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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
und insbesondere Verbesserungen eines Zylinderkopfaufbaus für eine Brennkraftmaschine
mit Zündfunkenzündung, die
in der Lage ist, die zugehörigen
Teile, z. B. Einlassund Auslassventile, eine Zündkerze und Motorventil-Betätigungseinheiten
an Ort und Stelle kompakter zu montieren.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Wie
im Wesentlichen bekannt ist, spielt die Installationsposition einer
Zündkerze
in einem Motorzylinderkopf (bezüglich
der Form einer Brennkammer) einen sehr wichtigen Teil in einer Verbrennungsqualität. Für die Maximierung
der Motorleistung wird oft ein V-förmiger- Typ als eine typische
Brennkammerform verwendet. In solchen Hochleistungsmotoren mit V-förmigen Brennkammern
ist im Wesentlichen eine Zündkerze
in der Mitte der V-förmigen Brennkammer
platziert, um einen Flammenausbreitungsabstand zu verkürzen und
folglich eine gute Verbrennung zu unterstützen. Auch wird an den Motoren
mit V- förmigen
Brennkammern eine aufgebohrte oder in einen Zylinderkopf eingebohrte
Zündkerzenbohrung,
um die Zündkerze
zu installieren/zu entfernen, gewöhnlich als eine gerade durchgehende Öffnung gebildet,
die die im Wesentlichen mit der Mitte der V- förmigen Brennkammer in Verbindung
steht und von dem oberen Teil des Motors nach unten gebohrt ist.
Jedoch sind in solchen Motoren, die gerade Zündkerzenbohrungen haben, die
an dem Zylinderkopf zu den Motorventilen zugehörigen, montierten Teile infolge
der Notwendigkeit eine gewünschte
Dicke zwischen der Zündkerzenbohrung
und jedem der zu den Ventilteilen zugehörigen Teile zu schalten, in der
Anordnung begrenzt. Um es konkret zu sagen, die Installationsposition
der Ventilbetriebseinheit, die die Einlass- und/oder Auslassventile
betätigt,
wird durch die geraden, in den Zylinderkopf gebohrten Zündkerzenbohrungen
begrenzt. Das Motorventil muss infolge des Einbeziehens der Form
der Brennkammer angeordnet werden. Auch ist es wünschenswert eine optimale Gasströmung (mit
geringem Energieverlust) sowohl in dem Einlasshub, als auch in dem
Auslasshub zu erzeugen. Aus den oben erwähnten Gründen werden die Neigung und
die Abmessung (insbesondere die Abmessung des Ventilkopfes) des
Einlassventiles bestimmt, um in der Regel von jener des Auslassventiles
unterschiedlich zu sein. Gewöhnlich
ist die Neigung des Einlassventiles steiler als jene des Auslassventiles.
Wenn folglich die Zündkerze
in dem Zylinderkopf in einer Weise angeordnet ist, um der oben diskutierten
Verbrennungsqualität
zu genügen,
würden
die jeweiligen Ventilbetätigungseinheiten,
bezogen auf die Einlass- und Auslassventile, in dem Zylinderkopf,
infolge der Anordnungsunterschiedes zwischen den Einlass- und Auslassventilen,
weit von der Brennkammer angeordnet werden. In den vergangenen Jahren
sind verschiedene elektromagnetisch-angetriebene Ventilbetätigungsvorrichtungen
für Kraftfahrzeuge
vorgeschlagen und entwickelt worden, die jeweils elektromagnetisch-
angetriebene Ventilbetätigungsvorrichtungen
zum elektromagnetischen Öffnen
und Schließen
von Einlass- und Auslassventilen haben. An Motoren mit elektromagnetischangetriebenen
Ventilbetätigungsvorrichtungen
gibt es eine erhöhte
Tendenz für
Ventileinheiten, weit entfernt von der Brennkammer angeordnet zu
werden. Im Allgemeinen führt eine
Kombination der elektromagnetisch- angetriebenen Ventilbetätigungsvorrichtungen
und die vorher erwähnte,
gerade Zündkerzen-Bohrungsöffnung in die
Brennkammer zu einer erhöhten
Zylinderkopf-Gesamthöhe
(demzufolge zu einer erhöhten Motor-Gesamthöhe). Dies
steht im Gegensatz zu den Forderungen für eine im Gewicht leichten,
in der Abmessung kleinen, mit reduzierten Kosten erzeugten Motor.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Demzufolge
ist es ein Ziel der Erfindung, einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
zu schaffen, der die vorerwähnten
Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
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Es
ist ein weiteres Ziel der Erfindung einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine
mit Zündfunkenzündung zu
schaffen, der in der Lage ist, eine Vielzahl von zugehörigen Teilen,
z. B. Einlass- und Auslassventile, eine Zündkerze und Motorventil- Betätigungseinheiten,
kompakter zu montieren, ohne die Verbrennungsqualität durch
den Vorteil einer speziellen Zündkerzenbohrung
und eines speziellen Zylinderkopfaufbaus zu verschlechtern.
