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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine vertikale Brennkraftmaschine,
deren Kurbelwelle im Wesentlichen in einer vertikalen Richtung ausgerichtet ist,
insbesondere eine vertikale Brennkraftmaschine für einen Außenbordmotor.
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In
einer vertikalen Viertakt-Brennkraftmaschine, die in der japanischen
Patent-Offenlegungsschrift
Nr. Hei 7-149290 offenbart ist, ist ein Schwungrad am Unterende
einer in vertikaler Richtung ausgerichteten Kurbelwelle integral
vorgesehen, und eine Schmierölpumpe
ist über
dem Schwungrad angeordnet. Ferner ist, an einer Position über dem
Schwungrad, ein Antriebszahnrad an der Kurbelwelle integral vorgesehen
und ein Übersetzungsmechanismus
ist zwischen dem Antriebszahnrad und der Schmierölpumpe angeordnet, sodass die Schmierölpumpe mit
einer höheren
Drehzahl angetrieben wird als jener der Kurbelwelle.
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In
einer vertikalen Viertakt-Brennkraftmaschine, die in der japanischen
Patent-Offenlegungsschrift
Nr. Hei 8-100616 offenbart ist, ist eine Schmierölpumpe direkt mit einem Unterende
einer vertikal ausgerichteten Nockenwelle verbunden.
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Da
bei der Maschine, die in der oben erwähnten japanischen Schrift Nr.
Hei 7-149290 offenbart
ist, sich die Schmierölpumpe
mit einer höheren Drehzahl
als die Kurbelwelle dreht, steht auch dann, wenn die Schmierölpumpe klein
bemessen ist, eine hohe Ausfuhrleistung zur Verfügung. Da jedoch die Schmierölpumpe unterhalb
eines Lagerabschnitts der Brennkraftmaschine zum drehbaren Lagern
der Kurbelwelle angeordnet ist, wird ein Teil der Kurbelwelle, der
sich von dem Lagerabschnitt nach unten erstreckt, so lang, dass
es vom Blickpunkt der Vibration her schwierig wird, das Schwungrad
mit einer relativ großen
Massenträgheit
stabil abzustützen.
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Da
bei der Maschine, die in der oben erwähnten japanischen Schrift Nr.
Hei 8-100616 offenbart
ist, keine Schmierölpumpe über dem
Schwungrad angeordnet ist, kann das Schwungrad näher an der Brennkraftmaschine
angeordnet werden, und im Ergebnis kann das Schwungrad mit einer
relativ großen
Trägheitsmasse
stabil abgestützt
werden. Da jedoch die Drehzahl der Nockenwelle die Hälfte jener der
Kurbelwelle ist, sind Nachteile vorhanden, dass die Auswurfleistung
niedrig ist und die Schmierölpumpe
notwendigerweise groß wird.
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In
den japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. Sho 63-192693, Hei
3-224894 und Hei 4-337143
sind einige vertikale Brennkraftmaschinen für Außenbordmotoren offenbart, worin
Ausgleichswellen dazu verwendet werden, Schwingungen zu reduzieren.
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Die
japanischen Schriften 63-192693 und 3-224894 offenbaren Ausgleichsmechanismen
zum Aufheben und Reduzieren der Primärvibration in einer Reihenzweizylinder-Viertaktbrennkraftmaschine.
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Andererseits
offenbart die japanische Schrift 4-337143 einen Ausgleichsmechanismus
in einer Viertaktreihenvierzylindermaschine, die darauf abzielt,
die Sekundärvibration
zu reduzieren, weil die Maschine einen Vorteil darin hat, dass die
Primärvibration
grundsätzlich
nicht auftritt. Jedoch wird, wenn die Sekundärvibration größer wird,
der Ausgleicher größer bemessen
und es wird notwendig, sich um die Ausgleichswellenlagerungskonstruktionen
und Schmiermittelkanäle
zu sorgen.
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Die
japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. Hei 3-33416 offenbart eine
wassergekühlte
Viertaktbrennkraftmaschine für
den Antrieb von Schiffen, worin ein Ansaugsystem an einer Seite
angeordnet ist und ein Auslasssystem und eine Ölfilterpatrone an der anderen
Seite angeordnet sind. Wie in 8 der obigen
Schrift gezeigt, wird Schmieröl,
das durch den Ölfilter
hindurchgetreten ist, einem Nockenwellenlagerabschnitt durch einige Ölkanäle zugeführt, um den
Nockenwellenlagerabschnitt zu schmieren.
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Auch
in einer wassergekühlten
Viertaktbrennkraftmaschine für
den Antrieb von Schiffen, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
Nr. Hei 8-100616 offenbart ist, ist an der Seite des Auslasssystems
ein Schmierölkanal
angeordnet, der zwischen einem Ölfilter,
der nahe einem Ansaugsystem an einer Vorderseite des Kurbelgehäuses angeordnet
ist, und einem Ventilantriebssystem angeschlossen ist.
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Jedoch
sind in der Brennkraftmaschine der Druckschrift 3-33416 ein elektrischer
Teilekasten sowie die Ölfilterpatrone
an der Seite des Auslasssystems angeordnet, und wenn daher der elektrische Teilekasten
groß wird,
um den Anforderungen an das elektrische Steuerungssystem zu genügen, wird
es schwierig, die Ölfilterpatrone
an der gleichen Position anzuordnen.
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In
der Brennkraftmaschine der Druckschrift 8-100616 ist der Ölfilter
an einer Vorderseite des Kurbelgehäuses angeordnet, und die Wartungsarbeiten sind
leicht. Da aber ein Ölkanal
für Schmieröl nach Passage
durch den Ölfilter
in einem Auslasssystem vorgesehen ist, ist der Ölkanal lang, was den Strömungswiderstand
erhöht,
sodass die Kapazität
der Ölpumpe
erhöht
werden muss und die Ölmenge
notwendigerweise größer ist.
