DE3436426A1

DE3436426A1 - Zylinderkopf fuer eine brennkraftmaschine mit zwei obenliegenden nockenwellen

Info

Publication number: DE3436426A1
Application number: DE19843436426
Authority: DE
Inventors: Keiichi Soka Saitama Kawada; Takahiro Tokio/Tokyo Okuyama; Susumu Kawagoe Saitama Toki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1983-10-04
Filing date: 1984-10-04
Publication date: 1985-05-02
Also published as: DE3436426C2; JPS6079141A; GB2147661B; US4621597A; CA1275017A; GB8425116D0; FR2552820B1; JPH0122464B2; GB2147661A; FR2552820A1

Description

Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen (DOHC-Double Overhead Cam).

Bei einer herkömmlichen vierzylindrigen Brennkraftmaschine vom DOHC-Typ sind Ventilbetätigungsmechanismen vorgesehen, die die Ansaugventile und die Auspuffventile mit der Hilfe von zwei Nockenwellen unabhängig voneinander antreiben und in dem Zylinderkopf angeordnet sind. Dadurch wird die Anzahl der Teile der in dem Zylinderkopf montierten Ventilbetätigungsmechanismen vergrößert und der Aufbau dieser Mechanismen kompliziert gemacht. Aus diesem Grunde wird der Umfang bzw. die Größe des Zylinderkopfes vergrößert. Das Zuvorgesagte trifft insbesondere für vierzylindrige Brennkraftmaschinen vom DOHC-Typ zu, in denen die der Betätigung dienende Bewegung der einzelnen Ventilbetätigungsnocken der beiden Nockenwellen durch Schwingarme, die an ihrem Ende schwenkbar sind, auf die Ansaug- und Auspuffventile übertragen wird, wie dies beispielsweise in der US-PS 3 532 080 und der US-PS 3 722 dargestellt ist. Ein Vorteil besteht dabei darin, daß die Einstellung der Ventilspiele erleichtert wird. Ein Nachteil

besteht jedoch darin, daß die Anzahl der Teile der Ventilbetätigungsmechanismen weiter vergrößert wird, so daß diese Mechanismen noch komplizierter und schwerer werden. Außerdem wird das Ölversorgungssystem für die sich bewegenden Teile der Ventilbetätigungsmechanismen kompliziert, wodurch die Größe und das Gewicht des Zylinderkopfes weiter vergrößert wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen anzugeben, der eine kleinere Größe und ein kleineres Gewicht aufweist, als bekannte Anordnungen, ohne daß er eine geringere Festigkeit bzw. Widerstandsfähigkeit aufweist.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zylinderkopf für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen, wobei der Zylinderkopf eine Verbrennungskammer für den Zylinder oder für jeden Zylinder, in die sich Ansaug- und Auspuffventilöffnungen öffnen, Ansaug- und Auspufföffnungen, die mit den Ventilöffnungen in Verbindung stehen, Ventilträgerbereiche, die die Ansaug- und Auspuffventile für die Ansaug- und AuspuffÖffnungen gleitbar halten, und Lagerbereiche aufweist, die die beiden Nockenwellen der 'Ventilbetätigungsmechanismen drehbar halten, um die Ansaug- und Auspuffventile zu öffnen und zu schließen. Ein mittlerer Block ist einstückig in dem Zylinderkopf derart ausgebildet, daß er sich oberhalb der Verbrennungskammer oder jeder Verbrennungskammer erstreckt und zwischen

go den Lagerbereichen für die Ansaug- und Auspuffnockenwellen vorgesehen ist. Der mittlere Block weist einen mittleren Aufnahmezylinder zur Aufnahme einer Zündkerze, Ansaug- und Auspuffschwingarme lagernde Trägerbereiche an entsprechenden lateralen Seiten des Aufnahmezylinders, ein Paar von Hauptölversorgungsdurchgängen, die sich in Längsrichtung der Kurbelwelle der Maschine an den entsprechenden

lateralen Seiten des Aufnahmezylinders erstrecken, und eine Einrichtung auf, die jeden Hauptölversorgungsdurchgang mit dem den Schwingarm lagernden Trägerbereich und dem die Nokkenwelle lagernden Bereich an der entsprechenden lateralen Seite verbindet, um die einen Schwingarm lagernden Bereiche und die eine Nockenwelle lagernden Bereiche zu schmieren.

