DE4428681C2

DE4428681C2 - Zylinderkopfbaugruppe für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE4428681C2
Application number: DE4428681A
Authority: DE
Inventors: Ryuji Tanaka
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1994-08-12
Publication date: 1997-05-15
Anticipated expiration: 2014-08-13
Also published as: DE4428681A1; US5507259A; JP3104497B2; JPH07103066A

Description

Die Erfindung betrifft eine Zylinderkopfbaugruppe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 1-253552 (A) ist ein Zylinderkopfaufbau dieser Art be kannt, wie er im einzelnen in Fig. 14 wiedergegeben ist, wobei Fig. 13 allgemein einen Motorblockaufbau mit einem solchen Zylinderkopf wiedergibt.

Der Motorblock 102 weist einen Zylinderblock 104, ein Kurbel gehäuse 106 mit Ölwanne 108 und den Zylinderkopf 110 auf. Mit 112 ist eine Kurbelwelle und mit 122 ein Saugkopf bezeichnet, über den eine Ölpumpe 120 über die Leitung 124 Öl ansaugt und in Leitungen 126, 128, 130 und 132 zur Schmierölversorgung fördert. Zwischen einem Nocken 114 und einem Ventilschaft 118 ist eine hydraulische Spieleinstelleinrichtung 116 angeordnet, die eine Hochdruckkammer 116a aufweist, in die Öl unter Druck eingeleitet wird.

Hierbei führt ein Ölkanal 204 zu einer am Oberteil des Zylin derkopfs 202 (Fig. 14) ausgebildeten Ölreservekammer 206, de ren Abdeckung 216 mit einer Entlüftungsbohrung 218 versehen ist und von deren Unterseite aus Ölkanäle 210 und 214 zu Be reichen 208 und 212 führen, in denen die hydraulischen Spiel einstelleinrichtungen 116 angeordnet sind.

Wenn das durch den Ölkanal 204 zugeführte Öl Luft enthält, ge langt diese über die Ölkanäle 210 und 214 in die Hockdruckkam mer 116a der Spieleinstelleinrichtungen, wodurch Fremdgeräu sche beim Motorbetrieb entstehen und nach längerer Betriebs zeit Schäden an den Ventilen und den Spieleinstelleinrich tungen auftreten können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zylinderkopf baugruppe so auszubilden, daß mit dem Schmieröl keine Luft in die hydraulischen Spieleinstell einrichtungen gelangt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die Merkmale im kenn zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Dadurch, daß die Öl reservekammer im Nockenwellengehäuse ausgebildet und mit einem Ölhauptkanal verbunden ist, der tiefer liegt als die Mündung des Ölzuführungskanals und von dem aus Ölkanäle zu den hydraulischen Spieleinstelleinrichtungen führen, sammelt sich im zugeführten Öl enthaltene Luft im Oberteil der Ölreserve kammer, so daß keine Luft zu den Spieleinstelleinrichtungen gelangen kann.

Durch die Ausbildung der Ölreservekammer an der Unterseite des Nockenwellengehäuses entfällt gegenüber der bekannten Ausfüh rungsform eine gesonderte Abdeckung der Ölreservekammer, wo durch die Herstellung und der Aufbau vereinfacht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weite ren Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wurde in erster Linie eine Struktur einer Zylinderkopfbaugruppe mit einer von einem Zylinderkopf durch ein Nockenwellengehäuse hindurch axial gelagerten Nockenwelle und einem oberen Ölkanal zur Führung von Schmieröl zu denje nigen Teilen des Zylinderkopfs geschaffen, die eine Schmie rung benötigen, wobei die Struktur der Zylinderkopfbaugruppe dadurch gekennzeichnet ist, daß das Nockenwellengehäuse mit einer Ölreservekammer ausgestattet ist, die mit dem oberen Ölkanal in Verbindung steht.

In zweiter Linie wurde eine Struktur einer Zylinderkopfbaugruppe mit einer von einem Zylinderkopf durch ein Nockenwel lengehäuse hindurch axial gelagerten Nockenwelle und einem oberen Ölkanal zur Führung von Schmieröl zu denjenigen Teilen des Zylinderkopfs, die eine Schmierung benötigen, geschaffen, wobei die Struktur der Zylinderkopfbaugruppe dadurch gekenn zeichnet ist, daß das Nockenwellengehäuse mit dem Ölreser vekammer ausgestattet ist, die mit dem oberen Ölkanal in Ver bindung steht, wobei ein Ende eines Durchgangskanals mit einem oberen Teil der Ölreservekammer in Verbindung steht und das andere Ende mit einem Nockenlager des Nockenwellengehäu ses in Verbindung steht.

