JP2007292056A - 回転可能なシリンダーヘッドを有するｖエンジン。 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｖ型エンジンにおいて、経済的に実現可能な多数の使用範囲内の異なる適用に合わせて製造する。
【解決手段】各々が少なくとも１つのシリンダー２０及びシリンダーヘッド４０を有するシリンダーの２バンクを有するＶエンジンであって、シリンダーの複数のバンクの各々は、各シリンダー２０に少なくとも１つの吸入弁１２及び少なくとも１つの排出弁１４を有し、少なくとも１つの吸入弁１２及び少なくとも１つの排出弁１２は、対でシリンダーヘッド１０の反対側に互いに対向して配置され、各シリンダーヘッド１０及びその各シリンダーヘッドの他のエンジン部品への接続は、シリンダーのそれぞれのバンクに関して１番目の位置及びシリンダーの同じバンク上の１番目の位置について１８０度回転した位置に組込まれることが可能であるように構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転可能なシリンダーヘッドを有するＶエンジンに関する。

Ｖエンジンは従来技術において一般的に知られている。それらは従来、各々が同数のシリンダーを有するシリンダーの２バンクを備えている。そのシリンダーは、互いに実質的に対向するように対で配置されている。このようにして、Ｖエンジンは、全部で２つ又は４つ又は６つのシリンダーを有する。しかしながら、６つ以上のシリンダーを有するエンジンも知られている。

シリンダーの２バンクのシリンダーは、互いに一定の角度で傾いている。この角度は、Ｖ角度として知られている。それらの下側に、シリンダーが接続ロッドを介してクランクシャフトに接続される。Ｖは、さらに上方向に広がり、その結果、シリンダーヘッドを対応するシリンダーのバンクに配置するための十分なスペースができる。

吸入弁及び排出弁並びに弁を作動させるカムシャフトは、シリンダーヘッドに収納される。燃料の供給及びシリンダーからの排気ガスの除去は、吸入弁及び排出弁により制御される。弁は、カムシャフトにより作動される。カムシャフトは、動力伝達環状要素（エンドレス・エレメント）（従来はチェーン又はベルト）でクランクシャフトにより駆動される。

原則的に、１つの吸入弁及び１つの排出弁が各シリンダーに設けられる。しかしながら、１つ以上の吸入弁及び１つの排出弁が設けられることも知られている。シリンダーの1つのバンクの吸入弁及び１つの排出弁のいずれかは、１つのカムシャフトにより共に制御されてもよく、または２つのカムシャフトが設けられても良く、そのうちの１つは、吸入弁を制御し、他の一つは排出弁を制御する。

シリンダーとシリンダーヘッドの寸法により、Ｖ角度は下流方向で制限されるが、180度までは良い。

エンジンを構造的にできるだけ小さくするため、Ｖ角度は、しばしばエンジンの部品がＶの内側に配置できるように選択される。吸入弁及び排出弁を配置するとき、弁がシリンダーヘッドの互いに対向する位置に配置することが有利であることが証明されており、その結果、シリンダーの燃焼室の内側で新しいガスと排ガスとの十字流（クロスフロー）があり、今日では、空気／燃料供給システムは、しばしばＶの内側に配置される。そして、その様に、排ガスシステムはシリンダーのバンクの外側に配置される。

場合によっては、排ガスシステムをＶの内側に配置すること及び空気／燃料供給システムをシリンダーヘッドの外側に配置することも有利である。この配置は、特にターボチャージャーの効率的な使用についてＶエンジンの効率を著しく改良することができる。

特別なシリンダーヘッドが、各バンクのシリンダーに設けられてもよい。これは、シリンダーの“右手”バンク用の１つのシリンダーヘッドとシリンダーの“左手”バンク用の１つのシリンダーヘッドがあることを意味する。このタイプの構成は、シリンダーヘッドの他のエンジン部品への接続及び取り付けを設計するとき、対称配置等を維持することに気を遣う必要がないという利点を有する。しかしながら、ひとつの不利な点は、２つのシリンダーヘッドが異なる部品を有し、その結果製造費が高くなる、という事実である。

Ｖエンジンの製造においてより節約するため、Ｖエンジンは、シリンダーヘッドが同一、即ちシリンダーヘッドが同一の部品であるように、対称に構成されるものが開発されて来た。この様にして、組立て中のエラーが防止され、かつ、エンジンの製造コストが低減される。

既に述べたように、先行技術のＶエンジンでは、排ガスシステムは一般に外側に導かれ、また、空気／燃料供給システムは一般にＶ内に導かれる。特定の環境では、排ガスシステムをＶの内側に導き、また、燃料供給システムを外側に導くことが有利であることもある。しかしながら、先行技術のＶエンジンは、両方のタイプの配置には用いることができない。エンジンは、１つまたは他のタイプの配置用だけに設計される。異なるものが必要な場合には、新しい構成が必要で、それにはかなりのコストが発生する。

