JP2000513068A - ２個の吸気バルブと２個の排気バルブを有する多シリンダ内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、２個の吸気バルブと２個の排気バルブ（１２、１１）を有し、吸気バルブ（１２）および排気バルブ（１１）が内燃機関の長手方向の互いに対向する側面に配置された多シリンダ内燃機関に関する。吸気バルブ（１２）および排気バルブ（１１）がカムシャフトにより吸気ロッカアーム（４）又は排気ロッカアーム（５）を介して操作される。シリンダヘッド（１）とロッカーアームケース（２）の寸法を小さくするために、吸気ロッカアーム（４）および排気ロッカアーム（５）が二又ロッカアームとして構成されている。シリンダ（１３）ごとにそれぞれ１個の二又ロッカアーム（４、５）が２個の同じバルブ（１２、１１）を操作する。吸気ロッカアーム（４）又は排気ロッカアーム（５）の軸線（４ａ、５ａ）が互い違いに好ましくは上下に重なっている。

Description

【発明の詳細な説明】 ２個の吸気バルブと２個の排気バルブを有する多シリンダ内燃機関 本発明は２個の吸気バルブと２個の排気バルブを有し、吸気バルブおよび排気 バルブが内燃機関の長手方向の互いに対向する側面に配置され、吸気バルブと排 気バルブがカムシャフトにより吸気ロッカアーム又は排気ロッカアームを介して 駆動される多シリンダ内燃機関に関する。 冒頭に挙げた種類の内燃機関ではバルブ駆動装置、燃料供給管及び吸気ポート の格納にシリンダヘッドとロッカアームケースの大きな空間を必要とし、それが これらの部品の寸法に不利な影響を及ぼす。 上記の問題の部分的解決が得られる内燃機関がドイツ国特許出願公開第２０２ ５３０５号で知られている。ところがこの公知の配列によっても多くの場合、空 間的な問題を解決することは不可能である。 本発明の課題は、この欠点を回避し、シリンダヘッドとロッカアームケースの 寸法を縮小することである。 本発明によれば、これは次のようにして達成される。即ち吸気ロッカアームも 排気ロッカアームも二又ロッカアームとして構成され、シリンダごとに１個の二 又ロッカアームがそれぞれ２個の同じバルブを操作し、吸気ロッカアーム又は排 気ロッカアームの軸線が互い違いに、好ましくは上下に重なっており、好ましく はロッカームがシリンダヘッド上に配置されたロッカアームケースに回転可能に 支持され、吸気ロッカアームごとに１個のジャーナルが設けられ、好ましくはシ リンダヘッド側からロッカアームケースに取外し可能に固定されている。その場 合シリンダごとに、軸方向に見て、排気ロッカアームの軸線を吸気ロッカアーム の軸線の斜め上に配列してシリンダヘッドとロッカアームケースの寸法を著しく 減少することができるようにすれば、ロッカアームケースにある自由空間を最適 に利用することができる。特に場所をとらないのは、吸気ロッカアームの軸線を ロッカアームケースとシリンダヘッドの間の接合面に配列した構成である。その 場合は特に１つのシリンダ列のすべてのシリンダの排気ロッカアームを、貫通す る支持シャフトで支持することができる。バルブの軸線はすべて互いに平行であ るか又は鋭角を挟むことができる。 二又ロッカアームは平面図で見て非対称な形状を有することが好ましい。それ によってロッカアームの操作のためのタペットを互いに比較的遠く離すことがで きる。その場合タペットの間の自由になる場所を、シリンダヘッドボルト及び燃 料供給管のために利用することができる。 本発明の極めて好適な実施態様では、吸気及び排気ロッカアームの軸線が、エ ンジン長手方向平面に関して、吸気バルブの側に配列され、吸気ポートも排気ポ ートも排気バルブの側の側面フランジ面から出るようになっている。その場合吸 気コレクタが排気マニュホールドの上側に配置されているから、すべてのダクト をエンジン長手方向の一方の側面に格納することができる。こうしエンジン長手 方向のて反対側の側面で自由になる空間を他の装置例えば噴射ポンプの格納のた めに利用することができる。 本発明の好適な構成は、１つのシリンダ列のすべてのシリンダの排気ロッカア ームを１本の貫通するシャフトで支持するようになっている。