DE69934533T2

DE69934533T2 - Viertakt-Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE69934533T2
Application number: DE69934533T
Authority: DE
Inventors: Hironao c/o Yamaha Hatsudoki K. K. Iwata-shi Takahashi
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2007-07-26
Anticipated expiration: 2019-03-27
Also published as: DE69934533D1; EP0945598A2; EP0945598B1; EP0945598A3; JPH11280541A; US6076492A; JP4036401B2

Description

Diese Erfindung betrifft eine Viertakt- Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Zylinderkopf, einer Nockenwelle auf einer Lufteinlassseite und einer Nockenwelle auf einer Auslassseite des Motors, und einer veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung, die an wenigstens einer der Nockenwellen eingesetzt ist, wobei ein Ölsteuerungsventil für die veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung vorgesehen ist, und dieses Ölsteuerungsventil durch einen Wandabschnitt des Zylinderkopfes vorspringt und es teilweise zu der Außenseite des Zylinderkopfes freigelegt ist.
Eine solche Viertakt- Brennkraftmaschine ist z.B. aus U.S. 5.184.581 und EP 0356162 bekannt.
Grundsätzlich ist bei einem Viertaktmotor, bei dem ventilbetätigende Nockenwellen, die durch die Drehung einer Kurbelwelle angetrieben werden, jeweils über den Lufteinlassventilen und Auslassventilen vorgesehen sind, eine veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung (VVT), welche den Phasenwinkel der Nockenwelle relativ zum Nockenwellen- Kettenrad durch hydraulische Steuerung mit einem Ölsteuerungsventil variiert, an wenigstens einer der Nockenwellen auf der Lufteinlass- und/oder Auslassseite eingesetzt, um damit die Zeitpunktsteuerung zu variieren, mit der die Lufteinlass- und/oder Auslassventile entsprechend des Betriebszustandes des Motors geöffnet und geschlossen werden.
Bei einem Viertaktmotor, der wie oben erwähnt mit einer veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung ausgerüstet ist, wird jeder Versuch, ein Ölsteuerungsventil zur Zuführung von Öl zu der veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung an dem Nockenwellen- Lagerungsteil des Zylinderkopfes in der Nähe der veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung anzubringen, dazu führen, dass sich die Breite des besagten Nockenwellen-Lagerungsteils vergrößert, so dass der Motor als Ganzes in der Ausdehnung von vom nach hinten, d.h. in der axialen Richtung der Nockenwelle länger wird.
Mit anderen Worten, da das Nockenwellen- Lagerungsteil an der Stirnseite des Motors liegt und einstückig mit dem Zylinderkopf gebildet ist, vergrößert sich die gesamte Ausdehnung des Motors von vom nach hinten durch den Abstand zwischen der veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung und den Zylinderkopfschrauben – die den Zylinderkopf mit dem Zylinderblock in der Nähe der von besagtem Nockenwellen-Lagerungsteil entfernt liegenden Stirnseite des Motors verbinden – und zwar um einen Betrag, welcher der Vergrößerung der Breite (Ausdehnung von vorn nach hinten) des Nockenwellen- Lagerungsteils entspricht, welches sich an der Stirnseite des Motors befindet.
Wenn darüber hinaus ein Versuch unternommen wird, das Nockenwellen- Lagerungsteil, welches sich an der Stirnseite des Motors befindet, an der das Ölsteuerungsventil angebracht ist, mit der Anbringungsposition der Zylinderkopfschraube in der Draufsicht zu überlappen, z.B. indem die Zylinderkopfschrauben durch das besagte Nockenwellen-Lagerungsteil hindurchführen, dann vergrößert sich der Abstand zwischen den Zylinderkopfschrauben und der veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung nicht. Jedoch kann das Nockenwellen- Lagerungsteil leicht deformiert werden, wenn die Zylinderkopfschrauben fest angezogen werden. Es kann deshalb nicht sichergestellt werden, dass die Zylinderkopfschrauben sicher genug festgezogen sind, um eine feste Verbindung zwischen Zylinderkopf und Zylinderblock zu gewährleisten.
Der Antragsteller hat eine Lösung dieser Probleme untersucht, wobei ein Nockenwellen- Lagerungsteil mit einem Ölsteuerungsventil und seinen zugehörigen Ölkanälen als ein Nockenwellenträger geformt ist, welcher ein vom Zylinderkopf separates Bauteil darstellt. Der Nockenwellenträger ist so oberhalb der Zylinderkopfschrauben, die den Zylinderkopf mit dem Zylinderblock verbinden, mit dem Zylinderkopf verbunden dass er die Zylinderkopfschrauben in der Draufsicht überlappt. Dadurch kann die Zylinderkopfschraube sicher festgezogen werden, während eine Vergrößerung der Gesamtlänge des Motors von vorn nach hinten vermieden wird.
Jedoch wird die Wartungsfreundlichkeit des Ölsteuerungsventils beeinträchtigt, wenn das Ölsteuerungsventil an einem Nockenwellenträger innerhalb der Nockenkammer befestigt wird, die von der Zylinderkopfabdeckung umschlossen ist, so dass sich das gesamte Ölsteuerungsventil innerhalb der Nockenkammer befindet. Wenn das Ölsteuerungsventil so an dem Nockenwellenträger befestigt ist, dass sein Oberteil durch die Zylinderkopfabdeckung ragt, dann muss ein spezielles Dichtungselement in dem Abschnitt der Zylinderkopfabdeckung vorgesehen sein, in dem das Ölsteuerungsventil eingesetzt ist.
