DE102018104950A1

DE102018104950A1 - Nockenträgereinsatz

Info

Publication number: DE102018104950A1
Application number: DE102018104950.1A
Authority: DE
Inventors: Jeff D. Fluharty; Forest HEGGIE; Robert Stephen Furby; Daniel Nelson; John Christopher Riegger; Jeffrey Thomas Lacroix
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-03-08
Filing date: 2018-03-05
Publication date: 2018-09-13
Also published as: US20180258879A1; CN108571349A; CN108571349B; US10273901B2

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme für einen Nockenträgereinsatz, der an einen Zylinderkopf eines Motors gekoppelt ist, bereitgestellt. In einem Beispiel kann ein System Folgendes umfassen: einen Zylinderkopf mit einem Nockenwellenlagerturm; einen Nockenträgereinsatz, der auf dem Zylinderkopf positioniert ist; und eine Nockenwelle, wobei die Nockenwelle direkt von dem Nockenwellenlagerturm gestützt wird und direkt von dem Nockenträgereinsatz gestützt wird. Durch das Montieren eines ersten Abschnitts der Nockenwelle an dem Nockenwellenlagerturm und eines zweiten Abschnitts der Nockenwelle an dem Nockenträgereinsatz, kann das System abschaltbare und nicht abschaltbare Einlass- und Auslassventile von einem oder mehreren Motorzylindern in dem Motor betreiben. Auf diese Weise kann das kompakte Verbauen von Motorkomponenten innerhalb des Zylinderkopfs verbessert werden, während eine verbesserte Motorleistung gefördert wird.

Description

GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme für einen Nockenträgereinsatz, der an einem Zylinderkopf eines Motors montierbar ist.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK/KURZDARSTELLUNG
Ein Zylinderkopf kann mit Nockenwellenlagertürmen konfiguriert sein, um verschiedene Motorkomponenten, wie etwa Nockenwellen, ein Kraftstoffpumpenuntergestell und einen Motormechanismus mit variablem Hubraum zu stützen. Die Nockenwellenlagertürme können sich mit Seitenwänden des Zylinderkopfs verbinden, um eine starre Stützstruktur zu bilden, die Lagerabschnitte aufweist, welche die Nockenwellen und das Kraftstoffpumpenuntergestell abstützten. Ferner kann ein variabler Nockenansteuerungsmechanismus von den Nockenwellenlagertürmen gestützt sein. Alternativ kann ein Nockenträger auf dem Zylinderkopf montiert sein, um die Nockenwellen und andere Motorkomponenten zu stützen. Der Nockenträger kann über eine Vielzahl von Befestigungselementen direkt auf dem Zylinderkopf montiert sein, um Bewegung und Vibration der Baugruppe zu minimieren.
Ein Beispielsystem, das eine Vielzahl von Nockenträgern umfasst, die auf einem Zylinderkopf eines Motors montierbar sind, wird von Okamoto in EP 1.895.111 gezeigt. Darin ist eine Vielzahl von Nockenträgern über eine Vielzahl von Befestigungselementen an dem Zylinderkopf montierbar, wobei jeder Nockenträger Lagerabschnitte aufweist, um die Abschnitte der zwei Nockenwellen zu stützen. Die Nockenwellen sind auf die Nockenträger montiert und unter Verwendung von Nockenhauben und Befestigungselementen, die sich durch jede Haube und den Zylinderkopf erstrecken, befestigt.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben jedoch mögliche Probleme bei einem derartigen System erkannt. Als ein Beispiel sind die Nockenträger nicht dazu konfiguriert, einen Motormechanismus mit variablem Hubraum zu stützen, um abschaltbare Einlass- und Auslassventile von bestimmten Zylindern in dem Motor zu betreiben. Ferner kann der Zylinderkopf nicht ausreichend Raum aufweisen, um zusätzliche Motorkomponenten, wie etwa eine Zylinderkopfhaube zum Montieren einer Kraftstoffpumpe, zu montieren.
In einem Beispiel können die vorstehend beschriebenen Probleme durch ein System gelöst werden, das Folgendes umfasst: einen Zylinderkopf mit einem Nockenwellenlagerturm; einen Nockenträgereinsatz, der auf dem Zylinderkopf positioniert ist; und eine Nockenwelle, wobei die Nockenwelle direkt von dem Nockenwellenlagerturm gestützt wird und direkt von dem Nockenträgereinsatz gestützt wird. Auf diese Weise kann der Nockenträgereinsatz Lagerabschnitte beinhalten, die einen Mechanismus für einen Motor mit variablem Hubraum (variable displacement engine - VDE), eine Zwischenhaube und eine Nockenwelle stützen. Der VDE-Mechanismus kann abschaltbare Einlass- und Auslassventile für einen oder mehrere Zylinder in dem Motor betreiben.
In anderen Beispielen kann eine Vielzahl von Nockenträgereinsätzen an den Zylinderkopf montiert sein, wobei jeder Nockenträgereinsatz einen VDE-Mechanismus stützt, der abschaltbare Einlass- und Auslassventile von einem oder mehreren Zylindern betreibt, die in einem an den Zylinderkopf gekoppelten Zylinderblock montiert sind. Jeder Nockenträgereinsatz kann erste Abschnitte einer Nockenwelle, die an die abschaltbaren Einlass- und Auslassventile von einem oder mehreren Zylindern gekoppelt sind, stützen. Ferner können zweite, unterschiedliche Abschnitte der Nockenwelle, die an nicht abschaltbare Einlass- und Auslassventile der Zylinder gekoppelt sind, direkt an den Nockenwellenlagertürmen auf dem Zylinderkopf montiert sein. Auf diese Weise kann das System mehrere Vorteile mit sich bringen. Zum Beispiel können die abschaltbaren Einlass- und Auslassventile in einem oder mehreren der Zylinder durch den VDE-Mechanismus, der an den Nockenträgereinsatz gekoppelt ist, abschaltbar sein, während die nicht abschaltbaren Einlass- und Auslassventile der verbleibenden Zylinder in Betrieb bleiben. Auf diese Weise kann das kompakte Verbauen von Motorkomponenten innerhalb des Zylinderkopfs verbessert werden, während eine verbesserte Motorleistung gefördert wird. Ferner können unterschiedliche Motorarchitekturen, wie etwa VDE oder ein Motor ohne VDE durch das Einfügen eines geeigneten Nockenträgereinsatzes erreicht werden. Zum Beispiel kann ohne den Nockenträgereinsatz ein zusätzliches Zerspanen des Zylinderkopfes erfolgen.
In weiteren Beispielen kann der Nockenträgereinsatz mit jeglichem Zylinder oder jeglicher Kombination von Zylindern in dem Motor verwendet werden. In anderen Beispielen kann der Nockenwelleneinsatz in Systemen, bei denen Nockenwellenlagerzapfen über einem Zylinderkopfbolzen positioniert sind, verwendet werden. Auf diese Weise kann mehr Platz für andere Motorkomponenten, wie etwa Ventilantriebsbaugruppen, die an den Zylinderkopf oder eine andere Motorbaugruppe gekoppelt sind, bereitgestellt werden. Zusätzlich oder in alternativen Beispielen kann der Nockenträgereinsatz in Kombination mit einer Kraftstoffpumpe oder einem variablen Ventilhubsystem verwendet werden. Zusätzlich oder in einem alternativen Ansatz kann eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe zum Bereitstellen von Kraftstoff an einen oder mehrere Zylinder in dem Motor an den Nockenträgereinsatz gekoppelt sein. Auf diese Weise kann der Nockenträgereinsatz eine Art des hinreichenden Befestigens der Kraftstoffpumpe an dem Motor bereitstellen, während anderen Motorkomponenten Lagerung bereitstellt wird.
Es versteht sich, dass die vorstehende Kurzdarstellung bereitgestellt wird, um in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der detaillierten Beschreibung näher beschrieben sind. Es ist nicht beabsichtigt, wichtige oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu nennen, dessen Umfang einzig in den Ansprüchen im Anschluss an die detaillierte Beschreibung definiert ist. Ferner ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Umsetzungen beschränkt, die vorstehend oder in einem beliebigen Teil der vorliegenden Offenbarung angeführte Nachteile überwinden.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Motorsystems, das einen Zylinderkopf umfasst, der an einem Zylinderblock montiert ist.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Nockenträgereinsatzes, der an einer ersten Ausführungsform eines Zylinderkopfs des Motors montiert ist.
3 zeigt eine Draufsicht der ersten Ausführungsform des Zylinderkopfs, wobei der Nockenträgereinsatz an einem Innenraum des Zylinderkopfs montiert ist.
4 zeigt eine Querschnittsansicht des Nockenträgereinsatzes und der Ventilbaugruppen, die an der ersten Ausführungsform des Zylinderkopfs montiert sind.
5 zeigt eine alternative Querschnittsansicht des Nockenträgereinsatzes und der Ventilbaugruppen, die an der ersten Ausführungsform des Zylinderkopfs montiert sind.
6 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Zylinderkopfs, wobei der Nockenträgereinsatz an einem Innenraum des Zylinderkopfs montiert ist.
7 zeigt eine Draufsicht der zweiten Ausführungsform des Zylinderkopfs, wobei der Nockenträgereinsatz an dem Innenraum des Zylinderkopfs montiert ist.
8 zeigt eine 3-D-Ansicht der zweiten Ausführungsform des Zylinderkopfs, wobei der Nockenträgereinsatz, die Ventilbaugruppen und die Ölzufuhrschaltung an dem Zylinderkopf montiert sind.
9 zeigt eine alternative 3-D-Ansicht der zweiten Ausführungsform des Zylinderkopfs, wobei der Nockenträgereinsatz, die Ventilbaugruppen und die Ölzufuhrschaltung an dem Zylinderkopf montiert sind.
10 zeigt eine 3-D-Ansicht des Nockenträgereinsatzes und der Ventilbaugruppen des Motors.
11 zeigt eine alternative 3-D-Ansicht des Nockenträgereinsatzes und der Ventilbaugruppen des Motors.
2-11 sind ungefähr maßstabsgetreu gezeigt, wenngleich nach Bedarf auch andere relative Abmessungen verwendet werden können.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Beschreibung betrifft Systeme für einen Nockenträgereinsatz, der an einen Zylinderkopf eines Motors gekoppelt ist. Der Nockenträgereinsatz kann an dem Zylinderkopf montiert sein, um Lagerung für einen Mechanismus eines Motors mit variablem Hubraum (VDE) und eine an einen Mechanismus für variable Zeitsteuerung (variable control timing - VCT) gekoppelte Nockenwelle bereitzustellen. Wie in 1 gezeigt, kann der Motor den an einen Zylinderblock gekoppelten Zylinderkopf beinhalten. Eine erste Ausführungsform eines Zylinderkopfs kann Nockenwellenlagertürme, Nockenträgereinsätze, eine Zylinderkopfhaube und anderes Motorzubehör, wie in 2 gezeigt, beinhalten. Die Nockenwellenlagertürme können sich mit Außenwänden des Zylinderkopfs verbinden und jeder Lagerturm kann einen Lagerabschnitt aufweisen, um ein Teilstück der Nockenwelle zu stützen. Stützelemente der Zylinderkopfhaube können an die Nockenwellenlagertürme gekoppelt sein, um die Nockenwelle an dem Zylinderkopf zu befestigen. Die Zylinderkopfhaube kann ebenfalls einen erhöhten Abschnitt beinhalten, der eine Außenfläche aufweisen kann, die an einen Flansch einer Kraftstoffpumpe gekoppelt sein kann. Auf diese Weise befähigt die Zylinderkopfhaube die Kraftstoffpumpe dazu, an den Zylinderkopf gekoppelt zu werden. Wenn er an dem Zylinderkopf montiert ist, kann der Nockenträgereinsatz eine VDE-Haube und eine VCT-Haube stützen, wie in den 3-5 gezeigt. Die VDE-Haube kann eine Vielzahl von gebogenen Schlitzen und ein Rohr zum Montieren eines Magnetventils des Motors beinhalten. Die VCT-Haube kann ebenfalls eine Vielzahl von gebogenen Schlitzen aufweisen, die den gebogenen Schlitzen in der VDE-Haube ähnlich sind. Wenn sie an den Nockenträgereinsatz gekoppelt sind, können sich die gebogenen Schlitze in der VDE- und der VCT-Haube mit Lagerabschnitten auf dem Nockenträgereinsatz ausrichten, um Öffnungen für die Nockenwelle zu bilden. Wenn sie an dem Zylinderkopf montiert ist, kann die Nockenwelle in flächenteilendem Kontakt mit den Lagerabschnitten des Nockenträgereinsatzes stehen. Auf diese Weise kann der Nockenträgereinsatz an dem Zylinderkopf montiert werden, um die VDE- und VCT-Hauben und Abschnitte der Nockenwelle zu stützen.
