DE3220724A1

DE3220724A1 - Motor mit obenliegender nockenwelle

Info

Publication number: DE3220724A1
Application number: DE19823220724
Authority: DE
Inventors: Yoshimasa Yokosuka Hayashi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1981-06-05
Filing date: 1982-06-02
Publication date: 1983-01-05
Also published as: DE3220724C2; JPS57200648A; US4438734A; JPS6352202B2

Description

Diese Erfindung betrifft eine Verbesserung bei Motoren mit obenliegender Nockenwelle und insbesondere eine Zylinderkopfausbildung zum Verhindern der Erzeugung von Geräusch aus der Nähe einer Nockenwelle.

Im Zusammenhang mit Motoren mit obenliegender Nockenwelle ist eine Nockenwelle drehbar durch mehrere, aufeinanrler ausgerichtete Nocken- bzw. Nockenwellen-Stehlager bzw. Stehlagerdeckel abgestützt, welche an einem Zylinderkopf angeordnet sind. Allerdings schwingen die Nockenlager unvermeidbar in verschiedenen Richtungen infolge der Aufnahme der Schwinungsbeschleunigung durch die Nockenwellendrehung und durch die Explosion oder Verbrennung der Ladung. Dies erregt die Schwingung des Zylinderkopfes und der Schwinghebe !abdeckung, die am Zylinderkopf angebracht ist, wobei ein Geräusch mit hohem Pegel hiervon ausgesandt wird.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Motor mit obenliegender Nockenwelle einen Zylinderkopf, der an einem Zylinderblock befestigt ist. Mehrere Nockenlagerteile sind am Zylinderkopf derart angeordnet, daß sie drehbar eine Nockenwelle am Zylinderkopf tragen. Zu-

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sätzlich ist mindestens ein Trägerteil an den Nockenlagerteilen befestigt, um die Nockenlagerteile fest miteinander zu verbinden. Bei dem derart aufgebauten Motor können die Nockenlagerteile an ihren zahlreichen Schwingungen gehindert werden, wobei man wirksam die Geräuschabgabe vom Motor verringert.

Die Merkmale und Vorzüge des erfindungsgemäßen Motors werden in der nachfolgenden Beschreibung noch deutlicher hervorgehohen, die im Zusammenhang¹ mit den begefügten Zeichnungen vorgenommen wird, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile und Elemente bezeichnen und in welchen;

Fig. 1 ein Vertikalschnitt durch einen herkömmlichen Motor mit obenliegender Nockenwelle ist,

Fig. 2 ein Vertikalschnitt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Motors mit obenliegender Nockenwelle in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist, und

Fig. 3 eine Teil-Seitenansicht eines Zylinderkopfes des Motors der Fig. 2 ist.

Um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, wird kurz Bezug genommen auf ein Beispiel eines herkömmlichen Motors mit einer einzigen, obenliegenden Nockenwelle, der in Fig. 1 abgebildet ist. Auf Fig. 1 wird nun Bezug genommen; der herkömmliche Motor 1 ist mit halbkugeligen Brennräumen versehen, von welchen jeder einen höheren Wärmungswirkungsgrad aufweist, weil die Verbrennungsrate höher ist und das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen kleiner ist. Der Motor 1 umfaßt einen Zylinderkopf 2, der von einem Gußteil aus Aluminiumlegierung oder dergleichen gebildet ist. Der Zylinderkopf 2 ist einteilig an seiner oberen Oberfläche mit mehreren Lagerungsabschnitten 3 für eine Nockenwelle 4 ausgebildet. Zusätzlich sind mehrere Nocken-Stehl>ager bzw.· -Stehlagerdeckel 5 an den Lagerungsabschnitten bzw. Lager-Fußteilen

befestigt, und zwar mittels Schrauben 6, so daß die Nockenwelle 4 drehbar durch die derart zugeordneten Zylinderkopf-Lagerabschnitte 3 und die Nockenlager 5 getragen ist. Die Anzahl von Lagerabschnitten 3 ist miteinander durch überhängende Seitenwände 7 derart verbunden, daß die Lagerabschnitte 3 längs der Achse des Motors 1 aufeinanderausgerichtet sind.

Ein derart aufgebauter, herkömmlicher Motor traf allerdings auf die folgenden Probleme:die Nocken-Stehlager 5 neigen dazu, ohne weiteres in einer Richtung nach vorne und hinten bzw. in Achsrichtung der Nockenwelle, in Torsionsrichtung usw. zu schwingen, und zwar infolge der Schwingungsbeschleunigung durch die zweifachen Umdrehungen der Nockenwelle 4 und die Explosion einer Badung in einem Verbrennungsraum 9. Dies erregt die Schwingung des Zylinderkopfes 2 und einer Schwinghebelabdeckung 8, wodurch ein Geräusch mit hohem Pegel abgegeben wird. Zusätzlich dienen die oben genannten Seitenwände 7 dazu, die Verformungsstarrheit des Zylinderkopfes ? in einer Richtung nach oben und unten zu verbessern; diese Seitenwände 7 schwingen allerdings ihrerseits in beträchtlichem Ausmaß und strahlen somit Geräusch ab, während die die Einleitung von Schwingungsbeschleunigung in die Schwinghebelabdeckung 8 erhöhen.