Entsprechend der Gestaltung der vorliegenden Erfindung ist erstens, da die Ölreservekammer im Nockenwellengehäuse ausge bildet, die Anzahl der Teile nicht vergrößert, kann das Noc kenwellengehäuse in seiner Steifigkeit verbessert werden, und kann die maschinelle Bearbeitbarkeit verbessert werden. Zwei tens wird die Luft, die im oberen Teil der Ölreservekammer infolge des Abstellens des Motors verbleibt, der Nockenlager seite über den durchgehenden Kanal zugeführt, wenn der Motor gestartet wird. Folglich wird die Luft nicht solchen Teilen wie der hydraulischen Einstelleinrichtung usw. zugeführt, und werden daher die Funktionen von Teilen wie der hydraulischen Einstelleinrichtung etc. in einem vorteilhaften Zustand auf rechterhalten, um einen vorteilhaften Betrieb des Motors sicherzustellen. Da der durchgehende Kanal als Mittel zur Beseitigung der Luft in der Ölreservekammer und zur Zuführung des Öls zum Nockenlager dient, kann des weiteren das Schmieröl wirtschaftlich genutzt werden.

In der nachfolgenden Beschreibung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen:

Fig. 1 einen vergrößerten Querschnitt entlang der Linie 1-1 der Fig. 3,

Fig. 2 eine schematische Stirnseitenansicht der Bauweise eines Motors,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Zylinderkopfs;

Fig. 4 einen Grundriß eines Zylinderkopfs;

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 der Fig. 3,

Fig. 6 eine Stirnansicht von rechts auf den Zylinderkopf bei Betrachtung in Richtung des Pfeils 4 der Fig. 4;

Fig. 7 einen Grundriß eines Nockenwellengehäuses,

Fig. 8 einen Querschnitt entlang der Linie 8-8 der Fig. 7,

Fig. 9 einen Querschnitt entlang der Linie 9-9 der Fig. 7,

Fig. 10 eine Stirnansicht von rechts auf das Nockenwellenge häuse der Fig. 7,

Fig. 11 eine Ansicht von unten auf das Nockenwellengehäuse der Fig. 7,

Fig. 12 eine Stirnansicht von links auf das Nockenwellenge häuse der Fig. 11,

Fig. 13 eine schematische Ansicht der Gestaltungsweise eines Motors des Standes der Technik und

Fig. 14 einen Querschnitt durch einen Zylinderblock des Standes der Technik.

Die Fig. 1 bis 12 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 2 sind bezeichnet mit 2 ein Motor, mit 4 ein Zylinder block, mit 6 ein unteres Kurbelgehäuse, mit 8 eine Ölwanne und mit 10 ein Zylinderkopf. Gemäß Darstellung in Fig. 1 ist der Zylinderkopf 10 dicht an dem Zylinderblock 4 mit Hilfe von Kopfspannschrauben 12 befestigt. Zwischen dem Zylinder block 4 und dem unteren Kurbelgehäuse 6 ist eine Kurbelwelle 14 axial gelagert. Eine Zylinderkopfabdeckung (nicht darge stellt) ist auf dem Zylinderkopf 10 angeordnet.

Das untere Kurbelgehäuse 6 ist mit einer Ölpumpe 16 ausge stattet. Diese Ölpumpe 16 besitzt eine Pumpenwelle 18 und ein Pumpenzahnrad 20, das an der Pumpenwelle 18 angebracht ist. Das Pumpenzahnrad 20 steht mit einer Pumpenantriebskette 22 im Eingriff, die ein Pumpenantriebszahnrad (nicht darge stellt) antreibt, das an der Kurbelwelle 14 angebaut ist.

Gemäß den Darstellungen in den Fig. 2-6 sind die einlaßseitigen und auslaßseitigen Nockenwellenlagerbereiche 24 und 26, die in der Längsrichtung X (Fig. 3 und 4) ausgerichtet und in einem vorbestimmten Abstand voneinander in der Breitenrichtung Y voneinander beabstandet sind, am oberen Teil des Zylinder kopfs 10 ausgebildet. Zwischen den einlaßseitigen und auslaß seitigen Nockenwellenlagerbereichen 24 und 26 ist eine Viel zahl von Zündkerzenbohrungen 28 in einer solchen Weise ausge bildet, daß sie in einem vorbestimmten Abstand in der Längs richtung X gemäß Darstellung in Fig. 4 voneinander beabstan det sind.