Der Zylinderkopf kann ebenfalls eine Vielzahl von Ventilbaugruppen beinhalten, die an die Einlass- und Auslassanschlüsse der Zylinder gekoppelt sind, welche in dem am Kopf angebrachten Zylinderblock montiert sind. Die Ventilbaugruppen können eingestellt werden, um Lufteinlass durch Einlassanschlüsse der Zylinder des Motors und Ausfluss von Abgas durch Auslassanschlüsse der Zylinder während Motorbetrieb zu steuern. Eine erste und eine zweite Gruppe von Ventilbaugruppen kann nicht abschaltbare Einlass- und Auslassventile von Zylindern in dem Motor beinhalten. Die erste und zweite Gruppe von Ventilbaugruppen kann dazu konfiguriert werden, Lufteinlass durch die nicht abschaltbaren Einlassanschlüsse in den Zylindern zu steuern, und Ausfluss von Abgas durch die nicht abschaltbaren Auslassanschlüsse der Zylinder zu steuern. Eine dritte Gruppe von Ventilbaugruppen kann abschaltbare Einlass- und Auslassventile für einen oder mehrere Zylinder in dem Motor beinhalten. Die dritte Gruppe von Ventilbaugruppen kann benachbart zu dem Nockenträgereinsatz montiert werden, um Lufteinlass durch die abschaltbaren Einlassanschlüsse in den Zylindern zu steuern und Ausfluss von Abgas durch die abschaltbaren Auslassanschlüsse in den Zylindern zu steuern. Auf diese Weise können erste Abschnitte der Nockenwelle, die benachbart zu den Lagerabschnitten auf dem Nockenträgereinsatz montiert sind, abschaltbare Einlass- und Auslassventile einer ersten Gruppe von Zylindern steuern, wobei zweite, unterschiedliche Abschnitte der Nockenwelle benachbart zu den Lagertürmen nicht abschaltbare Einlass- und Auslassventile einer zweiten Gruppe von Zylindern in dem Motor steuern können. Durch Koppeln des VDE-Mechanismus auf dem Nockenträgereinsatz, können die Einlass- und Auslassventile der bestimmten Zylinder in dem Motor abgeschaltet werden, während die nicht abschaltbaren Einlass- und Abgasventile der verbleibenden Zylinder in Betrieb bleiben können. Auf diese Weise kann das kompakte Verbauen von Motorkomponenten innerhalb des Zylinderkopfs verbessert werden, während eine verbesserte Motorleistung gefördert wird.
Die 6-9 zeigen eine zweite Ausführungsform eines Zylinderkopfs einschließlich Nockenwellenlagertürme, des Nockenträgereinsatzes, VCT-Mechanismus und anderem Motorzubehör außer der Zylinderkopfhaube. Sowohl die Nockenwellenlagertürme als auch der Nockenträgereinsatz weisen Lagerabschnitte auf, die die Nockenwelle stützen, wie vorstehend in den 2-5 beschrieben. Ferner kann die zweite Ausführungsform des Zylinderkopfs eine Ölzufuhrschaltung und eine Vielzahl von Öffnungen zum Verteilen von Fluiden an verschiedene Motorkomponenten, wie in den 8-9 gezeigt, beinhalten. Die Ölzufuhrschaltung kann eine Vielzahl von aufsteigenden Leitungen, Strömungsleitungen und Querströmungsleitungen beinhalten. Die aufsteigenden Leitungen können sich mit den Strömungsleitungen verbinden, die sich mit den Querströmungsleitungen verbinden können. Eine oder mehrere aufsteigende Leitungen können sich mit einer Ölzufuhrquelle an der Unterseite des Zylinderkopfs verbinden. Die aufsteigenden Leitungen können sich ebenfalls mit Öffnungen in dem Nockenträger und dem VCT-Mechanismus verbinden. Auf diese Weise können der Nockenträgereinsatz und der VCT-Mechanismus über die Öffnungen in dem Nockenträger und dem Zylinderkopf Motoröl von der Ölzufuhrschaltung aufnehmen.
Eine erste und eine zweite dreidimensionale Ansicht des Nockenträgereinsatzes und einer Vielzahl von Ventilbaugruppen ist in den 10-11 jeweils gezeigt. Die Vielzahl von Ventilbaugruppen kann verwendet werden, um das Öffnen und Schließen der Einlass- und Auslassanschlüsse in den Zylindern in dem Motor zu steuern. Die erste und zweite Gruppe von Ventilbaugruppen kann nicht abschaltbare Einlass- und Auslassventile von Zylindern in dem Motor beinhalten. Die dritte Gruppe von Ventilbaugruppen kann abschaltbare Einlass- und Auslassventile für einen oder mehrere Zylinder in dem Motor beinhalten. Ein Bodenabschnitt des Nockenträgereinsatzes beinhaltet eine Vielzahl von Öffnungen, die dazu konfiguriert sind, sich mit den aufsteigenden Leitungen der in den 8-9 offenbarten Ölzufuhrleistungen zu verbinden. Als Beispiel kann Motoröl von einer Ölzufuhrquelle zugeführt und dem Nockenträger über die Vielzahl von Öffnungen in dem Bodenabschnitt des Nockenträgereinsatzes geliefert werden.
Unter Bezugnahme auf 1 wird eine schematische Darstellung eines Motors 100 gezeigt, der verwendet wird, um einem Fahrzeug zum Beispiel Antriebsleistung bereitzustellen. In dem dargestellten Beispiel beinhaltet der Motor 100 einen Zylinderkopf 102, der an einen Zylinderblock 104 gekoppelt ist, der einen Zylinder 106 bildet. Der Motor 100 ist dazu konfiguriert, Verbrennungsbetrieb in einem Zylinder 106 umzusetzen. Ein Einlassventil 108 ist in dem Motor 100 bereitgestellt, um in ausgewählten Zeitintervallen Ansaugluft in den Zylinder 106 strömen zu lassen. Dementsprechend ist ein Auslassventil 110 in dem Motor 100 bereitgestellt, um in ausgewählten Zeitintervallen Auslassluft aus dem Zylinder 106 in ein nachgelagertes Abgassystem strömen zu lassen. Obwohl der Motor 100 als nur einen einzigen Zylinder aufweisend dargestellt ist, kann der Motor 100 in anderen Beispielen mehr als einen Zylinder beinhalten.
Der Pfeil 112 repräsentiert den Strom der Ansaugluft von vorgelagerten Einlasssystemkomponenten wie etwa Ansaugleitungen, einem Ansaugkrümmer, einer Drossel, einem Kompressor usw. zu dem Einlassventil 108. Andererseits repräsentiert der Pfeil 114 den Strom des Abgases zu den nachgelagerten Komponenten wie etwa Abgasleitungen, einem Abgaskrümmer, Emissionssteuervorrichtung(en), einer Turbine usw. von dem Auslassventil 110.
Ein Kraftstoffzufuhrsystem 116 ist ebenfalls in dem Motor 100 bereitgestellt. Das Kraftstoffzufuhrsystem 116 ist dazu konfiguriert, in gewünschten Zeitintervallen Kraftstoff zur Verbrennung in dem Zylinder 106 bereitzustellen. Das Kraftstoffzufuhrsystem 116 beinhaltet in dem veranschaulichten Beispiel eine Direkteinspritzvorrichtung 118 und vorgelagerte Komponenten 120. Die vorgelagerten Komponenten 120, wie etwa Kraftstoffpumpen, Ventile, Leitungen usw., sind dazu konfiguriert, Kraftstoff an die Kraftstoffeinspritzvorrichtung 118 bereitzustellen. Eine Saugrohreinspritzvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, Kraftstoff in eine dem Zylinder vorgelagerte Leitung zu liefern, kann jedoch zusätzlich oder alternativ in dem Kraftstoffzufuhrsystem 116 beinhaltet sein. Eine der Kraftstoffpumpen kann an einer Zylinderkopfhaube (nicht gezeigt) montiert sein, die über eine Vielzahl von Befestigungselementen wie ferner nachstehend unter Bezugnahme auf die 2-9 offenbart an dem Zylinderkopf 102 befestigt ist. Der Motor 100 ist dazu konfiguriert, einen Viertakt-Brennzyklus in dem Motor umzusetzen. Die Verbrennungstakte beinhalten einen Ansaugtakt, einen Verdichtungstakt, einen Verbrennungstakt und einen Ausstoßtakt, die hierin detaillierter beschrieben sind. Eine Zündvorrichtung (nicht dargestellt) kann ebenfalls in dem Motor 100 bereitgestellt sein. Die Zündvorrichtung kann dazu konfiguriert sein, dem Zylinder 106 in ausgewählten Zeitintervallen Zündfunken bereitzustellen. In anderen Beispielen kann jedoch auf die Zündvorrichtung im Motor verzichtet werden und der Motor kann dazu konfiguriert sein, Selbstzündung durchzuführen.
Die 2-11 zeigen ein bestimmtes Beispiel mit Beispielumsetzungsdetails. Jedoch kann sich, falls gewünscht, auf allgemeinere Ausgestaltungen und Merkmale bezogen und/oder können diese verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 2 wird eine schematische Darstellung eines Nockenträgereinsatzes 210, der an einer ersten Ausführungsform eines Zylinderkopfs 200 eines Motors (wie etwa in 1 gezeigter Motor 100) montiert ist, offenbart. Der Zylinderkopf 200 kann eine vorgelagerte Seite 202 und eine nachgelagerte Seite 203 aufweisen. Der Zylinderkopf 200 kann eine Vielzahl von Außenwänden 204-208 beinhalten, die miteinander verbunden sind, um einen umschlossenen Innenbereich des Zylinderkopfs zu bilden. Eine Vielzahl von Kammern 205 kann zwischen jeglicher der Außenwände 204-208 und einer Vielzahl von Nockenwellenlagertürmen 252 gebildet sein. Die Nockenwellenlagertürme 252 können in dem Innenbereich des Zylinderkopfs 200 gebildet sein. Jeder Nockenwellenlagerturm 252 kann sich mit Außenwänden 204 und 208 verbinden und somit den Innenbereich des Zylinderkopfs in die Vielzahl von Kammern 205 einteilen. Als Beispiel können die Nockenwellenlagertürme 252 dazu konfiguriert sein, eine Zylinderkopfhaube 254 und eine Vielzahl von Nockenwellen (nicht gezeigt) zu stützen. Wenn sie an den Nockenwellenlagertürmen 252 montiert ist, kann die Nockenwelle durch die Zylinderkopfhaube 254, die über die Vielzahl von Befestigungselementen 264 an die Türme gekoppelt ist, befestigt sein. Als Beispiel kann die Nockenwelle in flächenteilendem Kontakt mit einem Lagerabschnitt 265 von jedem Lagerturm 252 stehen. Eine Öffnung 266, die zwischen der Zylinderkopfhaube 254 und jedem Lagerturm 252 gebildet ist, kann ausreichend bemessen sein, um die Nockenwelle aufzunehmen.