こうして排気バル ブの制御時間をシャフトのねじりによって変えることが可能である。このことは エンジンブレーキの実現を簡単に可能にする。そのためにシャフトはそれぞれ排 気ロッカアームの軸受区域に偏心の軸受スリーブを有し、内燃機関の正面側のね じり装置と連結されるようになっている。 製造がすこぷる簡単で、場所をとらない本発明の構成は、シャフトの軸受がロ ッカアームケースの穴で構成されていることを特徴とする。 本発明の別の構成では吸気バルブのバルブステムが排気バルブのバルブステム より短い長さを有するようにすることができ、その場合吸気バルブのバルブばね が排気バルブのバルブばねより短いことが好ましい。また排気バルブの行程が吸 気バルブの行程より大きければ好都合である。その場合吸気及び排気ロッカアー ムを異なるてこ比で構成することができる。 図に基づいて本発明を詳述する。 図１は本発明に基づく内燃機関のシリンダヘッド及びロッカアームケースの図 ２のＩ−Ｉ断面による横断面図、図２はロッカアームケースの平面図、図３はロ ッカアームケースの図２のIII−III線による断面図、図４は吸気ロッカアームの 平面図を示す。 シリンダヘッド１の上にねじ止めされたロッカアームケース２にはシリンダご とに１個の吸気ロッカアーム４と排気ロッカアーム５が設けられ、その軸線４ａ 及び５ａが、図１から明らかなように、斜め上下に配列されている。その場合吸 気ロッカアーム４は個別にジャーナル６に回転可能に支持され、ジャーナル６は シリンダヘッド１の側からねじ７によりロッカアームケース２に固定される。ジ ャーナル６の軸線６ａはシリンダヘッド１とロッカアームケース２の間の接合面 ２４にある。排気ロッカアーム５は１つのシリンダ列のすべてのシリンダを貫通 するシャフト８に支持される。その軸線を８ａで示す。シャフト８の代わりに貫 通する軸を設けることもできる。 図に示した実施態様では、正面側の詳しく図示しないねじり装置９によりシャ フト８をねじることができる。その場合排気ロッカアーム５の支持は僅かに偏心 しているスリーブ１０によって行なわれる。偏心スリーブ１０をねじることによ って排気バルブ１１の制御時間を調節し、こうしてエンジンブレーキ効果を得る ことができる。 シリンダヘッド１及びロッカアームケース２の内部の利用可能な空間の最適な 利用のために、吸気バルブ１２のバルブステム１２ｂは排気バルブ１１のバルブ ステム１１ｂより低い。吸気バルブ１２と排気バルブ１１のバルブばねも異なる 長さを有することができる。吸気ロッカアーム４のジャーナル６の軸線６ａと排 気ロッカアーム５のシャフト８の軸線８ａは、クランク軸の軸線及びシリンダの 軸線１３を含むエンジン長手方向平面１４の一方の側に配列されている。これに 対して吸気ポート１５と排気ポート１６はエンジン長手方向平面１４の反対側の フランジ面１７、１８から出ており、吸気フランジ面１７はロッカアームケース ２から、排気フランジ面１８はシリンダヘッド１に形成されている。こうして吸 気コレクタ１９が排気マニュホールド２０の上側に配置されている。 吸気バルブ１２の駆動装置の間に吸気ポートを通すことができる。それぞれ２ 個の隣接するシリンダに対して、吸気ポートはそれぞれ一部がロッカアームケー ス２からなる主ダクト３０（図３）及び詳しく図示しない４個の部分ダクトで構 成され、部分ダクトはそれぞれ２個のシリンダの吸気バルブ１２に通じている。 シリンダごとにそれぞれ１個の部分ダクトは渦流ダクトとして、１個の部分ダク トは吸入ダクトとして形成されている。 吸入ダクトは主ダクト３０に形成された集合チャンバの共通の横断面部分から 出ている。２個の隣接するシリンダの吸気ポート１２はクランク軸の軸線に垂直 な平面に対してそれぞれ対称に２個のシリンダの間の配列されている。 集合チャンバと主ダクト３０はロッカアームケース２とシリンダヘッド１の間 の接合面２４にある。このことはロッカアームケース２をダイカスト品として製 造することを可能にする。 吸気系統の主ダクトはジャーナル６の軸受の間に通されている。上述のように 主ダクト３０は２個の隣接するシリンダへの供給のために合計４個の部分ダクト に対称に分岐する。 