DE102016202698A1

DE102016202698A1 - Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102016202698A1
Application number: DE102016202698.4A
Authority: DE
Inventors: Kazumasa Kawashima
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2016-09-01
Also published as: CN105927401B; CN105927401A; JP6443128B2; JP2016160799A

Abstract

In einem Verbrennungsmotor beinhaltet eine Nockenwelle einen Pumpenantriebsnocken und einen Rotor und ist drehbar an einem Zylinderkopf gehalten. Eine Kraftstoffpumpe ist an dem Zylinderkopf angebracht und beinhaltet einen Kolben. Der Kolben ist so konfiguriert, dass er sich in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung der Nockenwelle bewegt, wenn sich der Pumpenantriebsnocken dreht. Ein Sensor beinhaltet eine Anbringungseinheit, die an dem Zylinderkopf angebracht ist, sowie eine Sensoreinheit. Die Sensoreinheit für ein Messen des Drehwinkels des Rotors ragt in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung der Nockenwelle und im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Kolbens in Richtung zu dem Rotor hin aus der Anbringungseinheit heraus.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbrennungsmotoren und spezieller auf Verbrennungsmotoren, die mit einem Sensor ausgestattet sind, um den Drehwinkel einer Nockenwelle zu erfassen.
Stand der Technik
In dem Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors ist eine Nockenwelle, auf der ein Nocken angebracht ist, zum Antreiben eines Einlassventils oder eines Auslassventils bereitgestellt; der Verbrennungsmotor ist in Fahrzeugen einzubauen, wie beispielsweise Kraftfahrzeugen. Nahe bei der Nockenwelle ist ein Sensor bereitgestellt, um den Drehwinkel eines auf der Nockenwelle angebrachten Rotors zu messen, wodurch der Drehwinkel der Nockenwelle gemessen wird.
Auf der Nockenwelle ist außerdem ein Pumpenantriebsnocken angebracht. Der Pumpenantriebsnocken bewirkt, dass sich ein Kolben einer Kraftstoffpumpe bewegt, wenn sich die Nockenwelle dreht, um dadurch zu bewirken, dass die Kraftstoffpumpe mit hohem Druck beaufschlagten Kraftstoff abgibt. Ein derartiger Verbrennungsmotor, der mit dem vorstehend konfigurierten Zylinderkopf ausgestattet ist, ist zum Beispiel in der Japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2008-223609 offenbart, die als Patentdokument 1 bezeichnet wird.
Kurzdarstellung
Technisches Problem
Der auf der Nockenwelle angebrachte Pumpenantriebsnocken kann einer Reaktionskraft von der Kraftstoffpumpe ausgesetzt sein, die mit einem hohen Druck beaufschlagten Kraftstoff abgibt, so dass die Nockenwelle einem Torsionsmoment und/oder einer Biegelast entlang der Bewegungsrichtung des Kolbens der Kraftstoffpumpe ausgesetzt sein kann.
Dies kann eine Vibration der Nockenwelle entlang der Richtung verursachen, in der die Reaktionskraft an die Nockenwelle angelegt wird, d. h. entlang der Bewegungsrichtung des Kolbens, so dass der Abstand zwischen dem Rotor, der auf der Nockenwelle angebracht ist, und dem Sensor in der Vibrationsrichtung, d. h. der Bewegungsrichtung des Kolbens, fluktuiert. Dies kann die Messgenauigkeit des Drehwinkels der Nockenwelle verschlechtern.
Die vorliegende Erfindung, die auf das vorstehende Problem fokussiert ist, zielt darauf ab, Verbrennungsmotoren bereitzustellen, von denen jeder verhindert, dass sich die Messgenauigkeit des Drehwinkels einer Nockenwelle verschlechtert wird.
Lösung für das Problem
Ein Verbrennungsmotor gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Zylinderkopf und eine Nockenwelle, die einen Pumpenantriebsnocken sowie einen Rotor beinhaltet und drehbar an dem Zylinderkopf gehalten ist. Der Verbrennungsmotor beinhaltet eine Kraftstoffpumpe, die an dem Zylinderkopf angebracht ist und einen Kolben beinhaltet. Der Kolben ist so konfiguriert, dass er sich in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zu einer axialen Richtung der Nockenwelle bewegt, wenn sich der Pumpenantriebsnocken dreht. Der Verbrennungsmotor beinhaltet einen Sensor, der eine an dem Zylinderkopf angebrachte Anbringungseinheit beinhaltet. Das Sensorelement beinhaltet eine Sensoreinheit, um einen Drehwinkel des Rotors zu messen. Die Sensoreinheit ragt in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung der Nockenwelle und im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Kolbens in Richtung zu dem Rotor hin aus der Anbringungseinheit heraus.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Der Verbrennungsmotor gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist derart konfiguriert, dass die Sensoreinheit in der Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung der Nockenwelle und im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Kolbens in Richtung zu dem Rotor hin aus der Anbringungseinheit heraus ragt.
Auch wenn der Pumpenantriebsnocken einer Reaktionskraft von dem Kolben der Kraftstoffpumpe ausgesetzt ist, so dass die Nockenwelle entlang einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung der Einlassnockenwelle und entlang der Bewegungsrichtung des Kolbens vibriert, ermöglicht die Konfiguration des Verbrennungsmotors eine Verringerung des Ausmaßes von Biegung oder Verwindung der Nockenwelle in der Richtung, in der die Sensoreinheit heraus ragt. Dies verringert daher Fluktuationen des Abstands zwischen dem Rotor und der Sensoreinheit in der gegenüberliegenden Richtung zwischen dem äußeren Umfang des Rotors und der Sensorfläche. Dies bewahrt davor, dass sich die Messgenauigkeit des Drehwinkels der Nockenwelle verschlechtert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Draufsicht auf einen Verbrennungsmotor gemäß einer vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Draufsicht auf einen Zylinderkopf des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Zylinderkopfdeckel von dem Zylinderkopf entfernt wurde;
3 ist eine perspektivische Ansicht des Zylinderkopfs des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Zylinderkopfdeckel von dem Zylinderkopf entfernt wurde;
4 ist eine Vorderansicht des Zylinderkopfs des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Zylinderkopfdeckel von dem Zylinderkopf entfernt wurde;
5 ist eine Draufsicht auf den Zylinderkopf des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Zylinderkopfdeckel sowie ein Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger von dem Zylinderkopf entfernt wurden;
6 ist eine Seitenansicht des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VII-VII von 6 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine perspektivische Ansicht der Hauptkomponenten des Zylinderkopfs, von dem der Zylinderkopfdeckel entfernt wurde, gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine Ansicht, die einen Einlassantriebsmechanismus des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
10 ist eine Seitenansicht des Zylinderkopfs des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Zylinderkopfdeckel von dem Zylinderkopf entfernt wurde;
11 ist eine Seitenansicht des Zylinderkopfs des Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Zylinderkopfdeckel und der Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger von dem Zylinderkopf entfernt wurden;
12 ist eine perspektivische Ansicht des Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Trägers des Verbrennungsmotors bei einer Betrachtung des Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Trägers von der linken Seite eines Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
13 ist eine perspektivische Ansicht des Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Trägers des Verbrennungsmotors bei einer Betrachtung des Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Trägers von der Vorderseite des Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung einer Ausführungsform
Im Folgenden wird eine vorliegende Ausführungsform von Verbrennungsmotoren gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 bis 13 stellen einen Verbrennungsmotor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar.