Gemäß der Darstellung in Fig. 5 ist eine Vielzahl von Kammern 30 im unteren Teil des Zylinderkopfs 10 in einer solchen Weise ausgebildet, daß sie den zugehörigen Zündkerzenbohrungen 28 entsprechen.

Die einlaßseitigen und auslaßseitigen Nockenwellen 32 und 34 sind jeweilig an den einlaßseitigen und auslaßseitigen Noc kenwellenlagerbereichen 24 und 26 angeordnet. Diese Nocken wellen 32 und 34 sind mittels eines Nockenwellengehäuses 36 von oben her axial abgestützt.

Gemäß den Darstellungen in den Fig. 1 und 2 ist das Nockenwellengehäuse 36 mit einlaßseitigen und auslaßseitigen Nockenlagern 38 und 40 ausgebildet, die zur axialen Abstützung der einlaßseitigen und auslaßseitigen Nockenwellen 32 bzw. 34 bestimmt sind, und bilden die Einlaßseite und die Auslaßseite eine einstückige Struktur.

Gemäß den Darstellungen in den Fig. 9 und 10 ist das Nockenwellenge häuse 36 des weiteren im allgemeinen an einem zentralen Teil davon mit einer Ölreservekammer 42 ausgebildet, die zu der unteren Gehäusefläche 36d hin offen ist. Wie ersichtlich ist, ist diese Ölreservekammer 42 eine solche derjenigen Art, die zu den Nockenwellenkammern hin nicht offen ist. Gemäß der Dar stellung in Fig. 9 ist das Nockenwellengehäuse 36 mit einem Ende eines einlaßseitigen Durchgangskanals 44 ausgestattet, der mit dem oberen Teil 42a der Ölreservekammer 42 in Verbin dung steht. Das andere Ende des einlaßseitigen Durchgangska nals 44 ist in einer solchen Weise schräg nach unten ausge bildet, daß es in Richtung auf das einlaßseitige Nockenlager 38 gerichtet ist. Der einlaßseitige Durchgangskanal 44 ist durch Bohren oder dergleichen von der Seite des einlaßseiti gen Nockenlagers 38 aus hergestellt. Das Nockenwellengehäuse 36 ist mit einem Ende eines auslaßseitigen Durchgangskanals 46 ausgestattet, der mit der anderen Seite des oberen Teils 42a der Ölreservekammer 42 in Verbindung steht. Das andere Ende des auslaßseitigen Durchgangskanals 46 ist in einer sol chen Weise schräg nach unten ausgebildet, daß es in Richtung auf das auslaßseitige Nockenlager 40 gerichtet ist. Dieser auslaßseitige Durchgangskanal 46 ist durch Bohren oder der gleichen von der Seite des auslaßseitigen Nockenlagers 40 aus hergestellt.

Der Zylinderkopf 10 ist gemäß der Darstellung in Fig. 1 mit einer einlaßseitigen hydraulischen Einstelleinrichtung (HLA) (nicht dargestellt), einer Seite einer auslaßseitigen hydraulischen Einstelleinrichtung (HLA) 48 und Einstellführungsbereichen 50 und 52 in solcher Weise ausgebildet, daß sie den einlaßseiti gen und auslaßseitigen Nockenwellenlagerbereichen 24 bzw. 26 entsprechen. Die hydraulischen Einstelleinrichtungen 48 als solche dienen zur Umwandlung der Drehbewegungen der einlaß seitigen und auslaßseitigen Nockenwellen 32 und 34 zu Linear bewegungen, um jeweils ein Einlaßventil (nicht dargestellt) und ein Auslaßventil 54 zu betätigen. Eine Hochdruckkammer 48a ist innerhalb der hydraulischen Einstelleinrichtung 48 ausgebildet.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist der Zylinderkopf 10 mit einem Ölrohr 58 ausgestattet, daß sich in Längsrichtung erstreckt und einen oberen Ölhauptkanal 56 bildet. Zur Verbindung die ses oberen Ölhauptkanals 56 mit der Ölreservekammer 42 ist der obere Teil des Zylinderkopfs 10 mit einer oberen Ölkammer 60 ausgebildet, die mit der Ölreservekammer 42 in direkter Verbindung steht. In dem Ölrohr 58 ist ein das Rohr durch dringendes Loch 62 vorgesehene das mit dem unteren Teil der oberen Ölkammer 60 und auch mit dem oberen Ölhauptkanal 56 in Verbindung steht.

