DE112017001693T5

DE112017001693T5 - Variabler Ventiltrieb

Info

Publication number: DE112017001693T5
Application number: DE112017001693.2T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Takada; Dai Kataoka; Kazunori Kikuchi
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2018-12-13
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: JP6420783B2; US20190120089A1; US10480357B2; WO2017170920A1; JP2017180398A; DE112017001693B4

Abstract

Ein variabler Ventiltrieb ist mit zylindrischen Nockenträgern (43, 53) versehen, welche axial verschiebbar und gemeinsam mit diesen drehbar auf Nockenwellen (42, 52) gehalten werden. Die Nockenträger (43, 53) haben darauf jeweils mehrere Nockenerhebungen (43A, 53A, 43B, 53B) mit unterschiedlichem Nockenprofil und sind axial zueinander benachbart. Nockenschaltmechanismen (70, 80) sind zum axialen Verschieben der Nockenträger (43, 53) und zum Umschalten der Nockenerhebungen für die Betätigung der Motorventile (41, 51) bereitgestellt. Wenigstens einer der Nockenschaltmechanismen (70, 80) ist zwischen Achsen (Ci, Ce) der zwei Nockenwellen (42, 52) und auf der Seite einer Motorkurbelwelle (10) relativ zu den Achsen (Ci, Ce) angeordnet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Vorrichtung betrifft einen variablen Ventilbetätigungsmechanismus oder einen Ventiltrieb zum Umschalten der Betriebscharakteristiken von Ventilen in einer Brennkraftmaschine.
Hintergrundtechnik
Es ist ein variabler Ventilbetätigungsmechanismus oder Ventiltrieb bekannt, der mit Nockengträgern versehen ist, die mehrere Nockenerhebungen mit verschiedenem Nockprofil darauf haben, um die Ventilbetriebscharakteristiken zu bestimmen. Die Nockenträger sind jeweils in einem derartigen Zustand axial verschiebbar auf Nockenwellen montiert, dass die Drehung der Nockenträger relativ zu den Nockenwellen verhindert wird und dass die Axialverschiebung der Nockträger bewirkt, dass verschiedene Nockenerhebungen auf Motorventile wirken, um die Ventilbetriebscharakteristiken zu ändern (siehe zum Beispiel Patentdokument 1).
Dokument des Stands der Technik
Patentdokument
Patentdokument 1: JP 2014-134165 A
In dem variablen Ventiltrieb, der in dem Patentdokument 1 offenbart ist, ist ein Nockenträger axial verschiebbar auf und um eine Nockenwelle montiert, die von einem Zylinderkopf drehbar gehalten wird, und eine Führungsnut (eine Leitnut) und Nockenerhebungen sind um den Nockenträger herum ausgebildet. Wenn ein Schaltstift in die Führungsnut in der Außenumfangsoberfläche des mit der Nockenwelle gedrehten Nockenträgers eingreift, wird der Nockenträger durch die Tätigkeit der Schaltstifte und der Führungsnut axial verschoben, so dass Nockenerhebungen, die auf ein Motorventil wirken, umgeschaltet werden.
Zur Beschreibung im Detail sind eine erste Schaltnocke und eine zweite Schaltnocke in einer derartigen Weise um den Nockenträger herum ausgebildet, dass jede der ersten und zweiten Schaltnocken durch ein Paar entgegengesetzter Seitenwände der Führungsnut ausgebildet wird. Wenn ein erster Schaltstift mit der ersten Umschaltnocke eingreift, wird der Nockenträger in eine erste Axialposition verschoben, damit eine erste Nockenerhebung auf dem Nockenträger auf das Motorventil wirkt, und wenn ein zweiter Schaltstift mit der zweiten Umschaltnocke eingreift, wird der Nockenträger in eine zweite Axialposition verschoben, damit eine zweite Nockenerhebung auf das Motorventil wirkt.
Um den ersten Schaltstift und den zweiten Schaltstift vorzurücken und zurückzuziehen, so dass sie mit der Führungsnut in Eingriff gebracht oder davon gelöst werden, wird eine Hydraulikvorrichtung bereitgestellt, um zu bewirken, dass ihr Hydraulikdruck auf Endabschnitte des ersten Schaltstifts und des zweiten Schaltstifts wirkt.
Der erste Schaltstift und der zweite Schaltstift werden wechselseitig vorgerückt und zurückgezogen, und wenn einer mit der Führungsnut in Eingriff ist, muss der andere von der Führungsnut zurückgezogen werden.
Da der erste Schaltstift und der zweite Schaltstift jedoch durch Hydraulikdruck angetrieben werden, ist es nicht notwendigerweise leicht, sie wechselseitig vorzurücken und zurückzuziehen, und es tritt leicht eine Fehlfunktion auf.
Um diesen Nachteil zu überwinden, sind der erste Schaltstift und der zweite Schaltstift parallel zueinander angeordnet, und auf wechselseitig entgegengesetzten Seiten der ersten und zweiten Schaltstifte sind Zahnstangen ausgebildet, wobei ein Zwischenzahnrad zwischen den entgegengesetzten Zahnstangen angeordnet ist, um mit der entgegengesetzten Zahnstange einzugreifen. Wenn das Zwischenzahnrad drehend angetrieben wird, wird einer der ersten und zweiten Schaltstifte dazu gebracht vorzurücken und der andere wird dazu gebracht sich zurückzuziehen, wodurch eine Fehlfunktion verhindert wird.
Wie vorstehend beschrieben, hat der bekannte variable Ventiltrieb den Nockenschaltmechanismus zum wechselseitigen Vorrücken und Zurückziehen der ersten und zweiten Schaltstifte, um den Nockenträger axial zu verschieben und um das Motorventil durch Umschalten der ersten und zweiten Nockenerhebungen zu betätigen. Der Schaltmechanismus für den variablen Ventiltrieb ist über dem Nockenträger in dem Zylinderkopf bereitgestellt.
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In dem Nockenschaltmechanismus, der in dem Patentdokument 1 offenbart ist, ist neben der Struktur, in der das Zwischenzahnrad zwischen den ersten und zweiten Schaltstiften angeordnet ist, um zu bewirken, dass die ersten und zweiten Schaltstifte wechselseitig vorrücken und sich zurückziehen, die Hydraulikvorrichtung zum Antreiben des ersten Schaltstifts und des zweiten Schaltstifts an jedem Ende der ersten und zweiten Schaltstifte angeordnet. Aus diesem Grund hat der in dem Patentdokument offenbarte Nockenschaltmechanismus als Ganzes eine voluminöse Struktur.
Da ein derartiger voluminöser Nockenschaltmechanismus in dem obersten Zylinderkopfdeckel der Brennkraftmaschine bereitgestellt wird, wölbt sich der Motor erheblich nach oben, und wenn der Motor auf einem Fahrzeug montiert wird, ist ein vergrößerter Raum zum Montieren des Motors erforderlich.
Insbesondere in einem kompakten Fahrzeug, wie etwa einem Zweiradmotorrad, ist es nicht leicht, den Raum sicherzustellen.
Die vorliegende Erfindung wird angesichts des vorstehend dargelegten Problems gemacht, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen variablen Ventiltrieb bereitzustellen, der die Anordnung eines Nockenschaltmechanismus ermöglicht, ohne den oberen Abschnitt einer Brennkraftmaschine nach oben zu wölben.
Lösung des Problems
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung einen variablen Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine bereit, der aufweist: zwei Nockenwellen, die in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine drehbar gehalten werden; eine Kurbelwelle für den Motor; zylindrische Nockenträger, welche die Nockenwellen jeweils koaxial umgeben, um mit den Nockenwellen drehbar und relativ zu ihnen axial verschiebbar zu sein, wobei die Nockenträger darauf mehrere Nockenerhebungen zur Betätigung der Motorventile haben und unterschiedliches Nockenprofil haben und axial zueinander benachbart sind; und Nockenschaltmechanismen zum axialen Verschieben der Nockenträger, um die Nockenerhebungen für die Betätigung von Motorventilen umzuschalten; dadurch gekennzeichnet, dass: wenigstens einer der Nockenschaltmechanismen zwischen Achsen der zwei Nockenwellen und auf der Seite der Kurbelwelle relativ zu den Achsen der Nockenwellen angeordnet ist.
Da gemäß diesem Aufbau einer der Nockenschaltmechanismen zwischen den Achsen der zwei Nockenwellen und auf der Seite der Kurbelwelle relativ zu den Achsen der zwei Nockenwellen angeordnet ist, wird die Breite des Motors verringert, und ein Raum zur Montage des Motors auf dem Fahrzeug kann ohne Weiteres sichergestellt werden, ohne den oberen Abschnitt der Brennkraftmaschine nach oben zu wölben.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Nockenträger axial verschiebbar und haben um sich herum Führungsnuten; die Nockenschaltmechanismen umfassen jeweils: Schaltstifte, die für Vorrück- und Zurückziehbewegungen für den Passeingriff mit den Führungsnuten der Nockenträger und das Lösen davon bereitgestellt sind; und Schaltantriebswellen, die mit Nockenmechanismen versehen sind, um die Schaltstifte zu betätigen, um für den Passeingriff mit den Führungsnuten vorzurücken und sich für die Lösung davon zurückzuziehen; und die Führungsnuten und die Schaltantriebswellen zur Betätigung der Schaltstifte stehen derart in Beziehung, dass sie Nockenerhebungen zur Betätigung der Motorventile umschalten.
Gemäß diesem Aufbau ist der Nockenschaltmechanismus ein Mechanismus zum Vorrücken und Zurückziehen des Schaltstifts über den Nockenmechanismus durch Antreiben der Schaltantriebswelle und zum Verschieben des Nockenträgers durch axiales Führen des Nockenträgers durch die Führungsnut, mit welcher der vorrückende Schaltstift eingreift. Der Nockenträger wird gedreht, um die Nockenerhebungen zur Betätigung des Motorventils umzuschalten. Der Schaltstift kann in die Führungsnut eingepasst oder davon gelöst werden, indem der Schaltstift mittels des Antriebs der Schaltantriebswelle vorgerückt oder zurückgezogen wird. Daher wird die Anzahl von Komponententeilen verringert und die gesamte Struktur kann vereinfacht werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Schaltantriebswellen parallel zu den Nockenwellen angeordnet.
Da die Schaltantriebswelle gemäß diesem Aufbau parallel zu der Nockenwelle angeordnet ist, kann der Abstand zwischen beiden Wellen verringert werden und eine Größenzunahme des Motors kann unterdrückt werden.
In noch einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Nockenerhebungen aufgebaut, um über Kipphebel auf die Motorventile zu wirken; und die Kipphebel werden von den Schaltantriebswellen kippbar gehalten.
Da die Schaltantriebswellen gemäß diesem Aufbau zum Halten der Kipphebel verwendet werden, wird die Anzahl der Teile verringert, und die Struktur kann vereinfacht werden und kompakt gemacht werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Nockenträger einen einlassseitigen Nockenträger zur Betätigung der Einlassventile und einen auslassseitigen Nockenträger zur Betätigung der Auslassventile; die Nockenwellen umfassen eine einlassseitige Nockenwelle zum Halten des einlassseitigen Nockenträgers um sie herum und eine auslassseitige Nockenwelle zum Halten des auslassseitigen Nockenträgers um sie herum; die Nockenschaltmechanismen umfassen einen einlassseitigen Nockenschaltmechanismus zum axialen Verschieben des einlassseitigen Nockenträgers und einen auslassseitigen Nockenschaltmechanismus zum axialen Verschieben des auslassseitigen Nockenträgers; und wenigstens einer des einlassseitigen Nockenschaltmechanismus und des auslassseitigen Nockenschaltmechanismus ist zwischen einer einlassseitigen Ebene und einer auslassseitigen Ebene angeordnet, wobei die einlassseitige Ebene die Achse der einlassseitigen Nockenwelle umfasst und parallel zu einer Zylinderachse des Motors ist, wobei die auslassseitige Ebene die Achse der auslassseitigen Nockenwelle umfasst und parallel zu der Zylinderachse ist.
Gemäß diesem Aufbau ist wenigstens einer des einlassseitigen Nockenschaltmechanismus und des auslassseitigen Nockenschaltmechanismus zwischen der einlassseitigen Ebene, die durch die Achse der einlassseitigen Nockenwelle geht und sich parallel zu der Zylinderachse erstreckt, und der auslassseitigen Ebene, die durch die Achse der auslassseitigen Nockenwelle geht und sich parallel zu der Zylinderachse erstreckt, angeordnet. Daher werden die die Vorn-Hinten- und Querbreiten der Brennkraftmaschine verringert und eine Vergrößerung der Größe des Motors kann verhindert werden.
Vorteilhafte Ergebnisse der Erfindung
Da in der vorliegenden Erfindung die Nockenschaltmechanismen zwischen den Achsen der zwei Nockenwellen und auf der Seite der Kurbelwelle relativ zu den Achsen der zwei Nockenwellen angeordnet sind, wird die Breite der Brennkraftmaschine klein gehalten, und der Raum zur Montage des Motors auf dem Fahrzeug kann ohne Weiteres sichergestellt werden, ohne den oberen Abschnitt der Brennkraftmaschine nach oben zu wölben.
