DE102008029600A1

DE102008029600A1 - Zylinderkopf

Info

Publication number: DE102008029600A1
Application number: DE102008029600A
Authority: DE
Inventors: Keisuke Komura; Toshihiko Oka; Kenichi Morishima; Norio Okazaki-shi Takayasu
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2028-06-24
Also published as: US7677219B2; DE102008029600B4; CN101397947A; KR20090032948A; US20090084341A1; JP4270314B2; CN101397947B; RU2008125144A; KR100932829B1; RU2391527C2; JP2009085025A

Abstract

Ein Zylinderkopf enthält bevorzugt: einen Bodenwandabschnitt; einen Außenumfangswandabschnitt, der im Inneren einen Raum definiert; einen Längswandabschnitt, der sich erstreckt, um in dem Raum eine Einlassseite, in welcher eine Einlassnockenwelle angeordnet ist, und eine Auslassseite, in welcher eine Auslassnockenwelle angeordnet ist, zu definieren; auf der Einlassseite angeordnete erste Seitenwandabschnitte, auf welchen erste Lagerungsabschnitte ausgebildet sind, um die Einlassnockenwelle darauf zu lagern; auf der Einlassseite angeordnete zweite Seitenwandabschnitte, auf welchen zweite Lagerungsabschnitte ausgebildet sind, um die variablen Ventilsteuereinheiten darauf zu lagern; und auf der Auslassseite angeordnete dritte Seitenwandabschnitte, auf welchen dritte Lagerungsabschnitte zur Lagerung der Auslassnockenwelle darauf angeordnet sind. Die zweiten Seitenwandabschnitte sind in einer Höhenrichtung von dem Bodenwandabschnitt aus niedriger als die ersten Seitenwandabschnitte. Die dritten Seitenwandabschnitte sind in der Höhenrichtung höher als die zweiten Seitenwandabschnitte. Eine Fläche des Bodenwandabschnittes, welche auf der Auslassseite angeordnet ist, ist in der Höhenrichtung höher als eine Fläche des Bodenwandabschnittes, welche auf der Einlassseite angeordnet ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors, in welchem variable Ventilsteuereinheiten auf seiner Einlassseite angeordnet sind.
Es wurden bereits Zylinderkopf-Verstärkungskonstruktionen zur Erhöhung der Steifigkeit eines Zylinderkopfes eines Verbrennungsmotors vorgeschlagen, um den in den Brennkammern auftretenden Explosionen zu widerstehen.
In Verstärkungskonstruktionen dieses Typs sind Einspritzdüsenhalteaugen, die dafür angepasst sind, individuell für die Brennkammern eingebaute Einspritzdüsen festzuhalten, miteinander in einer Längsrichtung (einer Richtung, in welcher die Verbrennungskammern ausgerichtet sind) eines Zylinderkopfes verbunden, und die Einspritzdüsenhalteaugen, die an beiden Enden liegen, sind mit einem Außenumfangswandabschnitt des Zylinderkopfes verbunden, wodurch ein Verstärkungswandabschnitt dort ausgebildet wird, wo die Augen und der Außenumfangswandabschnitt integral miteinander verbunden sind.
Ferner erstrecken sich auf einer Einlassseite des Zylinderkopfes Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitte, welche darauf eine auf der Einlassseite angeordnete Nockenwelle und Zapfen derselben Nockenwelle lagern, in einer Einlass/Auslass-Richtung (einer Richtung, welche die Längsrichtung des Zylinderkopfes im rechten Winkel schneidet) und sind mit dem Verstärkungswandabschnitt und dem Außenumfangswandabschnitt verbunden, wodurch Verstärkungswandabschnitte ausgebildet werden. In ähnlicher Weise sind auch auf der Auslassseite Auslassnockenwellen-Lagerungsabschnitte mit dem Verstärkungswandabschnitt verbunden, der durch die Einspritzdüsenaufnahmeaugenabschnitte und den Außenumfangswandabschnitt gebildet wird, wodurch Verstärkungswandabschnitte ausgebildet werden.
Durch diese Konfiguration wird die Steifigkeit des Zylinderkopfes durch die Verstärkungswandabschnitte, welche einander überschneiden erhöht, und zusätzlich ein Gleichgewicht in der Steifigkeit, das zwischen der Einlassseite und der Auslassseite (siehe beispielsweise JP-A-5-868113 ) einzuhalten ist, erzeugt.
Andererseits gibt es einige Verbrennungsmotoren, welche variable Ventilsteuereinheiten zur Anpassung des Betriebs von Einlassventilen gemäß den Fahrbedingungen eines Fahrzeugs enthalten.
Für einzubauende variable Ventilsteuereinheiten sind Augenabschnitte dort, wo die variablen Ventilsteuereinheiten eingebaut werden, auf einer Innenseite eines Zylinderkopfes ausgebildet. Wenn die Augenabschnitte auf der Einlassseite ausgebildet sind, wird jedoch die Steifigkeit der Einlassseite stärker als die der Auslassseite des Zylinderkopfes erhöht, da die so ausgebildeten Augenabschnitte die Funktion einer Verstärkung des fraglichen Teils des Zylinderkopfes haben. Demzufolge unterscheidet sich die Steifigkeit der Einlassseite von der Steifigkeit der Auslassseite, und somit ist das Gleichgewicht in der Steifigkeit verringert.
Eine Verringerung des Gleichgewichtes in der Steifigkeit zwischen der Einlassseite und der Auslassseite des Zylinderkopfes ist nicht erwünscht.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung einen Zylinderkopf bereitzustellen, welcher die Steifigkeiten der Einlassseite und der Auslassseite unter gleichzeitiger Beibehaltung des Gleichgewichtes in der Steifigkeit dazwischen vergrößern kann.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung ersichtlich.
Ein Zylinderkopf enthält bevorzugt: einen Bodenwandabschnitt; einen Außenumfangswandabschnitt, der im Inneren einen Raum definiert; einen Längswandabschnitt, der sich erstreckt, um in dem Raum eine Einlassseite, in welcher eine Einlassnockenwelle angeordnet ist und eine Auslassseite, in welcher eine Auslassnockenwelle angeordnet ist, zu definieren; auf der Einlassseite angeordnete erste Seitenwandabschnitte, auf welchen erste Lagerungsabschnitte ausgebildet sind, um die Einlassnockenwelle darauf zu lagern; auf der Einlassseite angeordnete zweite Seitenwandabschnitte, auf welchen zweite Lagerungsabschnitte ausgebildet sind, um die variablen Ventilsteuereinheiten darauf zu lagern; und auf der Auslassseite angeordnete dritte Seitenwandabschnitte, auf welchen dritte Lagerungsabschnitte zur Lagerung der Auslassnockenwelle darauf angeordnet sind. Die zweiten Seitenwandabschnitte sind in einer Höhenrichtung von dem Bodenwandabschnitt aus niedriger als die ersten Seitenwandabschnitte. Die dritten Seitenwandabschnitte sind in der Höhenrichtung höher als die zweiten Seitenwandabschnitte. Eine Fläche des Bodenwandabschnittes, welche auf der Auslassseite angeordnet ist, ist in der Höhenrichtung höher als eine Fläche des Bo denwandabschnittes, welche auf der Einlassseite angeordnet ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird gemäß der Erfindung bevorzugt ein Zylinderkopf bereitgestellt, welcher aufweist:
einen Bodenwandabschnitt, der auf einer Seite angeordnet ist, die einem Zylinderblock gegenüberliegt;
einen Außenumfangswandabschnitt, der von einem Umfang des Bodenwandabschnittes nach oben steht und im Inneren einen Raum definiert, in welchem eine Einlassnockenwelle, eine Auslassnockenwelle und variable Ventilsteuereinheiten, die zum Variieren der Betätigung von Einlassventilen angepasst sind, angeordnet sind;
einen Längswandabschnitt, der eine Einspritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff in das Innere einer Brennkammer hält, und sich so erstreckt, dass er in dem Raum eine Einlassseite, auf welcher die Einlassnockenwelle angeordnet ist, und eine Auslassseite, auf welcher die Auslassnockenwelle angeordnet ist, definiert, und wovon beide Enden mit dem Außenumfangswandabschnitt integral ausgebildet sind;
erste Seitenwandabschnitte, die auf der Einlassseite ausgebildet sind, auf welcher erste Lagerungsabschnitte zur Lagerung der Einlassnockenwelle darauf ausgebildet sind, wovon die einen Enden integral mit dem Längswandabschnitt ausgebildet sind und die anderen Enden davon integral mit einem ersten Abschnitt des Außenumfangswandabschnittes ausgebildet sind, welcher dem Längswandabschnitt gegenüberliegt;
zweite Seitenwandabschnitte, die auf der Einlassseite und abwechselnd zu den ersten Seitenwandabschnitten angeordnet sind, auf welchen zweite Lagerungsabschnitte zur Lagerung der variablen Ventilsteuereinheiten darauf ausgebildet sind, wovon die einen Enden integral mit dem Längswandabschnitt aus gebildet sind und die anderen Enden davon integral mit dem ersten Abschnitt des Außenumfangswandabschnittes integral ausgebildet sind; und
dritte Seitenwandabschnitte, die auf der Auslassseite angeordnet sind, wovon einer zwischen benachbarten zwei von den ersten Seitenwandabschnitten eingerichtet ist, auf welchen dritte Lagerungsabschnitte zur Lagerung der Auslassnockenwelle darauf ausgebildet sind, wovon die einen Enden integral mit dem Längswandabschnitt ausgebildet sind, und die anderen Enden davon integral mit einem zweiten Abschnitt der Außenumfangswand ausgebildet sind, welcher dem Längswandabschnitt gegenüberliegt, und gegenüber dem ersten Abschnitt der Außenumfangsabschnitt angeordnet ist; wobei
die zweiten Seitenwandabschnitte in einer Höhenrichtung von dem Bodenwandabschnitt aus niedriger als die ersten Seitenwandabschnitte sind,
die dritten Seitenwandabschnitte in der Höhenrichtung von dem Bodenwandabschnitt aus höher als die zweiten Seitenwandabschnitte sind, und
eine Fläche des Bodenwandabschnittes, welche auf der Auslassseite angeordnet ist, in der Höhenrichtung von dem Bodenwandabschnitt aus höher als eine Fläche des Bodenwandabschnittes ist, welcher auf der Einlassseite angeordnet ist.