Im Folgenden wird zunächst der Aufbau des Verbrennungsmotors 1 beschrieben. Bezugnehmend auf 1 handelt es sich bei dem Verbrennungsmotor 1, der als ein Motor 1 bezeichnet wird, um einen quer angebrachten Viertaktmotor, der während zwei Hin- und Her-Bewegungen eines nicht dargestellten Kolbens in jedem der Zylinder eine Serie von vier Takten ausführt, die einen Einlasstakt, einen Verdichtungstakt, einen Arbeitstakt und einen Auslasstakt beinhalten.
Der Motor 1 ist zum Beispiel in einem Fahrzeug eingebaut. Der Motor 1 beinhaltet einen Zylinderkopf 11 sowie einen Zylinderkopfdeckel 12. Bei einer Betrachtung von einem Fahrer aus, der auf dem Fahrersitz des Fahrzeugs sitzt, sind die Längsrichtung, d. h. die Richtung von vorne nach hinten, die Richtung von rechts nach links, d. h. die Richtung der Fahrzeugbreite, sowie die vertikale Richtung, d. h. die Richtung von oben nach unten, in den Zeichnungen durch entsprechende Pfeile dargestellt.
Der Zylinderkopf 11 ist oben auf einem nicht dargestellten Zylinderblock angebracht. In dem Zylinderblock sind zum Beispiel vier Zylinder ausgebildet, in denen jeweils ein nicht dargestellter Kolben so eingebaut ist, dass er sich hin und her bewegt. In dem Zylinderblock ist eine nicht dargestellte Kurbelwelle eingebaut, und die Hin- und Her-Bewegung des Kolbens wird in eine Drehbewegung der Kurbelwelle umgewandelt.
Bezugnehmend auf die 1 und 2 beinhaltet der Zylinderkopf 11 eine rückwärtige Seitenwand 31, eine vordere Seitenwand 32, eine linke Seitenwand 33, eine rechte Seitenwand 34 sowie eine Bodenwandung 35.
Die rückwärtige Seitenwand 31 und die vordere Seitenwand 32 liegen einander gegenüber und erstrecken sich in der Richtung der Fahrzeugbreite. Die linke Seitenwand 33 erstreckt sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs derart, dass sich jedes sich erstreckende Ende bis zu einem Ende, d. h. dem linken Ende, einer entsprechenden von der rückwärtigen Seitenwand 31 und der vorderen Seitenwand 32 fortsetzt. Die rechte Seitenwand 34 erstreckt sich in der Längsrichtung des Fahrzeugs derart, dass sich jedes sich erstreckende Ende bis zu dem anderen Ende, d. h. dem rechten Ende, einer entsprechenden von der rückwärtigen Seitenwand 31 und der vorderen Seitenwand 32 fortsetzt. Die Bodenwandung 35 weist vier Kanten auf, die sich jeweils bis zu dem unteren Ende einer entsprechenden von der rückwärtigen, der vorderen, der linken und der rechten Seitenwand 31, 32, 33 und 34 fortsetzen (siehe 3). Das heißt, der Zylinderkopf 11 ist als ein Gehäuse im Wesentlichen von der Form eines rechtwinklingen Parallelepipeds ausgestaltet.
Bezugnehmend auf die 2 und 3 sind vier Vorsprünge 16 an einem in der Längsrichtung des Fahrzeugs im Wesentlichen mittleren Abschnitt der Oberseite des Zylinderkopfs 11 angeordnet. Die vier Vorsprünge 16 sind entlang der Richtung der Fahrzeugbreite mit regelmäßigen Zwischenräumen dazwischen ausgerichtet. Jede von vier Zündkerzen 15 ist in einem entsprechenden der Vorsprünge 16 derart angeordnet, dass ihr Zündende in eine nicht dargestellte Verbrennungskammer hinein ragt, die durch eine untere Oberfläche der Bodenwandung 35 des Zylinderkopfs 11 und die Oberseite eines entsprechenden der Zylinder gebildet wird. Das heißt, der Motor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist als ein Benzin-Direkteinspritzungs-Vierzylindermotor ausgelegt, der mit den vier Zündkerzen 15 ausgebildet ist.
1 stellt vier Zündspulen 2 dar, die an dem Zylinderkopf 11 angebracht sind, wobei sie eins-zu-eins den Zündkerzen 15 entsprechen. Jede Zündspule 2 zündet die entsprechende Zündkerze 15.
2 und 3 stellen eine Einlassnockenwelle 13 und eine Auslassnockenwelle 14 dar, die oben auf dem Zylinderkopf 11 so angeordnet sind, dass sie parallel zueinander sind. Bezugnehmend auf die 2 und 8 ist jede von der Einlassnockenwelle 13 und der Auslassnockenwelle 14 drehbar von Paaren von unteren Nockengehäusen 18 und oberen Nockengehäusen 17 gehalten; jedes Paar aus dem unteren Nockengehäuse 18 und dem oberen Nockengehäuse 17 dient als ein Lager.
Auf dem rechten Ende der Einlassnockenwelle 13 ist ein nicht dargestelltes Nockenzahnrad angebracht, und auf dem rechten Ende der Auslassnockenwelle 14 ist ein nicht dargestelltes Nockenzahnrad angebracht. Auf den Nockenzahnrädern ist eine nicht dargestellte Steuerkette aufgehängt.
Die Steuerkette ist außerdem auf einem nicht dargestellten Kurbelzahnrad der Kurbelwelle aufgehängt, und die Steuerkette überträgt eine Drehung der Kurbelwelle auf jede von der Einlass- und der Auslassnockenwelle 13 und 14.
In der rückwärtigen Seitenwand 31 des Zylinderkopfs 11 ist für jeden Zylinder ein Einlasskanal 46 ausgebildet, und außerdem ist in der vorderen Seitenwand 32 des Zylinderkopfs 11 für jeden Zylinder ein nicht dargestellter Auslasskanal ausgebildet. Der Einlasskanal 46 und der Auslasskanal stehen mit der Verbrennungskammer des entsprechenden Zylinders in Verbindung.
Auf der Einlassnockenwelle 13 ist eine Mehrzahl von Einlassnocken 13A angebracht. Bezugnehmend auf 9 weist jeder Einlassnocken 13A, d. h. jeder Einlassnockenvorsprung 13A, eine exzentrische Scheibenform derart auf, dass ein Teil des umlaufenden äußeren Rands des Einlassnockens 13A heraus ragt. Der äußere Rand jedes Einlassnockens 13A liegt auf einem Kipphebel 19 an. Ein Ende des Kipphebels 19 befindet sich in Kontakt mit einem Zapfen 20A eines hydraulischen Stoß-Einstellelements 20.
Eine Rolle 19A ist mittels eines Stifts 19B in der Mitte des Hebelarms 19 gehalten. Die Rolle 19A ragt aus einer Oberseite des Kipphebels 19 so heraus, dass sie sich mit dem Einlassnocken 13A in Kontakt befindet.
Eine Unterseite des anderen Endes 19D, d. h. des Hebelendes 19D, des Kipphebels 19 befindet sich in Kontakt mit dem oberen Ende, d. h. dem Schaftende, des Einlassventils 21. Das Einlassventil 21 ist in dem Zylinderkopf 11 in seiner axialen Richtung hin- und her-bewegbar angebracht. Eine Ventilfeder 22, die um den Schaft des Einlassventils 21 herum angeordnet ist, spannt das Einlassventil 21 in der Richtung vor, in der das Einlassventil 21 gehoben wird.
Der vorstehende Einlassnocken 13A, der Kipphebel 19 und das Einlassventil 21 bilden einen Einlassantriebsmechanismus.
Insbesondere ermöglicht die Vorspannkraft, dass sich der Ventilkopf des Einlassventils 21 zu dem Einlasskanal 46 hin bewegt, wenn sich der kreisförmige äußere Rand des sich drehenden Einlassnockens 13A mit der Rolle 19A des Kipphebels 19 in Kontakt befindet. Dies verschließt den Einlasskanal 46, wodurch die Verbindungen zwischen dem Einlasskanal 46 und der Verbrennungskammer abgesperrt werden.