Wenn er an dem Zylinderkopf 200 montiert ist, kann der Nockenträgereinsatz 210 in dem einen oder den mehreren Kammern 205 liegen. Die Zylinderkopfhaube 210 kann über eine Vielzahl von Befestigungselementen 215, die sich durch Öffnungen (nicht gezeigt) in jedem Stützelement erstrecken, an dem Zylinderkopf befestigt sein. Wie in 2 gezeigt, kann der Nockenträgereinsatz 210 einen Lagerbereich 212 beinhalten, der dazu ausgestaltet ist, eine Haube für einen Motor mit variablem Hubraum (VDE) 214 und eine obere Nockenhaube 216 zu stützen. Die Zylinderkopfhaube 214 kann über eine Vielzahl von Befestigungselementen 226, die sich durch Öffnungen 217 in der VDE-Haube erstrecken, an dem Nockenträgereinsatz 210 befestigt sein. Die obere Nockenhaube 216 kann über Befestigungselemente 226, die sich durch Öffnungen 228 erstrecken, an dem Nockenträgereinsatz 210 befestigt sein. Wenn sie an dem Nockenträgereinsatz 210 montiert ist, kann eine Öffnung 232 zwischen der VDE-Haube 214 und dem Nockenträgereinsatz gebildet sein. Gleichermaßen kann die obere Nockenhaube 216 an dem Nockenträgereinsatz 210 montiert sein, um eine weitere Öffnung 232 zu bilden. Jede Öffnung 232 kann ausreichend bemessen sein, um eine Nockenwelle aufzunehmen, die sich über den Zylinderkopf 200 erstreckt.
Eine Vielzahl von Querelementen 222 kann über Befestigungselemente 215, die sich durch Öffnungen (nicht gezeigt) in Montagevorsprüngen 220 und der VDE-Haube und Öffnungen (nicht gezeigt) in den Montagevorsprüngen 220 und der oberen Nockenhaube 216 erstrecken, an die VDE-Haube 214 und obere Nockenhaube 216 gekoppelt sein. Jeder Montagevorsprung 220 auf der VDE-Haube 214 kann in einem vertieften Schlitz 221, der auf einer Außenfläche der VDE-Haube gebildet ist, positioniert sein. Die Montagevorsprünge 220 auf der oberen Nockenhaube 216 können in vertieften Schlitzen 223 positioniert sein, die auf einer Außenfläche der Nockenhaube gebildet sind und über Befestigungselemente 215 an der Nockenhaube befestigt sind. Als Beispiel kann jedes Befestigungselement 215 eine Baugruppe aus Schraubbolzen und Unterlegscheibe sein, die jeden Montagevorsprung 220 (der mit dem Querelement 222 verbunden ist) an die VDE-Haube 214 und obere Nockenhaube 216 befestigt. Jedes Querelement 222 kann eine Vielzahl von drehbaren Elementen 224, die an das Element gekoppelt sind, beinhalten. Die Querelemente 222 können als Stützkörper dienen, die der VDE-Haube 214 und oberen Nockenhaube 216 strukturelle Steifigkeit bereitstellen. Die obere Nockenhaube 216 kann ebenfalls ein Verbindungselement 219 beinhalten, das in einem vertieften Abschnitt 218 der Nockenhaube positioniert ist.
Ein Magnetventil 236, das innerhalb eines ringförmigen Rohrs 234 der VDE-Haube 214 befestigt ist, kann ein Mittel zum Steuern von abschaltbaren Einlass- und Auslassventilen von einem oder mehreren Zylindern (nicht gezeigt), die in einem an den Zylinderkopf 200 angebrachten Zylinderblock montiert sind, bereitstellen. Das Magnetventil 236 kann einen sich vertikal erstreckenden Arm 237 beinhalten. Ein Zündkerzenrohr 238A, das in einer Öffnung 239 eingebaut ist, kann ausreichend bemessen sein, um eine Zündkerze zum Zünden eines Luft-Kraftstoff-Gemischs in einem Zylinder, der abschaltbare Einlass- und Auslassventile aufweist, aufzunehmen. Im Gegensatz dazu können die Zündkerzenrohre 238B-C in Öffnungen 241 eingebaut sein, die benachbart zu den Nockenwellenlagertürmen gebildet sind. Die Zündkerzenrohre 238B-C können ausreichend bemessen sein, um Zündkerzenrohre aufzunehmen, die an Zylinder gekoppelt sind, welche nicht abschaltbare Einlass- und Auslassventile aufweisen.
Eine Haube mit variabler Nockenansteuerung (VCT) 240 kann an der nachgelagerten Seite 203 des Zylinderkopfs 200 montiert sein. Die VCT-Haube 240 kann eine Vielzahl von gekrümmten ringförmigen Abschnitten 242 und ein Querelement 244, das zwischen den gekrümmten ringförmigen Abschnitten 242 gebildet ist, beinhalten. Jeder gekrümmte ringförmige Abschnitt 242 kann von einer halbrunden Form sein, die sich an den Zylinderkopf 200 koppelt, um eine Öffnung 245 zu bilden. Die Öffnung 245 kann einen Lagerungsabschnitt 243 beinhalten, der ausreichend bemessen ist, um eine Welle 246 aufzunehmen. Die Welle 246 kann einen Abschnitt einer Nockenwelle bilden, die sich durch die Öffnung 245 erstreckt. Wenn sie in der Öffnung 245 eingebaut ist, kann die Welle 246 in flächenteilendem Kontakt mit dem Lagerabschnitt 243 stehen und ein Kopfteilstück 247 der Welle 246 kann sich nach außen und von der Öffnung 245 hinweg erstrecken. Ein vorgelagerter Abschnitt der Welle 246 kann sich durch die Öffnung 232, die zwischen der oberen Wellenhaube 216 und dem Wellenträgereinsatz 210 gebildet ist, erstrecken. Wenn er sich durch die Öffnung 232 erstreckt, kann ein Abschnitt der Welle 246 in flächenteilendem Kontakt mit dem Lagerabschnitt 230 auf dem Nockenträgereinsatz 210 stehen.
Die Vielzahl von Nockenhauben 248 kann an Abschnitten der Lagertürme 252 befestigt sein, um eine Vielzahl von Öffnungen 250 zu bilden. Jede Nockenhaube 248 kann über Befestigungselemente 226, die sich durch Öffnungen (nicht gezeigt) in der Nockenhaube und dem Lagerturm erstrecken, an dem Lagerturm 252 befestigt sein. Jede Öffnung 250 kann ausreichend bemessen sein, um einen Abschnitt der Nockenwelle aufzunehmen, die sich zum Beispiel über den Zylinderkopf 200 erstreckt. Die Zylinderkopfhaube 254, die an die Nockenlagertürme 252 in dem Innern des Zylinderkopfs 200 gekoppelt ist, kann ein Mittel zum Montieren einer Kraftstoffpumpe (nicht gezeigt) bereitstellen. Ein erhöhter Abschnitt 256 der Zylinderkopfhaube 254 kann eine Hauptöffnung 260 beinhalten, um die Kraftstoffpumpe und eine Vielzahl von sekundären Öffnungen 262 aufzunehmen, um Befestigungselemente (nicht gezeigt) zum Befestigen der Kraftstoffpumpe an der Zylinderkopfhaube aufzunehmen. Als Beispiel kann die Kraftstoffpumpe an der Zylinderkopfhaube 254 montiert sein, um Zylindern in dem Motor Kraftstoff bereitzustellen. Obwohl sie als benachbart zu der vorgelagerten Seite 202 des Zylinderkopfs 200 montiert gezeigt wird, kann die Zylinderkopfhaube 254 an anderen geeigneten Positionen auf dem Zylinderkopf montiert sein. Der erhöhte Abschnitt 256 der Zylinderkopfhaube 254 kann durch Schweißen, Bolzen oder andere geeignete Mitteln des mechanischen Zusammenbaus mit einem unteren Abschnitt 258 verbunden sein. Die Zylinderkopfhaube 254 kann an den Nockenwellenlagertürmen 252 montiert sein und unter Verwendung der Vielzahl von Befestigungselementen 264, die sich durch Öffnungen (nicht gezeigt) in dem unteren Abschnitt 258 der Haube erstrecken, befestigt sein. Als Beispiel kann die Zylinderkopfhaube 254 unter Verwendung von Bolzen, Schrauben oder anderer geeigneter Mittel des mechanischen Zusammenbaus an dem Zylinderkopf 200 montiert sein. Wenn sie an den Nockenwellenlagertürmen 252 montiert sind, kann der untere Abschnitt 258 der Zylinderkopfhaube 254 eine Vielzahl von Öffnungen 266 bilden, um einen Abschnitt der Nockenwelle aufzunehmen. Wenn die Nockenwelle durch jegliche der Öffnungen 266 montiert ist, kann sich ein Abschnitt der Nockenwelle in flächenteilendem Kontakt mit Lagerabschnitten 265 auf den Nockenwellenlagertürmen 252 des Zylinderkopfs 200 befinden. Die Nockenwelle kann sich ferner durch Öffnungen 232, die zwischen der VDE-Haube 214, oberen Nockenhaube 216 und Nockenträgereinsatz 210 gebildet sind, erstrecken.
Der Zylinderkopf 200 kann ebenfalls eine erste Reihe von Öffnungen 270-278 auf einem Seitenabschnitt 207 des Zylinderkopfs beinhalten. Eine zweite Reihe von Öffnungen 280-284 kann auf der nachgelagerten Seite 203 des Zylinderkopfs 200 gebildet sein. Ein Dübel 275, der an der nachgelagerten Seite 203 des Zylinderkopfs 200 befestigt ist, kann ein Mittel zum Koppeln des Zylinderkopfs an eine Motorbaugruppe bereitstellen. Ein Seitenabschnitt 209 des Zylinderkopfs 200 kann eine Vielzahl von Stegabschnitten 288 beinhalten, die Schlitze 290 aufweisen. Jeder Stegabschnitt 288 kann sich mit der Außenwand 208 des Zylinderkopfs 200 verbinden.
Auf diese Weise kann der Nockenträgereinsatz 210 auf dem Zylinderkopf 200 montiert sein, um die VDE-Haube 214, die das Magnetventil 236 aufweist, und einen Abschnitt der Nockenwellen, die Ventilbaugruppen steuern, welche an den abschaltbaren Zylinder gekoppelt sind, zu stützen. Ferner kann der Nockenträgereinsatz 210 die VCT-Haube 216, die an einen Ventilzeitsteuerungsmechanismus gekoppelt ist, stützen. Ein Abschnitt der Nockenwelle, der die Ventilbaugruppen steuert, welche an nicht abschaltbare Zylinder in dem Motor gekoppelt sind, können direkt an Nockenwellenlagertürme 252 auf dem Zylinderkopf 200 montiert sein. Durch Montieren eines Abschnitts der Nockenwelle auf dem Nockenträgereinsatz 210 können bestimmte Zylinder in dem Motor abgeschaltet werden, während nicht abschaltbare Zylinder in Betrieb bleiben. Auf diese Weise kann das kompakte Verbauen von Motorkomponenten innerhalb des Zylinderkopfs verbessert werden, während verbesserte Motorleistung gefördert wird. Ferner ist umfangreiches Bearbeiten des Zylinderkopfs nicht nötig, da unterschiedliche Motorarchitekturen, wie etwa VDE oder ein Motor ohne VDE durch Einfügen eines geeigneten Nockenträgereinsatzes erreicht werden können. Zum Beispiel würde der Nockenträgereinsatz abschaltbare Ventile für die Zylinder beinhalten, die in einem VDE-Modus abgeschaltet werden würden, wenn eine VDE-Architektur gewünscht ist. Wenn eine nicht VDE-Architektur gewünscht ist, würde der Nockenträgereinsatz nicht ausschaltbare Ventile beinhalten.
