DE102014211605A1 - Verbrennungsmotor mit motorisiertem Drosselventil - Google Patents

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Abstract

Es soll ein Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil bereitgestellt werden, der die wechselseitig benachbarte Anordnung eines Drosselkörpers und eines Zylinderkopfs implementieren kann und ein gutes Öffnungs- und Schließreaktionsverhalten dafür implementieren kann. Ein Ausbauchungsabschnitt (35a) ist auf einer Seitenwand einer Ventilkammer (35) in einer derartigen Weise ausgebildet, dass er zwischen denen (18c) und (18d) der Drosselkörper (18a) bis (18d), die zueinander benachbart sind, eingreift, um einen Vorsprung eines Teils eines Ventilsystems (37) in einer radialen Richtung der ersten und zweiten Nockenwellen (38) und (39) aufzunehmen. Ein Elektromotor (51) ist an einer Seite der Gruppe der Drosselkörper (18a) bis (18d) angeordnet. Indessen ist ein Drehzahlverringerungsmechanismus (52), der Ausgangsleistung des Elektromotors (51) an eine Ventilwelle (49) überträgt, zwischen den Drosselkörpern (18b) und (18c), die zueinander benachbart sind, an einer anderen Stelle in der Gruppe der Drosselkörper (18a) bis (18d) in einer zu der Ventilkammer (35) benachbarten Beziehung angeordnet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung in einem oder in Bezug auf einen Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil, der ferner umfasst: einen Zylinderkopf, der mit einer oberen Endfläche eines Zylinderblocks mit drei oder mehr in Reihe zueinander angeordneten Zylindern verbunden ist, einen Kopfdeckel, der mit einer oberen Endfläche des Zylinderkopfs verbunden ist, ein Ventilsystem, das in einer Ventilkammer aufgenommen ist, die durch und zwischen dem Zylinderkopf und dem Kopfdeckel definiert ist und erste und zweite Nockenwellen, die sich parallel zueinander erstrecken, umfasst, mehrere Drosselkörper, die auf einer Seite der Ventilkammer angeordnet sind und den Zylindern entsprechen, und einen Elektromotor, der mit einer Ventilwelle für Drosselventile verbunden ist, die Einlasswege der Drosselkörper öffnen und schließen, und aufgebaut ist, um die Drosselventile zum Öffnen und Schließen anzutreiben.
  • Ein Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil der beschriebenen Art ist, wie in dem japanischen Patent Nr. 4476421 offenbart, bereits bekannt.
  • In dem Verbrennungsmotor mit einem in dem japanischen Patent Nr. 4476421 offenbarten motorisierten Drosselventil ist ein Elektromotor an einer Seitenfläche eines Verbrennungsmotorhauptkörpers befestigt, die von einem Drosselkörper beabstandet ist, so dass die Ausgangsleistung des Elektromotors durch ein Steuerkabel (Bowdenzug) auf ein Drosselventil übertragen wird. Während der Drosselkörper und der Zylinderkopf in einer benachbarten Beziehung zueinander angeordnet sein können, ohne sich mit dem Elektromotor zu stören, tritt aufgrund des Vorhandenseins des Steuerkabels (Bowdenzug) daher eine Übertragungsverzögerung der Ausgangsleistung des Elektromotors auf das Drosselventil auf. Daher ist das Öffnungs- und Schließreaktionsverhalten nicht gut.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts einer derartigen Situation, wie vorstehend beschrieben, gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil bereitzustellen, der die wechselseitig benachbarte Anordnung eines Drosselkörpers und eines Zylinderkopfs implementieren kann und ein gutes Öffnungs- und Schließreaktionsverhalten implementieren kann.
  • Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, umfasst ein Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil gemäß einer ersten Charakteristik der vorliegenden Erfindung: einen Zylinderkopf, der mit einer oberen Endfläche eines Zylinderblocks mit drei oder mehr in Reihe zueinander angeordneten Zylindern verbunden ist; einen Kopfdeckel, der mit einer oberen Endfläche des Zylinderkopfs verbunden ist; ein Ventilsystem, das in einer Ventilkammer aufgenommen ist, die durch und zwischen dem Zylinderkopf und dem Kopfdeckel definiert ist und erste und zweite Nockenwellen, die sich parallel zueinander erstrecken, umfasst; mehrere Drosselkörper, die an einer Seite der Ventilkammer angeordnet sind und den Zylindern entsprechen; einen Elektromotor, der mit einer Ventilwelle für Drosselventile verbunden ist, welche Einlasswege der Drosselkörper öffnen und schließen und aufgebaut ist, um die Drosselventile anzutreiben, um sich zu öffnen oder zu schließen; und einen Drehzahlverminderungsmechanismus, der aufgebaut ist, um Ausgangsleistung des Elektromotors auf die Ventilwelle zu übertragen; einen Ausbauchungsabschnitt, der auf einer Seitenwand der Ventilkammer in einer derartigen Weise ausgebildet ist, dass er zwischen denen der Drosselkörper eingreift, die zueinander benachbart sind, um einen Vorsprung eines Teils des Ventilsystems in einer Radialrichtung der ersten und zweiten Nockenwellen aufzunehmen, wobei der Elektromotor an einer Seite der Gruppe der Drosselkörper angeordnet ist, während der Drehzahlverringerungsmechanismus zwischen diesen Drosselkörpern, die zueinander benachbart sind, an einer anderen Stelle in der Gruppe der Drosselkörper in einer benachbarten Beziehung zu der Ventilkammer angeordnet ist. Es sollte bemerkt werden, dass die ersten und zweiten Nockenwellen in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die später beschrieben werden sollen, jeweils Einlass- und Auslassnockenwellen 38 und 39 entsprechen.