Andererseits bewirkt der heraus ragende Abschnitt des Einlassnockens 13A, dass der Kipphebel 19 das Einlassventil 21 nach unten schiebt, wenn sich der heraus ragende Abschnitt des äußeren Rands des sich drehenden Einlassnockens 13A mit der Rolle 19A des Kipphebels 19 in Kontakt befindet. Dies hebt den Ventilkopf des Einlassventils 21 gegen die Vorspannkraft der Ventilfeder 22 weg von dem Einlasskanal 46. Dies resultiert darin, dass der Einlasskanal 46 mit der Verbrennungskammer in Verbindung kommt. Das heißt, auf einer Drehung des Einlassnockens 13A beruhende Hin- und Her-Bewegungen des Einlassventils 21 ermöglichen es, dass der Einlasskanal 46 und die Verbrennungskammer miteinander in Verbindung kommen oder eine Verbindung zueinander unterbrochen wird. Der Kipphebel 19 und die Ventilfeder 22 dienen zum Beispiel als ein Ventil-Heber der vorliegenden Erfindung.
Auf der Auslassnockenwelle 14 ist eine Mehrzahl von Auslassnocken 14A angebracht. Jeder Auslassnocken 14A weist eine Scheibenform auf, und ein Teil des umlaufenden äußeren Rands des Auslassnockens 14A ragt heraus. Der äußere Rand jedes Auslassnockens 14A liegt auf einem nicht dargestellten Kipphebel an, und der Kipphebel befindet sich in Kontakt mit der Oberseite des nicht dargestellten Auslassventils. Das heißt, der aus dem Auslassnocken 14A, dem nicht dargestellten Kipphebel und dem Auslassventil bestehende Auslassantriebsmechanismus, der die gleiche Konfiguration wie der Einlassantriebsmechanismus aufweist, ermöglicht in der gleichen Weise wie der Einlassantriebsmechanismus eine Drehung des Auslassnockens 14A, um zu bewirken, dass das Auslassventil den Auslasskanal öffnet oder schließt. Dies ermöglicht es, dass der Auslasskanal und die Verbrennungskammer miteinander in Verbindung kommen oder eine Verbindung zueinander unterbrochen wird.
Bezugnehmend auf die 1 bis 4 sowie 6 bis 10 ist eine Kraftstoffpumpe 41 über einen Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42 an dem Zylinderkopf 11 angebracht. Eine Kraftstoffzufuhrleitung 44 ist so mit der Kraftstoffpumpe 44 gekoppelt, so dass eine Verbindung herstellbar ist. Über die Kraftstoffzufuhrleitung 44 wird der Kraftstoffpumpe 41 mit einem niedrigen Druck beaufschlagter Kraftstoff zugeführt.
Außerdem ist eine Kraftstoffzufuhrleitung 43 so mit der Kraftstoffpumpe 41 gekoppelt, dass eine Verbindung herstellbar ist. In die Kraftstoffzufuhrleitung 43 wird Kraftstoffeingebracht, dessen Druck mittels der Kraftstoffpumpe 41 eingestellt wird.
Bezugnehmend auf 1 ist an dem Zylinderkopf 11 eine Förderleitung 45 angebracht, die so mit der Kraftstoffzufuhrleitung 43 gekoppelt ist, dass eine Verbindung herstellbar ist. Die Förderleitung 45 führt nicht dargestellten Kraftstoff-Injektoren den Kraftstoff zu, der von der Kraftstoffzufuhrleitung 43 eingebracht wird.
Jeder der Kraftstoff-Injektoren ist für eine entsprechende der Verbrennungskammern in dem Zylinderkopf 11 bereitgestellt. Insbesondere verteilt die Förderleitung 45 mit einem hohen Druck beaufschlagten Kraftstoff, der von der Kraftstoffzufuhrleitung 43 eingebracht wird, in die einzelnen Kraftstoff-Injektoren. Jeder der Kraftstoff-Injektoren spritzt mit einem hohen Druck beaufschlagten Kraftstoff, der von der Förderleitung 45 verteilt wird, direkt in die entsprechende Verbrennungskammer.
Bezugnehmend auf 1 ist ein nicht dargestellter Einlasskrümmer an der rückwärtigen Seitenwand 31 angebracht; der Einlasskrümmer verteilt Einlassluft, die mittels eines nicht dargestellten Luftfilters gereinigt wurde, in die einzelnen Einlasskanäle 46.
Bezugnehmend auf die 3 und 4 ist in der vorderen Seitenwand 32 ein Abgas-Sammel-Durchlass 47 ausgebildet; der Abgas-Sammel-Durchlass 47 sammelt Abgase, die von den jeweiligen Zylindern über die entsprechenden Auslasskanäle abgegeben werden. Eine nicht dargestellte Katalysator-Einheit, die mit dem Abgas-Sammel-Durchlass 47 in Verbindung steht, reinigt das Abgas, das von dem Abgas-Sammel-Durchlass 47 gesammelt wird, so dass das gereinigte Abgas mittels einer nicht dargestellten Abgasleitung abgegeben wird. Zwischen der Katalysator-Einheit und dem Abgas-Sammel-Durchlass 47 kann ein Turbinengehäuse eines nicht dargestellten Turboladers bereitgestellt sein.
Jeder von dem Zylinderkopf 11 und dem Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42 besteht zum Beispiel aus einem entsprechenden metallischen Material, und der Zylinderkopfdeckel 12 besteht zum Beispiel aus einem Harz-Material.
Bezugnehmend auf die 4, 7 und 8 ist ein Pumpenantriebsnocken 13B auf der Einlassnockenwelle 13 angebracht; der Pumpenantriebsnocken 13B treibt die Kraftstoffpumpe 41 an.
Wie in 7 dargestellt, besteht die Kraftstoffpumpe 41 aus einem Pumpenkörper 51, einem Kolben 52, einem elektromagnetischen Ventil 53, einer Feder 54 und einem Verbinder 55 (siehe 8). Der Verbinder 55 verbindet das elektromagnetische Ventil 53 elektrisch mit einer nicht dargestellten Steuereinheit.
Der Pumpenkörper 51 beinhaltet einen Einlasskanal 51a, einen Auslasskanal 51b, eine Kompressionskammer 51c und ein Ein-/Aus-Ventil 51d. Der Einlasskanal 51a saugt Kraftstoff an, und der Auslasskanal 51b gibt Kraftstoff ab. Die Kompressionskammer 51c steht sowohl mit dem Einlasskanal 51a als auch dem Auslasskanal 51b in Verbindung.
Das elektromagnetische Ventil 53 bewirkt, dass das Ein-/Aus-Ventil 51d den Einlasskanal 51a öffnet oder schließt. Der Pumpenkörper 51 besteht außerdem aus einem Zylinder 51e und einem Flansch 51f. Der Kolben 52 ist so in dem Zylinder 51e eingebaut, dass er beweglich ist. Der Flansch 51f ermöglicht eine Anbringung des Pumpenkörpers 51 an dem Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42.
Der Einlasskanal 51a ist mit der Kraftstoffzufuhrleitung 44 gekoppelt, und der Auslasskanal 51b ist mit der Kraftstoffzufuhrleitung 43 gekoppelt. Ein nicht dargestelltes Rückschlagventil, das an dem Auslasskanal 51b bereitgestellt ist, öffnet sich, wenn der Druck des Kraftstoffs, der in der Verbrennungskammer 51c enthalten ist, einen vorgegebenen Wert übersteigt. Dies bewirkt, dass Kraftstoff von dem Auslasskanal 51b in die Kraftstoffzufuhrleitung 43 abgegeben wird.