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Die
US 5,537,968 offenbart eine
vertikale Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Dort ist der unterste Kurbelwellenlagerabschnitt nicht in obere
und untere Teile unterteilt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine vertikale Viertaktbrennkraftmaschine
anzugeben, die ein Paar von Ausgleichswellen aufweist, die parallel
zu der Kurbelwelle an beiden Seiten der Zylinder angeordnet sind,
sodass die Brennkraftmaschine insgesamt verkleinert werden kann
und die Ausgleichswellenlagerlöcher
und das Arbeitsloch leicht bearbeitet werden können. Eine andere Aufgabe der
vorliegenden Erfindung ist es, einen Außenbordmotor anzugeben, an
dem eine solche Brennkraftmaschine angebracht ist. Eine weitere
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine solche Brennkraftmaschine
anzugeben, die eine Schmiervorrichtung aufweist, die dazu geeignet
ist, einem Ausgleichsmechanismus Schmieröl zuzuführen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine vertikale Brennkraftmaschine angegeben, die
eine Kurbelwelle, die im Wesentlichen in einer vertikalen Richtung
ausgerichtet ist, sowie eine Mehrzahl von Zylindern, die entlang
einer die Kurbelwelle enthaltenden vertikalen Ebene angeordnet sind,
aufweist, umfassend: ein Paar von Ausgleichswellen, die mit der
Kurbelwelle zum Antrieb verbunden sind, in einem Zylinderblock drehbar
gelagert sind und parallel zur Kurbelwelle an beiden Seiten der
Zylinder angeordnet sind; Lagerlöcher
zum drehbaren Lagern der Ausgleichswellen, die durch die Kurbelwellenlagerabschnitte
hindurchtreten; ein Arbeitsloch, das an einem untersten Kurbelwellenlagerabschnitt
des Zylinderblocks ausgebildet ist und auf einer Mittellinie der Lagerlöcher angeordnet
ist, zum Bearbeiten der Lagerlöcher;
und einen Stopfen zum dichten Verschließen des Arbeitslochs, dadurch
gekennzeichnet, dass die Lagerlöcher
zum drehbaren Lagern der Ausgleichswellen an obersten und mittleren
Kurbelwellenlagerabschnitten des Zylinderblocks ausgebildet sind,
und dass der unterste Kurbelwellenlagerabschnitt in eine obere Wand
und eine untere Wand unterteilt ist, zwischen denen ein Öldurchgangsraum eingefügt ist,
wobei sich die untere Wand radial schräg abwärts erstreckt und nur das Arbeitsloch
der unteren Wand durch den Stopfen verschlossen ist.
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In
dieser vertikalen Brennkraftmaschine erstreckt sich die Ausgleichswelle
so lang wie die Kurbelwelle, um Trägheitskräfte und ein nicht ausgeglichenes
Trägheitsmoment
in jedem der vertikal angeordneten Zylinder zu absorbieren, sodass
die Vibration der Brennkraftmaschine ausreichend reduziert werden kann.
Da die Ausgleichswellen an beiden Seiten der Zylinder angeordnet
sind, kann die Brennkraftmaschine insgesamt verkleinert werden.
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Da
ferner die Ausgleichswellenlagerlöcher und das Arbeitsloch parallel
zu der Kurbelwelle vorgesehen sind, die den Zylinderblock durchsetzt,
können
diese Löcher
leicht bearbeitet werden. Ein Außenende des Endbearbeitungswerkzeugs
wird durch das Lagerloch eingeführt
und gestützt,
sodass die Endbearbeitung der Ausgleichswellenlagerlöcher sicher
und effizient ausgeführt
werden kann.
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Gemäß der oben
erwähnten
vertikalen Brennkraftmaschine, worin der unterste Kurbelwellenlagerabschnitt
in eine obere Wand und eine untere Wand unterteilt ist, zwischen
denen ein Öldurchgangsraum
eingefügt
ist, sich die untere Wand radial schräg abwärts erstreckt und nur das Arbeitsloch
der unteren Wand mit dem Stopfen verschlossen ist, wird das Schmieröl, das durch
einen Raum innerhalb des Zylinderblocks nach unten gelangt, in den Öldurchgangsraum
von einer Oberseite der geteilten oberen Wand durch deren Arbeitsloch
eingeführt,
und fließt dann
in radialer Richtung entlang einer Oberseite der geteilten unteren
Wand, um zu einem Umfang des Montagegehäuses nach unten zu fließen.
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In
der oben erwähnten
vertikalen Brennkraftmaschine kann ein Schmierölzufuhrmittel an dem Lagerloch
des obersten Kurbelwellenlagerabschnitts vorgesehen sein. In diesem
Motor gelangt das Schmieröl,
das dem obersten Ausgleichswellenlagerloch zugeführt wurde, durch Schwerkraft
nach unten, nachdem es das obere Ausgleichswellenlagerloch und die
Ausgleichswelle geschmiert hat, um die mittleren Ausgleichswellenlagerlöcher zu
schmieren, die darüber
und darunter angeordnet sind, sodass jede der Ausgleichswellen durch
nur ein Schmierölzufuhrmittel
sicher geschmiert werden kann und die Schmiermittelzufuhrkonstruktion
der Ausgleichswelle signifikant vereinfacht wird, um die Kosten
niedrig zu halten.