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Um
die vorerwähnten
und weitere Ziele der vorliegenden Erfindung zu erreichen, hat ein
Zylinderkopf eines Motors mit Zündfunkenzündung zumindest
eine Zündkerzenbohrung,
durch die eine Zündkerze
in einen Innengewindebohrungsabschnitt eingeschraubt ist, weist
eine Trennwand auf, der den Zylinderkopf in einen oberen Zylinderkopfabschnitt und
in einen unteren Zylinderkopfabschnitt teilt, eine obere Zündkerzenbohrung,
gebildet in dem oberen Zylinderkopfabschnitt, und eine untere Zündkerzenbohrung,
gebildet in dem unteren Zylinderkopfabschnitt, wobei eine Achse
der oberen Zünd kerzenbohrung
und eine Achse der unteren Zündkerzenbohrung
voneinander versetzt sind.
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Entsprechend
eines weiteren Aspektes der Erfindung enthält ein Verfahren zum Entfernen
einer Zündkerze
aus dem Innengewindebohrungsabschnitt, gebildet in dem Zylinderkopf
eines Motors mit Zündkerzenzündung, der
zumindest eine Zündkerzenbohrung
hat, durch die die Zündkerze
in den Innengewindebohrungsabschnitt eingeschraubt ist, einen Trennwandabschnitt,
um den Zylinderkopf in einen oberen Zylinderkopfabschnitt und einen
unteren Zylinderkopfabschnitt zu trennen, eine obere Zündkerzenbohrung,
gebildet in dem oberen Zylinderkopfabschnitt, und eine untere Zündkerzenbohrung, gebildet
in dem unteren Zylinderkopfabschnitt, und wobei eine Achse der oberen
Zündkerzenbohrung und
eine Achse der unteren Zündkerzenbohrung voneinander
versetzt sind, wobei das Verfahren das Entfernen der Zündkerze
aus dem Innengewindebohrungsabschnitt durch einen Zündkerzenschlüssel aufweist,
Ziehen der Zündkerze
nach oben nach dem Entfernen der Zündkerze aus dem Innengewindebohrungsabschnitt,
und das weitere Hochziehen der Zündkerze
in die Richtung innerhalb der oberen Zündkerzenbohrung über den
Trennwandabschnitt.
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Entsprechend
eines weiteren Aspektes der Erfindung hat ein Verfahren zum Installieren
einer Zündkerze
in einen Innengewindebohrungsabschnitt, gebildet in einem Zylinderkopf
eines Motors mit Zündkerzenzündung zumindest
eine Zündkerzenbohrung,
durch die die Zündkerze
in den Innengewindebohrungsabschnitt eingeschraubt wird, in dem
der Zylinderkopf einen Trennwandabschnitt enthält, um den Zylinderkopf in
einen oberen Zylinderkopfabschnitt und in einen unteren Zylinderkopfabschnitt
zu trennen, eine obere Zündkerzenbohrung,
gebildet in dem oberen Zylinderkopfabschnitt, und eine untere Zündkerzenbohrung,
gebildet in dem unteren Zylinderkopfabschnitt, und wobei eine Achse
der oberen Zündkerzenbohrung
und eine Achse der unteren Zündkerzenbohrung
voneinander versetzt sind, wobei das Verfahren aufweist das Einsetzen
der Zündkerze
nach unten in die obere Zündkerzenbohrung durch
einen Kerzenschlüssel,
weiteres Einsetzen der Zündkerze
nach unten in die Richtung innerhalb der unteren Zündkerzenbohrung über den
Trennwandabschnitt, und Einschrauben der Zündkerze in den Innengewindebohrungsabschnitt,
gebildet in dem unteren Zylinderkopfabschnitt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist eine Schnittdarstellung,
die ein Ausführungsbeispiel
eines bestimmten Zylinderkopfes der Erfindung darstellt.
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2 ist eine Teil-Draufsicht,
die eine untere Hälfte
des Zylinderkopfes des in der 1 gezeigten Ausführungsbeispieles
darstellt.
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Die 3A, 3B und 3C sind
beispielhafte Ansichten, die den Entfernvorgang der Zündkerze aus
dem Zylinderkopf des Ausführungsbeispieles zeigen.
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4 ist eine Schnittdarstellung,
die einen modifizierten, besonderen Motorzylinderkopf der Erfindung
zeigt.
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5 ist eine Teil-Draufsicht,
die eine untere Hälfte
des modifizierten Zylinderkopfs, der in der 4 gezeigt ist, darstellt.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Nunmehr
bezugnehmend auf die Zeichnungen, insbesondere auf die 1 und 2, ist der Motorzylinderkopf S der Erfindung
in dem Fall einer zündkerzengezündeten Brennkraftmaschine,
mit vier Ventilen, mit V- förmigen
Brennkammern und elektromagnetisch- angetriebene Ventilbetätigungsvorrichtungen,
beispielhaft. In der 1 bezeichnet
das Zeichen A eine elektromagnetisch- betätigte Ventileinheit (einen
elektromagnetischen Ventilbetätiger),
der für
das elektromagnetische Öffnen
oder Schließen der
Einlass- und Auslassventile vorgesehen ist. Wie bestens aus der 2 gesehen werden kann, ist
der Motor eine Vierventil-Brennkraftmaschine, die vier Ventile (zwei
Einlassventile und zwei Auslassventile) in jedem Zylinder hat. Folglich
hat der Motor vier elektromagnetische Ventilbetätiger (A, A, A, A) in jedem Zylinder.
