DE102008029602B4

DE102008029602B4 - Zylinderkopf

Info

Publication number: DE102008029602B4
Application number: DE102008029602A
Authority: DE
Inventors: Keisuke Komura; Toshihiko Oka; Kenichi Morishima; Norio 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: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2028-06-24
Also published as: CN101397948B; US20090084340A1; KR20090032947A; JP4270313B2; JP2009085024A; RU2397349C2; DE102008029602A1; CN101397948A; US7913660B2; RU2008125142A

Abstract

Zylinderkopf (30), aufweisend: einen Bodenwandabschnitt (31), der auf einer Seite angeordnet ist, welche einem Zylinderblock (20) gegenüberliegt um einen Basisabschnitt zu bilden; einen Außenumfangswandabschnitt (32), der von einem Umfang des Bodenwandabschnittes (31) nach oben steht und in seinem Inneren einen Anordnungsraum bereitstellt, in welchem: Öffnungs- und Schließventile, welche Brennkammern (24) öffnen und schließen, Kipphebelarme (52, 53), welche mit den Öffnungs- und Schließventilen in Anlage gebracht werden, eine Nockenwelle (39), welche die Kipphebelarme (52, 53) betätigt, und eine Kipphebelarmwelle (51), welche die Kipphebelarme (52, 53) lagert, angeordnet sind; einen Längswandabschnitt (33), der sich entlang der Nockenwelle (39) in dem Anordnungsraum erstreckt, und wovon beide Enden integral mit dem Außenumfangswandabschnitt (32) ausgebildet sind; einen innerhalb des Anordnungsraums liegenden Seitenwandabschnitt (41), wovon ein Ende integral mit dem Längswandabschnitt (33) ausgebildet ist, und wovon das andere Ende mit einem Abschnitt eines Außenwandabschnittes (35) integral ausgebildet ist,...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors.
Im Allgemeinen ist ein Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors auf eine Oberseite eines Zylinderblockes mit Kopfschrauben gebaut, und Einlassventile zum Öffnen und Schließen von Einlassöffnungen von Brennkammern, Auslassventile zum Öffnen und Schließen von Auslassöffnungen der Brennkammern, eine Nockenwelle und Kipphebelarme, welche die Einlass- und Auslassventile betätigen, um die Einlass- und Auslassöffnungen zu öffnen und zu schließen, eine Kipphebelarmwelle, welche die Kipphebelarme lagert und dergleichen sind auf dem Zylinderkopf vorgesehen. Die Drehung einer Kurbelwelle wird auf die Nockenwelle mittels Steuerzahnrädern oder eines Steuerriemens übertragen.
Mehrere Nockenwellen-Lagerungsabschnitte zum drehbaren Lagern der Nockenwelle und Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitte zum drehbaren Lagern der Kipphebelarmwelle sind auf dem Zylinderkopf vorgesehen. Insbesondere sind diese Nockenwellen-Lagerungsabschnitte und Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitte in eine konkave Form (halbkreisförmige Form) zur Aufnahme der Wellen und ihrer Zapfenabschnitte für die Lagerung ausgebildet. Diese Wellenlagerungsabschnitte sind entlang axialen Richtungen der Wellen angeordnet.
Andererseits ist, wie es vorstehend beschrieben wurde, der Zylinderkopf an dem Zylinderblock mit Kopfschrauben befestigt. Mehrere Kopfschraubenaugenabschnitte sind auf einer Oberseite des Bodenwandabschnittes des Zylinderkopfes in Positionen angeordnet, wo die Kopfschrauben hindurch geführt werden.
Nebenbei ist ein Platz in dem Umfangsbereich des Kopfschraubenaugenabschnittes für die Einführung eines Kopfschraubenanziehwerkzeugs erforderlich. Deshalb wird ein relativ großer Abstand in dem Umfangsbereich des Kopfschraubenaugenabschnittes sichergestellt.