Figurenliste

1 ist eine rechte Seitenansicht, die eine Brennkraftmaschine, die mit einem variablen Ventiltrieb gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist, zeigt;
2 ist eine linke Seitenansicht, die die Brennkraftmaschine zeigt, wobei einige Abdeckelemente entfernt sind;
3 ist eine linke Seitenansicht, die die Brennkraftmaschine zeigt, wobei ein Teil weggelassen ist, wobei die linke Seitenansicht teilweise eine Schnittansicht ist, die einen Teil einschließlich Ventilen zeigt;
4 ist eine Draufsicht, die einen Zylinderkopf von oben gesehen in einem derartigen Zustand zeigt, in dem ein Zylinderkopfdeckel entfernt ist;
5 ist eine Draufsicht, die den Zylinderkopf von oben in einem derartigen Zustand gesehen zeigt, in dem ferner ein Nockenwellenhalter entfernt ist;
6 ist eine Draufsicht, die den Zylinderkopf von oben gesehen in einem derartigen Zustand zeigt, in dem ferner Nockenwellen zusammen mit Nockenträgern entfernt sind;
7 ist eine entlang einer Linie VII-VII in 4 genommene Schnittansicht;
8 ist eine entlang einer Linie VIII-VIII in 4 genommene Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Zylinderkopfdeckel hinzugefügt ist;
9 ist eine entlang einer Linie IX-IX in 4 genommene Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Zylinderkopfdeckel hinzugefügt ist;
10 ist eine entlang einer Linie X-X in 2 genommene Schnittansicht;
11 ist eine Perspektivansicht, die nur Hauptkomponenten eines einlassseitigen Nockenschaltmechanismus und eines auslassseitigen Nockenschaltmechanismus zeigt;
12 ist eine Perspektivansicht von Schaltstiften;
13 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine einlassseitige Schaltantriebswelle und einen ersten Schaltstift zeigt;
14 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der erste Schaltstift und der zweite Schaltstift in die einlassseitige Schaltantriebswelle eingesetzt sind;
15 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der erste Schaltstift in die auslassseitige Schaltantriebswelle eingesetzt ist;
16 ist eine erläuternde Ansicht, die nacheinander Betriebsverfahren von Hauptelementen des einlassseitigen Nockenschaltmechanismus zeigt;
17 ist eine erläuternde Ansicht, die nacheinander Betriebsverfahren von Hauptelementen des auslassseitigen Nockenschaltmechanismus zeigt; und
18 ist eine linke Seitenansicht, die eine Brennkraftmaschine, die mit einem variablen Ventiltrieb gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung versehen ist, in einem Zustand zeigt, in dem einige Teile weggelassen sind, wobei die Ansicht teilweise im Schnitt gezeigt ist.

Beschreibung von Ausführungsformen
Bezug nehmend auf 1 bis 17 wird nachstehend eine erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Eine Brennkraftmaschine E ist eine luftgekühlte Einzylinder-4-Takt-Brennkraftmaschine E und ist mit einem in 3 gezeigten variablen Ventilbetätigungsmechanismus oder Ventiltrieb 40 gemäß dieser Ausführungsform versehen. Der Motor E ist auf einem (nicht gezeigten) Motorrad montiert, das mit einem Vierventil-Betätigungsmechanismus mit DOHC-Struktur versehen ist.
In der Beschreibung ist eine Längsrichtung gemäß dem normalen Standard eines Motorrads, das vorwärts fährt, und eine Querrichtung ist eine Links-Rechts- oder Querrichtung des Motorrads. In den Zeichnungen bezeichnet Vorn die Vorderseite des Motorrads, Hinten bezeichnet die Rückseite des Motorrads, Links bezeichnet die linke Seite und Rechts bezeichnet die rechte Seite.
Die Brennkraftmaschine E ist auf dem Fahrzeug montiert, wobei ihre Kurbelwelle 10 in der Quer- (Links-Rechts-) Richtung des Fahrzeugs orientiert ist.
Wie in 3 gezeigt, definiert ein Kurbelgehäuse 1, das die in der Querrichtung ausgerichtete Kurbelwelle 10 drehbar lagert, eine Kurbelkammer 1c, die die Kurbelwelle 10 aufnimmt, und auf der Rückseite der Kurbelkammer 1c ist eine Getriebekammer 1m, die ein Getriebe M aufnimmt, ausgebildet. Eine Ölwannenkammer 1o zum Lagern von Schmieröl ist mit dem Boden der Kurbelkammer 1c integriert und wird durch im Wesentlichen horizontale Trennwände 1h unterteilt.
Wie in 1 bis 3 gezeigt, ist die Brennkraftmaschine E versehen mit: einem Motorkörper, der durch einen Zylinderblock 2 gebildet wird, der mit einem Zylinder 2a auf der Kurbelkammer 1c des Kurbelgehäuses 1 versehen ist, einem Zylinderkopf 3, der über eine Dichtung mit einem oberen Teil des Zylinderblocks 2 verbunden ist, und einem Zylinderkopfdeckel 4, der einen oberen Teil des Zylinderkopfs 3 bedeckt.
Eine Zylinderachse Lc, die eine Mittelachse des Zylinders 2a des Zylinderblocks 2 ist, ist ein wenig nach hinten geneigt. Der Zylinderblock 2, der Zylinderkopf 3 und der Zylinderkopfdeckel 4, die jeweils auf/über das Kurbelgehäuse 1 gestapelt sind, sind von dem Kurbelgehäuse 1 in einer Lage nach oben verlängert, dass sie sich ein wenig nach hinten neigen.
Eine Ölwanne 5, welche die Ölwannenkammer 1o bildet, erstreckt sich von dem Boden des Kurbelgehäuses 1.
Eine Hauptwelle 11 und eine Gegenwelle 12 des Getriebes M sind in der Getriebekammer 1m des Kurbelgehäuses 1 horizontal angeordnet, so dass sie sich parallel zu der Kurbelwelle 10 (siehe 3) quer erstrecken, und die Gegenwelle 12 geht durch das Kurbelgehäuse 1 nach links, um nach außen vorzustehen. Die Gegenwelle 12 wirkt als eine Ausgangswelle.
Wie in 3 gezeigt, umfasst das Getriebe M, das in der Getriebekammer 1m auf der Rückseite der Kurbelkammer 1c angeordnet ist, die Hauptwelle 11 und die Gegenwelle 12, die mit einer Hauptzahnradgruppe 11g, die zu der Hauptwelle 11 gehört, und einer Gegenzahnradgruppe 12g, die zu der Gegenwelle 12 gehört, ausgerüstet sind. Das Getriebe M umfasst ferner einen Gangschaltmechanismus 15, der mit einer Schaltwalze 16 und Schaltgabeln 17a, 17b und 17c ausgerüstet ist, die jeweils von einem Schaltbetätigungsmechanismus betätigt werden.
Immer noch Bezug nehmend auf 3 sind ein Kolben 20, der sich in dem Zylinder 2a des Zylinderblocks 2 hin und her bewegt, und die Kurbelwelle 10 über eine Verbindungsstange 21 gekoppelt, deren beide Enden von einem Kolbenstift 20p und einem Kurbelstift 10p gehalten werden, um einen Kurbelmechanismus zu bilden.
Diese Brennkraftmaschine E ist mit dem variablen Ventilbetätigungsmechanismus vom 4-Ventil-Typ 40 mit der DOHC-Struktur versehen.
Wie in 3 gezeigt, hat der Zylinderkopf 3 eine Brennkammer 30 darin, die entgegengesetzt zu der Oberseite des Kolbens 20 angeordnet ist. Zwei Einlasskanäle 31i erstrecken sich aufwärts, um sich von der Brennkammer 30 nach vorn zu krümmen, und zwei Auslasskanäle 31e erstrecken sich, so dass sie sich von der Brennkammer 30 nach hinten krümmen.
Die zwei Einlasskanäle 31i sind auf der strömungsaufwärtigen Seite verbunden, und ein Drosselkörper 22 ist in einem Einlassdurchgang, der sich von dem verbundenen Abschnitt erstreckt, bereitgestellt. Die strömungsaufwärtige Seite des Einlassdurchgangs des Drosselkörpers 22 ist offen.
Eine Zündkerze 23 ist an der Mitte einer Deckenwand der Brennkammer 30 befestigt, wobei ein Ende der Zündkerze 23 in die Brennkammer 30 gerichtet ist.
Einlassventile 41 und Auslassventile 51, die von Ventilführungen 32i und 32e jeweils verschiebbar gehalten werden, sind integral in den Zylinderkopf 3 eingepasst. Die Einlassventile 41 und die Auslassventile 51 werden durch den variablen Ventilbetätigungsmechanismus oder den Ventiltrieb 40, der in dem Motor E bereitgestellt ist, angetrieben. Der variable Ventiltrieb 40 öffnet und schließt Einlassöffnungen der Einlasskanäle 31i und Auslassöffnungen der Auslasskanäle 31e synchron mit der Drehung der Kurbelwelle 10.
Der variable Ventiltrieb 40 ist in einer Ventilkammer 3c bereitgestellt, die durch den Zylinderkopf 3 und den Zylinderkopfdeckel 4 ausgebildet ist.
Wie in 6, einer Draufsicht, die den Zylinderkopf 3 von oben gesehen zeigt, in welcher ein Teil des variablen Ventiltriebs 40 entfernt ist, ist der Zylinderkopf 3 in einer rechteckigen Form durch eine Vorderwand 3Fr und eine Rückwand 3Rr auf den Vorder- und Rückseiten in der Längsrichtung und eine linke Wand 3L und eine rechte Wand 3R auf den linken und rechten Seiten in der Querrichtung ausgebildet. Die Ventilkammer 3c ist durch eine Lagerwand 3U, die nahe der linken Wand 3L parallel zu der linken Wand ausgebildet ist, unterteilt, und eine Zahnradkammer 3g ist zwischen der linken Wand 3L und der Lagerwand 3U ausgebildet.
Die Ventilkammer 3c ist auf der Oberseite der Brennkammer 30 angeordnet und durch eine Lagerwand 3V in rechte und linke Kammern unterteilt.
In einer oberen Endoberfläche der Lagerwand 3U, die die Zahnradkammer 3g unterteilt, sind vordere und hintere Lagervertiefungen 3Ui und 3Ue in der Form eines halbkreisförmigen Hohlraums ausgebildet. Ebenso sind in einer oberen Endoberfläche der Lagerwand 3V, die die Ventilkammer 3c unterteilt, vordere und hintere Lagervertiefungen 3Vi und 3Ve in der Form eines halbkreisförmigen Hohlraums ausgebildet. Ein Kerzeneinsetzzylinder 3Vp zum Einsetzen der Zündkerze 23 ist in der Mitte des Lagerwand 3V ausgebildet.
Wie in 3 gezeigt, ist eine einlassseitige Nockenwelle 42 derart eingerichtet, dass sie sich in einem Bereich über dem Paar von linken und rechten Einlassventilen 41 in der Querrichtung erstreckt, und die auslassseitige Nockenwelle 52 ist derart eingerichtet, dass sie sich in der Querrichtung in einem Bereich über dem Paar rechter und linker Auslassventile 51 erstreckt. Diese einlassseitigen und auslassseitigen Nockenwellen 42 und 52 sind in einer derartigen Weise drehbar gelagert, dass diese Nockenwellen 42 und 53 zwischen den Lagerwänden 3U und 3V gehalten werden. Die einlassseitigen und auslassseitigen Nockenwellen 42 und 52 werden auf den Lagerwänden 3U und 3V und durch Nockenwellenhalter 33 und 34, die, wie in 4 und 10 gezeigt, jeweils auf die Lagerwände 3U und 3V gesetzt sind, von oben gehalten.
Bezug nehmend auf 5 und 10 ist die einlassseitige Nockenwelle 42 mit einem Lagerzapfenabschnitt 42B mit einem vergrößerten Durchmesser versehen, um von der Lagerwand 3U gehalten zu werden, und Flansche 42A und 42C sind auf den linken und rechten Seiten des Lagerzapfenabschnitts 42B ausgebildet.
Eine Keilwelle 42D (10) mit Keilen auf der Außenumfangsoberfläche erstreckt sich auf der rechten Seite des rechten Flansches 42C.
Ein Schmieröldurchgang 42h ist in die einlassseitige Nockenwelle 42 entlang ihrer Längsachse von dem rechten Ende durch das Innere der Keilwelle 42D in das Innere des Lagerzapfenabschnitts 42B gebohrt. Ein Schmierölverbindungsloch 42ha ist radial von dem linken Ende des Schmieröldurchgangs 42h zu der Außenumfangsoberfläche des Lagerzapfenabschnitts 42B ausgebildet. Von innerhalb des Schmieröldurchgangs 42h erstrecken sich das Nockenverbindungsölloch 42hb, Lagerverbindungsöllöcher 42hc und Nockenverbindungsöllöcher 42hb, die an beabstandeten drei Stellen in der Axialrichtung radial in die Keilwelle 42D gebohrt sind.
Wie 10 zeigt, sind die linken Lagerverbindungsöllöcher 42hb, die mittleren Lagerverbindungsöllöcher 42hc und die rechten Lagerverbindungsöllöcher 42hb zu einer ringförmigen Nockenumfangsnut 42bv, einer ringförmigen Lagerumfangsnut 42cv und einer ringförmigen Nockenumfangsnut 42bv, die jeweils in einem Zustand ausgebildet sind, in dem sie die Außenumfangsoberfläche der Keilwelle 42D an insgesamt drei Stellen umgeben, offen.
Ein Stöpsel 45 ist in das rechte Ende des Schmieröldurchgangs 42h pressgepasst und der Schmieröldurchgang 42h ist dadurch geschlossen.
Bezug nehmend auf 6 und 7 hat das Lager 3UA des Zylinderkopfs 3 Innenumfangsölnuten 3Uiv und 3Uev, die in den Lagervertiefungen 3Ui und 3Ue zum Lagern jeweils der einlassseitigen Nockenwelle 42 und der auslassseitigen Nockenwelle 52 ausgebildet sind.
Indessen ist, wie in 7 gezeigt, ein gemeinsamer Öldurchgang 33s in dem Nockenwellenhalter 33 in der Längsrichtung und entlang der oberen Oberfläche des Nockenwellenhalters 33 ausgebildet. Der gemeinsame Öldurchgang 33s geht jeweils über der Lagervertiefung 33i und 33e des Nockenwellenhalters 33 durch, um die einlassseitige Nockenwelle 42 und die auslassseitige Nockenwelle 52 zu halten.
Der gemeinsame Öldurchgang 33s geht an seinem Abschnitt auf halbem Weg durch ein Bolzenloch für einen Befestigungsbolzen 38d, der später beschrieben werden soll.
Zweigöldurchgänge 33it und 33et, die von dem gemeinsamen Öldurchgang 33s verzweigen, sind derart ausgebildet, dass sie sich zu einer passenden Fläche des Nockenwellenhalters 33 mit dem Lager 33UA des Zylinderkopfs 3 erstrecken (siehe 7).
Immer noch Bezug nehmend auf 7 steht der Zweigöldurchgang 33it mit der Innenumfangsölnut 3Uiv, die zu der Rückseite der Lagervertiefung 3Ui des Zylinderkopfs 3 offen ist, in Verbindung, während der Zweigöldurchgang 33et mit der Innenumfangsölnut 3Uev, die zu der Vorderseite der Lagervertiefung 3Ue des Zylinderkopfs 3 offen ist, in Verbindung steht.
Der gemeinsame Öldurchgang 33s steht mit einem vertikalen Öldurchgang 33r an dem hinteren Ende in Verbindung. Der vertikale Öldurchgang 33r steht mit einem vertikalen Öldurchgang 3Ur in der Lagerwand 3U des Zylinderkopfs 3 in Verbindung.
