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Diese
Erfindung betrifft eine vorteilhafte Struktur eines Viertaktmotors
und insbesondere einen Kanal zum Einleiten von Sekundärluft.
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Aus
der
DE 32 09 901 C1 ist
ein Zylinderkopf für
einen Viertaktmotor mit zwei oben liegenden Nockenwellen bekannt,
bei dem eine Spannfläche
eines Nockenwellenhalters und eine Trennfläche zwischen einem Zylinderkopf
und einer Zylinderkopfabdeckung geneigt sind.
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Aus
der
DE 39 40 845 C1 ist
ein Viertaktmotor mit einem Zylinderkopf bekannt, welcher einen Nockenwellenhalter
zum drehbaren Lagern zweier Nockenwellen besitzt.
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In
der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 9-324624, welche als
nächstkommender
Stand der Technik angesehen wird, ist eine Struktur beschrieben,
bei der ein Kanal zum Einleiten von Sekundärluft zwischen der Auslaßöffnung eines
Zylinderkopfs und einer an dem Zylinderkopfdeckel vorgesehenen Membranventilkammer
vorgesehen ist, wobei der Verbindungsabschnitt zwischen dem Zylinderkopf
und dem Zylinderkopfdeckel durch einen Positionierstift (knock pin)
abgedichtet ist.
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Darüber hinaus
ist es bekannt, daß der
Positionierstift zum Positionieren dafür verwendet wird, den Nockenwellenhalter
am Zylinderkopf zu positionieren und es gibt einige Strukturen,
die einen Teil eines Bolzenlochs zum Spannen des Nockenwellenhalters
verwenden und einen Positionierstift an einer anderen Position gesondert
vom Bolzenloch vorsehen.
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Nebenbei
bemerkt ist es in dem Fall, wo das Bolzenloch für einen Positionierstift zum
Positionieren des Nockenwellenhalters verwendet wird, unmöglich, den
Spannbolzen nahe an die Nockenwelle zu bringen, wenn der Durchmesser
des Positionierstifts größer wird.
Darüber
hinaus erfordert die Verwendung des Positionierstifts für die Positionierung separat
vom Bolzenloch einen eigenen Vorsprung, was das Gewicht des Motors
erhöht.
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Es
ist eine Aufgabe dieser Erfindung, einen Viertaktmotor der eingangs
genannten Art anzugeben, welcher eine hohe Steifigkeit besitzt und
eine kostengünstige
Fertigung erlaubt.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Viertaktmotor mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist ein Kanal zum Einleiten von Sekundärluft vorgesehen,
der in einem Nockenwellenhalter zum drehbaren Lagern einer Nockenwelle
unter Mitwirkung eines Zylinderkopfs ausgebildet ist.
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Dabei
ist der Kanal zum Einleiten von Sekundärluft in einem Nockenwellenhalter
so ausgebildet, daß es
nicht notwendig ist, einen Vorsprung für den Kanal vom Zylinderkopf
bereitzustellen, was die Struktur des Zylinderkopfs vereinfacht.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist ein in dem Kanal zum Einleiten von Sekundärluft angeordneter
Positionierstift als ein Positionierstift zum Positionieren des
Nockenwellenhalters ausgebildet.
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Dabei
ist der in dem Kanal zum Einleiten von Sekundärluft angeordnete Positionierstift
ein Positionierstift zum Positionieren des Nockenwellenhalters, so
daß es
möglich
ist, die Zahl an Positionierstiften zu reduzieren.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist eine Spannfläche
des Nockenwellenhalters und eine Trennfläche zwischen dem Zylinder und
dem Zylinderkopf geneigt.
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Dabei
sind die Spannfläche
des Nockenwellenhalters und die Trennfläche des Zylinderkopfs geneigt,
so daß es
unnötig
ist, einen geneigten Vorsprung für
den Kanal vorzusehen, was bei einem herkömmlichen Kopfdeckkel oder einem
anderen Element, wie z.B. einem Rohr, notwendig ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist der Kanal zum Einleiten von Sekundärluft in
dem Nockenwellenhalter gekrümmt.