Obwohl er als an einen spezifischen Zylinder gekoppelt beschrieben ist, kann der Nockenträgereinsatz 210 zum Beispiel mit einem beliebigen Zylinder oder einer beliebigen Kombination von Zylindern in dem Motor verwendet werden. In anderen Beispielen kann der Nockenwelleneinsatz 210 in Systemen, bei denen Nockenwellenlagerzapfen über einem Zylinderkopfbolzen positioniert sind, verwendet werden. Auf diese Weise kann mehr Platz für andere Motorkomponenten, wie etwa Ventilantriebsbaugruppen, die an den Zylinderkopf oder eine andere Motorbaugruppe gekoppelt sind, bereitgestellt werden. In weiteren Beispielen kann der Nockenträgereinsatz 210 in Kombination mit einer Kraftstoffpumpe oder einem variablen Ventilhubsystem verwendet werden. In einem Beispiel kann eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe zum Bereitstellen von Kraftstoff an einen oder mehrere Zylinder in dem Motor an den Nockenträgereinsatz 210 gekoppelt sein. Auf diese Weise kann der Nockenträgereinsatz 210 ein Mittel zum hinreichenden Befestigen der Kraftstoffpumpe an dem Motor bereitstellen, während anderen Motorkomponenten Lagerung bereitgestellt wird.
Unter Bezugnahme auf 3 wird eine Draufsicht 300 des Zylinderkopfs 200 offenbart, der den Nockenträgereinsatz 210 aufweist. Der Nockenträgereinsatz 210 kann ein erstes Element 302, ein zweites Element 304, ein drittes Element 306, ein viertes Element 308 und einen Stützkörper 310 beinhalten. Jedes Element 302-310 kann über die Vielzahl von Befestigungselementen 215, die sich durch Öffnungen (nicht gezeigt) in jedem Element erstrecken, an einem Bodenabschnitt des Zylinderkopfs 200 befestigt sein.
Wie in 3 gezeigt beinhaltet das erste Element 302 einen linearen Abschnitt 305, der mit einem ersten ringförmigen Abschnitt 307 und einem zweiten ringförmigen Abschnitt 309 verbunden ist. Das erste Element 302 kann über Befestigungselemente 215, die sich durch die Öffnungen (nicht gezeigt) in dem ersten und zweiten ringförmigen Abschnitt erstrecken, an dem Bodenabschnitt des Zylinderkopfs 200 befestigt sein. Obwohl es nicht gezeigt ist, beinhaltet das erste Element 302 eine Vielzahl von Nockenwellenlagerabschnitten (wie etwa in 2 gezeigte Lagerabschnitte 230). Das zweite Element 304 kann einen linearen Abschnitt 311, einen dritten ringförmigen Abschnitt 313 und einen vierten ringförmigen Abschnitt 315 beinhalten, wobei der dritte ringförmige Abschnitt 313 eine Öffnung 225 aufweist. Das erste Element 304 kann über das Befestigungselement 215, das sich durch eine Öffnung (nicht gezeigt) in dem vierten ringförmigen Abschnitt 315 erstreckt, an den Bodenabschnitt des Zylinderkopfs 200 gekoppelt sein. Das dritte Element 306 kann einen linearen Abschnitt 317 und einen Seitenabschnitt 319 beinhalten. Das dritte Element 306 kann über das Befestigungselement 215, das sich durch eine Öffnung (nicht gezeigt) in dem Seitenabschnitt 319 des Elements erstreckt, an den Zylinderkopf 200 gekoppelt sein. Der lineare Abschnitt 317 des dritten Elements 306 kann Nockenwellenlagerabschnitte (wie etwa in 2 gezeigte Lagerabschnitte 230) beinhalten.
Das vierte Element 308 kann ein linearer Abschnitt sein, der einen gekrümmt Teilstück 321 aufweist. Der Stützkörper 310 kann einen gekrümmten Abschnitt 323 beinhalten, der benachbart zu dem Zündkerzenrohr 238A gebildet ist. Der Stützkörper 310 kann über Befestigungselemente 215, die sich durch Öffnungen (nicht gezeigt) in dem Stützkörper erstrecken, an dem Zylinderkopf befestigt sein. Der Stützkörper 310 kann das erste Element 302 mit dem dritten Element 306 verbinden, um dem Nockenträgereinsatz 210 strukturelle Integrität bereitzustellen. Das erste, zweite, dritte und vierte Element, einschließlich des Stützkörpers, können zusammen verbunden sein, um einen einzigen integralen Nockenträgereinsatz zu bilden, der Lagerabschnitte aufweist, welche eine Nockenwelle, die sich über den Zylinderkopf erstreckt, zu stützen.
Eine Vielzahl von Öffnungen 312, die auf dem Bodenabschnitt des Zylinderkopfs 200 gebildet sind, können ausreichend bemessen sein, um Ventilbaugruppen (nicht gezeigt) aufzunehmen, die an Ventilkomponenten 314 gekoppelt sein können. Eine Motorsteuerung (nicht gezeigt) kann an die Ventilbaugruppen gekoppelt sein, um das Öffnen und Schließen von Einlass- und Auslassanschlüssen in den Motorzylindern zu steuern. Wenn die Einlassanschlüsse offen sind, kann Luft in den Zylinder eingeführt werden, wobei sich die Luft vor Verbrennen mit Kraftstoff mischt. Abgase in dem Zylinder können über die Auslassanschlüsse ausgestoßen werden. Der Zylinderkopf 200 kann ebenfalls Öffnungen 316 und vertiefte Aussparungen 318 beinhalten, um andere Motorkomponenten aufzunehmen.
Auf diese Weise kann der Nockenträgereinsatz 210 eine Vielzahl von Stützelementen beinhalten, die miteinander verbunden sind, wobei jedes Stützelement über die Vielzahl von Befestigungselementen 215, die sich durch Öffnungen in jedem Stützelement und dem Zylinderkopf erstrecken, an den Zylinderkopf 200 gekoppelt sind. Ferner beinhaltet der Nockenträgereinsatz 210 Lagerabschnitte, die dazu konfiguriert sind, Abschnitte der Nockenwelle, die sich über den Zylinderkopf 200 erstrecken, zu stützen. Auf diese Weise kann der Nockenträgereinsatz 210 Lagerung für Abschnitte der Nockenwelle bereitstellen, wobei die verbleibenden Abschnitte der Nockenwelle, die nicht von dem Nockenträger gestützt sind, direkt auf Teilstücken des Zylinderkopfs 200 lagern, wie etwa in 2 gezeigte Lagerabschnitte 265 der Nockenwellenlagertürme 252.
Unter Bezugnahme auf 4 wird eine Querschnittsansicht 400 des Zylinderkopfs 200 offenbart, die ein partielles Teilstück des Nockenträgereinsatzes 210 und eine Vielzahl von Ventilbaugruppen 403 zeigt. Die Querschnittsansicht 400 ist entlang einer Fläche 402 des Zylinderkopfs 200 aufgenommen, bei der ein Abschnitt des Nockenträgereinsatzes 210, der den VCT stützt, entfernt ist.
Das partielle Teilstück des in 4 gezeigten Nockenträgereinsatzes 210 beinhaltet das erste Element 302, das mit Abschnitten des zweiten Elements 304 und vierten Elements 308 verbunden ist. Ein Abschnitt des Stützkörpers 310 ist mit dem ersten Element 302 verbunden. Der Stützkörper 310 kann über das Befestigungselement 215, das sich durch eine in dem Element ausgebildete Öffnung (nicht gezeigt) erstreckt, sicher an den Zylinderkopf 200 angebracht sein, wobei sich ein distales Ende 415 des Befestigungselements 215 nach außen erstreckt. Die an das erste Element 302 montierte VDE-Haube beinhaltet das Magnetventil 236, das in dem ringförmigen Rohr 234 montiert ist, das benachbart zu einem Seitenmontagevorsprung 407 gebildet ist. Die Lagerabschnitte 230 auf dem ersten Element 302 des Nockenträgereinsatzes 210 können in ihrer Form halbkreisförmig sein. Jeder Lagerabschnitt 230 kann ausreichend bemessen sein, um einen Abschnitt der Nockenwelle zu empfangen, die sich durch jede Öffnung 232 erstreckt, welche zwischen dem Träger und der VCT-Haube 216 gebildet ist. Ferner kann jeder obere Lagerabschnitt 405, der auf der VCT-Haube 216 gebildet ist, einen oberen Abschnitt von jeder Öffnung 232 bilden. Wenn die Nockenwelle in einer beliebigen der Öffnungen 232 montiert ist, können der Lagerabschnitt 230 und obere Lagerabschnitt 405 Flächenkontakt mit der Nockenwelle herstellen. Auf diese Weise können Abschnitte der Nockenwelle durch den Nockenträgereinsatz 210 gestützt werden und über Befestigungselemente 226 sicher an dem Zylinderkopf 200 angebracht werden.
Jede Ventilbaugruppe 403 kann einen Schwenkarm 404 beinhalten, der mit einer Ventilstange 406 verbunden ist, die einen Ventilsitz 410 aufweist. Die Ventilstange 406 kann durch eine Feder 408, die sich um die Ventilstange wickelt, umschlossen sein. Ein Abschnitt jeder Ventilbaugruppe 403 kann in einer Öffnung eingebaut sein, die in einem ringförmigen Abschnitt 412 in einem Innenbereich des Zylinderkopfs 200 gebildet ist. Wenn er eingebaut ist, kann der Ventilsitz 410 der Ventilstange 406 innerhalb eines Ventilanschlusses 411 über einem Zylinder 414 liegen. Die Ventilbaugruppe 403 kann ein Mittel zum Steuern von Luftstrom durch Einlassanschlüsse in dem Zylinder 414 und Abgasstrom aus den Auslassanschlüssen in den Zylindern 414 bereitstellen. Eine Vielzahl von Öffnungen 416, die auf der Fläche 402 des Zylinderkopfs 200 gebildet ist, kann ein Mittel zum Bereitstellen von Motorflüssigkeiten an zahlreiche Motorkomponenten bereitstellen. Der Zylinderkopf 200 kann ebenfalls eine Vielzahl von vertieften Schlitzen 418, die auf der Fläche 402 gebildet sind, beinhalten.
Unter Bezugnahme auf 5 wird eine Querschnittsansicht 500 des Zylinderkopfs 200 offenbart, die ein partielles Teilstück des Nockenträgereinsatzes 210 und Ventilbaugruppen 403 zeigt. Die Querschnittsansicht 500 ist entlang einer Fläche 502 des Zylinderkopfs 200 aufgenommen, bei der ein Abschnitt des Nockenträgereinsatzes 210, der den VCT stützt, entfernt ist.