Im folgenden wird nun eine Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigt: 10

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Zylinderkopf, wobei die Nockenwellen und die Ventilbetätigungsmechanismen zur klareren Darstellung entfernt sind;

Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Aufsicht, wobei die Nockenwellen und die Ventilbetätigungsmechanismen eingebaut sind;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Ventile und der Betätigungsmechanismen, wobei in der Ansicht dargestellte Bereiche im wesentlichen entlang der Linie III-III der Figur 2 angeordnet sind; Fig. 4 eine Seitenansicht, die im wesentlichen entlang der Linie IV-IV der Figur 2 verläuft;

Fig. 5 eine Seitenansicht, die im wesentlichen entlang der Linie V-V der gO Figur 2 verläuft;

Fig. 6 eine Seitenansicht, die im wesentlichen entlang der Linie VI-VI der Figur 1 verläuft;

Fig. 7 eine Aufsicht auf einen Schnitt, der im wesentlichen entlang der Linie

VII-VII der Figur 5 verläuft.

Bei der im folgenden im Zusammenhang mit den Figuren beschriebenen Ausführungsform handelt es sich um eine Brennkraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen, vier Ventilen, vier Zylindern und vier Motortakten. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch im Zusammenhang mit Maschinen angewendet werden, die mehr oder weniger Ventile und Zylinder aufweisen.

Wie dies in den Figuren 1 bis 4 dargestellt ist, sind vier Verbrennungskammern 1, die den einzelnen Zylindern entsprechen, im Bodenteil eines rechtwinkligen Zylinderkopfes H in einer Reihe entlang der Richtung einer Längsachse L₁-L₁, d.h. entlang der Achse der Kurbelwelle, angeordnet. Die unteren öffnungen dieser Verbrennungskammern 1 sind den Köpfen der Kolben zugewandt, die in die Zylinder eines Zylinderblocks (nicht dargestellt) in herkömmlicher Weise eingepaßt sind.

Jede Verbrennungskammer 1 weist eine Deckenwand 2 auf, die durch einen in Längsrichtung winkelförmigen Teil gebildet wird, wie dies in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. An einer Seite jeder Deckenwand 2 sind zwei Ansaugventilöffnungen 3 vorgesehen, die zueinander in der Richtung der Länge der Kurbelwelle ausgerichtet sind. An der anderen Seite weist jede Deckenwand 2 zwei Auspuffventilöffnungen 4 auf, dieebenfalls in der Richtung der Kurbelwelle zueinander ausgerichtet sind. Die beiden Ansaugventilöffnungen 3 und die beiden Auspuffventilöffnungen 4 sind symmetrisch zu einer Mittellinie L₃-L₃ des Zylinders angeorndet. Jede Ansaugventilöffnung 3 steht mit einer Ansaugöffnung 5 in Verbindung, die sich quer zum Zylinderkopf H erstreckt und in einer Seitenfläche (rechte Seite der Figur 3) des Zylinderkopfes öffnet. Jede Ventilöffnung 4 steht mit einer Auspuff öffnung 6 in Verbindung, die sich quer zum Zylinderkopf H in der entgegengesetzten Richtung erstreckt und sich in der anderen Seitenfläche (linke Seite der Figur 3) des Zy-

linderkopfes öffnet.

