über den Auslasskipphebel 82 durch den um die Auslassnockenwelle 34 vorgesehenen Auslassnocken 84 öffnen und schließen.
Wenn die Kraftstoffpumpe 41, die mit dem Wellenende der Auslassnockenwelle 34 verbunden ist, welche sich den Betrieb des Motors E begleitend dreht, betätigt wird, wird über die Kraftstoffleitung 39 zugeführter Kraftstoff unter hohem Druck in das Innere der Zylinder 14 über die jeweiligen Einspritzventile 27 eingespritzt. Die Kraftstoffpumpe 41 ist nicht nur schwer, sie nimmt auch ein Antriebsdrehmoment von der Auslassnockenwelle 34 auf und daher wird eine große Last auf die Befestigungspunkte der Kraftstoffpumpe 41 ausgeübt. Wenn diese Last eine Deformation am Ende des integralen Nockenwellenhalters 29 verursacht, wird es besonders schwierig, den Lagerzapfen 34a des Wellenendes der Auslassnockenwelle 34 in einer stabilen Weise zu lagern, was eine Möglichkeit hervorruft, dass ein abnormaler Verschleiß usw. auftreten kann.
Da jedoch der Befestigungsflansch 42a der Kraftstoffpumpe 41 in der vorliegenden Ausführungsform an den drei Elementen, die aus dem Zylinderkopf 12, dem Kipphebelwellenhalter 28 und dem integralen Nockenwellenhalter 29 bestehen, mittels der vier Bolzen 43 bis 46 befestigt ist, wird die Steifigkeit der Teile, an welchen die Kraftstoffpumpe 41 angebracht ist, erhöht, um auf diese Weise jede Deformation des integralen Nockenwellenhalters 29 und des Kipphebelwellenhalters 28 zu verhindern. Nicht nur können die Einlassnockenwelle 33, die Auslassnockenwelle 34, die Einlasskipphebelwelle 31 und die Auslasskipphebelwelle 32 zuverlässig gelagert werden, sondern es kann auch die Steifigkeit, mit welcher die Kraftstoffpumpe 41 selbst gelagert wird, erhöht werden. Da der integrale Nockenwellenhalter 29 außerdem eine Struktur besitzt, bei der eine Mehrzahl von Lagern 29a, die sich in einer Richtung erstrecken, rechtwinklig zu der Richtung, in welcher die Zylinder angeordnet sind, integral miteinander durch eine Mehrzahl von Verbindungsteilen 29b in der Richtung verbunden sind, in welcher die Zylinder angeordnet sind, kann die Steifigkeit des integralen Nockenwellenhalters 29 weiter erhöht werden, um auf diese Weise zu einer Erhöhung der Steifigkeit beizutragen, mit welcher die Kraftstoffpumpe 41 gelagert ist.
Da ferner die Außenwand des EGR-Gasdurchgangs 49, welche rohrförmig ausgebildet ist und eine hohe Steifigkeit besitzt, mit dem Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprung 12g des Zylinderkopfs 12 über die Verstärkungsrippe 12i verbunden ist, wird der Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprung 12g verstärkt, was die Steifigkeit, mit welcher die Kraftstoffpumpe 41 gelagert wird, weiter erhöht. Da ferner die Rückseite des Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprungs 29e des integralen Nockenwellenhalters 29 mit der Oberseite des Lagers 29a über die Verstärkungsrippe 29g verbunden ist, wird es möglich, eine Abwärtsbewegung des integralen Nockenwellenhalters 29 infolge des Gewichts der Kraftstoffpumpe 41 zu unterdrücken und die Steifigkeit mit welcher die Kraftstoffpumpe 41, die Einlassnockenwelle 33 und die Auslassnockenwelle 34 gelagert sind, kann weiter erhöht werden. Da sich insbesondere die Verstärkungsrippe 29g von der Rückseite des Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprungs 29e zu dem Lager 29a des integralen Nockenwellenhalters 29 erstreckt, kann die Wirkung der Steifigkeitssteigerung weiter erhöht werden.
Obwohl eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert oben beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne vom Geist und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auch bei einem Motor mit einem nicht variablen Ventilbetätigungscharakteristikmechanismus V und bei einem Reihenmotor oder einem V-Motor, der kein Vierzylindertyp ist, verwendet werden. Ferner wurde in der vorliegenden Erfindung ein DOHC-Motor erläutert, aber die vorliegende Erfindung kann auch bei einem SOHC-Motor verwendet werden.