Wenn das Ölsteuerungsventil so an dem Nockenwellenträger befestigt ist, dass es in abgedichteter Weise durch die Zylinderkopfabdeckung geführt wird, so wird das Ölsteuerungsventil teilweise von der Zylinderkopfabdeckung gehalten. Da die Zylinderkopfabdeckung anfällig für Vibrationen ist, führt dies darüber hinaus zu Vibrationen des Ölsteuerungsventils relativ zu dem Nockenwellenträger. Daraus resultiert die Gefahr, dass der Ventilabschnitt des Ölsteuerungsventils, der an dem Nockenwellenträger befestigt ist, nachteilig beeinflusst wird.
Hinsichtlich einer Viertakt- Brennkraftmaschine wie oben erwähnt und aus U.S. Patent 5.184.581 bekannt, ist es ein Gegenstand der Erfindung, eine Viertakt- Brennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen, bei der die Gesamtlänge des Motors gering gehalten wird und Wartungsarbeiten am Ölsteuerungsventil vereinfacht werden.
Der Gegenstand der Erfindung wird in efinderischer Weise verwirklicht, indem ein solcher Motor, wie oben erwähnt, folgendes aufweist: ein Nockenwellen- Lagerungsteil, welches wenigstens eine Nockenwelle in der Nähe der veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung lagert und vom Zylinderkopf separat ist, wobei das Nockenwellen-Lagerungsteil so mit dem Zylinderkopf verbunden ist, dass es wenigstens eine Zylinderkopfschraube, die den Zylinderkopf mit einem Zylinderblock verbindet, in der Draufsicht überlappt, wobei das Nockenwellen- Lagerungsteil ein Zapfenlagerungsteil für das Lagern eines Nockenwellenabschnitts und ein Ventilbefestigungsteil für das Ölsteuerungsventil aufweist, wobei das Ventilbefestigungsteil in axialer Richtung der Nockenwelle gesehen außerhalb des Umfangs des Zapfenlagerungsteils angeordnet ist, und wobei der Wandabschnitt des Zylinderkopfes, durch den das Ölsteuerungsventil ragt, ein Wandabschnitt ist, der sich entlang der Nockenwelle erstreckt.
Bei diesem Aufbau, insbesondere wenn das Ölsteuerungsventil durch einen Wandabschnitt des Zylinderkopfes ragt, der sich entlang der Nockenwelle erstreckt, kann die Gesamtlänge des Zylinderkopfes kurz gehalten werden, da der vorspringende Teil des Ölsteuerungsventils angeordnet werden könnte, indem ein spezielles Ventilbefestigungsteil an der Seitenwand des Zylinderkopfes vorgesehen ist, wodurch sich die Gesamtlänge des Motors nicht vergrößert.
Andere vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen detaillierter erläutert, welche bevorzugte Ausführungsbeispiele zeigen.
1 ist eine Draufsicht eines Viertakt- Mehrzylindermotors gemäß eines Ausführungsbeispiels des Viertaktmotors, der mit einer veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist, wobei hier die Umgebung der Stirnseite des Motors gezeigt ist, bei dem die Zylinderkopfabdeckung abgenommen und die Lufteinlass- und die Auslassventile sowie die Zündkerzen entfernt sind.
2 ist eine Draufsicht, die einen Teilschnitt parallel zur Oberseite des Zylinderkopfes durch die veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung und die Nockenwellen zeigt, wobei von den in 1 dargestellten Bauteilen noch die Nockenwellendeckel und die Kettenführung weggelassen wurden.
3 ist eine Vorderansicht eines Nockenwellenträgers, der das vordere Ende der Lufteinlass- Nockenwelle zeigt, an der eine veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung eingesetzt ist, zusammen mit den in 1 gezeigten Teilen des Motors, womit die Struktur dieses Nockenwellenträgers verdeutlicht wird.
4 ist eine Draufsicht des in 3 gezeigten Nockenwellenträgers.
5 ist eine erläuternde Vorderansicht, die zeigt, wie die einzelnen in 1 gezeigten Teile des Motors miteinander verbunden sind.
6 ist eine erläuternde Seitenansicht, die zeigt, wie die einzelnen in 5 gezeigten Teile miteinander verbunden sind.
7 ist eine Schnittdarstellung entlang der in 1 angedeuteten Linie A-A, die zeigt, wie die Kettenführung, welche die Oberseite des Nockenwellenträgers mit der Oberseite des Zylinderkopfes verbindet, befestigt ist.
8 ist eine erläuternde Vorderansicht der Motorteile aus 1, welche zeigt, wie der Ölfilter und das Ölsteuerungsventil angeordnet sind, und welche ferner die Ölkanäle zeigt, durch die jeder Nockenwelle Öl vom Zylinderblock zugeführt wird.