Wie in 5 gezeigt ist der Nockenträgereinsatz 210 über eine Vielzahl von Befestigungselementen 215, die sich durch das erste Element 302 und den Stützkörper 310 des Trägers erstrecken, an einem Innenbereich des Zylinderkopfs 200 montiert. Jede Ventilbaugruppe 403 kann in dem ringförmigen Abschnitt 412 eingebaut sein, der in dem Innenbereich des Zylinderkopfs 200 gebildet ist. Als Beispiel kann jede Ventilbaugruppe 403 in Kammern positioniert sein, die zwischen Stützelementen des Nockenträgereinsatzes 210 gebildet sind. In einem Beispiel kann ein erstes Paar von Ventilbaugruppen 504 in einer ersten Kammer positioniert sein, die zwischen dem ersten Element 302, zweiten Element 304 und Stützkörper 310 gebildet ist. Ein zweites Paar von Ventilbaugruppen 506 kann in einer zweiten Kammer positioniert sein, die zwischen dem ersten Element 302, vierten Element 308 und Stützkörper 310 gebildet ist.
Eine Vielzahl von primären Schlitzen 508 und sekundären Schlitzen 510 kann auf einer Seitenfläche 512 des Zylinderkopfs 200 gebildet sein. Als Beispiel können sowohl die primären Schlitze 508 als auch die sekundären Schlitze ausreichend bemessen sein, um Motorflüssigkeiten an verschiedene Motorkomponenten zu transportieren. In anderen Beispielen kann jeder der primären Schlitze 508 größer sein als jeglicher der sekundären Schlitze 510. Ferner kann der Zylinderkopf 200 einen vertieften Schlitz 514 beinhalten, der es einem Bodenabschnitt des Zylinderkopfs ermöglicht, sich an einer Motorbaugruppe, wie etwa den Zylinderblock, anzubringen.
Unter Bezugnahme auf 6 wird eine schematische Darstellung des Nockenträgereinsatzes 210, der an einer zweiten Ausführungsform eines Zylinderkopfs 600 eines Motors (wie etwa in 1 gezeigter Motor 100) montiert ist, offenbart. Der Zylinderkopf 600 kann eine vorgelagerte Seite 602 und eine nachgelagerte Seite 604 und Seitenabschnitte 605-607 aufweisen. Der Zylinderkopf 600 kann eine Vielzahl von Außenwänden 606-610 beinhalten, die miteinander verbunden sind, um einen umschlossenen Innenbereich des Zylinderkopfs zu bilden. Eine Vielzahl von Kammern 609A-609C kann zwischen den Außenwänden 606-610 und einer Vielzahl von Nockenwellenlagertürmen 614 gebildet sein, die in dem Innenbereich des Zylinderkopfs 600 gebildet ist. Jeder Lagerturm 614 kann sich mit Außenwänden 606 und 610 verbinden und somit den Innenbereich des Zylinderkopfs 600 in Kammern 609A-609C einteilen. Die Kammern 609B-C können vertiefte Aussparungen 611-612 beinhalten, die zwischen der Innenwand 622 und einer Trennwand 627 gebildet sind. Die Lagertürme 614 können mit Lagerabschnitten 615 konfiguriert sein, um einen Abschnitt einer Nockenwelle (wie etwa Nockenwelle 246) zu stützen, die unter Verwendung der Vielzahl von Nockenhauben 248 und Befestigungselementen 226 an dem Zylinderkopf 600 befestigt sein kann. Als Beispiel kann jede Nockenhaube 248 an die Nockenwelle gekoppelt sein und durch Erstrecken jedes Befestigungselements 226 durch eine Öffnung 616 in den Lagertürmen 614 an dem Zylinderkopf 600 befestigt sein.
Wenn er an dem Zylinderkopf 600 montiert ist, kann der Nockenträgereinsatz 210 zum Beispiel in Kammer 609A positioniert sein. In alternativen Beispielen kann der Nockenträgereinsatz 210 an anderen geeigneten Orten innerhalb des Zylinderkopfs 600 positioniert sein. Der Nockenträgereinsatz 210 kann über die Vielzahl von Befestigungselementen 215, die sich durch Öffnungen (nicht gezeigt) in Stützelementen des Trägers erstrecken, wie etwa das erste Element 302, zweite Element 304, dritte Element 306 und Stützkörper 310 des Nockenträgers, an dem Zylinderkopf 600 befestigt sein. Wie in 6 gezeigt, kann der Nockenträgereinsatz 210 Lagerbereiche beinhalten, die dazu konfiguriert sind, die Haube für einen Motor mit variablem Hubraum (VDE) 214 und die obere Nockenhaube 216 zu stützen. Die Zylinderkopfhaube 214 kann über eine Vielzahl von Befestigungselementen 226, die sich durch Öffnungen 217 in der VDE-Haube erstrecken, an dem Nockenträgereinsatz 210 befestigt sein. Die obere Nockenhaube 216 kann über Befestigungselemente 226, die sich durch Öffnungen 228 erstrecken, an dem Nockenträgereinsatz 210 befestigt sein. Wenn sie an dem Nockenträgereinsatz 210 montiert ist, kann eine Öffnung 232 zwischen der VDE-Haube 216 und dem Nockenträgereinsatz gebildet sein. Gleichermaßen kann die obere Nockenhaube 216 an dem Nockenträgereinsatz 210 montiert sein, um eine weitere Öffnung 232 zu bilden. Jede Öffnung 232 kann ausreichend bemessen sein, um eine Nockenwelle aufzunehmen, die sich über den Zylinderkopf 600 erstreckt. Wenn sie sich durch die Öffnung 232 erstreckt, kann die Nockenwelle in flächenteilendem Kontakt mit den Lagerabschnitten 230 auf dem Nockenträgereinsatz 210 stehen.
Eine Vielzahl von Querelementen 222 kann die VDE-Haube 214 über Befestigungselemente 215, die sich durch Öffnungen (nicht gezeigt) in Montagevorsprüngen 220 und der VDE-Haube 214 und Öffnungen (nicht gezeigt) in den Montagevorsprüngen 220 und der oberen Nockenhaube 216 erstrecken, mit der oberen Nockenhaube 216 verbinden. Jeder Montagevorsprung 220 auf der VDE-Haube 214 kann auf einem vertieften Schlitz auf einer Außenfläche der VDE-Haube positioniert sein. Die Montagevorsprünge 220 auf der oberen Nockenhaube 216 können in vertieften Schlitzen auf einer Außenfläche der Nockenhaube positioniert sein und über Befestigungselemente 215 an die Nockenhaube befestigt sind. Als Beispiel kann jedes Befestigungselement 215 eine Baugruppe aus Schraubbolzen und Unterlegscheibe sein, die verwendet wird, um jeden Montagevorsprung, der mit dem Querelement 222 verbunden ist, an der VDE-Haube 216 und oberen Nockenhaube 216 zu befestigen. Jedes Querelement 222 kann eine Vielzahl von drehenden Elementen 224, die an das Element gekoppelt sind, beinhalten. Die Querelemente 222 können als Stützkörper dienen, die der VDE-Haube 214 und oberen Nockenhaube 216 strukturelle Steifigkeit bereitstellen. Die obere Nockenhaube 216 kann ebenfalls das Verbindungselement 219 beinhalten, das in der vertieften Position 218 der Nockenhaube positioniert ist.
Das Magnetventil 236 kann innerhalb des ringförmigen Rohrs 234 der VDE-Haube 214 befestigt sein, um ein Mittel zum Steuern von abschaltbaren Einlass- und Auslassventilen von einem oder mehreren Zylindern (nicht gezeigt), die in einem an dem Zylinderkopf 600 angebrachten Zylinderblock montiert sind, bereitzustellen. Das Magnetventil 236 kann einen sich vertikal erstreckenden Arm 237 beinhalten. Ein Zündkerzenrohr 620A kann in der Öffnung 618A eingebaut sein, die in dem Innern des Zylinderkopfs 600 gebildet ist, das benachbart zu dem gekrümmten Abschnitt 323 des Stützkörpers 310 ist. Das Zündkerzenrohr 620A kann ausreichend bemessen sein, um eine Zündkerze zum Entzünden einer Luft-Kraftstoff-Mischung in dem abschaltbaren Zylinder, der unter dem Zylinderkopf 600 positioniert ist, aufzunehmen. Im Gegensatz dazu können die Zündkerzenrohre 620B-620C in Öffnungen 618B-618C eingebaut sein, die benachbart zu den Nockenwellenlagertürmen 614 gebildet sind. Die Zündkerzenrohre 620B-620C können ausreichend bemessen sein, um Zündkerzenrohre aufzunehmen, die an Zylinder gekoppelt sind, welche nicht abschaltbare Einlass- und Auslassventile aufweisen.
Die Haube mit variabler Nockenansteuerung (VCT) 240 kann an der nachgelagerten Seite 604 des Zylinderkopf 600 montiert sein. Die VCT-Haube 240 kann gekrümmte ringförmige Abschnitte 242 und ein Querelement 244 beinhalten, das zwischen den gekrümmten ringförmigen Abschnitten 242 gebildet ist. Jeder gekrümmte ringförmige Abschnitt 242 kann von einer halbrunden Form sein, und kann sich an den Zylinderkopf 600 koppeln, um eine Öffnung 245 zu bilden. Die Öffnung 245 kann ausreichend bemessen sein, um einen Abschnitt einer Nockenwelle, wie etwa eine Welle 246 aufzunehmen. Wenn sie an dem Zylinderkopf 600 montiert ist, kann ein Abschnitt der Welle 246 in flächenteilendem Kontakt mit dem Lagerabschnitt 243 auf dem Zylinderkopf 600 stehen und ein Kopfteilstück 247 der Welle 246 kann sich nach außen und von dem Umfang der Öffnung hinweg erstrecken.
Ein vorgelagerter Abschnitt der Welle 246 kann sich durch die Öffnung 232, die zwischen der oberen Wellenhaube 216 und dem Wellenträgereinsatz 210 gebildet ist, erstrecken. Wenn er sich durch die Öffnung 232 erstreckt, kann ein Abschnitt der Welle 246 in flächenteilendem Kontakt mit den Lagerabschnitten 230 auf dem Nockenträgereinsatz 210 stehen. Die Nockenwelle kann sich den Lagertürmen 614 weiter vorgelagert erstrecken, wo die Welle von den Lagerabschnitten 615 gestützt werden kann. Wenn sie durch die Lagertürme 614 gestützt ist, kann ein Abschnitt der Nockenwelle in flächenteilendem Kontakt mit den Lagerabschnitten 615 auf den Türmen stehen. Die Vielzahl von Nockenhauben 248 kann an einen oberen Abschnitt der Lagertürme 614 befestigt sein, um Öffnungen 650 zu bilden. Jede Nockenhaube 248 kann über Befestigungselemente 226, die sich durch Öffnungen (nicht gezeigt) in der Nockenhaube und dem Lagerturm 614 erstrecken, an den Lagerturm 614 befestigt sein. Jede Öffnung 650 kann ausreichend bemessen sein, um einen Abschnitt der Nockenwelle aufzunehmen, die sich über den Zylinderkopf 600 erstreckt.
Der Innenbereich des Zylinderkopfs 600 kann eine Vielzahl von Ventilbaugruppen 624 und 626 beinhalten. Jede Ventilbaugruppe 624 kann in Öffnungen (nicht gezeigt) eingebaut sein, die benachbart zu den Lagertürmen 614 gebildet sind, und entweder die Innenwände 622 oder die Trennwand 627 gekoppelt sein. Die Ventilbaugruppen 624 können nicht abschaltbare Einlass- und Auslassventile von Zylindern, die in einem Zylinderblock (nicht gezeigt) montiert sind, der an dem Zylinderkopf 600 angebracht ist, beinhalten. Die Ventilbaugruppen 626 können in Öffnungen (nicht gezeigt) in einem Innenbereich positioniert sein, der von dem Nockenträgereinsatz 210 in der Kammer 609A umschlossen ist. Die Ventilbaugruppen 626 können abschaltbare Einlass- und Auslassventile von Zylindern (nicht gezeigt), die in dem Zylinderblock montiert sind, der an dem Zylinderkopf 600 angebracht ist, beinhalten.