Die ersten Seitenwandabschnitte und die zweiten Seitenwandabschnitte können abwechselnd in gleichen Intervallen angeordnet sein.
Die dritten Seitenwandabschnitte können in gleichen Intervallen angeordnet sein.
Die zweiten Seitenwandabschnitte und die dritten Seitenwandabschnitte können in einer Linie angeordnet sein.
Ein Abschnitt des Bodenwandabschnittes, welcher der Auslassseite entspricht kann dicker als ein Abschnitt des Bodenwandabschnittes sein, welcher der Einlassseite entspricht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der hierin nachstehend erfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen verständlicher, welche lediglich als Veranschaulichungsbeispiel gegeben werden, und somit die vorliegende Erfindung nicht einschränken. In den Zeichnungen ist.
1 eine perspektivische Ansicht, welche schematisch einen Verbrennungsmotor darstellt, welcher einen Zylinderkopf gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufweist.
2 eine Schnittansicht des Verbrennungsmotors entlang der in 1 dargestellten Linie F2-F2.
3 eine perspektivische Ansicht, welche den Verbrennungsmotor entlang der in 1 dargestellten Linie F3-F3 aufgeschnitten darstellt.
4 eine perspektivische Ansicht, welche den Verbrennungsmotor entlang der in 1 dargestellten Linie F4-F4 aufgeschnitten darstellt.
5 eine Schnittansicht des Verbrennungsmotors, die einen Zustand darstellt, in welchem die Einlassnockenwelle und der Kipphebelarmmechanismus auf dem in 4 dargestellten Zylinderkopf eingebaut sind.
6 eine Draufsicht, welche den in 1 dargestellten Zylinderkopf zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Zylinderkopf gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird unter Verwendung der 1 bis 6 beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch einen Verbrennungsmotor 10 darstellt, welcher einen Zylinderkopf 30 der Ausführungsform aufweist.
Wie es in 1 dargestellt ist, ist der Verbrennungsmotor beispielsweise ein Reihenvierzylinder-Dieselverbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor 10 enthält einen Zylinderblock 20 und einen Zylinderkopf 30.
5 ist eine Schnittansicht, welche schematisch einen Innenraum des Zylinderblockes 20 darstellt. Wie es in 5 dargestellt ist, sind Zylinder 22 in dem Zylinderblock 20 ausgebildet. Kolben 23 sind in den Zylindern 22 untergebracht. Nicht dargestellte Pleuelstangen sind jeweils mit den Kolben 23 verbunden, und diese Pleuelstangen sind mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle verbunden.
Brennkammern 24 sind zwischen den entsprechenden Kolben 23 und dem Zylinderkopf 30 ausgebildet, welcher später beschrieben wird. Die Kolben 23 werden durch die in den Brennkammern 24 in dem Arbeitshub erzeugte Energie in Bewegung gesetzt, und derartige Bewegungen der Kolben 23 werden durch die Pleuelstangen auf die Kurbelwelle übertragen, demzufolge sich die Kurbelwelle dreht.
Wie es in 1 dargestellt ist, ist der Zylinderkopf 30 auf einer Oberseite 21 des Zylinderblockes 20 angeordnet, zu welcher die Zylinder 22 hin offen ausgeführt sind. Ein Dichtungselement, wie zum Beispiel eine nicht dargestellte Dichtung, ist zwischen dem Zylinderblock 20 und dem Zylinderkopf 30 eingefügt.
Der Zylinderkopf 30 ist an dem Zylinderblock 20 mit Kopfschrauben wie zum Beispiel einer im rechten Abschnitt der Figur dargestellten Kopfschraube 90 befestigt. Die Befesti gungskonstruktion des Zylinderkopfes 30 an dem Zylinderblock 20 unter Verwendung der Kopfschrauben 90 wird später detailliert beschrieben.
2 ist eine Schnittansicht des Verbrennungsmotors entlang der in 1 dargestellten Linie F2-F2. 2 zeigt einen Querschnitt des Verbrennungsmotors, welcher sich ergibt, wenn der Verbrennungsmotor in einer Richtung geschnitten wird, welche sich quer zur Kurbelwelle erstreckt. Man beachte, dass in 2 nur der Umriss des Zylinderblockes 20 mittels einer Doppelstrichlinie dargestellt ist. Zusätzlich ist die Darstellung von Einlass- und Auslassnockenwellen 39, 40 und Kipphebelarmmechanismen 50, welche später beschrieben werden, weggelassen.
Gemäß Darstellung in den 1 und 2 enthält der Zylinderkopf 30 eine Öffnung, welche zu einer Seite hin geöffnet ist, die einer dem Zylinderblock 20 zugewandten Seite gegenüberliegt. Beispielsweise ist eine nicht dargestellte Kopfabdeckung auf der Öffnung des Zylinderkopfes 30 angeordnet. Wie es in den 1, 2 dargestellt ist, besitzt der Zylinderkopf 30 einen Bodenwandabschnitt 31, einen Außenumfangswandabschnitt 32 und einen Längswandabschnitt 33.
Wie es in 2 dargestellt ist, ist der Bodenwandabschnitt 31 auf der Seite des Zylinderkopfes 30 angeordnet, welcher der Oberseite 21 des Zylinderblockes 20 gegenüberliegt und bildet einen Basisabschnitt des Zylinderkopfes 30 aus. Die Höhe des Bodenwandabschnittes 31 wird später detailliert beschrieben.
Wie es in 1 dargestellt ist, wird eine Richtung, in welcher die entsprechenden Brennkammern 34 ausgerichtet sind, das heißt, eine Richtung, in welcher sich die Kurbelwelle erstreckt, zu einer Längsrichtung A des Verbrennungsmotors 10 gemacht, und eine Richtung, welche sich quer zu der Richtung erstreckt, in welcher die entsprechenden Brennkammern 24 ausgerichtet sind, zu einer Breiten- oder Querrichtung B des Verbrennungsmotors 10 gemacht. Eine Richtung, in welcher der Zylinderblock 20 und der Zylinderkopf 20 ausgerichtet sind (eine Richtung, in welcher der Zylinderblock 20 und der Bodenwandabschnitt 31 ausgerichtet sind), wird zu einer vertikalen Richtung C des Verbrennungsmotors 10 gemacht, und der Zylinderkopf 30 ist so positioniert, dass er über dem Zylinderblock 20 liegt. Man beachte, dass in dieser Ausführungsform die vertikale Richtung C parallel zu einer Höhenrichtung des Bodenwandabschnittes 31 liegt.
