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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung
eines Motors, und insbesondere eine Vorrichtung, bei der ein Kraftstoffeinspritzventil
in einer vorteilhaften Position hinsichtlich der Funktion angeordnet
ist, ohne die Breite eines Zylinderkopfes zu erhöhen.
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Bei
Motoren, die in Fahrzeugen usw. eingebaut sind, gibt es einige Typen,
bei denen zur Erhöhung
der Motorleistung eine Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung
vorgesehen ist, welche den Ventilhub oder die Ventilhubzeitsteuerung
eines Ventils variiert, das Öffnungen,
die in Brennkammern münden, öffnet und
schließt,
oder als Gegenmaßnahme gegen
Abgase ein Kraftstoffeinspritzventil vorgesehen ist.
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Eine
Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung eines Motors nach dem
Stand der Technik, wie beispielsweise aus dem ungeprüften japanischen Patent
mit der Veröffentlichungs-Nr.
JP 5-18221 A ersichtlich ist, weist einen dreidimensionalen Nocken, dessen
Profil in Axialrichtung einer in Synchronisation mit der Motordrehzahl
rotierenden Nockenwelle verändert
ist, und eine Antriebseinrichtung zum Variieren der Nockenwelle
in Axialrichtung in Abhängigkeit
von den Betriebsbedingungen der Nockenwelle auf, wobei die Vorrichtung
zur variablen Ventilsteuerung mit einem Kipphebel, der Abschnitte
aufweist, die mit einer Mehrzahl von Ventilen in Kontakt gebracht
werden und in Bezug auf den Motorblock schwenkbar sind, einer Zusatzschwinge,
die einen Rollenstößel drehbar
abstützt,
der an dem dreidimensionalen Nocken abrollt und mit diesem in Kontakt
gebracht wird, und einer Einrichtung zum schwenkbaren Abstützen der
Zusatzschwinge in Bezug auf den Kipphebel versehen ist.
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Ferner
ist aus dem ungeprüften
japanischen Patent mit der Veröffentlichungs-Nr.
JP 10-18823 A eine herkömmliche Vorrichtung
zur variablen Ventilsteuerung bekannt, die eine Nockenwelle, welche
mit einem dreidimensionalen Nocken versehen ist, dessen Profil kontinuierlich
von geringer Drehzahl bis zu hoher Drehzahl in Axialrichtung verändert wird,
eine Verschiebevorrichtung zum Variieren der Nockenwelle in Axialrichtung
in Abhängigkeit
von Betriebsbedingungen eines Verbrennungsmotors, und einen Hebel aufweist,
der gleichzeitig zwei oder mehrere einander benachbarte Nocken öffnet oder
schließt,
um zu bewirken, dass der Hebel auf der Basis des Nockenprofils des
dreidimensionalen Nockens geschwenkt wird, wobei der Hebel mit einem
Kontaktfolgemechanismus, der einen Kontaktfolgeabschnitt aufweist, welcher
mit dem dreidimensionalen Nocken in Kontakt gebracht wird, während dieser
einer Veränderung
des Kontaktlinienwinkels in Übereinstimmung mit
Drehungen des dreidimensionalen Nockens folgt, und zwei oder mehreren
Druckabschnitten zum Drücken
der Endabschnitte von zwei oder mehreren Ventilen versehen ist.
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Ferner
ist beispielsweise aus dem ungeprüften japanischen Patent mit
der Veröffentlichungs-Nr. JP
2002-147241 A ein
Motorentyp bekannt, der eine Beziehung zwischen einem Kraftstoffeinspritzventil eines
herkömmlichen
Motors und dessen Zylinderkopf offenbart.
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Jedoch
sind bei den herkömmlichen
Vorrichtungen zur variablen Ventilsteuerung nach den beiden oben
zuerst genannten Dokumenten ein an der Nockenwelle ausgebildeter
dreidimensionaler Nocken, dessen Profil in Axialrichtung verändert ist,
und ein Ventil vorgesehen, das durch den Nocken geöffnet und
geschlossen wird, und der Ventilhub wird durch Relativverschiebung
der Positionsbeziehung zwischen dem dreidimensionalen Nocken und
dem Ventilschaft variiert. Die in diesen Dokumenten beschriebenen
Vorrichtungen zur variablen Ventilsteuerung übertragen Drehungen des dreidimensionalen Nockens über einen
Kipphebel auf ein Ventil, um das Ventil anzutreiben.
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Ebenso
gibt es bei früheren
Motoren viele Beispiele, bei denen ein Kraftstoffeinspritzventil
als Gegenmaßnahme
gegen Abgase vorgesehen ist, und ferner ist das Kraftstoffeinspritzventil
so nahe wie möglich
an der Brennkammer angeordnet, um einen Vorteil bezüglich der
Funktion sicherzustellen. Zum Beispiel ist das in dem oben zuletzt
genannten Dokument gezeigte Kraftstoffeinspritzventil in der Mitte des
Zylinderkopfabschnitts angeordnet, so dass Kraftstoff direkt in
die Brennkammer eingespritzt wird.
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Jedoch
gibt es bei einer Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung zum Öffnen und
Schließen
eines Ventils durch einen dreidimensionalen Nocken über einen
Kipphebel eine Unzulänglichkeit
derart, dass die Breite des Zylinderkopfes (in Richtung senkrecht
zu der axialen Linie der Nockenwelle) durch das Vorhandensein des
Kipphebels erhöht
wird. Ebenso gibt es bei dem Kraftstoffeinspritzventil zum Einspritzen
von Kraftstoff in eine in die Brennkammer mündende Einlassöffnung eine
Unzulänglichkeit
derart, dass es schwierig ist, das Kraftstoffeinspritzventil nahe
der Brennkammer anzuordnen, da die Breite des Zylinderkopfes erhöht wird.