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Dabei
ist der Kanal zum Einleiten von Sekundärluft in dem Nockenwellenhalter
so gekrümmt,
daß es
möglich
ist, einen Kanal innerhalb des Nockenwellenhalters gemäß dem jeweiligen
Winkel des Kanals auszubilden, der in dem Kopfdeckel und der Kopfseite
ausgebildet ist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist der an der Trennfläche des Nockenwellenhalters
angeordnete Positionierstift bezüglich
einer vertikalen Linie an der Trennfläche geneigt, wobei eine um
den Positionierstift ausgebildete Nut eine konstante Höhe aufweist.
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Dabei
besitzt die um den Positionierstift ausgebildete Nut, welche an
der Trennfläche
des Nockenwellenhalters angeordnet ist, eine konstante Höhe, so daß die Funktion
eines Dichtelements, wie z.B. eines O-Rings, nicht beeinträchtigt wird.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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1 ist eine Querschnittsansicht,
welche den Nockenwellenhalter in der Ausführungsform (entsprechend der
Linie 1-1 in 4) zeigt;
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2 ist eine teilweise gebrochene
Seitenansicht des Motors bezüglich
der Ausführungsform;
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3 ist eine Querschnittsansicht
in der Längsrichtung
des Motors längs
des Kanals zum Einleiten von Sekundärluft; und
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4 ist eine Draufsicht des
Zylinderkopfs mit dem angebrachten Nockenwellenhalter.
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Im
folgenden werden unter anderem die folgenden Bezugszeichen verwendet:
Zylinder = 2; Zylinderkopf = 3; Auslaßöffnung = 8;
Membranventilkammer = 40; Kanal zum Einleiten von Sekundärluft = 41, 41a, 41b, 41c;
Positionierstift = 43; Positionierstift = 43a;
O-Ring = 44; Positionierstiftvorsprung = 60a, 60b, 60c, 60d;
oberes Loch = 63a, 63b, 63c, 63d;
Verbindungsfläche
= 67.
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Zuerst
wird unter Verwendung von 2 die knappe
Struktur des Motors beschrieben. Dieser Motor ist ein wassergekühlter DOHC-Viertaktmotor
mit einem Kurbelgehäuse 1,
einem Zylinder 2, einem Zylinderkopf 3 und einem
Zylinderkopfdeckel 4.
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Ein
in dem Zylinder 2 enthaltener und frei gleitender Kolben 5 ist
mit der Kurbelwelle 6 (die Zeichnung zeigt den mittleren
Teil) innerhalb des Kurbelgehäuses 1 verbunden
und bildet einen Brennraum 9 zwischen dem Kolben 5,
dem Zylinder 2 und dem Zylinderkopf 3 aus.
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Die
mit diesem Brennraum 9 in Verbindung stehende Lufteinlaßöffnung 7 und
die Auslaßöffnung 8 sind
in dem Zylinderkopf 3 vorgesehen und werden jeweils durch
ein Lufteinlaßventil 10 und
ein Auslaßventil 11 geschlossen
oder geöffnet.
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Das
Lufteinlaßventil 10 und
das Auslaßventil 11 werden
durch die Nocken an den Nockenwellen 12 und 13 angetrieben,
die zur Kurbelwelle 6 synchron drehen.
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In
der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 15 eine Wasserpumpe,
Bezugszahl 16 bezeichnet einen Wasserschlauch, Bezugszahl 17 bezeichnet
ein Verbindungsrohr, Bezugszahl 20 bezeichnet ein Thermostatventil,
Bezugszahl 21 bezeichnet eine Verbindung, Bezugszahl 22 bezeichnet
einen Auslaßabschnitt
für das
Kühlwasser,
Bezugszahl 23 bezeichnet einen Bypass-Schlauch, Bezugszahl 24 bezeichnet
einen Anlassermotor, Bezugszahl 25 bezeichnet einen Vergaser,
Bezugszahl 26 bezeichnet ein mit einem Kühler (nicht
gezeigt) verbundenes Einlaßrohr,
Bezugszahl 27 bezeichnet einen Wasserschlauch, Bezugszahl 28 bezeichnet
eine Ölwanne, Bezugszahl 29 bezeichnet
ein Ölfilter,
Bezugszahl 30 bezeichnet einen Geschwindigkeitssensor,
Bezugszahl 31 bezeichnet eine Hauptwelle, Bezugszahl 32 bezeichnet
eine Vorgelegewelle und Bezugszahl 33 bezeichnet eine Schalttrommel.