9 ist eine Draufsicht eines Fünfventil- Mehrzylindermotors gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wobei hier die Umgebung der Stirnseite des Motors gezeigt ist, bei dem die Zylinderkopfabdeckung abgenommen und verschiedene Teile wie zum Beispiel die Lufteinlass- und -auslassventile, Zündkerzen, Nockenwellendeckel und Kettenführung entfernt sind.
10 ist eine erläutemde Seitenansicht, welche die Achsen der Lufteinlassventile und die Achse des Ölsteuerungsventils auf der Lufteinlassseite zeigt, wobei die in 9 gezeigten Teile des Motors dargestellt sind.
1 ist eine Draufsicht der stirnseitigen Umgebung eines Vierventil- Mehrzylindermotors gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In der Zeichnung sind die Zylinderkopfabdeckung abgenommen und die Lufteinlass- und Auslassventile sowie die Zündkerzen entfernt. 2 zeigt dieselbe Anordnung wie 1, allerdings ohne Nockenwellendeckel und Kettenführung. Die Zeichnung ist eine Teilschnittdarstellung der veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung und der Nockenwellen entlang der Oberseite des Zylinderkopfes.
Im Zylinderkopf 1 des Vierventil- Mehrzylindermotors, bei dem zwei Lufteinlassventile und zwei Auslassventile pro Verbrennungskammer in jedem Zylinder vorgesehen sind, befindet sich eine zylindrische Öffnung 2 zur Befestigung der Zündkerze mittig in jedem Verbrennungskammer- Deckplattenteil jedes Zylinders, sowie zwei zylindrische Öffnungen 3 zur Montage der Lufteinlassventile und zwei zylindrische Öffnungen 4 zur Montage der Luftauslassventile an dessen beiden Seiten.
Eine Lufteinlass- Nockenwelle 5 zum Antrieb der Lufteinlassventile befindet sich oberhalb einer jeden Öffnung 3, 3 im Zylinderkopf 1 zur Aufnahme der Lufteinlassventile. Eine Auslass- Nockenwelle 6 zum Antrieb der Auslassventile befindet sich oberhalb einer jeden Öffnung 4, 4 zur Aufnahme der Luftauslassventile. Diese Nockenwellen sind mit einem Abstand zueinander und parallel zur Anordnungsrichtung der Zylinder (d.h. in Richtung der Kurbelwellenachse), aber senkrecht zur Achse der einzelnen Zylinder angeordnet.
Zur Lagerung dieser Nockenwellen 5 und 6 sind Nockenwellen- Lagerungsteile 7, 7 – die an der Oberseite der unteren Hälfte des Zapfenlagerungsteils ausgebildet sind – beide einstückig als Teil des Zylinderkopfes 1 auf beiden Seiten der Öffnungen 2 für die Aufnahme der Zündkerzen in jedem Zylinder geformt, d.h. zwischen den Öffnungen 3, 3 zur Aufnahme der jeweiligen Lufteinlassventile und zwischen den Öffnungen 4, 4 zur Aufnahme der jeweiligen Auslassventile, wie in 2 gezeigt ist.
Jeder Nockenwellendeckel 8, 8 ist durch Eindrehen einer Schraube, die durch den Nockenwellendeckel 8 hindurch in eine Gewindebohrung in dem Nockenwellen-Lagerungsteil 7 reicht, mit jedem Nockenwellen- Lagerungsteil 7, 7 auf beiden Seiten der Öffnung 2 zur Aufnahme der Zündkerze fest verbunden, wie in 1 gezeigt ist. Jede Nockenwelle 5, 6 ist zwischen der unteren Hälfte eines Zapfenlagers, die an der Oberseite des Nockenwellen- Lagerungsteils 7 ausgebildet ist, und der oberen Hälfte eines Zapfenlagers, die an der Unterseite des Nockenwellendeckels 8 ausgebildet ist, drehbar gelagert.
Der vordere Teil der Auslass- Nockenwelle 6 ist zwischen einem Nockenwellen-Lagerungsteil 9, das mit der Stirnseite des Zylinderkopfes 1 fest verbunden ist, und einem darüber liegenden Nockenwellendeckel 10 drehbar gelagert. Ein Nockenwellen-Kettenrad 11 ist mittels einer Schraube 12 fest mit der Stirnseite der auslassseitigen Nockenwelle 6 verbunden.
Der vordere Teil der Lufteinlass- Nockenwelle 5 ist zwischen einem Nockenwellen-Lagerungsteil 13, das mit der Stirnseite des Zylinderkopfes 1 fest verbunden ist, und einem darüber liegenden Nockenwellendeckel 14 drehbar gelagert. Eine veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung 20 mit einem um ihren äußeren Umfang herum befindlichen Nockenwellen- Kettenrad 15 ist mittels einer Schraube 16 fest mit der Stirnseite der lufteinlassseitigen Nockenwelle 5 verbunden.
Eine Endlos- Steuerkette 17 ist um das um den äußeren Umfang der veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung 20 herum befindliche Nockenwellen- Kettenrad 15 und das Nockenwellen- Kettenrad 11, das an der Stirnseite der auslassseitigen Nockenwelle 6 befestigt ist, sowie um ein Antriebsrad (nicht gezeigt) gelegt. Wenn sich die Steuerkette 17 durch das Antriebskettenrad angetrieben entsprechend der Drehung der Kurbelwelle bewegt, werden die Lufteinlass- Nockenwelle 5 und die Auslass- Nockenwelle 6 entsprechend über die veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung 20 bzw. das Nockenwellen- Kettenrad 11 drehbar angetrieben, so dass die Lufteinlass- und Auslassventile des Motors zu vorgeschriebenen Zeitpunkten entsprechend der Drehung der Nockenwellen 5 und 6 geöffnet bzw. geschlossen werden.