Ferner sind die Kipphebelwellen 31 und 32 in dem Kipphebelwellenhalter 28 gelagert und die Nockenwellen 33 und 34 sind zwischen dem Kipphebelwellenhalter 28 und dem integralen Nockenwellenhalter 29 in der Ausführungsform gelagert, aber während man die Kipphebelwellen 31 und 32 in dem Kipphebelwellenhalter 28 lagert, können die Nockenwellen 33 und 34 in dem integralen Nockenwellenhalter 29 gelagert werden oder die Kipphebelwellen 31 und 32 können zwischen dem Kipphebelwellenhalter 28 und dem integralen Nockenwellenhalter 29 gelagert werden, während man die Nockenwellen 33 und 34 in dem integralen Nockenwellenhalter 29 lagert. Obwohl die Kraftstoffpumpe 41 durch die Auslassnockenwelle 34 in der Ausführungsform angetrieben wird, kann sie außerdem durch die Einlassnockenwelle 33 angetrieben werden.
Ein Kipphebelwellenhalter, der eine Kipphebelwelle lagert, und ein Nockenwellenhalter, der eine Einlassnockenwelle und eine Auslassnockenwelle in Verbindung mit dem Kipphebelwellenhalter lagert, sind an der oberen Fläche eines Zylinderkopfs übereinander gelagert und miteinander verbunden und eine Kraftstoffpumpe, welche einem Einspritzventil Kraftstoff unter hohem Druck zuführt, wird durch einen Lagerzapfen an einem Wellenende der Auslassnockenwelle angetrieben. Die Kraftstoffpumpe ist an dem Zylinderkopf durch einen Bolzen befestigt; an dem integralen Nockenwellenhalter, in welchem eine Mehrzahl von Lagern integral über Verbindungsteile miteinander verbunden sind, durch einen Bolzen; und an dem Kipphebelwellenhalter durch Bolzen, und die Steifigkeit der Teile, an welchen die Kraftstoffpumpe angebracht ist, wird auf diese Weise erhöht, um die Nockenwelle und die Kipphebelwelle zuverlässig zu lagern.

Claims

Motorkraftstoffpumpenbefestigungsstruktur für einen Motor (E) mit einer oberhalb einer oberen Fläche eines Zylinderkopfs (12) gelagerten Nockenwelle (34) und einer durch die Nockenwelle (34) angetriebenen Kraftstoffpumpe (41), wobei die Befestigungsstruktur umfasst: eine Mehrzahl von Lagern (29a, 28), welche dazu dienen, die Nockenwelle (34) zu lagern, wobei die Lager jeweils eine zwischen der Nockenwelle (34) und dem Zylinderkopf (12) angeordnete untere Lagerhälfte (28) und eine an der vom Zylinderkopf (12) abgewandten Seite der Nockenwelle (34) angeordnete obere Lagerhälfte (29a) aufweisen, und Befestigungsmittel (43–46) zum Anbringen der Kraftstoffpumpe (41) an einem Ende eines Nockenweilenhalters (29), welcher wenigstens eine obere Lagerhälfte (29a) umfasst, gekennzeichnet durch Verbindungsteile (29b), die integral die die Nockenwelle (34) lagernden oberen Lagerhälften (29a) miteinander verbinden.
Motorkraftstoffpumpenbefestigungsstruktur gemäß Anspruch 1, wobei ein Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprung (12g) an dem Zylinderkopf (12) ausgebildet ist und eine Außenwand eines EGR-Gasdurchgangs (49) in dem Zylinderkopf ausgebildet ist, wobei der Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprung (12g) und die Außenwand des EGR-Gasdurchgangs (49) miteinander über eine Verstärkungsrippe (12i) verbunden sind.
Motorkraftstoffpumpenbefestigungsstruktur gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprung (29e) an dem Nockenwellenhalter (29) ausgebildet ist und eine Verstärkungsrippe (29g) an einer Rückfläche des Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprungs (29e) sich in einer Richtung zur Kraftstoffpumpe (41) hin erstreckend vorgesehen ist.
Motorkraftstoffpumpenbefestigungsstruktur nach einem der Ansprüche 1. bis 3, bei welcher ein die untere Lagerhälfte bildender Kipphebelwellenhalter (28), der eine Kipphebelwelle (31, 32) lagert, und der Nockenwellenhalter (29), der die Nockenwelle (33, 34) zusammen mit dem Kipphebelwellenhalter (28) lagert, an einer oberen Fläche des Zylinderkopfs (12) übereinander angeordnet sind und die Kraftstoffpumpe (41) an einem Wellenende (34a) der Nockenwelle (34) angebracht ist, und wobei die Kraftstoffpumpe (41) mit dem Zylinderkopf (12), dem Kipphebelwellenhalter (28) und dem Nockenwellenhalter (29) jeweils durch Bolzen (43–46) verbunden ist.
Motorkraftstoffpumpenbefestigungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei an dem Nockenwellenhalter (29) ein Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprung (29e) vorgesehen ist und eine Verstärkungsrippe (29g) die obere Lagerhälfte (29a) und den Kraftstoffpumpenbefestigungsvorsprung (29e) miteinander verbindet.