Folglich strömt Öl, das den vertikalen Öldurchgang 3Ur des Zylinderkopfs 3 durchläuft, über den vertikalen Öldurchgang 33r in dem Nockenwellenhalter 33 in den gemeinsamen Öldurchgang 33s. Dann wird das Öl von dem gemeinsamen Öldurchgang 33s in die Zweigöldurchgänge 33it und 33et verteilt, und das verteilte Öl wird an die Innenumfangsölnuten 3Uiv und 3Uev zugeführt. Das zugeführte Öl schmiert die Lager für die einlassseitige Nockenwelle 42 und die auslassseitige Nockenwelle 52.
Ferner ist das Schmierölverbindungsloch 42ha (10) in dem Lagerzapfenabschnitt 42B der einlassseitigen Nockenwelle 42 zu der Innenumfangsölnut 3Uiv offen (7 und 10), und Öl wird von der Innenumfangsölnut 3Uiv durch das Schmierölverbindungsloch 42ha zu dem Schmieröldurchgang 42h in der einlassseitigen Nockenwelle 42 zugeführt.
Ähnlich ist das Schmierölverbindungsloch 52ha in dem Lagerzapfenabschnitt 52B der auslassseitigen Nockenwelle 52 zu der Innenumfangsölnut 3Uev offen (7), und Öl wird von der Innenumfangsölnut 3Uev durch das Schmierölverbindungsloch 52ha in den Schmieröldurchgang 52h in der auslassseitigen Nockenwelle 52 zugeführt.
Wie in 10 gezeigt, wird das Öl, das von dem Schmierölverbindungsloch 42ha des Lagerzapfenabschnitts 42B der einlassseitigen Nockenwelle 42 in den Schmieröldurchgang 42h zugeführt wird, von den Nockenverbindungsöllöchern 42hb, den Lagerverbindungsöllöchern 42hc und den Nockenverbindungsöllöchern 42hb auf die Umfangsoberfläche der Keilwelle 42D abgegeben.
Das Öl, das von dem Schmierölverbindungsloch 52ha des Lagerzapfenabschnitts 52B der auslassseitigen Nockenwelle 52 in den Schmieröldurchgang 52h zugeführt wird, wird von einem ähnlichen nicht gezeigten Verbindungsölloch auf die Außenumfangsoberfläche der Keilwelle 52D abgegeben.
Ein zylindrischer einlassseitiger Nockenträger 43 ist über Keile auf der Keilwelle 42D der einlassseitigen Nockenwelle 42 montiert.
Folglich ist der einlassseitige Nockenträger 43 in einem Zustand, in dem die Drehung des Nockenträgers 43 relativ zu der einlassseitigen Nockenwelle 42 verhindert wird, axial verschiebbar auf die einlassseitige Nockenwelle 42 montiert.
Das Öl, das von den Nockenverbindungsöllöchern 42hb, den Lagerverbindungsöllöchern 42hc und den Nockenverbindungsöllöchern 42hb abgegeben wird, wird in die Keilverzahnungsabschnitte zwischen der Keilwelle 42D und dem einlassseitigen Nockenträger 43 zugeführt (siehe 10).
Immer noch Bezug auf 10 nehmend ist eine Vertiefung 42Ch zum Aufnehmen und Anliegen des linken Endes des einlassseitigen Nockenträgers 43 in der rechten Oberfläche des Flansches 42C auf der rechten Seite des Lagerzapfenabschnitts 42B mit vergrößertem Durchmesser der einlassseitigen Nockenwelle 42 ausgebildet.
Die Vertiefung 42Ch ermöglicht, dass der Lagerzapfenabschnitt 42B der einlassseitigen Nockenwelle 42 mit vergrößertem Durchmesser axial nahe an dem einlassseitigen Nockenträger 43 angeordnet wird, während ein axialer Bewegungsraum, der für den einlassseitigen Träger 43 erforderlich ist, sichergestellt wird. Folglich kann die einlassseitige Nockenwelle 42 mit der axial verringerten Länge festgelegt werden.
Auf dem einlassseitigen Nockenträger 43 sind zwei rechte und linke Paare einer ersten Nockenerhebung 43A und einer zweiten Nockenerhebung 43B, die unterschiedliche Nockenprofile haben, ausgebildet. Diese Nockenerhebungen 43A und 43B sind jeweils ein zueinander in der Axialrichtung benachbartes Paar, und die Paare sind jeweils auf den zwei axialen Enden der Außenumfangsoberfläche eines zylindrischen Lagerzapfenabschnitts 43C des Nockenträgers 43 angeordnet. Der zylindrische Lagerzapfenabschnitt 43C hat eine vorgegebene axiale Länge und erstreckt sich zwischen den zwei Paaren der ersten und zweiten Nockenerhebungen 43A und 43B.
Die aneinandergrenzenden ersten und zweiten Nockenerhebungen 43A und 43B haben wechselseitig gleich große Außendurchmesser ihrer Grundkreise der Nockenprofile und die aneinandergrenzenden ersten und zweiten Nockenerhebungen 43A und 43B sind in den gleichen Umfangs- oder Winkelpositionen angeordnet (siehe 8).
Bezug nehmend auf 5 und 10 ist der einlassseitige Nockenträger 43 mit einem zylindrischen Führungsnutabschnitt 43D ausgebildet, der Umfangsführungsnuten 44 auf der linken Seite der ersten Nockenerhebung 43A in dem linken Paar der ersten Nockenerhebung 43A und der zweiten Nockenerhebung 43B umfasst. Der einlassseitige Nockenträger 43 ist mit einem rechten zylindrischen Endabschnitt 43E auf dem rechten Ende der rechten zweiten Nockenerhebung 43B in dem rechten Paar der ersten Nockenerhebung 43A und der zweiten Nockenerhebung 43B versehen.
Der zylindrische Führungsnutabschnitt 43D hat einen Außendurchmesser, der kleiner als ein Außendurchmesser eines Grundkreises mit dem gleichen Durchmesser der ersten Nockenerhebung 43A und der zweiten Nockenerhebung 43B ist (siehe 10).
Die Führungsnuten 44 des zylindrischen Führungsnutabschnitts 43D sind aus einer ringförmigen Führungsnut 44c in einer axialen Mittelposition, einer linken Verschiebungsführungsnut 441 und einer rechten Verschiebungsführungsnut 44r zusammengesetzt. Diese Verschiebungsführungsnuten 441 und 44r sind von der mittleren ringförmigen Führungsnut 44c verzweigt und erstrecken sich spiralförmig und axial weg von der mittleren ringförmigen Führungsnut 44c zu axialen Positionen in einer vorgegebenen axialen Entfernung von der mittleren ringförmigen Führungsnut 44c (siehe 4 und 10).
Die linke Verschiebungsführungsnut 441 ist nahe dem linken Ende des einlassseitigen Nockenträgers 43 ausgebildet.
Folglich kann der axiale Endabschnitt des einlassseitigen Nockenträgers 43 so kurz wie möglich gemacht werden und die axiale Länge des einlassseitigen Nockenträgers 43 selbst kann verringert werden.
Wenn das linke Ende des einlassseitigen Nockenträgers 43 in der Vertiefung 42Ch, die in der rechten Seite des Lagerzapfenabschnitts 42B der einlassseitigen Nockenwelle 42 ausgebildet ist, angeordnet ist, wie in 10 gezeigt, wird auch ein Teil der linken Verschiebungsführungsnut 441, der nahe an dem linken Ende des einlassseitigen Nockenträgers 43 ausgebildet ist, in die Vertiefung 42Ch gebracht. Da jedoch der verbleibende Teil der linken Verschiebungsführungsnut 441 freiliegt, ohne in die Vertiefung 42Ch gebracht zu sein, stört die linke Verschiebungsführungsnut einen später zu beschreibenden Schaltstift 73 nicht und es gibt kein Problem bei dem Nockenschaltbetrieb.
Immer noch Bezug auf 10 nehmend hat der zylindrische Lagerzapfenabschnitt 43C des einlassseitigen Nockenträgers 43 Lagerschmierungslöcher 43Ca und 43Cb, welche das Innere und das Äußere des zylindrischen Abschnitts 43c verbinden. Die Lagerschmierungslöcher 43Ca und 43Cb sind an zwei Stellen in der Axialrichtung des zylindrischen Lagerzapfenabschnitts 43C ausgebildet.
Außerdem sind die Nockenschmierungslöcher 43Ah und 43Bh ebenfalls in jedem Paar der ersten Nockenerhebung 43A und der zweiten Nockenerhebung 43B ausgebildet (9 und 10). Die Nockenschmierungslöcher 43Ah und 43Bh stehen von innen mit dem Äußeren der zugehörigen Oberflächen der Nocken, welche die Grundkreise bilden, in Verbindung.
Der einlassseitige Nockenträger 43 und ein ähnlicher auslassseitiger Nockenträger 53 werden in der Seitenansicht von 9 gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Die Nockenoberfläche der in 9 gezeigten zweiten Nockenerhebung 43B des einlassseitigen Nockenträgers 43, die gleitend gedreht wird, berührt einen Einlasskipphebel 72, der später beschrieben werden soll, so dass der Einlasskipphebel 73 gekippt wird und das Einlassventil 41 bewegt wird.
Die Oberfläche der Nockennase der zweiten Nockenerhebung 43B hat eine Seite, auf der die Nockennase zuerst den Einlasskipphebel 72 mit einem höheren Nockenkontaktdruck gleitend berührt, und deren andere Seite, auf welcher die Nockennase den Einlasskipphebel 72 danach mit einem kleineren Nockenkontaktdruck gleitend berührt. Das Nockenschmierungsloch 43Bh der zweiten Nockenerhebung 43B ist in der Nockenoberfläche des Grundkreises der zweiten Nockenerhebung 43B an einer Position näher zu der Seite mit höheren Nockenkontaktdruck ausgebildet.
Das Nockenschmierungsloch 43Ah der ersten Nockenerhebung 43A ist in einer derartigen Weise ähnlich ausgebildet, dass das Nockenschmierungsloch 43Ah in der Nockenoberfläche des Grundkreises der ersten Nockenerhebung 43A an einer Position nahe der Seite mit einem höheren Nockenkontaktdruck ausgebildet ist.
Nockenschmierungslöcher in einer ersten Nockenerhebung 53A und einer zweiten Nockenerhebung 53B des auslassseitigen Nockenträgers 53 sind ebenfalls auf ähnliche Weise ausgebildet.
Eine zylindrische Kappe 46 mit Boden ist auf einen rechten zylindrischen Endabschnitt 43E des einlassseitigen Nockenträgers 43 montiert.
Ein einlassseitiges angetriebenes Zahnrad 47 ist von der linken Seite koaxial auf den linken Flansch 42A der einlassseitigen Nockenwelle 42 montiert und das einlassseitige angetriebene Zahnrad 47 ist durch zwei Schrauben 48 integral befestigt (10).
Wie in 10 dargestellt, ist der einlassseitige Nockenträger 43 über Keile in einem derartigen Zustand auf die Keilwelle 42D der einlassseitigen Nockenwelle 42 montiert, dass die Kappe 46 auf den rechten zylindrischen Endabschnitt 43E des einlassseitigen Nockenträgers 43 montiert ist, wobei der Lagerzapfenabschnitt 43B der einlassseitigen Nockenwelle 42 drehbar zwischen der Lagervertiefung 3Ui, die in der Lagerwand 3U des Zylinderkopfs 3 ausgebildet ist, und der halbkreisförmigen Lagervertiefung 33i des Nockenwellenhalters 33 gehalten wird. Der zylindrische Lagerzapfenabschnitt 43C des einlassseitigen Nockenträgers 43 wird zwischen der Lagervertiefung 3Vi, die in der Lagerwand 3V des Zylinderkopfs 3 ausgebildet ist, und einer halbkreisförmigen Lagervertiefung 34i des Nockenwellenhalters 34 drehbar gehalten.
Die einlassseitige Nockenwelle 42 wird relativ zu der Lagerwand 3U des Zylinderkopfs 3 und dem Nockenwellenhalter 33 axial positioniert, wobei die linken und rechten Flansche 42A und 42C des Lagerzapfenabschnitts 42B auf die zwei Seiten des Nockenwellenhalters 33 und auf die zwei Seiten der Lagerwand 3U des Zylinderkopfs 3 passen. Dann wird das einlassseitige angetriebene Zahnrad 47, das auf dem linken Flansch 42A montiert ist, in der Zahnradkammer 3g angeordnet.
Wie vorstehend beschrieben, ist der einlassseitige Nockenträger 43 auf der Keilwelle 42D der einlassseitigen Nockenwelle 42 keilverzahnt, so dass der einlassseitige Nockenträger 43 axial verschoben werden kann, während er sich zusammen mit der einlassseitigen Nockenwelle 42 dreht.
Da der zylindrische Lagerzapfenabschnitt 43C mit einer vorgegebenen Axiallänge des einlassseitigen Nockenträgers 43 von der Lagerwand 3V des Zylinderkopfs 3 und dem Nockenwellenhalter 34 gehalten wird, ist die axiale Verschiebung des einlassseitigen Nockenträgers 43 begrenzt, wenn die zweite Nockenerhebung 43B entgegengesetzt zu den linken Seiten der Lagerwand 3V und des Nockenwellenhalters 34 auf der Lagerwand 3V und dem Nockenwellenhalter 34 anliegt und wenn die erste Nockenerhebung 43A entgegengesetzt zu den rechten Seiten der Lagerwand 3V und des Nockenwellenhalters 34 auf der Lagerwand 3V und dem Nockenwellenhalter 34 anliegt (siehe 10).
Immer noch Bezug nehmend auf 10 wird Schmieröl in dem Schmieröldurchgang 42h in der einlassseitigen Nockenwelle 42 von den Nockenverbindungsöllöchern 42hb, den Lagerverbindungsöllöchern 42hc und den Nockenverbindungsöllöchern 42hb jeweils in die Nockenumfangsnut 42bv, die Lagerumfangsnut 42cv und die Nockenumfangsnut 42bv abgegeben. Das Öl schmiert die keilverzahnten Abschnitte zwischen der Keilwelle 42D und dem einlassseitigen Nockenträger 43 um die Keilwelle 42D herum. Die Lagerverbindungsöllöcher 42hc des Lagerzapfenabschnitts 42B der einlassseitigen Nockenwelle 42 sind in der gleichen axialen Position wie die Lagerwand 3V und der Nockenwellenhalter 34 angeordnet. Ferner hat der zylindrische Lagerzapfenabschnitt 43C des einlassseitigen Nockenträgers 43, der die Lagerverbindungsöllöcher 42hc umgibt, die zwei Lagerschmierungslöcher 43Ca und 43Cb. Somit werden die Lagerschmierungslöcher 43Cb in dem Fall der Linksverschiebung des einlassseitigen Nockenträgers 43 dazu gebracht, dass sie den Lagerverbindungsöllöchern 42hc gegenüberstehen, während in dem Fall der Rechtsverschiebung, wie in 5 gezeigt, die anderen Lagerschmierungslöcher 43Ca dazu gebracht werden, jeweils den Lagerverbindungsöllöchern 42hc gegenüber zu stehen. Daher kann Öl über eines der Lagerschmierungslöcher 43Ca oder der Lagerschmierungslöcher 43Cb in beiden Fällen in die Lagervertiefungen 3Vi und 34i zugeführt werden, und die Lagervertiefungen 3Vi und 34i können mit Schmieröl versorgt werden.