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Die
JP 10-196331 A offenbart eine Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung
eines Motors, aufweisend eine Nockenwelle mit einem konischen Nocken,
wobei die Nockenwelle in Abhängigkeit
von den Betriebsbedingungen des Motors axial verschiebbar ist.
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Die
DE 1964 005 A offenbart
eine Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung eines Motors, aufweisend
eine Nockenwelle mit einem normalen Exzenternocken, eine Kipphebelwelle,
die parallel zu der Nockenwelle angeordnet ist, und einen Kipphebelarm,
der an der Kipphebelwelle schwenkbar abgestützt und mit einem Regelhebel
versehen ist, der den Exzenternocken kontaktiert und zum Variieren des
Ventilhubs mittels eines Exzenters schwenkbar ist.
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Mit
der Erfindung wird eine Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung
eines Motors geschaffen, bei der ein Kraftstoffeinspritzventil in
einer vorteilhaften Position hinsichtlich der Funktion angeordnet
ist, ohne die Breite eines Zylinderkopfes zu erhöhen.
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Dies
wird gemäß der Erfindung
durch eine Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung eines Motors
nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen
sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Daher
kann bei der Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung gemäß der Erfindung
das Kraftstoffeinspritzventil an dem einlassseitigen Wandabschnitt
des Zylinderkopfes angebracht werden, wobei jegliche Beeinträchtigung
durch den vertieften Abschnitt verhindert wird, so dass es möglich ist,
das Kraftstoffeinspritzventil nahe an der Brennkammer anzuordnen.
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Daher
kann bei der Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung gemäß der Erfindung,
wenn auch die mit einem dreidimensionalen Nocken ausgestattete Nockenwelle
an der Seite des Einlasskanals drehbar abgestützt ist, das Kraftstoffeinspritzventil
in einer vorteilhaften Position hinsichtlich der Funktion angeordnet
werden, ohne die Breite des Zylinderkopfes zu erhöhen.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Draufsicht eines Motors, in dem eine Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung
nach einer Ausführungsform
der Erfindung eingebaut ist;
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2 einen
Schnitt entlang der Linie II-II in 1;
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3 einen
Schnitt entlang der Linie III-III in 1;
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4 einen
Schnitt entlang der Linie IV-IV in 1;
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5 eine
perspektivische Ansicht einer Einrichtung zum Variieren des Einlassventilhubs;
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6 einen
Schnitt entlang der Linie VI-VI in 4;
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7 einen
Schnitt entlang der Linie VII-VII in 6;
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8 einen
Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in 1;
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9 einen
Schnitt eines Motors, in dem eine Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung
nach einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung eingebaut ist; und
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10 eine
Draufsicht, aus der die wesentlichen Teile eines Motors ersichtlich
sind, in dem eine Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung nach
einer dritten Ausführungsform
der Erfindung eingebaut ist.
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Da
bei einer Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung gemäß der Erfindung
eine mit einem dreidimensionalen Nocken ausgestattete Nockenwelle zumindest
an der Seite des Einlasskanals des Zylinderkopfes drehbar abgestützt und
vorgesehen ist, ein Kraftstoffeinspritzventil an dem einlassseitigen Wandabschnitt,
der an der Seite des Einlasskanals des Zylinderkopfes liegt, angebracht
und vorgesehen ist, und ein vertiefter Abschnitt durch Abschrägung des
einlassseitigen Wandabschnitts, der über dem Kraftstoffeinspritzventil
liegt, zu der Seite der Nockenwelle hin ausgebildet ist, kann das
Kraftstoffeinspritzventil durch den vertieften Abschnitt an dem einlassseitigen
Wandabschnitt des Zylinderkopfes angebracht sein, wobei jegliche
Beeinträchtigung verhindert
wird, und es ist möglich,
das Kraftstoffeinspritzventil nahe an der Brennkammer anzuordnen.
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Mit
Bezug auf die Zeichnung werden Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben.
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Aus
den 1 bis 8 ist eine Vorrichtung zur variablen
Ventilsteuerung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich.
In 3 bezeichnet das Bezugszeichen 2 einen
Motor, der in einem Fahrzeug (nicht gezeigt) eingebaut ist, das
Bezugszeichen 4 bezeichnet einen Zylinderblock, das Bezugszeichen 6 bezeichnet
einen Zylinderkopf, das Bezugszeichen 8 bezeichnet einen
Zylinder, das Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Kolben,
das Bezugszeichen 12 bezeichnet einen vertieften kopfseitigen
Abschnitt, und das Bezugszeichen 14 bezeichnet eine Brennkammer.
Bei dem Motor 2 ist die Unterseite 16 des Zylinderkopfes 6 an
dem Zylinderblock 4 angebracht, wobei diese mit dem Zylinderblock 4 in
Kontakt gebracht wird, ein Deckel (nicht gezeigt) ist an der Oberseite 18 des
Zylinderkopfes 6 angebracht, wobei dieser mit der Oberseite 18 des Zylinderkopfes 6 in
Kontakt gebracht wird, und die Brennkammer 14 wird von
dem Zylinder 8 und dem Kolben 10 des Zylinderblocks 4 sowie
dem vertieften kopfseitigen Abschnitt 12 des Zylinderkopfes 6 gebildet.
