DE60010602T2 - Halteelement für einen Nockenwelle-Drehsensor - Google Patents

Halteelement für einen Nockenwelle-Drehsensor Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Konstruktion für einen Nockendrehungssensor-Halteabschnitt, wo ein Nockendrehungssensor angebracht ist, der Drehwinkel von an Nockenhaltern gelagerten Nockenwellen erfasst.
  • 2. Beschreibung der relevanten Technik
  • Ein Motor mit Kraftstoffeinspritzung ist mit einem Sensor versehen, um den oder die Drehwinkel einer Nockenwelle oder von Nockenwellen zu erfassen, um die Betriebszeiten von Einspritzventilen mit den Drehwinkeln der Nockenwelle oder der Nockenwellen zu synchronisieren. Die japanische ungeprüfte Patentschrift Nr. Hei. 4-287841 (JP-A-4-287841) offenbart eine Konstruktion, worin ein Nockendrehungssensor an einem Zylinderkopfdeckel angebracht ist.
  • Jedoch ist bei der obigen herkömmlichen Konstruktion der Zylinderkopfdeckel mit einem Zylinderkopf über ein Dichtungselement verbunden, das ein weiches Gummimaterial oder dgl. aufweist und zwischen dem Kopfdeckel und dem Zylinderkopf angeordnet ist, und daher besteht die Tendenz, dass der Sensor durch Vibrationen des Motors beeinflusst wird. Zusätzlich ist keine hohe Montagegenauigkeit für die Montage des Kopfdeckels an dem Zylinderkopf erforderlich, und wenn man daher versucht, die Positionierungsgenauigkeit des Sensors relativ zu der Nockenwelle oder den Nockenwellen zu verbessern, führt dies zu einem anderen Nachteil, dass Extrakosten einbezogen werden müssen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung ist im Hinblick auf die Lösung der dem Stand der Technik inhärenten Probleme durchgeführt worden, und eine Hauptaufgabe davon ist es, eine Konstruktion für einen Nockenwellendrehungssensor-Halteabschnitt vorzusehen, die die Verbesserung in der Positionsgenauigkeit relativ zu Nockenwellen erleichtern kann.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Konstruktion für einen Nockendrehungssensor-Halteabschnitt gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Durchsicht-Perspektivansicht eines Motors, bei dem die Erfindung angewendet ist;
  • 2 ist eine vertikale Schnittansicht, die einen Hauptteil der Erfindung zeigt;
  • 3 ist eine Draufsicht, die den Hauptteil der Erfindung bei abgenommenen Kopfdeckel zeigt;
  • 4 ist eine Seitenansicht, die den Hauptteil der Erfindung zeigt;
  • 5 ist eine Unteransicht eines unteren Nockenhalters; und
  • 6 ist eine vertikale Schnittansicht entlang Linie VI-VI von 5.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
  • Im Hinblick darauf, das obige Ziel zu erreichen, ist gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Konstruktion für einen Nockendrehungssensor-Halteabschnitt vorgesehen, wo ein Nockendrehungssensor angebracht ist, der die Drehwinkel von Nockenwellen (1, 3) erfasst, die an Nockenhaltern (oberer Nockenhalter 12, unterer Nockenhalter 13) gelagert sind, wobei in der Konstruktion der vorliegenden Erfindung zu erfassende Abschnitte (Vorsprünge 18) an Druckplatten (17) vorgesehen sind, die an axialen Enden der Nockenwellen befestigt sind, sodass sie in Anlage mit einer axialen Endfläche (Druckaufnahmefläche 31) des Nockenhalters zum Regulieren axialer Positionen der Nockenwellen gebracht sind, und dass ein Sensor (ein Näherungssensor 23) zum Erfassen des Durchgangs der zu erfassenden Abschnitte von einer axialen Richtung der Nockenwellen an einem Element (Sensorhaltewand 20) angebracht ist, das in den Nockenhalter integriert ist. Da gemäß dieser Konstruktion die relative Positionierungsgenauigkeit zwischen den zu erfassenden Abschnitten und den Sensorhalteabschnitt in Bezug auf die axiale Richtung der Nockenwellen leicht verbessert werden kann, kann eine hohe Erfassungsgenauigkeit erreicht werden. Weil darüber hinaus der Sensor und der Kopfdeckel an dem Zylinderkopf angebracht und von diesem gelöst werden können, ohne einander zu stören, können die Wartungs- und Serviceeigenschaften davon verbessert werden.