Jede Ansaugöffnung 5 weist in ihrer oberen Wand einen Ventilträqerbereich 9 auf, der ein Ansaugventil· 7 trägt, das dazu dient, um die zuvor genannte Ansaugventilöffnung 3 zu öffnen und zu schließen. In dem Ventilträgerbereich 9 ist ein Ventilaufnahmeloch 10 angeordnet, in dem eine Führungsbuchse 11 durch einen Preßsitz angeordnet ist. Der Stößel 7a des Ansaugventiles 7 ist gleitbar in die Führungsbuchse 11 von der Seite der Verbrennungskammer her eingepaßt, so daß sein Tellerventilteil 7b auf der zuvor genannten Ansaugventilöffnung 3 sitzt. Der Ventilträgerbereich 9 weist einen Federsitz 12 auf, auf dem ein unteres Federsitzteil 13 angeordnet ist, an dem eine Ventilfeder 14 angreift, die den genannten Stößel 7a umgibt. Das obere Ende der Ventilfeder 14 sitzt auf einem oberen Federsitzteil 15, das am oberen Ende des zuvor genannten Stößels 7a zurückgehalten wird, so daß die Ventilfeder 14 das Ansaugventil 7 in der Schließrichtung vorspannt.

In einer ähniichen Weise ist in der oberen Wand jeder Auspuff Öffnung 6 ein ein Auspuffventil 8 tragender Trägerbereich 16 vorgesehen, wobei das Auspuffventil dazu dient, die Auspuffventilöffnung 4 zu öffnen und zu schließen. In dem Ventilträgerbereich 16 ist ein Ventilaufnahmeloch 17 angeordnet, in dem eine Führungsbuchse 18 durch einen Preßsitz eingebracht ist. Der Ventilstößel 8a des Auspuffventiles ist gleitbar in die Führungsbuchse 18 von der Seite der Verbrennungskammer her eingepaßt, so daß sein Tellerventilteil 8b auf der zuvor genannten Auspuffventilöffnung 4 sitzt. Der Ventilträgerbereich 16 weist einen Federsitz auf, an dem ein unteres Federsitzteil 20 positioniert ist, an dem eine Ventilfeder 21 angreift, die den zuvor genannten Stößel 8a umgibt. Das obere Ende der Ventilfeder 21 sitzt auf einem oberen Ventilsitzteil 22, das am oberen Ende des genannten Stößels 8a zurückgehalten wird, so daß

die Ventilfeder 21 das Auspuffventil 8 in der Schließrichtung vorspannt.

Wie dies in den Figuren 1 bis 4 dargestellt ist, ist ein mittlerer Blockbereich B des Zylinderkopfes H so angeordnet, daß er sich einstückig aufrecht bzw. senkrecht über jeder Verbrennungskammer 1 erstreckt. Jeder mittlere Block B weist oberhalb der Mitte der entsprechenden Verbrennungskammer 1 einen hohlen Aufnahmezylinder 24 für eine Zündkerze auf, der geradlinig nach oben vorsteht. Jeder Aufnahmezylinder 24 bestimmt innen ein Aufnahmeloch 25 für eine Zuzündkerze, das an seinem oberen Ende geöffnet ist. Das Bodenteil jedes Aufnahmeloches 25 steht mit der entsprechenden Verbrennungskammer 1 über ein mit einem Gewinde versehenes Loch 2 6 in Verbindung, das in der Deckenwand der Verbrennungskammer angeordnet ist. Eine Zündkerze P wird in jedes Aufnahmeloch 25 eingeführt und in den Zylinderkopf H dadurch eingesetzt, daß sein Gewindebereich in das mit dem Gewinde versehene Loch 26 eingeführt wird.

An der entsprechenden Innenseite jedes Aufnahmezylinders 24 sind, wie dies in den Figuren 1 bis 3 dargestellt ist,in dem mittleren Block B ausgebeulte bzw. ausgebauchte Bereiche einstückig so ausgebildet, daß sie auf der Ansaugventilseite zwei Trägerbereiche 27 für Schwingarme, die den beiden Ansaugventilen 7 entsprechen, und an der Auspuffventilseite zwei Trägerbereiche 28 für Schwingarme, die den beiden Auspuffventilen 8 entsprechen, bilden. Die oberen Flächen der beiden Trägerbereiche 27 und 28 sind als geneigte, flache Sitze 27a und 28a ausgebildet, die nach unten in Richtung zur Außenseite geneigt sind. Außerdem weisen diese Trägerbereiche mit Gewinde versehene Bohrungen 2 9 und 3 0 auf, in denen jeweils Trägerteile 31 und 3 2 für Schwingarme eingeschraubt sind. Jeder Trägerbereich 31 weist an seiner oberen Fläche einen zum Teil sphärischen Lagerbereich 31a auf, in den ein