  • Gemäß einer zweiten Charakteristik der vorliegenden Erfindung ist der Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil neben der ersten Charakteristik derart aufgebaut, dass der Elektromotor zwischen der Ventilkammer und der Gruppe der Drosselkörper in einer in einer Axialrichtung der ersten und zweiten Nockenwellen versetzten Beziehung zu dem Ausbauchungsabschnitt angeordnet ist.
  • Gemäß einer dritten Charakteristik der vorliegenden Erfindung ist der Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil neben der ersten Charakteristik derart aufgebaut, dass das Ventilsystem eine Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung, die Ausgangsleistung einer Kurbelwelle auf die erste Nockenwelle überträgt, und eine Synchronisationsübertragungsvorrichtung, die erste und zweite Nockenwellen synchron miteinander rotiert, umfasst.
  • Gemäß einer vierten Charakteristik der vorliegenden Erfindung ist der Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil neben der dritten Charakteristik derart aufgebaut, dass die Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung in einer Zeitsteuerungsübertragungskammer, die auf einer Außenseitenwand des Verbrennungsmotors ausgebildet ist, angeordnet ist, um zu der Außenseite der Gruppe der Zylinder vorzustehen, und mit einem Endabschnitt der ersten Nockenwelle verbunden ist.
  • Gemäß einer fünften Charakteristik der vorliegenden Erfindung ist der Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil neben der dritten oder vierten Charakteristik derart aufgebaut, dass die Synchronisationsübertragungsvorrichtung aus einem Paar Synchronisationszahnräder aufgebaut ist, die fest auf den ersten und zweiten Nockenwellen montiert sind und miteinander in Eingriff stehen.
  • Gemäß einer sechsten Charakteristik der vorliegenden Erfindung ist der Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil neben der dritten oder vierten Charakteristik derart aufgebaut, dass die Synchronisationsübertragungsvorrichtung aus einem Paar Kettenräder, die fest auf den ersten und zweiten Nockenwellen montiert sind, und einem Endlosübertragungsriemen, der sich zwischen den Kettenrädern und um beide herum erstreckt, aufgebaut ist.
  • Gemäß einer siebten Charakteristik der vorliegenden Erfindung ist der Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil neben der ersten Charakteristik derart aufgebaut, dass der Elektromotor und der Drehzahlverringerungsmechanismus derart angeordnet sind, dass eine gerade Linie, die Mittelachsen der Ventilwelle und einer Rotorwelle des Elektromotors miteinander verbindet, in eine Richtung geneigt ist, in der die Rotorwellenseite der geraden Linie in Bezug auf eine Mittelaxiallinie des Einlasswegs nahe an die strömungsaufwärtige Seite des Einlasswegs kommt.
  • Gemäß einer achten Charakteristik der vorliegenden Erfindung ist der Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil neben der ersten oder siebten Charakteristik derart aufgebaut, dass der Elektromotor zwischen dem Drosselkörper, der an einer Zwischenstelle der Gruppe der Drosselkörper positioniert ist, und der Ventilkammer angeordnet ist.
  • Bei der ersten Charakteristik der vorliegenden Erfindung ist der Ausbauchungsabschnitt auf der Seitenwand der Ventilkammer in einer derartigen Weise ausgebildet, dass er zwischen den Drosselkörpern eingreift, die zueinander benachbart sind, um einen Vorsprung eines Teils des Ventilsystems in einer Radialrichtung der ersten und zweiten Nockenwellen aufzunehmen. Daher wird die zu der Ventilkammer benachbarte Anordnung der Drosselkörper ohne Störung durch den Ausbauchungsabschnitt zugelassen. Ferner ist der Elektromotor an einer Seite der Gruppe der Drosselkörper angeordnet, während der Drehzahlverringerungsmechanismus, der Ausgangsleistung des Elektromotors auf die Ventilwelle überträgt, zwischen den Drosselkörpern, die zueinander benachbart sind, an einer anderen Stelle in der Gruppe der Drosselkörper in einer benachbarten Beziehung zu der Ventilkammer angeordnet ist. Daher wird die benachbarte Anordnung der Drosselkörpergruppe zu der Ventilkammer zugelassen, während die wechselseitige Störung zwischen dem Drehzahlverringerungsmechanismus und dem Ausbauchungsabschnitt vermieden wird. Daher kann eine Erhöhung der Kompaktheit um den Zylinderkopf herum erreicht werden. Außerdem wird das Ausgangsdrehmoment des Elektromotors durch einen Drehzahlverringerungsmechanismus ohne eine Verzögerung auf den Zwischenabschnitt der Ventilwelle übertragen und dann von dem Zwischenabschnitt der Ventilwelle in Richtung der entgegengesetzten Endabschnitte der Ventilwelle übertragen. Folglich kann die Verwindungsverformung der Ventilwelle verhindert oder verringert werden, um eine Abstimmung aller Drosselventile zu erreichen. Folglich kann das Gleichgewicht in der Ausgangscharakteristik aller Zylinder sichergestellt werden.
  • Bei der zweiten Charakteristik der vorliegenden Erfindung ist der Elektromotor zwischen der Ventilkammer und der Gruppe der Drosselkörper in einer in einer Axialrichtung der ersten und zweiten Nockenwellen versetzten Beziehung zu dem Ausbauchungsabschnitt angeordnet. Daher kann der Elektromotor zwischen der Ventilkammer und der Drosselkörpergruppe ohne Störung durch den Ausbauchungsabschnitt angeordnet werden, und die Erhöhung der Kompaktheit um den Zylinderkopf herum kann implementiert werden.