  • Wenn der Sensor an der Oberseite des Nockenhalters angebracht wird, besteht die Tendenz, dass kumulative Fehler während der Montageschritte zunehmen, und es besteht die Tendenz, dass die Abmessungen an der Oberseite zunehmen, wodurch der Kopfdeckel größer wird. Wenn andererseits die axiale Endfläche, an der der Sensor angebracht ist, unter der Mitte der Nockenwelle vorgesehen ist, ist es möglich, diesen Nachteil zu überwinden.
  • Unten wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 1 zeigt einen Reihen-Vier-Zylinder-DOHC-Motor, bei dem die Erfindung angewendet ist. Für jeden der vier Zylinder an einem Zylinderkopf dieses Motors E sind zwei Einlassventile, die von einer Einlassnockenwelle 1 angetrieben werden, und zwei Auslassventile 4, die von einer Auslassnockenwelle 3 ange trieben werden, vorgesehen. Eine erste Ventilbetriebscharaktenstikänderungsvorrichtung 5 oder eine erste variable Ventilsteuer- und Hubvorrichtung zum zweistufigen Ändern des Ventilhubs und des Öffnungswinkels der jeweiligen Ventile 2, 4 in Antwort auf die Drehzahl der Nockenwellen ist zwischen der Einlassnockenwelle 1 und dem Einlassventil 2 sowie zwischen der Auslassnockenwelle 3 und dem Auslassventil 4 jeweils vorgesehen. Zusätzlich ist eine zweite Ventilbetriebscharakteristikänderungsvorrichtung 6 oder eine zweite variable Ventilsteuer- und Hubvorrichtung zum stufenlosen Vorverlagern oder Rückverlagern der Öffnungs- und Schließzeiten der Einlassventile 2 an einem axialen Ende der Einlassnockenwelle 1 vorgesehen.
  • Diese Einlassnockenwelle 1 und Auslassnockenwelle 3 sind über einen Kettenritzelmechanismus 10 mit einer Kurbelwelle 9 zwangsgesteuert verbunden, mit der vier Kolben 8 über Pleuelstangen 7 verbunden sind, und sind zur Drehung mit einer Drehzahl einer Hälfte der Drehzahl der Kurbelwelle 9 angetrieben.
  • Nockenwellendrehungserfassungsmittel 11 zum einzelnen Erfassen der Drehwinkel der zwei Nockenwellen 1, 3 sind an axialen Enden dieser Nockenwellen 1, 3 vorgesehen, welche anderen axialen Enden entgegengesetzt sind, wo der Nockenritzelmechanismus 10 vorgesehen ist. Zusätzlich sind diese Nockenwellendrehungserfassungsmittel 11 und die zweite Ventilbetriebscharakteristikveränderungsvorrichtung 6 an jeweils entgegengesetzten axialen Enden der Nockenwellen vorgesehen. Weil somit die Nockendrehungserfassungsmittel 11 an dem dem Kettenritzelmechanismus 10 entgegengesetzten Ende der Nockenwellen vorgesehen sind, und die zweite Ventilcharakteristikänderungsvorrichtung 6 an dem diesen Nockenwellendrehungserfassungsvorrichtungen 11 entgegengesetzten Enden der Nockenwellen vorgesehen ist, kann eine hohe Raumausnutzung erhalten werden.
  • Wie in den 2 bis 4 gezeigt, sind die zwei Nockenwellen 1, 3 durch untere Nockenhalter 12 und obere Nockenhalter 13 gelagert, die jeweils vertikal an einer Ebene geteilt sind, die durch die axialen Mitten der jeweiligen Nocken wellen hindurchgeht. Daher sind auch Lagerlöcher 15 zum Tragen von Zapfenabschnitten 14 der zwei Nockenwellen 1, 3 jeweils in zwei Hälften unterteilt.
  • Die unteren Nockenhalter 12 sind mit einer Oberseite des Zylinderkopfs 16 verbunden, und die oberen Nockenhalter 13 sind mit den Oberseiten der unteren Nockenhalter 12 verbunden, wobei diese Nockenhalter 12, 13 an dem Zylinderkopf 16 mit vier Durchgangsbolzen B1 gesichert sind.