Der Kolben 52 beinhaltet eine Rolle 52a, die auf dem Pumpenantriebsnocken 13B anliegt, sowie ein Heber-Element 52b, das die Rolle 52a drehbar hält. Das Heber-Element 52b wird mit der Feder 54 in Richtung zu dem Pumpenantriebsnocken 13B hin gepresst, so dass die Rolle 52a mit einer vorgegebenen Anpresskraft auf dem Pumpenantriebsnocken 13B anliegt. Der Kolben 52 bewegt sich in einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung der Einlassnockenwelle 13 hin und her, wenn sich der Pumpenantriebsnocken 13B dreht.
Eine Drehung des Pumpenantriebsnockens 13B bewirkt eine Bewegung des Kolbens 52 nach unten, um dadurch den Einlasskanal 51a zu öffnen, was darin resultiert, dass Kraftstoff in die Kompressionskammer 51c mit einem höheren Volumen gesaugt wird. Demgegenüber bewirkt eine Drehung des Pumpenantriebsnockens 13B eine Bewegung des Kolbens 52 nach oben, um dadurch den Einlasskanal 51a zu schließen, was in einer Zunahme des Drucks des in die Kompressionskammer 51c gesaugten Kraftstoffs resultiert.
Das elektromagnetische Ventil 53 beinhaltet ein Solenoid, das mittels der Steuereinheit steuerbar ist. Das elektromagnetische Ventil 53 öffnet das Ein-/Aus-Ventil 51d bei einem Ansaugen des Kraftstoffs von dem Einlasskanal 51a und schließt das Ein-/Aus-Ventil 51d bei einer Zunahme des Kraftstoffdrucks.
Wie in 9 dargestellt, ist ein Teil des Einlassnockens 13A zwischen der Einlassnockenwelle 13 und dem Kolben 52 der Kraftstoffpumpe 41 angeordnet. Dies resultiert darin, dass die Richtung einer Last F1, die durch die Ventilfeder 22 von dem Kipphebel 19 auf die Einlassnockenwelle 13 ausgeübt wird, entgegengesetzt zu der Richtung einer Last F2 ist, die durch die Feder 54 von dem Kolben 52 auf die Einlassnockenwelle 13 ausgeübt wird.
Bezugnehmend auf die 7 und 8 weist die Einlassnockenwelle 13 der vorliegenden Ausführungsform einen linken Endabschnitt 13a auf, der sich von der linken Seitenwand 33 des Zylinderkopfs 11 nach außen erstreckt, an dem die Einlassnocken 13A, der Pumpenantriebsnocken 13B und der Auslassnocken 14A angebracht sind.
Die Einlassnockenwelle 13 der vorliegenden Ausführungsform dient zum Beispiel als eine Nockenwelle der vorliegenden Erfindung, und wenigstens einer der Einlassnocken 13A dient zum Beispiel als ein Nockenvorsprung. Der linke Endabschnitt 13a der Einlassnockenwelle 13 dient zum Beispiel als ein Endabschnitt der Nockenwelle der vorliegenden Erfindung.
Ein Aufnehmer-Rotor 61, der ein Beispiel für Messelemente ist, ist auf dem linken Endabschnitt 13a der Einlassnockenwelle 13 angebracht; der linke Endabschnitt 13a erstreckt sich von der linken Seitenwand 33 aus nach außen. Auf dem äußeren Umfang des Aufnehmer-Rotors 61 ist in der Umfangsrichtung eine Mehrzahl von beabstandeten Vorsprüngen 61A ausgebildet; wenigstens einige der Vorsprünge 61A weisen unterschiedliche Längen auf, d. h. Höhen in den entsprechenden radialen Richtungen des Aufnehmer-Rotors 61 (siehe die 10 und 11). An der linken Seitenwand 33 ist über ein Gehäusebauteil 81, das später beschrieben wird, ein Nockenwinkelsensor 62 derart angebracht, dass der Nockenwinkelsensor 62 so angeordnet ist, das er dem Aufnehmer-Rotor 61 gegenüberliegt (siehe die 10 und 11). Der Nockenwinkelsensor 62 ist dahingehend wirksam, dass er den Drehwinkel des Aufnehmer-Rotors 61 misst. Der Aufnehmer-Rotor 61 der vorliegenden AusfÜhrungsform dient zum Beispiel als ein Messelement der vorliegenden Erfindung, und der Nockenwinkelsensor 62 dient zum Beispiel als ein Rotor der vorliegenden Erfindung. Der Nockenwinkelsensor 62 dient zum Beispiel als ein Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf die 5 und 7 ist ein Lager 13b an einer Position auf der linken Seite der Einlassnockenwelle 13 angebracht; die Position liegt der linken Seitenwand 33 gegenüber. Die Einlassnockenwelle 13 ist durch die linke Seitenwand 33 und den Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42 über das Lager 13b drehbar gehalten.
Insbesondere beinhaltet der Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42 eine erste Seitenwand 71, eine zweite Seitenwand 72 und eine Verbindungswand 73, wie in den 12 und 13 dargestellt. Die erste Seitenwand 71 erstreckt sich so in der axialen Richtung der Einlassnockenwelle 13, dass sie auf einer Oberseite der rückwärtigen Seitenwand 31 angebracht ist. Die zweite Seitenwand 72 erstreckt sich so von der ersten Seitenwand 71 aus entlang der linken Seitenwand 33, dass sie auf der Oberseite der linken Seitenwand 33 angebracht ist. Die Verbindungswand 73 verbindet die erste und die zweite Seitenwand 71 und 72.
Ein Lagerhalter 72a ist an einer vorgegebenen Position der zweiten Seitenwand 72 ausgebildet, auf der das Lager 13b angebracht ist. Der Lagerhalter 72a weist eine im Wesentlichen halbkreisförmige konkave Form von dem unteren Ende der zweiten Seitenwand 72 aus auf, um das Lager 13b der Einlassnockenwelle 13 von oben zu halten. Ein Lagerhalter 33A ist an einer vorgegebenen Position der linken Seitenwand 33 ausgebildet, auf der das Lager 13b angebracht ist. Der Lagerhalter 33A weist eine im Wesentlichen halbkreisförmige konkave Form von der Oberseite der linken Seitenwand 33 aus auf, um das Lager 13b der Einlassnockenwelle 13 von unten zu halten (siehe die 5 und 7). Das heißt, die Lagerhalter 33A und 72a dienen zum Beispiel als ein Lagerhalter gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42 beinhaltet außerdem einen Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Vorsprung 74. Der Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Vorsprung 74 ist integral ausgebildet mit einem Abschnitt auf der Vorderseite, d. h. einem Innenseitenabschnitt, der ersten Seitenwand 71, einem Abschnitt auf der rechten Seite, d. h. einem Innenseitenabschnitt, der zweiten Seitenwand 72 und einem inneren Teil der Verbindungswand 73. Die axiale Richtung des Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Vorsprungs 74 erstreckt sich von der Innenseite der ersten und der zweiten Seitenwand 71 und 72 schräg nach oben und nach hinten.
Ein Durchgangsloch 74a, in dem der Pumpenkörper 51 der Kraftstoffpumpe 14 eingesetzt ist, ist durch den Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Vorsprung 74 hindurch ausgebildet. Das Durchgangsloch 74a erstreckt sich so in der axialen Richtung des Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Vorsprungs 74, dass ein sich an der Oberseite öffnendes Ende des Durchgangslochs 74a nach außen freiliegt.