Um die Axialverschiebung des einlassseitigen Nockenträgers 43 zu begrenzen und um den einlassseitigen Nockenträger 43 zu positionieren, können jeweils kugelförmige Eingreifvertiefungen an axialen Positionen der Lagerschmierungslöcher 43Ca und 43Cb in der Innenumfangsoberfläche des einlassseitigen Nockenträgers 43 ausgebildet sein. Eine Eingreifkugel kann derart bereitgestellt sein, dass sie von einer Schraubenfeder, die im Inneren an der axialen Position jedes der Lagerverbindungsöllöcher 42hc der einlassseitigen Nockenwelle 42 installiert ist, gedrückt wird und von der Außenumfangsoberfläche der einlassseitigen Nockenwelle 42 zurückziehbar vorsteht. An der Eingreifkugel wird von jeder der zwei Eingreifvertiefungen angegriffen.
Die zwei Eingreifvertiefungen und die Eingreifkugeln können an jeder Position in der Axialrichtung des einlassseitigen Nockenträgers 43 und der einlassseitigen Nockenwelle 42 bereitgestellt sein, wenn die vorstehend erwähnte Positionsbeziehung erfüllt ist.
Die Nockenverbindungsöllöcher 42hb und 42hb auf beiden Seiten des Lagerverbindungsöllochs 42hc der einlassseitigen Nockenwelle 42 sind an den gleichen axialen Positionen wie die Einlassventile 41 und 41 (und die Einlasskipphebel 72 und 72, die später beschrieben werden) angeordnet. In der Linksverschiebungsposition des einlassseitigen Nockenträgers 43 sind die zweiten Nockenerhebungen 43B und 43B jeweils an den gleichen axialen Positionen wie die Einlassventile 41 und 41 angeordnet (siehe 5), und in der Rechtsverschiebungsposition des einlassseitigen Nockenträgers 43 sind die ersten Nockenerhebungen 43A und 43A jeweils an den gleichen axialen Positionen wie die Einlassventile 41 und 41 angeordnet.
Wenn daher der einlassseitige Nockenträger 43 nach links verschoben wird, werden die Nockenschmierungslöcher 43Bh und 43Bh der zweiten Nockenerhebungen 43B dazu gebracht, den Nockenverbindungsöllöchern 42hb und 42hb der einlassseitigen Nockenwelle 42 gegenüber zu liegen, Öl wird an die Nockenoberflächen der zweiten Nockenerhebungen 43B und 43B zugeführt, und Teile in Gleitkontakt mit den Einlasskipphebeln 72 und 72 werden, wie aus 10 wohlverstanden wird, geschmiert.
Wenn der einlassseitige Nockenträger 43 nach rechts verschoben wird, werden die Nockenschmierungslöcher 43Ah und 43Ah der ersten Nockenerhebungen 43A und 43A dazu gebracht, den Nockenverbindungsöllöchern 42hb und 42hb der einlassseitigen Nockenwelle 42 gegenüber zu liegen, Öl wird an die Nockenoberflächen der ersten Nockenerhebungen 43A zugeführt, und Teile in Gleitkontakt mit den Einlasskipphebeln 72 werden geschmiert.
Wie vorstehend beschrieben, wird sowohl in den Links- als auch Rechtsverschiebungen Öl an die Teile in Gleitkontakt mit den Nockenerhebungen 43Aund 43B und den Einlasskipphebeln 72 zugeführt, und die Teile in Gleitkontakt werden geschmiert.
Wie aus 5 bemerkt wird, hat die auslassseitige Nockenwelle 52 den gleichen Aufbau wie die einlassseitige Nockenwelle 42, und einen linker Flansch 52A, ein Lagerzapfenabschnitt 52B, ein rechter Flansch 52C und eine Keilwelle 52D sind in dieser Reihenfolge ausgebildet.
Der auslassseitige Nockenträger 53 ist über Keile auf die Keilwelle 52D der auslassseitigen Nockenwelle 52 montiert. Die erste Nockenerhebung 53A und die zweite Nockenerhebung 53B jedes von zwei rechten und linken Paaren haben unterschiedliche Nockenprofile. und die zwei Paare sind in axial beabstandeten Positionen auf der Außenumfangsoberfläche des auslassseitigen Nockenträgers 53 mit einem zylindrischen Lagerzapfenabschnitt 53C einer vorgegebenen Axiallänge zwischen den zwei Paaren auf dem einlassseitigen Nockenträger 43 angeordnet.
Die angrenzenden ersten und zweiten Nockenerhebungen 53A und 53B haben gleich große Außendurchmesser der Grundkreise ihrer Nockenprofile.
Wie in 4 und 11 gezeigt, ist der auslassseitige Nockenträger 53 mit einem zylindrischen Führungsnutabschnitt 53D mit zwei Führungsnuten 54 versehen, die im Grunde parallel sind, aber teilweise miteinander in Verbindung stehen. In dieser Hinsicht unterscheidet sich der zylindrische Führungsnutabschnitt 53D von dem zylindrischen Führungsnutabschnitt 43D des einlassseitigen Nockenträgers 43. Der zylindrische Führungsnutabschnitt 53D ist auf der linken Seite der ersten Nockenerhebung 53A des linken Paars bereitgestellt, wobei die linken Führungsnuten 54 den zylindrischen Führungsnutabschnitt 53D umgeben. Der auslassseitige Nockenträger 53 ist ebenfalls mit einem zylindrischen Führungsnutabschnitt 53E versehen, der auf der rechten Seite der zweiten Nockenerhebung 53B des rechten Paars ausgebildet ist, wobei die rechten Führungsnuten 55 den zylindrischen Führungsnutabschnitt 53E umgeben. Der auslassseitige Nockenträger 53 ist ebenfalls mit einem rechten zylindrischen Endabschnitt 53F versehen, der auf dem rechten Ende des zylindrischen Führungsnutabschnitts 53E ausgebildet ist.
Außendurchmesser der zylindrischen Führungsnutabschnitte 53D und 53E sind kleiner als die Außendurchmesser der Grundkreise mit dem gleichen Durchmesser wie denen der ersten Nockenerhebung 53A und der zweiten Nockenerhebung 53B.
Wie in 4 und 5 gezeigt, umfassen die Führungsnuten 54 des linken zylindrischen Führungsnutabschnitts 53D eine ringförmige Führungsnut 54c benachbart zu der linken Endoberfläche des auslassseitigen Nockenträgers 53. Die ringförmige Führungsnut 54c umgibt den zylindrischen Führungsnutabschnitt 53D dem Umfang nach in einer vorgegebenen axialen Position. Die Führungsnuten 54 des linken zylindrischen Führungsnutabschnitts 53D umfassen ebenfalls eine rechte Verschiebungsführungsnut 54r, die an einer Position, die um einen vorgegebenen axialen Abstand nach rechts beabstandet ist, spiralförmig ausgebildet ist. Die rechte Verschiebungsführungsnut 54r verzweigt von der ringförmigen Führungsnut 54c nach rechts.
Die Führungsnuten 55 des rechten zylindrischen Führungsnutabschnitts 53E umfassen in einer vorgegebenen Axialposition eine ringförmige Führungsnut 55c, die den zylindrischen Führungsnutabschnitt 53E dem Umfang nach umgibt, und eine linke Verschiebungsführungsnut 541, die in einem vorgegebenen axialen Abstand, der nach links von der ringförmigen Führungsnut 55c beabstandet ist, spiralförmig ausgebildet ist und von der ringförmigen Führungsnut 55c verzweigt.
Eine zylindrische Kappe 56 mit Boden ist auf den rechten zylindrischen Endabschnitt 53F (11) des auslassseitigen Nockenträgers 53 montiert.
Außerdem ist ein auslassseitiges angetriebenes Zahnrad 57 von der linken Seite koaxial an dem linken Flansch 52A der auslassseitigen Nockenwelle 52 montiert, und das auslassseitige angetriebene Zahnrad 57 ist durch zwei Schrauben 58 integral befestigt (siehe 4, 5).
Bezug nehmend auf 5 ist der auslassseitige Nockenträger 53 über Keile auf die Keilwelle 52D der auslassseitigen Nockenwelle 52 montiert. Der Lagerzapfenabschnitt 52B der auslassseitigen Nockenwelle 52 wird zwischen der Lagervertiefung 3Ue (siehe 6) in der Lagerwand 3U des Zylinderkopfs 3 und der halbkreisförmigen Lagervertiefung der Nockenwellenhalters 33 drehbar gehalten. Die Kappe 56 ist an den rechten zylindrischen Endabschnitt 53F des auslassseitigen Nockenträgers 53 montiert, und der zylindrische Lagerzapfenabschnitt 53C des auslassseitigen Nockenträgers 53 wird zwischen der Lagervertiefung 3Ve (siehe 6) in der Lagerwand 3V des Zylinderkopfs 3 und der halbkreisförmigen Lagervertiefung des Nockenwellenhalters 34 drehbar gehalten (siehe 4).
Die auslassseitige Nockenwelle 52 ist mit der Lagerwand 3U des Zylinderkopfs 3 und dem Nockenwellenhalter 33, die zwischen den linken und rechten Flanschen 52A und 52C des Lagerzapfenabschnitts 52B gehalten werden, axial positioniert. Das auslassseitige angetriebene Zahnrad 57, das auf dem linken Flansch 52A montiert ist, ist in der Zahnradkammer 3g angeordnet.
Der auslassseitige Nockenträger 53, der auf der Keilwelle 52D der drehbaren auslassseitigen Nockenwelle 52 keilverzahnt ist, der wie vorstehend beschrieben axial positioniert ist, kann axial verschoben und zusammen mit der auslassseitigen Nockenwelle 52 gedreht werden.
Der zylindrische Lagerzapfenabschnitt 53C mit der vorgegebenen axialen Länge des auslassseitigen Nockenträgers 53 wird von der Lagerwand 3V des Zylinderkopfs 3 und dem Nockenhalter 34 gehalten. Die Axialverschiebung des auslassseitigen Nockenträgers 53 wird durch Anliegen der zweiten Nockenerhebung 53B des linken Paars an den linken Seiten der Lagerwand 3V und des Nockenwellenhalters 34 und durch Anliegen der ersten Nockenerhebung 53A des rechten Paars an den rechten Seiten der Lagerwand 3V und des Nockenwellenhalters 34 begrenzt.
Ein Zuführungsweg für Schmieröl, das die auslassseitige Nockenwelle 52 schmiert, ein Keilverzahnungsabschnitt des auslassseitigen Nockenträgers 53 und Lager sind im Wesentlichen die Gleichen wie in der Struktur der einlassseitigen Nockenwelle 42 und des einlassseitigen Nockenträgers 43.
Das einlassseitige angetriebene Zahnrad 47, das auf dem linken Flansch 42A der einlassseitigen Nockenwelle 42 montiert ist, und das auslassseitige angetriebene Zahnrad 57, das auf dem linken Flansch 52A der auslassseitigen Nockenwelle 52 montiert ist, sind in der Zahnradkammer 3g nebeneinander angeordnet, so dass sie sich in einer Ebene senkrecht zu den Dickenrichtungen der Zahnradkammer 3g erstrecken.
Wie in 2 gezeigt, haben sowohl das einlassseitige angetriebene Zahnrad 47 auf der Vorderseite als auch das auslassseitige angetriebene Zahnrad 57 auf der Rückseite den gleichen Durchmesser, und ein Leerlaufzahnrad 61, das mit diesen angetriebenen Zahnrädern 47 und 48 eingreift, ist unter und zwischen beiden angetriebenen Zahnrädern bereitgestellt.
Das Leerlaufzahnrad 61 ist ein Zahnrad mit einem größeren Durchmesser als die einlassseitigen und auslassseitigen angetriebenen Zahnräder 47 und 57, und, wie in 10 gezeigt, wird das Leerlaufzahnrad 61 über ein Lager 63 auf einer zylindrischen Hohlspindel 65, die sich zwischen der linken Wand 3L des Zylinderkopfs 3 und der Lagerwand 3U erstreckt und durch die Zahnradkammer 3g geht, drehbar gehalten.
Die zylindrische Hohlspindel 65 ist an der Lagerwand 3U durch einen Bolzen 64 fixiert, der durch die linke Wand 3L geht.
Die Hohlspindel 65 ist durch den Bolzen 64 in einem derartigen Zustand befestigt und fixiert, dass der innere Laufring des Lagers 63 zwischen einer Endfläche eines Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser der Spindel 65 und der Lagerwand 3U gehalten wird. Eine Manschette 65a ist auf die Spindel 65 montiert.
Immer noch Bezug auf 10 nehmend, hat das Leerlaufzahnrad 61 eine zylindrische Nabe 61b, die in den äußeren Laufring des Lagers 63 montiert ist und nach rechts vorsteht, und ein Leerlaufkettenzahnkranz 62 ist auf die Außenumfangsoberfläche der zylindrischen Nabe 61b montiert.
Der Leerlaufkettenzahnkranz 62 hat im Wesentlichen den gleichen (oder einen etwas größeren) Durchmesser wie das Leerlaufzahnrad 61.
Wie in 7 und 10 gezeigt, ist der Leerlaufkettenzahnkranz 62 in der gleichen axialen Position (in der Querrichtung) wie das Lager 3UA, das die Lagervertiefungen 3Ui und 3Ue in dem oberen Ende der Lagerwand 3U zum Lagern das Lagerzapfenabschnitts 42B der einlassseitigen Nockenwelle 42 und des Lagerzapfenabschnitts 52B der auslassseitigen Nockenwelle 52 bildet, angeordnet. Der Leerlaufkettenzahnkranz 62 ist unter dem Lager 3UA angeordnet.