  • Bei der dritten Charakteristik der vorliegenden Erfindung umfasst das Ventilsystem die Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung, die Ausgangsleistung der Kurbelwelle auf die erste Nockenwelle überträgt, und die Synchronisationsübertragungsvorrichtung, die die ersten und zweiten Nockenwellen synchron miteinander rotiert. Daher kann die Anzahl derartiger angetriebener Kettenräder der Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung, die einen maximalen Durchmesser haben, in dem Ventilsystem nur eins sein. Außerdem können die Synchronisationszahnräder mit einem kleineren Durchmesser als dem des angetriebenen Kettenrads ausgebildet sein, und folglich kann der Abstand zwischen den Achsen der Einlass- und Auslassnockenwellen verkleinert werden. Als ein Ergebnis kann die Erhöhung der Kompaktheit der Ventilkammer zum Aufnehmen der Einlass- und Auslassnockenwellen darin und folglich die Erhöhung der Kompaktheit des Zylinderkopfs implementiert werden.
  • Bei der vierten Charakteristik der vorliegenden Erfindung ist die Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung in der Zeitsteuerungsübertragungskammer, die auf der Außenseitenwand des Verbrennungsmotors ausgebildet ist, angeordnet, um zu der Außenseite der Gruppe der Zylinder vorzustehen. Daher wird die zu der Ventilkammer benachbarte Anordnung der Drosselkörpergruppe ohne Störung mit der Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung zugelassen. Folglich kann die Erhöhung der Kompaktheit um den Zylinderkopf herum implementiert werden.
  • Mit der fünften Charakteristik der vorliegenden Erfindung ist die Synchronisationsübertragungsvorrichtung aus dem Paar Synchronisationszahnräder aufgebaut, die fest auf den ersten und zweiten Nockenwellen montiert sind und miteinander in Eingriff stehen. Daher kann die Synchronisationsübertragungsvorrichtung aus einer minimalen Anzahl von Teilen aufgebaut werden, und die Vereinfachung der Struktur kann implementiert werden.
  • Bei der sechsten Charakteristik der vorliegenden Erfindung ist die Synchronisationsübertragungsvorrichtung aus einem Paar Kettenräder, die fest auf den ersten und zweiten Nockenwellen montiert sind, und dem Endlosübertragungsriemen, der sich zwischen den Kettenrädern und um beide herum erstreckt, aufgebaut. Daher können die Synchronisationskettenräder mit einem kleineren Durchmesser als dem der Synchronisationszahnräder ausgebildet werden. Folglich kann die Erhöhung der Kompaktheit der Ventilkammer implementiert werden.
  • Bei der siebten Charakteristik der vorliegenden Erfindung ist sind der Elektromotor und der Drehzahlverringerungsmechanismus derart angeordnet, dass die gerade Linie, die die Mittelachsen der Ventilwelle und der Rotorwelle des Elektromotors miteinander verbindet, in die Richtung geneigt ist, in der die Rotorwellenseite der geraden Linie in Bezug auf eine Mittelaxiallinie des Einlasswegs nahe an die laufaufwärtige Seite des Einlasswegs kommt. Daher kann ein kleiner Raum zwischen der Ventilkammer und der Drosselkörpergruppe effektiv als ein Installationsraum für den Elektromotor und den Drehzahlverringerungsmechanismus verwendet werden. Folglich kann dies zu der Erhöhung der Kompaktheit um den Zylinderkopf herum beitragen.
  • Bei der achten Charakteristik der vorliegenden Erfindung ist der Elektromotor zwischen dem Drosselkörper, der an der Zwischenstelle der Gruppe der Drosselkörper und der Ventilkammer positioniert ist, angeordnet. Daher ist der Elektromotor vollkommen zwischen der Ventilkammer und der Drosselkörpergruppe aufgenommen, und der Elektromotor kann vor einem Hindernis geschützt werden. Daher besteht keine Notwendigkeit, besondere Schutzeinrichtungen, wie etwa eine Abdeckung, zu nehmen.
  • 1 ist eine linke Seitenaufrissansicht eines Motorrads gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine linke Seitenaufrissansicht eines Verbrennungsmotors des Motorrads.
  • 3 ist eine rechte Seitenaufrissansicht des Verbrennungsmotors des Motorrads.
  • 4 ist eine Ansicht, die in einer durch eine Pfeilmarkierung 4 von 2 angezeigten Richtung betrachtet wird, die den Verbrennungsmotor in einem Zustand abbildet, in dem ein Kopfdeckel entfernt ist.
  • 5 ist eine entlang der Linie 5-5 von 4 genommene Schnittansicht.
  • 6 ist eine entlang der Linie 6-6 von 4 genommene Schnittansicht.
  • 7 ist eine entlang der Linie 7-7 von 4 genommene Schnittansicht.
  • 8 ist eine Ansicht, die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abbildet und 7 entspricht.
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Zuerst wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 1 bis 7 beschrieben. In 1 und 2 ist ein Fahrzeugkarosserierahmen F eines Motorrads M aus einem Hauptrahmen 2 mit einem Kopfrohr 1 an seinem vorderen Ende, einem Mittelrahmen 3, der mit einem hinteren Ende des Hauptrahmens 2 verbunden ist, und einem hinteren Rahmen 4, der mit einem hinteren Ende des Mittelrahmens 3 verbunden ist, aufgebaut. Eine Vordergabel 5 ist für die Lenkbewegung an dem Kopfrohr 1 angebracht und hält ein Vorderrad Wf darauf, und eine Hintergabel 6 ist für die Aufwärts- und Abwärtsschwingbewegung des Mittelrahmens 3 angebracht und hält ein Hinterrad Wr darauf. Ferner ist ein Mehrzylinder-Reihenmotor E an dem Hauptrahmen 2 und dem Mittelrahmen 3 angebracht und hat einen nach vorn geneigten Zylinderblock 9 darauf, und ein Fahrersitz 7 ist an einem oberen Abschnitt des hinteren Rahmens 4 angebracht.