Der Außenumfangswandabschnitt 32 erhebt sich beispielsweise im Wesentlichen in der senkrechten Richtung von einem Umfangskantenabschnitt des Bodenwandabschnittes 31 und setzt sich in einer Umfangsrichtung fort. Die Außenumfangswand 32 definiert eine Innenseite und eine Außenseite des Zylinderkopfes 30 und besitzt Außenlängswandabschnitte 35, welche sich im Wesentlichen entlang einer Längsrichtung A erstrecken und Außenseitenwandabschnitte 36, welche sich im Wesentlichen entlang der Querrichtung B erstrecken. Eine obere Endfläche 32a des Außenumfangswandabschnittes 32 wird im Wesentlichen auf derselben Höhe entlang ihres gesamten Umfang gehalten. Die Außenlängswandabschnitte 35 stellen ein Beispiel eines Abschnittes des Außenumfangswandabschnittes 33 dar, welcher dem Längswandabschnitt 33 gegenüberliegt.
Der Längswandabschnitt 33 ist im Wesentlichen mittig in der Querrichtung des Zylinderkopfes 30 angeordnet und erstreckt sich in der Längsrichtung A. Zusätzlich ist der Längswandabschnitt 33 integral mit dem Bodenwandabschnitt 31 in einer solchen Weise ausgebildet, dass er in der vertikalen Richtung daraus nach oben steht und ist auch integral mit den Außenseitenwandabschnitten 36 an beiden Enden in der Längsrichtung A ausgebildet.
Wie es in 1 dargestellt ist, sind mehrere Einspritzdüsenaufnahmeaugenabschnitte 38 auf dem Bodenwandabschnitt 31 zum Aufnehmen von (in 5 dargestellt) Einspritzdüsen 37 ausgebildet, welche Kraftstoff in die entsprechenden Brennkammern einspritzen. Die Einspritzdüsenaufnahmeaugenabschnitte 38 sind so ausgebildet, dass sie jeweils den Brennkammern entsprechen. Der Längswandabschnitt 33 wird durch diese miteinander verbundenen Einspritzdüsenaufnahmeaugenabschnitte 38 ausgebildet. Der Bodenwandabschnitt 31, der Außenumfangswandabschnitt 32 und der Längswandabschnitt 33 sind integral miteinander ausgebildet.
Einlassventile 34 (teilweise in 5 dargestellt), Auslassventile, eine Einlassnockenwelle 39 und eine Auslassnockenwelle 40, welche durch die an sie übertragene Drehung der Nockenwelle betätigt werden, Kipphebelarmmechanismen 50 (die teilweise in 4 dargestellt sind) und dergleichen sind in den Zylinderkopf 30 eingebaut. Man beachte, dass diese Einlassventile 34, Auslassventile, Einlass- und Auslassnockenwellen 39, 40 und Kipphebelarmmechanismen 50 sowie die vorstehend beschriebenen Einspritzdüsen 37 Beispiele von Teilen sind, die in den Zylinderkopf 30 eingebaut sind.
Das Einlassventil 34 ist in einer Einlassöffnung vorgesehen, welche mit der Brennkammer 24 in Verbindung steht. Das (nicht dargestellte) Auslassventil ist in einer Auslassöffnung vorgesehen, welche mit der Brennkammer 24 in Verbindung steht.
Wie es in 1 dargestellt ist, drehen sich die Einlassnockenwelle 39 und die Auslassnockenwelle 40, um die Einlassventile 34 und die Auslassventile durch die an sie übertragene Drehung der Kurbelwelle zu betätigen. Die Einlassno ckenwelle 39 ist auf einer Innenseite I (der rechten Seite in der Figur) über den Längswandabschnitt 33 hinweg angeordnet und betätigt den Kipphebelarmmechanismus 50. Die Auslassnockenwelle 40 ist auf einer Auslassseite E (der linken Seite in der Figur) angeordnet und betätigt die Auslassventile. Man beachte, dass in 1 die Einlassnockenwelle 39 und die Auslassnockenwelle 40 schematisch dargestellt sind.
Lagerungsstrukturen für die Lagerung der Einlass- und Auslassnockenwellen 39, 40 und des Kipphebelarmmechanismus 50 sind auf dem Zylinderkopf 30 vorgesehen. Die Lagerungsstrukturen werden besonders beschrieben.
Zuerst wird eine Konstruktion für die Lagerung der Auslassnockenwelle 40 beschrieben. Mehrere auslassseitige Seitenwandabschnitte 41 zur Lagerung der Auslassnockenwelle 40 sind auf einer Auslassseite des Zylinderkopfes 30 angeordnet. Die auslassseitigen Seitenwandabschnitte 41 sind in einer solchen Weise ausgebildet, dass sie sich in der Querrichtung B zwischen dem Längswandabschnitt 33 und dem Außenlängswandabschnitt 35 erstrecken, welcher auf der Auslassseite des Zylinderkopfes 30 angeordnet ist (dem Außenlängswandabschnitt 35, welcher auf der linken Seite des Zylinderkopfes 30 gemäß Betrachtung in 1 angeordnet ist). Die auslassseitigen Seitenwandabschnitte 41 sind in Positionen angeordnet, wo sie angrenzend an die Einspritzdüsenaufnahmeaugenabschnitte 38 liegen und sind integral mit dem Längswandabschnitt 33 an den einen Enden ausgebildet, während sie integral mit dem Außenlängswandabschnitt 35 an den anderen Enden davon ausgebildet sind.
In der in 2 dargestellten Schnittansicht ist der auslassseitige Seitenwandabschnitt 41 nicht im Schnitt, sondern wie von vorne gesehen dargestellt. Zusätzlich ist 3 eine den Verbrennungsmotor 10, welcher entlang der in 1 dargestellten Linie F3-F3 aufgeschnitten ist, darstellende perspektivische Ansicht. Man beachte, dass in diesen Figuren nur der Umriss des Zylinderblockes 20 durch eine Doppelstrichlinie dargestellt ist. Zusätzlich ist die Darstellung der Einlass- und Auslassnockenwellen 39, 40 und der Kipphebelarmmechanismen 50 weggelassen.
Wie es in den 2 und 3 dargestellt ist, sind Abschnitte des auslassseitigen Seitenwandabschnittes 41, welche sich in der Nähe zu beiden Endabschnitten befinden, integral mit dem Bodenwandabschnitt ausgebildet. In dem auslassseitigen Seitenwandabschnitt 41 ist ein Raum zwischen einem anderen Abschnitt des auslassseitigen Seitenwandabschnittes 41 als den beiden Endabschnitten und einer oberen Endseite des Bodenwandabschnittes 31 ausgebildet. Zusätzlich ist eine obere Endfläche 41a des auslassseitigen Seitenwandabschnittes 41 so hoch wie die obere Endseite 32a des Außenumfangswandabschnittes 32. Wie es in 1 dargestellt ist, sind die auslassseitigen Seitenwandabschnitte 41 in gleichen Intervallen angeordnet.
Auslassnockenwellen-Lagerungsabschnitte 42 sind auf den auslassseitigen Seitenwandabschnitten 41 zur Lagerung von Zapfen 40a der Auslassnockenwelle 40 angeordnet. Der Auslassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 42 ist im Querschnitt in einer konkaven Form ausgebildet, welche halbkreisförmig ausgeschnitten ist und darin den Zapfen 40a der Auslassnockenwelle aufnimmt. Man beachte, dass in 1 die Zapfen 40a der Auslassnockenwelle 40 durch Doppelstrichlinien dargestellte Abschnitte sind.