  • Druckplatten 17 sind jeweils integral mit den axialen Enden der zwei Nockenwellen 1, 3 verbunden. Diese Druckplatten 17 sind in einer scheibenartigen Form ausgebildet und werden in Gleitkontakt mit einer axialen Endfläche des unteren Nockenhalters 12 gebracht, der an der am weitest außenliegenden Position oder entferntesten Position der jeweiligen Nockenwellen von dem Kettenritzelmechanismus 10 angeordnet ist, der unter den Mitten der Nockenwellen angeordnet ist, wodurch die axiale Bewegung der jeweiligen Nockenwellen 1, 3 zu dem Kettenritzelmechanismus 10 hin reguliert wird. Zusätzlich ist eine Mehrzahl von axial vorstehenden Vorsprüngen 18 an einem Umfangsabschnitt jeder der Druckplatten 17 ausgebildet, um Pulssignale für einen elektromagnetischen Näherungssensor zu erzeugen, der später beschrieben wird (in dieser Ausführung sind vier Vorsprünge an dem Umfangsabschnitt jeder Druckplatte mit 90 Grad Abständen ausgebildet).
  • Ein Verlängerungsabschnitt 19 ist an einem untersten Abschnitt des unteren Nockenhalters 12 ausgebildet, sodass er mit dem Zylinderkopf 16 derart verbunden wird, dass er sich in einer dem Kettenritzelmechanismus entgegengesetzten Richtung erstreckt. Dann wird eine vertikal hochstehende Sensorhaltewand 20 mit einem Ende des Verlängerungsabschnitts 19 verbunden, der dem Kettenritzelmechanismus entgegengesetzt ist. In anderen Worten, der untere Nockenhalter 12 und die Sensorhaltewand 20 sind integral ausgebildet.
  • Es sind Nasenstücke 22 vorgesehen, um von einem untersten Abschnitt der Sensorhaltewand 20 axial vorzustehen, die mit dem Zylinderkopf 16 derart ver bunden ist, dass sie Ansätzen 21 entsprechen, die so vorgesehen sind, dass sie von einer Endfläche des Zylinderkopfs 16 vorstehen, die einem Riemenscheibenende davon entgegengesetzt ist. Die Sensorhaltewand 20, die mit dem unteren Nockenhalter 12 integral ist, ist mit dem Zylinderkopf durch Schraubsicherungsbolzen B2 integral verbunden, die sich durch diese Nasenstücke 22 in die Ansätze 20 erstrecken.
  • Ein Näherungssensor 23 ist an der Sensorhaltewand 20 derart angebracht, dass er den jeweiligen Einlass- und Auslassnockenwellen entspricht. Der Näherungssensor 23 ist nämlich unter der Mitte der Nockenwellen angebracht. Dieser Näherungssensor 23 ist an einer derartigen Position angebracht, dass seine Erfassungsfläche 24 distalen Enden der Vorsprünge 18 den Druckplatten 17 gegenüberstehen können, wodurch der Näherungssensor ein magnetisches Pulssignal erfassen kann, das erzeugt wird, wenn die Vorsprünge 18 vor der Erfassungsfläche 24 hindurchlaufen, wenn sich die Druckplatten 17 drehen, wodurch es möglich gemacht wird, die Drehwinkel der jeweiligen Nockenwellen 1, 3 zu erfassen.
  • Der Näherungssensor 23 ist an der Sensorhaltewand 20 derart angebracht, dass sein Spulengehäuseabschnitt 26 in ein Loch 25 gesetzt ist, das in der Sensorhaltewand 20 ausgebildet ist, und dass Stegabschnitte 27 durchsetzende Bolzen B sicher in die Sensorhaltewand geschraubt sind. Merke, dass die linken und rechten Nasenstücke 22 zum Befestigen der Sensorhaltewand 20 an dem Zylinderkopf 16 miteinander durch eine Rippe 28 verbunden sind, die durch die Bolzenbefestigungsabschnitte der Stegabschnitte 27 des Näherungssensors 23 hindurchgeht.
  • Wie in 5 gezeigt, ist überschüssiges Metall des Verlängerungsabschnitts 19 zum Verbinden des unteren Nockenhalters 12 mit der Sensorhaltewand 20 an deren Verbindungsfläche zu dem Zylinderkopf 16 weggeschnitten, um das Gewicht des Motors zu reduzieren, und auch sind Öffnungen 29 in dem Verlängerungsabschnitt 19 ausgebildet, derart, dass sie sich an Öltropflöchern anschließen, die in dem Zylinderkopf ausgebildet sind. Zusätzlich ist ein dreieckiger hohler geschlossener Querschnittsabschnitt 30 integral an einem Mittelabschnitt des Verlängerungsabschnitts 19 ausgebildet, wodurch eine Gewichtsreduktion mit hoher Steifigkeit auf hohem Niveau kompatibel ist. Der Verlängerungsabschnitt 19 ist so vorgesehen, dass er sich dort befindet, wo die Nasenstücke 22 der Sensorhaltewand 20 vorgesehen sind und wo der Näherungssensor 23 angebracht ist, wodurch die ursprünglich beabsichtigte Steifigkeit mit dem geringstmöglichen Gewicht erhalten werden kann.