Der Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Vorsprung 74 weist außerdem einen Flansch 74b auf, der um die umlaufende Wand der Öffnung des Durchgangslochs 74a an der Oberseite herum ausgebildet ist. Der Flansch 51f des Pumpenkörpers 51 ist unbeweglich auf dem Flansch 74b des Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Vorsprungs 74 angebracht, während der Pumpenkörper 51 der Kraftstoffpumpe 41 mit Schrauben 76A in dem Durchgangsloch 74a eingesetzt ist (siehe 8).
Der Flansch 74b ist in einem vorgegebenen Winkel in Bezug auf die Oberseite von jeder von der rückwärtigen Seitenwand 31, der vorderen Seitenwand 32 und der linken Seitenwand 33 geneigt, d. h. in Bezug auf die Oberseite des Zylinderkopfs 11. Dies ermöglicht eine Neigung der Längsrichtung, d. h. der axialen Richtung des Kolbens 52, der Kraftstoffpumpe 41, die in dem Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42 angebracht ist, in Bezug auf die Oberseite des Zylinderkopfs 11. Dies resultiert in einer Neigung der Längsrichtung der Kraftstoffpumpe 41 in Bezug auf die vertikale Richtung des Motors 1. Der Winkel zwischen dem Flansch 74b und der oberen Oberfläche des Zylinderkopfs 11 kann so festgelegt werden, dass er innerhalb eines Bereichs von 0 Grad bis 180 Grad liegt. Dies ermöglicht eine Abnahme der vertikalen Höhe des Motors 1, wodurch eine Abnahme der vertikalen Höhe des Fahrzeugs ermöglicht wird.
Bezugnehmend auf die 12 und 13 ist auf dem äußeren Abschnitt der ersten Seitenwand 71 ein Befestigungs-Vorsprung 75A ausgebildet, der nach außen heraus ragt und eine axiale Richtung aufweist, die sich im Wesentlichen in der vertikalen Richtung erstreckt. Ein Durchgangsloch 75a ist durch den Befestigungs-Vorsprung 75A hindurch entlang der axialen Richtung des Befestigungs-Vorsprungs 75A ausgebildet. Darüber hinaus ist auf einem äußeren Abschnitt eines Endes der zweiten Seitenwand 72 ein Befestigungs-Vorsprung 75B ausgebildet, der nach außen heraus ragt und eine axiale Richtung aufweist, die sich im Wesentlichen in der vertikalen Richtung erstreckt; das Ende setzt sich bis zu der ersten Seitenwand 75A fort. Ein Durchgangsloch 75b ist durch den Befestigungs-Vorsprung 75B hindurch entlang der axialen Richtung des Befestigungs-Vorsprungs 75B ausgebildet. Durch die jeweiligen Durchgangslöcher 75a und 75b hindurch sind Schrauben 76B und 76C eingesetzt. Bezugnehmend auf 5 sind Schraubenlöcher 31A und 31B in der rückwärtigen Seitenwand 31 ausgebildet, die so angeordnet sind, dass sie zu den entsprechenden jeweiligen Durchgangslöchern 75a und 75b ausgerichtet sind. Die Schrauben 76B und 76C, die durch die jeweiligen Durchgangslöcher 75a und 75b der ersten Seitenwand 71 des Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Trägers 42 hindurch eingesetzt sind, sind in den jeweiligen Schraubenlöchern 31A und 31B befestigt, so dass der Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42 unbeweglich an der rückwärtigen Seitenwand 31 angebracht ist.
Auf einem äußeren Abschnitt der zweiten Seitenwand 72 ist getrennt von deren Ende ein Befestigungs-Vorsprung 75C ausgebildet, der nach außen heraus ragt und eine axiale Richtung aufweist, die sich im Wesentlichen in der vertikalen Richtung erstreckt. Ein Durchgangsloch 75c ist durch den Befestigungs-Vorsprung 75C hindurch entlang der axialen Richtung des Befestigungs-Vorsprungs 75C ausgebildet. Eine Schraube 76D ist durch das Durchgangsloch 75c hindurch eingesetzt. Bezugnehmend auf 5 ist in der linken Seitenwand 33 ein Schraubenloch 33B ausgebildet, das so angeordnet ist, dass es zu dem entsprechenden Durchgangsloch 75c ausgerichtet ist; das Schraubenloch 33B befindet sich auf der zu dem Schraubenloch 31B entgegengesetzten Seite der Einlassnockenwelle 13, so dass es von dem Schraubenloch 31B entfernt ist.
Dies bewirkt, dass sich die Schraube 76C, die in dem Schraubenloch 31B eingesetzt ist, auf der Seite der Einlassnockenwelle 13 befindet, die entgegengesetzt zu jener der Schraube 76D ist, die in dem Schraubenloch 33B eingesetzt ist, so dass sie von dem Schraubenloch 31B entfernt ist. Die Schraube 76D, die durch das Durchgangsloch 75c der zweiten Seitenwand 72 des Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Trägers 42 hindurch eingesetzt ist, ist in dem Schraubenloch 33B befestigt, so dass der Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42 unbeweglich an der linken Seitenwand 33 eingesetzt ist. Die Schrauben 76B, 76C und 76D dienen zum Beispiel als Befestigungselemente der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf die 1, 2 und 8 ist der Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42 an dem Zylinderkopf 11 angebracht, während die zweite Seitenwand 72, die ein Teil des Trägers 42 ist, bei einer Betrachtung von oberhalb des Zylinderkopfs 11 über dem Lagerhalter 33A liegt (siehe 7).
Dies resultiert darin, dass die Kraftstoffpumpe 41 an dem Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42 angebracht ist, während die Kraftstoffpumpe über dem oberen Ende der linken Seitenwand 33 liegt, wenn die Kraftstoffpumpe 41 von oberhalb des Zylinderkopfs 11 betrachtet wird.
Wie in den 12 und 13 dargestellt, beinhaltet der Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 15 des Weiteren einen Befestigungsabschnitt 78, der in Bezug auf die Oberseite der zweiten Seitenwand 72 weiter nach oben heraus ragt. Eine Gewindebohrung 78a ist in der horizontalen Richtung durch das obere Ende des Befestigungsabschnitts 78a hindurch ausgebildet. Der Befestigungsabschnitt 78 ermöglicht, dass das Gehäusebauteil 81, das später beschrieben wird, daran befestigt wird. Darüber hinaus stellt 1 dar, dass die zweite Seitenwand 72 der vorliegenden Ausführungsform zwischen der am weitesten links gelegenen Zündspule 2 und dem Nockenwinkelsensor 62 angeordnet ist.
Bezugnehmend auf die 1, 2, 4, 6 und 7 beinhaltet der Zylinderkopf 11 das Gehäusebauteil 81. Eine Vakuumpumpe 82 ist mittels des Gehäusebauteils 81 an der zweiten Seitenwand 72 des Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Trägers 42 und der linken Seitenwand 33 angebracht. Mit anderen Worten ist das Gehäusebauteil 81 des Zylinderkopfs 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zwischen der Vakuumpumpe 82 und dem Satz aus der zweiten Seitenwand 72 und der linken Seitenwand 33 angeordnet.
Bezugnehmend auf die 3 und 10 beinhaltet das Gehäusebauteil 81 einen Gehäusekörper 81a, einen ersten Flansch 81b, einen zweiten Flansch 81c und einen dritten Flansch 81d. Der Gehäusekörper 81a weist eine im Wesentlichen ringförmige Gestalt auf, und der erste Flansch 81b erstreckt sich von dem oberen Ende des äußeren Umfangs des ringförmigen Gehäusekörpers 81a aus nach oben. Der zweite Flansch 81c erstreckt sich entlang der äußeren Oberfläche der linken Seitenwand 33 von dem vorderen Abschnitt des äußeren Umfangs des ringförmigen Gehäusekörpers 81a aus nach vorne. Der dritte Flansch 81d erstreckt sich entlang der äußeren Oberfläche der linken Seitenwand 33 von dem unteren Ende des äußeren Umfangs des ringförmigen Gehäusekörpers 81a nach unten.