Die Auslassnockenwelle 40 ist auf dem Zylinderkopf 30 durch die Zapfen 40a gelagert, die auf den Auslassnockenwellen-Lagerungsabschnitten 42 gelagert sind. Die mehreren (vier in dieser Ausführungsform) der auslassseitigen Seitenwandab schnitte 41 sind zur Ausrichtung in der Längsrichtung in einer solchen Weise ausgebildet, dass ein auslassseitiger Seitenwandabschnitt 41 einen von den Zapfen 40a der Auslassnockenwelle 40 lagert. Zusätzlich sind Auslassnockenwellen-Lagerungsabschnitte 42 auch auf den äußeren Seitenwandabschnitten 36 zur Lagerung der Endabschnitte der Auslassnockenwelle 40 ausgebildet.
Anschließend werden die Lagerungsstrukturen der Einlassnockenwelle 39 und der Kipphebelarmmechanismen 50 beschrieben. Wie es in 1 dargestellt ist, sind erste einlassseitige Seitenwandabschnitte 43 und zweite einlassseitige Seitenwandabschnitte 70 auf der Einlassseite I des Zylinderkopfes 30 in einer solchen Weise angeordnet, dass sie sich in gerader Linie in der Querrichtung B erstrecken.
3 ist die perspektivische Ansicht, in welcher keiner von den ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitten 43 aufgeschnitten ist. Wie es in 3 dargestellt ist, sind die ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitte 43 in einer solchen Weise geformt, dass sie sich zwischen dem Längswandabschnitt 33 und dem Außenlängswandabschnitt 35, welcher auf der Einlassseite des Zylinderkopfes 30 angeordnet ist (der Außenlängswandabschnitt 35, welcher auf der rechten Seite des Zylinderkopfes 30 angeordnet ist, wie es in 1 zu sehen ist) erstrecken und sich in einer geraden Linie in der Querrichtung B erstrecken.
Mehrere von den ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitten 43 sind in einer solchen Weise ausgebildet, dass sie zwischen den Einspritzdüsenaufnahmeaugenabschnitten 38, welche benachbart zueinander in der Längsrichtung A liegen, liegend angeordnet sind. Deshalb sind, wie es in 1 dargestellt ist, die ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitte 43 in gleichen Intervallen angeordnet. In dieser Ausführungs form sind vier erste einlassseitige Seitenwandabschnitte 43 ausgebildet.
Wie es in den 2, 3 dargestellt ist, ist der erste einlassseitige Seitenwandabschnitt 43 mit dem Längswandabschnitt 33 an einem Ende so verbunden, dass er integral damit ausgebildet ist, und ist mit dem anderen Längswandabschnitt 35 an dem anderen Ende so verbunden, dass er integral damit ausgebildet ist. Zusätzlich ist eine obere Endfläche 43a des ersten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 43 so hoch wie die obere Endfläche 32a des Außenumfangswandabschnittes 32 positioniert.
Der erste einlassseitige Seitenwandabschnitt 43 besitzt einen Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 44, welcher einen Zapfen 39a der Einlassnockenwelle 39 lagert. Der Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 44 ist auf einer Seite eines Längswandabschnittes 33 des ersten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 43 ausgebildet. Der Einlassnocken-Lagerungsabschnitt 44 ist in einer ausgesparten Form ausgebildet, welcher in eine halbkreisförmige Form im Querschnitt geschnitten ist und darin den Zapfen 39a der Einlassnockenwelle 39 aufnimmt. Wie es in 2 dargestellt ist, ist ein unteres Ende 44c der Aufnahmeoberfläche 101 des ausgesparten Abschnittes des Einlassnocken-Lagerungsabschnittes 44 (die Position eines untersten Endes einer Oberseite des ausgesparten Abschnittes) so hoch wie ein unteres Ende 42b eines Aufnahmeabschnittes 102 des ausgesparten Abschnittes des Auslassnockenwellen-Lagerungsabschnittes 42 (die Position eines untersten Endes einer Oberseite des ausgesparten Abschnittes). Die Einlassnockenwelle 39 und die Auslassnockenwelle 40 sind nämlich im Wesentlichen auf derselben Höhe angeordnet.
Somit wird, wie es vorstehend beschrieben wurde, die Einlassnockenwelle 39 auf dem Zylinderkopf 30 gelagert, indem sie in den Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitten 44 gelagert wird. Man beachte, dass in 1 die Zapfen 39a der Einlassnockenwelle 39 Abschnitte sind, die durch Doppelstrichlinien dargestellt sind. Die mehreren ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitte 43 sind in der Längsrichtung A ausgerichtet in einer solchen Weise angeordnet, dass ein erster einlassseitiger Seitenwandabschnitt 43 einen von den Zapfen 39a der Einlassnockenwelle 39 lagert. Zusätzlich sind die Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitte 44 auch auf den Außenseitenwandabschnitten 36 in einer ähnlichen Weise zur Lagerung beider Enden der Einlassnockenwelle 39 angeordnet.
4 ist eine den Verbrennungsmotor 10, welcher entlang der in 1 dargestellten Linie F4-F4 aufgeschnitten ist darstellende perspektivische Ansicht. In 4 ist der auslassseitige Seitenwandabschnitt 41 aufgeschnitten. Man beachte, dass in der Figur die Darstellung der Einlass- und Auslassnockenwellen 39, 40 und der Kipphebelarmmechanismen 50 weggelassen ist. Zusätzlich ist nur der Umriss des Zylinderblockes 20 durch eine Doppelstrichlinie dargestellt.
Wie es in 4 dargestellt ist, sind die Kipphebelarmmechanismen 50 zwischen dem Längswandabschnitt 33 und dem einlassseitigen Außenlängswandabschnitt 35 angeordnet. Wie es durch Doppelstrichlinien in 4 dargestellt ist, sind die Kipphebelarmmechanismen 50 zwischen den ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitten 43 angeordnet.
Der Kipphebelarmmechanismus 50 ist ein variabler Typ, welcher die Betätigung des Einlassventils 34 in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 10 ändern kann. Der Kipphebelarmmechanismus ist ein Beispiel einer variablen Ventilsteuereinheit. Man beachte, dass zwei Einlassventile 34 für eine Brennkammer vorgesehen sind. Die entspre chenden Einlassventile 34 sind beispielsweise in der Längsrichtung A angeordnet.
In 4 ist einer von den Kipphebelarmmechanismen 50, welcher einem Zylinder entspricht, vergrößert in einem von einer Doppelstrichlinie umgebenen Bereich D dargestellt. Wie es in dem Bereich D dargestellt ist, sind eine Niederdrehzahl-hocke 45 und eine Hochdrehzahl-hocke 46 auf der Einlassnockenwelle 39 ausgebildet.
Die Niederdrehzahl-hocke 45 betätigt das Einlassventil 34 mit einem Ventilöffnungs- und Schließzeittakt, welcher für einen Niederdrehzahlbetrieb des Verbrennungsmotors 10 geeignet ist und besitzt ein Nockenprofil, welches einen Ventilhubbetrag erzeugen kann, welcher für einen derartigen Niederdrehzahlbetrieb geeignet ist. Die Hochdrehzahl-hocke 46 betätigt das Einlassventil 34 mit einem Ventil-Öffnungs- und Schließzeittakt, welcher für den Hochdrehzahlbetrieb des Verbrennungsmotors 10 geeignet ist, und besitzt ein Nockenprofil, welches einen Ventilhubbetrag erzeugen kann, welcher für einen derartigen Hochdrehzahlbetrieb geeignet ist.
Der Kipphebelarmmechanismus 50 enthält eine Kipphebelarmwelle 51, einen Niederdrehzahl-Kipphebelarm 52, einen Hochdrehzahl-Kipphebelarm 53 und einen Umschaltmechanismus 73. Wie es in 1 dargestellt ist, ist die Kipphebelarmwelle 51 auf der Einlassseite angeordnet. Wie es in 1 bis 4 dargestellt ist, sind die Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitte 54 auf den ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitten 43 ausgebildet.
Der Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt 54 ist auf dem ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitt 43 in einer Position angeordnet, welche benachbart zu dem Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 44 liegt, und in der Nähe seines Endes dem Außenlängswandabschnitt 35 gegenüberliegt. Demzufolge ist der Kipphebelwellen-Lagerungsabschnitt 54 in der Position angeordnet, welche benachbart zu dem Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 44 in der Querrichtung B liegt.