Das Bezugszeichen P bezeichnet eine Zündkerze, die im Wesentlichen
in der Mitte der Brennkammer angeordnet ist. In dem Motorzylinderkopf
S des Ausführungsbeispieles
ist zu beachten, dass der Motorzylinderkopf S in zwei Zylinderkopfabschnitte,
nämlich
einen oberen Zylinderkopfabschnitt S1 und einen unteren Zylinderkopfabschnitt
S2 durch einen Trennwandabschnitt 1 getrennt werden kann. Die
oberen und die unteren Zylinderkopfabschnitte S1 und S2 werden zueinander
an dem Trennwandabschnitt 1 einstöckig verbunden oder zusammengesetzt
und dann wird die Zylinderkopfanordnung an einem Zylinderblock (nicht
gezeigt) montiert. In einer herkömmlichen
Weise ist eine Zylinderkopfdichtungsmanschette (nicht gezeigt) zwischen
der Bodenfläche
des Zylinderkopfes S (der untere Zylinderkopfabschnitt S2) und der
oberen Fläche
des Zylinderblocks installiert, um eine gute Abdichtung zu schaffen.
Für den
Zweck der Vereinfachung werden der Zylinderblock und der Kolben
weggelassen und es wird nur eine Brennkammer 11 gezeigt.
Die Brennkammer 11 ist von der V-förmigen Art und zwischen der
Bodenfläche
des Zylinderkopfes S und der Spitze (Kolbenkrone) des Kolbens gebildet,
der in dem Zylinder, gebildet in dem Zylinderblock, hin- und hergeht.
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Der
untere Zylinderkopfabschnitt S2 ist mit einer unteren Zündkerzenbohrung 12 für jeden
Motorzylinder gebildet. Die untere Zündkerzenbohrung 12 enthält eine
im Wesentlichen zylindrische, vertikale Bohrung, die sich von der
oberen Fläche
des unteren Zylinderkopfabschnittes S2 zu der V-förmigen Brennkammer 11 erstreckt,
und die an ihrem oberen Ende mit einer oberen Zündkerzenbohrung 21 (die später vollständig beschrieben
wird) unter einer besonderen Bedingung, bei der die separaten Zylinderkopfabschnitte
S1 und S2 miteinander zusammengesetzt sind, in Verbindung ist. Die
untere Zündkerzenbohrung 12 enthält auch
einen mit Innengewinde versehenen Abschnitt (einen Innengewindebohrungsabschnitt) 12a,
der in dem unteren Zylinderkopfabschnitt S2 in einer Weise gebildet
ist, um sich mit der unteren Öffnung
der im Wesentlichen zylindrischen Bohrung fortzusetzen. Die Zündkerze
P ist in die Innengewindebohrung 12a in dem unteren Zylinderkopfabschnitt
S2 verschraubt, so dass ein Paar von Elektroden der Zündkerze
P in die Brennkammer 11 ausgesetzt ist, um eine Zündfunkenstrecke
in der Brennkammer 11 zu schaffen. Der untere Zylinderkopfabschnitt
S2 ist auch mit Einlassanschlüssen 13 gebildet,
durch die Einlassluft in die jeweiligen Brennkammern 11 angesaugt
wird, und Auslassanschlüsse 14,
durch die Auslassgase ausgelassen werden. In dem in der 1 gezeigten Motor sind die
Einlass- und Auslassanschlüsse
in dem unteren Zylinderkopfabschnitt S2 in einer derartigen Weise
gebildet, um sich in eine Richtung, die im Wesentlich zu der Zylinderreihenrichtung
rechtwinklig ist, zu erstrecken. Obwohl es in der 1 nicht klar ersichtlich ist, ist der
untere Zylinderkopfabschnitt S2 auch mit weiteren Öffnungen
oder Bohrungen, z. B. Einlassventilöffnungen und Auslassventilöffnungen,
gebildet. Wie aus dem in der 1 gezeigten
Querschnitt klar erkannt werden kann, ist die Zündkerze P in einer optimalen
Position installiert, die in der Lage ist eine gute Verbrennungsqualität zu schaffen,
ohne mit dem Einlassanschluss 13, dem Auslassanschluss 14,
den anderen Motorteilen, z. B. den Einlass- und Auslassventilen
und den zugehörigen
Teilen zu stören.
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Andererseits
ist der obere Kopfabschnitt S1 mit der oberen Zündkerzenbohrung 21 für jeden
Motorzylinder versehen. Der obere Kopfabschnitt S1 enthält eine
im Wesentlichen zylindrische, vertikale Bohrung, die sich von der
oberen Fläche
des oberen Kopfabschnittes S1 zu der Bodenfläche des oberen Kopfabschnittes
S1 erstreckt, und die die obere Öffnung
der im Wesentlichen zylindrischen, vertikalen Bohrung mit der unteren
Zündkerzenbohrung 12 verbindet.