Die Lagervertiefungen 33i und 33e (7) des Nockenwellenhalters 33 positionieren den Lagerzapfenabschnitt 42B der einlassseitigen Nockenwelle 42 und den Lagerzapfenabschnitt 52B der auslassseitigen Nockenwelle 52 von oben in den Lagervertiefungen 3Ui und 3Ue des Lagers 3UA des Zylinderkopfs 3. Wie in 4 angezeigt, hat der Nockenwellenhalter 33 Befestigungsabschnitte 33a und 33b auf den zwei Seiten der einlassseitigen Nockenwelle 42 und Befestigungsabschnitte 33c und 33d auf den zwei Seiten der auslassseitigen Nockenwelle 52. Diese Befestigungsabschnitte 33a, 33b und 33c, 33d haben Bolzenlöcher darin, durch welche Befestigungsbolzen 38a, 38b und 38c, 38d geführt sind, um den Nockenwellenhalter 33 an dem Zylinderkopf 3 fest zu befestigen.
Da der Leerlaufkettenzahnkranz 62 mit einem großen Durchmesser unter dem Lager 3UA des Zylinderkopfs 3 positioniert ist, befestigen die zwei äußeren Befestigungsbolzen 38a und 38d in der Vorn-Hintenrichtung von den vier Befestigungsbolzen 38a, 38b und 38c, 38d die Befestigungsabschnitte 33a und 33d auf den zwei Seiten des Leerlaufkettenzahnkranzes 62 (siehe 4 und 7).
Auf der Lagerwand 3U des Zylinderkopfs 3 und dem Nockenwellenhalter 33 sind jeweils axial vorstehende Abschnitte 3UB (5) und 33B (4), die in den Bereichen zwischen der einlassseitigen Nockenwelle 42 und der auslassseitigen Nockenwelle 52 (zu der rechten Seite) vorstehen, ausgebildet.
Die vorstehenden Abschnitte 3UB und 33B stehen, wie in 4 und 5 gezeigt, weg von dem Leerlaufkettenzahnkranz 62 zu der rechten Seite vor, um ein Ins-Gehege-Kommen mit dem Leerlaufkettenzahnkranz 62 zu vermeiden. Die vorstehenden Abschnitte 3UB und 33B sind im Wesentlichen in der gleichen axialen Position wie der zylindrische Führungsnutabschnitt 43D des einlassseitigen Nockenträgers 43 bereitgestellt. Die vorstehenden Abschnitte 3UB und 33B und der zylindrische Führungsnutabschnitt 43D sind in der Vorn-Hintenrichtung sich in der Axialrichtung schneidend nahe aneinander positioniert.
Wie in 4 und 7 gezeigt, befestigen von den vier Befestigungsbolzen 38a, 38b und 38c, 38d die zwei inneren Befestigungsbolzen 38b und 38c jeweils die Befestigungsabschnitte 33b und 33c des vorstehenden Abschnitts33B an den vorstehenden Abschnitten 3UB.
Wie bereits beschrieben und in 4 gezeigt, positioniert der Nockenwellenhalter 34 den zylindrischen Lagerzapfenabschnitt 43C des einlassseitigen Nockenträgers 43 und den zylindrischen Lagerzapfenabschnitt 53C des auslassseitigen Nockenträgers 53, und die zylindrischen Lagerzapfenabschnitte 43C und 53C werden zwischen der Lagerwand 3V und dem Nockenwellenhalter 34 gehalten. Auf den zwei Seiten der Länge des zylindrischen Lagerzapfenabschnitts 43C ist der Nockenwellenhalter 34 durch Befestigungsbolzen 39a und 39b, wobei der zylindrische Lagerzapfenabschnitt 43C zwischen den Befestigungsbolzen 39a und 39b gehalten wird, und durch Befestigungsbolzen 39c und 39d, wobei der zylindrische Lagerzapfenabschnitt 53C zwischen den Befestigungsbolzen 39c und 39d gehalten wird, an dem Zylinderkopf 3 befestigt.
Ein Zündkerzeneinsetzzylinder 34p ist in der Mitte des Nockenwellenhalters 34 ausgebildet und mit einem Kerzeneinsetzzylinder 3Vp der Lagerwand 3V gekoppelt (siehe 4).
Bezug nehmend auf 2 ist eine Steuerkette 66 um den Leerlaufkettenzahnkranz 62 und einen Antriebskettenzahnkranz 67 mit kleinem Durchmesser auf der Kurbelwelle 10 gewickelt.
Wie aus 2 bemerkt wird, wird an die Steuerkette 66, die auf den Leerlaufkettenzahnkranz 62 und das Antriebskettenzahnrad 67 gewickelt ist, durch eine Steuerkettenspannführung 68 Spannung angewendet. Die Steuerkette 66 wird von einer Steuerkettenführung 69 geführt, um angetrieben zu werden.
Wenn die Drehung der Kurbelwelle 10 über die Steuerkette 66 auf den Leerlaufkettenzahnkranz 62 übertragen wird, wird folglich der Leerlaufkettenzahnkranz 62 drehend angetrieben, was bewirkt, dass das Leerlaufzahnrad 61 sich dreht. Die Drehung des Leerlaufzahnrads 61 dreht das einlassseitige angetriebene Zahnrad 47 und das auslassseitige angetriebene Zahnrad 57, die mit dem Leerlaufzahnrad 61eingreifen, wobei das einlassseitige angetriebene Zahnrad 47 bewirkt, dass die einlassseitige Nockenwelle 42 sich dreht, und das auslassseitige angetriebene Zahnrad 57 bewirkt, dass die auslassseitige Nockenwelle 52 sich dreht.
11 zeigt eine Perspektivansicht nur von Hauptkomponenten eines einlassseitigen Nockenschaltmechanismus 70 und eines auslassseitigen Nockenschaltmechanismus 80 des variablen Ventiltriebs oder Ventilbetätigungsmechanismus 40.
Der einlassseitige Nockenträger 43 und der auslassseitige Nockenträger 53 sind jeweils über die Keile auf der einlassseitigen Nockenwelle 42 und der auslassseitigen Nockenwelle 52, die synchron mit der Kurbelwelle 10 gedreht werden, montiert.
Der einlassseitige Nockenschaltmechanismus 70 umfasst eine einlassseitige Schaltantriebswelle 71, die auf der Rückseite und unter der einlassseitigen Nockenwelle 42 parallel zu der Nockenwelle 42 angeordnet ist. Der auslassseitige Nockenschaltmechanismus 80 umfasst eine auslassseitige Schaltantriebswelle 81, die auf der Rückseite und unterhalb der auslassseitigen Nockenwelle 52 parallel zu der Nockenwelle 52 angeordnet ist.
Die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 und die auslassseitige Schaltantriebswelle 81 werden von dem Zylinderkopf 3 gehalten.
Bezug nehmend auf 6 ist die Ventilkammer 3c des Zylinderkopfs 3 integral darin mit einem zylindrischen Abschnitt 3A ausgebildet, der sich in der Querrichtung von einer Position vor der Mitte der Lagerwand 3U durch die Lagerwand 3V zu der rechten Wand 3R linear erstreckt.
Die Ventilkammer 3c des Zylinderkopfs 3 ist integral darin auch mit einem zylindrischen Abschnitt 3B, der sich in der Querrichtung linear auf und entlang der Innenoberfläche der Rückwand 3Rr von einer Position vor der Lagerwand 3U durch die Lagerwand 3V zu der rechten Wand 3R erstreckt, ausgebildet.
Die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 ist axial verschiebbar in ein Axialloch des zylindrischen Abschnitts 3A eingesetzt, und die auslassseitige Schaltantriebswelle 81 ist axial verschiebbar in ein Axialloch des zylindrischen Abschnitts 3B eingesetzt.
Wie in 6 und 8 gezeigt, ist der zylindrische Abschnitt 3A an zwei Stellen, die den rechten und linken Einlassventilen 41 entsprechen, auf den zwei Seiten der Lagerwand 3V ausgeschnitten, so dass die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 durch die ausgeschnittenen Abschnitte freiliegt. Die Einlasskipphebel 72 werden in den ausgeschnittenen Abschnitten durch die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 kippbar gehalten.
Das heißt, die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 arbeitet als eine Kipphebelwelle.
Bezug nehmend auf 11 liegt ein Ende jedes der Einlasskipphebel 72 auf dem oberen Ende jedes der Einlassventile 41 an, und entweder die erste Nockenerhebung 43A oder die zweite Nockenerhebung 43B ist geeignet, eine gekrümmte obere Endoberfläche des einen Endes des zugehörigen Einlasskipphebels 72 durch eine axiale Verschiebung des einlassseitigen Nockenträgers 43 gleitend zu berühren.
Wenn der einlassseitige Nockenträger 43 gedreht wird, wirkt folglich entweder die erste Nockenerhebung 43A oder die zweite Nockenerhebung 43B auf den zugehörigen Einlasskipphebel 72 und kippt ihn entsprechend einem Profil einer der Nockenerhebungen 43A oder 43B, um das zugehörige Einlassventil 41 zu drücken, und entweder die erste Nockenerhebung 43A oder die zweite Nockenerhebung 43B arbeitet, um das zugehörige Einlassventil für die Brennkammer 30 zu öffnen.
Ebenso ist der zylindrische Abschnitt 3B an Positionen, die den rechten und linken Auslassventilen 51 entsprechen, auf den zwei Seiten der Lagerwand 3V ausgeschnitten, und die auslassseitige Schaltantriebswelle 81 liegt in den ausgeschnittenen Abschnitten frei. Die Auslasskipphebel 82 werden in den ausgeschnittenen Abschnitten durch die auslassseitige Schaltantriebswelle 81 kippbar gehalten (siehe 6).
Das heißt, die auslassseitige Schaltantriebswelle 81 arbeitet als eine Kipphebelwelle.
Wie in 11 gezeigt, liegt ein Ende jedes der Auslasskipphebel 82 auf einem oberen Ende jedes der Auslassventile 51 an, und entweder die erste Nockenerhebung 53A oder die zweite Nockenerhebung 53B ist geeignet, eine gekrümmte obere Endoberfläche des einen Endes des zugehörigen Auslasskipphebels 82 durch eine axiale Verschiebung des auslassseitigen Nockenträgers 53 gleitend zu berühren.
Wenn der auslassseitige Nockenträger 53 gedreht wird, wirkt folglich entweder die erste Nockenerhebung 53A oder die zweite Nockenerhebung 53B, um den zugehörigen Auslasskipphebel 82 entsprechend einem Profil entweder der ersten Nockenerhebung 53A oder der zweiten Nockenerhebung 53B zu kippen, und entweder die erste Nockenerhebung 53A oder die zweite Nockenerhebung 53B arbeitet, um das zugehörige Auslassventil für die Brennkammer 30 zu öffnen.
Wie in 5 und 6 gezeigt, sind auf dem zylindrischen Abschnitt 3A zwei angrenzende Naben 3As bereitgestellt, um an Stellen benachbart zu den zylindrischen Führungsnutabschnitten 43D in Richtung der zylindrischen Führungsnutabschnitte 43D des einlassseitigen Nockenträgers 43 vorzustehen. Die zwei zylindrischen Naben 3As sind nahe an der Lagerwand 3U positioniert.
Die zylindrischen Naben 3As haben ihre Innenlöcher in das Axialloch in dem zylindrischen Abschnitt 3A offen.
Der erste Schaltstift 73 und ein zweiter Schaltstift 74 sind verschiebbar in die Innenlöcher der rechten und linken zylindrischen Naben 3As eingesetzt
Unter Bezug auf 8 überlappen die Öffnungen der zylindrischen Naben 3As, von denen der erste Schaltstift 73 und der zweite Schaltstift 74 vorstehen, mit den Kreisen mit größtem Durchmesser der Nockennasen der ersten und zweiten Nockenerhebungen 43A und 43B, wie in der Axialansicht von 8 zu sehen.
Das heißt, der Kreis mit größtem Durchmesser der ersten Nockenerhebung 43A mit der niedrigeren Nockennase überlappt in der Axialansicht von 8 mit den Öffnungen der zylindrischen Naben 3As.
Daher kann die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 so nahe wie möglich an der einlassseitigen Nockenwelle 42 angeordnet sein und die Brennkraftmaschine E kann kompakt gemacht werden.
Wie in 12 gezeigt, hat der erste Schaltstift 73 einen zylindrischen Endabschnitt 73a und einen zylindrischen Basisabschnitt 73b, die durch eine Zwischenstange 73c linear gekoppelt sind.
Der zylindrische Basisabschnitt 73b hat einen kleineren Außendurchmesser als der zylindrische Endabschnitt 73a.
Von dem zylindrischen Endabschnitt 73a steht ein Montageende 73ae mit einem verringerten Durchmesser vor.
Eine konische Endoberfläche 73bt ist auf dem zylindrischen Basisabschnitt 73b auf seinem Ende, das mit der Zwischenstange 73c verbunden ist, ausgebildet.
Die Endoberfläche des zylindrischen Basisabschnitts 73b auf der Seite der Zwischenstange 73c kann kugelförmig sein.
Der zweite Schaltstift 74 hat die gleiche Form wie der erste Schaltstift 73.
Die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 hat, wie in 13 gezeigt, eine längliche Durchgangsöffnung 71a, die sich entlang der Wellenmitte in dem linken Endabschnitt der Welle 71 erstreckt, und ein kreisförmiges Loch 71b, das sich über die Wellenmitte in dem linken Ende des länglichen Lochs 71a erstreckt. Die längliche Öffnung 71a hat im Grunde eine rechteckige Querschnittform, welche die Welle 71 diametral durchdringt.
Die Breite der länglichen Öffnung 71a ist ein wenig größer als der Durchmesser der Zwischenstange 73c des ersten Schaltstifts 73, und der Innendurchmesser des kreisförmigen Lochs 71b ist ein wenig größer als der Außendurchmesser des zylindrischen Basisabschnitts 73b, aber kleiner als der Außendurchmesser des zylindrischen Endabschnitts 73a des ersten Schaltstifts 73.
Immer noch Bezug auf 13 nehmend, ist eine Öffnungsendoberfläche der länglichen Öffnung 71a der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 derart ausgebildet, dass sie eine Nockenfläche 71C hat, die aus einer sich axial erstreckenden und geneigten linearen flachen Oberfläche 71Cp und einer konkaven gekrümmten Oberfläche 71Cv mit einer vorgegebenen Form, die in den Zwischenabschnitten der linearen flachen Oberfläche 71Cp ausgebildet ist, zusammengesetzt ist.