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Als
nächstes
wird die detaillierte Struktur des Kanals zum Einleiten von Sekundärluft beschrieben. Wie
in 3 gezeigt, ist ein
Kanal zum Einleiten von Sekundärluft 41 ausgebildet,
der die an der oberen Fläche
des Zylinderkopfdeckels 4 vorgesehene Membranventilkammer 40 und
die Auslaßöffnung 8 verbindet.
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Der
Kanal zum Einleiten von Sekundärluft 41 besteht
aus einem Teil 41a des Zylinderkopfs 3, einem
Teil 41b des Nockenwellenhalters 42 und einem Teil 41c des
Zylinderkopfdeckels 4 und jeder Verbindungsabschnitt ist
durch einen Positionierstift und einen O-Ring 44 abgedichtet.
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Der
Kanal zum Einleiten von Sekundärluft
ist rechtwinklig zur Dichtfläche
der Kopfdichtung 45 ausgebildet, die zwischen dem Zylinder 2 und
dem Zylinderkopf 3 dichtet und der obere Abschnitt ist
mit der Auslaßöffnung 8 durch
ein hornförmiges
Loch 46 verbunden, das von der Seite der Auslaßöffnung 8 her integral
ausgebildet ist.
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Dieses
hornförmige
Loch 46 ist beim Gießen des
Zylinderkopfs 3 derart integral mit dem Kern für die Auslaßöffnung 8 ausgebildet,
daß das
obere Teil durch Einkerben verbunden wird, wenn der Kanal 41a zum
Einleiten von Sekundärluft
nach dem Gießen
bearbeitet wird.
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Darüber hinaus
ist der Kanal 41b zum Einleiten von Sekundärluft in
der Mitte gekrümmt.
Dieser Teil kann leicht durch Bearbeitung von beiden Seiten in der
vertikalen Richtung des relativ dünnen Nockenwellenhalters 42 in
unterschiedlichen Winkeln ausgebildet werden.
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Der
Kanal 41c zum Einleiten von Sekundärluft ist in einem an dem mittleren
Abschnitt der Membranventilkammer 40 vorgesehenen dicken
Teil ausgebildet und steht mit der Membranventilkammer 40 über einen
in einer schrägen
Richtung ausgebildeten Durchgang 47 in Verbindung.
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Das
Membranventil 48 ist in der Membranventilkammer 40 vorgesehen
und durch einen Deckel 49 geschlossen. Ein Verbindungsrohr 50 ist
integral am Deckel 49 ausgebildet, so daß saubere
Luft als Sekundärluft
von einem in der Zeichnung nicht gezeigten Filter durch einen Schlauch 51 eingeleitet wird.
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Das
Membranventil 48 leitet die Sekundärluft zur Auslaßöffnung 8 und
schließt
unter Verwendung von Abgasschwingungen in der Auslaßöffnung 8,
da der Durchgang 41 zum Einleiten von Sekundärluft mit der
Auslaßöffnung 8 kommuniziert.
Die Bezugszahl 52 in den Zeichnungen bezeichnet eine Entlüftungskammer.
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Es
ist in 4 deutlich gezeigt,
daß Positionierstiftvorsprünge 60a, 60b, 60c und 60d am
Zylinderkopf 3 entsprechend jedem Zylinder vorgesehen sind,
die mit einem ein Zündkerzenloch
umgebenden Rand 62 integral ausgebildet sind, und obere
Löcher 63a, 63b, 63c, 63d,
die zum Anbringen von Positionierstiften an jedem Vorsprung ausgebildet
sind.