Einlaßseitige und auslaßseitige Ölkanäle 64 und 66 der Ein stelleinrichtungen stehen an einem Ende mit den einlaßseiti gen und auslaßseitigen Einstellführungsbereichen 50 bzw. 52 und am anderen Ende mit dem oberen Ölhauptkanal 56 in Verbin dung.

Der Zylinderkopf 10 ist mit einem oberen Ölkanalsystem 68 (Fig. 1) ausgestattet, um das Schmieröl von der Ölpumpe 16 aus zu der Ölreservekammer 42 zu führen, die im Nockenwellen gehäuse 36 ausgebildet ist. Das obere Ölkanalsystem 68 ver fügt über einen obersten Ölkanal 70, der mit der Ölreser vekammer 42 in Verbindung steht und von dort nach unten aus gerichtet ist, über einen mittelhohen Ölkanal 72, der mit dem unteren Ende des obersten Ölkanals 70 in Verbindung steht, wobei der Kanal 72 in der Breitenrichtung Y ausgerichtet und schräg unterhalb des Kanals 70 ausgebildet ist, und über einen untersten Ölkanal 74, der mit dem mittelhohen Ölkanal 72 in Verbindung steht und nach unten ausgerichtet ist. Der oberste Ölkanal 70 ist durch Bohren oder dergleichen des Zy linderkopfs 10 von oben aus hergestellt. Der mittelhohe Ölka nal 72 ist durch Bohren oder dergleichen von einer unteren Seite in der Breitenrichtung Y ausgebildet.

Gemäß der Darstellung in Fig. 2 ist der Zylinderblock 4 mit einem Block-Ölkanalsystem 78 ausgebildet, das mit dem Kanal 74 des oberen Ölkanalsystems 68 in Verbindung steht. Das Block-Ölka nalsystem 78 verfügt über einen oberen Blockölkanal 80, der mit dem untersten Ölkanal 74 in Verbindung steht, und über einen unteren Blockölkanal 82, der mit dem oberen Blockölka nal 80 in Verbindung steht und in Richtung auf die Seite der Kurbelwelle 14 ausgerichtet ist.

Infolge der oben beschriebenen Anordnung wird Schmieröl von der Ölpumpe 16 zu der Ölreservekammer 42 über das Block-Ölka nalsystem 78 und das obere Ölkanalsystem 68 zugeführt und unter Druck dem oberen Ölhauptkanal 56 etc. zugeführt.

Als nächstes wird die Arbeitsweise der obenangegebenen Aus führungsform beschrieben.

Wenn die Ölpumpe 16 in Betrieb steht, wird Schmieröl der Ölreservekammer 42 im Nockenwellengehäuse 36 über das Block- Ölkanalsystem 78 und das obere Ölkanalsystem 68 zugeführt.

Normalerweise wird das Schmieröl von der Ölreservekammer 42 den einlaßseitigen und auslaßseitigen Nockenwellenlagern 38 und 40 über die einlaßseitigen und auslaßseitigen Durch gangskanäle 44 und 46 zugeführt, um für eine Schmierung der einlaßseitigen und auslaßseitigen Nockenlager 38 und 40 zu sorgen.

Wenn Luft, beispielsweise Luftblasen, in das Schmieröl in den Ölkanälen, beispielsweise dem Block-Ölkanalsystem 78 und dem oberen Ölkanalsystem 68 etc., eintritt, bleibt, wenn der Motor 2 im abgeschalteten Zustand gehalten wird, die Luft im oberen Teil der Ölreservekammer 42.

Wenn der Motor 2 in Betrieb steht, wird die Luft am oberen Teil 42a der Ölreservekammer 42 von den einlaßseitigen und auslaßseitigen Durchgangskanälen 44 und 46 den einlaßseitigen und auslaßseitigen Nockenwellen 38 und 40 zusammen mit dem Schmieröl zugeführt, und strömt sie daher nie in Richtung auf die Seite des oberen Ölhauptkanals 56.