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Der
Motor 2 ist ein Vierzylindermotor, in dem vier Zylinder 8 in
Reihe angeordnet sind, und ein Vierventilmotor, in dem pro Zylinder 8 jeweils
zwei Ventile an der Einlass- und
Auslassseite vorgesehen sind.
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Wie
aus 1 ersichtlich, ist der Zylinderkopf 6 des
Motors 2 in der Draufsicht gesehen etwa rechteckig ausgebildet,
wobei die Abmessungen in Querrichtung W geringer als in Längsrichtung
L sind, in der vier Zylinder 8 in Reihe angeordnet sind,
der vorderseitige Wandabschnitt 20 und der rückseitige Wandabschnitt 22 sind
an beiden Seiten (an der Vorder- und Rückseite FR des Motors 2)
in Längsrichtung
L angeordnet und vorgesehen, und der einlassseitige Wandabschnitt 24 und
der auslassseitige Wandabschnitt 26 sind an beiden Seiten
in Querrichtung W angeordnet und vorgesehen. Wie aus 4 ersichtlich,
ist eine Zündkerze 28 an
dem Zylinderkopf 6 derart vorgesehen, dass sie in Querrichtung
W in der Mitte liegt und dem vertieften kopfseitigen Abschnitt 12 zugewandt
ist, und ein Kerzenführungszylinder 30,
der die Zündkerze 28 abdeckt,
ist derart vorgesehen, dass dieser über der Oberseite 18 des Zylinderkopfes 6 vorsteht.
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Wie
aus 3 ersichtlich, sind in dem Zylinderkopf 6 ein
Einlasskanal 36 und ein Auslasskanal 38 vorgesehen,
die von dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 und dem auslassseitigen Wandabschnitt 26 zu
der Einlassöffnung 32 und
der Auslassöffnung 34 des
vertieften kopfseitigen Abschnitts 12 münden, welcher die Brennkammer 14 bildet.
Wie aus 4 ersichtlich, ist das Kraftstoffeinspritzventil 40 in
einer Befestigungsöffnung 46 des einlassseitigen
Wandabschnitts 24 vorgesehen, so dass das vordere Ende 44 des
Einspritzventilkörpers 42 zu
dem Einlasskanal 36 hin ausgerichtet ist und das hintere
Ende 48 des Einspritzventilkörpers 42 mit einem
Zuführrohr 50 verbunden
ist, wobei ein Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 an der
Seite in der Nähe
des einlassseitigen Wandabschnitts 24 benachbart zu dem
hinteren Ende 48 des Einspritzventilkörpers 42 vorgesehen
ist.
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Der
Motor 2 ist mit einer Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54 versehen.
Die Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54 ist mit
einem Einlassventil 56 und einem Auslassventil 58 zum Öffnen und
Schließen
des Einlasskanals 36 bzw. des Auslasskanals 38 des
Zylinderkopfes 6 versehen. Außerdem ist der Motor 2 gemäß der Ausführungsform
ein Vierventilmotor, bei dem jeweils zwei Einlassventile 56 und
zwei Auslassventile 58 pro Zylinder 8 vorgesehen
sind.
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Wie
aus 3 ersichtlich ist, weisen das Einlassventil, 56 und
das Auslassventil 58 einen Einlassventilkopf 60 bzw.
einen Auslassventilkopf 62 auf, die mit der Einlassöffnung 32 bzw.
der Auslassöffnung 34 in
Kontakt gebracht sind. Ein Einlassventilschaft 64 und ein
Auslassventilschaft 66 sind in einer Einlassventilschaftführung 68 bzw.
einer Auslassventilschaftführung 70 des
Zylinderkopfes 6 in Axialrichtung bewegbar vorgesehen.
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Das
Einlassventil 56 und das Auslassventil 58 sind
mit einem Einlassventilhalter 76 bzw. einem Auslassventilhalter 78 versehen,
die in der Nähe
des Endabschnitts 72 des Einlassventilschaftes 64 bzw. des
Endabschnitts 74 des Auslassventilschaftes 66 angebracht
sind. Eine Einlassventilfeder 84 und eine Auslassventilfeder 86,
die in Schließrichtung
des Einlasskanals 36 bzw. des Auslasskanals 38 drücken, sind
zwischen dem Einlassventilhalter 76 und einem mit dem Zylinderkopf 6 in
Kontakt gebrachten Einlassventilfedersitz 80 bzw. zwischen
dem Auslassventilhalter 78 und einem mit dem Zylinderkopf 6 in Kontakt
gebrachten Auslassventilfedersitz 82 federnd vorgesehen.
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Wie
aus den 1 und 2 ersichtlich
ist, sind eine Einlassnockenwelle 90 und eine Auslassnockenwelle 92 an
der Oberseite 18 des Zylinderkopfes 6 parallel
zueinander mittels einer Mehrzahl von Nockenwellenstützmechanismen 88 zum
Ausrichten in Längsrichtung
L drehbar abgestützt.