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Ferner
kann ein Ausgleichswellenantriebsmittel zur Kraftübertragung
von der Kurbelwelle auf die Ausgleichswelle so angeordnet werden,
dass sie sich nicht mit dem Schwungrad und der Antriebswelle unter
dem Zylinderblock sowie mit dem Schmieröl stört.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine vertikal geschnittene Seitenansicht eines Außenbordmotors
mit einer vertikalen Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Draufsicht der Brennkraftmaschine;
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3 ist
eine Vorderansicht der Brennkraftmaschine;
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4 ist
eine vertikal geschnittene Seitenansicht der Brennkraftmaschine;
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5 ist
eine Vorderansicht einer Verbindungsfläche des Zylinderblocks mit
dem Kurbelgehäuse
der Brennkraftmaschine;
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6 ist
eine Vorderansicht mit Darstellung eines Querschnitts entlang einer
Ausgleichswelle der Brennkraftmaschine;
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7 ist
ein Schnitt entlang der Linie VII-VII von 3;
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8 ist
ein Schnitt entlang der Linie VIII-VIII von 3;
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9 ist
ein Schnitt entlang der Linie IX-IX von 3;
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10 ist
ein Schnitt entlang der Linie X-X von 3;
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11 ist
eine Ansicht mit Darstellung des Kurbelgehäuses und des Zylinderblocks,
von unten her gesehen;
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12 ist
eine Draufsicht eines Montagegehäuses;
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13 ist
ein Schnitt entlang der Linie XIII-XIII von 12;
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14 ist
ein Schnitt entlang der Linie XIV-XIV von 5;
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15 ist
ein Schnitt entlang der Linie XV-XV von 14;
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16 ist
ein Schnitt entlang der Linie XVI-XVI von 14;
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17 ist
eine Ansicht mit Darstellung einer Verbindungsfläche des Zylinderblocks; und
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18 ist
eine Ansicht mit Darstellung einer Verbindungsfläche des Zylinderkopfs.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
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Die
Zeichnungen zeigen eine bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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Die
vertikale Brennkraftmaschine 1 ist eine wassergekühlte Vierzylinderreihen-Viertakt-Brennkraftmaschine,
die eine vertikal ausgerichtete Kurbelwelle 30 sowie Zylinder 32 aufweist,
die in Bezug auf einen Schiffskörper
nach hinten ausgerichtet sind. Wie in 1 gezeigt,
ist die Maschine 1 an einem Außenbordmotor O angebracht,
der ein Hauptgehäuse
aufweist, das eine die vertikale Brennkraftmaschine 1 abdeckende
Maschinenabdeckung 2 umfasst, ein Verlängerungsgehäuse 3 sowie ein Getriebegehäuse 4.
Unter der vertikalen Brennkraftmaschine 1 sind ein Montagegehäuse 5 und
eine Ölwanne 6 der Reihe
nach gestapelt und integral mit der vertikalen Brennkraftmaschine 1 verbunden.
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Der
Außenbordmotor
O ist am Heck 19 eines nicht gezeigten Motorboots mittels
einer Halterungsvorrichtung 7 angebracht, die einen an
dem Heck 19 befestigten Beschlag 8, eine Kippwelle 9,
die quer am Oberende des Beschlags 8 liegt, ein Schwenkgehäuse 10,
dessen Vorderende an der Kippwelle 9 angelenkt ist, sodass
es vertikal schwenkt, sowie ein Verbindungsmittel 11, das
an oberen und unteren Teilen eines Lagerabschnitts des Schwenkgehäuses 10 vorgesehen
ist und Halterungen M aufweist, umfasst.
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Ein
nicht gezeigter Lenkgriff ist an dem drehbaren Abschnitt des Schwenkgehäuses 10 vorgesehen,
und das Schwenkgehäuse
wird nach links und rechts zusammen mit dem Außenbordmotor O verdreht, wenn
der Lenkgriff zum Rechts- und Linksschwenken betätigt wird.
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Mit
einem Unterende der vertikal ausgerichteten Kurbelwelle ist integral
eine Antriebswelle 12 verbunden, die sich innerhalb des
Verlängerungsgehäuses 2 nach
unten erstreckt und das Innere des Getriebegehäuses 4 erreicht. Ein
Unterende der Antriebswelle 12 ist mit einer Propellerwelle 14 durch eine
Vorwärts-Rückwärts-Umschaltvorrichtung 13 in dem
Getriebegehäuse 4 verbunden.
Daher wird Kraft der Brennkraftmaschine 1 auf den Propeller 15 durch die
Kurbelwelle 30, die Antriebswelle 12, die Vorwärts-Rückwärts-Umschaltvorrichtung 13 sowie
die Propellerwelle 14 übertragen,
um den Propeller 15 drehend anzutreiben.
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Eine
Normal-Rückwärtsstellwelle 16 erstreckt
sich unten, durchsetzt das Schwenkgehäuse 10 vertikal und
erreicht die Vorwärts-Rückwärts-Umschaltvorrichtung 13.
Wenn ein Stellhebel 17 am Oberende der Normal-Rückwärtsstellwelle 16 nach rechts
und links verschwenkt wird, wird die Vorwärts-Rückwärts-Umschaltvorrichtung 13 umgeschaltet,
um den Propeller 15 in eine normale oder eine Rückwärtsrichtung
zu drehen.
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Der
Hauptkörper
der vertikalen Brennkraftmaschine 1 ist aufgebaut aus einem
Kurbelgehäuse 20,
einem Zylinderblock 21, einem Zylinderkopf 22, einem
Kopfdeckel 23, dem Montagegehäuse 5 und der Ölwanne 6.
Das Kurbelgehäuse 20,
der Zylinderblock 21, der Zylinderkopf 22 und
der Kopfdeckel 23 sind in Bezug auf den Schiffskörper von
vorne nach hinten der Reihe nach angeordnet und sind miteinander
durch Bolzen 24, 25, 26, 28 zu
einem Körper
verbunden, wie in den 7 und 10 gezeigt.
Wie oben erwähnt,
sind, an Unterflächen
des Kurbelgehäuses 20 und
des Zylinderblocks 21, das Montagegehäuse 5 und die Ölwanne 6 integral
mit dem Kurbelgehäuse 20 und
dem Zylinderblock 21 durch nicht gezeigte Bolzen verbunden.
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Wie
in 4 gezeigt, ist die vertikal ausgerichtete Kurbelwelle 30 an
Kurbelwellenlagerabschnitten 103 des Kurbelgehäuses 20 und
des Zylinderblocks 21 durch Zapfenlager 31 drehbar
gelagert. Zylinder 32, die in Vorne-Hinten-Richtung horizontal angeordnet
sind, sind in einer vertikalen Richtung mit regelmäßigen Intervallen
angeordnet. In jedem der Zylinder 3 ist ein Kolben 33 gleitend
eingesetzt und ist mit Kurbelwelle 30 mittels einer Pleuelstange 34 verbunden,
sodass die Hin- und Herbewegung des Kolbens 33 bewirkt,
dass die Kurbelwelle 30, von oben her gesehen, im Uhrzeigersinn
drehend angetrieben wird.