sphärischer Gelenkvorsprung 34a eingreift, der an dem unterem Ende eine Einstellschraube 34 angeordnet ist, die am Basisende eines an seinem Ende schwenkbaren Schwingarmes 33 befestigt ist. Das führende Ende jedes Schwingarmes■33 an der Ansaugseite liegt am oberen Ende des Stößels 7a des entsprechenden Ansaugventiles 7 an. In einer ähnlichen Wiese weist jedes Trägerteil 32 für einen Schwingarm an der Auspuffseite einen zum Teil sphärischen Lagerbereich 32a auf, in den ein sphärischer Vorsprung 36a eingreift, der am unteren Ende einer Einstellschraube 36 ausgebildet ist, die am Basisende eines am Ende schwenkbaren Schwingarmes 35 befestigt ist. Das führende Ende dieses Schwingarmes 35 an der Auspuffseite liegt an dem oberen Ende des Stößels 8a des entsprechenden Auspuffventiles 8 an.

Zwischen den Seiten jedes mittleren Blockes 8 und der Außenwände 4 0 des Zylinderkopfes sind, wie dies in den Figuren 1 und 4 dargestellt ist, eine Mehrzahl von Trägerwänden 41 und 42 für Nockenwellen angeordnet, die in der Richtung der Längserstreckung der Kurbelwelle voneinander beabstandet sind und in Querrichtung verlaufen. Die Trägerwände 41 weisen an einer Seite halbkreisförmige Lagerbereiche 41a auf, die eine eingangsseitige Nockenwelle 38 tragen. Die Trägerwände 42 an der anderen Seite weisen halbkreisförmige Bereiche 42a auf, die eine ausgangsseitige Nockenwelle 39 tragen. Die eingangsseitige Nockenwelle 3 8 ist drehbar zwischen den zuvor genannten Lagerbereichen 41a und Lagerdeckeln 43 angeordnet, während die auspuffseitige Nockenwelle 3 9 drehbar zwischen Lagerbereichen 42a und Lagerdeckeln 44 angeordnet ist.

Wie dies in allen Figuren dargestellt ist, ist in dem Zylinderkopf H ein Paar von Hauptölversorgungsdurchgängen und 46 ausgebildet, die sich durch den Zylinderkopf in Längsrichtung der Reihe der mittleren Blöcke B, d.h. in der Richtung der Länge der Kurbelwelle, erstrecken, und die

einen Verbindungsöldurchgang 47 kreuzen, der sich in der Mitte der Einheit (Figuren 5 und 6) über die Durchgänge 45 und 46 erstreckt. Dieser Verbindungsöldurchgang 47 steht mit einem ölzufuhrdurchgang 48 in Verbindung, der sich vertikal durch den Zylinderkopf H erstreckt, so daß er mit einer nicht dargestellten ölpumpe in Verbindung steht. Die Enden der Durchgänge 45, 46 und 47, an denen sie sich zu den Außenflächen des Zylinderkopfes H öffnen, sind jeweils mit Stöpseln 49, 50 und 51 verschlossen.

Vom Hauptölversorgungsdurchgang 45 und 46 erstrecken sich, wie dies in der Figur dargestellt ist, abgezweigte Öldurchgänge 52 und 53, wobei sich die Durchgänge 52 in die Lagerfläche der Lagerbereiche 41a an der Eingangsseite öffnen, wohingegen sich die Durchgänge 53 in die Lagerbereiche 42a an der Auspuffseite öffnen.

