DE4011424A1 - Verbrennungsmotor mit obenliegender nockenwelle - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit obenliegender Nockenwelle, der ein Zwischenrad bzw. Vorgelege für die Übertragung einer Antriebskraft von einer Kurbelwelle auf zumindest eine Nockenwelle enthält.

Die JP 60-50 208 A zeigt eine herkömmliche Anordnung im Bereich eines Verbrennungsmotors (DOHC engine). Diese herkömmliche Anordnung wird in Verbindung mit Fig. 5 erläutert. Bezug nehmend auf Fig. 5 sind ein Paar Nockenwellen 52 a, 52 b drehbar an einem Zylinderkopf 51 gelagert. Eine Antriebskraft einer Kurbelwelle 53 wird auf das Paar Nockenwellen 52 a, 52 b durch ein kurbelwellenseitiges Kettenrad 54, eine Kette 55, ein Vorgelege 56, eine Nockenwelle-Antriebskette 57 und ein Paar nockenwellenseitige Kettenräder 58 a, 58 b übertragen. Das Zwischenrad oder Vorgelege 56 ist angeordnet, um die Drehzahl der Kurbelwelle 53 herabzusetzen und enthält ein Kettenrad 56 a mit verhältnismäßig großem Durchmesser und ein Kettenrad 56 b mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser. In einem Raum, der durch eine Endwand 51 a des Zylinderkopfes 51 und einen Vorgelegedeckel 59 begrenzt ist, ist die Zwischenradanordnung bzw. Vorgelegeanordnung 56 drehbar durch eine Schraube 60 in der Endwand 51 a gelagert. Mit der Schraube 60 ist der Vorgelegedeckel 59 durch einen Schaft 56 c an der Endwand 51 a befestigt.

Eine Schwierigkeit, die bei einer solchen Zylinderkopfanordnung auftritt, besteht darin, daß bei der Montage des Leerlauf-Zwischenrades bzw. der Vorgelegeanordnung 56 an der Endwand 51 a des Zylinderkopfes 51 durch die Schraube 60 infolge der Anwesenheit des Vorgelegedeckels 59 das Problem besteht, die Kettenradanordnung 56 a, 56 b der Kettenräder mit großem und kleinem Durchmesser sowie die Ketten 55 und 57 richtig durch Zeitmarken gemeinsam aufeinander auszurichten und abzustimmen.

Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß, da der Vorgelegedeckel 59 an seinem oberen Teil mit einem Nockenwellendeckel 61 und an seinem unteren Teil mit einem Kettenschutz oder Kettenabdeckung 62 in Kontakt ist, Schwingungen infolge der Rotation des Leerlauf-Vorgelege 56 auf den Nockenwellendeckel 61 und die Kettenabdeckung 62 durch die Vorgelegeabdeckung 51 übertragen werden, wodurch eine Geräuschbildung entsteht.