Jeder Nockenwellenstützmechanismus 88 ist
aus einem ersten Nockenwellengehäuse 94,
das beiderseits der jeweiligen Zylinder 8 in Längsrichtung
L angeordnet und an der Oberseite 18 des Zylinderkopfes 6 in Querrichtung
W ausgerichtet aufrecht steht, und einem zweiten Nockenwellengehäuse 96 zusammengesetzt,
das an dem ersten Nockenwellengehäuse 94 die Einlassnockenwelle 90 und
die Auslassnockenwelle 92 dazwischen platzierend aufrecht
steht. Der Nockenwellenstützmechanismus 88 ist
an der Oberseite 18 des Zylinderkopfes 6 mittels
einer Mehrzahl von Befestigungsschrauben 98 angebracht.
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Die
Einlassnockenwelle 90 und die Auslassnockenwelle 92 sind
an der Seite des Einlasskanals 36 bzw. des Auslasskanals 38 in
Querrichtung W nach außen
zwischen dem ersten Nockenwellengehäuse 94 und dem zweiten
Nockenwellengehäuse 96 angeordnet
und drehbar abgestützt.
Die Einlassnockenwelle 90 und die Auslassnockenwelle 92 sind mit
einem Einlassnockenrad 100 und einem Auslassnockenrad 102 versehen,
die an der einen Endseite (an der Vorderseite F des Motors 2)
in Axialrichtung angebracht und vorgesehen sind und von dem vorderseitigen
Wandabschnitt 20 des Zylinderkopfes 6 vorstehen.
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Das
Einlassnockenrad 100 und das Auslassnockenrad 102 sind über eine
Steuerkette (nicht gezeigt) mit einem Rad der Kurbelwelle verbunden
und werden von einem Kettengehäuse
(nicht gezeigt) abgedeckt, das an dem Gehäusebefestigungsabschnitt 104 angebracht
ist, der in Querrichtung W von beiden Seiten des vorderseitigen
Wandabschnitts 20 des Zylinderkopfes 6 vorsteht.
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Außerdem steht,
wie in den 6 bis 8 gezeigt
ist, ein rückseitiges
Gehäuse 106 von
der Rückseite
(Rückseite
R des Motors 2) des rückseitigen
Wandabschnitts 22 vor und ist einstückig mit dem ersten Kurbelwellengehäuse 94 ausgebildet, das
an der Seite des rückseitigen
Wandabschnitts 22 des Zylinderkopfes 6 ausgebildet
ist. Eine einlassseitige Druckabsorptionseinrichtung 108 und
eine auslassseitige Druckabsorptionseinrichtung (nicht gezeigt)
sind an der anderen Endseite (Rückseite
R des Motors 2) in Axialrichtung der Einlassnockenwelle 90 bzw.
der Auslassnockenwelle 92 befestigt und stehen von dem
rückseitigen
Gehäuse 106 vor.
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Wie
aus 8 ersichtlich, weisen die einlassseitige Druckabsorptionseinrichtung 108 und
die auslassseitige Druckabsorptionseinrichtung einen einlassseitigen
Halter 114 und einen auslassseitigen Halter (nicht gezeigt)
auf, die über
eine Einlassdruckscheibe 110 bzw. eine Auslassdruckscheibe
(nicht gezeigt) und ein Einlassdrucklager 112 bzw. ein
Auslassdrucklager (nicht gezeigt) an der anderen Endseite in Axialrichtung
der Einlassnockenwelle 90 bzw. der Auslassnockenwelle 92 (nicht
gezeigt) im Presssitz mit dem rückseitigen
Gehäuse 106 sind.
Die einlassseitige Druckabsorptionseinrichtung 108 und
die auslassseitige Druckabsorptionseinrichtung stützen die
Einlassnockenwelle 90 bzw. die Auslassnockenwelle 92 derart
drehbar ab, dass sie in Axialrichtung nicht verschiebbar sind, aber
eine Druckkraft infolge eines dreidimensionalen Einlassnockens 116 und
eines dreidimensionalen Auslassnockens 118 aufnehmen und
absorbieren, was später
beschrieben ist.
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Die
Nockenwelle der Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54 des
Motors 2 ist an dem Zylinderkopf 6 drehbar abgestützt und
gleichzeitig mit einem dreidimensionalen Nocken versehen, dessen Nockenprofil
in Axialrichtung verändert
ist, wobei die Nockenwelle mit dem dreidimensionalen Nocken zumindest
an der Seite des Einlasskanals 36 des Zylinderkopfes 6 drehbar
abgestützt
ist.
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Bei
der in 1 gezeigten Ausführungsform sind vier dreidimensionale
Einlassnocken 116 und vier dreidimensionale Auslassnocken 118 einstückig mit
der Einlassnockenwelle 90 bzw. der Auslassnockenwelle 92 ausgebildet,
die an der Seite des Einlasskanals 36 bzw. des Auslasskanals 38 entsprechend
der Position der jeweiligen Zylinder 8 drehbar abgestützt sind.
Der Einlassnocken 116 und der Auslassnocken 118 weisen jeweils
einen Maximaleinlasshubabschnitt 116F bzw. einen Maximalauslasshubabschnitt 118F,
mit denen der Ventilhub des Einlassventils 56 bzw. des
Auslassventils 58 maximiert werden können, und einen Minimaleinlasshubabschnitt 116R und
einen Minimalauslasshubabschnitt 118R auf, mit denen der
Ventilhub des Einlassventils 56 bzw. des Auslassventils 58 auf
Null gebracht werden kann, wobei der Ventilhub durch Veränderung des
Nockenprofils in Axialrichtung variiert werden kann.