Der Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt 54 ist in der Form eines Vertiefungsabschnittes ausgebildet, welcher im Querschnitt so ausgeschnitten ist, dass er darin einen Zapfen 51a der Kipphebelarmwelle 51 aufnimmt. In 1 entsprechen die Zapfen 51a durch Doppelstrichlinien dargestellten Abschnitten. Der Kipphebelwellenarm-Lagerungsabschnitt 54 nimmt darin die Kipphebelarmwelle 51 auf. Die Kipphebelarmwelle 51 wird auf dem Zylinderkopf 30 durch die auf den Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitten 54 gelagerten Zapfen 51a gelagert. Die Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitte 54 lagern einzeln die Zapfen 51a auf der Kipphebelarmwelle 51.
Zusätzlich ist der Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt 54 weiter nach unten gerichtet (weiter nach unten zum Zylinderblock 20 hin) als der Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 44 angeordnet. Dieses wird besonders beschrieben. 5 ist eine Schnittansicht des Verbrennungsmotors 10, welche einen Zustand darstellt, in welchem die Einlassnockenwelle 39 und der Kipphebelarmmechanismus 50 in den in 4 dargestellten Zylinderkopf 30 eingebaut sind. Zusätzlich ist 5 eine Schnittansicht entlang der in 1 dargestellten Linie F4-F4.
Wie es in 5 dargestellt ist, ist in einem solchen Zustand, dass der Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt 54 die Kipphebelarmwelle 51 lagert, der Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt 54 so ausgebildet, dass die Kipphebelarmwelle 51 weiter unten als die Einlassnockenwelle 39 (in einer Position, in welcher die Niederdrehzahl-hocke 45 und die Hochdrehzahl-hocke 46 sich nicht mit der Kipphebelarmwelle 51 überschneiden) angeordnet ist. Insbesondere ist ein unteres Ende 54a einer Aufnahmeoberfläche 100 des ausgesparten Abschnittes des Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnittes 54 tiefer als das untere Ende 44c des ausgesparten Abschnittes des Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnittes 44 positioniert.
Durch die Anordnung in der Position, welche in Bezug auf die Einlassnockenwelle 39 nach unten verschoben ist, kann die Kipphebelarmwelle 51 nach innen (zu dem Längswandabschnitt 33) des Zylinderkopfes 30 hin verschoben sein, während gleichzeitig ihre Überschneidung mit den Niederdrehzahl-Nocken 45 und den Hochdrehzahlnocken 46 verhindert wird.
Zusätzlich kann die Anordnung, in welcher die Einlassnockenwelle 39 und der Kipphebelarmmechanismus 50 in einer solchen Weise angeordnet sind, dass sie einander in der vertikalen Richtung überlappen, realisiert werden, indem die Kipphebelarmwelle 51 unter der Einlassnockenwelle 39 angeordnet wird.
Wie es in 3 dargestellt ist, ist unter dem ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitt 43 ein Raum S zwischen dem Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 44 und dem Bodenwandabschnitt 31 ausgebildet.
In 4 ist eine Explosionszustandsdarstellung des Kipphebelarmmechanismus 50 in einem durch eine Doppelstrichlinie gekennzeichneten Bereich E dargestellt. Wie es in 4 dargestellt ist, besitzt der Niederdrehzahl-Kipphebelarm 52 einen Niederdrehzahl-Nabenabschnitt 55 und einen Niederdrehzahl-Armabschnitt 56.
Der Niederdrehzahl-Nabenabschnitt 55 ist in eine zylindrische Rohrform ausgebildet, und die Kipphebelarmwelle 51 ist durch sein Inneres hindurch geführt. Der Niederdrehzahl-Nabenabschnitt 55 ist so ausgebildet, dass er sich in Bezug auf die Kipphebelarmwelle 51 dreht. Der Niederdrehzahl-Armabschnitt 56 ist auf dem Niederdrehzahl-Nabenabschnitt 55 in einer solchen Weise ausgebildet, dass er sich von dem Niederdrehzahl-Nabenabschnitt 55 zu dem Einlassventil 34 hin erstreckt.
Ein distales Ende des Niederdrehzahlabschnittes 56 ist im Wesentlichen in eine Y-Form gegabelt und jeder von den gegabelten Abschnitten betätigt ein Einlassventil 34. Zusätzlich ist, wie es in 5 dargestellt ist, das Einlassventil 34 so aufgebaut, dass es die Einlassöffnung öffnet, wenn es niedergedrückt wird, und dass es normalerweise in eine Richtung, in welcher es die Einlassöffnung schließt (in einer Gegenrichtung, in welcher es niedergedrückt wird), beispielsweise durch eine Schraubenfeder 57 gedrückt wird.
Wie es in 4 dargestellt ist, ist ein Niederdrehzahl-Rollenelement 58 auf dem Niederdrehzahl-Armabschnitt 56 vorgesehen. Das Niederdrehzahl-Rollenelement 58 ist unter dem Niederdrehzahlarm 45 angeordnet, und die Niederdrehzahl-hocke 45 ist so ausgebildet, dass sie mit dem Niederdrehzahl-Rollenelement 58 in Anlage gebracht werden kann.
Das Niederdrehzahl-Rollenelement 58 wird, um mit der Niederdrehzahl-hocke 45 immer in Anlage gebracht zu werden, durch den Niederdrehzahl-Armabschnitt 56 gedrückt, der durch die Schraubenfeder 57 des Einlassventils 34 gedrückt (niedergedrückt) wird. Deshalb wird das Niederdrehzahl-Rollenelement 58, während es dem Nockenprofil der Niederdrehzahl-hocke 45 folgt, wenn sich die Einlassnockenwelle 39 dreht, ausgelenkt, wodurch der Niederdrehzahl-Kipphebelarm 52 veranlasst wird, sich auf der Kipphebelarmwelle 51 als einem Drehpunkt zu drehen.
Der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 53 ist auf der Kipphebelarmwelle 51 gelagert und ist benachbart zu dem Niederdrehzahl-Kipphebelarm 52 entlang der Kipphebelarmwelle 51 angeordnet. Der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 53 enthält einen Hoch drehzahl-Nabenabschnitt 59 und ein Hochdrehzahl-Rollenelement 60.
Der Hochdrehzahl-Nabenabschnitt 59 ist benachbart zu dem Niederdrehzahl-Nabenabschnitt 55 angeordnet. Der Hochdrehzahl-Nabenabschnitt 59 ist in eine zylindrische Rohrform ausgebildet, und die Kipphebelarmwelle 51 ist durch sein Inneres hindurch geführt. Der Hochdrehzahl-Nabenabschnitt 59 ist so ausgebildet, dass er in Bezug auf die Kipphebelarmwelle 51 frei drehbar ist.
Das Hochdrehzahl-Rollenelement 60 ist auf dem Hochdrehzahl-Nabenabschnitt 59 vorgesehen und unter der Hochdrehzahl-Nocke 46 angeordnet. Die Hochdrehzahl-hocke 46 steht mit dem Hochdrehzahl-Rollenelement 60 in Anlage. Ein Anlageabschnitt 61 ist an einem unteren Abschnitt des Hochdrehzahl-Kipphebelarms 53 ausgebildet. Der Anlageabschnitt 61 ist in eine nach unten ragende Form ausgebildet.
Wie es in 5 dargestellt ist, wird ein Hochdrückelement mit dem Anlageabschnitt 61 von der Seite des Zylinderblockes 20 aus in Anlage gebracht. Das Hochdrückelement 62 ist so ausgebildet, dass es sich über seine gesamte Länge ausdehnt und zusammenzieht und ist so aufgebaut, dass es darin eine Feder enthält. Eine obere Endfläche 63 des Hochdrückelementes 62 drückt den Anlageabschnitt 61 über die durch das Federelement gedrückte obere Endfläche 63 nach oben.
Deshalb wird, da das Hochdrehzahl-Rollenelement 60 so ausgeführt ist, dass es immer in Anlage zu der Hochdrehzahl-Nocke 46 steht, das Hochdrehzahl-Rollenelement 60 ausgelenkt, während es dem Nockenprofil der Hochdrehzahl-hocke 46 folgt, wenn sich die Einlassnockenwelle 39 dreht. Demzufolge wird der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 53 betätigt, um sich auf der Kipphebelarmwelle 51 als Drehpunkt zu drehen.