図２及び４で明らかなように、吸気ロッカアーム４と排気ロッカアーム５は非 対称な平面図形状を有するから、エンジン横断面２３の部分で吸気ロッカアーム ４と排気ロッカアーム５の間に、例えば図示しない燃料供給管の格納のために利 用できる自由な空間が形成される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年１月８日（１９９９．１．８） 【補正内容】 明細書 ２個の吸気バルブと２個の排気バルブを有する多シリンダ内燃機関 本発明は２個の吸気バルブと２個の排気バルブを有し、吸気バルブおよび排気 バルブが内燃機関の長手方向の互いに対向する側面に配置され、吸気バルブと排 気バルブがカムシャフトにより吸気ロッカアーム又は排気ロッカアームを介して 駆動される多シリンダ内燃機関に関する。 このような内燃機関はドイツ特許第１２４２０４５号により知られている。こ の内燃機関は、シリンダごとに１個の二又ロッカアームと１個のブリッジ形ロッ カアームに構成された吸気ロッカアームと排気ロッカアームを有する。その場合 ブリッジ形ロッカアームは結合ウエブにより運動質量の大幅な増加と曲げ剛性の 減少をもたらす。 同様な構造が欧州特許第０１９４９２２号により知られている。ここで取り上 げられるのは、２個のブリッジ形ロッカアームにより又は個別ロッカアームとの 組合わせによりバルブが操作されるオーバーヘッドカムシャフト形火花点火式内 燃機関である。 コンパクトな寸法のシリンダヘッド及びロッカアームケースでこの欠点を回避 することが本発明の課題である。 本発明によれば、これは次のようにして達成される。即ち吸気ロッカアームも 排気ロッカアームも二又ロッカアームとして構成され、シリンダごとに１個の二 又ロッカアームがそれぞれ２個の同じバルブを操作し、吸気ロッカアーム又は排 気ロッカアームの軸線が互い違いに、好ましくは上下に重なっており、好ましく はロッカームがシリンダヘッド上に配置されたロッカアームケースに回転可能に 支持され、吸気ロッカアームごとに１個のジャーナルが設けられ、好ましくはシ リンダヘッド側からロッカアームケースに取外し可能に固定され、１つのシリン ダ列のすべてのシリンダの排気ロッカアームが貫通するシャフトに支持されてい る。その場合シリンダごとに、軸方向に見て、排気ロッカアームの軸線を吸気ロ ッカアームの軸線の斜め上に配列して、シリンダヘッドとロッカアームケースの 寸法を極めてコンパクトにすれば、ロッカアームケースにある自由空間を最適に 利用することができる。特に場所をとらないのは、吸気ロッカアームの軸線をロ ッカアームケースとシリンダヘッドの間の接合面に配列した構成である。バルブ の軸線はすべて互いに平行であるか又は鋭角を挟むこともできる。１つのシリン ダ列のすべてのシリンダの排気ロッカアームが貫通するシャフトに支持されるこ とによって、シャフトをねじることにより排気バルブの制御時間を変えることが 可能である。このことはエンジンブレーキの実現を簡単に可能にする。そのため にシャフトはそれぞれ排気ロッカアームの軸受区域に偏心の軸受スリーブを有し 、内燃機関の正面側のねじり装置と連結されるようになっている。 二又ロッカアームは平面図で見て非対称な形状を有することが好ましい。それ によってロッカアームの操作のためのタペットを互いに比較的遠く離すことがで きる。その場合タペットの間の自由になる場所を、シリンダヘッドボルト及び燃 料供給管のために利用することができる。 本発明の極めて好適な実施態様では、吸気及び排気ロッカアームの軸線が、エ ンジン長手方向平面に関して、吸気バルブの側に配列され、吸気ポートも排気ポ ートも排気バルブの側の側面フランジ面から出るようになっている。その場合吸 気コレクタが排気マニュホールドの上側に配置されているから、すべてのダクト をエンジン長手方向の一方の側面に格納することができる。こうして反対側のエ ンジン長手方向側面で自由になる空間を他の装置例えば噴射ポンプの格納のため に利用することができる。 製造がすこぶる簡単で、場所をとらない本発明の構成は、シャフトの軸受がロ ッカアームケースの穴で構成されていることを特徴とする。 