Der obere Zylinderkopfabschnitt S1 ist auch mit vier elektromagnetischen
Ventilbetätiger-
Montagebohrungen (22, 22, 22, 22)
für zwei
elektromagnetisch- betätigte
Einlassventileinheiten (zwei einlassventilseitige elektromagnetische
Ventilbetätiger)
und zwei elektromagnetisch- betätigte
Auslassventileinheiten (zwei auslassventilseitige elektromagnetische Ventilbetätiger) gebildet.
Die obere Zündkerzenbohrung 21 (die
im Wesentlichen zylindrische, vertikale Bohrung) ist im Wesentlichen
in dem oberen Zylinderkopfabschnitt S1, ohne mit den vier Ventilbetätiger-Montagebohrungen
zu stören,
mittig gebildet, so dass eine vorbestimmte Dicke zwischen der oberen elektromagnetisch-
betätigte
Einlassventileinheiten 21 und jeder der Ventilbetätiger-Montagebohrungen (22, 22, 22, 22)
gesichert werden kann. Für
den Zweck der Darstellungsvereinfachung ist nur die einlassventilseitige
elektromagnetische Ventilbetätigereinheit
A gezeigt. Die Ventilbetätigereinheit
A wird aus oberen und unteren Kernen 31 und 32 gebildet, die
voneinander in vorbestimmten, axialen Abständen räumlich beabstandet sind und
jeweils ein magnetisches Material enthalten. Eine obere elektromagnetische
Spule 33 ist auf dem oberen Kern 31 gewickelt,
während
eine untere elektromagnetische Spule 34 auf den unteren
Kern 32 gewickelt ist. Die einlassventilseitige elektromagnetische
Ventilbetätigereinheit
A enthält
auch einen Kontakt (nicht beziffert), eingesetzt in den Ventilschaft 15a des
Motorventils 15, eine bewegbare geflanschte Plungereinheit 35,
die ein magnetisches Material enthält, und die einen Plungerstangenabschnitt
hat, dessen unteres Ende im anliegenden Eingriff mit dem Kontakt
ist. Die oberen und unteren elektromagnetischen Spulen 33 und 34 sind
rund um die Plungerstange der geflanschten Plungereinheit 35 in
einer Weise koaxial, um jeweils zu den flach- flächigen Oberflächen des
geflanschten Abschnittes der geflanschten Plungereinheit 35 gegenüberzustehen.
Eine obere Schraubenfedereinheit 36 spannt permanent den
Ventilschaft 15a in eine Richtung vor, um das Motorventil 15 zu
schließen, während eine
untere Schraubenfedereinheit (nicht gezeigt) den Ventilschaft 15a in
eine Richtung permanent vorspannt, um das Motorventil 15 zu öffnen. Die untere
Schraubenfedereinheit (nicht gezeigt) enthält eine aufgewickelte, schraubenförmige Druckfeder und
einen Federhalter, der mit dem Ventilschaft 15a fest verbunden
ist, um ein Ende der aufgewickelten, schraubenförmigen Druckfeder zurück zu halten. Das
andere Ende der aufgewickelten, schraubenförmigen Druckfeder der unteren
Schraubenfedereinheit ist auf einen Federsitz (nicht beziffert)
aufgesetzt, der an dem oberen Zylinderkopf S1 befestigt ist.
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Die
obere Schraubenfedereinheit 36 ist an dem oberen Ende der
einlassventilseitigen elektromagnetischen Ventilbetätigereinheit
A in solch einer Weise platziert, um das obere Ende der Plungerstange
der angeflanschten Plungereinheit 35 in die Richtung des
Motorventils 15 permanent mit der Feder zu belasten. Ähnlich zu
der unteren Federeinheit enthält die
obere Schraubenfedereinheit 36 eine aufgewickelte, schraubenförmige Druckfeder,
einen Federhalter, fest mit dem obersten Ende der Plungerstange der
angeflanschten Plungereinheit 35 verbunden, um ein Ende
der aufgewickelten, schraubenförmigen Druckfeder
zurück
zu halten, und ein zylindrisches, hohles Federgehäuse, das
einen Federsitz für
das andere Ende der aufgewickelten, schraubenförmigen Druckfeder hält. Wenn
die untere elektromagnetische Spule 34 der einlassventilseitigen
elektromagnetischen Ventilbetätigereinheit
A aktiviert wird, wird der geflanschte Abschnitt der geflanschten
Plungereinheit 35 nach unten in eine axiale Richtung der
Plungerstange durch die Anziehungskraft (eine elektromagnetische
Kraft, die elektromagnetisch erzeugt wird), erzeugt durch die Spule 34,
die angeregt wird, mit dem Ergebnis angezogen, dass das Motorventil 15 geöffnet wird.