Wie in 6 gezeigt ist, ist der Bereich oberhalb des Zylinderkopfes 1, einschließlich des von der veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung 20 besetzten Bereichs, mittels einer Zylinderkopfabdeckung 18 abgedeckt, und unterhalb der Zylinderkopfabdeckung 18 ist die Stirnseite des Motors, an der sich die Steuerkette 17 befindet, außerdem durch eine Kettenabdeckung 19 abgedeckt, die sich über einen Bereich von dem Zylinderkopf 1 zum Zylinderblock (nicht gezeigt) erstreckt.
Die veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung 20, die an der Stirnseite der Lufteinlass-Nockenwelle 5 befestigt ist, ist von hinlänglich bekanntem Aufbau. Wie in 2 gezeigt ist, sind das Abdeckteil 21 und das Augenteil 22 dieser Vorrichtung 20 durch eine Schraube 16 fest mit der Stirnseite der Lufteinlass- Nockenwelle 5 verbunden, und das Gehäuseteil 23 ist so vorgesehen, dass es sich relativ zum Augenteil 22 drehen kann, wobei das Kettenrad 15 einstückig an der Außenseite des Gehäuseteils 23 mit diesem verbunden ist.
Innerhalb des Gehäuses 23 ist um das Augenteil 22 herum ein Kolben 24 so vorgesehen, dass er sich entlang der axialen Richtung der Nockenwelle 5 bewegen kann, während er mit einem Schiebekeil an der Außenseite des Augenteils 22 befestigt bleibt. Der Kolben 24 greift in ein Schraubengewinde an der Innenfläche des Gehäuses 23. Der Kolben 24 kann somit am Augenteil 22 entland gleiten ohne sich zu drehen, und er bewegt sich spiralförmig relativ zum Gehäuse 23. Der Kolben 24 wird von einer Spiralfeder 25, die sich zwischen ihm selbst und dem Augenteil 22 befindet, gegen das Abdeckteil 21 gedrückt.
Der Hohlraum innerhalb des Gehäuses 23 wird durch den Kolben 24 in zwei Ölkammern 26, 27 geteilt, wobei ein Ölkanal 28, der sich von der Lufteinlass- Nockenwelle 5 durch das Augenteil 22 hindurch erstreckt mit der Ölkammer 26 verbunden ist, und ein Ölkanal 29, der sich von der Lufteinlass- Nockenwelle 5 durch das Augenteil 22 hindurch erstreckt mit der Ölkammer 27 verbunden ist. Ein Ölsteuerungsventil 30, welches weiter unten beschrieben wird, führt einem dieser Ölkanäle 28, 29 Öl zu und lässt Öl aus dem jeweils anderen der beiden Ölkanäle abfließen.
Mit einer derart aufgebauten veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung 20, wird der Kolben 24 entlang des Augenteils 22 verschoben, wenn Öl durch die Ölkanäle 28, 29 einer der Ölkammern 26, 27 zugeführt wird und aus der anderen abfließt. Dadurch bewegt sich der Kolben 24 in axialer Richtung der Nockenwelle 5 und dadurch dreht sich das Gehäuse 23 relativ zum Augenteil 22.
Dies führt zu einer Änderung des Phasenwinkels zwischen dem Nockenwellen-Kettenrad 15, das einstückig mit dem Gehäuse 23 der veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung 20 verbunden ist, und der Lufteinlass- Nockenwelle 5, die fest mit dem Augenteil 22 verbunden ist. Da der Phasenwinkel zwischen der Lufteinlass- Nockenwelle 5 und dem Nockenwellen- Kettenrad 15 dadurch geändert wird, wird der Zeitpunkt, zu dem die Lufteinlassventile durch die Drehung der Lufteinlass- Nockenwelle 5 geöffnet und geschlossen werden, entsprechend des Betriebszustandes des Motors entweder nach vorn verschoben oder verzögert.
Bei dem Viertaktmotor gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem wie oben beschrieben eine veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung 20 an der Stirnseite der Lufteinlass- Nockenwelle 5 eingesetzt ist, ist das Nockenwellen- Lagerungsteil 9 – welches das vordere Ende der auslassseitigen Nockenwelle 6 lagert, an dem ein einfaches Kettenrad 11 befestigt ist – einstückig als Teil des Zylinderkopfes 1 ausgebildet, während das Nockenwellen- Lagerungsteil 13 – welches das vordere Ende der Lufteinlass- Nockenwelle 5 lagert, an dem die veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung 20 eingesetzt ist – als Nockenwellenträger ausgebildet ist, der ein vom Zylinderkopf 1 separates Teil darstellt, welches jedoch fest mit dem Zylinderkopf 1 verbunden ist.