Der Zylinderkopf neigt zu einer Größenzunahme, da die Nockenwellen-Lagerungsabschnitte, die Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitte und die Kopfschraubenaugenabschnitte in dessen Inneren ausgebildet werden und die Abstände an den Umfangsbereichen der Kopfschraubenaugenabschnitte wie vorstehend beschrieben sichergestellt werden müssen. Es ist jedoch von dem Gesichtspunkt der Verringerung der Gesamtgröße des Verbrennungsmotors erforderlich, die Wellenlagerungsabschnitte und die Kopfschraubenaugenabschnitte in einer solchen geeigneten Weise anzuordnen, dass sie die Vergrößerung des Zylinderkopfes verhindern. Die JP 02-544959 Y2 beschreibt einen Zylinderkopf mit einer Nockenwelle und einer Kipphebelwelle, wobei die Nockenwelle in konkaven Abschnitten im Zylinderkopf gelagert wird und die Kipphebelwelle in Durchgangslöchern gelagert wird.
Beispielsweise kann das Japanische Patent JP 03-263118 B2 als eine Offenbarung einer Konstruktion hervorgehoben werden, welche eine Größenreduzierung des Zylinderkopfes realisieren kann. In dem Japanischen Patent JP 03-263118 B2 wird eine erdachte Positionsbeziehung zwischen den Lagerungsstrukturen und den Kopfschrauben vorgeschlagen.
In dem Japanischen Patent JP 03-263118 B2 sind untere Lagerungselemente auf und zwischen linken und rechten Lagerungswänden, welche auf einer Oberseite eines Zylinderkopfes in einer solchen Weise aufgebaut sind, dass sie daraus hervorstehen, eingebaut. Lagerkappen sind auf den unteren Lagerungselementen installiert, und eine Nockenwelle ist zwischen den unteren Lagerungselementen und den Lagerkappen gelagert. Kopfschrauben sind zwischen den Lagerungswänden angeordnet und Abstände sind zwischen den Kopfschrauben und den Lagerungswänden so sichergestellt, dass die Kopfschrauben dadurch hindurch eingeführt und entfernt werden können. Der Zylinderkopf wird an dem Zylinderblock unter Verwendung der Kopfschrauben befestigt, und danach werden die unteren Lagerungselemente auf den und zwischen den Lagerungswänden eingebaut.
In der in dem Japanischen Patent JP 03-263118 B2 offenbarten Konstruktion überlappen die unteren Lagerungselemente und die Kopfschrauben einander in einer Höhenrichtung, wodurch die Reduzierung in der Größe des Zylinderkopfes realisiert wird.
Andererseits ist es zusätzlich zur Reduktion seiner Größe erforderlich, dass der Zylinderkopf eine ausreichende Steifigkeit bereitstellt, und damit dieses geschieht, sind Verstärkungsabschnitte wie zum Beispiel Rippen vorgesehen. Jedoch müssen in dem Falle, dass die Realisierung einer derartigen Steifigkeit in der in dem Japanischen Patent Nr. 3263118 offenbarten Konstruktion versucht wird, außer den Unterstützungswänden, welche unter Berücksichtung der Sicherstellung von Kopfschrauben-Einführungs- und Entfernungsabschnitten angeordnet sind, Verstärkungsabschnitte innerhalb des Zylinderkopfes angeordnet werden. Es wird in Betracht gezogen, dass die Anordnung derartiger Rippen in dem Zylinderkopf es schwierig macht, die Größe des Verbrennungsmotors auf einen ausreichend kleinen Wert zu reduzieren.
Zusätzlich wird, da die Strukturen für die Lagerung der Nockenwelle auf dem Zylinderkopf auf einer Bodenwand des Zylinderkopfes in einer solchen Weise vorgesehen sind, dass sie von dort integral nach oben stehen, in Betracht gezogen, dass die Lagerungsstrukturen selbst die Funktion haben, den Zylinderkopf zu verstärken, um diesen sehr steif zu machen. Jedoch ist in den in dem Japanischen Patent JP 03-263118 B2 offenbarten Nockenwellenlagerungsstrukturen, da die Konstruktion angewendet wird, in welcher die Lagerungswand und das untere Lagerungselement aus getrennten Teilen bestehen, die Festigkeit im vergleich zu einer einteiligen Konstruktion verringert, und die Funktion als Verstärkungsabschnitt des Zylinderkopfes reduziert.