Wenn demzufolge die obere elektromagnetische Spule 33 der
einlassventilseitigen elektromagnetischen Ventilbetätigereinheit
A aktiviert wird, wird der geflanschte Abschnitt der geflanschten Plungereinheit 35 in
die andere axiale Richtung der Plungerstange durch die Anziehungskraft,
die durch die angeregte Spule 33 erzeugt wird, mit dem
Ergebnis nach unten gezogen, dass das Motorventil 15 geschlossen
wird. Die schraubenförmige
Druckfeder der unteren Schraubenfedereinheit ist zum Halten des
geschlossenen Zustandes des Motorventiles 15 vorgesehen,
während
die schraubenförmige
Druckfeder der oberen Schraubenfedereinheit 36 vorgesehen
ist, um den geöffneten
Zustand des Motorventils 15 zu halten. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel hat
die aufgewickelte, schraubenförmige
Feder der unteren Schraubenfedereinheit nahezu denselben Standard
(dieselbe Spezifikation, d. h., dieselbe Federsteifigkeit und dieselbe
Federgröße und-
Abmessungen) wie jene der obere Schraubenfedereinheit 36.
Die oberen und unteren elektromagnetischen Spulen (33, 34)
und die oberen und unteren Schraubenfedereinheiten wirken miteinander
zusammen, um die Motorventile mittels der elektromagnetischen Kraft
plus der Vorspannkräfte
elektromagnetische zu öffnen
oder zu schließen.
Wenn die beiden elektromagnetischen Spulen 33 und 34 stromlos
sind, wird die Plungereinheit an ihrer neutralen Position (einer Zwischenposition,
die im Wesentlichen in der Mitte zwischen der geschlossenen Ventilposition
und der vollständig
offenen Ventilposition) zusammen mit dem Motorventil 15 gehalten.
Mit der vorher betrachteten Anordnung der elektromagnetischen Ventilbetätigereinheit
A ist es möglich,
die bewegbare, geflanschte Plungereinheit 35 durch den
Vorteil der Anziehungskraft (eine elektromagnetische Kraft, die durch
Erregung jeder der Spulen 33 und 34 erzeugt wird)
hin- und her zu bewegen. Die hin- und hergehende Bewegung der geflanschten
Plungereinheit, die in der einlassventilseitigen elektromagnetischen Ventilbetätigereinheit
A enthalten ist, wird auf das Motorventil 15 (Einlassventil) übertragen,
während die
hin- und hergehende Bewegung der geflanschten Plungereinheit 35 in
der auslassventilseitigen elektromagnetischen Ventilbetätigereinheit
A auf das Motorventil 15 (Auslassventil) übertragen
wird. In dieser Weise können
ein Einlassventil- Öffnungszeitpunkt (IVO),
ein Einlassventil-Schließzeitpunkt
(IVC), ein Auslassventil- Öffnungszeitpunkt
(EVO) und ein Auslassventil-Schließzeitpunkt (EVC) durch das
elektronische Steuern der vier elektromagnetischen Betätigereinheiten
(A, A, A, A), verbunden mit dem jedem der Motorzylinder, beliebig
gesteuert werden. In solch elektromagnetisch- angetriebenen Motorventilen 15 sind,
um eine optimale Gasströmung
sowohl während
des Einlasshubes, als auch während
des Auslasshubes zu schaffen, eine Größe und Ab messungen (exakter
die Größe des Ventilkopfes 15b und der
Neigungswinkel des Ventilschaftes) eines elektromagnetisch- angetriebenen
Einlassventiles unterschiedlich von jener eines elektromagnetisch-
angetriebenen Auslassventiles. Aus den oben fortgesetzten Gründen ist
in dem Zylinderkopfaufbau des Ausführungsbeispieles, wie in den 1 und 2 gezeigt, die Achse der oberen Zündkerzenbohrung 21 in
dem oberen Zylinderkopfabschnitt S1 leicht von der Achse der unteren
Zündkerzenbohrung 12 des
unteren Zylinderkopfabschnittes S2 in die Richtung zu der Auslassventilseite
versetzt, was für
den Auslegungsunterschied (die Ventilkopfgröße und die Ventilschaftneigung)
zwischen den Einlass- und den Auslassventilen (siehe die Mittelbohrung 12,
angezeigt durch die durchgehende Linie der 2, die von der Mittelbohrung 21,
angezeigt durch die Doppelpunktlinie der 2 angezeigt ist) in Betracht zieht. In
der 2 sind die zwei
auf der linken Seite befindlichen, mit 16 bezeichneten
Teile, Einlassventilführungen, während die
zwei auf der rechten Seite befindlichen Teile, bezeichnet durch 16,
Auslassventilführungen sind.