Wie 14 zeigt, ist die Zwischenstange 73c des ersten Schaltstifts 73 in einer derartigen Weise durch die längliche Öffnung 71a der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 geführt, dass die Zwischenstange 73c verschiebbar in der länglichen Öffnung 71a aufgenommen wird.
Der erste Schaltstift 73 wird wie folgt in die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 montiert.
Wie in 13 gezeigt, ist eine Schraubenfeder 75 um den ersten Schaltstift 73 gewickelt. Der Innendurchmesser der Schraubenfeder 75 ist größer als der Außendurchmesser des zylindrischen Basisabschnitts 73b und der Außendurchmesser der Schraubenfeder 75 ist kleiner als der Außendurchmesser des zylindrischen Endabschnitts 73a. Daher liegt die Endoberfläche des zylindrischen Endabschnitts 73a auf der Seite der Zwischenstange 73c auf dem Ende der Schraubenfeder 75 an, wenn der erste Schaltstift 73 von der Seite des zylindrischen Basisabschnitts 73b ins Innere der Schraubenfeder 75 eingesetzt wird.
Wenn die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 in das Axialloch in dem zylindrischen Abschnitt 3A des Zylinderkopfs 3 eingesetzt wird, wird das kreisförmige Loch 71b koaxial mit einem Innenloch der zylindrischen Nabe 3As, die auf dem zylindrischen Abschnitt 3A ausgebildet ist, gemacht. Wenn der erste Schaltstift 73 mit der darum gewickelten Schraubenfeder 75 mit ihrem zylindrischen Basisabschnitt 73b voran in das Innenloch der zylindrischen Nabe 3As eingesetzt wird, wird der erste Schaltstift 73 zusammen mit der Schraubenfeder 75 verschiebbar in das Innenloch der zylindrischen Nabe 3As eingesetzt (siehe 8). Ferner durchbohrt der zylindrische Basisabschnitt 73b das kreisförmige Loch 71b der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71, die in das Axialloch des zylindrischen Abschnitts 3A eingesetzt wurde (siehe 13).
Es wird nicht zugelassen, dass die Schraubenfeder 75 das kreisförmige Loch 71b durchbohrt, auch wenn der zylindrische Basisabschnitt 73b des ersten Schaltstifts 73 das kreisförmige Loch 71b der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 durchbohrt. Das Ende der Schraubenfeder 75 liegt auf einer Öffnungsendoberfläche des kreisförmigen Lochs 71b an, und die Schraubenfeder 75 wird zwischen der Öffnungsendoberfläche des kreisförmigen Lochs 71b und der Endoberfläche des zylindrischen Endabschnitts 73a komprimiert.
Wenn die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 in dem Zustand, in dem der zylindrische Basisabschnitt 73b des ersten Schaltstifts 73 sich vollständig durch das kreisförmige Loch 71b bewegt hat, nach links verschoben wird, wobei die Zwischenstange 73c in einer Axialposition innerhalb der axialen Ausdehnung der länglichen Öffnung 71a ist, wird bewirkt, dass die Zwischenstange 73c in einem derartigen Zustand in die längliche Öffnung 71a eingesetzt wird, dass die Schraubenfeder 75 komprimiert wird.
Dann wird, wie in 14 gezeigt, die konische Endoberfläche 73bt des zylindrischen Basisabschnitts 73b des ersten Schaltstifts 73 unter der elastischen Druckkraft der Schraubenfeder 75 auf die Nockenoberflächen 71C gedrückt und liegt darauf an, welche die Öffnungsendoberfläche der länglichen Öffnung 71a der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 sind, wodurch der erste Schaltstift 73 in seine Position eingepasst wird.
Wenn, wie vorstehend beschrieben, die Zwischenstange 73c des ersten Schaltstifts 73 durch die längliche Öffnung 71a der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 geführt wird, wird die konische Endoberfläche 73bt des zylindrischen Basisabschnitts 73b unter der Kraft der Schraubenfeder 75 auf die Nockenflächen 71C gedrückt und liegt darauf an, welche die Öffnungsendoberflächen der länglichen Öffnung 71a der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 sind. Wenn dann die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 axial verschoben wird, wird die Nockenfläche 71C, auf welcher die konische Endfläche 73bt des zylindrischen Basisabschnitts 73b des ersten Schaltstifts 73 in Kontakt ist, ebenfalls axial verschoben, wodurch bewirkt wird, dass der erste Schaltstift 73 in einer Richtung senkrecht zu der Axialrichtung der ersten Schaltantriebswelle 71 der Kontur der Nockenoberfläche 71C folgend vorrückt oder sich zurückzieht. Dieser Mechanismus zum Vorrücken und Zurückziehen des ersten Schaltstifts 73 bildet einen linearen Bewegungsnockenmechanismus Ca.
Der lineare Bewegungsnockenmechanismus Ca arbeitet auf die folgende Weise. Wenn die konische Endfläche 73bt des ersten Schaltstifts 73 auf der flachen Oberfläche 71Cp der Nockenfläche 71C der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 anliegt, nimmt der erste Schaltstift 73 eine zurückgezogene Position ein, während, wenn die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 verschoben wird und die konische Endfläche 73bt auf der konkaven gekrümmten Fläche 71Cv der Nockenfläche 71C anliegt, der erste Schaltstift 73 unter der Druckkraft der Schraubenfeder 75 vorrückt.
Der zweite Schaltstift 74 hat ebenfalls den gleichen Aufbau wie der erste Schaltstift 73. Der zweite Schaltstift 74 wird ähnlich durch die gleiche längliche Öffnung 71a der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 geführt, und eine konische Endfläche 74bt eines zylindrischen Basisabschnitts 74b wird unter der Kraft einer Schraubenfeder 75 gegen die Nockenfläche 71C gedrückt und liegt daran an, wodurch ein linearer Bewegungsnockenmechanismus Ca aufgebaut wird (siehe 14).
Wenn der erste Schaltstift 73 und der zweite Schaltstift 74 durch die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 montiert werden, wird zuerst der zweite Schaltstift 74 montiert und danach wird der erste Schaltstift 73 montiert.
Wie in 4 dargestellt, ist die rechte Seite der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 mit einem Verschiebungsregulierungsloch 71z ausgebildet, das ein längliches Loch mit einer vorgegebenen axialen Länge ist. Das Verschiebungsregulierungsloch 71z ist auf der rechten Seite des Bereichs angeordnet, wo der Einlasskipphebel 72 gehalten wird (siehe 11). Ein Verschiebungsregulierungsstift 76 ist durch ein kleines Loch 3Ah (6) eingesetzt, das in dem zylindrischen Abschnitt 3A des Zylinderkopfs 3 ausgebildet ist, und greift in das Verschiebungsregulierungsloch 71z ein. Somit wird die Axialverschiebung der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 zwischen vorgegebenen Positionen beschränkt.
Wie in 14 gezeigt, sind der erste Schaltstift 73 und der zweite Schaltstift 74 parallel zueinander angeordnet, und der erste Schaltstift 73 und der zweite Schaltstift 74 werden durch die gemeinsame längliche Öffnung 71a der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 geführt.
14 zeigt einen Zustand, in dem der erste Schaltstift 73 in der Mitte der konkaven gekrümmten Oberfläche 71Cv der Nockenoberfläche 71C der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 angeordnet ist, wobei der erste Schaltstift 73 in der Position ist, in welcher der erste Schaltstift 73 vorgerückt ist, wobei die konische Endoberfläche 73bt auf der konkaven gekrümmten Fläche 71Cv anliegt. 14 zeigt ferner einen Zustand, in dem der zweite Schaltstift 74 auf der flachen Oberfläche 71Cp der Nockenoberfläche 71C anliegt und der zweite Schaltstift 74 in einer zurückgezogenen Position angeordnet ist.
Wenn die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 von dem Zustand von 14 nach rechts verschoben wird, erklimmt die konische Endoberfläche 73bt des ersten Schaltstifts 73 die geneigten Teile der konkaven gekrümmten Oberfläche 71Cv von dem mittleren Bereich der konkaven gekrümmten Oberfläche 71Cv, so dass bewirkt wird, dass der erste Schaltstift 73 sich allmählich zurückzieht und die konische Endoberfläche 73bt auf der flachen Oberfläche 71Cp anliegt. Andererseits steigt die konische Endoberfläche 74bt des zweiten Schaltstifts 74 die geneigten Teile der konkaven gekrümmten Oberfläche 71Cv von der flachen Oberfläche 71Cp hinab, so dass bewirkt wird, dass der zweite Schaltstift 74 vorrückt, wobei die konische Endoberfläche 74bt auf dem mittleren Bereich der konkaven gekrümmten Oberfläche 71Cv anliegt.
Wie vorstehend beschrieben, können der erste Schaltstift 73 und der zweite Schaltstift 74 durch die Axialverschiebung der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 wechselseitig vorgerückt oder zurückgezogen werden.
Um die ersten und zweiten Schaltstifte 73 und 74 in die Vorrückrichtungen zu drücken, sind die Schraubenfedern 75 zwischen den zylindrischen Endabschnitten 73a und 74a und der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 eingefügt. Stattdessen kann eine Schraubenfeder zwischen einer Endoberfläche (einer Endoberfläche auf der umgekehrten Seite jeder konischen Endoberfläche 73bt oder 74bt) jedes zylindrischen Basisabschnitts 73b oder 74b und dem Boden einer in der Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 3A ausgebildeten Vertiefung eingefügt werden.
Wie in 6 gezeigt, hat der axial mittlere Bereich des zylindrischen Abschnitts 3B darauf eine zylindrische Nabe 3Bs, die auf der linken Seite der Lagerwand 3V und des Auslasskipphebels 82 ausgebildet ist, um in Richtung des zylindrischen Führungsnutabschnitts 53D (4 und 5) des auslassseitigen Nockenträgers 53 an einer Stelle, die dem zylindrischen Führungsnutabschnitt 53D entspricht, vorzustehen. Eine andere ähnliche zylindrische Nabe 3Bs ist in der Mitte des zylindrischen Abschnitts 3B auf der rechten Seite der Lagerwand 3V und des zweiten Auslasskipphebels 82 ausgebildet. Diese letztere zylindrische Nabe 3Bs steht an einer Stelle, die dem zylindrischen Führungsnutabschnitt 53E des auslassseitigen Nockenträgers 53 entspricht, in Richtung des zylindrischen Führungsnutabschnitts 53E vor.
Bezug nehmend auf 11 sind auf der auslassseitigen Schaltantriebswelle 81 axial längliche Durchgangslöcher 81a₁ und 81a₂ ähnlich der länglichen Durchgangsöffnung 71a ausgebildet. Die länglichen Öffnungen 81a₁ und 81a₂ sind durch die axiale Mittelachse der auslassseitigen Schaltantriebswelle 81 in axial beabstandeten Abschnitten der Welle 81 in der linken und in der rechten Seite ausgebildet. Kreisförmige Löcher 81b₁ und 81b2 ähnlich dem kreisförmigen Loch 71b sind ebenfalls an den linken Enden der länglichen Löcher 81a₁ und 81a₂ bereitgestellt.
Die Breite jeder der länglichen Öffnungen 81a₁ und 81a2 und der Innendurchmesser jedes der kreisförmigen Löcher 81b₁ und 81b2 sind die Gleichen wie die der länglichen Öffnung 71a und des kreisförmigen Lochs 71b der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71.
Wie in 15 gezeigt, ist die Öffnungsendoberfläche der linken länglichen Öffnung 81a₁ der auslassseitigen Schaltantriebswelle 81 als eine Nockenoberfläche 81C₁ ausgebildet, die aus einer axial flachen Oberfläche 81Cp auf dem Rand der Öffnung und einer konkaven gekrümmten Oberfläche 81Cv mit einer vorgegebenen Kontur, die in einem axialen Zwischenabschnitt der flachen Oberfläche 81Cp ausgebildet ist, zusammengesetzt. Die flache Oberfläche 81Cp erstreckt sich axial linear und ist geneigt oder angeschrägt ausgebildet.
Wie in 11 gezeigt, ist eine Öffnungsendoberfläche der rechten länglichen Öffnung 81a₂ der auslassseitigen Schaltantriebswelle 81 in einer ähnlichen Weise wie die linke längliche Öffnung 81a₁ ausgebildet und hat eine Nockenoberfläche 81C₂, die aus einer axial flachen geneigten Oberfläche auf dem Rand der Öffnung und einer konkaven gekrümmten Oberfläche 81Cv mit einer vorgegebenen Kontur, die nahe der rechten Seite der flachen Oberfläche angeordnet ist, zusammengesetzt ist.
Die linken und rechten länglichen Öffnungen 81a₁ und 81a₂ und die linken und rechten Nockenoberflächen 81C₁ und 81C₂ der auslassseitigen Schaltantriebswelle 81 sind in der Axialrichtung symmetrisch ausgebildet.
Wie in 15 gezeigt, durchbohrt eine Zwischenstange 83c eines ersten Schaltstifts 83 die linke längliche Öffnung 81a₁ der auslassseitigen Schaltantriebswelle 81 in einer Weise, die entlang der linken länglichen Öffnung verschiebbar ist, und ein linearer Bewegungsnockenmechanismus Cb wird durch die Nockenoberfläche 81C₁ ausgebildet.
Ebenso ist, wie in 6 und 11 gezeigt, ein zweiter Schaltstift 84 verschiebbar in die rechte längliche Öffnung 81a₂ der auslassseitigen Schaltantriebswelle 81 montiert, und durch die Nockenoberfläche 81C₂ wird ein linearer Bewegungsnockenmechanismus Cc aufgebaut.
Ein Verfahren für die Montage wird unter Verwendung der kreisförmigen Löcher 81b₁ und 81b2 auf die gleiche Weise wie die Montage der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 und des ersten Schaltstifts 73 durchgeführt.
Der erste Schaltstift 83 und der zweite Schaltstift 84 werden gleichzeitig montiert.
Ein Verschiebungsbegrenzungsloch 81z, das in 11 gezeigt ist, ist ein axial längliches Loch mit einer vorgegebenen axialen Länge und ist axial benachbart zu der rechten Seite der rechen länglichen Öffnung 81a₂ der auslassseitigen Schaltantriebswelle 81 ausgebildet. Die Axialverschiebung der auslassseitigen Schaltantriebswelle 81 wird durch einen Verschiebungsbegrenzungsstift 86 (siehe 6), der in ein kleines Loch 3Bh in dem zylindrischen Abschnitt 3B des Zylinderkopfs 3 eingepasst ist, auf eine Verschiebung zwischen vorgegebenen Axialpositionen begrenzt, um durch das Verschiebungsregulierungsloch 81z zu gehen.