Ferner kommt es in dem Falle, dass die Lagerungswand und das untere Lagerungselement aus getrennten Teilen bestehen, wie bei der in dem Japanischen Patent JP 03-263118 B2 offenbarten Konstruktion zu einer Erhöhung der Produktionskosten aufgrund einer Zunahme beteiligter Teile.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Zylinderkopf bereitzustellen, welche kompakt ausgeführt werden kann während gleichzeitig dessen Steifigkeit erhöht wird.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen werden aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung ersichtlich.
Bevorzugt enthält ein Zylinderkopf:
einen Bodenwandabschnitt; einen Außenumfangswandabschnitt, der in seinem Inneren einen Anordnungsraum definiert, in welchem Ventile, welche Brennkammern öffnen und schließen, Kipphebelarme, eine Nockenwelle, welche die Kipphebelarme betätigt, und eine Kipphebelarmwelle, welche die Kipphebelarme lagert, angeordnet sind; einen Längswandabschnitt; einen Seitenwandabschnitt, der integral mit dem Längswandabschnitt und dem Außenumfangswandabschnitt ausgebildet ist; einen Nockenwellen-Lagerungsabschnitt, der auf dem Seitenwandabschnitt ausgebildet ist; einen Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt, der auf dem Seitenwandabschnitt in einer solchen Weise angeordnet ist, dass eine Höhenposition der Kipphebelarmwelle gegenüber einer Höhenposition der Nockenwelle versetzt ist; und einen Kopfschraubenaugenabschnitt, der auf dem Bodenwandabschnitt in einer solchen Weise angeordnet ist, dass er den Seitenwandabschnitt in einer Höhenrichtung überlappt. Der Seitenwandabschnitt enthält einen Durchtrittsabschnitt, durch welchen eine Kopfschraube in den Kopfschraubenaugenabschnitt durchgeführt wird, und welcher den Kopfschraubenaugenabschnitt in der Höhenrichtung überlappt.
Zur Lösung der Aufgabe wird gemäß der Erfindung ein Zylinderkopf bereitgestellt, welcher aufweist:
einen Bodenwandabschnitt, der auf einer Seite angeordnet ist, welche einem Zylinderblock gegenüberliegt, um einen Basisabschnitt zu bilden;
einen Außenumfangswandabschnitt, der von einem Umfang des Bodenwandabschnittes nach oben steht und in seinem Inneren einen Anordnungsraum bereitstellt, in welchem:
Öffnungs- und Schließventile, welche Brennkammern öffnen und schließen,
Kipphebelarme, welche mit den Öffnungs- und Schließventilen in Anlage gebracht werden,
eine Nockenwelle, welche die Kipphebelarme betätigt, und eine Kipphebelarmwelle, welche die Kipphebelarme lagert, angeordnet sind;
einen Längswandabschnitt, der sich entlang der Nockenwelle in dem Anordnungsraum erstreckt, und wovon beide Enden in einen Stück mit dem Außenumfangswandabschnitt ausgebildet sind;
einen innerhalb des Anordnungsraumes liegenden Seitenwandabschnitt, wovon ein Ende integral mit dem Längswandabschnitt ausgebildet ist, und wovon das andere Ende mit einem Abschnitt eines Außenwandabschnittes integral ausgebildet ist, welcher dem Längswandabschnitt gegenüberliegt;
einen Nockenwellen-Lagerungsabschnitt mit einer konkaven Form, der auf dem Seitenwandabschnitt für die Lagerung der Nockenwelle ausgebildet ist;
einen Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt mit einer konkaven Form, der auf dem Seitenwandabschnitt für die Lagerung der Kipphebelarmwelle in einer solchen Weise ausgebildet ist, dass eine Höhenposition der Kipphebelarmwelle von dem Bodenwandabschnitt so positioniert ist, dass sie aus einer Höhenposition der Nockenwelle von dem Bodenwandabschnitt versetzt ist; und
einen Kopfschraubenaugenabschnitt, der auf dem Bodenwandabschnitt in einem Abschnitt unterhalb des Seitenwandabschnitts ausgebildet ist, wobei dieser Abschnitt den Nockenwellenabschnitt überlappt, gesehen in einer Höhenrichtung von dem Bodenwandabschnitt, und wovon ein Innenbereich, durch welche die Kopfschraube hindurch zur Befestigung des Bodenwandabschnittes an dem Zylinderblock geführt ist, sich in einem solchen Zustand befindet, dass der Bodenwandabschnitt dem Zylinderblock gegenüberliegt, wobei
der Nockenwellen-Lagerungsabschnitt einen Durchtrittsabschnitt enthält, durch welchen die Kopfschraube in dem Kopfschraubenaugenabschnitt geführt wird, und welcher den Kopfschraubenaugenabschnitt in der Höhenrichtung überlappt.