  • Ein Gangwechselgetriebe ist in einem Kurbelgehäuse 8 des Verbrennungsmotors E untergebracht. Die Ausgangsleistung einer Ausgansleistungswelle 13 des Gangwechselgetriebes wird durch eine Kettenübertragungsvorrichtung 14, die auf der linken Seite des Kurbelgehäuses 8 angeordnet ist, auf das Hinterrad Wr übertragen.
  • Bezug nehmend auf 3 bis 5 hat der Zylinderblock 9 vier Zylinder 15a bis 15d, die in Reihe nebeneinandergestellt sind, und ein Zylinderkopf 10 ist mit einem oberen Ende des Zylinderblocks 9 verbunden, und eine Kopfabdeckung 11 ist mit einem oberen Ende des Zylinderkopfs 10 verbunden. Ferner ist ein Einlasskanal 16 zu der hinteren Fläche des Zylinderkopfs 10 geöffnet und geht weiter zu jedem der vier Zylinder 15a bis 15d. Indessen ist ein Auslasskanal 17 zu der vorderen Fläche des Zylinderkopfs 10 geöffnet und geht zu jedem der vier Zylinder 15a bis 15d weiter. Ferner sind vier Drosselkörper 18a bis 18d durch Wärmeisolationszylinder 20 mit der hinteren Fläche des Zylinderkopfs 10 verbunden. Jeder der Drosselkörper 18a bis 18d hat einen Einlassweg 19, der weiter zu dem Einlasskanal 16 geht.
  • Trichter 21 sind jeweils mit einem strömungsaufwärtigen Ende jedes der Drosselkörper 18a bis 18d verbunden und in einem Luftfilter 22 (siehe 2) untergebracht, das an einem oberen Abschnitt des Hauptrahmens 2 angeordnet ist. Ein erstes Kraftstoffeinspritzventil 23 ist auf jedem der Drosselkörper 18a bis 18d montiert und spritzt Kraftstoff in Richtung des Einlasskanals 16 ein. Ein zweites Kraftstoffeinspritzventil 24 ist auf dem Luftfilter 22 bereitgestellt und spritzt Kraftsoff in Richtung der Trichter 21 ein.
  • Abgasleitungen 25 sind mit der vorderen Fläche des Zylinderkopfs 10 verbunden und gehen weiter zu den Auslasskanälen 17, und die Abgasleitungen 25 sind miteinander gekoppelt und an ihrem strömungsabwärtigen Ende mit einem Auspufftopf 26 verbunden, der auf der rechten Seite des Motorrads M angeordnet ist.
  • Wie in 4 und 5 abgebildet, sind ein Paar von Einlassventilen 30 (in 5 ist nur eines abgebildet) zum Öffnen und Schließen der Einlasskanäle 16 und ein Paar von Auslassventilen 31 (in 5 ist nur eines abgebildet) zum Öffnen und Schließen der Auslasskanäle 17 in dem Zylinderkopf 10 bereitgestellt. Die Einlassventile 30 und die Auslassventile 31 haben eine Einlassventilfeder 32 und eine Auslassventilfeder 33 darauf montiert, um sie jeweils in eine Schließrichtung vorzuspannen.
  • Eine Ventilkammer 35 ist zwischen dem Zylinderkopf 10 und dem Kopfdeckel 11 definiert. Eine Zeitsteuerungsübertragungskammer 36 ist in einer äußeren Seitenwand des Verbrennungsmotors E ausgebildet, so dass sie sich von dem Kurbelgehäuse 8 zu dem Zylinderkopf 10 erstreckt, so dass sie mit einem Endabschnitt der Ventilkammer 35 in Verbindung steht. Ein Ventilsystem 37 ist derart angeordnet, dass es sich von der Zeitsteuerungsübertragungskammer 36 zu der Ventilkammer 35 erstreckt.
  • Das Ventilsystem 37 umfasst eine Einlassnockenwelle 38 und eine Auslassnockenwelle 39, die auf dem Zylinderkopf 10 in der Ventilkammer 35 gehalten werden und sich parallel zu der Richtung erstrecken, in der die Zylinder 15a und 15d angeordnet sind. Die Einlassnockenwelle 38 ist in Bezug auf die Auslassnockenwelle 39 auf der Seite der Drosselkörper 18a bis 18d angeordnet.
  • Die Einlassnockenwelle 38 hat eine Einlassnocke 38a zum Öffnen und Schließen jedes der Einlassventile 30 durch einen Einlassnockenschlepphebel 40. Indessen hat die Auslassnockenwelle 39 eine Auslassnocke 39a zum Öffnen und Schließen jedes der Auslassventile 31 durch einen Auslassnockenschlepphebel 41. Der Einlassnockenschlepphebel 40 und der Auslassnockenschlepphebel 41 werden für eine Schwingbewegung auf dem Zylinderkopf 10 gehalten.