Der Zylinderkopf 600 kann eine erste Reihe von Öffnungen 632-636 auf einem Seitenabschnitt 607 des Zylinderkopfs beinhalten. Eine zweite Reihe von Öffnungen 642-648 kann auf der vorgelagerten Seite 602 des Zylinderkopf 200 bereitgestellt sein. Ein Dübel 640, der an der nachgelagerten Seite 604 des Zylinderkopfs 600 befestigt ist, kann ein Mittel zum Koppeln des Zylinderkopfs an eine Motorbaugruppe bereitstellen. Ein Seitenabschnitt 609 des Zylinderkopfs 600 kann eine Vielzahl von Stegabschnitten 288 beinhalten, die Schlitze 290 aufweisen. Jeder Stegabschnitt 288 kann sich mit der Außenwand 610 des Zylinderkopfs 600 verbinden.
Auf diese Weise kann der Nockenträgereinsatz 210 auf dem Zylinderkopf 600 montiert sein, um die VDE-Haube 214, die das Magnetventil 236 aufweist, und einen Abschnitt der Nockenwelle, die an die Ventilbaugruppen 626 gekoppelt sein kann, welche an den abschaltbaren Zylinder gekoppelt sind, zu stützen. Ferner kann der Nockenträgereinsatz 210 die VCT-Haube 216, die an einen Ventilzeitsteuerungsmechanismus gekoppelt ist, stützen. Ein Abschnitt der Nockenwelle, der an die Ventilbaugruppen 624 gekoppelt sein kann, die an die nicht abschaltbaren Zylinder gekoppelt sein können, kann an den Nockenwellentürmen 614 auf dem Zylinderkopf 600 montiert sein. Durch Koppeln eines Abschnitts der Nockenwelle auf dem Nockenträgereinsatz 210, können die abschaltbaren Einlass- und Auslassventile der bestimmten Zylinder in dem Motor abgeschaltet werden, während die nicht abschaltbaren Einlass- und Auslassventile der verbleibenden Zylinder in Betrieb bleiben. Auf diese Weise kann das kompakte Verbauen von Motorkomponenten innerhalb des Zylinderkopfs 600 verbessert werden, während die Kraftstoffeffizienz gefördert wird.
Obwohl er als an einen spezifischen Zylinder gekoppelt beschrieben ist, kann der Nockenträgereinsatz 210 zum Beispiel mit einem beliebigen Zylinder oder einer beliebigen Kombination von Zylindern in dem Motor verwendet werden. In weiteren Beispielen kann der Nockenwelleneinsatz 210 in Systemen, bei denen Nockenwellenlagerzapfen über einem Zylinderkopfbolzen positioniert sind, verwendet werden. Auf diese Weise kann mehr Platz für andere Motorkomponenten, wie etwa Ventilantriebsbaugruppen, die an den Zylinderkopf 600 oder andere Motorbaugruppe gekoppelt sind, bereitgestellt werden. In anderen Beispielen kann der Nockenträgereinsatz 210 in Kombination mit einer Kraftstoffpumpe oder einem variablen Ventilhubsystem verwendet werden. In einem Beispiel kann eine Hochdruck-Kraftstoffpumpe zum Bereitstellen von Kraftstoff an einen oder mehrere Zylinder in dem Motor an den Nockenträgereinsatz 210 gekoppelt sein. Auf diese Weise kann der Nockenträgereinsatz 210 ein Mittel zum hinreichenden Befestigen der Kraftstoffpumpe an dem Motor bereitstellen, während anderen Motorkomponenten Lagerung bereitgestellt wird.
Unter Bezugnahme auf 7 wird eine Draufsicht 700 des Zylinderkopfs 600 offenbart, der den Nockenträgereinsatz 210 aufweist. Der Nockenträgereinsatz 210 kann das erste Element 302, zweite Element 304, dritte Element 306, vierte Element 308 und den Stützkörper 310 beinhalten. Jedes Element 302-310 kann über die Vielzahl von Befestigungselementen 215, die sich durch Öffnungen (nicht gezeigt) in jedem Element erstrecken, an einem Bodenabschnitt des Zylinderkopfs 600 befestigt sein. Der Zylinderkopf 600 kann ebenfalls Öffnungen 611 und vertiefte Aussparungen 612 beinhalten, um andere Motorkomponenten aufzunehmen.
Wie in 7 gezeigt, kann eine Vielzahl von Öffnungen 702-704, die im Innern des Zylinderkopfs 600 gebildet sind, ausreichend bemessen sein, um die jeweiligen Ventilbaugruppen 624-626 zu empfangen. Die Ventilbaugruppen 624-626 können durch eine Motorsteuerung eingestellt werden, um Einlass von Luft in Motorzylinder und Ausfluss von Abgas aus den Zylindern während Motorbetrieb zu steuern. Jede Ventilbaugruppe 624 kann einen Schwenkarm 706 und eine Feder 708 beinhalten, die einen Ventilschaft (wie etwa die in den 4-5 gezeigte Ventilstange 406) umschließt. Der Schwenkarm 706 von jeder Ventilbaugruppe 624 kann sich mit der Innenwand 613 (oder Trennwand 627) und der Ventilstange verbinden. Als Beispiel kann sich der Schwenkarm 706 mit der Innenwand 613 oder Trennwand 627) über einen Bolzen oder ein anderes geeignete Mittel des mechanischen Zusammenbaus verbinden. Die Ventilbaugruppen 624 können nicht abschaltbare Einlass- und Auslassventile von Zylindern (nicht gezeigt), die an dem Zylinderblock montiert sind, der an dem Zylinderkopf angebracht ist, beinhalten.
Gleichermaßen kann jede Ventilbaugruppe 626 einen Schwenkarm 710 und eine Feder 712 beinhalten, die eine Ventilstange (wie etwa die in den 4-5 gezeigte Ventilstange 406) umschließt. Der Schwenkarm 710 von jeder Ventilbaugruppe 626 kann mit einem Bodenabschnitt des Zylinderkopfs 600 und einer Ventilstange (z. B. die in den 4-5 gezeigte Ventilstange 406) verbunden sein. Als Beispiel kann der Schwenkarm 710 mit der Unterseite des Zylinderkopfs 600 über einen Bolzen oder ein anderes geeignetes Mittel des mechanischen Zusammenbaus verbunden sein. Die Ventilbaugruppen 626 können abschaltbare Einlass- und Auslassventile von einem oder mehreren Zylindern (nicht gezeigt), die in dem Zylinderblock montiert sind, der an dem Zylinderkopf 600 angebracht ist, beinhalten.
Eine Nockenwelle, die sich über den Zylinderkopf 600 erstreckt, kann durch die Lagerabschnitte 615 der Lagertürme 614 und Lagerabschnitte auf dem Nockenträgereinsatz 210 (z. B. in 6 gezeigte Lagerabschnitte 230) gestützt sein. Wenn sie an den Lagertürmen 614 montiert sind, können Abschnitte der Nockenwelle in Kontakt mit den Ventilbaugruppen 624 treten, um das Öffnen und Schließen von nicht abschaltbaren Ventilanschlüssen (nicht gezeigt) einer ersten Gruppe von Zylindern zu steuern. Ein anderer Abschnitt der Nockenwelle kann in Kontakt mit den Ventilbaugruppen 626 treten, um das Öffnen und Schließen von abschaltbaren Ventilanschlüssen einer zweiten Gruppe von Zylindern zu steuern.
Auf diese Weise beinhaltet der Zylinderkopf 600 Nockenwellenlagertürme 614, die mit Lagerabschnitten 615 konfiguriert sind, um erste Abschnitte der Nockenwelle zu stützen, und den Nockenträgereinsatz 210, der Lagerabschnitte aufweist, die dazu konfiguriert sind, um zweite Abschnitte der Nockenwelle zu stützen. Auf diese Weise können die zweiten Abschnitte der Nockenwelle, die benachbart zu dem Nockenträgereinsatz 210 ist, die abschaltbaren Einlass- und Auslassventile der zweiten Gruppe von Zylindern steuern, wobei zweite Abschnitte der Nockenwelle benachbart zu den Lagertürmen nicht abschaltbare Einlass- und Auslassventile einer ersten Gruppe von Zylindern in dem Motor steuern können.
Unter Bezugnahme auf die 8 -9 wird eine dreidimensionale Ansicht 800 bzw. eine alternative dreidimensionale Ansicht 900 der zweiten Ausführungsform des Zylinderkopfs 600 offenbart. Der Zylinderkopf 600 beinhaltet den Nockenträgereinsatz 210, die Ventilbaugruppen 624-626 und eine Ölzufuhrschaltung 805, die mit verschiedenen Motorkomponenten verbunden sind. Die Ölzufuhrschaltung 805 kann eine Vielzahl von aufsteigenden Leitungen 822, Strömungsleitungen 824-826, abgewinkelten Strömungsleitungen 834 und eine Querströmungsleitung 836 beinhalten. Der Nockenträgereinsatz 210 kann eine Öffnung 807 zum Aufnehmen von Motoröl aus der Ölzufuhrschaltung 805 beinhalten. Der Zylinderkopf 600 kann ein vorgelagertes Ende 802 und ein nachgelagertes Ende 804 beinhalten. Das nachgelagerte Ende 804 kann eine Vielzahl von Öffnungen 838-840 beinhalten.
Wie in 8 gezeigt, kann die Ölzufuhrschaltung 805 fluidisch über die Vielzahl von aufsteigenden Leitungen 822 mit dem Nockenträgereinsatz 210 verbunden sein. Eine oder mehrere der aufsteigenden Leitungen 822 können fluidisch mit einer Fluidquelle gekoppelt sein, die unter einer Bodenfläche 806 des Zylinderkopfs 600 positioniert ist. Die Strömungsleitungen 824-826 können fluidisch an die aufsteigende Leitung 822 gekoppelt sein und können dazu konfiguriert sein, verschiedenen Motorkomponenten Motorfluide, wie etwa Motoröl, zuzuführen. Die aufsteigende Leitung 822 kann ebenfalls an eine Öffnung (nicht gezeigt) in dem Nockenträgereinsatz 210 gekoppelt sein. Die Strömungsleitung 824 kann mit einem ringförmigen Stopfen 828 verbunden sein, der benachbart zu einem vorgelagerten Ende 802 des Zylinderkopfs 600 positioniert ist. Die Strömungsleitung 826 kann mit einem ringförmigen Stopfen 830 verbunden sein, der benachbart zu einem nachgelagerten Ende 804 des Zylinderkopfs 600 positioniert ist. Der ringförmige Stopfen 830 kann eine Öffnung 832 an dem nachgelagerten Ende 804 des Zylinderkopfs 600 aufweisen. Die abgewinkelten Strömungsleitungen 834 der Ölzufuhrschaltung 805 können sich mit der Öffnung 245 verbinden, die einen Abschnitt der Nockenwelle stützen kann. In diesem Fall kann die Welle 246 durch Motorfluide, die durch die abgewinkelten Strömungsleitungen 834 zugeführt werden, geschmiert sein. Jede abgewinkelte Strömungsleitung 834 kann sich mit der Querströmungsleitung 836, die über das Innere des Zylinderkopfs 600 positioniert ist, verbinden. Die Querströmungsleitung 836 kann sich mit einer der Strömungsleitungen 826 verbinden, die sich mit der aufsteigenden Leitung 822, die zu der Ölzufuhrquelle führt, verbindet.