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Wie
aus 1 ersichtlich, weist das erste Nockenwellengehäuse 94 des
oben beschriebenen Nockenwellenstützmechanismus 88 eine
Einlasskipphebelwelle 120 und eine Auslasskipphebelwelle 122 auf,
die parallel zu der Einlassnockenwelle 90 bzw. der Auslassnockenwelle 92 angeordnet
sind, zwischen denen der Zündkerzenführungszylinder 30 in
der Mitte des Zylinderkopfes 6 platziert ist, so dass die
Kipphebelwellen 120 und 122 nicht drehbar, aber in
Axialrichtung verschiebbar sind. Wie aus den 6 und 7 ersichtlich
ist, sind an der anderen Endseite (Rückseite R des Motors 2)
in Axialrichtung an der Einlasskipphebelwelle 120 und der
Auslasskipphebelwelle 122 eine Einrichtung zum Antreiben der
Einlasskipphebelwelle 124 bzw. eine Einrichtung zum Antreiben
der Auslasskipphebelwelle 126 vorgesehen, mittels denen
die Kipphebelwellen 120 und 122 in Abhängigkeit
von den Betriebsbedingungen des Motors 2 in Axialrichtung
verschoben werden, und die von dem rückseitigen Gehäuse 106 des
ersten Nockenwellengehäuses 94 vorstehen,
das an der Seite des rückseitigen
Wandabschnitts 22 des Zylinderkopfes 6 angebracht
ist.
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Wie
in den 6 bis 8 gezeigt ist, bestehen die
Einrichtung zum Antreiben der Einlasskipphebelwelle 124 und
die Einrichtung zum Antreiben der Auslasskipphebelwelle 126 aus
einem Motorgehäuse 128,
das an dem rückseitigen
Gehäuse 106 angebracht
ist, einem einlassseitigen Spindelkörper 130 und einem
auslassseitigen Spindelkörper 132, die
in Axialrichtung einstückig
mit der anderen Endseite der Einlasskipphebelwelle 120 bzw.
der Auslasskipphebelwelle 122 ausgebildet sind, die in
das Motorgehäuse 128 hineinragen,
einem einlassseitigen Gegenspindelkörper 134 und einem
auslassseitigen Gegenspindelkörper 136,
die derart drehbar gehalten werden, dass sie an dem Motorgehäuse 128 in Axialrichtung
nicht verschiebbar sind, und die mit dem einlassseitigen Spindelkörper 130 bzw.
dem auslassseitigen Spindelkörper 132 verschraubt
sind, einem einlassseitigen Verbindungszahnrad 138 und einem
auslassseitigen Verbindungszahnrad 140, die von dem Außenumfang
des einlassseitigen Gegenspindelkörpers 134 bzw. des
auslassseitigen Gegenspindelkörpers 136 vorstehen,
einem einlassseitigen Ritzel 142 und einem auslassseitigen
Ritzel (nicht gezeigt), die mit dem einlassseitigen Verbindungszahnrad 138 bzw.
dem auslassseitigen Verbindungszahnrad 140 in Eingriff
stehen, und einem einlassseitigen Motor 144 und einem auslassseitigen
Motor 146, die an dem Motorgehäuse 128 angebracht
sind und das einlassseitige Ritzel 142 bzw. das auslassseitige
Ritzel drehbar antreiben.
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Die
Einrichtung zum Antreiben der Einlasskipphebelwelle 124 und
die Einrichtung zum Antreiben der Auslasskipphebelwelle 126 drehen
den einlassseitige Gegenspindelkörper 134 bzw.
den auslassseitigen Gegenspindelkörper 136 mittels des
einlassseitigen Motors 144 bzw. des auslassseitigen Motors 146 über das
einlassseitige Ritzel 142 bzw. das auslassseitige Ritzel
und das einlassseitige Verbindungsrad 138 bzw. das auslassseitige
Verbindungsrad 140, und verschieben die Einlasskipphebelwelle 120 bzw.
die Auslasskipphebelwelle 122 in Axialrichtung über den
einlassseitigen Spindelkörper 130 bzw.
den auslassseitigen Spindelkörper 132.
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An
dem einlassseitigen Halter 114 und dem auslassseitigen
Halter (nicht gezeigt), die an der anderen Endseite in Axialrichtung
der Einlasskipphebelwelle 120 bzw. der Auslasskipphebelwelle 122 eingebaut
sind und von dem oben beschriebenen rückseitigen Gehäuse 106 vorstehen,
wie in den 7 und 8 gezeigt
ist, sind ein einlassseitiger Tastabschnitt 148 bzw. ein
auslassseitiger Tastabschnitt (nicht gezeigt) in dem Motorgehäuse 128 angeordnet
und einstückig
damit ausgebildet. Die Positionen des einlassseitigen Tastabschnitts 148 und des
auslassseitigen Tastabschnitts werden durch einen einlassseitigen
Nockenwinkelsensor 150 bzw. einen auslassseitigen Nockenwinkelsensor 152 erfasst,
die an dem Motorgehäuse 128 angebracht sind.
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Wie
aus den 3 bis 6 ersichtlich
ist, ist eine Einrichtung zum Variieren des Einlassventilhubs 154,
die den Ventilhub in Abhängigkeit
von dem Maß der
Verschiebung der Einlasskipphebelwelle 120 in Axialrichtung
variiert, zwischen dem dreidimensionalen Einlassnocken 116 der
oben beschriebenen Einlassnockenwelle 90 und dem Endabschnitt 72 des
Einlassventilschaftes des oben beschriebenen Einlassventils 56 vorgesehen,
und eine Einrichtung zum Variieren des Auslassventilhubs 156,
die den Ventilhub in Abhängigkeit
von dem Maß der
Verschiebung der Auslasskipphebelwelle 122 in Axialrichtung
variiert, ist zwischen dem dreidimensionalen Auslassnocken 118 der
Auslassnockenwelle 92 und dem Endabschnitt 74 des
Auslassventilschaftes des Auslassventils 58 vorgesehen.