Der Nockenwellen-Lagerungsabschnitt auf der Seite des Seitenwandabschnitts ausgebildet ist, die zum Längswandabschnitt gerichtet ist,
der Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt kann auf der Seite des Seitenwandabschnitts ausgebildet sein, die zum Außenwandabschnitt gerichtet ist und dem Längswandabschnitt gegenüber liegt und benachbart zum Nockenwellen-Lagerungsabschnitt ist, wobei
der Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt in der Höhenrichtung niedriger als der Nockenwellen-Lagerungsabschnitt ist.
Ein Teil des Längswandabschnitt kann mit einem Einspritzdüsenaufnahmeabschnitt zum Aufnehmen einer Einspritzdüse für die Zuführung von Kraftstoff in das Innere der Brennkammer ausgebildet sein.
Der Nockenwellen-Lagerungsabschnitt kann dicker als der andere Abschnitt des Seitenwandabschnittes ausgebildet sein. Der Durchtrittsabschnitt kann zwischen beiden Randabschnitten des Abschnittes des Seitenwandabschnittes in einer Dickenrichtung angeordnet sein.
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 Befestigungskonstruktion 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.
Wie es durch Pfeile in 1 dargestellt ist, wird eine Richtung, in welcher die entsprechenden Brennkammern 24 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 30 ausgerichtet sind (eine Richtung, in welcher der Zylinderblock 30 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.
Der Längswandabschnitt 33 ist im Wesentlichen mittig in der Querrichtung B 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 C 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, die zum Aufnehmen von (in 5 dargestellt) Einspritzdüsen 37 angepasst sind, zum Einspritzen von Kraftstoff in die entsprechenden Brennkammern ausgebildet. Die Einspritzdüsenaufnahmeaugenabschnitte 38 sind so ausgebildet, dass sie jeweils den Brennkammern entsprechen. Der Bodenwandabschnitt 31, der Umfangswandabschnitt 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 Einlassnockenwelle 39 ist auf einer Innenseite (einer rechten Seite in der Figur) des Motors 10 angeordnet, um so den Kipphebelarmmechanismus 50 zu betätigen. Die Auslassnockenwelle 40 ist auf einer Auslassseite (einer linken Seite in der Figur) des Motors 10 angeordnet, um so die Auslassventile zu betätigen. Man beachte, dass in 1 sowohl die Einlassnockenwelle 39 als auch 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, ist der auslassseitige Seitenwandabschnitt 41 integral mit dem Bodenwandabschnitt 31 in der Nähe seiner Endabschnitte ausgebildet. In dem auslassseitigen Seitenwandabschnitt 41 ist ein Raum zwischen einem anderen Abschnitt als den beiden Endabschnitten und einer oberen Endseite des Bodenwandabschnittes 31 ausgebildet.
Wie es in 1 dargestellt ist, sind Auslassnockenwellen-Lagerungsabschnitte 42 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 Seitenwandabschnitte 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 auf der Einlassseite 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.
Mehrere von den ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitten 43 sind in einer solchen Weise ausgebildet, dass ein erster einlassseitiger Seitenwandabschnitt 43 im Wesentlichen in einer mittigen Position zwischen den Einspritzdüsenaufnahmeaugenabschnitten 38 angeordnet ist, welche benachbart zueinander in der Längsrichtung A liegen. In dieser Ausführungsform sind vier erste einlassseitige Seitenwandabschnitte 43 ausgebildet. Die ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitte 43 sind an ersten Enden mit dem Längswandabschnitt 33 integral ausgebildet, während sie mit dem Außenlängswandabschnitt 35 an den anderen Enden integral ausgebildet sind.