  • Wie in 6 gezeigt, sind glatt geschnittene Druckaufnahmeflächen 31 an der Oberfläche des unteren Nockenhalters 12 dort ausgebildet, wo die Druckplatten 17 in Gleitkontakt gebracht werden.
  • Ein Oberrand der Sensorhaltewand 20 ist zu einer konvex aufwärts gekrümmten Oberfläche ausgebildet, und der Kopfdeckel 34 ist auf dem Zylinderkopf 16 mit einer Gummimaterial aufweisenden Dichtung angeordnet, die zwischen gekrümmten Oberrandflächen 32 der Sensorhaltewand 20 und Abschnitten der Oberseite des Zylinderskopfs 16 gehalten wird, die von beiden Seiten der Sensorhaltewand 20 und dem Kopfdeckel vorstehen, um die Dichtungseigenschaften zu verbessern.
  • Da somit erfindungsgemäß die Vorsprünge an den Druckplatten vorgesehen ist, die an den axialen Enden der Nockenwellen befestigt sind, sodass sie in Abstützung mit den Druckaufnahmeflächen des Nockenhalters gebracht werden, um die axialen Positionen der Nockenwellen zu regulieren, und da der Näherungssensor zum Erfassen des Durchgangs der Vorsprünge in der axialen Richtung der Nockenwellen an der Sensorhaltewand angebracht ist, die mit dem Nockenhalter integral ist, kann die relative Positionierungsgenauigkeit zwischen den Druckplatten und dem Näherungssensor leicht verbessert werden, wodurch ein Vorteil erreicht wird, dass die Erfassungsgenauigkeit und die Stabilität beträchtlich verbessert werden können. Weil darüber hinaus der Näherungssensor und der Kopfdeckel an dem Zylinderkopf angebracht und davon abgenommen werden können, ohne einander zu stören, können hohe Wartungs- und Serviceleistungen erhalten werden.
  • Wenn zusätzlich eine axiale Endfläche, mit der die Druckplatte in Anlage gebracht ist und der Abschnitt, wo der Sensor angebracht ist, unter der Mitte der Nockenwellen vorgesehen sind, lässt sich verhindern, dass der Kopfdeckel zu groß gemacht wird, da verhindert wird, dass kumulative Fehler zunehmen, und auch verhindert wird, dass die Abmessungen an der Oberseite größer werden, im Vergleich zu dem Fall, dass der Näherungssensor an der Seite des oberen Nockenhalters angebracht ist.
  • Vorgesehen wird eine Konstruktion für einen Nockendrehungssensorhalteabschnitt, wo ein Nockendrehungssensor angebracht ist, der die Drehwinkel von Nockenwellen (1, 3) erfasst, die an Nockenhaltern (oberer Nockenhalter 12, unterer Nockenhalter 13) gelagert sind, wobei die Konstruktion dadurch gekennzeichnet ist, dass zu erfassende Abschnitte (Vorsprünge 18) an Druckplatten (17) vorgesehen sind, die an axialen Enden der Nockenwellen befestigt sind, sodass sie in Anlage mit einer axialen Endfläche (Druckaufnahmefläche 31) des Nockenhalters zum Regulieren axialer Positionen der Nockenwellen gebracht ist, und dass ein Sensor (ein Näherungssensor 23) zum Erfassen des Durchgangs der zu erfassenden Abschnitte von einer axialen Richtung der Nockenwellen an einem Element (Sensorhaltewand 20) angebracht ist, das in den Nockenhalter integriert ist. Da gemäß dieser Konstruktion die relative Positionierungsgenauigkeit zwischen den zu erfassenden Abschnitten und den Sensorhalteabschnitt in Bezug auf die axiale Richtung der Nockenwellen leicht verbessert werden kann, kann eine hohe Erfassungsgenauigkeit erreicht werden. Weil darüber hinaus der Sensor und der Kopfdeckel an dem Zylinderkopf angebracht und von diesem gelöst werden können, ohne einander zu stören, können die Wartungs- und Serviceeigenschaften davon verbessert werden.