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Die
Einrichtung zum Variieren des Einlassventilhubs 154 besteht
aus einem ersten Einlasskipphebelarm 158, dessen Basisendseite
an der Einlasskipphebelwelle 120 schwenkbar und in Axialrichtung verschiebbar
abgestützt
ist und dessen andere Endseite mit dem Endabschnitt 72 des
Einlassventilschaftes in Kontakt ist, und einem zweiten Einlasskipphebelarm 160,
dessen Basisendseite an der Einlasskipphebelwelle 120 schwenkbar,
jedoch in Axialrichtung unverschiebbar abgestützt ist, und dessen andere
Endseite mit dem ersten Einlasskipphebelarm 158 verbunden
ist.
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Der
erste Einlasskipphebelarm 158 ist etwa U-förmig ausgebildet
und an der Einlasskipphebelwelle 120 schwenkbar und in
Axialrichtung verschiebbar in einer Lage abgestützt, wo deren beide Basisendseiten
an den die Einlasskipphebelwelle 120 kreuzenden Seiten
zwischen zwei ersten Nockenwellengehäusen 94 platziert
sind. Zwei Einlassventilstellschrauben 162, die mit dem
Endabschnitt 72 des Einlassventilschaftes in Kontakt stehen,
sind an der oberen Endseite des ersten Einlasskipphebelarmes 158 parallel
zu der Einlasskipphebelwelle 120 und dem Zwischenabschnitt
des ersten Einlasskipphebelarmes 158 eingeschraubt, und
Einlassventilstellmuttern 164 sind mit den jeweiligen Einlassventilstellschrauben 162 verschraubt.
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Der
zweite Einlasskipphebelarm 160 ist geradlinig ausgebildet,
und dessen Basisendseite ist zwischen dem etwa U-förmigen ersten
Einlasskipphebelarm 158 mittels eines Befestigungsteils 166 an der
Einlasskipphebelwelle 120 schwenkbar, aber in Axialrichtung
unverschiebbar abgestützt.
Eine Einlassrolle 168, die mit dem dreidimensionalen Einlassnocken 116 in
Kontakt ist, ist mittels einer Einlassrollenwelle 170 an
der anderen Endseite des zweiten Einlasskipphebelarmes 160 drehbar
und in Axialrichtung verschiebbar abgestützt, wobei die beiden Enden
der Einlassrollenwelle 170 in deren Axialrichtung an den
beiden Schenkeln des etwa U-förmigen
ersten Einlasskipphebelarmes 158 fixiert sind.
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Da
die Einrichtung zum Variieren des Auslassventilhubs 156 wie
die Einrichtung zum Variieren des Einlassventilhubs 154 konstruiert
ist, wird nur eine kurze Beschreibung dazu gegeben. Die Einrichtung
zum Variieren des Auslassventilhubs 156 besteht aus einem
ersten Auslasskipphebelarm 172, der etwa U-förmig ausgebildet
ist, und einem zweiten Auslasskipphebelarm 174, der geradlinig
ausgebildet ist. Der erste Auslasskipphebelarm 172 ist
an dessen Basisendseite an der Auslasskipphebelwelle 122 schwenkbar
und in Axialrichtung verschiebbar abgestützt, und an dessen oberer Endseite
sind zwei Auslassventilstellschrauben 176 und zwei Auslassventilstellmuttern 178 vorgesehen.
Der zweite Auslasskipphebelarm 174 ist mit dessen Basisendseite
mittels eines Befestigungsteils 180 an der Auslasskipphebelwelle 122 schwenkbar
und in Axialrichtung unverschiebbar abgestützt, und eine Auslassrolle 182, die
mit dem dreidimensionalen Auslassnocken 118 in Kontakt
steht, ist mittels einer Auslassrollenwelle 184 an der
anderen Endseite des zweiten Auslasskipphebelarmes 174 drehbar
und in Axialrichtung verschiebbar abgestützt, wobei die beiden Enden
der Auslassrollenwelle 184 in deren Axialrichtung an den beiden
Schenkeln des etwa U-förmigen
ersten Auslasskipphebelarmes 172 fixiert sind.
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Die
Einrichtung zum Variieren des Einlassventilhubs 154 und
die Einrichtung zum Variieren des Auslassventilhubs 156 variieren
die Kontaktposition der Einlassrolle 168 und der Auslassrolle 182 bezüglich der
Nockenprofile des Einlassnockens 116 bzw. des Auslassnockens 118 in
Abhängigkeit
von dem Maß der
Verschiebung der Einlasskipphebelwelle 120 mittels der
Einrichtung zum Antreiben der Einlasskipphebelwelle 124 bzw.
in Abhängigkeit
von dem Maß der
Verschiebung der Auslasskipphebelwelle 122 in Axialrichtung
mittels der Einrichtung zum Antreiben der Auslasskipphebelwelle 126,
und variieren damit die Ventilhübe
des Einlassventils 56 und des Auslassventils 58.