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Wie
in den 7 bis 10 gezeigt, ist innerhalb einer
Ventilantriebskammer 35 ein Nockenwellenhalter 36 an
einer Oberseite (Rückseite
in Bezug auf den Schiffskörper)
des Zylinderkopfs 22 angebracht, und eine Nockenwelle 38 ist
zwischen dem Nockenwellenhalter 36 und dem Zylinderkopf 22 durch
Zapfenlager 37 drehbar gelagert. In Bezug auf den Schiffskörper rechts
und links der Nockenwelle 38 sind an dem Nockenwellenhalter 36 Kipphebelwellen 39, 40 parallel
zur Nockenwelle 38 gelagert. An den Kipphebelwellen 39, 40 sind
Kipphebel 41, 42 angelenkt, deren Außenenden
mit einem Einlassventil 43 bzw. einem Auslassventil 44 in
Kontakt stehen. Die Nockenwelle 38 wird zur Drehung mit
der halben Drehzahl im Vergleich zur Kurbelwelle 30 angetrieben.
Durch eine Ventilantriebsvorrichtung 55, die in dem letzteren
Teil erwähnt
ist, werden das Einlassventil 43 und das Auslassventil 41 angetrieben,
um sich alle zwei Umdrehungen der Kurbelwelle 30 intermittierend
zu öffnen
und zu schließen.
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Wie
in 8 gezeigt, ist eine Einlasspassage 45,
die durch das Einlassventil 43 geöffnet und geschlossen wird,
mit einem stromabwärtigen
Ende eines Ansaugkrümmers 47 verbunden,
der in Bezug auf den Schiffskörper
an der rechten Seite angeordnet ist (linke Seite in 2).
Ein stromaufwärtiges Ende
des Einlasskrümmers 47 ist
mit einer Einlasskammer 49 durch ein Drosselventil 47 verbunden. Die
Einlasskammer 49 weist eine Einlassöffnung (nicht gezeigt) auf,
die sich in die Motorabdeckung 2 öffnet, sodass Luft, die in
die Maschinenabdeckung 2 durch die Einlassöffnung 2a angesaugt
wird (1) in die Einlasskammer 49 und dann zur
Einlasspassage 45 durch das Drosselventil 48 und
den Einlasskrümmer 47 angesaugt
wird.
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Eine
Auspuffpassage 46, die durch das Auslassventil 44 geöffnet und
geschlossen wird, ist in Bezug auf den Schiffskörper zur linken Seite hin ausgerichtet
(rechten Seite in 8), am stromabwärtigen Ende
zu dem Zylinderblock 21 hin gebogen (zur Vorderseite in
Bezug auf den Schiffskörper)
und ist mit der einen in der vertikalen Richtung ausgerichteten Auslasspassage 50 innerhalb
des Zylinderblocks 21 verbunden. Wie in den 11 und 12 gezeigt, öffnet sich
die Auslasspassage 50 zu einem Auslassloch 51,
das mit einer Auslasspassage 52 des Montagegehäuses 5 in
Verbindung steht.
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Mit
einem Unterende der Auslasspassage 52 ist ein Oberende
eines Auspuffrohrs 53 verbunden (1), dessen
Unterende sich in das Verlängerungsgehäuse 3 öffnet. Abgas,
das von dem Auspuffrohr 53 in das Verlängerungsgehäuse 3 ausgegeben wird,
strömt
durch einen Zwischenraum innerhalb des Getriebegehäuses 4,
um durch eine Auslasspassage 54 in das Wasser abgegeben
zu werden (1).
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Die
in 8 gezeigte Ventilantriebsvorrichtung 55 ist
oberhalb des Kurbelgehäuses 20 und
des Zylinderblocks 21 angeordnet. Wie nämlich in den 2 und 4 gezeigt,
ist eine Antriebsriemenscheibe 56 integral auf ein Oberteil
der Kurbelwelle 30 gesetzt, ist eine Abtriebsriemenscheibe 57 integral
auf ein Oberende der Nockenwelle 20 gesetzt, ist eine Zwischenrolle 58 an
dem Zylinderblock 21 schwenkbar gelagert, und ist ein Endlosriemen 59 um
diese Riemenscheiben 56, 57 und 58 herumgelegt.
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Ferner
ist, wie in den 2, 4 und 6 gezeigt,
eine Ausgleicher-Antriebsriemenscheibe 60 integral auf
die Kurbelwelle 30 an einer Position oberhalb der Antriebsriemenscheibe 56 gesetzt,
sind Ausgleicher-Abtriebsriemenscheiben 61, 62 so
vorgesehen, dass die frei positioniert rechts und links des Zylinders 32 drehen,
ist eine Zwischenrolle 63, die zu der oben erwähnten Zwischenrolle 58 konzentrisch
ist, schwenkbar gelagert, und ist ein Endlosriemen 64 um
diese Riemenscheiben 60, 61, 62 und 63 herumgelegt.
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Wie
in den 2 und 6 gezeigt, ist eine Ausgleicher-Abtriebsriemenscheibe 61 an
der linken Seite in Bezug auf den Schiffskörper (rechte Seite in den 2, 6)
integral auf die linksseitige Ausgleicherwelle 65 gesetzt,
die in dem Zylinderblock 21 drehbar gelagert ist. Die andere
Ausgleichswelle 66, die um den Zylinder 32 symmetrisch
zu der Ausgleichswelle 65 angeordnet ist, weist einen unteren Abschnitt
auf, der an dem Zylinderblock 21 drehbar gelagert ist,
sowie einem oberen Abschnitt, der an einem Ausgleicher-Trägerbeschlag 67 und
einem an dem Beschlag 67 angebrachten Beschlagdeckel 68 drehbar
gelagert ist, und ein mit der Ausgleichswelle 66 integrales
Antriebszahnrad 69 und ein mit der Ausgleicher-Abtriebsriemenscheibe 62 integrales Abtriebszahnrad 70 stehen
miteinander in Eingriff, sodass die Ausgleichswellen 65, 66 zur
Drehung mit derselben Drehzahl, jedoch in entgegengesetzte Richtungen,
drehend angetrieben werden.
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Wie
in den 2 und 4 gezeigt, ist an der Oberseite
des Kurbelgehäuses 20 ein
Beschlag 71 angebracht, an dessen einem Ende 71a ein
Ende 72a eines AC-Generators 72 schwenkbar angelenkt ist.