Der erste einlassseitige Seitenwandabschnitt 43 besitzt einen Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 44 zum Lagern eines Zapfens 39a der Einlassnockenwelle 39. Der Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 43 ist auf einer Seite 33 des ersten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 43 ausgebildet, welcher dem Längswandabschnitt 33 gegenüberliegt. Der Einlassnocken-Lagerungsabschnitt 44 ist im Querschnitt in einer konkaven Form ausgebildet, welche halbkreisförmig ausgeschnitten ist und darin den Zapfen 39a der Einlassnockenwelle 39 aufnimmt.
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 Einlassnackenwelle 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, in welchem das Einlassventil 34 variabel in Zuordnung zu dem Betriebszustand des Verbrennungsmotors 10 betrieben wird. Zusätzlich werden zwei Einlassventile 34 für eine Brennkammer 24 verwendet. Die Einlassventile 34 sind beispielsweise in der Längsrichtung A ausgerichtet. Das Einlassventil 34 ist ein Beispiel eines sich öffnenden und schließenden Ventils.
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-Nocke 45 und eine Hochdrehzahl-Nocke 46 auf der Einlassnockenwelle 39 ausgebildet.
Die Niederdrehzahl-Nocke 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-Nocke 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. Wie es in 1 dargestellt ist, ist die Kipphebelarmwelle 51 auf der Einlassseite des Zylinderkopfs 30 angeordnet. Wie es in 1 bis 4 dargestellt ist, sind die Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitte 54 auf den ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitten 43 ausgebildet, an die Kipphebelarmwelle 51 zu lagern.
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 Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt 54 in der Position angeordnet, welche benachbart zu dem Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 44 in der Querrichtung B liegt.
Der Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt 54 ist im Querschnitt in eine konkave Form ausgebildet, welcher halbkreisförmig ausgeschnitten ist, um darin einen Zapfen 51a der Kipphebelarmwelle 51 aufzunehmen. In 1 ist der Zapfen 51a durch Doppelstrichlinien dargestellt. Die Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitte 54 nehmen die Kipphebelarmwelle 51 in sich auf. Die Kipphebelarmwelle 51 wird auf dem Zylinderkopf 30 durch ihre Zapfen 51a gelagert, die durch die Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitte 54 gelagert werden. Ein Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt 54 lagert einen von den Zapfen 51a der Kipphebelarmwelle 51.
Zusätzlich ist eine Aufnahmefläche 100 des Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnittes 54, welcher die Kipphebelarmwelle 51 lagert weiter unten positioniert als eine Aufnahmefläche 101 des Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnittes 44, welcher die Einlassnockenwelle 39 lagert. Der Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt 54 ist nämlich weiter unten (zu dem Zylinderblock 20 hin gerichtet) 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 der Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt 54 so ausgebildet, dass in einem solchen Zustand, dass der Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt 54 die Kipphebelarmwelle 51 lagert, die Kipphebelarmwelle 51 weiter unten als die Einlassnockenwelle 39 (in einer Position, in welcher die Niederdrehzahl-Nocke 45 und die Hochdrehzahl-Nocke 46 sich nicht mit der Kipphebelarmwelle 51 überschneiden) angeordnet ist.
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 Niederdrehzahl-Armabschnittes 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-Nabenabschnitt 55 vorgesehen. Das Niederdrehzahl-Rollenelement 58 ist unter dem Niederdrehzahl-Armabschnitt 56 angeordnet, und die Niederdrehzahl-Nocke 45 ist so ausgebildet, dass sie mit dem Niederdrehzahl-Rollenelement 58 in Anlage gebracht werden kann.
Des Niederdrehzahl-Rollenelement 58 wird, um mit der Niederdrehzahl-Nocke 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-Nocke 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 Hochdrehzahl-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-Nocke 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 62 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-Nocke 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 erstreckt. Die Umgebung des zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 70 ist integral mit dem Längswandabschnitt 33, dem Bodenwandabschnitt 31 und dem Außenlängswandabschnitt 35 ausgebildet.