Zum Beispiel bezugnehmend auf die 1 und 2 beinhaltet die Vakuumpumpe 82 einen Pumpenkörper, der zum Beispiel eine zylindrische Gestalt aufweist, sowie ein Anbringungselement 82a, das wenigstens den äußeren Umfang des Pumpenkörpers umgibt. Das Anbringungselement 82a ist an dem Gehäusekörper 81a angebracht.
Der linke Endabschnitt 13a der Einlassnockenwelle 13 und der Aufnehmer-Rotor 61 befinden sich in dem Gehäusekörper 81a. Die Spitze des linken Endabschnitts 13a der Einlassnockenwelle 13 ist mit der Vakuumpumpe 82 gekoppelt. Eine Drehung der Einlassnockenwelle 13 treibt die Vakuumpumpe 82 an, so dass die Vakuumpumpe 82 einen Unterdruck erzeugt, und stellt den Unterdruck zum Beispiel für einen Bremskraftverstärker bereit.
Ein inneres hohles Sensorgehäuse 81e durchbricht den Abschnitt des äußeren Umfangs des Gehäusekörpers 81a zwischen dem ersten und dem zweiten Flansch 81b und 81c. Der Nockenwinkelsensor 62 ist in dem Sensorgehäuse 81e eingebaut.
Ein Durchgangsloch 81b1 ist in Ausrichtung zu dem Durchgangsloch 78a des Befestigungsabschnitts 78 der zweiten Seitenwand 72 durch den ersten Flansch 81b hindurch ausgebildet. Wird eine Schraube 76E in das Durchgangsloch 81b1 des Gehäusebauteils 81 und das Durchgangsloch 78a der zweiten Seitenwand 72 eingesetzt, bewirkt dies eine Befestigung des Gehäusebauteils 81 zusammen mit der Vakuumpumpe 82 an der zweiten Seitenwand 72 (siehe 6).
In einer ähnlichen Weise ist ein Durchgangsloch 81c1 durch den zweiten Flansch 81c hindurch ausgebildet. Wird eine Schraube 76E1 in das Durchgangsloch 81c1 des Gehäusebauteils 81 so eingesetzt, dass sie in die linke Seitenwand 33 des Zylinderkopfs 11 geschraubt wird, bewirkt dies eine Befestigung des Gehäusebauteils 81 zusammen mit der Vakuumpumpe 82 an der linken Seitenwand 33 (siehe 6).
Darüber hinaus ist ein Durchgangsloch 81d1 durch den dritten Flansch 81d hindurch ausgebildet. Wird eine Schraube 76E2 in das Durchgangsloch 81d1 des Gehäusebauteils 81 so eingesetzt, dass sie in die linke Seitenwand 33 des Zylinderkopfs 11 geschraubt wird, bewirkt dies eine Befestigung des Gehäusebauteils 81 zusammen mit der Vakuumpumpe 82 an der linken Seitenwand 33 (siehe 6).
Ein Gehäuse 81f erstreckt sich von dem Abschnitt des äußeren Umfangs des Gehäusekörpers 81a zwischen dem zweiten und dem dritten Flansch 81c und 81d nach vorne und nach unten. Bezugnehmend auf die 4 und 6 ist das Gehäuse 81f mit Schrauben 76F an der linken Seitenwand 33 des Zylinderkopfs 11 befestigt (siehe 8).
Bezugnehmend auf die 7 und 8 ist der Aufnehmer-Rotor 61 in dem Gehäusebauteil 81 untergebracht. Das heißt, der Zylinderkopf 11 ist derart konfiguriert, dass die linke Seitenwand 33 und die zweite Seitenwand 72 den Zylinderkopf 11, d. h. seinen Innenraum, in eine Nockenkammer 63, in welcher der Pumpenantriebsnocken 13B untergebracht ist, und eine Sensorkammer 64, in welcher der Aufnehmer-Rotor 61 und der Nockenwinkelsensor 62 untergebracht sind, unterteilen.
Die linke Seitenwand 33 der vorliegenden Ausführungsform dient zum Beispiel als eine Trennwand und eine Seitenwand der vorliegenden Ausführungsform, und die Vakuumpumpe 82 dient zum Beispiel als eine Hilfseinrichtung der vorliegenden Erfindung.
Es ist anzumerken, dass in dem Innenraum eines unteren Abschnitts des Gehäusebauteils 81 ein nicht dargestellter Kühlmitteldurchlass und ein nicht dargestellter Thermostat bereitgestellt sind; der untere Abschnitt liegt auf der linken Seitenwand 33 an. Ein Kühlmittel, das durch einen nicht dargestellten Wassermantel strömt, der im Inneren des Zylinderkopfs 11 ausgebildet ist, wird in den Kühlmitteldurchlass abgelassen.
Der Kühlmitteldurchlass ist von der Sensorkammer 64 getrennt; die Sensorkammer 64 ist als ein oberer Raum des Gehäusebauteils 81 definiert, in dem der Aufnehmer-Rotor 61 und der Nockenwinkelsensor 62 untergebracht sind. Dies verhindert, dass das Kühlmittel in die Sensorkammer 64 strömt.
Bezugnehmend auf die 1 und 2 ist die Schraube 76C so angeordnet, dass sie in der axialen Richtung der Einlassnockenwelle 13 von dem Lagerhalter 33A der linken Seitenwand 33 (siehe 5) getrennt ist. Die Schraube 76C ist an dem Zylinderkopf 11 angebracht, während er in einer Richtung, die durch die Schraube 76C hindurch geht, und senkrecht zu der axialen Richtung der Einlassnockenwelle 13 über dem Gehäusebauteil 81 liegt.
Mit anderen Worten ist das Schraubenloch 31B, in das die Schraube 76C eingesetzt ist, in dem Zylinderkopf 11 ausgebildet, während er in einer Richtung, die durch das Schraubenloch 31B hindurch geht, und senkrecht zu der axialen Richtung der Einlassnockenwelle 13 über dem Gehäusebauteil 81 liegt, wie in 5 dargestellt.
Bezugnehmend auf 7 ist der Pumpenantriebsnocken 13B benachbart zu der linken Seitenwand 33 in der Nockenkammer 63, und der Aufnehmer-Rotor 61 ist benachbart zu der linken Seitenwand 33 in der Sensorkammer 64. Das heißt, der Pumpenantriebsnocken 13B und der Aufnehmer-Rotor 61 sind derart angeordnet, dass die linke Seitenwand 33, die zweite Seitenwand 72 und das Lager 13b zwischen dem Pumpenantriebsnocken 13B und dem Aufnehmer-Rotor 61 angeordnet sind. Die linke Seitenwand 33 und die zweite Seitenwand 72 des Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42 halten das Lager 13b drehbar.
Zum Beispiel bezugnehmend auf 11 beinhaltet der Nockenwinkelsensor 62, der an dem Gehäusebauteil 81 angebracht ist, eine Anbringungseinheit 62A, die an dem Sensorgehäuse 81e des Gehäusebauteils 81 angebracht ist, sowie ein Sensorelement 62B. Die Anbringungseinheit 62A beinhaltet einen Koppler, der so zwischen dem Sensorelement 62B und einer nicht dargestellten Steuereinheit eingekoppelt ist, dass eine Verbindung herstellbar ist. Das Sensorelement 62B ragt aus der Anbringungseinheit 62A so in Richtung zu dem Aufnehmer-Rotor 61 hin vor, dass es dem Aufnehmer-Rotor 61 in einer radialen Richtung des Aufnehmer-Rotors 61 gegenüberliegt; diese Konfiguration des Sensorelements 62B ermöglicht es, dass das Sensorelement 62B eine Drehung des Aufnehmer-Rotors 61 aufnimmt. Das Sensorelement 62B der vorliegenden Ausführungsform dient zum Beispiel als eine Sensoreinheit der vorliegenden Erfindung.