Wie dies in der Figur 3 dargestellt ist, steht das Paar von Hauptversorgungsdurchgängen 45 und 4 6 direkt mit den ölsümpfen 54 und 55 in Verbindung, die an den unteren Enden der Bohrungen 29 und 3 0 an der Ansaugseite bzw. an der Aus-Duffseite jeweils ausgebildet sind. Diese ölsümpfe 54 und 55 stehen mit den Lagerbereichen_ 31a und 32a der Schwingarme 33 und 35 an der Ansaugseite und an der Auspuffseite über öldurchgänge 5 6 und 57 in Verbindung, die in den Trägerteilen 31 und 32 für die Schwingarme ausgebildet sind.

Wenn die Nockenwellen 38 und 39 sich während des Laufes der Maschine drehen, werden die entsprechenden Schwingarme 33 und 35 in vertikaler Richtung in Schwingungen versetzt, um die Ansaugventile und die Auspuffventile 7, 8 zu vorbestimmten Zeiten zu öffnen und zu schließen. Das Schmieröl von der ölpumpe wird verteilt und über die Durchgänge 48 und 47 an die Hauptölversorgungsdurchgänge 4 5 und 4 6 geliefert, von denen es über die abgezweigten Öldurchgänge 5 2 und 53 zu den Lagerbereichen 41a und 4 2a der Nocken-

wellen 38 und 39 an der Ansaugseite und der Auspuffseite, und über die Ölsümpfe 54 und 55 und die öldurchgänge 56 und 57 an die Lagerbereiche 31a und 32a der Schwingarme 33 und 35 an der Ansaugseite und an der Auspuffseite geliefert wird.

Die Ausführungsform der Erfindung betrifft daher einen Zylinderkopf für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen (DOHC-Typ), bei dem

\q ^eiⁿ mittlerer Block sich über jeder Kammer der Verbrennungskammern zwischen den Lagerbereichen für die Nockenwellen an der Ansaugseite und an der Auspuffseite erstreckt und einen Aufnahmezylinder für eine Zündkerze aufweist. An den entsprechenden Seiten des Aufnahmezylinders sind Lagerbereiche für Schwingarme an der Ansaugseite und an der Auspuffseite vorgesehen. Ein Paar von Hauptölversorgungsdurchgängen erstreckt sich in Längsrichtung der Kurbelwelle an den entsprechenden Seiten der Aufnahmezylinder, um Öl zu den Lagerbereichen der Nockenwellen an

on der Ansaugseite und an der Auspuffseite und zu den Lagerbereichen für die Schwingarme zu liefern. Die Zündkerzen, die Lagerbereiche für die Schwingarme und das Paar der Hauptölversorgungsdurchgänge sind daher im Bereich der genannten mittleren Blöcke konzentriert und die Ventilbetätig.ungsmechanismen, die die zuvor genannten Lagerbereiche für die Schwinarme enthalten, sind zwischen den mittleren Blöcken und den beiden Nockenwellen angeordnet. Da die Einheit der mittleren Blöcke in Längsrichtung durch die Bereiche verstärkt wird, die das Paar der Hauptölversor-

go gungsdurchgänge bilden, kann die Einheit wenigstens teilweise verdünnt werden, so daß die Größe des Zylinderkopfes und dessen Gewicht verringert werden. Außerdem ist der Ölversorgungskreis vereinfacht, weil Schmiermittel durch das Paar der Hauptölversorgungsdurchgänge an die Lagerbe-

₃g reiche für die Schwingarme und die Nockenwellen geliefert wird.

Ein Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen weist einen mittleren Block B auf, an dem einstückig oberhalb jedes Zylinders 1 Bereiche 27, 28 zum Tragen der Lager für die Schwingarme und ein mittleres Loch 25 zur Aufnahme der Zündkerze P ausgebildet sind. Zwei HauptÖlversorgungsdurchgänge 45, 46 sind einstückig in dem Zylinderkopf ausgebildet und erstrecken sich in Längsrichtung an einer Seite der mittleren Löcher 25, um das Schmiermittel an die Lager 31a, 32a für die Schwingarme und an die Lager 41a, 42a für die Nockenwellen an jeder Seite zu liefern.