Eine obere Endfläche 71 des zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 70 ist unter dem Anlageabschnitt 61 positioniert. Ein Aufnahmeloch 72 ist in die obere Endfläche 71 des zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 70 gebohrt, um das Hochdrückelement 62 darin aufzunehmen.
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 73 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, indem der fragliche Abschnitt ausgeschnitten ist, wobei ein Vorderseitenabschnitt des Aufnahmerohrabschnitts der Einlassnockenwelle 39 gegenüberliegt. 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, des 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-Nocke 46 ist größer als der Hubbetrag durch die Niederdrehzahl-Nocke 45. Daher wird erreicht, dass die Rotationsauslenkung des Hochdrehzahl-Kipphebelarms 53 über den Niederdrehzahl-Kipphebelarm 52 an das Einlassventil 34 übertragen wird.
Der Hydraulikmechanismus hat eine Funktion den Kolben 75 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 79 aus dem Fensterabschnitt 78 verschoben wird, der Fensterabschnitt 78 durch den anderen Abschnitt des Kolbens 75 als den Ausschnittsabschnitt 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 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 Einlassnockenwellen-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 dem ersten einlassseitigen Seitenwandabschnitt 43 ausgebildet ist, in der Längsrichtung A dicker ausgebildet als die anderen Abschnitte des ersten einlassseitigen Seitenwandabschnittes 43. 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 Kopfschraubenaugenabschnitt 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 Zylinderkopf 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.
Deshalb ist die Steifigkeit des Zylinderkopfes 30 erhöht. Ferner wird durch den Längswandabschnitt 33, der als die Verstärkungsrippe dient, die Notwendigkeit der Bereitstellung einer getrennten Verstärkungsrippe vermieden, wodurch der Zylinderkopf 30 kompakt wird.
Ferner wird die Steifigkeit des Zylinderkopfes 30 durch die auslassseitigen Seitenwandabschnitte 41 und die ersten und zweiten einlassseitigen Seitenwandabschnitte 43, 70 erhöht, welche sich in der Querrichtung B als Verstärkungsrippen funktionierend erstrecken.
Ferner kann der Zylinderkopf 30 in der Querrichtung B durch die Kipphebelarmwelle 51, welche unterhalb der Einlassnockenwelle 39 positioniert und nach innen gerichtet in dem Zylinderkopf 30 angeordnet ist, kompakt ausgeführt werden.
Zusätzlich kann, da eine Anordnung realisiert werden kann, in welcher die Einlassnockenwelle 39 und der Kipphebelarmmechanismus 50 in einer solchen Weise angeordnet sind, dass sie einander in der vertikalen Richtung überlappen, indem die Kipphebelarmwelle 51 unter der Einlassnockenwelle 39 angeordnet ist, der Zylinderkopf 30 in der Querrichtung B kompakt ausgeführt werden.
Ferner kann durch Anordnung der Kopfschraubenaugenabschnitte 91 in den (unteren) Positionen, wo sie die Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitte 44 überlagern, und durch die Ermöglichung des Zugangs zu dem Kopfschraubenaugenabschnitten 91 durch die Durchtrittslöcher 44a nicht nur der Zylinderkopf 30 kompakt ausgeführt werden, sondern auch eine Verringerung in der Steifigkeit verhindert werden, welche ansonsten durch die aus getrennten Teilen bestehenden Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitte 44 bewirkt würde.
Der Zylinderkopf 30 wird kompakt ausgeführt, während gleichzeitig dessen Steifigkeit durch die vorstehend beschriebenen Vorteile erhöht wird.
Zusätzlich wird, da die Einspritzdüsenaufnahmeaugenabschnitte 38 auf dem Längswandabschnitt 33 ausgebildet sind, die Notwendigkeit vermieden, zusätzliche Einspritzdüsenaufnahmeaugenabschnitte 38 innerhalb des Zylinderkopfes 30 auszubilden. Deshalb kann der Zylinderkopf 30 kompakt ausgeführt werden.
Zusätzlich lagern die Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitte 44 die Einlassnockenwelle 39 an ihren Kantenabschnitten 44b. Deshalb wird die Einlassnockenwelle 39 gut ausbalanciert gelagert.