Die Versatzanordnung zwischen den oberen und den unteren Zündkerzenbohrungen 21 und 12 sind
nützlich
oder effektiv, die elektromagnetischen Ventilbetätiger-Montagebohrungen 22 in
dem oberen Zylinderkopfabschnitt S1 an einer Position zu schaffen
oder zu bohren, die näher
zu der Brennkammer 11 als jene in dem Fall ist, dass die
Achse der oberen Zündkerzenbohrung 21 mit
der Achse der unteren Zündkerzenbohrung 12 axial
ausgerichtet ist. Entsprechend des Zylinderkopfaufbaus des Ausführungsbeispiels
ist es möglich,
die Einschränkung
in der Anordnung zu lockern, wobei die Einschränkungen infolge der Position
der Installation der Zündkerze
P auftreten, wenn verschiedene Teile angeordnet werden, nämlich die
elektromagnetische Ventilbetätiger
A, die Einlass- und die Auslassventile und die zugehörigen Teile
in dem oberen Zylinderkopf S1. Somit ist es möglich, die elektromagnetische
Ventilbetätiger-Montagebohrungen 22 in
dem oberen Zylinderkopfabschnitt S1 richtiger, so nah an der Brennkammer 11 wie
möglich,
zu bilden. Als ein Ergebnis davon kann die Gesamthöhe des Motors
reduziert werden, um somit die Leichtgewichtigkeit und die kleine Abmessung
des Motors zu sichern. Zusätzlich
kann die axiale Länge
der bewegbaren geflanschten Plungereinheit 35 verkürzt werden,
um dadurch die elektrische Leistungsaufnahme, die für die Öffnungs-
und Schließvorgänge für die Motorventile 15 benötigt wird,
zu reduzieren.
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Wie
aus dem Querschnitt der 1 eingeschätzt werden
kann, wird die obere Zündkerzenbohrung 21 aus
zwei Abschnitten gebildet, nämlich
einem größeren zylindrischen
hohlen Abschnitt, der eine gleiche Kreisform im seitlichen Querschnitt
hat, und einem kleineren, schräg-
kegelstumpfförmigen hohlen
Abschnitt (einfach als konischer hohler Abschnitt bezeichnet), die
das untere Ende der oberen Zündkerzenbohrung 21 bilden.
Der untere konische, hohle Abschnitt der oberen Zündkerzenbohrung 21 ist
in dem oberen Zylinderkopfabschnitt S1 in solch einer Weise gebildet,
um allmählich
von dem unteren Ende des größeren zylindrischen
Abschnittes zu dem Trennwandabschnitt I diametral vergrößert zu
werden. Andererseits ist die untere Zündkerzenbohrung 12 aus
drei Abschnitten gebildet, nämlich
einem mit Gewinde versehenen, hohlen Abschnitt, in den die Zündkerze
P eingeschraubt wird, einen größeren zwischen-zylindrischen,
hohlen Abschnitt, der dieselbe Kreisform im seitlichen Querschnitt
hat, und einen kleineren schräg-kegelstumpfförmigen hohlen
Abschnitt (einfach als konischer hohler Abschnitt bezeichnet), der
das obere Ende der unteren Zündkerzenbohrung 12 bildet.
Der obere, konische hohle Abschnitt der unteren Zündkerzenbohrung 12 ist
in dem unteren Zylinderkopfabschnitt S2 in solch einer Weise gebildet,
um allmählich
von dem obersten Ende des größeren zwischen-zylindrischen,
hohlen Abschnittes zu dem Trennwandabschnitt diametral
vergrößert zu
sein. Das unterste Öffnungsende
des unteren konischen hohlen Abschnittes der oberen Zündkerzenbohrung 21,
gebildet in dem oberen Zylinderkopfabschnitt S1, verbindet glatt
kontinuierlich mit dem obersten Öffnungsende
des oberen, konischen hohlen Abschnitt der unteren Zündkerzenbohrung 12,
gebildet in dem unteren Zylinderkopfabschnitt S2. Wie bereits oben
diskutiert, geht die obere Zündkerzenbohrung 21 glatt
kontinuierlich zu der unteren Zündkerzenbohrung 12 mittels
der zwei schräg-
kegelstumpfförmigen
hohlen Abschnitte über,
die jeweils in dem unteren Ende der oberen Zündkerzenbohrung 21 und
in dem oberen Ende der unteren Zündkerzenbohrung
gebildet sind. Somit kann eine Arbeitseffektivität bemerkenswert gesteigert
werden, wenn die Zündkerze
P installiert wird in oder entfernt wird aus dem mit Gewinde versehenen hohlen
Abschnitt durch den größeren zwischen-zylindrischen,
hohlen Abschnitt und dem oberen, konischen, hohlen Abschnitt, die
beide in der unteren Zündkerzenbohrung
enthalten sind, und dem unteren konischen, hohlen Abschnitt und
dem größeren zylindrischen
hohlen Abschnitt, die beide in der oberen Zündkerzenbohrung 21 enthalten
sind. in dem gezeigten Ausführungsbeispiel,
obwohl der untere, konische, hohle Abschnitt der oberen Zündkerzenbohrung 21 und
der obere konische Abschnitt der unteren Zündkerzenbohrung 12 beide
vorgesehen sind, wird es bevorzugt, zumindest einen der oberen oder unteren
konischen, hohlen Abschnitt in dem zweigeteilten Zylinderkopf S
vorzusehen, um die glatte Installation/das Entfernen der Zündkerze
P zu ermöglichen.
Die 3A–3C zeigen das Verfahren zum
Entfernen der Zündkerze
P aus den oberen und unteren Zündkerzenbohrungen
(21, 12). Wie aus einer Veränderung des Zustandes von der
in der 3A gezeigten
Zündkerzenposition
zu der in der 3B gezeigten
Zündkerzenposition
eingeschätzt
werden kann, wird die Zündkerze
P aus der mit Gewinde versehenen Bohrung 12a mittels eines
Kerzenschlüssels
(eines Vierkant schlüssels) 51 entfernt.