  • In der Gruppe der Zylinder 15a bis 15d wird von der rechten Seite in 4 jeweils auf die Zylinder als erste bis vierte Zylinder 15a bis 15d Bezug genommen. Ferner wird in der Gruppe der Drosselkörper 18a bis 18d ebenso von der rechten Seite in 4 jeweils auf die Drosselkörper als erste bis vierte Drosselkörper 18a bis 18d Bezug genommen. Die Zeitsteuerungsübertragungskammer 36 ist in dem abgebildeten Beispiel in einer äußeren Seitenwand des Verbrennungsmotors an einer Seite des ersten Zylinders 15a ausgebildet, so dass sie zu der Außenseite des ersten Drosselkörpers 18a vorsteht. Eine Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung 42 ist in der Zeitsteuerungsübertragungskammer 36 angeordnet und aus einem Antriebskettenrad 43, einem angetriebenen Kettenrad 44 und einer Zeitsteuerungskette 45 aufgebaut. Das Antriebskettenrad 43 ist fest an einem Endabschnitt einer Kurbelwelle 29 montiert. Das angetriebene Kettenrad 44 ist fest an einem Endabschnitt der Einlassnockenwelle 38 montiert. Die Zeitsteuerungskette 45 erstreckt sich zwischen den zwei Kettenrädern 43 und 44 und um diese herum. Die Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung 42 überträgt die Rotation der Kurbelwelle 29 mit einer auf 1/2 der Einlassnockenwelle 38 verringerten Drehzahl.
  • Wie in 4 und 7 abgebildet, sind in der Ventilkammer 35 ferner die Einlassnockenwelle 38 und die Auslassnockenwelle 39 durch eine Synchronisationsübertragungsvorrichtung 46 miteinander verbunden. Die Synchronisationsübertragungsvorrichtung 46 ist aus Synchronisationszahnrädern 47 und 48 aufgebaut, die an Zwischenpositionen der Einlassnockenwelle 38 und der Auslassnockenwelle 39 einander entsprechend zwischen den dritten und vierten Zylindern 15c und 15d integral ausgebildet sind und in einem verzahnenden Eingriff miteinander gehalten werden. Die Synchronisationszahnräder 47 und 48 sind mit einem kleineren Durchmesser als dem des angetriebenen Kettenrads 44 der Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung 42 ausgebildet.
  • Im Übrigen sind die Synchronisationszahnräder 47 und 48 derart aufgebaut, dass aus einer Beziehung, in der sie in einer Radialrichtung von den Einlass- und Auslassnockenwellen 38 und 39 vorstehen, ein Ausbauchungsabschnitt 35a auf einer Seitenwand der Ventilkammer 35 ausgebildet ist. Der Ausbauchungsabschnitt 35a nimmt vorstehende Abschnitte der Synchronisationszahnräder 47 und 48 darin auf. Der Ausbauchungsabschnitt 35a ist derart angeordnet, dass er zwischen den dritten und vierten Drosselkörpern 18c und 18d eingreift.
  • Wie in 4 und 6 abgebildet, wird eine Ventilwelle 49 auf den Drosselkörpern 18a bis 18d gehalten. Die Ventilwelle 49 erstreckt sich in eine Richtung, in der der Drosselkörper 18a und 18d in einer derartigen Weise angeordnet sind, dass sie die Einlasswege 19 der Drosselkörper 18a bis 18d durchqueren. Ein Drosselventil 50 zum Öffnen und Schließen jedes der Einlasswege 19 ist auf der Ventilwelle 49 bereitgestellt. Ein Elektromotor 51 ist zwischen dem zweiten Drosselkörper 18b und der Ventilkammer 35 angeordnet. Insbesondere ist der Elektromotor 51 in einer entlang einer Axialrichtung der Einlass- und Auslassnockenwellen 38 und 39 versetzten Beziehung zu dem Ausbauchungsabschnitt 35a angeordnet. Eine Rotorwelle 51a des Elektromotors 51 ist durch einen Drehzahlverringerungsmechanismus 52, der zwischen den zweiten und dritten Drosselkörpern 18b und 18c angeordnet ist, mit der Ventilwelle 49 verbunden.
  • Wie in 6 abgebildet, ist der Drehzahlverringerungsmechanismus 52 aus einem Zahnrad 53, einem ersten Zahnrad 54 mit großem Durchmesser, einem Zahnrad 55 mit kleinem Durchmesser und einem zweiten Zahnrad 56 mit großem Durchmesser vom Sektortyp aufgebaut. Das Zahnrad 53 ist fest auf der Rotorwelle 51a des Elektromotors 51 montiert. Das erste Zahnrad 54 mit großem Durchmesser wird in einem verzahnenden Eingriff mit dem Zahnrad 53 gehalten. Das Zahnrad 55 mit kleinem Durchmesser ist koaxial und integral mit dem ersten Zahnrad 54 mit großem Durchmesser ausgebildet. Das zweite Zahnrad 56 mit großem Durchmesser ist fest auf der Ventilwelle 49 montiert und wird in einem verzahnenden Eingriff mit dem Zahnrad 55 mit kleinem Durchmesser gehalten. Der Drehzahlverringerungsmechanismus 52 überträgt die Rotation der Rotorwelle 51a mit einer um zwei Stufen verringerten Drehzahl auf die Ventilwelle 49.