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Verbrennungsmotor mit obenliegender Nockenwelle bzw. einen Zylinderkopf für einen Motor mit obenliegender Nockenwelle zu schaffen, bei dem Zeitmarkierungen eines Vorgeleges bzw. Leerlauf-Zwischenrades und Zeitmarkierungen der Nockenwellen-Antriebsketten oder Antriebszugmittel leicht aufeinander ausgerichtet werden können und eine Übertragung eines Geräusches infolge der Rotation des Vorgeleges bzw. der Zwischenradanordnung wirksam unterdrückt ist.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß nach einem Aspekt der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Verbrennungsmotor vorgesehen ist mit einem Zylinderkopf, der eine Endwand aufweist, einem Leerlaufvorgelege, einer Einrichtung zum drehbaren Lagern des Vorgeleges, wobei die Zwischenrad- bzw. Vorgelege-Lagerungseinrichtung fest an dem Zylinderkopf befestigt ist und sich von der Endwand aus erstreckt, einer Einrichtung, um teilweise das Vorgelege und die Vorgelege-Lagerungseinrichtung zu umgeben, wobei diese teilweise einhüllende bzw. umgebende Einrichtung aufweist, zwei Seitenwände, die sich im wesentlichen parallel von der Endwand aus erstrecken, die teilweise einhüllende bzw. umgebende Einrichtung eine Fensteröffnung aufweist, die teilweise umgebende Einrichtung eine erste Strebe aufweist, die sich zwischen den beiden Seitenwänden erstreckt und diese miteinander verbindet, die teilweise umgebende Einrichtung außerdem eine zweite Strebe aufweist, die sich zwischen den beiden Seitenwänden erstreckt und diese miteinander verbindet, wobei die zweite Strebe von der ersten Strebe beabstandet ist, die erste Strebe, die zweite Strebe und die Seitenwände miteinander zusammenwirken, um eine Befestigungsanordnung zu bilden, die sich erstreckt, um die Fensteröffnung zu umgeben, ein Deckel lösbar an der Befestigungs- oder Montageanordnung befestigt ist, um die Fensteröffnung abzudecken, wodurch eine Übertragung von Geräusch, welches von dem Vorgelege bzw. der Zwischenradanordnung abgestrahlt wird, durch die teilweise einhüllende bzw. umgebende Einrichtund und den Deckel unterdrückt wird und eine Einstellung bei der Installation bzw. Montage des Vorgeleges bzw. der Leerlauf-Zwischenradanordnung ohne jede Schwierigkeit über die Fensteröffnung erfolgen kann.

Bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung eines axialen Endabschnittes eines Ausführungsbeispieles eines Motors mit obenliegender Nockenwelle nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II nach Fig. 1, wobei ein Vorgelege installiert ist,

Fig. 3 eine perspektivische Teil-Explosionsdarstellung eines Nockenwellendeckels, eines Zylinderkopfes, einer Dichtung und eines Vorgelegedeckels,

Fig. 4 eine Druntersicht des Zylinderkopfes, und

Fig. 5 einen vertikalen Teilschnitt eines herkömmlichen Verbrennungsmotors.

Bezug nehmend auf die Zeichnungen wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert.

Bezug nehmend zuerst auf Fig. 1 ist ein Zylinderkopf 2 fest an einem Zylinderblock 1 mit Hilfe einer Dichtung (nicht gezeigt) und Schrauben (nicht gezeigt) befestigt.

An dem Zylinderkopf 2 sind drehbar eine Einlaßnockenwelle 5 a zum zyklischen Öffnen und Schließen von Einlaßventilen 3 und eine Auslaßnockenwelle 5 b zum zyklischen Öffnen und Schließen von Auslaßventilen 4 gelagert. Zwei Nockenwellenkettenräder 6 a, 6 b sind mit den Nockenwellen 5 a, 5 b gekuppelt. Ein Kurbelwellen­ nockenrad 8 ist mit einer Kurbelwelle 7 gekuppelt, die drehbar in dem Zylinderblock 1 gelagert ist.

Bezug nehmend auf Fig. 2 ist eine Leerlauf-Zwischenrad­ anordnung bzw. Vorgelege 10 mit einem Zahnrad bzw. Kettenrad 10 a von verhältnismäßig großem Durchmesser und einem Zahnrad bzw. Kettenrad 10 b von verhältnismäßig kleinem Durchmesser versehen. Das Vorgelege 10 ist drehbar an einer Endwand 2 a des Zylinderkopfes 2 durch eine Vorgelege-Montageschraube 11 gelagert, die in eine Vorgelegewelle 10 c eingesetzt ist. Eine Nabe 2 b ist auf der Rückseite der Endwand 2 a gebildet, in der die Vorgelege-Befestigungsschraube 11 befestigt ist und ist einem Motorkühlkanal 12 zugewandt.

Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich ist, verbindet ein Zahnriemen oder eine Zeitgeber-Kette 13 in antreibender Verbindung das Kurbelwellenkettenrad 8 und das große Vorgelegekettenrad 10 a, während eine Nockenwellen-An­ triebskette 14 antreibend das Kettenrad 10 b mit kleinem Durchmesser und die Nockenwellenkettenräder 6 a, 6 b miteinander verbindet. Es sind zwei bewegliche Kettenspanner 15, 16 und zwei feste Kettenspanner 17, 18 vorgesehen.

Der Durchmesser des Kettenrades 10 a mit großem Durchmesser ist doppelt so groß wie derjenige des Kurbelwellenkettenrades 8, so daß das Vorgelegegetriebe 10 mit einer Drehzahl rotiert, die die Hälfte der Drehzahl der Kurbelwelle 7 beträgt. Andererseits ist der Durchmesser des Kettenrades 10 b mit kleinem Durchmesser ebenso groß wie derjenige der Nockenwellenkettenräder 6 a, 6 b, so daß die Nockenwellen 5 a, 5 b mit der gleichen Drehzahl wie die Drehzahl des Vorgelegegetriebes 10 rotiert.

Das Kettenrad 10 a mit großem Durchmesser hat eine Zeitgebermarkierung 19. Die Markierung 19 und eine Markierung 20 der Zeitgeberkette 13 sind aufeinander ausgerichtet. Andererseits hat das Kurbelwellenketten­ rad 8 eine Zeitgebermarkierung 21. Die Markierung 21 und eine Markierung 22 der Zeitgeberkette 13 sind aufeinander ausgerichtet.

Außerdem hat das Kettenrad 10 b mit kleinem Durchmesser eine Zeitgebermarkierung 23. Die Markierung 23 und eine Markierung 24 der Nockenwellen-Antriebskette 14 sind aufeinander ausgerichtet. Andererseits haben die Nockenwellenkettenräder 6 a, 6 b jeweils Zeitmarkierungen bzw. Zeitgebermarken 25 a, 25 b. Die Marken 25 a, 25 b und die Markierungen 26 a, 26 b der Nockenwellen-Antriebskette 14 sind jeweils aufeinander ausgerichtet.

Wie am besten in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist, sind die beiden Seitenwände 27 mit der Endwand 2 a des Zylinderkopfes 2 verbunden und erstrecken sich im wesentlichen parallel von dieser. Obere und untere Streben 27 d, 27 e verbinden die Seitenwände 27 miteinander. Die obere Strebe 27 d ist mit zwei konkaven Abschnitten 27 f versehen, die bei der Bearbeitung der beiden Lager 2 d für die Nockenwellen 5 a, 5 b mit ausgebildet werden. Die Streben 27 d, 27 e sind voneinander beabstandet und tragen zu einer Verbesserung in der Festigkeit oder Steifigkeit der Seitenwände 27 bei. Die Seitenwände 27 und die obere und untere Strebe 27 d, 27 e, die vorzugsweise einstückig integral ausgebildet sind, wirken zusammen, um einen Montagesitz oder eine Montageanordnung zu bilden, die eine Fensteröffnung 28 gegenüberliegend zu dem Vorgelege 10 umgibt. Eine Breite der Fensteröffnung 28 ist größer als der Durchmesser des Kettenrades 10 a mit großem Durchmesser. Ein Vorgelegedeckel 29 ist abgedichtet auf dem so gebildeten Montagesitz befestigt. Der Vorgelege­ deckel 29 ist mit einer Mehrzahl von Schraubenbohrungen 28 versehen.

Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich ist, erstreckt sich eine Bodenwand 27 c, d.h. eine dritte Wandung, die mit einer Öffnung 34 versehen ist, um die Seitenwände 27 und die untere Strebe 27 e miteinander zu verbinden. Eine Breite der Öffnung 34 ist größer als der Durchmesser des Kettenrades 10 a mit großem Durchmesser. Ein Boden 2 e des Zylinderkopfes 2 und die Bodenwand 27 c, die vorzugsweise integral einstückig ausgebildet sind, wirken zusammen, um eine flache Bodenfläche zu bilden. Ein Deckel bzw. Kettenschutz für die Zeitsteuerkette, der nicht gezeigt ist, ist vorgesehen, um über ein Dichtungsteil in Kontakt mit der Bodenwand 27 c zu sein. Die Seitenwände 27, die obere und untere Strebe 27 d, 27 e und die Bodenwandung 27 c, vorzugsweise integral einstückig ausgebildet, wirken zusammen, um teilweise das Vorgelege 10, die Schraube 11 und den Schaft 10 c zu umgeben.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, wirken die oberen, integralen Endflächen 2 c, 27 a, 27 b des Zylinderkopfes 2, die obere Strebe 27 d und die Seitenwände 27 einstückig integral zusammen, um eine flache Endfläche zu bilden. Eine Umfangswand 31 a eines Nockenwellendeckels 31, der eine flache untere Endseite aufweist, ist vorgesehen, um über ein Dichtungsprofil 30 mit den oberen Endflächen 2 c, 27 a, 27 b verbunden zu werden. Die konvexen Abschnitte 30 a des Dichtungsprofils 30 werden in die entsprechenden konkaven Abschnitte 27 f der oberen Strebe 27 d in abgedichteter Weise eingesetzt. Schrauben 32 und elastische Teile 33 sind vorgesehen, um den Nockenwellendeckel 31 zu befestigen.

Ein Bezugszeichen 35 in Fig. 1 bezeichnet eine Schraubenbohrung, die Bezugszeichen 36 und 37 in Fig. 2 bezeichnen eine Zündkerze bzw. einen Ölkanal und das Bezugszeichen 38 in den Fig. 2 und 4 bezeichnet eine Schraubenbohrung zur Befestigung des Zylinderkopfes 2 mit dem Zylinderblock 1. Bei solch einem Aufbau rotiert während eines Betriebes des Motors das Kettenrad 10 a mit großem Durchmesser in einer Richtung eines Pfeiles B vermittels des Kurbelwellenkettenrades 8 und der Zeitgeberkette 13 entsprechend der Rotation der Kurbelwelle 11 in einer Richtung eines Pfeiles A. Das Ritzel 10 a mit großem Durchmesser dreht sich mit einer Drehzahl, die die Hälfte der Drehzahl der Kurbelwelle 7 beträgt. Das Ritzel 10 b mit kleinem Durchmesser rotiert gemeinsam mit dem Ritzel 10 a mit großem Durchmesser und treibt die Nockenwellenkettenräder 6 a und 6 b über die Nockenwellen-Antriebskette 14 an, so daß die Einlaß- und Auslaßnockenwelle 5 a, 5 b mit der gleichen Drehzahl in einer Richtung eines Pfeiles C rotieren, wie das Ritzel 10 b mit kleinem Durchmesser.

Im Ergebnis rotieren die Einlaß- und Auslaßnockenwelle 5 a, 5 b mit einer Drehzahl, die die Hälfte der Drehzahl der Kurbelwelle 7 beträgt, so daß bei einer vorgegebenen Drehlage bzw. einem bestimmten Kurbelwinkel der Kurbelwelle 7 die Einlaß- bzw. Auslaßventile 3, 4 geöffnet bzw. geschlossen werden.

Als nächstes wird eine Verfahrensweise zum Installieren des Vorgeleges 10 etc. erläutert.

Zuerst werden die Zeitmarkierungen 19 des Kettenrades 10 a mit großem Durchmesser und die Zeitmarkierung 20 der Zeitgeberkette 13 aufeinander ausgerichtet. Das Vorgelege 10 wird fest mit einem bestimmten Werkzeug auf dem oberen Abschnitt des Zylinderblockes 1 festgelegt. Nach dem Einsetzen des Vorgeleges 10 in einen Raum, der durch die Seitenwände 27 und die Bodenwand 27 c gebildet wird, durch die Öffnung 34, wird der Zylinderkopf 2 fest an dem Zylinderblock 1 befestigt.