Da das luftenthaltende Schmieröl den einlaßseitigen und aus laßseitigen Einstellführungsbereichen 50 und 52 nicht zuge führt wird, tritt folglich keine Luft in die Hochdruckkammern 48a der hydraulischen Einstelleinrichtungen 48 ein. Entspre chend steht eine vorteilhafte Arbeitsweise der hydraulischen Einstelleinrichtungen 48 zur Verfügung, ist der Motor 2 daran gehindert, anormal zu werden, und brechen die hydraulischen Einstelleinrichtungen 48 und die Einlaßventile und Auslaßven tile 54 nicht, selbst wenn der Motor 2 lange Zeit oder mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird.

Da die einlaßseitigen und auslaßseitigen Durchgangskanäle 44 und 46 sowohl als Luftentfernungskanäle als auch als Schmierölkanäle verwendet werden können, kann das Schmieröl wirtschaftlich genutzt werden.

Wenn die Durchgangskanäle 44 und 46 nur für den Zweck der Entfernung von Luft ausgebildet sind, ist es üblicherweise notwendig, den Durchmesser dieser Kanäle klein einzustellen, um einen Abfall des hydraulischen Drucks zu vermeiden.

Bei dieser Ausführungsform ist die Wirtschaftlichkeit der maschinellen Bearbeitung des Nockenwellengehäuses 36 vorteil haft, und sind geringe Kosten erreichbar.

Da die Ölreservekammer 42 im allgemeinen im mittleren Teil des Nockenwellengehäuses 36 ausgebildet ist, wobei die Ein laßseite und die Auslaßseite eine einstückige Struktur hier mit darstellen, kann des weiteren vermieden werden, daß die Anzahl der Teile vergrößert wird, und kann das Nockenwellen gehäuse 36 in seiner Steifigkeit verbessert werden.

Wie aus der vorstehenden detaillierten Beschreibung der Erfindung ersichtlich ist, kann erstens wegen der Anordnung, daß das Nockenwellengehäuse für die axiale Lagerung der Noc kenwelle mit der Ölreservekammer ausgestattet ist, die mit dem oberen Ölkanal in Verbindung steht, die Vergrößerung der Anzahl der Teile vermieden werden, kann das Nockenwellenge häuse in seiner Steifigkeit verbessert werden, und kann die Wirtschaftlichkeit der maschinellen Bearbeitung verbessert werden.

Infolge der Anordnung, daß ein Ende des Durchgangskanals mit dem oberen Teil der Ölreservekammer in Verbindung steht und daß das andere Ende desselben mit dem Nockenlager des Nocken wellengehäuses in Verbindung steht, wird zweitens in den ver schiedenen Ölkanälen erzeugte Luft nicht solchen Teilen wie der hydraulischen Einstelleinrichtung etc. zugeführt, und können die Aufgaben der Teile wie der hydraulischen Einstell einrichtung etc. in einem vorteilhaften Zustand aufrechter halten werden, um einen vorteilhaften Betrieb des Motors sicherzustellen. Da der Durchgangskanal als Mittel zur Ent fernung der Luft in der Ölreservekammer und zur Zuführung des Schmieröls zum Nockenlager dient, kann das Schmieröl des wei teren wirtschaftlich genutzt werden.

Obwohl eine besondere bevorzugte Ausführungsform der Erfin dung im Detail zu Erläuterungszwecken offenbart worden ist, ist es selbstverständlich, daß Veränderungen oder Modifika tionen der offenbarten Vorrichtung einschließlich einer ande ren Anordnung von Teilen unter den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt.

Claims

1. Zylinderkopfbaugruppe mit einem Zylinderkopf und einem darauf angebrachten Nockenwellengehäuse, wobei eine Ölre servekammer zur Ölversorgung von hydraulischen Spielein stelleinrichtungen (48) zwischen Nocken und Ventilschaft vorgesehen ist, in die ein von unten kommender Ölzufüh rungskanal (70) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölreservekammer (42) im Nockenwellengehäuse (38) ausgebildet und mit einem unter der Mündung des Ölzufüh rungskanals (70) liegenden Ölhauptkanal (56) verbunden ist, von dem aus Ölkanäle (64, 66) zu den hydraulischen Spieleinstelleinrichtungen (48) führen.

2. Zylinderkopfbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölreservekammer (42) im Nockenwellengehäuse (38) unten offen ausgebildet ist und daß der Ölzuführungskanal (70) im Bereich der Ölreservekammer an der Oberseite des Zylinderkopfs (10) mündet.

3. Zylinderkopfbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vom Oberteil der Ölreservekammer (42) Ölkanäle (44, 46) zu den Nockenwellenlagern (32, 34) verlaufen.