そこで、本発明は、シリンダーの２バンクを有するＶエンジンを提案し、その各々は、少なくとも１つのシリンダー及びシリンダーヘッドを有し、該Ｖエンジンにおいては、シリンダーの複数のバンクの各々が、各シリンダー用に少なくとも１つの吸入弁及び少なくとも１つの排出弁を有し、一方、少なくとも１つの吸入弁及び少なくとも１つの排出弁は、対でシリンダーヘッドの反対側に互いに対向して配置され、また、各シリンダーヘッド及びその各シリンダーヘッドの他のエンジン部品への接続は、シリンダーのそれぞれのバンクに関して１番目の位置及び１番目の位置について１８０度回転した位置に組込まれることが可能であるように構成される。

その結果、シリンダーヘッドは、ひっくり返った位置、即ち１８０度回転した位置で配置されることが可能である。このようにして、吸入弁がシリンダーにより形成されたＶの内側に位置する様にするか、または直接外側に向けられるかを自由に選択することが可能である。このようにして、空気／燃料供給システム及び排ガスシステムの位置が決定される。正直なところ、燃料供給システム及び排ガスシステムは、それらがＶの内側に組み込まれるかまたはシリンダーヘッドの外側に組み込まれるかによって、依然として個々に構成されなければならないが、シリンダーヘッドを含む他のエンジン部品は同一のままである。これは、構成において特にフレキシブルなＶエンジンを提供する。

一実施例においては、各シリンダーヘッドとその各シリンダーヘッドの他のエンジン部品への接続は、さらに、２つのシリンダーヘッドが同一の部品であるように構成することができる。

このようにして、シリンダーヘッドは、シリンダーのバンク上で回転することができるだけでなく、エンジンの中央軸に関してひっくり返った位置に配置されることもできる。

本発明の一実施例においては、シリンダーの各バンクは、同じ数のシリンダーを有する。

本発明によれば、各シリンダーヘッドは、少なくとも１つのカムシャフトを有し、該カムシャフトは動力伝達環状要素により駆動され、該動力伝達環状要素は、シリンダーの対応するバンクの中央シリンダー間の対応するカムシャフトに接続される。

本発明のシリンダーヘッド構成の一つの問題点は、クランクシャフトとカムシャフトを接続する動力伝達環状要素の配置かもしれない。動力伝達環状要素は、普通チェーンまたはベルトである。シリンダーヘッドは、ひっくり返った位置で、Ｖエンジンの中央平面へ、だけでなくシリンダーの各バンク上に配置されることができ、カムシャフトを駆動する動力伝達環状要素は、シリンダーの１バンクの中央シリンダー間に配置される。それにより生じるシリンダーヘッドの対称により、シリンダーヘッドがフレキシブルに配置されることが可能となる。

好ましくは、各シリンダーヘッドは、１つのカムシャフトを有する。しかしながら、各シリンダーヘッドに２つのカムシャフトを設けることも可能である。

本発明によれば、各シリンダーに１つの吸入弁及び１つの排出弁が設けられる。しかしながら、各シリンダーに２つの吸入弁及び２つの排出弁が設けられることもできる。

好ましくは、シリンダーの各バンクは、２つのシリンダーを有している。これはＶ４エンジンをつくる。

既に述べたように、本発明の一実施例においては、排ガスシステムは、シリンダーにより形成されるＶの内側に配置されてもよい。

さらに、本発明の一実施例においては、燃料供給システムは、シリンダーにより形成されるＶの内側に配置されてもよい。

本発明のＶエンジンは、海洋または水上乗物の船外モーターとして構成されてもよい。

以下の記述及び添付図面から、本発明の他の利点及び実施例が明らかになる。先に述べた特徴及びこれから述べる特徴は、特別な組合せにおいてだけでなく他の組合せ、または本発明の範囲から離れることなくそれ自身で用いることができる。

本発明は、実施例を参照することにより図面において模式的に説明され、また、図面を参照して以下により詳細に説明される。

図１は、本発明のＶエンジンを示し、シリンダーヘッドが１番目の位置に配置される。
図2は、図1のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。
図３は、本発明のＶエンジンを示し、シリンダーヘッドが２番目の位置に配置される。
図４は、図3のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。

図１は、本発明のＶエンジン１０を示し、シリンダーヘッド４０が１番目の位置に配置される。Ｖエンジン１０は、それぞれが２つのシリンダー２０を有するシリンダー３０の２つのバンクを有する。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線の本発明のＶエンジン１０の断面図を示す。

シリンダー２０は、それぞれ接続ロッド（図示せず）を介してクランクシャフト６０に接続される。シリンダー３０の各バンクは、シリンダーヘッド４０を有する。シリンダーヘッド４０には、各シリンダー2用の２つの吸入弁１２と２つの排出弁１４が設けられる。弁１２，１４は、カムシャフト１６により制御される。

本発明によれば、カムシャフト１６は、動力伝達環状要素５０によりクランクシャフト６０に接続される。動力伝達環状要素５０は、好ましくはチェーンまたはベルトである。図１から判る様に、動力伝達環状要素５０は、それぞれの場合、シリンダー３０のバンクの中央シリンダー２０間に配置される。