Der Nockenwinkelsensor 62 ist an dem Sensorgehäuse 81e des Gehäusebauteils 81 derart angebracht, dass die Richtung B, in der das Sensorelement 62B aus der Anbringungseinheit 62A heraus ragt, im Wesentlichen senkrecht ist zu beiden:

(1) der axialen Richtung der Einlassnockenwelle 13
(2) der Bewegungsrichtung A, d. h. der Längsrichtung, des Kolbens 52.

Mit anderen Worten ist der Nockenwinkelsensor 62 an dem Sensorgehäuse 81e des Gehäusebauteils 81 derart angebracht, dass die Richtung B, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Sensoroberfläche 62C des Sensorelements 62B ist, die dem äußeren Umfang des Aufnehmer-Rotors 61 gegenüberliegt, im Wesentlichen senkrecht ist zu beiden:

In der Nockenkammer 63 des Zylinderkopfs 11 wird den Grenzflächen zwischen jedem Einlassnocken 13A und dem entsprechenden Kipphebel, jedem Auslassnocken 14A und dem entsprechenden Kipphebel sowie der Rolle 52a des Kolbens 52 und dem Pumpenantriebsnocken 13B Schmieröl zugeführt.
Von einem Hauptölkanal sind zum Beispiel nicht dargestellte Öldurchlässe durch die einzelnen Einlass- und Auslassnocken 13A und 14A in dem Zylinderkopf 11 ausgebildet. Den Kontaktoberflächen der Rolle 52a des Kolbens 52 und des Pumpenantriebsnockens 13B und anderen Stellen wird Öl über die einzelnen Öldurchlässe zugeführt.
Als nächstes wird im Folgenden beschrieben, wie der vorstehend aufgebaute Motor 1 arbeitet.
Der Aufnehmer-Rotor 61 ist auf dem linken Endabschnitt 13a der Einlassnockenwelle 13 angebracht, und der Nockenwinkelsensor 62 misst die Vorsprünge 61A des Rotors 61, wenn die Einlassnockenwelle 13 gedreht wird.
Ein Messsignal, das die Information über den Drehwinkel der Einlassnockenwelle 13 anzeigt, wird von dem Aufnehmer-Rotor 61 an die nicht dargestellte Steuereinheit ausgegeben. Die Steuereinheit berechnet auf der Grundlage des Messsignals zum Beispiel die Drehgeschwindigkeit der Einlassnockenwelle 13 pro Zeiteinheit sowie die Drehposition der Einlassnockenwelle 13.
Die Zündspule 2 erzeugt eine hohe Spannung, um die hohe Spannung an die Zündkerze 15 anzulegen, wodurch die Zündkerze 15 gezündet wird. Der Zündprozess der Zündkerze 15 kann die Erzeugung von elektromagnetischem Rauschen verursachen, und das elektromagnetische Rauschen kann nachteilige Auswirkungen auf den Nockenwinkelsensor 62 haben. Somit besteht ein Erfordernis nach einer Verringerung der nachteiligen Auswirkungen auf den Nockenwinkelsensor 62 aufgrund des elektromagnetischen Rauschens.
Im Hinblick auf ein derartiges Erfordernis beinhaltet der Zylinderkopf 11 des Motors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die linke Seitenwand 33. Die linke Seitenwand 33 hält die Einlassnockenwelle 13 drehbar und unterteilt den Innenraum des Zylinderkopfs 11 in die Nockenkammer 63, in welcher der Pumpenantriebsnocken 13B untergebracht ist, und die Sensorkammer 64, in welcher der Aufnehmer-Rotor 61 und der Nockenwinkelsensor 62 untergebracht sind.
Dies ermöglicht es, dass die linke Seitenwand 33 die Zündspulen 2 räumlich von dem Nockenwinkelsensor 62 trennt, wodurch nachteilige Auswirkungen auf den Nockenwinkelsensor 62 aufgrund des von den Zündspulen 2 erzeugten elektromagnetischen Rauschens verringert werden.
Der Nockenwinkelsensor 62 des Motors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist an dem Sensorgehäuse 81e des Gehäusebauteils 81 des Zylinderkopfs 13 derart angebracht, dass die Richtung B, in der das Sensorelement 62B aus der Anbringungseinheit 62A heraus ragt, im Wesentlichen senkrecht ist zu beiden:

Mit anderen Worten ist der Nockenwinkelsensor 62 des Motors 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an dem Sensorgehäuse 81e des Gehäusebauteils 81 derart angebracht, dass die Richtung B, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Sensoroberfläche 62C des Sensorelements 62B ist, die dem äußeren Umfang des Aufnehmer-Rotors 61 gegenüberliegt, im Wesentlichen senkrecht ist zu beiden:

Wenn der Pumpenantriebsnocken 13B einer Reaktionskraft von dem Kolben 52 der Kraftstoffpumpe 41 ausgesetzt ist, so dass die Einlassnockenwelle 13 entlang einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung der Einlassnockenwelle 13, zum Beispiel entlang der Bewegungsrichtung des Kolbens 52, vibriert, ermöglicht die Konfiguration des Motors 1 eine Verringerung des Ausmaßes von Biegung oder Verwindung der Einlassnockenwelle 13 in der Richtung, in der das Sensorelement 62B heraus ragt. Dies verringert daher Fluktuationen des Abstands zwischen dem Aufnehmer-Rotor 61 und dem Sensorelement 62B in der gegenüberliegenden Richtung zwischen dem äußeren Umfang des Aufnehmer-Rotors 61 und der Sensoroberfläche des Sensorelements 62B. Dies verhindert, dass sich die Messgenauigkeit des Drehwinkels der Einlassnockenwelle 13 verschlechtert.
Die linke Seitenwand 33 des Zylinderkopfs 11 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet den Lagerhalter 33A, der das auf der Einlassnockenwelle 13 angebrachte Lager 13b drehbar hält. Der Pumpenantriebsnocken 13B und der Aufnehmer-Rotor 61 sind so angeordnet, dass sich das Lager 13b, das auf der Einlassnockenwelle 13 angebracht ist, in der axialen Richtung der Einlassnockenwelle 13 sandwichartig dazwischen befindet (siehe 7).
Diese Konfiguration ermöglicht es, dass sich der Pumpenantriebsnocken 13B und der Aufnehmer-Rotor 61 nahe bei dem Lager 13b befinden, das auf der Einlassnockenwelle 13 angebracht ist. Dies ermöglicht eine Verringerung eines Moments, das auf den linken Endabschnitt 13a der Einlassnockenwelle 13, an dem der Aufnehmer-Rotor 13 angebracht ist, wirkt, auch wenn eine auf dem Kolben 51 der Kraftstoffpumpe 41 basierende Reaktionskraft an den Pumpenantriebsnocken 13B ausgesetzt wird, so dass die Einlassnockenwelle 13 entlang der Bewegungsrichtung des Kolbens 52 vibriert.
Dies ermöglicht daher eine effizientere Verringerung des Ausmaßes von Biegung oder Verwindung der Einlassnockenwelle 13 in der Richtung, in der das Sensorelement 62B heraus ragt. Dies verringert daher effizienter Fluktuationen des Abstands zwischen dem Aufnehmer-Rotor 61 und dem Sensorelement 62B in der gegenüberliegenden Richtung zwischen dem äußeren Umfang des Aufnehmer-Rotors 61 und der Sensoroberfläche des Sensorelements 62B. Dies verhindert effizienter, dass sich die Messgenauigkeit des Drehwinkels der Einlassnockenwelle 13 verschlechtert.