Zusätzlich sind die Kopfschraubenaugenabschnitte 91 unter den Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitten 44 angeordnet und die Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitte 54 sind unter dem Einlassnockenwellen-Lagerungsabschnitt 44. Demzufolge wird, da die Anordnung des Kipphebelarmmechanismus 50 in einer höheren Position in Bezug auf den Bodenwandabschnitt 31 vermieden wird, die Zunahme in der Gesamthöhe des Verbrennungsmotors 10 vermieden. Somit wird der Verbrennungsmotor 10 kompakt ausgeführt.
Man beachte, dass in der Ausführungsform die Kipphebelarmmechanismen 50 auf der Einlassseite des Zylinderkopfes 30 vorgesehen sind, und keine Kipphebelarmmechanismen auf dessen Auslassseite vorgesehen sind. Die Kipphebelarmmechanismen können jedoch auch auf der Auslassseite des Zylinderkopfes 30 vorgesehen werden. In diesem Falle kann die Positionsbeziehung zwischen der Nockenwelle und der Kipphebelarmwelle und der Position der Kopfschraubenaugenabschnitte 91 ähnlich denen auf der Einlassseite sein. Durch die Konfiguration kann derselbe Vorteil selbst in dem Falle erzielt werden, dass der Aufbau der Einlassseite auf der Auslassseite angewendet wird.
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.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung unterstützt der Längswandabschnitt nicht nur die Seitenwände sondern funktioniert auch als Verstärkungsabschnitt des Zylinderkopfes. Durch die Ausbildung der Nockenwellen-Lagerungsabschnitte auf den Seitenwandabschnitten kann eine ausreichende Festigkeit sichergestellt werden, während gleichzeitig eine Zunahme in den Produktionskosten im Vergleich zu der Konfiguration vermeiden wird, in welchen die Wellenlagerungsabschnitte als getrennte Elemente des Zylinderkopfes ausgebildet sind. Zusätzlich können, dadurch, dass die Kipphebelarmwelle so ausgeführt ist, dass sie von der Nockenwelle in der Höhenrichtung beispielsweise bezüglich der Anordnung der Kipphebelarme verschoben ist, die beteiligten Teile in dem Ventiltrieb so angeordnet werden, dass sie die Nockenwelle in der Höhenrichtung überlappen. Zusätzlich wird vermieden, dass die Seitenwandabschnitte und die Kopfschraubenaugenabschnitte auf derselben Ebene angeordnet sind, wodurch eine Reduzierung in der Größe des Zylinderkopfes realisiert werden kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung können die Teile, wie zum Beispiel die Kipphebelarme, welche auf die Kipphebelarmwelle gebaut sind, in dem unteren Abschnitt angeordnet werden, indem die Nockenwelle in der Position angeordnet wird, welche weiter nach unten als die Kipphebelarmwelle in der Höhenrichtung verschoben ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird, da die Einspritzdüsenaufnahmeabschnitte erzeugt werden, indem von dem Längswandabschnitt Gebrauch gemacht wird, die Notwendigkeit vermieden, zusätzliche Einspritzdüsenaufnehmerabstände in dem Zylinderkopf vorzusehen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird, da die Nockenwellen-Lagerungsabschnitte so ausgeführt sind, dass sie die Nockenwelle an beiden Enden der Dickenabschnitte (beide Seitenabschnitte der Durchtrittsabschnitte) lagern, die stabile Lagerung der Nockenwelle realisiert. Zusätzlich wird, da die Kopfschrauben durch die Durchführungsabschnitte von oberhalb der Nockenwellen-Lagerungsabschnitte eingeführt werden können und durch Betätigen eines Werkzeugs über den Nockenwellen-Lagerungsabschnitten angezogen werden können, die Notwendigkeit vermieden, Werkzeugabstände zum Anziehen und Entfernen der Kopfschrauben innerhalb der Anordnungsabstände in dem Zylinderkopf sicherzustellen, wobei dieses ebenfalls zu der Reduzierung der Gesamtgröße des Zylinderkopfes beiträgt.
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.