Ein anderer Endabschnitt 72a des Generators 72 ist
bewegbar in eine Bogennut 71b eingesetzt, die an dem anderen
Endabschnitt des Beschlags 71 ausgebildet ist und an dem
Beschlag 71 durch nicht gezeigte Befestigungsmittel befestigt
ist. Ein Endlosriemen 75 ist um eine Antriebsriemenscheibe 73,
die integral auf einem Oberende der Kurbelwelle 30 sitzt,
und eine Abtriebsriemenscheibe 74, die integral auf einem
Oberende einer Drehwelle des AC-Generators 72 sitzt, herumgelegt.
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Wie
ferner in den 4 und 5 gezeigt, ist
ein Schwungrad 76 durch Bolzen auf ein Unterende der Kurbelwelle 30 integral
aufgesetzt, und eine Ringverzahnung 77 ist am Umfang des
Schwungrads 76 ausgebildet. An einer Unterseite des Schwungrads
ist ein Verbindungselement 79 angebracht, auf dem ein Oberende
der oben erwähnten
Antriebswelle 12 mittels Keilnuten aufsitzt. Die Ringverzahnung 77 steht
mit einem Antriebsritzel (nicht gezeigt) in Eingriff, das in einer
bogenförmigen
Vertiefung 80 angeordnet ist, die an einer Unterseite des
Zylinderblocks 21 ausgebildet ist, wie in den 11, 12 gezeigt.
Wenn das Antriebsritzel durch einen in 5 gezeigten
Startermotor S gedreht wird, werden die Ringverzahnung 77,
das Schwungrad 76 und die Kurbelwelle 30 drehend
angetrieben.
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Als
nächstes
wird das Schmiersystem der vertikalen Brennkraftmaschine 1 beschrieben.
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Wie
in 4 gezeigt, ist an Unterseiten des Kubelgehäuses 20 und
des Zylinderblocks 21 ein Ölpumpenkörper 82 einer Schmierölpumpe 81 vom Trochoidtyp
vorgesehen, welcher einen Rotor 83 aufweist, der integral
an dem Verbindungselement 79 sitzt, eine durch einen Deckel 85 verschlossene Pumpenkammer 84 sowie
eine sich nach unten öffnende
Ansaugöffnung 86.
Ein Saugrohr 88, dessen Oberende mit der Ansaugöffnung 86 verbunden
ist, erstreckt sich innerhalb der Ölwanne 6 nach unten, wobei
sie durch ein Ölrücklaufloch 116 hindurchtritt. Ein
Sieb 89 ist mit einem Unterende des Saugrohrs 88 verbunden.
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Wie
in 3, 5, 10 und 11 gezeigt,
weist die Schmierölpumpe 81 eine
Auslassöffnung
auf, die mit einer vertikalen Ölpassage 90 verbunden
ist, die der Reihe nach mit einer länglichen horizontalen Ölpassage 91 verbunden
ist, die sich vorne zu dem Kurbelgehäuse hin erstreckt, sowie einer
länglichen
horizontalen Ölpassage 92 in
dem Kurbelgehäuse.
Mit einem Vorderende der länglichen horizontalen Ölpassage 92 ist
ein Unterende einer vertikalen Ölpassage 93 verbunden,
die sich nach oben erstreckt. Ein Oberende der vertikalen Ölpassage 93 ist
mit einer länglichen
horizontalen Ölpassage 94 verbunden,
die nach links ausgerichtet ist (rechts in 3).
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Ferner
ist, wie in den 3 und 9 gezeigt,
ein linkes Ende einer länglichen
horizontalen Ölpassage 94 mit
einem Einlassabschnitt 96 eines Ölfilters 95 verbunden,
und ein Auslassabschnitt 97 des Ölfilters 95 ist mit
einer Verbindungsölpassage 98 verbunden,
die zur linken Seite (rechts in 3) des Kurbelgehäuses 20 weist.
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Die
Verbindungsölpassage 98 steht
mit einer Kurbelwellenölpassage 99 in
Verbindung, die in der Breitenmitte positioniert vertikal ausgerichtet
ist, und mit Ausgleichswellenölpassagen 100, 101,
die an linken und rechten Seiten der Ölpassage 99 positioniert vertikal
ausgerichtet sind.
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Wie
in den 7 und 10 gezeigt, ist eine horizontal
nach hinten ausgerichtete Kurbelwellenölpassage 102 in jedem
der Kurbelwellenlagerabschnitte 103 ausgebildet. Eine Endspitze
der Kurbelwellenölpassage 102 steht
mit dem Zapfenlager 31 der Kurbelwelle 30 in Verbindung,
und daher wird das Zapfenlager 31 mit dem Schmieröl geschmiert,
das von der Schmierölpumpe 81 unter
Druck gesetzt und ausgeworfen, von dem Ölfilter 95 gefiltert
und zu den oben erwähnten Ölpassagen
gebracht wird.
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In
den obersten Kurbelwellenlagerabschnitt 103a sind Ausgleichswellenölpassagen 104, 105 ausgebildet,
die horizontal durch das Kurbelgehäuse 20 und dem Zylinderblock 21 nach
hinten gerichtet sind. Die Ausgleichswellenölpassagen 104, 105 stehen
mit den oben erwähnten
Ausgleicherölpassagen 100, 101 an
den Vorderenden (Unterenden in 10) und
mit den Ausgleichswellen 65, 66 an den Hinterenden
(Oberenden in 10) in Verbindung.
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Wie
in 6 gezeigt, wird ein Lagerabschnitt 65a am
Oberende der Ausgleichswelle 65 durch das Schmieröl geschmiert,
das von dem Hinterende der Ausgleichswellenölpassage 104 ausgegeben
wird. Das Schmieröl
tropft durch Schwerkraft nach Schmierung des oberendigen Lagerabschnitts 65a ab
und erreicht einen Lagerabschnitt 65b am Unterende der
Ausgleichswelle 65 zur Schmierung des Lagerabschnitts 65b.
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Das
Hinterende der Ausgleichswellenölpassage 105 ist
mit der Ausgleichswellenölpassage 106 in
dem Zylinderblock 21 und dem Ausgleicherdrehbeschlag 76 verbunden.