Dann wird die Zündkerze
P nach oben in die Richtung innerhalb der unteren Zündkerzenbohrung 12 gezogen.
Danach wird die Zündkerze
P weiter nach oben innerhalb der oberen Zündkerzenbohrung 21 über den
oberen, konischen, hohlen Abschnitt gezogen (enthalten in der unteren
Zündkerzenbohrung 12) und
der untere, konische , hohle Abschnitt (enthalten in der oberen
Zündkerzenbohrung 21)
ist kontinuierlich miteinander fortgesetzt (siehe die 3B und 3C), wobei beide konischen, hohlen Abschnitte
in großer
Nähe zu
dem Trennwandabschnitt I gebildet sind. Auf diese weise kann die
Zündkerze
P aus den Zündkerzenbohrungen
(21, 12) leicht entfernt werden. Umgekehrt ist
es beim Installieren der Zündkerze
P in die mit Gewinde versehene Bohrung 12a durch den Vorteil
der vorher diskutierten, konischen, hohlen Abschnitte möglich, die
Zündkerze
P in die mit Gewinde versehene Bohrung 12a durch den größeren zylindrischen,
hohlen Abschnitt und den unteren, konischen, hohlen Abschnitt, beide
in der oberen Zündkerzenbohrung 21 enthalten,
und den oberen, konischen , hohlen Abschnitt und den größeren zwischen-zylindrischen
, hohlen Abschnitt, beide in der unteren Zündkerzenbohrung 12 enthalten,
in umgekehrter Reihenfolge des Verfahrens zum entfernen, leicht
zu installieren. D. h., die Zündkerze
P wird zuallererst nach unten in die obere Zündkerzenbohrung 21 mittels
des Kerzenschlüssels
(siehe 3c) eingesetzt.
Dann wird die Zündkerze
P weiter nach unten in die Richtung innerhalb in die untere Zündkerzenbohrung 12 über den
Trennwandabschnitt I (siehe 3b)
eingesetzt. Danach wird die Zündkerze
P in den mit Gewinde versehenen hohlen Abschnitt 12a (siehe 3A) verschraubt.
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Nunmehr
bezugnehmend auf die 4 und 5 ist dort der modifizierte
Zylinderkopfaufbau gezeigt. Der in den 4 und 5 gezeigte
modifizierte Zylinderkopfaufbau ist ähnlich zu dem in den 1 und 2 gezeigten Zylinderkopfaufbau des Ausführungsbeispieles.
Folglich werden dieselben Bezugszeichen, die als Bezugszeichen in
dem Zylinderkopfaufbau, der in dem Ausführungsbeispiel in den 1 und 2 gezeigt wird, verwendet wurden, als
entsprechende Bezugszeichen in dem modifizierten Zylinderkopfaufbau,
der in den 4 und 5 gezeigt wird, für den Zweck
des Vergleichs der zwei leicht unterschiedlichen Zylinderkopfaufbauten
verwendet. Nur der modifizierte Zylinderbohrungsaufbau wird nachstehend ausführlich in
Bezug auf die 4 und 5 beschrieben, während die
Beschreibung des anderen Aufbaus weggelassen wird, weil die oben
vorgestellte Beschreibung darüber
als selbsterklärend
scheint. In derselben Weise wie der Zylinderkopfaufbau des in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispieles, ist in dem
in den 4 und 5 gezeigten modifizierten Zylinderkopfaufbau
die Achse der oberen Zündkerzenbohrung 21 von
der Achse der unteren Zündkerzenbohrung 12 leicht
versetzt. Die obere Zündkerzenbohrung 21 ist
in dem oberen Zylinder kopfabschnitt S1 im Wesentlichen mittig gebildet,
ohne mit anderen Motorteilen, z. B. der elektromagnetischen Ventilbetätigereinheit
A, zu stören,
so dass eine vorbestimmte Dicke zwischen der oberen Zündkerzenbohrung 21 und
jedem der Betätiger-Montagebohrungen 22 gesichert
werden kann. Auch ist die untere Zündkerzenbohrung 12 in
dem unteren Zylinderkopfabschnitt S2 gebildet, so dass die Zündkerze
P in einer optimalen Position installiert wird, die in der Lage
ist eine gute Verbrennungsqualität
zu schaffen, ohne mit dem Einlassanschluss, dem Auslassanschluss,
den Einlass- und den Auslassventilen und den zugehörigen Teilen
zu stören.
Der in den 4 und 5 gezeigte modifizierte Zylinderkopfaufbau
ist etwas von jenem in den 1 und 2 gezeigten in der strukturellen
Anordnung (der Form und den Abmessungen) der oberen und unteren
Zündkerzenbohrungen
unterschiedlich, wie nachstehend ausführlich erläutert wird.