Angesichts der obigen Beschreibung eines herkömmlichen Motors mit obenliegender Nockenwelle wird nun Bezug genommen auf Fig. 2 und 3, in welchen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Motors mit einer obenliegenden Nockenwelle gemäß der vorliegenden Erfindung durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Der Motor 10 ist bei diesem Beispiel für ein Kraftfahrzeug verwendet und umfaßt einen Zylinderkopf 12, der an der Oberseite eines

³^ Zylinderblockes i4 befestigt ist. Der Zylinderkopf 12 ist an seiner oberen Oberfläche mit mehreren Lagerabschnitten 16 ausgebildet, welche parallel längs der Achse des Zylinderblocks 12 ausgerichtet sind, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

* Mehrere Nockanatehlagerteile 18 sind an den Lagerabschnitten 16 jeweils mittels Schrauben 20 befestigt. Dementsprechend ist jeder Nockenstehlagerdeckel 18 jeweils jedem Lagerfußteil 16 zugeordnet, um ein Nockenwellenlager B zu bilden, durch welches eine Nockenwelle 22 drehbar getragen ist. In anderen Worten, die Nockenwelle 22.ist drehbar zwischen dem zugeordneten Nockenstehlagerdeckel 18 und dem Lagerfußteil 16 des Zylinderkopfes 12 getragen. Als Ergebnis ist die Nockenwelle 22 drehbar durch eine

!0 Reihe von Nockenstehlagerdeckeln 18 getragen, welche einer Reihe von Lagerfußteilen 16 zugeordnet ist, und zwar derart, daß sich die Nockenwelle 22 längs der Achse des Zylinderblocks 12 erstreckt. Jeder Nockenstehlagerdeckel 18 ist allgemein rechteckig im Querschnitt längs

■*·^ einer gedachten vertikalen Ebene, zu welcher die Achse der Nockenwelle 22 senkrecht steht. Die beiden Schrauben 2 0 sind getrennt voneinander und in der Nähe der gegenüberliegenden Seitenflächen der Nockenlagerdeckel 18 derart angeordnet, daß die Nockenwellenlagerung B zwi-

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^u sehen den beiden Schrauben 20 angeordnet ist, welche durch den Nockenlagerdeckel 18 hindurchreichen, um das Lagerfußteil 16 zu erreichen.

Zwei gegenüberliegende, starre Trägerteile 24A, 24B sind am Nockenlagerdeckel 18 befestigt, um sie fest miteinander zu verbinden. Die Trägerteile 24A, 24B sind an den oberen, gegenüberliegenden Ecken eines jeden Nockenlagerdeckels 18 derart angesetzt, daß sie außerhalb der Schrauben 20 angeordnet sind. Dementsprechend sind die

Trägerteile 24A, 24B einander gegenüberliegend angeordnet und erstrecken sich parallel längs der Achse der Nockenwelle 22, so daß alle Nockenlagerdeckel 18 fest durch die Trägerteile 24A, 24B in Vor- und Rückwärtsrichtung

verbunden sind. In diesem Falle sind die Trägerteile 24A, 35

24B einteilig mit den Nockenlagerdeckeln 18 durch Guß •oder dergleichen geformt. Es können im übrigen die Trägerteile 24A, 24B auch getrennt und unabhängig von den Nockenlagerdeckeln 18 geformt sein, wobei die Träger an

den Lagerdeckeln mittels Schweißstellen, Schrauben oder dergleichen befestigt sind. Die Bezugszeichen 28, 30 bezeichnen Einlaß- bzw. Auslaßventile, welche wie üblich mit einem Brennraum 32 in Verbindung bringbar sind. 5

Bei einem derart aufgebauten Motor sind, da die Nockenlagerdeckel 18 fest miteinander verbunden sind, die Nockenlagerdeckel 18 in ihrer Torsionsschwingung und in ihrer sogenannten Abwärtsschwingung unterdrückt^ die in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung wirksam ist, um den Nockenlagerdeckel 18 zu veranlaseen, nach unten zu kommen, beispielsweise infolge der Drehung der Nockenwelle 22. Dies vedringert in hohem Umfang Schwingung und Geräusch des Zylinderkopfes 12 sowie der Schwinghebelabdeckung 26, und zwar Schwingung und Geräusch infolge der Schwingung der Nockenlagerdeckel 18.