Als nächstes wird die Vorgelege-Befestigungsschraube 11 an der Endwand 2 a des Zylinderblockes 2 durch die Fensteröffnung 28 hindurch befestigt. Die Zeitmarkierung 23 des Ritzels 10 b mit kleinem Durchmesser und die Zeitmarkierung 24 der Nockenwellen-Antriebskette 14 und ebenfalls die Zeitmarkierungen 25 a, 25 b der Nockenwel­ lenkettenräder 6 a, 6 b und die Zeitmarkierungen 26 a, 26 b der Nockenwellen-Antriebskette 14 werden jeweils aufeinander ausgerichtet. Anschließend werden die Nockenwellen-Kettenräder 6 a, 6 b mit ihrer Einlaß- bzw. Auslaßnockenwelle 5 a, 5 b verbunden.

Da die Breite der Fensteröffnung 28 größer ist als der Außendurchmesser des Kettenrades 10 a mit großem Durchmesser, ist es leicht, eine Montage der Vorgelege- Befestigungsschraube 11 vorzunehmen und eine übereinstimmende und ausgerichtet positionierte Montage der Kettenräder 10 a, 10 b mit großem und kleinem Durchmesser sowie der Ketten 13 und 14 vorzunehmen. Im Ergebnis dessen kann ein Zeitpunkt für das Öffnen und Schließen der Einlaß- und Auslaßventile 3, 4 exakt auf einen bestimmten Wert, bezogen auf die Rotation der Kurbelwelle 7, festgelegt werden.

Die Seitenwände 27 sind integral einstückig mit der Endwand 2 a des Zylinderkopfes 2 ausgebildet und erstrecken sich axial über das Ende des Vorgelegeschaftes 10 c, so daß eine Kontaktfläche des Zylinderkopfes 2 mit dem Vorgelegedeckel 29 außenliegend in bezug auf die Kettenräder 10 a und 10 b mit großem und kleinem Durchmesser angeordnet ist, so daß, selbst wenn Schmieröl, das an den Kettenrädern bzw. Ritzeln 10 a, 10 b anhaftet, durch die Zentrifugalkraft, die durch die Rotation der Kettenräder 10 a, 10 b herbeigeführt wird, verspritzt wird, dieses Spritzöl nicht gegen die Kontaktfläche bzw. Verbindungsfläche geworfen wird, so daß ein Ölaustritt hiervon vermieden wird.

Da die Vorgelege-Montageschraube 11 an der Endwand 2 a des Zylinderkopfes 2 durch die Fensteröffnung 28 befestigt ist und die Schraube 11 nicht verwendet wird, um den Vorgelegedeckel 29 zur Abdeckung der Fenster­ öffnung 28 zu befestigen, ist es möglich, die Leckage von Öl aus den Schraubenöffnungen 29 a des Deckels 29 zu verhindern.

Da die Nabe 2 b an der Rückseite der Endwand 2 a ausgebildet ist, mit der die Vorgelege-Lagerungsschraube 11 befestigt ist, und da sie in den Motorkühlkanal 12 ragt, kann der Vorgelegeschaft 10 c durch die Schraube 11 gekühlt werden, woraus ein verminderter Verschleiß des Schaftes 10 c resultiert.

Die Breite der Öffnung 34 der Bodenwandung 27 c ist größer als der Durchmesser des Kettenrades bzw. Ritzels 10 a mit großem Durchmesser, so daß das Vorgelege 10 mit der Zeitgeberkette 13 in dem Raum aufgenommen werden kann, das durch die Seitenwände 27 und die Bodenwand 27 c gebildet wird, wenn der Zylinderkopf 2 an dem Zylinderblock 1 befestigt wird; hieraus resultiert eine Verminderung der Zeit, die zur Montage des Zylinderkopfes 2 erforderlich ist.