3 und 4 zeigen den Aufbau des Nockenwellen- Lagerungsteils 13, d.h. des Nockenwellenträgers 13, der das vordere Ende der Lufteinlass- Nockenwelle 5 lagert, an dem die veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung 20 eingesetzt ist. 3 ist eine Vorderansicht, und 4 ist eine Draufsicht.
Der Nockenwellenträger 13, der das Nockenwellen- Lagerungsteil für die Lufteinlass-Nockenwelle 5 darstellt, besteht aus einem Zapfenlagerungsteil 31 (untere Hälfte), welches das stirnseitige Zapfenteil der Lufteinlass- Nockenwelle 5 lagert, und – darunter – ein Ventilbefestigungsteil 32 zur Befestigung der Ventilabschnitte des Ölsteuerungsventils 30. In dem Nockenwellenträger 13 befindet sich ferner eine Bohrung 33 zur Positionierung des Nockenwellenträgers 13 in Bezug zum Zylinderkopf 1, Bohrungen 34, 34 zur Positionierung des Nockenwellenträgers 13 in Bezug zum Nockenwellendeckel 14, sowie durchgehende Gewindebohrungen 35, 35 zur Verbindung des Nockenwellenträgers 13 mit dem Zylinderkopf 1, wodurch auch der Nockenwellendeckel 14 befestigt wird.
Ein Ölkanal 37 verbindet den Ölkanal 28 der Lufteinlass- Nockenwelle 5 mit einem ringförmigen Spalt 36 in dem Zapfenlagerungsteil 31. Ein Ölkanal 39 verbindet den Ölkanal 29 der Lufteinlass- Nockenwelle 5 mit einem ringförmigen Spalt 38 in dem Zapfenlagerungsteil 31. Ein Ölkanal 40 zur Zuführung von Schmieröl zu dem Zapfenlagerungsteil 31 ist zwischen dem Zapfenlagerungsteil 31 und dem Ventilbefestigungsteil 32 ausgebildet.
Ferner ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Gewindebohrung 41, die der Anbringung der Kettenführung dient, an der Oberseite des Nockenwellenträgers 13 ausgebildet. An dieser ist die Kettenführung 50 – welche die Steuerkette 17 in dem in 1 und 7 gezeigten Zustand führt – so befestigt, dass sie sich von der Oberseite des Nockenwellenträgers zur Oberseite des Zylinderkopfes 1 hin erstreckt.
5 und 6 sind Ansichten der Stirnseite des Motors, an welcher der Nockenwellenträger 13 wie oben beschrieben fest mit dem Zylinderkopf 1 verbunden ist, die zeigen wie die einzelnen Teile miteinander in Verbindung stehen. 5 ist dabei eine Vorderansicht und 6 ist eine Seitenansicht. 7 ist eine Schnittdarstellung entlang der in 1 gezeigten Linie A-A, die veranschaulicht, wie der Nockenwellenträger und die Kettenführung miteinander verbunden sind. 8 ist eine Vorderansicht, welche die Anordnung der Ölsteuerungsventile, des Ölfilters, und der einzelnen Ölkanäle zeigt.
Wein 5 gezeigt ist, ist das Nockenwellen- Lagerungsteil 9, welches das vordere Ende der auslassseitigen Nockenwelle 6 lagert, an dem das Nockenwellen- Kettenrad 11 befestigt ist, einstückig als Teil des Zylinderkopfes 1 ausgebildet, während der Nockenwellenträger 13, welcher das vordere Ende der Lufteinlass- Nockenwelle 5 lagert, an dem die veränderbare Ventilzeitpunkfvorrichtung 20 eingesetzt ist, als ein vom Zylinderkopf 1 separates Teil ausgebildet ist. Dieses Teil ist durch einen in die Bohrung 33 ragenden Stift am Zylinderkopf 1 positioniert, und der Nockenwellendeckel 14 ist durch in die Bohrungen 34, 34 ragende Stifte am Nockenwellenträger 13 positioniert.
Nockenwellendeckel 14 und Nockenwellenträger 13 sind durch Schrauben 45, die durch die Durchgangsbohrungen 35, 35 geführt sind, fest mit dem Zylinderkopf 1 verbunden.
Wie in 1 und in 6 gezeigt ist, ist der Nockenwellenträger 13, der mit dem Zylinderkopf 1 in der beschriebenen Weise verbunden ist, so angeordnet, dass er die Zylinderkopfschrauben 46, welche den Zylinderkopf 1 mit dem Zylinderblock (nicht gezeigt) verbinden, in der Draufsicht überlappt. Nachdem die Zylinderkopfschrauben 46 angezogen worden sind, um den Zylinderkopf 1 mit dem Zylinderblock zu verbinden, wird der Nockenwellenträger 13 zusammen mit dem Nockenwellendeckel 14 durch Schrauben 45 an dem Zylinderkopf 1 befestigt.
Darüber hinaus ist entsprechend des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Kettenführung 50, welche die Steuerkette 17 führt, mit Hilfe von Schrauben 51 und 52 an ihrem Befestigungsabschnitt so befestigt, dass sie die Oberseite des Zylinderkopfes 1 mit dem Nockenwellenträger 13 verbindet, welcher, wie in 1 und in 7 gezeigt ist, durch die Schraube 45 an dem Zylinderkopf 1 befestigt ist. Dadurch wird die Verbindung zwischen dem Nockenwellenträger 13 und dem Zylinderkopf 1 verstärkt, so dass sich der Nockenwellenträger 13 nicht nach vorn lehnen kann.