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Der
modifizierte Zylinderkopfaufbau der 4 und 5 hat keinen unteren schräg-kegelstumpfförmigen hohlen
Abschnitt (den unteren konischen, hohlen Abschnitt) der unteren
Zündkerzenbohrung 12 in
der Nähe
des Trennwandabschnittes 1. Wie in den 4 und 5 gesehen,
wie insbesondere aus dem Querschnitt der 5 abgeleitet werden kann, wird die obere
Zündkerzenbohrung 21 aus
einem größeren zylindrischen,
hohlen Abschnitt und einer unteren Gegenbohrung gebildet. Die untere
Zündkerzenbohrung 12 ist
aus drei Abschnitten gebildet, nämlich
einem mit Gewinde versehenen hohlen Abschnitt, in den die Zündkerze
P eingeschraubt ist, einen sich diametral verkleinerten Zwischenabschnitt mit
vergleichsweise kleinem Durchmesser, und einen größeren, zylindrischen,
hohlen Abschnitt mit vergleichsweise großem Durchmesser, der dieselbe Kreisform
im seitlichen Querschnitt hat. Der vorerwähnte untere Gegenbohrungsabschnitt
der oberen Zündkerzenbohrung 21 wird
spanend leicht exzentrisch zu der Achse des zylindrischen hohlen
Abschnittes der oberen Zündkerzenbohrung 21 hergestellt
und axial in Bezug zu der Achse des zylindrischen, hohlen Abschnittes
mit vergleichsweise großem
Durchmesser der unteren Zündkerzenbohrung 12 ausgerichtet.
In dem modifizierten Zylinderkopfaufbau der 4 und 5 ist
zu beachten, dass die untere Zündkerzenbohrung 12 diametral
auf solch eine Ausdehnung vergrößert ist,
dass der zylindrische, hohle Abschnitt mit vergleichsweise großem Durchmesser
der unteren Zündkerzenbohrung 12 den
gesamten Umfang des zylindrischen, hohlen Abschnittes der oberen
Zündkerzenbohrung 21 umgibt (siehe
die Mittelbohrung 21, angezeigt durch die Doppelpunktlinie
der 5, umgeben durch
die Mittelbohrung 12, angezeigt durch die durchgehende
Linie der 5). Im Vergleich
mit der Zündkerzenbohrung
mit dem konischen, hohlen Abschnitt (genauer, der schräg-kegelstumpfförmige hohle
Abschnitt), wie in den 1 und 2 gezeigt, ist es leicht
die Zündkerzenbohrung
mit keinem konischen, hohlen Abschnitt spanend zu bearbeiten. Zusätzlich hat
der modifizierte Zylinder kopfaufbau der 4 und 5 dieselben
Wirkungen wie jene in den 1 und 2 gezeigten. Dies bedeutet,
entsprechend des modifizierten Zylinderkopfaufbaus ist es möglich, die
Einschränkung
in der Anordnung zu lockern, wobei die Einschränkung infolge der Position
der Installation der Zündkerze
P beim Anordnen von A, der Einlass- und Auslassventile und der zugehörigen Teile
in dem oberen Zylinderkopfabschnitt S1 auftreten kann. Somit kann
die Gesamthöhe
des Motors reduziert werden. Der modifizierte Zylinderkopfaufbau
trägt auch
zu einem leichten Gewicht und einer kleinen Abmessung des Motors
bei. Auch kann die axiale Länge
der bewegbaren, geflanschten Plungereinheit 35 verkürzt werden, um
somit die elektrische Leistungsaufnahme, die für die Öffnungs- und Schließvorgänge für die Motorventile 15 gebraucht
wird, zu reduzieren. Überdies
sichert beim Installieren oder beim Entfernen der Zündkerze
P in den mit Gewinde versehenen Bohrungsabschnitt 12a hinein
oder heraus der diametral- vergrößerte zylindrische,
hohle Abschnitt der unteren Zündkerzenbohrung 12 die
Leichtigkeit der Installation/des Entfernens.
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Wie
aus dem oben beschriebenen deutlich wird, kann entsprechend des
Zylinderkopfaufbaus der Erfindung die Zündkerze P an einer optimalen Position
installiert werden, die in der Lage ist, eine gute Verbrennungsqualität zu schaffen,
während
die Motorteile, z. B. die elektromagnetischen Ventilbetätiger in
dem oberen Zylinderkopfabschnitt S1 richtig angeordnet werden können. Dies
Verbessert die Auslegungsflexibilität (die Anordnungsflexibilität). Demzufolge
ist es möglich,
die gesamte Höhe
des Motors zu reduzieren, ohne die Steifigkeit des Zylinderkopfs
S zu vermindern. Es ist auch möglich,
den Motor selbst kleinformatig und leichter zu machen. Überdies
wird angenommen, das das grundlegende Konzept der Erfindung auf
eine Brennkraftmaschine mit einer elektromagnetisch- angetriebenen
Ventilbetätigungsvorrichtung
angewandt wird, die gesamte Länge
der bewegbaren, geflanschten Plungereinheit der elektromagnetisch-
angetriebenen Ventilbetätigungsvorrichtung
verkürzt
werden kann, und wodurch die elektrische Leistungsaufnahme wirksam vermindert
werden kann.