Wie in den 8-9 gezeigt, können die Ventilbaugruppen 624-626 an dem Zylinderkopf 600 montiert sein, um das Öffnen und Schließen von Einlass- und Auslassanschlüssen in Zylindern 809, die in einem Zylinderblock montiert sind, der an der Bodenfläche 806 des Zylinderkopfs 600 befestigt ist, zu steuern. Die Ventilbaugruppen 624-626 können eingestellt werden, um Einlass von Luft in Zylinder 809 und Ausfluss von Abgas aus Zylindern 809 während Motorbetrieb zu steuern. Jede Ventilbaugruppe 624 kann den Schwenkarm 706, die eine Ventilstange 808 umschließende Feder 708 beinhalten, die mit einem in dem Zylinder 809 angeordneten Ventilsitz 810 verbunden ist. Der Schwenkarm 706 kann ebenfalls mit einem Spielausgleichselement 812 verbunden sein. Jede Ventilbaugruppe 624 kann zum Beispiel nicht abschaltbare Einlass- und Auslassventile einer ersten Gruppe von Zylindern aufweisen.
Gleichermaßen kann jede Ventilbaugruppe 626 den Schwenkarm 710 und die eine Ventilstange 818 umschließende Feder 712 beinhalten, die mit einem in dem Zylinder 809 angeordneten Ventilsitz 820 verbunden ist. Der Schwenkarm 710 auf jeder Ventilbaugruppe 626 kann sich mit einem Spielausgleichselement 816 verbinden, das an eine Öffnung (z. B. in 3 gezeigte Öffnung 312) in dem Zylinderkopf 600 gekoppelt sein kann. Die Ventilbaugruppen 626 können abschaltbare Einlass- und Auslassventile einer zweiten Gruppe von Zylindern aufweisen, die in dem Zylinderblock wie ferner nachstehend unter Bezugnahme auf die 10-11 offenbart montiert sind. Wenn sie wie in 9 gezeigt in eine geschlossene Ventilposition eingestellt werden, kann jede innere Oberfläche 902-904 von jedem Ventilsitz 810-820 in dem Zylinder 809 angeordnet sein. Die Bodenfläche 806 des Zylinderkopfs 600 kann eine Vielzahl von Öffnungen beinhalten, um den Austausch von Flüssigkeiten zwischen dem Zylinderkopf und -block zu ermöglichen. Das vorgelagerte Ende 802 des Zylinderkopfs 600 kann eine Vielzahl von Öffnungen 910-914 beinhalten. Die Öffnungen 912 können sich mit der Ölzufuhrschaltung 805 in dem Zylinderkopf 600 verbinden.
Unter Bezugnahme auf die 10-11 wird eine dreidimensionale Ansicht 1000 bzw. eine alternative dreidimensionale Ansicht 1100 des Nockenträgereinsatzes 210 und der Ventilbaugruppen 624-626 offenbart. Eine erste Gruppe von Ventilbaugruppen 1016 und eine zweite Gruppe von Ventilbaugruppen 1018 können außerhalb des Nockenträgereinsatzes 210 positioniert sein. Eine dritte Gruppe von Ventilbaugruppen 1020 kann in einem Innenbereich, der von Elementen 302-310 des Nockenträgereinsatzes 210 umschlossen ist, positioniert sein.
Der Nockenträgereinsatz 210 kann über eine Vielzahl von Befestigungselementen 215, die sich durch Öffnungen erstrecken können, die auf den Elementen 302-310 des Nockenträgers gebildet sind, an einem Zylinderkopf (z. B. in den 6-9 gezeigter Zylinderkopf 600) befestigt sein. Wenn sie auf dem Zylinderkopf montiert sind, kann sich ein stangenförmiger Abschnitt 1002 jedes Befestigungselements 215 in einen Schlitz, der auf einem Bodenabschnitt des Zylinderkopfs gebildet ist, erstrecken, und eine Außenfläche 1004 von jedem Element 302-310 kann in flächenteilendem Kontakt mit dem Bodenabschnitt des Zylinderkopfs stehen. Der Nockenträgereinsatz 210 kann ebenfalls eine Vielzahl von Öffnungen 1008, die auf einer Bodenfläche 1010 von jedem Element 302-310 des Trägers gebildet sind, beinhalten. Die Vielzahl von Öffnungen 1008 in dem Nockenträgereinsatz 210 kann sich mit Ölzufuhrleitungen, wie etwa den in den 8-9 gezeigten aufsteigenden Leitungen 822, verbinden. Die VDE-Haube 214 und VCT-Haube 216 können über die Vielzahl von Befestigungselementen 226, die sich in die auf dem Nockenträger, der VDE- und VCT-Haube gebildeten Öffnung 1007 erstrecken können, an dem Nockenträgereinsatz 210 befestigt werden. Wenn es in der Öffnung 1007 in der VDE-Haube und dem Nockenträgerreinsatz 210 eingebaut ist, kann sich ein distales Ende 1006 des Befestigungselements 226 nach unten von dem Bodenabschnitt 1010 des Nockenträgers erstrecken.
Wie in den 10-11 gezeigt kann jede der ersten Gruppe von Ventilbaugruppen 1016 und der zweiten Gruppe von Ventilbaugruppen 1018 nicht abschaltbare Einlass- und Auslassventile eines ersten und eines zweiten Zylinders in dem Motor beinhalten. Die erste und zweite Gruppe von Ventilbaugruppen beinhalten die Vielzahl von Ventilbaugruppen 624, wobei jede Ventilbaugruppe 624 den Schwenkarm 706 verbunden mit der Ventilstange 808, die von der Feder 708 umschlossen ist, aufweist. Der Schwenkarm 706 kann ebenfalls mit dem Spielausgleichselement 812 verbunden sein. Der Ventilsitz 810, der an einem Bodenabschnitt der Ventilstange 808 gebildet ist, kann die innere Fläche 902 beinhalten, die eine Öffnung 1014 aufweist, welche sich in die Ventilstange erstreckt. Die dritte Gruppe von Ventilbaugruppen 1020 kann abschaltbare Einlass- und Auslassventile für einen dritten Zylinder in dem Motor beinhalten. Die dritte Gruppe von Ventilbaugruppen 1020 beinhaltet die Vielzahl von Ventilbaugruppen 626, wobei jede Ventilbaugruppe 626 den Schwenkarm 710 verbunden mit der Ventilstange 818, die von der Feder 712 umschlossen ist, aufweist. Der Schwenkarm 710 kann den zylindrischen Abschnitt 814, der mit dem Spielausgleichselement 816 verbunden ist, beinhalten. Der Ventilsitz 820, der an einem Bodenabschnitt der Ventilstange 818 gebildet ist, kann die innere Fläche 904 beinhalten, die eine Öffnung 1015 aufweist, welche sich in die Ventilstange erstreckt. Die dritte Gruppe von Ventilbaugruppen 1020 kann in dem Innenbereich des Nockenträgereinsatzes 210 positioniert sein, um das Öffnen und Schließen der abschaltbaren Einlass- und Auslassanschlüsse in dem dritten Zylinder zu steuern.
Unter Bezugnahme auf 8, wenn sie auf dem Zylinderkopf 600 montiert sind, können erste Abschnitte der Nockenwelle in flächenteilendem Kontakt mit den Lagerabschnitten 615 der Lagertürme 614 stehen. Zweite Abschnitte der Nockenwelle können in flächenteilendem Kontakt mit den Lagerabschnitten 230 auf dem Nockenträgereinsatz 210 stehen. Während des Motorbetriebs kann ein Abschnitt der Nockenwelle, die benachbart zu den Nockenwellenlagertürmen 614 ist, (und in Kontakt mit jeder Ventilbaugruppe 624) eine vertikale Position des Schwenkarms 706 durch Zusammendrücken der Feder 708 und Drücken der Ventilstange 808 in dem Innern des Zylinders 809 einstellen, um entweder den Einlass- oder Auslassanschluss der ersten Gruppe von Zylindern zu öffnen. Jeder Einlass- oder Auslassanschluss kann durch Loslassen der Feder 708 und Drücken der Ventilstange 808 nach oben geschlossen werden.
Die zweiten Abschnitte der Nockenwelle, die auf den Lagerabschnitten 230 des Nockenträgereinsatzes 210 montiert sind, können Kontakt mit jeder Ventilbaugruppe 626 herstellen (die an die abschaltbaren Einlass- und Auslassanschlüsse der zweiten Gruppe von Zylindern gekoppelt ist), um eine vertikale Position des Schwenkarms 709 und der Ventilstange 818 einzustellen. Durch Einstellen der vertikalen Position des Schwenkarms 709 und der Ventilstange 818 können die abschaltbaren Einlass- und Auslassanschlüsse der zweiten Gruppe von Zylindern während des Motorbetriebs geöffnet und geschlossen werden.
Auf diese Weise beinhaltet der Zylinderkopf 600 die Nockenwellenlagertürme 614, um erste Abschnitte der Nockenwelle zu stützen, und den Nockenträgereinsatz 210, der Lagerabschnitte 230 aufweist, die dazu konfiguriert sind, zweite Abschnitte der Nockenwelle zu stützen. Durch das Montieren der zweiten Abschnitte der Nockenwelle auf dem Nockenträgereinsatz 210 können Teilstücke der Nockenwelle, die benachbart zu dem Nockenträgereinsatz 210 ist, die abschaltbaren Einlass- und Auslassventile der zweiten Gruppe von Zylindern steuern, wobei die ersten Abschnitte der Nockenwelle benachbart zu den Lagertürmen 614 nicht abschaltbare Einlass- und Auslassventile der ersten Gruppe von Zylindern in dem Motor steuern können.
In einem Beispiel umfasst ein System: einen Zylinderkopf mit einem Nockenwellenlagerturm; einen Nockenträgereinsatz, der auf dem Zylinderkopf positioniert ist; und eine Nockenwelle, wobei die Nockenwelle direkt von dem Nockenwellenlagerturm gestützt wird und direkt von dem Nockenträgereinsatz gestützt wird. In dem vorhergehenden Beispiel ist der Nockenträgereinsatz zusätzlich oder wahlweise direkt auf dem Zylinderkopf montiert. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der Nockenwellenlagerturm zusätzlich oder wahlweise integral zu und monolithisch mit dem Zylinderkopf. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist die Nockenwelle zusätzlich oder wahlweise an einen variablen Hubraummechanismus gekoppelt, um ein oder mehrere Einlass- oder Auslassventile von einem oder mehreren Zylindern, die an den Zylinderkopf gekoppelt sind, abzuschalten. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele verbindet sich der Nockenwellenlagerturm zusätzlich oder wahlweise mit Seitenwänden des Zylinderkopfs, um eine starre Stützstruktur zu bilden, die Lagerabschnitte aufweist, welche die Nockenwelle und ein Kraftstoffpumpenuntergestell stützen. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele kann das System zusätzlich oder wahlweise ferner einen variablen Nockenansteuerungsmechanismus umfassen, der durch einen Nockenwellenlagerturm des Zylinderkopfs gestützt wird.
Ferner beinhalten der Nockenwellenlagerturm und der Nockenträgereinsatz in einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele Lagerabschnitte, die einen Motormechanismus mit variablem Hubraum, eine Haube mit variabler Zeitsteuerung und die Nockenwelle stützen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele sind zusätzlich oder wahlweise Abschnitte der Nockenwelle, die sich mit abschaltbaren Ventilen verbinden, an den Nockenträger gekoppelt, wobei unterschiedliche Abschnitte der Nockenwelle, die sich mit nicht abschaltbaren Ventilen verbinden, an die Nockenwellenlagertürme des Zylinderkopfs gekoppelt sind. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das System ferner zusätzlich oder wahlweise einen Zylinderblock, der an den Zylinderkopf gekoppelt ist. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das System ferner zusätzlich oder wahlweise eine Abdeckung, die über die Nockenwelle gekoppelt ist, um die Nockenwelle und den Nockenträger an den Zylinderkopf zu umschließen. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das System ferner zusätzlich oder wahlweise eine Kraftstoffpumpe, die an dem Zylinderkopf montiert ist.