本発明の別の構成では吸気バルブのバルブステムが排気バルブのバルブステム より短い長さを有するようにすることができ、その場合吸気バルブのバルブばね が排気バルブのバルブばねより短いことが好ましい。また排気バルブの行程が吸 気バルブの行程より大きければ好都合である。その場合吸気及び排気ロッカアー ムを異なるてこ比で構成することができる。 図に基づいて本発明を詳述する。 請求の範囲 １． ２個の吸気バルブと２個の排気バルブ（１２、１１）を有し、吸気バルブ （１２）および排気バルブ（１１）が内燃機関の長手方向の互いに対向する側面 に配置され、吸気バルブ（１２）および排気バルブ（１１）がカムシャフトによ り吸気ロッカアーム（４）又は排気ロッカアーム（５）を介して操作される多シ リンダ内燃機関において、吸気ロッカアーム（４）および排気ロッカアーム（５ ）が二又ロッカアームとして構成され、シリンダ（１３）ごとにそれぞれ１個の 二又ロッカアーム（４、５）が２個の同じバルブ（１２、１１）を操作し、吸気 ロッカアーム（４）又は排気ロッカアーム（５）の軸線（４ａ、５ａ）が互い違 いに好ましくは上下に重なって配列され、ロッカアーム（４、５）がシリンダヘ ッド（１）に配置されたロッカアームケース（２）に回転可能に支持され、吸気 ロッカアーム（４）ごとに１個のジャーナル（６）が設けられ、１つのシリンダ 列のすべてのシリンダ（３）の排気ロッカアーム（１１）が、貫通するシャフト （８）に支持されていることを特徴とする内燃機関。 ２． 前記ジャーナル（６）が、シリンダヘッド（１）の側からロッカアームケ ース（２）に取外し可能に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の内 燃機関。 ３． シリンダヘッド密封面（２５）に対して、排気ロッカアーム（５）の軸線 （５ａ）が吸気ロッカアーム（４）の軸線（４ａ）より離れていることを特徴と する請求項１又は２に記載の内燃機関。 ４． 吸気ロッカアーム（４）の軸線（４ａ）が、ロッカアームケース（２）と シリンダヘッド（１）の間の接合面（２４）に配列されていることを特徴とする 請求項２又は３に記載の内燃機関。 ５． シリンダ（３）ごとに排気ロッカアーム（１１）の軸線（１１ｂ）が、軸 方向に見て、吸気ロッカアーム（１２）の軸線（１２ｂ）の斜め上に配列されて いることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関。 ６． １つのシリンダ列のすべてのシリンダ（３）の排気ロッカアーム（１１） が、貫通する支持軸に支持されていることを特徴とする請求項１から５のいずれ か１項に記載の内燃機関。 ７． 吸気及び排気ロッカアーム（４、５）が、平面図で見て、非対称な形状を 有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の内燃機関。 ８． 吸気及び排気ロッカアーム（４、５）の軸線（４ａ、５ａ）が、エンジン 長手方向平面（１４）に関して、吸気バルブ（１２）の側に配列され、吸気ポー ト（１５）および排気ポート（１６）が、排気バルブ（１１）の側の側面フラン ジ面（１７、１８）から出ていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１ 項に記載の内燃機関。 ９． シャフト（８）が、排気ロッカアーム（５）の軸受部分にそれぞれ偏心し た軸受スリーブ（１０）を有し、内燃機関の正面側のねじり装置（９）と連結さ れていることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関。 １０． シャフト（８）の軸受が、ロッカアームケース（２）の穴で形成されて いることを特徴とする請求項５から９のいずれか１項に記載の内燃機関。 １１． 吸気バルブ（１２）のバルブステム（１２ｂ）が、排気バルブ（１１） のバルブステム（１１ｂ）より小さな長さを有し、好ましくは吸気バルブ（１２ ）のバルブばねが排気バルブ（１１）のバルブばねより短いことを特徴とする請 求項１から１０のいずれか１項に記載の内燃機関。 １２． 