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Ein
Positionierstift 43a ist in jedem oberen Loch 63a, 63b, 63c und 63d angebracht,
um den Zylinderkopfdeckel 4 (unter Bezug auf 1) zu verbinden. Jedoch
ist der Durchmesser des Lochs so gesetzt, daß die Positionierstiftvorsprünge 60a, 60d der äußeren Vorsprünge 60a, 60d etwas
lockerer als die Positionierstiftvorsprünge 60b, 60c der
inneren Vorsprünge 60b, 60c sind.
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Darüber hinaus
bilden die oberen Löcher 63a, 63b, 63c und 63d jeweils
einen Teil des Kanals zum Einleiten von Sekundärluft 41c, so daß der Grad des
Spiels so gesetzt ist, daß die
zum Dichten von Sekundärluft
benötigte
Dichtfähigkeit
beibehalten wird. Daher ist es möglich,
alle oberen Löcher 63a, 63b, 63c, 63d locker
zu gestalten, wenn der Grad des Spiels innerhalb des Bereichs liegt.
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In 4 ist der Nockenwellenhalter 42 am Zylinderkopf 3 mit
einem Bolzen 64 zum Befestigung des Nockenwellenhalters
befestigt und ist durch Zwischenlegen der Nockenwelle 12 für den Lufteinlaß und der
Nockenwelle 13 für
den Luftauslaß parallel
in der Querrichtung zwischen dem Zylinderkopf 3 abgestützt.
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1 ist eine detaillierte
Ansicht, welche einen Querschnitt des Positionierstiftvorsprungs 60a und
des oberen Lochs 63a in dem Nockenwellenhalter 42 zeigt.
Darüber
hinaus ist die Struktur des Positionierstiftvorsprungs 60a und
des oberen Lochs 63a dieselbe wie die der anderen Positionierstiftvorsprünge 60b, 60c und 60d.
Wie in dieser Zeichnung gezeigt ist, ist der Lagerungsabschnitt 65 der
lufteinlaßseitigen
Nockenwelle 12 und der Lagerungsabschnitt 66 der
auslaßseitigen
Nockenwelle 13, welche vorne und hinten vorgesehen sind,
separat an vorderen und hinteren Abschnitten vorgesehen und der
Positionierstiftvorsprung 60a ist zwischen diesen Lagerungsabschnitten 65, 66 ausgebildet.
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Die
Verbindungsfläche 67 des
Nockenwellenhalters 42 zum Zylinderkopf 3 ist
mit einer Neigung von θ zur
Dichtfläche
der Kopfdichtung 45 versehen und das von einer oberen Richtung
rechtwinklig zu dieser Verbindungsfläche 67 ausgebildete
obere Loch 63a und ein von einer unteren Richtung zur Verbindungsfläche 67 geneigt
und zur Kopfdichtung 45 rechtwinklig ausgebildetes unteres
Loch 68 sind an dem Positionierstiftvorsprung 60a vorgesehen. Das
obere Loch 63a und das untere Loch 68 kommunizieren
innerhalb des gekrümmten
dicken Abschnitts des Positionierstiftvorsprungs 60a und
bilden auf diese Weise mit diesen Löchern den Kanal zum Einleiten
von Sekundärluft.
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Darüber hinaus
ist ein vertiefter Abschnitt zum Abdichten 69 auf der Seite
des Zylinderkopfs 3 mit einem größeren Durchmesser um das untere Loch 68 ausgebildet.
Dieser vertiefte Abschnitt zum Abdichten 69 ist im wesentlichen
parallel zur Verbindungsfläche 67 ausgebildet
und ist mit dem zwischen den Positionierstift 43 in das
untere Loch 68 eingepreßten O-Ring 44 im
Eingriff.