Die schließlich die oberen Endflächen 2 c, 27 a, 27 b des Zylinderkopfes 2, der oberen Strebe 27 d und der Seitenwände 27 b zusammenwirken, um eine integrale flache Endfläche zu bilden und die Umfangswand 31 a des Nockenwellendeckels 31 eine flache Endfläche besitzt, werden der Zylinderkopf 2 und der Nockenwellendeckel 31 durch den einzigen Dichtungsstreifen 30 abgedichtet miteinander verbunden, der eine Form hat, die entsprechend den oberen Endflächen 27 a, 27 b gebildet ist.

Claims (5)

1. Verbrennungsmotor mit einem Zylinderkopf, der eine Endwand besitzt, einem Leerlauf-Vorgelegegetriebe, einer Einrichtung zum drehbaren Lagern des Vorgeleges, wobei die Vorgelege-Lagerungseinrichtung fest an dem Zylinderkopf befestigt ist und sich von der Endwand aus erstreckt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (27, 27 b, 27 e, 27 c) zum teilweisen Umhüllen des Vorgeleges (10) und der Vorgelege-Lagerungseinrichtung (11),
wobei die Einrichtung zum teilweisen Umgeben des Vorgeleges (10) und der Vorgelege-Lagerungseinrichtung (11) zwei Seitenwände (27) aufweist, die sich im wesentlichen parallel von der Endwand (2 a) erstrecken, eine Fensteröffnung (28) aufweist, eine erste Strebe (27 d) aufweist, die sich zwischen den beiden Seitenwänden (27) erstreckt und diese miteinander verbindet, eine zweite Strebe (27 e) aufweist, die sich zwischen den beiden Seitenwänden (27) erstreckt und diese miteinander verbindet, wobei die zweite Strebe (27 e) von der ersten Strebe (27 d) beabstandet ist, die erste Strebe (27 d), die zweite Strebe (27 e) und die Seitenwände (27) miteinander zusammenwirken, vorzugsweise integral einstückig ausgebildet sind, um einen Montagesitz zu bilden, der sich erstreckt, um die Fensteröffnung (28) zu umgeben, mit einem Deckel (29), der lösbar auf dem Montagesitz befestigt ist, um die Fensteröffnung (28) abzudecken, wodurch ein Getriebe­ geräusch, das von dem Vorgelege (10) ausgeht, durch die Einrichtung (27, 27 d, 27 e, 27 c) zum teilweisen Umgeben des Vorgeleges und durch den Deckel (29) unterdrückt ist und eine Einstellung bei der Montage des Vorgeleges (10) ohne Schwierigkeiten durch die Fensteröffnung (28) hindurch möglich ist.

2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum teilweisen Umgeben des Vorgeleges (10) eine dritte Wand (27 c) aufweist, die die beiden Seitenwände (27) und die zweite Strebe (27 e) miteinander verbindet, wobei die dritte Wandung (27 c) eine zweite Öffnung (34) aufweist, die groß genug ist, um das Einsetzen des Vorgeleges (10) zu erlauben.

3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkopf (2) einen Nabenabschnitt aufweist, an dem die Drehlagerungsein­ richtung für das Vorgelege (10) befestigt ist.

4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Endflächen (2 c, 27 a, 27 b) des Zylinderkopfes (2), der ersten Strebe (27 d) und der beiden Seitenwände (27) miteinander zusammenwirken, vorzugsweise integral einstückig ausgebildet sind, um eine flache Endfläche zu bilden.

5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite bzw. Fläche des Zylinderkopfes (2) und die zweiten Endflächen der zweiten Strebe und der beiden Seitenwände zusammenwirken, vorzugsweise integral einstückig ausgebildet sind, um eine Flachfläche zu bilden.