Der Motor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet den Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42, der die Kraftstoffpumpe 41 an dem Zylinderkopf 11 anbringt, sowie den Zylinderkopfdeckel 12, an dem die Zündspulen 2 angebracht sind. Der Zylinderkopfdeckel 12 ist an dem Zylinderkopf 11 angebracht, um den Zylinderkopf 11 und den Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42 abzudecken. Der linke Endabschnitt 13a erstreckt sich nach außen von der linken Seitenwand 33 in die Sensorkammer 64. Der Aufnehmer-Rotor 61 ist auf dem linken Endabschnitt 13a der Einlassnockenwelle 13 angebracht. Der Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42 und die linke Seitenwand 33 halten das Lager 13b der Einlassnockenwelle 13 drehbar, und der Aufnehmer-Rotor 31 befindet sich in der axialen Richtung der Einlassnockenwelle 13 nahe bei der linken Seitenwand 33.
Die vorstehend konfigurierte linke Seitenwand 33 des Zylinderkopfs 11 blockt Schmieröl ab, das den Kolben 52 der Kraftstoffpumpe 41 und den Pumpenantriebsnocken 13B schmiert, wodurch verhindert wird, dass das Schmieröl zu dem Aufnehmer-Rotor 61 spritzt. Dies verhindert zuverlässig, dass das Sensorelement 62B des Nockenwinkelsensors 62 Öl misst, wodurch es ermöglicht wird, dass das Sensorelement 62B den Drehwinkel des Aufnehmer-Rotors 61 misst. Dies resultiert in einer genaueren Messung des Drehwinkels der Einlassnockenwelle 13.
Die linke Seitenwand 33 des Zylinderkopfs 11 blockt das Sensorelement 62B von dem Satz der Zündspulen 2 ab. Dies bewirkt, dass die linke Seitenwand 33 elektromagnetisches Rauschen abblockt, das während der Zündprozesse der Zündkerzen durch die Zündspulen 2 erzeugt wird, wodurch es ermöglicht wird, dass das Sensorelement 62B den Drehwinkel der Einlassnockenwelle 13 mit einer höheren Genauigkeit misst.
Darüber hinaus ist der Motor 1 der vorliegenden Ausführungsform so konfiguriert, dass sich die zweite Seitenwand 72 des Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Trägers 42 zwischen dem Satz der Zündspulen 2 und dem Nockenwinkelsensor 62 befindet.
Dies bewirkt, dass sowohl die linke Seitenwand 33 als auch die zweite Seitenwand 72 des Kraftstoffuumpen-Anbringungs-Trägers 42 elektromagnetisches Rauschen abblocken, wodurch nachteilige Auswirkungen auf den Nockenwinkelsensor 62 aufgrund des elektromagnetischen Rauschens verringert werden, das während der Zündprozesse der Zündkerzen durch die Zündspulen 2 erzeugt wird. Dies ermöglicht es, dass der Nockenwinkelsensor 62 den Drehwinkel der Einlassnockenwelle 13 mit einer höheren Genauigkeit misst.
Insbesondere besteht jeder von dem Zylinderkopf 11 und dem Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger 42 aus einem entsprechenden metallischen Material, und der Zylinderkopfdeckel 12 besteht aus einem Harz-Material.
Die linke Seitenwand 33 des Zylinderkopfs 11 und die zweite Seitenwand 72 des Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Trägers 42 trennen den Nockenwinkelsensor 62 von den Zündspulen 2. Dies ermöglicht es, dass die linke Seitenwand 33 und die zweite Seitenwand 72 elektromagnetisches Rauschen effizienter abblocken.
Der Zylinderkopfdeckel 12 der vorliegenden Ausführungsform besteht aus einem Harz-Material. Dies verringert das Gewicht des Zylinderkopfdeckels 12 im Vergleich zu dem Gewicht eines metallischen Zylinderkopfdeckels. Daher verringert dies das Gewicht des Motors 1 durch die Verringerung des Gewichts des Zylinderkopfdeckels 12 aus Kunststoff, auch wenn der metallische Zylinderkopf 11 und der Träger 42 verwendet werden, um die Effekte einer Abschirmung des Nockenwinkelsensors 62 vor elektromagnetischem Rauschen zu erhöhen.
Es wurde die vorliegende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart. Es ist offensichtlich, dass ein Fachmann die vorliegende Ausführungsform modifizieren kann, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Sämtliche modifizierten und äquivalenten Aspekte sollen in den folgenden Ansprüchen enthalten sein.
Bezugszeichenliste

1: Motor (Verbrennungsmotor)
2: Zündspule
11: Zylinderkopf
12: Zylinderkopfdeckel
13: Einlassnockenwelle (Nockenwelle)
13B: Pumpenantriebsnocken
13a: linker Endabschnitt (Endabschnitt der Nockenwelle)
15: Zündkerze
33: linke Seitenwand (Seitenwand)
41: Kraftstoffpumpe
42: Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger
52: Kolben
61: Aufnehmer-Rotor (Rotor)
62: Nockenwinkelsensor (Sensor)
62A: Anbringungseinheit
62B: Sensoreinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2008-223609 [0003]

Claims

Verbrennungsmotor, wobei der Verbrennungsmotor umfasst: einen Zylinderkopf; eine Nockenwelle, die einen Pumpenantriebsnocken und einen Rotor beinhaltet und drehbar an dem Zylinderkopf gehalten ist; eine Kraftstoffpumpe, die an dem Zylinderkopf angebracht ist und einen Kolben beinhaltet, wobei der Kolben so konfiguriert ist, dass er sich in eine Richtung bewegt, die im Wesentlichen senkrecht zu einer axialen Richtung der Nockenwelle ist, wenn sich der Pumpenantriebsnocken dreht; und einen Sensor, der eine Anbringungseinheit, die an dem Zylinderkopf angebracht ist, und eine Sensoreinheit umfasst, um einen Drehwinkel des Rotors zu messen, wobei die Sensoreinheit in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung der Nockenwelle und im Wesentlichen senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Kolbens in Richtung zu dem Rotor hin aus der Anbringungseinheit heraus ragt.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: die Nockenwelle ein Lager umfasst, das auf dieser angebracht ist; der Zylinderkopf einen Lagerhalter umfasst, der die Nockenwelle über das Lager drehbar hält; und der Pumpenantriebsnocken und der Rotor so angeordnet sind, dass das Lager der Nockenwelle dazwischen angeordnet ist.
Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf eine Seitenwand aufweist, wobei der Verbrennungsmotor des Weiteren umfasst: einen Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger, der an dem Zylinderkopf angebracht ist und so konfiguriert ist, dass er die Kraftstoffpumpe an dem Zylinderkopf anbringt; und einen Zylinderkopfdeckel, der eine Zündspule für ein Zünden einer Zündkerze beinhaltet, die in dem Zylinderkopf bereitgestellt ist, und der so konfiguriert ist, dass er den Zylinderkopf und den Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger bedeckt, wobei die Nockenwelle ein Ende aufweist, das sich von der Seitenwand aus nach außen erstreckt, wobei der Rotor auf dem Ende der Nockenwelle angebracht ist, wobei der Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger und die Seitenwand als der Lagerhalter dienen, der die Nockenwelle über das Lager drehbar hält, wobei sich der Rotor in der axialen Richtung der Nockenwelle nahe bei der Seitenwand befindet.
Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass: jeder von dem Zylinderkopf und dem Kraftstoffpumpen-Anbringungs-Träger aus einem entsprechenden metallischen Material besteht und der Zylinderkopfdeckel aus einem Harz-Material besteht.