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Bei
der Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54 des Motors 2 sind
die Einlassnockenwelle 90, die mit dem dreidimensionalen
Einlassnocken 116 ausgestattet ist, zumindest an der Seite
des Einlasskanals 36 des Zylinderkopfes 6 drehbar
abgestützt,
das Kraftstoffeinspritzventil 40 zum Einspritzen von Kraftstoff
in den Einlasskanal 36 an dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 angebracht,
der an der Seite des Einlasskanals 36 des Zylinderkopfes 6 positioniert
ist, und ein vertiefter Abschnitt 186 durch Abschrägung des
einlassseitigen Wandabschnitts 24, der über dem Kraftstoffeinspritzventil 40 liegt,
zu der Seite der Einlassnockenwelle 90 hin geformt.
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Der
vertiefte Abschnitt 186 ist an dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 zumindest
in der Position, die dem Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 des
Kraftstoffeinspritzventils 40 entspricht, gekrümmt ausgebildet.
Das Kraftstoffeinspritzventil 40 ist an dem einlassseitigen
Wandabschnitt 24 derart angebracht, dass der Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 bezüglich des
Einspritzventilkörpers 42 zu
der Seite (Rückseite
R des Motors 2) geneigt und an dieser angeordnet ist, die
von dem Einlassnockenrad 100 abgewandt ist, das an der
einen Endseite in Längsrichtung
der Einlassnockenwelle 90 befestigt ist. Die Einlassnockenwelle 90 ist
an dem Zylinderkopf 6 derart drehbar abgestützt, dass
der Maximaleinlasshubabschnitt 116F zur Maximierung des Ventilhubs
des dreidimensionalen Einlassnockens 116 bezüglich des
Minimaleinlasshubabschnitts 116R zum Bringen des Ventilhubs
auf Null an der Seite (Vorderseite F des Motors 2) angeordnet
ist, die dem Einlassnockenrad 100 zugewandt ist, das an
der einen Endseite der Einlassnockenwelle 90 befestigt ist.
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Als
nächstes
wird die Wirkungsweise der Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung
beschrieben.
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Die
Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54 des Motors 2 variiert
die Kontaktposition der Einlassrolle 168 bezüglich des
Nockenprofils des dreidimensionalen Einlassnockens 116 mittels
der Einrichtung zum Variieren des Einlassventilhubs 154 in
Abhängigkeit
von dem Maß der
Verschiebung der Einlasskipphebelwelle 120 in Axialrichtung
mittels der Einrichtung zum Antreiben der Einlasskipphebelwelle 124,
und variiert die Kontaktposition der Auslassrolle 182 bezüglich des
Nockenprofils des dreidimensionalen Auslassnockens 118 mittels
der Einrichtung zum Variieren des Auslassventilhubs 156 in Abhängigkeit
von dem Maß der
Verschiebung der Auslasskipphebelwelle 122 in Axialrichtung
mittels der Einrichtung zum Antreiben der Auslasskipphebelwelle,
wodurch der Ventilhub des Einlassventils 56 und des Auslassventils 58 variiert
wird.
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Bei
der Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54 sind die
Einlassnockenwelle 90, die mit dem dreidimensionalen Einlassnocken 116 ausgestattet ist,
zumindest an der Seite des Einlasskanals 36 des Zylinderkopfes 6 drehbar
abgestützt,
das Kraftstoffeinspritzventil 40 zum Einspritzen von Kraftstoff
in den Einlasskanal 36 an dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 angebracht,
der an der Seite des Einlasskanals 36 des Zylinderkopfes 6 positioniert ist,
und der vertiefte Abschnitt 186 durch Abschrägung des
einlassseitigen Wandabschnitts 24, der über dem Kraftstoffeinspritzventil 40 liegt,
zu der Seite der Nockenwelle 90 hin geformt.
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Daher
kann bei der Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54 das
Kraftstoffeinspritzventil 40 an dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 des
Zylinderkopfes 6 angebracht sein, während eine Beeinträchtigung
durch den vertieften Abschnitt 186 verhindert wird. Wie
aus 4 ersichtlich, können das Kraftstoffeinspritzventil 40 und
die Brennkammer 14 eng zueinander angeordnet sein, so dass
der Abstand zwischen der Einlassöffnung 32 der
Brennkammer 14 und das vordere Ende 44 des Kraftstoffeinspritzventils 40 kurz
gestaltet werden kann.
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Aus
diesem Grunde kann bei der Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54,
wenn auch die mit dem dreidimensionalen Einlassnocken 116 ausgestattete
Einlassnockenwelle 90 an der Seite des Einlasskanals 36 drehbar
abgestützt
ist, das Kraftstoffeinspritzventil 40 in einer vorteilhaften
Position hinsichtlich der Funktion angeordnet werden, ohne die Breite
B des Zylinderkopfes 6 zu erhöhen.
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Außerdem,
da der vertiefte Abschnitt 186 an dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 zumindest
in der Position, die dem Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 des
Kraftstoffeinspritzventils 40 entspricht, in der Vorrichtung
zur variablen Ventilsteuerung 54 ausgebildet und vorgesehen
ist, ist es möglich,
den Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 und den einlassseitigen
Wandabschnitt 24 über
dem Kraftstoffeinspritzventil 40 zu verlegen, ohne die
Funktion des Zylinderkopfes 6 zu beeinträchtigen.