Im übrigen ist infolge der Trägerteile 24A, 24B mit großer Starrheit, die am oberen Abschnitt des Zylinderkopfes 12 angebracht sind, der Zylinderkopf 12 in seiner Biegestarrheit in einer Richtung nach oben und unten in hohem Umfang verbessert. Als Ergebnis wird es möglich, die hohen Zylinderkopf-Seitenwände wegzulassen, welche üblicherweise bei herkömmlichen Motoren mit obenliegender Nockenwelle verwendet werden, und die in Fig.1 mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet sind, was es ermöglicht, eine spezielle Anbringungsanordnung für die Schwinghebelabdeckung zu verwenden, bei welcher die Schwinghebelabdeckung 26 unmittelbar an den Zylinderblockwänden gleich über den Einlaß- und Äuslaßöffnungen 28, 30 angebracht ist, wobei diese Wände einen niedrigeren Schwingungspegel aufweisen, wodurch die übertragung von Schwingung auf die Schwinghebelabdeckung 26 verhindert ist. Selbst wenn die Schwinghebelabdeckung 26 aus tiefgezogenem Metallblech gebildet ist, was, verglichen mit Gußteilen, minderwertig ist, kann ein Geräusch, das von der Schwinghebelabdeckung 26 abgegeben wird, wirksam bir» auf einen hinlänglich niedrigen Pegel bei der praktischem Verwendung

unterdrückt werden, wobei man in hohem Umfang dazu beiträgt, das Gewicht der Schwinghebelabdeckung zu verringern und die-^Herstellungskosten der Schwinghebelabdeckung zu senken. 5 Wie aus dem obigen hervorgeht, sind bei dem erfindungsmäßen Motor mit obenliegender Nockenwelle mehrere Nockenlagerdeckel fest miteinander mittels mindestens eines starren Trägerteiles verbunden, und deshalb sind die zahlreichen Schwingungen der Nockenlagerdeckel in weitern Umfang unterdrückt, wodurch man wirksam die Geräuschabgabe infolge der Nockenlagerdeckelschwingungen von den verschiedenartigen Teilen des Motors verringert.

Claims

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Motor mit obenliegender Nockenwelle

Ansprüche

j1.) Motor (10) mit obenliegender Nockenwelle (22),
ge kennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- ein Zylinderkopf (12) , der an einem Zylinderblock (14) des Motors angebracht ist,

- mehrere Nockenlagerdeckel (18), die am Zylinderkopf
angeordnet sind, um die Nockenwelle (22) des Zyinderkopfes drehbar abzustützen, und

- mindestens ein Trägerteil (24A, 24B), welches an den Nockenlagerdeckeln (18) befestigt ist, um diese fest
miteinander zu verbinden (Fig. 2, 3).
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Trägerteil ein erstes und zweites
Trägerteil (24A, 24B) umfaßt, welche sich parallel längs der Achse der Nockenwelle erstrecken (Fig. 2, 3).
3. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf (12) an seinem oberen Abschnitt mit
mehreren Lagerabschnitten bzw. Lagerfußteilen (16) ausgebildet ist, wobei an jedem dieser jeweils ein Nocken-

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lagerdeckel befestigt ist, um eine Nockenwellenlagerung (B) zur drehbaren Aufnahme der Nockenwelle zu bilden (Fig. 2, 3).
4. Motor nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine erste und zweite Schraube (20) , zum Befestigen eines jeden Nockenlagerdeckels (18) an jedem Zylinderblock-Lagerabschnitt (16), wobei die erste und zweite Schraube (20) voneinander getrennt angeordnet sind und durch jeden Nockenlagerdeckel (18) derart hindurchgeführt sind, daß sie jeden Zylinderblock-Lagerabschnitt (16) erreichen, und wobei die Nockenwellenlagerung (B) zwischen der ersten und zweiten Schraube angeordnet ist (Fig. 2, 3).
5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Trägerteil (24A, 24B) so angeordnet sind, daß sie außerhalb der ersten und der zweiten Schraube (20) liegen. (Fig. 2, 3)
6. Motor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Nockenlagerdeckel (18) allgemein rechteckig im Querschnitt ist, und zwar längs einer Ebene, zu welcher die Achse der Nockenwelle senkrecht steht, und daß jeder Nockenlagerdeckel (18) mit oberen, entgegengesetzten Ecken ausgebildet ist, an welchen das erste und zweite Trägerteil fest angesetzt ist (Fig. 2, 3) .
7. Motor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerabschnitt (16) des Zylinderkopfs von der obe-

ren Schnittfläche des Zylinderkopfes (12) aus vorspringt und im Querschnitt allgemein rechteckig längs einer Ebene ist, auf welcher die Nockenwellenachse senkrecht steht (Fig. 2, 3).
8. Motor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Trägerteil (24A, 24B) mit den Nockenlagerdeckeln einteilig ausgebildet ist (Fig. 2, 3).