排気バルブ（１１）の行程が、吸気バルブ（１２）の行程より大きいこ とを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の内燃機関。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ２個の吸気バルブと２個の排気バルブ（１２、１１）を有し、吸気バルブ （１２）および排気バルブ（１１）が内燃機関の長手方向の互いに対向する側面 に配置され、吸気バルブ（１２）および排気バルブ（１１）がカムシャフトによ り吸気ロッカアーム（４）又は排気ロッカアーム（５）を介して操作される多シ リンダ内燃機関において、吸気ロッカアーム（４）および排気ロッカアーム（５ ）が二又ロッカアームとして構成され、シリンダ（１３）ごとにそれぞれ１個の 二又ロッカアーム（４、５）が２個の同じバルブ（１２、１１）を操作し、吸気 ロッカアーム（４）又は排気ロッカアーム（５）の軸線（４ａ、５ａ）が互い違 いに好ましくは上下に重なっていることを特徴とする内燃機関。 ２． 前記ロッカアーム（４、５）が、前記シリンダヘッド（１）に配置された ロッカアームケース（２）に回転可能に支持され、吸気ロッカアーム（４）ごと に１個のジャーナル（６）が設けられ、シリンダヘッド（１）の側からロッカア ームケース（２）に取外し可能に固定されていることを特徴とする請求項１に記 載の内燃機関。 ３． シリンダヘッド密封面（２５）に対して、排気ロッカアーム（５）の軸線 （５ａ）が吸気ロッカアーム（４）の軸線（４ａ）より離れていることを特徴と する請求項１又は２に記載の内燃機関。 ４． 吸気ロッカアーム（４）の軸線（４ａ）が、ロッカアームケース（２）と シリンダヘッド（１）との間の接合面（２４）に配列されていることを特徴とす る請求項２又は３に記載の内燃機関。 ５． シリンダ（３）ごとに排気ロッカアーム（１１）の軸線（１１ｂ）が、軸 方向に見て、吸気ロッカアーム（１２）の軸線（１２ｂ）の斜め上に配列されて いることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の内燃機関。 ６． １つのシリンダ列のすべてのシリンダ（３）の排気ロッカアーム（１１） が、貫通する支持軸に支持されていることを特徴とする請求項１から５のいずれ か１項に記載の内燃機関。 ７． １つのシリンダ列のすべてのシリンダ（３）の排気ロッカアーム（１１） が、貫通するシャフト（８）に支持されていることを特徴とする請求項１から５ のいずれか１項に記載の内燃機関。 ８． 吸気及び排気ロッカアーム（４、５）が、平面図で見て、非対称な形状を 有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の内燃機関。 ９． 吸気及び排気ロッカアーム（４、５）の軸線（４ａ、５ａ）が、エンジン 長手方向平面（１４）に関して、吸気バルブ（１２）の側に配列され、吸気ポー ト（１５）および排気ぽーと（１６）が、排気バルブ（１１）の側の側面フラン ジ面（１７、１８）から出ていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１ 項に記載の内燃機関。 １０． シャフト（８）が、排気ロッカアーム（５）の軸受部分にそれぞれ偏心 した軸受スリーブ（１０）を有し、内燃機関の正面側のねじり装置（９）と連結 されていることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の内燃機関。 １１． シャフト（８）の軸受が、ロッカアームケース（２）の穴で形成されて いることを特徴とする請求項５から１０のいずれか１項に記載の内燃機関。 １２． 吸気バルブ（１２）のバルブステム（１２ｂ）が、排気バルブ（１１） のバルブステム（１１ｂ）より小さな長さを有し、好ましくは吸気バルブ（１２ ）のバルブばねが排気バルブ（１１）のバルブばねより短いことを特徴とする請 求項１から１１のいずれか１項に記載の内燃機関。 １３． 排気バルブ（１１）の行程が、吸気バルブ（１２）の行程より大きいこ とを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の内燃機関。