Claims (12)

  1. Konstruktion für einen Nockendrehungssensorhalteabschnitt, umfassend: Nockenwellen (1, 3); einen Nockenhalter (12) zum Lagern der Nockenwellen (1, 3); einen Nockendrehungssensor (23) zum Erfassen der Drehwinkel der Nockenwellen; und Druckplatten (17), die an axialen Enden der Nockenwellen befestigt sind und in Anlage mit einer axialen Endfläche des Nockenhalters (12) gebracht sind, um axiale Positionen der Nockenwellen zu regulieren, worin an den Druckplatten (17) zu erfassende Abschnitte (18) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (23) einen Durchgang der zu erfassenden Abschnitte (18) von einer axialen Richtung der Nockenwellen her erfasst und der Sensor (23) an einem Element (20) angebracht ist, der in den Nockenhalter (12) integriert ist.
  2. Konstruktion für einen Nockendrehungssensorhalteabschnitt nach Anspruch 1, worin die axiale Endfläche, mit der die Druckplatte (17) in Anlage gebracht wird, und das Element (20), wo der Sensor (23) angebracht ist, unter der Mitte der Nockenwellen vorgesehen sind.
  3. Konstruktion für einen Nockendrehungssensorhalteabschnitt nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: eine Sensorhaltewand (20) zum Anbringen des Sensors (23); einen Zylinderkopf (16); und eine Rippe (28), worin eine Mehrzahl von Abschnitten dort, wo die Sensorhaltewand (20) an dem Zylinderkopf (16) befestigt ist, miteinander durch die Rippe (28) verbunden sind, die durch Bolzenbefestigungsabschnitte für den Sensor hindurchgeht.
  4. Konstruktion für einen Nockendrehungssensorhalteabschnitt nach Anspruch 1 oder 2, umfassend: eine Sensorhaltewand (20) zum Anbringen des Sensors; einen Zylinderkopf (16); und eine Rippe (28), worin ein Befestigungsabschnitt dort, wo die Sensorhaltewand (20) an dem Zylinderkopf befestigt ist, mit einem Bolzenbefestigungsabschnitt für den Sensor durch die Rippe (28) verbunden ist.
  5. Konstruktion für einen Nockendrehungssensorhalteabschnitt nach Anspruch 3 oder 4, umfassend einen Verlängerungsabschnitt (19) zum Verbinden des Nockenhalters (12) mit der Sensorhaltewand (20), worin eine mit dem Zylinderkopf verbundene Oberfläche des Verlängerungsabschnitts weggeschnitten ist.
  6. Konstruktion für einen Nockendrehungssensorhalteabschnitt nach Anspruch 5, worin ein dreieckiger hohler geschlossener Querschnittsabschnitt (30) integral an dem Verlängerungsabschnitt (19) ausgebildet ist.
  7. Konstruktion für einen Nockendrehungssensorhalteabschnitt nach Anspruch 5 oder 6, worin der Verlängerungsabschnitt (19) an einem Mittelabschnitt des Nockenhalters (12) vorgesehen ist.
  8. Konstruktion für einen Nockendrehungssensorhalteabschnitt nach Anspruch 5 oder 7, worin der Verlängerungsabschnitt (19) an einem Befestigungsabschnitt dort vorgesehen ist, wo die Sensorhaltewand (20) an dem Zylinderkopf (16) befestigt ist.
  9. Konstruktion für einen Nockendrehungssensorhalteabschnitt nach Anspruch 5 oder 8, worin der Verlängerungsabschnitt (19) an einem Abschnitt zum Anbringen des Sensors vorgesehen ist.
  10. Konstruktionen für einen Nockendrehungssensorhalteabschnitt nach Anspruch 3 oder 4 oder 9, worin eine Oberrandfläche (32) der Sensorhaltewand (20) zu einer konvex aufwärts gekrümmten Oberfläche ausgebildet ist.
  11. Konstruktion für einen Nockendrehungssensorhalteabschnitt nach Anspruch 10, umfassend eine Dichtung, worin ein Kopfdeckel an dem Zylinderkopf vorgesehen ist, wobei die Dichtung zwischen der gekrümmten Oberrandfläche (32) der Sensorhaltewand (20) und einem Abschnitt einer Oberseite des Zylinderkopfs (16) gehalten ist.
  12. Konstruktion für einen Nockendrehungssensorhalteabschnitt nach Anspruch 3 bis 11, worin der Sensor (23) an der Sensorhaltewand (20) durch Anbringen von einer Außenseite der Sensorhaltewand (20) ohne Verbindung mit dem Kopfdeckel vorgesehen ist.
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