Betreffs des Nockenwellenträgers 13, der wie oben beschrieben mit dem Zylinderkopf 1 verbunden ist, ist der Ventilabschnitt des Ölsteuerungsventils 30 der veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung 20 an dem Ventilbefestigungsteil 32 des Nockenwellenträgers 13 befestigt, wie in 8 gezeigt ist, indem es durch den Wandabschnitt des Zylinderkopfes 1 reicht, so dass Teile des Hauptkörpers zur Betätigung der Ventilteile entsprechend Signalen von der ECU zu der Außenseite des Zylinderblocks 1 vorspringen, in welcher Lage es mit einer Schraube 54 an dem Zylinderkopf 1 befestigt ist. Der eingeführte Teil des Ölsteuerungsventils 30 ist mittels eines gewöhnlichen O-Rings 55 abgedichtet, der sich in dem Wandabschnitt des Zylinderkopfes 1 befindet.
Ein Ölfilter 56, welcher das Öl filtert, das dem Ölsteuerungsventil 30 zugeführt wird, ist in der oben beschriebenen Weise an dem Ölsteuerungsventil 30 befestigt, so dass er teilweise zu der Außenseite des Zylinderkopfes 1 vorspringt, und zwar an einem Abschnitt des Zylinderkopfes 1 unterhalb des Nockenwellenträgers 13. Das von dem Zylinderblock zugeführte Öl wird dem Ölsteuerungsventil 30 durch den Ölfilter 56 zugeführt.
Bei dem Viertaktmotor entsprechend des vorliegenden Ausführungsbeispiels, bei dem das vordere Ende der Lufteinlass- Nockenwelle, an welchem in der oben beschriebenen Weise eine veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung 20 eingesetzt ist, von einem Nockenwellenträger 13 gelagert ist, der als ein vom Zylinderkopf 1 separates Teil ausgebildet ist, kann die Zylinderkopfschraube 46, die den Zylinderkopf mit dem Zylinderblock verbindet, fest angezogen werden, ohne dass der Nockenwellenträger 13 beeinträchtigt wird, an welchem das Ölsteuerungsventil 30 der veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung 20 befestigt ist. Es ist kann damit sichergestellt werden, dass die Zylinderkopfschraube 46 eine sehr feste Verbindung zwischen dem Zylinderkopf 1 und dem Zylinderblock herstellt.
Da der Nockenwellenträger 13 als ein von dem Zylinderkopf 1 separates Teil ausgebildet und so angeordnet ist, dass es die Befestigungsposition der Zylinderkopfschraube 46 in der Draufsicht überlappt, vergrößert sich der Abstand zwischen der Zylinderkopfschraube 46 und der veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung 20 nicht, auch wenn der Nockenwellenträger 13 durch die Befestigung des Ölsteuerungsventils 30 an dem Nockenwellenträger 13 breiter ausgebildet ist, so dass die Gesamtlänge des Motors von vorn nach hinten nicht vergrößert wird.
Hinsichtlich des innerhalb der Nockenwellenkammer befindlichen Nockenwellenträgers 13, dank der Befestigung des Ölsteuerungsventils 30 an dem Nockenwellenträger 13 in der Weise, dass es durch den Wandabschnitt des Zylinderkopfes 1 vorspringt und teilweise zu der Außenseite freigelegt ist, kann das Ölsteuerungsventil 30 einfach gewartet werden, ohne dass die Zylinderkopfabdeckung 18 entfernt werden muss. Darüber hinaus kann der eingeführte Teil des Ölsteuerungsventils 30 einfach mittels eines gewöhnlichen O-Rings 55 abgedichtet werden, so dass kein spezielles Abdichtungselement notwendig ist.
Da das Qlsteuerungsventil 30, welches an dem Nockenwellenträger 13 befestigt ist, auch mit dem Zylinderkopf 1 verbunden ist, kann das Ölsteuerungsventil 30 ferner nicht relativ zum Nockenwellenträger 13 vibrieren, der mit dem Zylinderkopf 1 verbunden ist.
Gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist der Ölfilter 56, der das dem Ölsteuerungsventil 30 zugeführte Öl filtert, ebenfalls derart am Zylinderkopf 1 befestigt, dass er teilweise zu der Außenseite freigelegt ist, so dass auch der Ölfilter 56 leicht gewartet werden kann.
Obgleich hier nur ein Ausführungsbeispiel eines Viertaktmotors mit einer veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie kann beispielsweise auch auf Motoren angewendet werden, die eine andere Zahl an Einlass- und Auslassventilen pro Zylinder aufweisen, oder auf Motoren, bei denen die veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung nicht an der einlassseitigen Nockenwelle, sondern an der auslassseitigen Nockenwelle angebracht ist, oder auf Motoren, bei denen veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtungen sowohl an der einlassseitigen als auch an der auslassseitigen Nockenwelle angebracht sind, wie in 9 gezeigt ist.