ここに示されるエンジンがＶ４エンジンであるため、動力伝達環状要素５０は、このように、シリンダー３０のバンクの２つのシリンダー２０間に配置される。

図２から判るように、吸入弁１２への供給ラインは、シリンダー２０により形成されるＶの内部の方に向けられる。したがって、排出弁１４への供給ラインは、外側に向けられる。

図３は、本発明のＶエンジン１０を示し、シリンダーヘッド４０が１番目の位置について１８０度回転した２番目の位置に配置される。

図４は、線ＩＶ−ＩＶに沿った、図３のＶエンジン１０の断面図を示す。

図４から判るように、入口チャネル１２への供給ラインは、外側に向けられている。一方、排出弁１４への供給ラインは、シリンダー２０により形成されるＶの内側方向に向けられる。図３及び４に示される部品は、図１及び２に示される部品と同一である。シリンダーヘッド４０は、１８０度回転すること、即ち反転位置にひっくり返ることにより位置することができるにもかかわらず、それらは依然他のエンジン部品に取り付けられることが可能で、かつ十分操作可能である。

図１及び２に示される１番目の位置とは対照的に、この２番目の位置では、排ガスシステムはシリンダー２０により形成されるＶの内側に配置されることができ、また、燃料供給システムは外側に配置されることができる。

空気／燃料供給システム、排ガスシステム及び設けられるどのようなターボチャージャーでも、これらだけは再設計されなければならない。しかしながら、他のエンジン部品及び特にシリンダーヘッド４０は、図１及び２に示されるそれらと同一である。

図１及び図２に示される位置並びに排ガスシステム及び燃料供給システムの対応配置が特に陸上用乗物に適しているのに対し、図３及び４に示される配置は、海洋船舶に特に適しているが、それはシリンダー２０により形成されるＶの内側の排ガスシステム配置により、特に、小さな処理能力構成の排ガスターボチャージャーの効率の良い利用を実現することが可能となり、かくしてＶエンジン１０の優れた特別な重量を実現するのが可能となるからである。

その結果、本発明のＶエンジン１０は、経済的に実現可能な多数の使用範囲内の異なる適用に合わせて製造することができる。特に、シリンダーヘッド４０を配置する能力は、先行技術に比べてより柔軟に大きな利点を構成する。

本発明のＶエンジンを示し、シリンダーヘッドが１番目の位置に配置される。 図1のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。 本発明のＶエンジンを示し、シリンダーヘッドが２番目の位置に配置される。 図3のＩＶ−ＩＶ線の断面図である。

符号の説明

１０，４０ シリンダーヘッド
１２ 吸入弁
１４ 排出弁
１６ カムシャフト
２０，３０ シリンダー
５０ 動力伝達環状要素

Claims (10)

1. 各々が少なくとも１つのシリンダー（２０）及びシリンダーヘッド（４０）を有するシリンダー（３０）の２バンクを有するＶエンジンであって、該エンジンにおいてはシリンダー（３０）の２バンクの各々は、各シリンダー（２０）に少なくとも１つの吸入弁（１２）及び少なくとも１つの排出弁（１４）を有し、一方、少なくとも１つの吸入弁（１２）及び少なくとも１つの排出弁（１２）は、対でシリンダーヘッド（１０）の反対側に互いに対向して配置され、また、各シリンダーヘッド（１０）及びその各シリンダーヘッドの他のエンジン部品への接続は、それぞれのバンクのシリンダーに関して１番目の位置及び同じバンクのシリンダー（３０）上の１番目の位置について１８０度回転した位置に組込まれることが可能であるように構成されることを特徴とするVエンジン。
2. 各シリンダーヘッド（４０）及びそのシリンダーヘッドの他のエンジン部品への接続は、２つのシリンダーヘッド（４０）が同一であるように更に構成されることを特徴とする、請求項１に記載のVエンジン。
3. シリンダーが（３０）の各バンクが、同じ数のシリンダー（２０）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のVエンジン。
4. 各シリンダー（４０）が、少なくとも１つのカムシャフト（１６）を有し、該カムシャフトは、対応するバンクの中央シリンダー（２０）間の対応するカムシャフトに接続された動力伝達環状要素（５０）により駆動されることを特徴とする、請求項３に記載のVエンジン。
5. 各シンダーヘッド（４０）が、カムシャフト（１６）を有することを特徴とする、請求項４に記載のVエンジン。
6. 各シリンダー（２０）に２つの吸入弁（１２）と２つの排出弁（１４）が設けられることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のVエンジン。
7. シリンダー（３０）のバンクの各々が２つのシリンダー（２０）を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のVエンジン。
8. 排ガスシステムが、シリンダー（２０）により形成されるＶの内側に配置されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のVエンジン。
9. 空気／燃料供給システムが、シリンダー（２０）により形成されるＶの内側に配置されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のVエンジン。
10. 海洋船舶用の船外モーターとして設計されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項によるＶエンジン。

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