Das Hochdrückelement 62 ist auf einem zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnitt 70 vorgesehen. Wie es in den 1, 4 dargestellt ist, ist der zweite einlassseitige Seitenwandabschnitt 70 so ausgebildet, dass er sich zwischen dem Längswandabschnitt 33 und dem Außenlängswandabschnitt 35 in der Querrichtung B erstrckt. Die Umgebung des zweiten einlassseitigen Wandabschnittes 70 ist integral mit dem Längswandabschnitt 33, dem Bodenwandabschnitt 31 und dem Außenlängswandabschnitt 35 ausgebildet. Der zweite einlassseitige Seitenwandabschnitt 70 ist in einer Position angeordnet, in welcher er benachbart zu dem Einspritzdüsenaufnahmeaugenabschnitt 38 liegt. Deshalb sind die zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnitte 70 in einer geraden Linie zu den auslassseitigen Seitenwandabschnitten 41 in der Querrichtung B ausgerichtet, während sie in gleichen Intervallen in der Längsrichtung A ausgebildet sind.
Eine obere Endfläche 71 des zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 70 ist weiter unten als der Anlageabschnitt 61 positioniert, und deshalb ist die obere Endfläche 71 des zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 70 in der Höhe niedriger als die obere Endfläche 43a des ersten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 43. Ein Aufnahmeloch 72 ist aus der oberen Endfläche 71 des zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 70 für die Aufnahme des Hochdrückelementes 62 darin ausgebohrt. Das Aufnahmeloch 72 unterstützt den Kipphebelarmmechanismus 50. Die obere Endfläche 71 des zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 70 ist weiter unten als das untere Ende 54a des ausgesparten Abschnittes des Kipphebelarmwellenlagerungsabschnittes 54 positioniert, und ist im Wesentlichen mittig in der vertikalen Richtung positioniert.
Zusätzlich sind, da der erste einlassseitige Seitenwandabschnitt 43 in einer Position angeordnet ist, welche zwischen den Einspritzdüsenaufnahmeaugenabschnitten 38, die benachbart zueinander in der Längsrichtung A liegen, angeordnet ist, die ersten und zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnitte 43, 70 in gleichen Intervallen angeordnet.
Ein Umschaltmechanismus 73 ist zwischen dem Hochdrehzahl-Kipphebelarm 53 und dem Niederdrehzahl-Kipphebelarm 52 vorgesehen, welcher zwischen der Übertragung der Auslenkung des Hochdrehzahl-Kipphebelarms 53 auf das Einlassventil 34 und der Übertragung der Auslenkung des Niederdrehzahl-Kipphebelarms 52 auf das Einlassventil 34 umschaltet. Der Umschaltmechanismus 77 enthält einen Aufnahmerohrabschnitt 74, einen Kolben 75, eine Schraubenfeder 76, einen Übertragungsarm 77 und einen nicht dargestellten Hydraulikmechanismus.
Der Aufnahmerohrabschnitt 74 ist auf dem Niederdrehzahl-Nabenabschnitt 55 vorgesehen. Der Aufnahmerohrabschnitt 74 ist in einer rohrförmigen Form ausgebildet. Ein Fensterabschnitt 78 ist in einem Teil eines Rückseitenabschnittes des Aufnahmerohrabschnittes 74 ausgebildet, welcher seiner Seite gegenüberliegt, welche der Einlassnockenwelle 39 gegenüberliegt, indem der fragliche Abschnitt ausgeschnitten ist. Der Aufnahmerohrabschnitt 74 steht mit seiner Außenseite über dem Fensterabschnitt 78 in Verbindung.
Der Kolben 75 ist in dem Aufnahmerohrabschnitt 74 aufgenommen. Wie es in der Figur dargestellt ist, ist ein Ausschnittsabschnitt 79 in einem oberen Endabschnitt des Kolbens 75 durch teilweises Ausschneiden des oberen Endabschnittes ausgebildet. Der Fensterabschnitt 78 ist auf der Seite des Niederdrehzahl-Nabenabschnittes 55 (nach unten) des Aufnahmerohrabschnittes 74 positioniert.
Wenn der Kolben 75 auf der Seite des Niederdrehzahl-Nabenabschnittes 55 positioniert ist, ist der Ausschnittsabschnitt 79 der Außenseite durch den Fensterabschnitt 78 ausgesetzt. Zusätzlich ist, wenn sich der Kolben 75 zu einer oberen Endseite (einer dem Niederdrehzahl-Nabenabschnitt 55 gegenüberliegenden Seite) des Aufnahmerohrabschnittes 74 bewegt, der Ausschnittsabschnitt 79 durch irgendeinen anderen Abschnitt (einen Wandabschnitt) als durch den Fensterabschnitt 78 auf seinem Rückseitenabschnitt abgedeckt.
Die Schraubenfeder 76 ist in dem Aufnahmerohrabschnitt 74 gelagert und ist zwischen dem Kolben 75 und dem oberen Ende des Aufnahmerohrabschnittes 74 ausgebildet. Dadurch wird der Kolben 75 durch die Schraubenfeder 76 nach unten (zu dem Niederdrehzahl-Nabenabschnitt 55 hin) gedrückt. Demzufolge wird der Ausschnittsabschnitt 79 normalerweise der Außenseite über den Fensterabschnitt 78 ausgesetzt.
Der Übertragungsarm 77 ist auf dem Hochdrehzahl-Nabenabschnitt 59 ausgebildet. Ein distales Ende 80 des Übertragungsarms 77 ist in einer solchen Weise ausgebildet, dass es in den Innenraum des Aufnahmerohrabschnittes 74 über den Fensterabschnitt 78 in Zuordnung zu der Drehung des Hochdrehzahl-Kipphebelarms 53 eintritt.
Deshalb wird, wenn der Kolben 75 so positioniert ist, dass der Ausschnittsabschnitt 79 dem Fensterabschnitt 78 gegenüberliegt, das distale Ende 80 des Übertragungsarms 77 in keinem Fall in Anschlag zu dem Kolben 75 durch den Fensterabschnitt 78 gebracht, wodurch das distale Ende 80 des Übertragungsarms 77 in das Innere des Aufnahmerohrabschnittes 74 eintreten kann. Demzufolge wird, da der Hochdrehzahl-Kipphebelarm 53 in einen Zustand versetzt wird, indem er im Leerlauf schwingt, die Rotationsauslenkung des Hochdrehzahl- Kipphebelarms 53 nicht auf den Niederdrehzahl-Kipphebelarm 52 übertragen.
Wenn der Kolben 75 so positioniert ist, dass der Fensterabschnitt 78 durch den Kolben 75 abgedeckt wird (dessen anderen Abschnitt außer dem Ausschnittsabschnitt 79) kann der Übertragungsarm 77 zu dem Kolben 75 in Anschlag gebracht werden. Demzufolge wird die Rotationsauslenkung des Hochdrehzahl-Kipphebelarms 53 auf dem Niederdrehzahl-Kipphebelarm 52 über den Kolben 75 übertragen. Der Hubbetrag des Einlassventils 34 durch die Hochdrehzahl-hocke 46 ist größer als der Hubbetrag durch die Niederdrehzahl-hocke 45. Daher wird die Rotationsauslenkung des Hochdrehzahl-Kipphebelarms 53 über den Niederdrehzahl-Kipphebelarm 52 an das Einlassventil 34 übertragen.
Der Hydraulikmechanismus hat eine Funktion den Kolben 72 gegen die elastische Kraft der Schraubenfeder 76 nach oben zu drücken. Der Hydraulikmechanismus schaltet die Positionen des Kolbens 75 gemäß dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 10 um.
Der Hydraulikmechanismus drückt nicht auf den Kolben 75, wenn sich der Verbrennungsmotor 10 in dem Niederdrehzahlbetriebszustand befindet. Deshalb wird, da der Ausschnittsabschnitt 79 dem Fensterabschnitt 78 gegenüberliegt, die Rotationsauslenkung des Hochdrehzahl-Kipphebelarms 53 nicht auf den Niederdrehzahl-Kipphebelarm 52 übertragen, wodurch das Einlassventil 34 durch den Niederdrehzahl-Kipphebelarm 52 betätigt wird.