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Ferner
ist bei der Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54 das
Kraftstoffeinspritzventil 40 an dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 derart
angebracht, dass der Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 zu
der Seite geneigt und an dieser angeordnet ist, die von dem Einlassnockenrad 100 abgewandt
ist, das an der einen Endseite in Längsrichtung der Einlassnockenwelle 90 befestigt
ist, und die Einlassnockenwelle 90 ist an dem Zylinderkopf 6 derart
drehbar abgestützt,
dass der Maximaleinlasshubabschnitt 116F zur Maximierung
des Ventilhubs der dreidimensionalen Einlassnockenwelle 116 an
der Seite angeordnet ist, die dem Einlassnockenrad 100 zugewandt ist,
das an der einen Endseite der Einlassnockenwelle 90 befestigt
ist.
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Dementsprechend,
wenn das Kraftstoffeinspritzventil 40 an dem einlassseitigen
Wandabschnitt 24 derart angebracht ist, dass der Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 an
der Seite (Vorderseite F des Motors 2) liegt, die dem Einlassnockenrad 100 zugewandt
ist, ergibt sich das Problem, dass der Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 des
Kraftstoffeinspritzventils 40, der an dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 an
der Seite des vorderseitigen Wandabschnitts 20 des Zylinderkopfes 6 angebracht ist,
mit dem Gehäusebefestigungsabschnitt 104 in Konflikt
gelangt, der von beiden Seiten in Querrichtung W des vorderseitigen
Wandabschnitts 20 vorstehend ausgebildet ist. Da der Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 an
der Rückseite
R des Motors 2 positioniert ist, gelangt der Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 nicht
mit dem Gehäusebefestigungsabschnitt 104 in
Konflikt, und die Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54 kann
eine gegenseitige Beeinflussung zwischen dem Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 und
dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 über dem Kraftstoffeinspritzventil 40 verhindern.
Außerdem
ist es durch die Nutzung eines Raumes zwischen dem Maximaleinlasshubabschnitt 116F und
dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 möglich, den vertieften Abschnitt 186 in
dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 in der Position zu
bilden, die dem Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 des
Kraftstoffeinspritzventils 40 entspricht.
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Aus 9 ist
eine Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54 nach
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung ersichtlich, die derart aufgebaut ist, dass das Kraftstoffeinspritzventil 40 an
dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 des Zylinderkopfes 6 angebracht
ist, der Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 an dem hinteren
Ende 48 des Einspritzventilkörpers 42 des Kraftstoffeinspritzventils 40 vorgesehen
ist, und das Zuführrohr 50 in
der Nähe
des hinteren Endes 48 des Einspritzventilkörpers 42 an
der Seite angeschlossen ist, die von dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 abgewandt
ist.
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Da
bei der Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54 gemäß der zweiten
Ausführungsform der
Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 und das Zuführrohr 50 in
dem Einspritzventilkörper 42 des Kraftstoffeinspritzventils 40 an
einer Seite liegen, die weiter von dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 als bei
der ersten Ausführungsform
abgewandt ist, ist es möglich,
das Kraftstoffeinspritzventil 40 derart anzubringen, dass
der Abstand A zwischen der Einlassöffnung 32 der Brennkammer 14 und
dem vorderen Ende 44 des Kraftstoffeinspritzventils 40 kürzer als bei
der ersten Ausführungsform
ist, wobei eine gegenseitige Beeinflussung zwischen dem einlassseitigen
Wandabschnitt 24 des Zylinderkopfes 6 und dem Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 oder
dem Zuführrohr 50 verhindert
wird, und es ist möglich,
das Kraftstoffeinspritzventil 40 näher an der Brennkammer 14 anzuordnen.
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Daher
kann bei der Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54 nach
der zweiten Ausführungsform
das Kraftstoffeinspritzventil 40 in einer vorteilhaften
Position hinsichtlich der Funktion angeordnet werden, ohne die Breite
B des Zylinderkopfes 6 zu erhöhen.
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Aus 10 ist
eine Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54 nach
einer dritten Ausführungsform
der Erfindung ersichtlich, die derart aufgebaut ist, dass ein vertiefter
Abschnitt 186 durch Abschrägung des einlassseitigen Wandabschnitts 24,
der über
dem Kraftstoffeinspritzventil 40 liegt, zu der Seite der Einlassnockenwelle 90 hin
geformt ist, so dass der Abstand D zwischen dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 und
dem Nockenprofil von dem Maximaleinlasshubabschnitt 116F und
dem Minimaleinlasshubabschnitt 116R des dreidimensionalen Einlassnockens 116 minimiert
wird.
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Da
bei der Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54 gemäß der dritten
Ausführungsform
der vertiefte Abschnitt 186 derart ausgebildet ist, dass der
Abstand D zwischen dem einlassseitigen Wandabschnitt 24 und
dem Nockenprofil des dreidimensionalen Einlassnockens 116 nicht
nur ermöglicht,
dass das Kraftstoffeinspritzventil 40 durch den vertieften
Abschnitt 186 nahe an der Brennkammer 14 liegt,
sondern dass auch ein ausreichender Raum zwischen dem einlassseitigen
Wandabschnitt 24 und dem Kabelverbinderkupplungsabschnitt 52 des
Kraftstoffeinspritzventils 40 erreicht werden kann.
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Aus
diesem Grunde kann bei der Vorrichtung zur variablen Ventilsteuerung 54 gemäß der dritten Ausführungsform
das Kraftstoffeinspritzventil 40 in einer vorteilhaften
Position hinsichtlich der Funktion angeordnet werden, und die Arbeitseffizienz
beim Anschließen
der Verbinder kann verbessert werden.