Die Ausgleichswellenölpassage 106 ist
mit der Nockenwellenölpassage 107 in dem
Beschlagdeckel 68 verbunden, und das Oberende der Nockenwellenölpassage 107 öffnet sich
zu dem Lagerabschnitt 62a der Ausgleicher-Abtriebsriemenscheibe 62,
um auch den Lagerabschnitt 62a zu schmieren.
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Wie
in 7 gezeigt, ist in. einem oberen Teil des Zylinderblocks 21 eine
Nockenwellenölpassage 107 ausgebildet,
die schräg
nach hinten horizontal ausgerichtet ist. Die Nockenwellenölpassage weist
ein Vorderende auf, das mit dem Zapfenlager 31a an dem
obersten Kurbelwellenlagerabschnitt 103a verbunden ist,
sowie ein Hinterende, das mit einem Vorderende einer horizontal
nach hinten ausgerichteten Nockenwellenölpassage 108 verbunden
ist. Ein Hinterende der Nockenwellenölpassage 108 ist mit
einer Nockenwellenölpassage 109 in
dem Zylinderkopf 22 durch eine Verbindungspassage 27 des Zylinderkopfs 22 verbunden,
und einem Loch 26a des Bolzens 62 zum Verbinden
des Zylinderkopfs 22 mit dem Zylinderblock 21.
Ein Hinterende der Nockenwellenölpassage 109 öffnet sich
zu dem Lagerabschnitt 38a der Nockenwelle 38.
Eine Kipphebelölpassage 110,
die sich zu dem Lagerabschnitt 38a hin öffnet, ist in dem Nockenwellenhalter 36 ausgebildet.
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Somit
wird ein Teil des Schmieröls,
das zu dem obersten Zapfenlager 31a gefördert wird, zu jedem Lagerabschnitt 38a der
Nockenwelle 38 durch die Nockenwellenölpassagen 107, 108 und 109 geschickt,
um den Lagerabschnitt 38a zu schmieren. Ein Teil des dem
Lagerabschnitt 31a zugeführten Schmieröls wird
zu Mittellöchern
(nicht gezeigt) der Kipphebelwellen 39, 40 durch
die Kipphebelölpassage 110 und
ferner zu Lagerabschnitten (nicht gezeigt) der Kipphebel 41, 42 geschickt,
um die Lagerabschnitte zu schmieren.
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Wie
in den 5, 6, 14, 15 und 19 gezeigt, sind an vertikal mittleren
Positionen der untersten Kurbelwellenlagerabschnitte 103b in dem
Kurbelgehäuse 20 und
dem Zylinderblock 21 horizontale flache Öldurchgangsräume 111a, 111b ausgebildet
(in dem Schnitt der 15, 16 ist nur
der flache Öldurchgangsraum 111b an
der Seite des Zylinderblocks 21 gezeigt). Umfänge der
flachen Öldurchgangsräume 111a, 111b des
Kurbelgehäuses 20 und
des Zylinderblocks 21 sind durch jeweilige Trennwände 112a, 112b begrenzt,
und wie in den 12 und 14 gezeigt,
stehen die flachen Öldurchgangsräume 111a, 111b mit
Teilräumen 113a, 113b,
die an der Außenseite
der Trennwände 112a, 112b ausgebildet
sind, durch Rücklaufölpassagen 114a, 114b in
Verbindung. Unter den Teilräumen 113a, 113b sind
vertikale Verbindungslöcher 136a, 136b ausgebildet,
die mit einem Teilraum 115 in Verbindung stehen, der in
dem Montagegehäuse 5 ausgebildet
ist (12, 13). Unter dem Teilraum 115 ist
ein Ölrücklaufloch 116 ausgebildet,
das mit einem Raum innerhalb der Ölwanne in Verbindung steht.
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Wie
in den 1 und 4 gezeigt, steht die von dem
Zylinderkopf 22 und dem Kopfdeckel 23 umgebene
Ventilantriebskammer 35 mit einem Öldurchgangsraum 119 des
Montagegehäuses 5 durch ein Ölrücklaufloch 117 des
Zylinderkopfs 22 und eine Ölrücklaufpassage 118 des
Zylinderblocks 21 sowie durch ein Verbindungsrohr 120 in
Verbindung. Das Unterende des Öldurchgangsraums 119 ist
durch einen Deckel 121 verschlossen, der von einem Ölrücklaufrohr 122 durchsetzt
ist, das mit dem Öldurchgangsraum 119 in
Verbindung steht. Das Ölrücklaufrohr 112 weist
ein mit dem Deckel 121 verbundenes Oberende sowie ein Unterende
auf, dass sich zu einem Bodenabschnitt der Ölwanne 6 öffnet.
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Wie
in 6 gezeigt, sind Lagerlöcher 133 zum Einsetzen
der Ausgleichswellen 65, 66 in die Kurbelwellentragabschnitte 103 eingearbeitet,
indem ein Werkzeug (nicht gezeigt) von dem obersten Kurbelwellenlagerabschnitt 103a nach
unten hin eingesetzt wird. Die in oberen und unteren Trennwänden 103ba, 103bb des
untersten Kurbelwellenlagerabschnitts 103 sind Arbeitslöcher 134a, 134 ausgebildet,
die kleiner sind als die Lagerlöcher 133.
Das Arbeitsloch 134 in der untersten Trennwand 103bb ist durch
einen Stopfen 135 verschlossen, um den Öldurchgangsraum 111b von
dem unteren Raum A für das
Schwungrad dicht abzutrennen.
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Nun
wird das Kühlsystem
der vertikalen Brennkraftmaschine 1 beschrieben. Wie in 1 gezeigt,
ist eine durch die Antriebswelle angetriebene Kühlwasserpumpe 123 an
einem Verbindungsteil zwischen dem Verlängerungsgehäuse 103 und dem Getriebegehäuse 4 vorgesehen.
In einer Seitenwand des Getriebegehäuses 4 ist eine Ansaugöffnung 124 mit
einem gestreckten Sieb (nicht gezeigt) ausgebildet. Wasser, das
in das Getriebegehäuse 4 durch
die Ansaugöffnung 124 eintritt,
wird durch die Kühlwasserpumpe 123 angesaugt
und durch ein Saugrohr 125 zu der vertikalen Brennkraftmaschine 1 geschickt.