  • Ein Drehzahlverringerungsgehäuse 57, das den Drehzahlverringerungsmechanismus 52 unterbringt, ist aus Gehäusehälften 57a und 57b aufgebaut, die jeweils integral mit den zweiten und dritten Drosselkörpern 18b und 18c ausgebildet sind und miteinander verbunden sind. Eine Zwischenwelle 59 wird auf dem Drehzahlverringerungsgehäuse 57 gehalten und hält das ersten Zahnrad 54 mit großem Durchmesser und das Zahnrad 55 mit kleinem Durchmesser, und der Elektromotor 51 ist an der Gehäusehälfte 57a auf der Seite des zweiten Drosselkörpers 18b befestigt. Der Elektromotor 51 und der Drehzahlverringerungsmechanismus 52 sind derart angeordnet, dass die gerade Linie L, die die Mittelachsen der Rotorwelle 51a und der Ventilwelle 49 verbindet, derart geneigt ist, dass ihre Seite der Rotorwelle 51a sich der strömungsaufwärtigen Seite des Einlasswegs 19 nähert.
  • Ein Drosselsensor 58 ist an der äußersten Seite unter den Drosselkörpern 18a bis 18d an einer äußeren Seitenwand des ersten Drosselkörpers 18a oder des vierten Drosselkörpers 18d befestigt. Der Drosselsensor 58 erfasst den Drehwinkel der Ventilwelle 49 als eine Öffnung des Drosselventils 50.
  • Nun wird der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Während des Betriebs des Verbrennungsmotors E wird die Rotation der Kurbelwelle 29 mit einer Drehzahl, die durch die Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung 42 auf 1/2 verringert ist, auf die Einlassnockenwelle 38 übertragen. Die Rotation der Einlassnockenwelle 38 wird von der Synchronisationsübertragungsvorrichtung 46 synchron auf die Auslassnockenwelle 39 übertragen. Folglich wirken die Einlassnocken 38a der Einlassnockenwelle 38 mit den Einlassventilfedern 32 zusammen, um die Einlassventile 30 zu öffnen und zu schließen, und die Auslassnocken 39a der Auslassnockenwelle 39 wirken mit den Auslassventilfedern 33 zusammen, um die Auslassventile 31 zu öffnen und zu schließen. Auf diese Weise wird das Antriebssystem für die Einlass- und Auslassnockenwellen 38 und 39 in die Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung 42 zum Antreiben einer der Nockenwellen, in dem abgebildeten Beispiel der Einlassnockenwelle 38, von der Kurbelwelle 29 und die Synchronisationsübertragungsvorrichtung 46 zum synchronen Verbinden beider Nockenwelle 38 und 39 miteinander unterteilt. Daher kann die Anzahl derartiger angetriebener Kettenräder 44 der Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung 42, die einen maximalen Durchmesser haben, nur eins sein, und außerdem werden die Synchronisationszahnräder 47 und 48 mit einem kleineren Durchmesser als dem des angetriebenen Kettenrads 44 ausgebildet. Folglich kann der Abstand zwischen Achsen der Einlass- und Auslassnockenwellen 38 und 39 verringert werden. Als ein Ergebnis kann eine Erhöhung der Kompaktheit der Ventilkammer 35, in der die Einlass- und Auslassnockenwellen 38 und 39 untergebracht sind, und folglich die Erhöhung der Kompaktheit des Zylinderkopfs 10 erwartet werden.
  • Außerdem ist die Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung 42 in der in der äußeren Seitenwand des Verbrennungsmotors E ausgebildeten Zeitsteuerungsübertragungskammer 36 in einer derartigen Weise angeordnet, dass sie zu der Außenseite des ersten Drosselkörpers 18a vorsteht. Daher kann die Gruppe der Drosselkörper 18a bis 18d ohne Störung mit der Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung 42 in einer benachbarten Beziehung zu der Ventilkammer 35 angeordnet werden, und die Erhöhung der Kompaktheit um den Zylinderkopf 10 herum kann erwartet werden.
  • Ferner ist der Ausbauchungsabschnitt 35a der Ventilkammer 35, der den Vorsprung der Synchronisationsübertragungsvorrichtung 46 aufnimmt, in einer derartigen Weise angeordnet, dass er zwischen den benachbarten dritten und vierten Drosselkörpern 18c und 18d eingreift. Daher kann die Gruppe der Drosselkörper 18a bis 18d ohne Störung mit dem Ausbauchungsabschnitt 35a in einer benachbarten Beziehung zu der Ventilkammer 35 angeordnet werden, und ferner kann die Erhöhung der Kompaktheit um den Zylinderkopf 10 herum erwartet werden.
  • Da die Synchronisationsübertragungsvorrichtung 46 aus den paarweisen Synchronisationszahnrädern 47 und 48 aufgebaut werden kann, kann sie aus einer minimalen Anzahl von Teilen aufgebaut werden, was zu der Vereinfachung der Struktur beitragen kann.
  • Indessen wird der Elektromotor 51 durch eine nicht abgebildete elektronische Steuereinheit basierend auf der Bediengröße des Gasbedienelements, welches das Drosselventil 50 öffnet, der Verbrennungsmotordrehzahl und so weiter gesteuert. Der Elektromotor 51 öffnet und schließt die Drosselventile 50 der Drosselkörper 18a bis 18d durch den Drehzahlverringerungsmechanismus 52 und die Ventilwelle 49.