9 ist eine Draufsicht, die einen Fünfventilmotor mit drei Lufteinlassventilen und zwei Auslassventilen zeigt. Sowohl an der Lufteinlass- Nockenwelle, als auch an der auslassseitigen Nockenwelle ist je eine veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung angebracht. Die Zeichnung zeigt den Bereich um die Stirnseite des Motors, wobei die Abdeckung abgenommen ist und verschiedene Teile, wie etwa die Lufteinlass- und Auslassventile, Zündkerzen, Nockenwellendeckel und Kettenführung entfernt sind. 10 ist eine Seitenansicht, welche die Achsen des Ölsteuerungsventils 30 und der einzelnen Lufteinlassventile auf der Lufteinlassseite des in 9 gezeigten Motors veranschaulicht.
Bei einem Motor, bei dem, wie in 9 gezeigt ist, sowohl die Lufteinlass- Nockenwelle 5 als auch die auslassseitige Nockenwelle 6 mit je einer veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung ausrüstet ist, ist ein Nockenwellenträger 13, der die jeweiligen vordere Enden sowohl der Lufteinlass- Nockenwelle 5 als auch der auslassseitigen Nockenwelle 6 lagert, als ein vom Zylinderkopf 1 separates Teil ausgebildet. Er ist an der Stirnseite des Zylinderkopfes befestigt, und Ölsteuerungsventile 30 sind an diesem Nockenwellenträger 13 entsprechend auf der Lufteinlassseite und auf der Auslassseite angebracht.
Auf der Lufteinlassseite eines Fünfventilmotors mit drei Lufteinlassventilen und zwei Auslassventilen, wie er in 9 gezeigt ist, wobei ein einziger Zylinder mit drei Lufteinlassventilen ausgestattet ist, sind die Achsen B1 und B3 der seitlichen Lufteinlassventile wie in 10 gezeigt geneigt, so dass sie zu einem Punkt unterhalb der Ventile hin mit der Achse B2 des mittleren Lufteinlassventils konvergieren. Die Achse C des Ölsteuerungsventils 30 auf der Lufteinlassseite ist so geneigt, dass sie von der Achse B1 des benachbarten Lufteinlassventils zu dessen Unterseite hin divergiert, so dass eine Vergrößerung der Gesamtlänge des Motors von vorn nach hinten so gering wie möglich ausfällt, ohne dass das Ölsteuerungsventil 30 mit dem Stößelhalterungsabschnitt des Zylinderkopfes 1 kollidiert, und ohne dass die Befestigungsposition des Ölsteuerungsventils 30 zu nah an der Kettenkammer in dem Wandabschnitt des Zylinderkopfes 1 liegt.
Anders gesagt ist die vom inneren und unteren Ende des Ölsteuerungsventils 30 zu seinem außen liegenden, oberen Ende verlaufende Achse C des Ölsteuerungsventils 30 bezüglich einer Ebene, die rechtwinklig zu den Achsen der Nockenwellen 5, 6 liegt, in Richtung des hinteren Endes des Motors (also von der veränderbaren Ventilzeitpunkt vorrichtung 20 weg) geneigt, wie in 10 dargestellt ist. Darüber hinaus kann die Achse C des Ölsteuerungsventils 30, wie in 5 gezeigt ist, derart geneigt sein, dass sie aufwärts in Richtung Oberseite des Motors von der Mitte des Motors zu seiner Außenseite hin geneigt ist.
Wie oben beschrieben wurde, ist die Achse C bezüglich der Hauptebenen bzw. -achsen des Motors in zwei Richtungen geneigt. Die Neigung der beiden gegenüberliegenden Achsen C auf der Einlass- und der Auslassseite des Motors kann symmetrisch zu einer vertikalen Ebene sein, welche sich mittig zwischen der einlass- und der auslassseitigen Nockenwelle befindet und welche durch die Mittellinien aller Zylinder läuft.
Ferner ist es bei einem mit einer veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüsteten Viertaktmotor selbstverständlich möglich, dass verschiedene konstruktive Modifikationen erfolgen können. Zum Beispiel kann als Nockenwellen- Lagerungsteil, welches das vordere Ende einer Nockenwelle lagert, anstelle eines Nockenwellenträgers, der ein von dem Zylinderkopf 1 separates Teil darstellt, auch eine Anordnung verwendet werden, bei der alle Nockenwellen- Lagerungsteile als ein Bauteil aufgebaut sind, wobei diese leiternartig als ein Nockenwellenträger verbunden sind, der ein von dem Zylinderkopf separates Teil darstellt.
Bei einem mit einer veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüsteten Viertaktmotor ist es möglich, ein Ölsteuerungsventil an dem Nockenwellen- Lagerungsteil der Nockenwelle anzubringen, an der die veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung eingesetzt ist, ohne dass sich die Gesamtlänge des Motors vergrößert oder dass das Festziehen der Zylinderkopfschrauben gefährdet wäre. Es kann ferner sichergestellt werden, dass das Ölsteuerungsventil einfach zu warten ist, indem das Ölsteuerungsventil zu der Außenseite des Motors freigelegt ist, während es sicher in seiner Lage gehalten wird.