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Wie
in den 11 und 12 gezeigt,
sind Kühlwassersteigleitungen 126, 127, 128, 129 und eine
Kühlwasserfallleitung 130 in
dem Montagegehäuse 5 und
dem Zylinderblock 21 ausgebildet, wobei sie um die Auslasspassage 52 herum
angeordnet sind, die durch das Montagegehäuse 5 vertikal hindurchgeht,
sowie das Auslassloch 51, das mit der Auslasspassage 52 in
Verbindung steht und den Zylinderblock 21 vertikal durchsetzt.
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In
dem Zylinderblock 21 ist eine Kühlwasserpassage 137 (8)
ausgebildet, die mit der Kühlwassersteigleitung 126 des
Montagegehäuses 5 in Verbindung
steht (11, 12). Wie
in den 8 und 17 gezeigt, steht die Kühlwasserpassage 137 mit
einer Kühlwasserpassage 138 an
der Außenseite
der Auslasspassage 50 in Verbindung, und die Passage 138 steht
mit einer Kühlwasserpassage 139 des
Zylinderkopfs 22 in Verbindung.
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Der
Zylinderblock 21 ist mit einem Wassermantel 140 ausgebildet,
der mit der Kühlwassersteigleitung 127 des
Montagegehäuses 5 in
Verbindung steht. Ein offenes Ende des Wassermantels 140 steht mit
einer Kühlwasserpassage 141 des
Zylinderkopfs 22 in Verbindung, wie in den 7 und 8 gezeigt.
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Ferner
ist der Zylinderblock 21 mit einer Kühlwasserpassage 142 an
einer Position nahe dem Verbindungsabschnitt des Zylinderblocks
und des Zylinderkopfs 22 in Bezug auf die Auslasspassage 50 ausgebildet,
und die vorgenannte Kühlwassersteigleitung 128 des
Montagegehäuses 5 steht
mit der Kühlwasserpassage 142 in
Verbindung. Eine Kühlwasserpassage 143,
die mit der Kühlwasserpassage 142 in
Verbindung steht, ist in dem Zylinderkopf 22 ausgebildet
(18).
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Wie
in 8 gezeigt, ist in dem Zylinderblock 21 eine
Kühlwasserpassage 144 an
der Außenseite
der Kühlwasserpassage 137 ausgebildet,
die mit der Kühlwassersteigleitung 129 in
Verbindung steht, und in der Nachbarschaft der Kühlwasserpassagen 137, 138, 144 ist
eine Kühlwasserpassage 145 ausgebildet,
die mit der Kühlwasserfallleitung 130 in Verbindung
steht. Das von der Kühlwasserpumpe 123 ausgeworfene
Kühlwasser
wird zu den Kühlwasserpassagen 139, 141, 143 des
Zylinderkopfs 22 durch die Kühlwasserpassagen 126, 127, 128, 129 des
Montagegehäuses 5 sowie
die Kühlwasserpassagen 137, 138, 142, 144 des
Zylinderblocks 21 geschickt, dann durch die Kühlwasserpassagen 145 des
Zylinderblocks 21 und die Kühlwasserfallleitung 130 des
Montagegehäuses 5 ausgegeben.
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Wie
in 8 gezeigt, ist eine Lüftungspassage 147,
die mit der Kurbelkammer 136 und der Ventilantriebskammer 135 in
Verbindung steht, durch ein Loch 148 mit einer Lüftungskammer 149 verbunden.
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Wenn
die vertikale Brennkraftmaschine 1 gestartet wird und einen
Betriebszustand einnimmt, drehen sich die Kurbelwelle 30 und
der integral auf der Kurbelwelle sitzende Rotor 38 der
Schmierölpumpe 81,
und das Schmieröl
in der Ölwanne 6 wird durch
das Sieb 89, das Saugrohr 88 und die Ansaugöffnung 86 in
die Pumpenkammer 84 gesaugt. Dann wird das Schmieröl zu dem
Einlassabschnitt 96 des Ölfilters 95 durch
die vertikale Ölpassage 90,
die länglichen
horizontalen Ölpassagen 91, 92,
die vertikale Ölpassage 93 und
die längliche
horizontale Ölpassage 94 geschickt,
um durch den Ölfilter 95 gefiltert
zu werden. Danach wird das Schmieröl der Kurbelwellenölpassage 99,
der Ausgleichswellenölpassage 100 und
der Ausgleichswellenölpassage 101 durch
die Verbindungsölpassage 98 zugeführt.
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Das
der Kurbelwellenölpassage 99 zugeführte Schmieröl wird zu
dem Zapfenlager 31 der Kurbelwelle 30 zu dessen
Schmierung durch die Kurbelwellenölpassage 102 geschickt,
die in dem Kurbelwellenlagerabschnitt 103 nach hinten weisend vorgesehen
ist, wie in den 7 und 10 gezeigt.
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In
Bezug auf 4 fließt das Schmieröl, das jedes
Zapfenlager 31 geschmiert hat, nach unten, strömt durch
Verbindungslöcher 131,
die nacheinander in den Kurbelwellenlagerabschnitten 103 ausgebildet
sind, bis es den untersten Kurbelwellenlagerabschnitt 103b erreicht
und in den flachen Öldurchgangsraum 111b fließt. In Bezug
auf 12 tropft das Schmieröl in dem flachen Öldurchgangsraum 111b auf
die Oberseite des Montagegehäuses 5 durch
das Ölrücklaufloch 114a,
den Teilraum 113b und das vertikale Verbindungsloch 136b.
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Anderes
Schmieröl,
das in dem flachen Öldurchgangsraum 111a des
untersten Kurbelwellenlagerabschnitts 103b in der gleichen
Weise wie oben fließt,
tropft auf eine Oberseite des Montagegehäuses 5 durch den Teilraum 113a und
das vertikale Verbindungsloch 136a. Das Schmieröl an der
Oberseite des Montagegehäuses 5 tropft
in die Ölwanne 6 durch
die Ölrücklaufpassage 116,
die in dem Montagegehäuse 5 vorgesehen
ist (12, 13).