In einem weiteren Beispiel umfasst ein System: einen Zylinderkopf mit einem Nockenwellenlagerturm; einen Nockenträgereinsatz, der in dem Zylinderkopf positioniert ist, und asymmetrisch auf eine Seite des Kopfes versetzt ist; und eine Nockenwelle, wobei die Nockenwelle erste Bereiche aufweist, die lediglich direkt an Lageroberflächen des Nockenwellenlagerturms gekoppelt sind und ferner zweite, unterschiedliche Bereiche aufweist, die lediglich direkt an Oberflächen des Nockenträgereinsatzes gekoppelt sind. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist der Nockenträger zusätzlich oder wahlweise zwischen der Nockenwelle und dem Zylinderkopf gekoppelt und direkt dazwischen eingesetzt, ohne jegliche andere Komponenten dazwischen. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele ist kein Nockenträger zwischen dem ersten Bereich der Nockenwelle und dem Zylinderkopf gekoppelt.
In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet das System zusätzlich oder wahlweise ferner einen variablen Nockenansteuerungsmechanismus, der durch den Nockenwellenlagerturm des Zylinderkopfs gestützt wird. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele umfasst das System ferner zusätzlich oder wahlweise eine obere Haube, die an den Nockenträger gekoppelt ist, um die Nockenwelle sicher an den Zylinderkopf anzubringen. In einem oder allen der vorhergehenden Beispiele beinhaltet der Nockenträgereinsatz zusätzlich oder wahlweise Lagerabschnitte, die einen Motormechanismus mit variablem Hubraum stützen, um ein oder mehrere Einlass- oder Auslassventile von einem oder mehreren Zylindern, die an den Zylinderkopf gekoppelt sind, abzuschalten. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispielen beinhaltet der Motormechanismus mit variablem Hubraum zusätzlich oder wahlweise ein Magnetventil. In einem beliebigen oder allen der vorhergehenden Beispiele verbinden sich die ersten Bereiche der Nockenwelle zusätzlich oder wahlweise mit nicht abschaltbaren Ventilen in dem Zylinderkopf und die zweiten Bereiche der Nockenwelle verbinden sich mit abschaltbaren Ventilen in dem Zylinderkopf.
Ein alternatives Beispielsystem umfasst: einen Zylinderkopf mit einem Nockenwellenlagerturm; einen Nockenträgereinsatz, der in dem Zylinderkopf positioniert ist, und asymmetrisch auf eine Seite des Kopfes versetzt ist; einen Motormechanismus mit variablem Hubraum, der an den Nockenträgereinsatz gekoppelt ist; und einen Mechanismus für variable Nockenansteuerung, der an den Nockenwellenlagerturm des Zylinderkopfs gekoppelt ist. 1-11 zeigen beispielhafte Konfigurationen mit einer relativen Positionierung der verschiedenen Komponenten. Falls derartige Elemente so gezeigt sind, dass sie einander direkt berühren oder direkt miteinander gekoppelt sind, können sie in mindestens einem Beispiel als sich direkt berührend bzw. direkt gekoppelt bezeichnet werden. Gleichermaßen können Elemente, die aneinander anliegend oder zueinander benachbart gezeigt sind, in mindestens einem Beispiel aneinander anliegend bzw. zueinander benachbart sein. Zum Beispiel können Komponenten, die in flächenteilendem Kontakt zueinander liegen als in flächenteilendem Kontakt bezeichnet werden. Als ein weiteres Beispiel können Elemente, die voneinander getrennt positioniert sind, wobei nur ein Raum dazwischen ist und keine anderen Komponenten, in mindestens einem Beispiel als solche bezeichnet werden. Als noch ein weiteres Beispiel können Elemente, die über-/untereinander, an gegenüberliegenden Seiten voneinander oder links/rechts voneinander gezeigt sind, relativ zueinander als solche bezeichnet werden. Ferner kann, wie in den Figuren gezeigt, ein oberstes Element oder ein oberster Punkt eines Elements in mindestens einem Beispiel als ein „Oberteil“ der Komponente bezeichnet werden und ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements als ein „Unterteil“ der Komponente bezeichnet werden. Im hier verwendeten Sinne kann sich Oberteil/Unterteil, obere(r/s)/untere(r/s), über/unter auf eine vertikale Achse der Figuren beziehen und dazu verwendet werden, die Positionierung von Elementen der Figuren relativ zueinander zu beschreiben. Demnach sind Elemente, die über anderen Elementen gezeigt sind, in einem Beispiel vertikal über den anderen Elementen positioniert. Als noch ein weiteres Beispiel können Formen der Elemente, die in den Figuren dargestellt sind, als diese Formen (z. B. kreisförmig, gerade, eben, gekrümmt, abgerundet, abgeschrägt, abgewinkelt oder dergleichen) aufweisend bezeichnet werden. Ferner können Elemente, die so gezeigt sind, dass sie einander schneiden, in zumindest einem Beispiel als sich schneidende Elemente oder einander schneidend bezeichnet werden. Noch ferner kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements oder außerhalb eines anderen Elements gezeigt ist, in einem Beispiel als solches bezeichnet werden.
Es ist zu beachten, dass die hierin beinhalteten beispielhaften Steuer- und Schätzroutinen mit verschiedenen Motor- und/oder Fahrzeugsystemkonfigurationen verwendet werden können. Die hierin offenbarten Steuerverfahren und -routinen können als ausführbare Anweisungen in einem nichtflüchtigen Speicher gespeichert und durch das Steuersystem, das die Steuerung in Kombination mit den verschiedenen Sensoren, Aktoren und sonstiger Motorhardware beinhaltet, ausgeführt werden. Die hier beschriebenen konkreten Routinen können eine oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl von Verarbeitungsstrategien, wie etwa ereignisgesteuert, unterbrechungsgesteuert, Multitasking, Multithreading und dergleichen, darstellen. Demnach können verschiedene veranschaulichte Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen in der veranschaulichten Abfolge oder parallel durchgeführt oder in einigen Fällen weggelassen werden. Gleichermaßen ist die Verarbeitungsreihenfolge nicht zwingend erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen Ausführungsbeispiele zu erzielen; vielmehr wird sie zur einfacheren Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Eine(r) oder mehrere der veranschaulichten Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen können je nach konkret eingesetzter Strategie wiederholt durchgeführt werden. Ferner können die beschriebenen Handlungen, Vorgänge und/oder Funktionen grafisch Code darstellen, der in nichtflüchtigen Speicher des computerlesbaren Speichermediums in dem Motorsteuersystem zu programmieren ist, wobei die beschriebenen Handlungen durch Ausführen der Anweisungen in einem System, das die verschiedenen Motorhardwarekomponenten in Kombination mit der elektronischen Steuerung beinhaltet, ausgeführt werden.
Es versteht sich, dass die hier offenbarten Konfigurationen und Routinen beispielhafter Natur sind und diese konkreten Ausführungsformen nicht in einschränkendem Sinn aufzufassen sind, da zahlreiche Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die vorstehende Technologie auf V-6-, I-4-, I-6-, V-12-, 4-Zylinder-Boxer- und andere Motortypen angewendet werden. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuartigen und nicht naheliegenden Kombinationen und Unterkombinationen der unterschiedlichen Systeme und Konfigurationen und weitere hier offenbarte Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften.
Die folgenden Patentansprüche legen insbesondere bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen dar, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden. Diese Patentansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Derartige Patentansprüche sollten dahingehend verstanden werden, dass sie die Einbeziehung eines oder mehrerer solcher Elemente beinhalten und zwei oder mehr solcher Elemente weder erfordern noch ausschließen. Andere Kombinationen und Unterkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch Änderung der vorliegenden Patentansprüche oder durch Einreichung neuer Patentansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Derartige Patentansprüche werden unabhängig davon, ob sie im Vergleich zu den ursprünglichen Patentansprüchen einen weiteren, engeren, gleichen oder unterschiedlichen Umfang aufweisen, ebenfalls als im Gegenstand der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1895111 [0003]

Claims

System, das Folgendes umfasst: einen Zylinderkopf mit einem Nockenwellenlagerturm; einen Nockenträgereinsatz, der auf dem Zylinderkopf positioniert ist; und eine Nockenwelle, wobei die Nockenwelle direkt von dem Nockenwellenlagerturm gestützt wird und direkt von dem Nockenträgereinsatz gestützt wird.
System nach Anspruch 1, wobei der Nockenträgereinsatz direkt an dem Zylinderkopf montiert ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Nockenwellenlagerturm integral und monolithisch mit dem Zylinderkopf ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Nockenwelle an einen variablen Hubraummechanismus gekoppelt ist, um ein oder mehrere Einlass- oder Auslassventile von einem oder mehreren Zylindern, die an den Zylinderkopf gekoppelt sind, abzuschalten.
System nach Anspruch 1, wobei sich der Nockenwellenlagerturm mit Seitenwänden des Zylinderkopfs verbindet, um eine starre Stützstruktur zu bilden, die Lagerabschnitte aufweist, welche die Nockenwelle und ein Kraftstoffpumpenuntergestell stützen.
System nach Anspruch 1, das ferner einen variablem Nockenansteuerungsmechanismus umfasst, der von einem Nockenwellenlagerturm des Zylinderkopfs gestützt wird.
System nach Anspruch 1, wobei der Nockenwellenlagerturm und der Nockenträgereinsatz Lagerabschnitte beinhalten, die einen Motormechanismus mit variablem Hubraum, eine Haube mit variabler Zeitsteuerung und die Nockenwelle stützen.
System nach Anspruch 1, wobei Abschnitte der Nockenwelle, die sich mit abschaltbaren Ventilen verbinden, an den Nockenträger gekoppelt sind, wobei unterschiedliche Abschnitte der Nockenwelle, die sich mit nicht abschaltbaren Ventilen verbinden, an den Nockenwellenlagerturm des Zylinderkopfs koppeln.
System nach Anspruch 1, das ferner einen Zylinderblock umfasst, der an den Zylinderkopf gekoppelt ist.
System nach Anspruch 1, das ferner eine Abdeckung umfasst, die über die Nockenwelle gekoppelt ist, um die Nockenwelle und den Nockenträger an den Zylinderkopf zu umschließen.
System nach Anspruch 1, das ferner eine Kraftstoffpumpe umfasst, die an den Zylinderkopf montiert ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Nockenträgereinsatz, der in dem Zylinderkopf positioniert ist, asymmetrisch auf eine Seite des Kopfes versetzt ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Nockenwelle erste Bereiche beinhaltet, die lediglich direkt an Lageroberflächen des Nockenwellenlagerturms gekoppelt sind und zweite, unterschiedliche Bereiche, die lediglich direkt an Oberflächen des Nockenträgereinsatzes gekoppelt sind.
System nach Anspruch 1, wobei der Nockenträgereinsatz zwischen der Nockenwelle und dem Zylinderkopf gekoppelt ist und direkt ohne jegliche andere Komponenten dazwischen eingesetzt ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Nockenträgereinsatz ferner Lagerabschnitte beinhaltet, die einen Motormechanismus mit variablem Hubraum stützen, um ein oder mehrere Einlass- oder Auslassventile von einem oder mehreren Zylindern, die an den Zylinderkopf gekoppelt sind, abzuschalten.