  • Im Übrigen ist der Drehzahlverringerungsmechanismus 52 zwischen den zweiten und dritten Drosselkörpern 18b und 18c angeordnet und ist von dem Ausbauchungsabschnitt 35a der Ventilkammer 35 entlang der Axialrichtung der Einlass- und Auslassnockenwellen 38 und 39 versetzt. Daher kann die Gruppe der Drosselkörper 18a bis 18d in einer benachbarten Beziehung zu der Ventilkammer 35 angeordnet werden, während die wechselseitige Störung des Drehzahlverringerungsmechanismus 52 und des Ausbauchungsabschnitts 35a verhindert wird. Folglich kann eine Erhöhung der Kompaktheit um den Zylinderkopf 10 herum erwartet werden. Da außerdem der Drehzahlverringerungsmechanismus 52 mit einem mittleren Abschnitt der Ventilwelle 49 verbunden ist, wird das Ausgangsdrehmoment des Elektromotors 51 durch den Drehzahlverringerungsmechanismus 52 ohne Verzögerung auf den mittleren Abschnitt der Ventilwelle 49 übertragen. Ferner wird das Drehmoment von dem mittleren Abschnitt der Ventilwelle 49 auf die entgegengesetzten Enden der Ventilwelle 49 übertragen. Folglich wird die Verwindungsverformung der Ventilwelle 49 verhindert oder verringert, und die Synchronisation aller Drosselventile 50 kann erreicht werden. Folglich kann das Gleichgewicht in der Ausgangscharakteristik aller Zylinder 15a bis 15d sichergestellt werden.
  • Der Elektromotor 51 ist in einer von dem Ausbauchungsabschnitt 35a entlang der Axialrichtung der Einlass- und Auslassnockenwellen 38 und 39 versetzten Beziehung zwischen der Ventilkammer 35 und der Gruppe der Drosselkörper 18a bis 18d angeordnet. Daher kann der Elektromotor 51 ohne Störung mit dem Ausbauchungsabschnitt 35a zwischen der Ventilkammer 35 und der Gruppe der Drosselkörper 18a bis 18d angeordnet werden. Da der Elektromotor 51 ferner an einer Seite des zweiten Drosselkörpers 18b an einer Zwischenposition angeordnet ist, wird der Elektromotor 51 vollständig zwischen der Ventilkammer 35 und der Gruppe der Drosselkörper 18a bis 18d untergebracht. Folglich kann der Elektromotor 51 vor einem Hindernis geschützt werden, und es besteht keine Notwendigkeit, eine spezielle Schutzeinrichtung, wie etwa eine Abdeckung, zu verwenden.
  • Ferner sind der Elektromotor 51 und der Drehzahlverringerungsmechanismus 52 derart angeordnet, dass die gerade Linie L, die die Mittelachsen der Ventilwelle 49 und der Rotorwelle 51a des Elektromotors 51 verbindet, in Bezug auf die Mittelaxiallinie Y des Einlasswegs 19 in eine Richtung geneigt ist, in der die Rotorwelle 51a der geraden Linie L sich der strömungsaufwärtigen Seite des Einlasswegs 19 nähert. Daher kann der kleine Raum zwischen der Ventilkammer 35 und der Gruppe der Drosselkörper 18a bis 18d effektiv als ein Installationsraum für den Elektromotor 51 und den Drehzahlverringerungsmechanismus 52 verwendet werden. Die kann zu der Erhöhung der Kompaktheit um den Zylinderkopf 10 herum beitragen.
  • Als nächstes wird eine in 8 abgebildete zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • In der vorliegenden zweiten Ausführungsform ist die Synchronisationsübertragungsvorrichtung 46 aus einem Paar von Synchronisationskettenrädern 60 und 61, die fest auf der Einlassnockenwelle 38 und der Aulassnockenwelle 39 bereitgestellt sind, und einer Kette 62, die sich zwischen den Synchronisationskettenrädern 60 und 61 und um diese herum erstreckt, aufgebaut. Der Aufbau des anderen Teils des Motorrads ist ähnlich dem der vorhergehenden Ausführungsform. Daher sind Elemente in 8, die denen der vorhergehenden Ausführungsform entsprechen, durch gleiche Bezugssymbole bezeichnet, und die sich deckende Beschreibung dieser wird hier weggelassen, um Redundanz zu vermeiden.
  • Bei der vorliegenden zweiten Ausführungsform können die Synchronisationskettenräder 60 und 61 mit einem kleineren Durchmesser als die Synchronisationszahnräder 47 und 48 in der vorhergehenden Ausführungsform ausgebildet werden, und die Erhöhung der Kompaktheit der Ventilkammer 35 kann ebenso sehr erwartet werden.
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auf vielfältige Weisen modifiziert werden, ohne von dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann die Synchronisationsübertragungsvorrichtung 46 auch an einer entsprechenden Position zwischen den ersten und zweiten Zylindern 15a und 15b angeordnet werden. Wenn ferner der Drehzahlverringerungsmechanismus 52 zwischen den ersten und weiten Drosselkörpern 18a und 18b oder zwischen den dritten und vierten Drosselkörpern 18c und 18d angeordnet ist, während die Synchronisationsübertragungsvorrichtung 46 an einer entsprechenden Position zwischen den ersten und zweiten Zylindern 15a und 15b angeordnet ist, dann ist es auch möglich, die Störung zwischen dem Ausbauchungsabschnitt 35a der Ventilkammer 35 und dem Drehzahlverringerungsmechanismus 52 zu vermeiden. Auch ist es möglich, eine einzige Kette bereitzustellen, die sich zwischen einem Antriebskettenrad, das fest auf der Kurbelwelle 29 befestigt ist, und einem Paar von Synchronisationskettenrädern, die fest auf den Einlass- und Auslassnockenwellen 38 und 39 montiert sind, erstreckt, um die Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung 42 und die Synchronisationsübertragungsvorrichtung 46 miteinander zu integrieren.