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In
Bezug auf 7 wird ein Teil des Schmieröls, das
dem Zapfenlager 31a der Kurbelwelle 30 zu dessen
Schmierung durch die Kurbelwellenölpassage 102a des
obersten Kurbelwellenlagerabschnitts 103a zugeführt wird,
ferner einem zu schmierenden Abschnitt 38a der Nockenwelle 38 durch
die Nockenwellenölpassagen 107, 108, 109 zugeführt, um
den Abschnitt 38a zu schmieren. Das Schmieröl wird der Nockenwelle 38a durch
die Kipphebelölpassage 110 zugeführt, um
die Reibteile der Ventilantriebsvorrichtung zu schmieren, sammelt
sich in der Ventilantriebskammer 35, fließt in den Öldurchgangsraum 119 des
Montagegehäuses 5 durch
die Ölrücklaufpassagen 117, 118 sowie
das Verbindungsrohr 120 parallel zu den Rücklaufpassagen,
und kehrt dann zum Boden der Ölwanne 6 durch
das Ölrücklaufrohr 122 zurück (4).
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Anderes
Schmieröl,
das in die Ausgleichswellenölpassagen 100, 101 von
der Verbindungsölpassage 98 eintritt,
fließt
durch die Ausgleichswellenölpassagen 104, 105 (7, 9, 10),
um die oberen Abschnitte 65a, 66a der Ausgleichswellen 65, 66 zu
schmieren (6), und dann gelangt das Schmieröl durch
Schwerkraft nach unten und schmiert die unteren Lagerabschnitte 65b, 66b der Ausgleichswellen 65, 66.
Wenn somit nur die Ausgleichswellenpassagen 104, 105 an
den jeweiligen Ausgleichswellen 65, 66 vorgesehen
sind, werden auch die mittleren Lagerabschnitte und die Unterend-Abschnitte
der Ausgleichswellen 65, 66 geschmiert, sodass
das Ausgleicherschmiersystem stark vereinfacht ist und die Kosten
reduziert werden können.
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In
Bezug auf 6 wird Schmieröl, das von der
Ausgleichswellenölpassage 105 in
die Ausgleichswellenölpassage 106 fließt, zu dem
Lagerabschnitt 62a der Ausgleicherabtriebsriemenscheibe 92 durch
die Nockenwellenölpassage 107,
um den Lagerabschnitt 62a mit einer sehr einfachen Schmierkonstruktion
zu schmieren.
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Das
Schmieröl,
das die Ausgleichswellen 65, 66 geschmiert hat,
tropft nach unten und fließt
in den Ölzwischenraum 111b durch
das Arbeitsloch 134a des untersten Kurbelwellenlagerabschnitts 103b. Das
Schmieröl
in dem Öldurchgangsraum 111b kehrt der
Reihe nach durch das Ölrücklaufloch 114b,
den Teilraum 113b (14), den
Teilraum 115 und das vertikale Verbindungsloch 136 (13)
in die Ölwanne 6 zurück.
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Da
das Lagerloch 133a das Oberende der Ausgleichswelle 65 (66)
an dem obersten Kurbelwellenabschnitt 103a drehbar trägt, sind
die Lagerlöcher 133 in
den mittleren Kurbelwellenlagerabschnitten 103, durch die
Ausgleichswelle hindurchgeht, das Arbeitsloch 134a, das
das Unterende der Ausgleichswelle an dem untersten Kurbelwellenlagerabschnitt 103b drehbar
trägt,
sowie das Arbeitsloch 134b, das unter dem Loch 134a ausgebildet
ist, in einer geraden Linie angeordnet, wie in 6 gezeigt,
sodass diese Löcher
leicht mit einem Werkzeug bearbeitet werden können. Insbesondere können die
oberen Lagerlöcher 133 durch
ein Werkzeug, dessen Unterende durch die Arbeitslöcher 134a, 134b abgestützt ist,
mit hoher Produktivität
endbearbeitet werden. Da der Stopfen 135 in das unterste
Arbeitsloch 134b eingesetzt ist, fließt niemals Schmieröl in dem Öldurchgangsraum 111 in
den Schwungradraum A unter dem Raum 111.
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Wie
in den 7, 17 und 18 gezeigt,
sind die Nockenwellenölpassagen 107, 108, die
Verbindungspassage 27, das Loch 26a zum Einsetzen
des Bolzens 26 und die Nockenwellenölpassage 109, die
von dem obersten Zapfenlager 31a der Kurbelwelle 30 zu
dem Lagerabschnitt 38a der Nockenwelle 38 führt, an
der zur Auslasspassage 50 entgegengesetzten Seite angeordnet,
sodass das durch diese Ölpassagen
hindurchtretende Schmieröl kaum
erhitzt wird und vor Alterung geschützt wird.
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Die
Bolzen 26 sind an Positionen angeordnet, die im Wesentlichen
gleiche Abstände
von der Mitte jedes Zylinders 32 und im Wesentlichen regelmäßige Abstände um die
Zylinder herum haben, sodass, auch wenn die Durchmesser der Zylinder 32 vergrößert werden,
um die vertikale Brennkraftmaschine 1 zu vergrößern, Kontaktoberflächen um
die Zylinder des Zylinderblocks 21 und den Zylinderkopf 22 herum
gleichmäßig gegeneinander
gepresst werden können.
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Es
wird eine vertikale Brennkraftmaschine für einen Außenbordmotor offenbart, die
eine Kurbelwelle aufweist, die im Wesentlichen in einer vertikalen
Richtung ausgerichtet ist, ein Schwungrad, das am Unterende der
Kurbelwelle integral vorgesehen ist, sowie eine Ölwanne, die unter dem Schwungrad vorgesehen
ist, worin eine Schmierölpumpe,
die durch die Kurbelwelle drehend angetrieben ist, unter dem Schwungrad
angeordnet ist. In der Brennkraftmaschine ist der Schwerpunkt tief
angeordnet, und das Schwungrad kann stabil abgestützt werden
und die Auswurfleistung der Schmierölpumpe ist hoch. Ein Paar von
Ausgleichswellen, die mit der Kurbelwelle zum Antrieb verbunden
sind, ist parallel zu der Kurbelwelle an beiden Seiten der Zylinder
angeordnet, und Ausgleichswellenschmierölpassagen sind vorgesehen,
um die Ausgleichswellendrehabschnitte zu schmieren.