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Der
Positionierstift 43 dichtet die Verbindungsfläche zwischen
dem Kanal zum Einleiten von Sekundärluft 41a auf der
Seite des Zylinderkopfs 3 und dem Kanal zum Einleiten von
Sekundärluft 41b auf
der Seite des Nockenwellenhalters 42 ab und dient auch
als ein Positionierstift zum Positionieren des Nockenwellenhalters 42 am
Zylinderkopf 3. In ähnlicher
Weise dichtet der Positionierstift 43a die Verbindungsfläche zwischen
dem Kanal zum Einleiten von Sekundärluft 41b und dem
Kanal zum Einleiten von Sekundärluft 41c ab
und dient auch als ein Stift zum Positionieren des Nockenwellenhalters 42 und
des Zylinderkopfsdeckels 4. Daher haben diese Positionierstifte 43, 43a sowohl
eine Positionierfunktion als auch eine Funktion zum Dichten der
Verbindungsfläche
des Kanals zum Einleiten von Sekundärluft.
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Die
Effekte dieses Beispiels werden nachfolgend beschrieben. Wie in 1 deutlich gezeigt ist, ist
der Kanal zum Einleiten von Sekundärluft 41b, der einen
Teil des Kanals zum Einleiten von Sekundärluft bildet, in dem Nockenwellenhalter 42 so
ausgebildet, daß es
nicht notwendig ist, einen Vorsprung für den Kanal vom Zylinderkopfdeckel 4 bereitzustellen,
wodurch die Struktur des Zylinderkopfdeckels vereinfacht wird.
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Darüber hinaus
dient der in dem Durchgang zum Einleiten von Sekundärluft 41b angeordnete
Positionierstift 43, 43a auch als ein Positionierstift
zum Positionieren des Nockenwellenhalters 42, wodurch es
möglich
ist, die Zahl an Positionierstiften zu verringern.
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Selbst
wenn die Verbindungsfläche 67 des Nockenwellenhalters 42 und
die Kopfdichtung des Zylinderkopfs 3 geneigt sind, ist
es darüber
hinaus unnötig,
den vom Zylinderkopfdeckel bereitgestellten Vorsprung für den Kanal
geneigt auszubilden, oder ein weiteres Element, wie z.B. ein Rohr,
separat bereitzustellen, wie es früher notwendig war.
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Darüber hinaus
ist der Kanal 41b zum Einleiten der Sekundärluft in
dem Nockenwellenhalter 42 so gekrümmt, daß es möglich ist, den Kanal in dem Nockenwellenhalter 42 gemäß dem Winkel
für die
an der Seite des Kopfdeckels 4 bzw. der Seite des Zylinderkopfs 3 auszubilden
Kanälen 41a, 41c zum
Einleiten von Sekundärluft
auszubilden.
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Darüber hinaus
ist die Bodenfläche
des vertieften Abschnitts 69 für die Dichtung, der um den
an der Trennfläche
des Nockenwellenhalters angeordneten Positionierstifts herum ausgebildet
ist, parallel zur Verbindungsfläche 67 ausgebildet,
so daß die Funktion
des darin enthaltenen O-Rings 44 oder eines anderer Dichtelements
nicht beeinträchtigt
wird.
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Um
vorteilhafterweise einen Positionierstift zum Positionieren eines
Nockenwellenhalters auszubilden, wird vorgeschlagen, daß ein gekrümmter Kanal
zum Einleiten von Sekundärluft 41b,
der aus einem oberen Loch 63a und einem unteren Loch 68 besteht,
in dem Nockenwellenhalter 42 ausgebildet wird, indem dieser
durchdrungen wird. Ein Positionierstift 43 ist in das untere
Loch 68 durch Einpressen eingepaßt, um dieses mit einem Teil
des an der Seite des Zylinderkopfs 3 ausgebildeten Kanals
zum Einleiten von Sekundärluft
zu verbinden, um den Verbindungsabschnitt mit dem Nockenwellenhalter 42 abzudichten,
und der Positionierstift dient auch als ein Positionierstift zum
Positionieren des Nockenwellenhalters 42 in dem Zylinderkopf 3.
Der auf der Seite des Zylinderkopfdeckels 4 den Kanal zum Einleiten von
Sekundärluft
bildende Positionierstift 43a ist in das obere Loch 63a durch
Einpressen eingepaßt.
Somit dient der Positionierstift 43a in ähnlicher
Weise zur Dichtung und Positionierung.