Claims

-7

Patentanwälte Dipl.-Jnä._H..Weiqkman-hj I>ipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. Α,ΤβΓοκΜΑ-ΝΝ, ^:Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing. H. Liska, Dipl.-Phys. Dr. J. Prechtel

ν. Pk.

8000 MÜNCHEN 86 " 2^ 0Ktt198^t

POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22 TELEFON (089) 98 0352

Honda Giken Kogyo telex 522621

TELEGRAMM PATENWEICKMANN MÜNCHEN

Kabushiki Kaisha
6-27-8 Jingumae,
Shibuya-ku
Tokyo, Japan

Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit zwei obenliegenden Nockenwellen

Patentansprüche

Λ J Zylinderkopf für eine Brennkraftmaschine mit zwei obenlieqenden Nockenwellen, wobei der Zylinderkopf eine Verbrennungskammer für den Zylinder bzw. für jeden Zylinder mit darin ausgebildeten Ansaugventilöffnungen und Auspuffventilöffnungen, mit den Ventilöffnungen in Verbindung stehende Ansaugöffnunaen und Auspufföffnungen, die Ansaugventile und die Auspuffventile für die Ansaugventilöffnungen und die Auspuff ventilöffnungen gleitbar tragende Ventilträgerbereiche, und Lagerbereiche aufweist, die zwei Nockenwellen des Ventilbetätigungsmechanismus zum Öffnen und Schließen der Ansaug- und Auspuffventile tragen, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer Block (B) einstückig in dem Zylinderkopf (H) ausgebildet ist, sich oberhalb der Verbrennungskammer (1) oder

jeder der Verbrennungskammern (1) erstreckt und zwischen den Lagerbereichen (41a, 42a) für die Nockenwellen (38,39) ander Ansaugseite und an der Auspuffseite angeordnet ist, und daß der mittlere Block (B) einen mittleren Aufnähmezylinder (24) zur Aufnahme einer Zündkerze (P), Trägerbereiche (2 7, 28) für Schwingarmiager an der Ansaugseite und an der Auspuffseite an entsprechenden lateralen Seiten des Aufnahmezylinders (24), ein Paar von Hauptölversorgungsdurchgängen (45, 46), die sich in Längsrichtung der Kurbelwelle der Maschine an entsprechenden lateralen Seiten des Aufnahmezylinders (2 4) erstrecken, und Einrichtungen (52, 53) aufweist, die jeden Hauptölversorgungsdurchgang (45, 46) an der entsprechenden lateralen Seite mit dem Trägerbereich (2 7, 28) für die Schwingarmlager (33, 35) und dem Lagerbereich (44a, 42a) für die Nockenwellen (38, 39) verbinden, um die Trägerbereiche (27, 28) für die Schwingarmlager und die Lagerbereiche (44a, 42a) für die Nockenwellen (38, 39) zu schmieren.
2. Zylinderkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Hauptdurchgänge (45, 46) mit den Trägerbereichen (2 7, 28) für die Schwingarmlager verbindende Einrichtungen eine Bohrung (2 9, 30) in jedem Trägerbereich (27, 28) für die Schwingarmlager aufweist, um die Schwingarmlager aufzunehmen, und daß die Bohrung (29, 30) einen Hauptdurchgang (45, 46) kreuzt.
3. Zylinderkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in Längsrichtung erstreckende flache, einstückige Bereiche (41, 42) des Zylinderkopfes (H) die Hauptölversorgungsdurchgänge (4 5, 46) aufweisen und mit dem mittleren Block (B) des Zylinders oder jedes Zylinders verbunden sind und diesen verstärken.
4. Zylinderkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbereiche (41a, 42a) für die Nockenwellen einstückig mit dem mittleren Block (B) ausgebildet und mit diesem verbunden sind.