Claims

Zylinderkopf (30), aufweisend: einen Bodenwandabschnitt (31), der auf einer Seite angeordnet ist, welche einem Zylinderblock (20) gegenüberliegt um einen Basisabschnitt zu bilden; einen Außenumfangswandabschnitt (32), der von einem Umfang des Bodenwandabschnittes (31) nach oben steht und in seinem Inneren einen Anordnungsraum bereitstellt, in welchem: Öffnungs- und Schließventile, welche Brennkammern (24) öffnen und schließen, Kipphebelarme (52, 53), welche mit den Öffnungs- und Schließventilen in Anlage gebracht werden, eine Nockenwelle (39), welche die Kipphebelarme (52, 53) betätigt, und eine Kipphebelarmwelle (51), welche die Kipphebelarme (52, 53) lagert, angeordnet sind; einen Längswandabschnitt (33), der sich entlang der Nockenwelle (39) in dem Anordnungsraum erstreckt, und wovon beide Enden integral mit dem Außenumfangswandabschnitt (32) ausgebildet sind; einen innerhalb des Anordnungsraums liegenden Seitenwandabschnitt (41), wovon ein Ende integral mit dem Längswandabschnitt (33) ausgebildet ist, und wovon das andere Ende mit einem Abschnitt eines Außenwandabschnittes (35) integral ausgebildet ist, welcher dem Längswandabschnitt (33) gegenüberliegt; einen Nockenwellen-Lagerungsabschnitt (44) mit einer konkaven Form, der auf dem Seitenwandabschnitt (43) für die Lagerung der Nockenwelle (39) ausgebildet ist; einen Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt (54) mit einer konkaven Form, der auf dem Seitenwandabschnitt (43) für die Lagerung der Kipphebelarmwelle (51) in einer solchen Weise ausgebildet ist, dass eine Höhenposition der Kipphebelarmwelle (51) von dem Bodenwandabschnitt (31) so positioniert ist, dass sie aus einer Höhenposition der Nockenwelle (39) von dem Bodenwandabschnitt (31) versetzt ist; und einen Kopfschraubenaugenabschnitt (91), der auf dem Bodenwandabschnitt (31) in einem Abschnitt unterhalb des Seitenwandabschnitts (43) ausgebildet ist, wobei dieser Abschnitt den Nockenwellen-Lagerungsabschnitt (44) überlappt, gesehen in einer Höhenrichtung von dem Bodenwandabschnitt (31), und wovon ein Innenbereich, durch welche die Kopfschraube (90) hindurch zur Befestigung des Bodenwandabschnittes (31) an dem Zylinderblock (20) geführt ist, sich in einem solchen Zustand befindet, dass der Bodenwandabschnitt (31) dem Zylinderblock (20) gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Nockenwellen-Lagerungsabschnitt (44) einen Durchtrittsabschnitt (44a) enthält, durch welchen die Kopfschraube (90) in dem Kopfschraubenaugenabschnitt (91) geführt wird, und welcher den Kopfschraubenaugenabschnitt (91) in der Höhenrichtung überlappt.
Zylinderkopf nach Anspruch 1, wobei der Nockenwellen-Lagerungsabschnitt (44) auf der Seite des Seitenwandabschnitts (43) ausgebildet ist, die zum Längswandabschnitt (33) gerichtet ist, der Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt (54) auf der Seite des Seitenwandabschnitts (43) ausgebildet ist, die zum Außenwandabschnitt (35) gerichtet ist und dem Längswandabschnitt (33) gegenüber liegt und benachbart zum Nockenwellen-Lagerungsabschnitt (44) ist, und der Kipphebelarmwellen-Lagerungsabschnitt (54) in der Höhenrichtung niedriger als der Nockenwellen-Lagerungsabschnitt (44) ist.
Zylinderkopf nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Teil des Längswandabschnitts (33) mit einem Einspritzdüsenaufnahmeabschnitt (38) ausgebildet ist zum Aufnehmen einer Einspritzdüse (37) für die Zuführung von Kraftstoff in das Innere der Brennkammer.
Zylinderkopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Nockenwellen-Lagerungsabschnitt (44) dicker als der andere Abschnitt des Seitenwandabschnittes (43) ausgebildet ist, und der Durchtrittsabschnitt (44a) zwischen beiden Randabschnitten des Nockenwellen-Lagerungsabschnitts (44) in einer Dickenrichtung angeordnet ist.