Wenn sich der Verbrennungsmotor 10 in dem Hochdrehzahl-Betriebszustand befindet, drückt der Hydraulikmechanismus auf den Kolben 75, wodurch, da der Ausschnittsabschnitt 70 aus dem Fensterabschnitt 78 verschoben wird, der Fensterabschnitt 78 durch den anderen Abschnitt des Kolbens 75 als den Aus schnittsabschnitt 79 abgedeckt wird, die Rotationsauslenkung des Hochdrehzahl-Kipphebelarms 53 auf den Niederdrehzahl-Kipphebelarm 52 über den Übertragungsarm 77 und den Kolben 75 übertragen wird. Demzufolge wird das Einlassventil 34 durch den Hochdrehzahl-Kipphebelarm 53 betätigt.
Anschließend wird insbesondere die Höhe des Bodenwandabschnittes 31 beschrieben. Wie es in 2 dargestellt ist, ist in dem Bodenwandabschnitt 31 eine obere Endfläche 31b des einlassseitigen Teils 31a, welcher auf der Einlassseite I liegt, niedriger als eine obere Endfläche 31d eines auslassseitigen Teils 31c, welches auf der Auslassseite E liegt. Zusätzlich ist, wie es in 2 dargestellt ist, die obere Endfläche 31d des auslassseitigen Teils 31c niedriger als die obere Endfläche 71 des zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 70.
Auf diese Weise ist in dem Bodenwandabschnitt 31 die Auslassseite E in der Dicke größer als die Einlassseite I da die obere Endfläche 31b der Auslassseite E höher als die obere Endfläche 31b der Einlassseite I ist. Demzufolge kann, wie es in den 2 bis 5 dargestellt ist, ein Kühlmittelströmungspfad 200 der auf der Auslassseite E in dem dickeren Abschnitt des Bodenwandabschnittes 31 ausgebildet ist, breit ausgebildet werden.
Da der auf der Auslassseite E ausgebildete Kühlmittelströmungspfad 200 breit ausgebildet werden kann, kann die Auslassseite E effektiv gekühlt werden.
Anschließend wird eine Befestigungskonstruktion des Zylinderkopfes 30 an dem Zylinderblock 20 ausführlich beschrieben. Wie es in 1 dargestellt ist, ist der Zylinderkopf 30 an dem Zylinderblock 20 mit Kopfschrauben 90 befestigt. Mehrere von Kopfschraubenaugenabschnitten 91 sind auf dem Bodenwandabschnitt 31 ausgebildet.
6 ist eine den Zylinderkopf 30 darstellende Draufsicht. Wie es in 6 dargestellt ist, sind Kopfschraubenaugenabschnitte 91, welche auf der Auslassseite des Zylinderkopfes 30 angeordnet sind, in einer solchen Weise angeordnet, dass ein Kopfsschraubenaugenabschnitt 91 zwischen benachbarten auslassseitigen Seitenwandabschnitten 41 in der Längsrichtung A angeordnet ist. Deshalb kann ein ausreichender Arbeitsraum für die Einführung der Kopfschraube 90 in den Kopfschraubenaugenabschnitt 91 in der Umgebung des so angeordneten Kopfschraubenaugenabschnittes 91 sichergestellt werden.
Kopfschraubenaugenabschnitte 91 sind auch unter den Auslassnockenwellen-Lagerungsabschnitten 42 angeordnet, welche auf den Außenseitenwandabschnitten 36 ausgebildet sind. In dem auf dem Außenseitenwandabschnitt 36 ausgebildeten Auslassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 42 ist ein Durchtrittsloch ausgebildet, durch welches die Kopfschraube und ein für den Anziehvorgang der Kopfschraube verwendetes Werkzeug durchgeführt werden, in einem Abschnitt ausgebildet, welcher den Kopfschraubenaugenabschnitt 91 in der vertikalen Richtung C überlappt. Demzufolge können die Kopfschraube 90 und das für den Anziehvorgang verwendete Werkzeug von oben durch den Auslassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 42 hindurch eingeführt werden.
2 ist eine Schnittansicht entlang der Ebene, welche durch den ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitt 43 verläuft. Wie es in den 2, 6 dargestellt ist, sind Kopfschraubenaugenabschnitte 91, welche auf der Einlassseite des Zylinderkopfes 30 angeordnet sind, unter den Nockenwellen-Lagerungsabschnitten 44 angeordnet, die auf den ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitten 43 ausgebildet sind.
Wie es in den 3, 4, 6 dargestellt ist, ist, von oben betrachtet, der Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 44, welcher auf den ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitt 43 ausgebildet ist, in der Längsrichtung A dicker ausgebildet als die anderen Abschnitte des ersten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 43 als der Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 44. Zusätzlich ist ein Durchtrittsloch (ein Durchtrittsabschnitt) 44a zwischen beiden Kantenabschnitten 44b des Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnittes 44 in der Längsrichtung A in einer solchen Weise ausgebildet, dass es den Kopfschraubenabschnitt 91 erreicht. Der einlassseitige Kopfschraubenaugenabschnitt 91 liegt in einer solchen Weise frei, dass er von oben durch das Durchtrittsloch 44a zugänglich ist.
Das Durchtrittsloch 44a ist so bemessen, dass es den Durchtritt der Kopfschraube 90 und des Werkzeugs ermöglicht, das verwendet wird, wenn die Kopfschraube 90 in dem Kopfschraubenaugenabschnitt 91 eingebaut wird. Somit ist ein Raum in der Umgebung des einlassseitigen Kopfschraubenaugenabschnittes 91 sichergestellt, welcher erforderlich ist, um die Kopfschraube 90 in den Kopfschraubenaugenabschnitt 91 einzubauen.
Zusätzlich ist der Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 44, welcher auf einem der anderen Außenseitenwandabschnitte 36 ausgebildet ist, ebenfalls so aufgebaut, dass ein Durchtrittsloch 44a darin in einer ähnlichen Weise zu der ausgebildet ist, in welcher das Durchtrittsloch 44a in dem Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 44 ausgebildet ist, der auf dem ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitt 43 ausgebildet ist, und so, dass die Kopfschraube 90 und das Werkzeug ebenfalls durchgeführt werden können.
Man beachte, dass die auslassseitigen Seitenwandabschnitte 41 und die ersten und zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnitte 43, 70 integral ausgebildet werden, wenn der Zy linderkopf 30 durch Gießen hergestellt wird, und daher der Bodenwandabschnitt 31, der Längswandabschnitt 33 und der Umfangswandabschnitt 32 integral miteinander ausgebildet werden.
In dem Zylinderkopf 30, der so, wie er vorstehend beschrieben worden ist, konfiguriert ist, funktioniert, da der Längswandabschnitt 33, welcher die auslassseitigen Seitenwandabschnitte 41 und die ersten und zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnitte 43, 70 lagert, sich in der Längsrichtung A erstreckt, um sich an den Außenumfangswandabschnitten 32 an seinen Enden zu verbinden, der Längswandabschnitt 33 als eine Verstärkungsrippe des Zylinderkopfes 30.
Wie es in 2 dargestellt ist, ist eine obere Endfläche 92 des Kopfschraubenaugenabschnittes 91, die auf der Einlassseite I ausgebildet ist, in der Höhe gleich mit einer oberen Endfläche 92 des Kopfschraubenaugenabschnittes 91, der in der Auslassseite E ausgebildet ist. Die obere Endfläche 92 des Kopfschraubenabschnittes 91 ist in einer höheren Position als die obere Endfläche 31d des auslassseitigen Teils 31c des Bodenwandabschnittes 31 angeordnet. Zusätzlich ist die obere Endfläche 31d des auslassseitigen Teils 31c in der Nähe zu einem Abschnitt angeordnet, der weiter unten als die obere Endfläche 71 des zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 70 liegt.