Claims

Viertakt- Brennkraftmaschine, aufweisend einen Zylinderkopf (1), eine Nockenwelle (5) auf einer Lufteinlassseite und eine Nockenwelle (6) auf einer Auslassseite des Motors, und eine veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung (20), eingesetzt an zumindest einer der Nockenwellen (5, 6), wobei ein Ölsteuerungsventil (30) für die veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung (20) vorgesehen ist, das Ölsteuerungsventil (30) durch einen Wandabschnitt des Zylinderkopfes (1) vorspringt und teilweise zu der Außenseite des Zylinderkopfes (1) freigelegt ist, gekennzeichnet durch Aufweisen eines Nockenwellen- Lagerungsteiles (13), das zumindest eine Nockenwelle (5, 6) in der Nähe der veränderbaren Ventilzeitpunktvorrichtung (20) lagert und von dem Zylinderkopf (1) separat ist, wobei das Nockenwellen- Lagerungsteil (13) mit dem Zylinderkopf (1) in einer Weise verbunden ist, dass es zumindest einen Kopfbolzen (46), der den Zylinderkopf (1) mit dem Zylinderblock in der Draufsicht verbindet, überlappt, wobei das Nockenwellen- Lagerungsteil (13) ein Zapfenlagerungsteil (31) für das Lagern eines Nockenwellenabschnittes und ein Ventilbefestigungsteil (32) für das Ölsteuerungsventil (30) aufweist, wobei das Ventilbefestigungsteil (32) außerhalb des Umfanges des Zapfenlagerungsteils (31) angeordnet ist, wenn in der axialen Richtung der Nockenwelle (5, 6) gesehen, und wobei der Wandabschnitt des Zylinderkopfes (1), durch den das Ölsteuerungsventil (30) vorspringt, ein Wandabschnitt ist, der sich entlang der Nockenwelle (5, 6) erstreckt.
Viertakt- Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Achse C des Ölsteuerungsventils (30) im Verhältnis zu der Achse von zumindest einer Nockenwelle (5, 6) und/oder der Achse eines Zylinders geneigt ist.
Viertakt- Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr Lufteinlass- und/oder Auslassventile pro Zylinder vorgesehen sind und dass das Ölsteuerungsventil (30) auf der Seite der Nockenwelle verbunden ist, auf der die veränderbare Ventilzeitpunktvorrichtung (20) bei einem geneigten Winkel in solch einer Weise angeordnet ist, dass die Achse des Ölsteuerungsventils (30) von der Achse des benachbarten Lufteinlassventiles oder Auslassventiles in Richtung zu dessen Boden divergiert.
Viertakt- Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zylinder mit drei Lufteinlassventilen versehen ist und dadurch, dass die Achsen (B1 und B3) der Seitenventile in Bezug auf die Achse (B2) des zentralen Ventils geneigt sind, um an einem Punkt unter den Ventilen zusammenzukommen.
Viertakt- Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenwellen- Lagerungsteil (13) mit Durchgangsbohrungen (35) versehen ist, um es an dem Zylinderkopf (1) zu montieren, und das Ventilbefestigungsteil (32) vor oder hinter den Durchgangsbohrungen (35) in Bezug auf die axiale Richtung der Nockenwelle angeordnet ist.
Viertakt- Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Nockenwellen- Lagerungsteil (13) in einer Anlageoberfläche zum Lagern des Ölsteuerungsventils (30) in einer aufwärts geneigten Position endet.
Viertakt- Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilbefestigungsteil (32) auf der Seite der Durchgangsbohrungen (35), gegenüberliegend zu der Ventilzeitpunktvorrichtung (20), montiert an einem Ende der zumindest einen Nockenwelle, angeordnet ist.
Viertakt- Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Nockenwellen (5, 6) jeweils mit einer Ventilzeitpunktvorrichtung (20) und einem Ölsteuerungsventil (30) versehen ist, wobei die Ventilzeitpunktvorrichtungen (20) auf derselben Seite des Zylinderkopfes (1) angeordnet sind, während die jeweiligen Steuerungsventile (30) auf gegenüberliegenden Seiten in Bezug zu den Nockenwellenachsen angeordnet sind.
Viertakt- Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein Kettenführungsteil (50), das eine Nockenkette (17) in einem Abschnitt zwischen einem Kettenrad (11) der Auslassnockenwelle (6), und einem Nockenkettenrad (15) der Einlassnockenwelle (5) führt, wobei es an seinem Be festigungsbasisteil befestigt ist, um die obere Oberfläche des Nockenwellen- Lagerungsteiles (13) und die obere Oberfläche des Zylinderkopfes (1) zu verbinden.
Viertakt- Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölsteuerungsventil (30), verbunden mit dem Nockenwellen- Lagerungsteil (13), auch mit dem Zylinderkopf (1) in einer lösbaren Weise, z. B. durch Schrauben (54) befestigt ist.
Viertakt- Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtungseinrichtung (55) zwischen dem Ölsteuerungsventil (30) und dem Wandabschnitt des Zylinderkopfes (1), durch den das Ölsteuerungsventil nach außen vorspringt, angeordnet ist und dadurch, dass das Abdichtteil (55) ein regelmäßiger O-Ring sein kann.
Viertakt- Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ölfilter (51) zum Filtern von Öl, das zu dem Ölsteuerungsventil (30) zugeführt wird, mit dem Zylinderkopf (1) in solch einer Weise verbunden ist, dass er teilweise an der Außenseite des Zylinderkopfes (1) freigelegt ist.