15 zeigt einen Zustand, in dem der erste Schaltstift 83 derart angeordnet ist, dass er auf der rechten flachen Oberfläche 81Cp auf der rechten Seite der Nockenoberflächen 81C₁ der auslassseitigen Schaltantriebswelle 81 anliegt, wobei eine konische Endfläche 83bt des ersten Schaltstifts 83 auf der flachen Oberfläche 81Cp anliegt. In diesem Zustand ist der erste Schaltstift 83 in einer zurückgezogenen Position. Zu dieser Zeit liegt eine konische Endfläche 84bt des zweiten Schaltstifts 84, wie in 6 gezeigt, auf der konkaven gekrümmten Oberfläche 81Cv der rechten Nockenfläche 81C₂ an, und der zweite Schaltstift 84 ist in einer vorgerückten Position.
Wenn die auslassseitige Schaltantriebswelle 81 von diesem Zustand nach rechts verschoben wird, steigt die konische Endfläche 83bt des ersten Schaltstifts 83 von der flachen Oberfläche 81Cp den geneigten Abschnitt der konkaven gekrümmten Oberfläche 81Cv hinab und die konische Endoberfläche 83bt liegt auf dem mittleren Bereich der konkaven gekrümmten Oberfläche 81Cv an, so dass der Schaltstift 83 vorrückt. Andererseits steigt die konische Endoberfläche 84bt des zweiten Schaltstifts 84 von dem mittleren Bereich der konkaven gekrümmten Oberfläche 81Cv die geneigte Oberfläche der konkaven gekrümmten Oberfläche 81Cv hoch, und die konische Endoberfläche 84bt liegt auf der flachen Oberfläche 81Cp an, so dass sich der zweite Schaltstift 84 zurückzieht.
Wie vorstehend beschrieben, können der erste Schaltstift 83 und der zweite Schaltstift 84 durch die Axialverschiebung der auslassseitigen Schaltantriebswelle 81 wechselseitig vorgerückt oder zurückgezogen werden.
Der vorstehend beschriebene einlassseitige Nockenschaltmechanismus 70 und der vorstehend beschriebene auslassseitige Nockenschaltmechanismus 80 sind, wie in 8 gezeigt, relativ zu einer Achse Ci der einlassseitigen Nockenwelle 42 und einer Achse Ce der auslassseitigen Nockenwelle 52 auf der Seite der Kurbelwelle 10 angeordnet. Ferner ist der einlassseitige Nockenschaltmechanismus 70 auf einer Seite zwischen einer einlassseitigen Ebene Si und einer auslassseitigen Ebene Se angeordnet. Die einlassseitige Ebene Si ist eine Ebene, welche die Achse Ci der einlassseitigen Nockenwelle 42 enthält und sich parallel zu der Zylinderachse Lc erstreckt. Die auslassseitige Ebene Se ist eine Ebene, welche die Achse Ce der auslassseitigen Nockenwelle 52 enthält und sich parallel zu der Zylinderachse Lc erstreckt.
Bezug nehmend auf 1 und 4 ist ein einlassseitiger Hydraulikaktuator 77 zum axialen Verschieben der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 derart bereitgestellt, dass er von der rechten Wand 3R des Zylinderkopfs 3 vorsteht, und ein auslassseitiger Hydraulikaktuator 87 zum axialen Verschieben der auslassseitigen Schaltantriebswelle 81 ist derart bereitgestellt, dass er auf der Rückseite des einlassseitigen Hydraulikaktuators 77 in einer Linie in Bezug auf die Vorn-Hintenrichtung vorsteht.
Der Betrieb des einlassseitigen Nockenschaltmechanismus 70 wird unter Bezug auf die erläuternde Figur von 16 in dem Fall beschrieben, wenn der einlassseitige Nockenträger 43 durch den einlassseitigen Nockenschaltmechanismus 70 axial verschoben wird, um die erste Nockenerhebung 43A und die zweite Nockenerhebung 43B umzuschalten und die umgeschaltete Nockenerhebung auf den Einlasskipphebel 72 wirken zu lassen, worauf nachstehend Bezug genommen wird.
16 zeigt nacheinander Betriebsverfahrensschritte von Hauptelementen des einlassseitigen Nockenschaltmechanismus 70.
16(1) zeigt einen Zustand, in dem der einlassseitige Nockenträger 43 in eine Position auf der linken Seite verschoben wurde, die zweiten Nockenerhebungen 43B auf die zugehörigen Einlasskipphebel 72 wirken und die Einlassventile 41 gemäß Ventilbetriebscharakteristiken betätigt werden, die in dem Nockenprofil der zweiten Nockenerhebungen 43B festgelegt sind.
Zu dieser Zeit ist die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 ebenso in einer zu der linken Seite verschobenen Position angeordnet, die konkave gekrümmte Oberfläche 71Cv der Nockenoberfläche 71C ist in einer Position des ersten Schaltstifts 73 angeordnet und der erste Schaltstift 73 liegt an der konkaven gekrümmten Oberfläche 71Cv an, so dass der erste Schaltstift 73 vorgerückt wird und der erste Schaltstift 73 in die ringförmige Führungsnut 44c des zylindrischen Führungsnutabschnitts 43D des einlassseitigen Nockenträgers 43 eingepasst wird.
Der zweite Schaltstift 74 liegt auf der flachen Oberfläche 71Cp der Nockenoberfläche 71C an, so dass der zweite Schaltstift 74 zurückgezogen und von der Führungsnut 44 und getrennt wird.
Wenn der erste Schaltstift 73 in die ringförmige Führungsnut 44c eingepasst ist, die dem Umfang nach in dem einlassseitigen Nockenträger 43 ausgebildet ist, der über die Keile zusammen mit der einlassseitigen Nockenwelle 42 gedreht wird, wird der einlassseitige Nockenträger 43 in einer vorgegebenen Position gehalten, ohne axial verschoben zu werden.
Wenn die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 von diesem Zustand durch den einlassseitigen Hydraulikaktuator 77 nach rechts verschoben wird, wird der erste Schaltstift 73 geführt, so dass er die geneigte Oberfläche der konkaven gekrümmten Oberfläche 71Cv hochsteigt, so dass der erste Schaltstift 73 beginnt sich zurückzuziehen, während der zweite Schaltstift 74 von der flachen Oberfläche 71Cp in Richtung der geneigten Oberfläche der konkaven gekrümmten Oberfläche 71Cv geführt wird, so dass der zweite Schaltstift 74 bereit ist, vorzurücken (siehe 16(2)). In diesem Zustand sind der erste Schaltstift 73 und der zweite Schaltstift 74 bereit, im Wesentlichen um den gleichen Abstand von der Führungsnut 44 getrennt zu werden (siehe 16(3)). Wenn dann die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 weiter nach rechts verschoben wird, liegt der erste Schaltstift 73 auf der flachen Oberfläche 71Cp an und wird weiter zurückgezogen, während der zweite Schaltstift 74 auf der konkaven gekrümmten Oberfläche 71Cv anliegt, so dass der zweite Schaltstift 74 weiter vorrückt und in die rechte Verschiebungsführungsnut 44r des zylindrischen Führungsnutabschnitts 43D eingepasst wird (siehe 16(4)).
Wenn der zweite Schaltstift 74 in die rechte Verschiebungsführungsnut 44r eingepasst wird, wird der einlassseitige Nockenträger 43 axial nach rechts verschoben, während er gedreht wird, wobei die rechte Verschiebungsführungsnut 44r mit dem zweiten Schaltstift 74 in Eingriff ist und von ihm geführt wird (siehe 16(4) und 16 (5)).
Wenn der einlassseitige Nockenträger 43 nach rechts verschoben wird, wird der zweite Schaltstift 74 relativ zu dem einlassseitigen Nockenträger 43 axial nach links bewegt und wird in die mittlere ringförmige Führungsnut 44c geführt und eingepasst, und der einlassseitige Nockenträger 43 wird in der nach rechts verschobenen vorgegebenen Position gehalten (siehe 16(b)). Zu dieser Zeit wirken anstelle der zweiten Nockenerhebung 43B die ersten Nockenerhebungen 43A auf die Einlasskipphebel 72, und die Einlassventile 41 werden gemäß Ventilbetriebscharakteristiken betätigt, die in dem Nockenprofil der ersten Nockenerhebungen 43A festgelegt sind.
Wie vorstehend beschrieben, können die Nockenerhebungen zum Wirken auf die Einlassventile 41 von den zweiten Nockenerhebungen 43B auf die ersten Nockenerhebungen 43A umgeschaltet werden, indem die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 nach rechts verschoben wird.
Wenn der zweite Schaltstift 74 durch umgekehrtes Verschieben der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 von dem vorstehenden Zustand nach links zurückgezogen wird, wird der zweite Schaltstift 71 von der ringförmigen Führungsnut 44c getrennt, während der erste Schaltstift 73 vorrückt, so dass der erste Schaltstift 73 in die linke Verschiebungsführungsnut 441 eingepasst wird. Als ein Ergebnis wird der einlassseitige Nockenträger 43 nach links verschoben, wobei in die linke Verschiebungsführungsnut 441 von dem ersten Schaltstift 73 eingegriffen wird und er von dem ersten Schaltstift 73 geführt wird, so dass die Nockenerhebungen zum Einwirken auf die Einlassventile 41 von den ersten Nockenerhebungen 43A auf die zweiten Nockenerhebungen 43B umgeschaltet werden können.
Als nächstes wird der Betrieb des auslassseitigen Nockenschaltmechanismus 80 unter Bezug auf die erläuternde Figur von 17 beschrieben.
17(1) zeigt einen derartigen Zustand, dass der auslassseitige Nockenträger 53 in einer zu der linken Seite verschobenen Position angeordnet ist, die zweiten Nockenerhebungen 53B auf die Auslasskipphebel 82 wirken und die Auslassventile 51 gemäß Ventilbetriebscharakteristiken betätigt werden, die in dem Nockenprofil der zweiten Nockenerhebungen 53B festgelegt sind.
Zu dieser Zeit ist die auslassseitige Schaltantriebswelle 81 ebenfalls in einer Axialposition auf der linken Seite angeordnet, der erste Schaltstift 83 liegt auf der flachen Oberfläche 81Cp der linken Nockenoberfläche 81C₁ an, so dass der erste Schaltstift 83 zurückgezogen und von der linken Führungsnut 54 getrennt wird, während der zweite Schaltstift 84 in einer Position der konkaven gekrümmten Oberfläche 81Cv der rechten Nockenoberfläche 81C₂ angeordnet ist, so dass der zweite Schaltstift 84 auf der konkaven gekrümmten Oberfläche 81Cv anliegt und daher vorgerückt wird. In diesem Zustand wird der zweite Schaltstift 84 in die ringförmige Führungsnut 55c der rechten Führungsnut 55 auf dem auslassseitigen Nockenträger 53 eingepasst, wodurch der auslassseitige Nockenträger 53 in einer vorgegebenen axialen Position gehalten wird, ohne axial verschoben zu werden.
Wenn die auslassseitige Schaltantriebswelle 81 von dem vorstehenden Zustand durch den Hydraulikaktuator 87 für die Auslassseite nach rechts verschoben wird, wird der zweite Schaltstift 84 durch die geneigte Oberfläche der konkaven gekrümmten Oberfläche 81Cv geführt, der zweite Schaltstift 84 ist bereit, zurückgezogen zu werden, während der erste Schaltstift 83 von der flachen Oberfläche 81Cp in Richtung der geneigten Oberfläche der konkaven gekrümmten Oberfläche 81Cv geführt wird, so dass der erste Schaltstift 83 bereit ist vorzurücken (siehe 17(2)). Danach werden der erste Schaltstift 83 und der zweite Schaltstift 84 um im Wesentlichen den gleichen Abstand von den Führungsnuten 54 und 55 getrennt (siehe 17(3)). Da die auslassseitige Schaltantriebswelle 81 weiter nach rechts verschoben wird, liegt der zweite Schaltstift 84 auf der flachen Oberfläche 81Cp an, so dass der zweite Schaltstift 84 sich weiter zurückzeiht und der erste Schaltstift 83 auf der konkaven gekrümmten Oberfläche 81Cv anliegt, um weiter vorgerückt zu werden. Als ein Ergebnis wird der erste Schaltstift 83 in die rechte Verschiebungsführungsnut 54r der linken Führungsnut 54 eingepasst (siehe 17(4)).
Wenn der erste Schaltstift 83 in die rechte Verschiebungsführungsnut 54r eingepasst wird, wird der auslassseitige Nockenträger 53 axial in eine nach rechts verschobene Position verschoben, während er gedreht wird, so dass der erste Schaltstift 83, der mit der rechten Verschiebungsführungsnut 54r eingreift, allmählich mit der linken ringförmigen Führungsnut 54c eingreift (siehe 17(4) und 17(5)).
Da der erste Schaltstift 83 in die linke ringförmige Führungsnut 54c eingepasst wird, wenn der auslassseitige Nockenträger 53 nach rechts verschoben wird, wird der auslassseitige Nockenträger 53 in einer nach rechts verschobenen vorgegebenen Position aufrechterhalten (siehe 17(5)). Zu dieser Zeit wirken anstelle der zweiten Nockenerhebungen 53B die ersten Nockenerhebungen 53A auf die Auslasskipphebel 82 und die Auslassventile 51 werden gemäß Ventilbetriebscharakteristiken betätigt, die in dem Nockenprofil der ersten Nockenerhebungen 53A festgelegt sind.
Wie vorstehend beschrieben, können die Nockenerhebungen zum Einwirken auf die Auslassventile 51 von den zweiten Nockenerhebungen 53B auf die ersten Nockenerhebungen 53A umgeschaltet werden, indem die auslassseitige Schaltantriebswelle 81 nach rechts verschoben wird.
Der erste Schaltstift 83 und der zweite Schaltstift 84 werden entgegengesetzt bewegt, indem die auslassseitige Schaltantriebswelle 81 umgekehrt von dem vorstehenden Zustand nach links verschoben wird. Der erste Schaltstift 83 wird zurückgezogen und von der ringförmigen Führungsnut 54c getrennt, der zweite Schaltstift 84 wird vorgerückt, um in die linke Verschiebungsführungsnut 551 eingepasst zu werden. Der auslassseitige Nockenträger 53 wird unter der Führung durch die linke Verschiebungsführungsnut 551 nach links verschoben, und die Nockenerhebungen zum Einwirken auf die Auslassventile 51 können von den ersten Nockenerhebungen 53A auf die zweiten Nockenerhebungen 53B umgeschaltet werden.