In dem Zylinderkopf 30, der wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, wird auf der Einlassseite I die Steifigkeit des unteren Abschnittes des Zylinderkopfes 30 durch den einlassseitigen Teil 31a des Bodenwandabschnittes 31 sichergestellt, die Steifigkeit des Zwischenabschnittes durch die zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnitte 70 sichergestellt, und die Steifigkeit des höheren Abschnittes durch die ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitte 43 sicherge stellt. Ferner werden auf der Auslassseite E, dadurch, dass der auslassseitige Teil 31c des Bodenwandabschnittes 31 höher als der einlassseitige Teil angeordnet ist und in einer Position in der Nähe des Zwischenabschnittes liegt, die Steifigkeiten des unteren Abschnittes und des Zwischenabschnittes durch den auslassseitigen Teil 31c sichergestellt. Zusätzlich wird die Steifigkeit des höheren Abschnittes auf der Auslassseite E durch die auslassseitigen Seitenwandabschnitte 41 sichergestellt.
Wie es hierin vorstehend beschrieben wurde, wird, auf den Einlass- und Auslassseiten I, E, da die Steifigkeiten der unteren, mittleren und höheren Abschnitte in der Höhenrichtung ausreichend sichergestellt sind, die Steifigkeit des Zylinderkopfes 30 erhöht, während gleichzeitig das Gleichgewicht in der Steifigkeit zwischen den Einlass- und Auslassseiten I, E erhalten bleibt.
Zusätzlich wird, da die ersten und zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnitte 43, 70 in gleichen Intervallen angeordnet sind und die auslassseitigen Seitenwandabschnitte 41 in gleichen Intervallen angeordnet sind, das Gleichgewicht in der Steifigkeit zwischen den Einlass- und Auslassseiten I, E des Zylinderkopfes 30 weiter beibehalten.
Zusätzlich werden, da die zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnitte 70 und die auslassseitigen Seitenwandabschnitte 41 in einer geraden Linie zueinander in der Querrichtung B ausgerichtet sind, die Verstärkungswände gebildet, welche in einer geraden Linie zwischen beiden Außenlängswandabschnitten 35 ausgerichtet sind, wodurch die Steifigkeit des Zylinderkopfes 30 weiter erhöht wird.
Zusätzlich kann, da der in dem Bodenwandabschnitt 31 auf seiner Auslassseite E ausgebildete Kühlmittelströmungspfad 200 breit ausgebildet werden kann, die Auslassseite E, welche tendenziell auf hohe Temperaturen erwärmt wird, effektiv gekühlt werden.
Man beachte, dass, obwohl die Ausführungsform so beschrieben wurde, als ob die Erfindung auf einen Dieselverbrennungsmotor angewendet wird, die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Derselbe Vorteil kann auch in dem Falle erhalten werden, dass die Erfindung auf einen Benzinverbrennungsmotor angewendet wird.
Zusätzlich ist in der Ausführungsform die obere Endfläche 41a des auslassseitigen Seitenwandabschnittes 41 so hoch wie die obere Endfläche 32a des Außenumfangswandabschnittes 32, und daher ist die obere Endfläche 41a des auslassseitigen Seitenwandabschnittes 41 so hoch wie der erste einlassseitige Seitenwandabschnitt 43. Auf diese Weise ist der auslassseitige Seitenwandabschnitt 41 so hoch wie der erste einlassseitige Seitenwandabschnitt 43.
Jedoch muss die Höhe des auslassseitigen Seitenwandabschnittes 41 nicht dieselbe wie die Höhe des ersten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 43 sein. Obwohl der auslassseitige Seitenwandabschnitt 41 bevorzugt so hoch wie der erste einlassseitige Seitenwandabschnitt 43 ist, ist der auslassseitige Seitenwandabschnitt 41 vorzugsweise nur höher als der zweite einlassseitige Seitenwandabschnitt 70, und somit kann der auslassseitige Seitenwandabschnitt 41 im Wesentlichen so hoch wie der erste einlassseitige Seitenwandabschnitt 43 sein. Hier beinhaltet "im Wesentlichen so hoch wie der erste einlassseitige Seitenwandabschnitt" einen Fall, bei dem der auslassseitige Seitenwandabschnitt etwas niedriger als der erste einlassseitige Seitenwandabschnitt ist, oder einen Fall, in welchem der auslassseitige Seitenwandabschnitt etwas höher als der erste einlassseitige Seitenwandabschnitt ist.
Nachdem nun die Erfindung so beschrieben wurde, dürfte es offensichtlich sein, dass sie auf viele Arten variiert werden kann. Derartige Variationen sind nicht als eine Abweichung von dem Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung zu betrachten, und alle derartigen Modifikationen, soweit sie für den Fachmann auf diesem Gebiet offensichtlich sind, sollen innerhalb des Schutzumfangs der nachfolgenden Ansprüche enthalten sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 5-868113 A [0005]

Claims

Zylinderkopf aufweisend: einen Bodenwandabschnitt, der auf einer Seite angeordnet ist, welche einem Zylinderblock gegenüberliegt; einen Außenumfangswandabschnitt, der von einem Umfang des Bodenwandabschnittes hochsteht, und in seinem Inneren einen Raum ausbildet, in welchem eine Einlassnockenwelle, eine Auslassnockenwelle und eine zur Variierung der Ventilbetätigung eingerichtete variable Ventilsteuereinheiten angeordnet sind; einen Längswandabschnitt, der eine Einspritzdüse zum Einspritzen von Kraftstoff in das Innere einer Brennkammer hält, und sich so erstreckt, dass er in dem Raum eine Einlassseite, auf welcher die Einlassnockenwelle angeordnet ist, und eine Auslassseite, auf welcher die Auslassnockenwelle angeordnet ist, definiert, und wovon beide Enden integral mit dem Außenumfangswandabschnitt ausgebildet sind; erste Seitenwandabschnitte, die auf der Einlassseite ausgebildet sind, auf welcher erste Lagerungsabschnitte zur Lagerung der Einlassnockenwelle darauf ausgebildet sind, wovon die einen Enden integral mit dem Längswandabschnitt ausgebildet sind und die anderen Enden davon integral mit einem ersten Abschnitt des Außenumfangswandab schnittes ausgebildet sind, welcher dem Längswandabschnitt gegenüberliegt; zweite Seitenwandabschnitte, die auf der Einlassseite und abwechselnd zu den ersten Seitenwandabschnitten angeordnet sind, auf welchen zweite Lagerungsabschnitte zur Lagerung der variablen Ventilsteuereinheiten darauf ausgebildet sind, wovon die einen Enden integral mit dem Längswandabschnitt ausgebildet sind und die anderen Enden davon integral mit dem ersten Abschnitt des Außenumfangswandabschnittes ausgebildet sind; und dritte Seitenwandabschnitte, die auf der Auslassseite angeordnet sind, wovon einer zwischen benachbarten zwei von den ersten Seitenwandabschnitten eingerichtet ist, auf welchen dritte Lagerungsabschnitte zur Lagerung der Auslassnockenwelle darauf ausgebildet sind, wovon die einen Enden integral mit dem Längswandabschnitt ausgebildet sind, und die anderen Enden davon integral mit einem zweiten Abschnitt der Außenumfangswand ausgebildet sind, welcher dem Längswandabschnitt gegenüberliegt, und gegenüber dem ersten Abschnitt der Außenumfangsabschnitt angeordnet ist; wobei die zweiten Seitenwandabschnitte in einer Höhenrichtung von dem Bodenwandabschnitt aus niedriger als die ersten Seitenwandabschnitte sind, die dritten Seitenwandabschnitte in der Höhenrichtung von dem Bodenwandabschnitt aus höher als die zweiten Seitenwandabschnitte sind, und eine Fläche des Bodenwandabschnittes, welche auf der Auslassseite angeordnet ist, in der Höhenrichtung von dem Bodenwandabschnitt aus höher als eine Fläche des Bodenwandabschnittes ist, welcher auf der Einlassseite angeordnet ist.
Zylinderkopf nach Anspruch 1, wobei die ersten Seitenwandabschnitte und die zweiten Seitenwandabschnitte abwechselnd in gleichen Intervallen angeordnet sind und die dritten Seitenwandabschnitte in gleichen Intervallen angeordnet sind.
Zylinderkopf nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweiten Seitenwandabschnitte und die dritten Seitenwandabschnitte an einer Linie ausgerichtet sind.
Zylinderkopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei ein Abschnitt des Bodenwandabschnittes, welcher der Auslassseite entspricht dicker als ein Abschnitt des Bodenwandabschnittes ist, welcher der Einlassseite entspricht.