  • Bezugszeichenliste
    • E
    Verbrennungsmotor
    L
    gerade Linie
    y
    Axialmittellinie
    9
    Zylinderblock
    10
    Zylinderkopf
    11
    Kopfdeckel
    15a bis 15
    derste bis vierte Zylinder
    18a bis 18
    derste bis vierte Drosselkörper
    19
    Einlassweg
    29
    Kurbelwelle
    35
    Ventilkammer
    35a
    Ausbauchungsabschnitt
    36
    Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung
    37
    Ventilsystem
    38
    erste Nockenwelle (Einlassnockenwelle)
    39
    zweite Nockenwelle (Auslassnockenwelle)
    42
    Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung
    46
    Synchronisationsübertragungsvorrichtung
    47, 48
    Synchronisationszahnrad
    49
    Ventilwelle
    50
    Drosselventil
    51
    Elektromotor
    51a
    Rotorwelle
    52
    Drehzahlverringerungsmechanismus
    60, 61
    Synchronisationskettenrad
    62
    Endlosübertragungsriemen (Kette)
  • 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 4476421 [0002, 0003]

Claims (8)

  1. Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil, der aufweist: einen Zylinderkopf (10), der mit einer oberen Endfläche eines Zylinderblocks (9) mit drei oder mehr in Reihe zueinander angeordneten Zylindern (15a bis 15d) verbunden ist; einen Kopfdeckel (11), der mit einer oberen Endfläche des Zylinderkopfs (10) verbunden ist; ein Ventilsystem (37), das in einer Ventilkammer (35) aufgenommen ist, die durch und zwischen dem Zylinderkopf (10) und dem Kopfdeckel (11) definiert ist und erste und zweite Nockenwellen (38, 39), die sich parallel zueinander erstrecken, umfasst; mehrere Drosselkörper (18a bis 18d), die an einer Seite der Ventilkammer (35) angeordnet sind und den Zylindern (15a bis 15d) entsprechen; einen Elektromotor (51), der mit einer Ventilwelle (49) für Drosselventile (50) verbunden ist, welche Einlasswege (19) der Drosselkörper (18a bis 18d) öffnen und schließen und aufgebaut ist, um die Drosselventile (50) anzutreiben, um sich zu öffnen oder zu schließen; und einen Drehzahlverminderungsmechanismus (52), der aufgebaut ist, um Ausgangsleistung des Elektromotors (51) auf die Ventilwelle (49) zu übertragen; einen Ausbauchungsabschnitt (35a), der auf einer Seitenwand der Ventilkammer (35) in einer derartigen Weise ausgebildet ist, dass er zwischen denen (18c, 18d) der Drosselkörper (18a bis 18d) eingreift, die zueinander benachbart sind, um einen Vorsprung eines Teils des Ventilsystems (37) in einer Radialrichtung der ersten und zweiten Nockenwellen (38, 39) aufzunehmen; wobei der Elektromotor (51) an einer Seite der Gruppe der Drosselkörper (18a bis 18d) angeordnet ist, während der Drehzahlverringerungsmechanismus (52) zwischen diesen Drosselkörpern (18b, 18c), die zueinander benachbart sind, an einer anderen Stelle in der Gruppe der Drosselkörper (18a bis 18d) in einer benachbarten Beziehung zu der Ventilkammer (35) angeordnet ist.
  2. Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor (51) zwischen der Ventilkammer (35) und der Gruppe der Drosselkörper (18a bis 18d) in einer in einer Axialrichtung der ersten und zweiten Nockenwellen (38, 39) versetzten Beziehung zu dem Ausbauchungsabschnitt (35a) angeordnet ist.
  3. Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ventilsystem (37) eine Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung (42), die Ausgangsleistung einer Kurbelwelle (29) auf die erste Nockenwelle (38) überträgt, und eine Synchronisationsübertragungsvorrichtung (46), die erste und zweite Nockenwellen (38, 39) synchron miteinander rotiert, umfasst.
  4. Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil nach Anspruch 3, wobei die Zeitsteuerungsübertragungsvorrichtung (42) in einer Zeitsteuerungsübertragungskammer (36), die auf einer Außenseitenwand des Verbrennungsmotors ausgebildet ist, angeordnet ist, um zu der Außenseite der Gruppe der Zylinder (15a bis 15d) vorzustehen, und mit einem Endabschnitt der ersten Nockenwelle (38) verbunden ist.
  5. Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Synchronisationsübertragungsvorrichtung (46) aus einem Paar Synchronisationszahnräder (47, 48) aufgebaut ist, die fest auf den ersten und zweiten Nockenwellen (38, 39) montiert sind und miteinander in Eingriff stehen.
  6. Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Synchronisationsübertragungsvorrichtung (46) aus einem Paar Kettenräder (60, 61), die fest auf den ersten und zweiten Nockenwellen (38, 39) montiert sind, und einem Endlosübertragungsriemen (62), der sich zwischen den Kettenrädern (60, 61) und um beide herum erstreckt, aufgebaut ist.
  7. Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elektromotor (51) und der Drehzahlverringerungsmechanismus (52) derart angeordnet sind, dass eine gerade Linie (L), die Mittelachsen der Ventilwelle (49) und einer Rotorwelle (51a) des Elektromotors (51) miteinander verbindet, in eine Richtung geneigt ist, in der die Seite der Rotorwelle (51a) der geraden Linie (L) in Bezug auf eine Mittelaxiallinie (Y) des Einlasswegs (19) nahe an die strömungsaufwärtige Seite des Einlasswegs (19) kommt.
  8. Verbrennungsmotor mit einem motorisierten Drosselventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elektromotor (51) zwischen dem Drosselkörper (18b), der an einer Zwischenstelle der Gruppe der Drosselkörper (18a bis 18d) positioniert ist, und der Ventilkammer (35) angeordnet ist.
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