Die vorstehend im Detail beschriebene erste Ausführungsform des variablen Ventiltriebs erzeugt die folgenden Ergebnisse.
Wie in 8 gezeigt, sind der einlassseitige Nockenschaltmechanismus 70 und der auslassseitige Nockenschaltmechanismus 80 in dem Zylinderkopf 3 relativ zu der Achse Ci der einlassseitigen Nockenwelle 42 und der Achse Ce der auslassseitigen Nockenwelle 52 näher an der Seite der Kurbelwelle 10 angeordnet. Da der einlassseitige Nockenschaltmechanismus 70 zwischen den Achsen Ci und Ce angeordnet ist, wird die Vorn-Hinten-Breite der Brennkraftmaschine E verringert, und ein Raum für die Montage des Motors auf dem Fahrzeug kann ohne Weiteres sichergestellt werden, ohne den Zylinderkopfdeckel 4 in dem oberen Abschnitt des Motors E durch die Bereitstellung des einlassseitigen Nockenschaltmechanismus 70 und des auslassseitigen Nockenschaltmechanismus 80 nach oben zu wölben.
Insbesondere ist der variable Ventiltrieb gemäß der Ausführungsform der Erfindung geeignet, auf einem Zweiradmotorrad montiert zu werden, dem es an ausreichendem Raum auf der Oberseite eines Motors mangelt.
Wie in 8 gezeigt, ist der einlassseitige Nockenschaltmechanismus 70 von dem einlassseitigen Nockenschaltmechanismus 70 und dem auslassseitigen Nockenschaltmechanismus 80 zwischen der einlassseitigen Ebene Si und der auslassseitigen Ebene Se angeordnet. Die einlassseitige Ebene Si geht durch die Achse Ci der einlassseitigen Nockenwelle 42 parallel zu der Zylinderachse Lc. Die auslassseitige Ebene Se geht durch die Achse Ce der auslassseitigen Nockenwelle 52 parallel zu der Zylinderachse Lc. Somit wird die Längs- oder Vorn-Hinten-Breite des Motors E verkürzt, und eine Zunahme der Größe des Motors E kann verhindert werden.
Wie in 11 gezeigt, umfassen der einlassseitige Nockenschaltmechanismus 70 und der auslassseitige Nockenschaltmechanismus 80 die ersten Schaltstifte 73 und 83 und die zweiten Schaltstifte 74 und 84, die Dank der linearen Bewegungsnockenmechanismen Ca, Cb und Cc in der Richtung in einem rechten Winkel zu der Axialrichtung vorgerückt und zurückgezogen werden können, indem die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 und die auslassseitige Schaltantriebswelle 81 axial verschoben werden. Aus diesem Grund wird die Anzahl von Komponententeilen verringert, und die Struktur kann vereinfacht werden.
Der Abstand zwischen der einlassseitigen Nockenwelle 42 und der einlassseitigen Schaltantriebswelle 71 kann verringert werden, indem die einlassseitige Schaltantriebswelle 71 parallel zu der einlassseitigen Nockenwelle 42 angeordnet wird. Ferner kann der Abstand zwischen der auslassseitigen Nockenwelle 52 und der auslassseitigen Schaltantriebswelle 81 verringert werden, indem die auslassseitige Schaltantriebswelle 81 parallel zu der auslassseitigen Nockenwelle 52 angeordnet wird. Folglich kann eine Größenzunahme des Motors E vermieden werden.
Da die Schaltantriebswellen 71 und 81 der Nockenschaltmechanismen 70 und 80, wie in 11 gezeigt, verwendet werden, um die Kipphebel 72 und 82 zu halten, wird die Anzahl der Komponententeile verringert, und die Struktur kann mit erhöhter Kompaktheit vereinfacht werden.
Als nächstes wird ein variabler Ventiltrieb gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung Bezug nehmend auf 18 beschrieben.
In diesem variablen Ventiltrieb ist die Anordnung des auslassseitigen Nockenschaltmechanismus 80 in dem variablen Ventiltrieb 40 der ersten Ausführungsform geändert, die sonstige Struktur ist gleich wie die des variablen Ventiltriebs 40 und die gleichen Bezugszeichen werden angewendet.
Wie in 18 gezeigt, ist dieser auslassseitige Nockenschaltmechanismus 80 zwischen einer einlassseitigen Ebene Si und einer auslassseitigen Ebene Se angeordnet, wobei die einlassseitige Ebene Si durch eine Achse Ci einer einlassseitigen Nockenwelle 42 geht und parallel zu einer Zylinderachse Lc ist, wobei die auslassseitige Ebene Se in der gleichen Weise wie in dem Fall des einlassseitigen Nockenschaltmechanismus 70 durch eine Achse Ce einer auslassseitigen Nockenwelle 52 geht und parallel zu der Zylinderachse Lc ist.
In dem auslassseitigen Nockenschaltmechanismus 80 geht eine auslassseitige Schaltantriebswelle 81 gleitend durch einen zylindrischen Abschnitt 3B, der nahe der Zylinderachse Lc eines Zylinderkopfs 3 ausgebildet ist, eine zylindrische Nabe 3Bs steht von dem zylindrischen Abschnitt 3B in Richtung eines zylindrischen Führungsnutabschnitts 53D vor, ein erster Schaltstift 83 ist verschiebbar in den zylindrischen Führungsnutabschnitts 53D eingesetzt, der erste Schaltstift 83 wird über einen linearen Bewegungsnockenmechanismus in die auslassseitige Schaltantriebswelle 81 eingepasst, und ein Montageende 83ae eines zylindrischen Endabschnitts 83a des ersten Schaltstifts 83 wird verschiebbar in eine Führungsnut 54 eines auslassseitigen Nockenträgers 53 eingepasst.
Wie in 18 gezeigt, wird eine Öffnung an einem Ende der zylindrischen Nabe 3Bs, von welcher der erste Schaltstift 83 (oder ein zweiter Schaltstift 84) vorsteht, in der Axialrichtung gesehen von einem Kreis mit maximalem Durchmesser jeder Nockennase einer ersten Nockenerhebung 53A und einer zweiten Nockenerhebung 53B überlappt.
Daher kann die auslassseitige Schaltantriebswelle 81 so nahe wie möglich an der auslassseitigen Nockenwelle 52 angeordnet werden, wodurch der Motor E kompakt gemacht werden kann.
Auslasskipphebel 82 werden auf der auslassseitigen Schaltantriebswelle 81 kippbar gehalten, ein Ende der Auslasskipphebel liegt auf den oberen Enden der Auslassventile 51 an und entweder die erste Nockenerhebung 53A oder die zweite Nockenerhebung 53B berührt gleitend die gekrümmten oberen Endoberflächen der Auslasskipphebel 82, wenn der auslassseitige Nockenträger 53 verschoben wird.
Der auslassseitige Nockenschaltmechanismus 80 ist zusammen mit den Auslasskipphebeln 82 symmetrisch zu dem einlassseitigen Nockenschaltmechanismus 70 ausgebildet.
Der auslassseitige Nockenschaltmechanismus 80 und der einlassseitige Nockenschaltmechanismus 70 sind beide zwischen einer einlassseitigen Ebene Si und einer auslassseitigen Ebene Se angeordnet. Die einlassseitige Ebne Si geht durch eine Achse Ci der einlassseitigen Nockenwelle 42 und ist parallel zu der Zylinderachse Lc. Die auslassseitige Ebene Se geht durch eine Achse Ce der auslassseitigen Nockenwelle 52 und ist parallel zu der Zylinderachse Lc. Somit kann die Vorn-Hinten-Breite weiter verringert werden, und eine Größenzunahme des Motors E kann unterdrückt werden.
Der variable Ventiltrieb gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde vorstehend beschrieben. Die Betriebsart der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und vielfältige Ausführungsformen sind innerhalb des Schutzbereichs des Geists der Erfindung enthalten.
Zum Beispiel wird in dieser Ausführungsform der Schaltstift durch den linearen Bewegungsnockenmechanismus vorgerückt und zurückgezogen, indem die Schaltantriebswelle in dem Nockenschaltmechanismus axial verschoben wird. Der Schaltstift kann jedoch in einer Richtung in rechten Winkeln zu der Axialrichtung vorgerückt oder zurückgezogen werden, indem begleitend zu der Drehung der Schaltantriebswelle die Nockenoberflächen gedreht werden.
Außerdem werden die Hydraulikaktuatoren verwendet, um die Schaltantriebswellen anzutreiben. Jedoch können auch elektromagnetische Magnetspulen, Elektromotoren und Andere verwendet werden.
Bezugszeichenliste

E: Brennkraftmaschine
M: Getriebe
1: Kurbelgehäuse
2: Zylinderblock
2a: Zylinder
3: Zylinderkopf
4: Zylinderkopfdeckel
10: Kurbelwelle
11: Hauptwelle
12: Gegenwelle
15: Gangschaltmechanismus
40: variabler Ventiltrieb
41: Einlassventil
42: einlassseitige Nockenwelle
43: einlassseitiger Nockenträger
43A: erste Nockenerhebung
43B: zweite Nockenerhebung
43C: zylindrischer Lagerzapfenabschnitt
43D: zylindrischer Führungsnutabschnitt
44: Führungsnut
51: Auslassventil
52: auslassseitige Nockenwelle
53: auslassseitiger Nockenträger
53A: erste Nockenerhebung
53B: zweite Nockenerhebung
53C: zylindrischer Lagerzapfenabschnitt
53D: zylindrischer Führungsnutabschnitt
53E: zylindrischer Führungsnutabschnitt
54: linke Führungsnut
55: rechte Führungsnut
70: einlassseitiger Nockenschaltmechanismus
71: einlassseitige Schaltantriebswelle
72: Einlasskipphebel
73: erster Schaltstift
74: zweiter Schaltstift
75: Schraubenfeder
Ca: linearer Bewegungsnockenmechanismus
80: auslassseitiger Nockenschaltmechanismus
81: auslassseitige Schaltantriebswelle
82: Auslasskipphebel
83: erster Schaltstift
84: zweiter Schaltstift
85: Spiralfeder
Cb, Cc: linearer Nockenbewegungsmechanismus

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014134165 A [0003]

Claims

Variabler Ventiltrieb einer Brennkraftmaschine, der aufweist: zwei Nockenwellen (42, 52), die in einem Zylinderkopf (3) der Brennkraftmaschine (E) drehbar gehalten werden; eine Kurbelwelle (10) für den Motor (E); zylindrische Nockenträger (43, 53), welche die Nockenwellen (42, 52) jeweils koaxial umgeben, um mit den Nockenwellen (42, 52) drehbar und relativ zu ihnen axial verschiebbar zu sein, wobei die Nockenträger (43, 53) darauf mehrere Nockenerhebungen (43A, 53A, 43B, 53B) zur Betätigung der Motorventile (41, 51) haben und ein unterschiedliches Nockenprofil haben und axial zueinander benachbart sind; und Nockenschaltmechanismen (70, 80) zum axialen Verschieben der Nockenträger (43, 53), um die Nockenerhebungen (43A, 53A, 43B, 53B) für die Betätigung der Motorventile (41, 51) umzuschalten; dadurch gekennzeichnet, dass: wenigstens einer der Nockenschaltmechanismen (70, 80) zwischen Achsen (Ci, Ce) der zwei Nockenwellen (42, 52) und auf der Seite der Kurbelwelle (10) relativ zu den Achsen (Ci, Ce) der Nockenwellen angeordnet ist.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 1, wobei: die Nockenträger (43, 53) axial verschiebbar sind und um sich herum Führungsnuten (44, 54, 55) haben; die Nockenschaltmechanismen (70, 80) jeweils umfassen: Schaltstifte (73, 74, 83, 84), die für Vorrück- und Zurückziehbewegungen für den Passeingriff mit den Führungsnuten (44, 54, 55) der Nockenträger (43, 53) und das Lösen davon bereitgestellt sind; und Schaltantriebswellen (71, 81), die mit Nockenmechanismen (Ca, Cb, Cc) versehen sind, um die Schaltstifte (73, 74, 83, 84) zu betätigen, um für den Passeingriff mit den Führungsnuten (44, 54, 55) vorzurücken und sich für die Lösung davon zurückzuziehen; und die Führungsnuten (44, 54, 55) und die Schaltantriebswellen (71, 81) zur Betätigung der Schaltstifte (73, 74, 83, 84) derart in Beziehung stehen, dass sie die Nockenerhebungen (43A, 43B, 53A, 53B) zur Betätigung der Motorventile (41, 51) umschalten.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 2, wobei: die Schaltantriebswellen (71, 81) parallel zu den Nockenwellen (42, 52) angeordnet sind.
Variabler Ventiltrieb nach Anspruch 3, wobei: die Nockenerhebungen (43A, 43B, 53A, 53B) aufgebaut sind, um über Kipphebel (72, 82) auf die Motorventile(41, 51) zu wirken; und die Kipphebel (72, 82) von den Schaltantriebswellen (71, 81) kippbar gehalten werden.
Variabler Ventiltrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: die Nockenträger (43, 53) einen einlassseitigen Nockenträger (43) zur Betätigung der Einlassventile (41) und einen auslassseitigen Nockenträger (53) zur Betätigung der Auslassventile (53) umfassen; die Nockenwellen (42, 52) eine einlassseitige Nockenwelle (42) zum Halten des einlassseitigen Nockenträgers (43) um sie herum und eine auslassseitige Nockenwelle (52) zum Halten des auslassseitigen Nockenträgers (53) um sie herum umfassen; die Nockenschaltmechanismen (70, 80) einen einlassseitigen Nockenschaltmechanismus (70) zum axialen Verschieben des einlassseitigen Nockenträgers (43) und einen auslassseitigen Nockenschaltmechanismus (80) zum axialen Verschieben des auslassseitigen Nockenträgers (53) umfassen; und wenigstens einer des einlassseitigen Nockenschaltmechanismus (70) und des auslassseitigen Nockenschaltmechanismus (80) zwischen einer einlassseitigen Ebene (Si) und einer auslassseitigen Ebene (Se) angeordnet ist, wobei die einlassseitige Ebene (Si) die Achse (Ci) der einlassseitigen Nockenwelle (42) umfasst und parallel zu einer Zylinderachse (Lc) des Motors ist, wobei die auslassseitige Ebene (Se) die Achse (Ce) der auslassseitigen Nockenwelle (52) umfasst und parallel zu der Zylinderachse (Lc) ist.