JPH1162699A

JPH1162699A - 内燃機関のためのシリンダヘッド配置

Info

Publication number: JPH1162699A
Application number: JP10154817A
Authority: JP
Inventors: Friedhelm Walkling; フリートヘルム・ウアルクリング
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 1999-03-05
Also published as: DE19723379B4; KR19990006576A; DE19723379A1

Abstract

(57)【要約】【課題】構造長さに関して最適化された内燃機関のた
めの特別なシリンダヘッド配置のために二段階のカム軸
駆動部を提案する。【解決手段】このカム軸駆動部は第一の平面(E1)にお
いて内燃機関の出力軸とカム軸(4) の間に第一の無端駆
動部(41)を有しならびに第二の平面(E2)内を延びてい
る、第二の無端駆動部(44)を一方のカム軸(4) と別のカ
ム軸(5) の間に有する。その場合、第二の平面(E2)は内
燃機関の端面(40)と第一の平面(E1)の間に配置されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念による内燃機関のためのシリンダヘッド配置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ガス交換弁とカム軸が配置されているシ
リンダヘッドハウジングを有し、かつ内燃機関の出力
軸、通例クランク軸とシリンダヘッドハウジングの間
の、内燃機関の端面に存在するカム軸駆動部を有する内
燃機関のシリンダヘッド配置がよく知られている。した
がって、例えば米国特許第4,643,143 号の第５図に、内
燃機関のクランク軸とカム軸の間の第一の歯付きベルト
を有する配置が明らかにされている。内燃機関の向かい
合っている端部では、この被駆動カム軸が第二のベルト
駆動部を介して、これに対し平行に配置された別のカム
軸を駆動する。そのようなベルト駆動部は内燃機関の潤
滑油で作用される領域外に配置しなければならないの
で、この倍加された配置により内燃機関の構造長さは著
しく長くなる。

【０００３】別の種類の配置がヨーロッパ特許第042013
9 B1から知られており、その第７図は、明らかにクラン
クハウジングの内側にチェンまたは歯車駆動部がカム軸
を駆動するために設けられていることを示している。さ
らに、この文書は、ガス交換弁を含むハウジングおよび
この上に置かれた軸受ハウジングを有する、分離平面に
分割されたシリンダヘッドを示しており、その軸受ハウ
ジングにはカム軸が分割されてない軸受に押し込まれて
いる。カム軸とガス交換弁の間に、ロッカアームとして
形成された伝達要素がハウジング内に液圧タペット隙間
平衡要素上に配置されている。これらの伝達要素は、カ
ム軸の長手方向軸線と同様に、ガス交換弁を含む弁平面
により形成されるＶ−空間の外側に配置されている。こ
れにより、このシリンダヘッド配置の必要な構造幅が大
きくなる。

【０００４】このＶ−空間の外側に存在するカム軸長手
方向軸線とロッカアームが分割されてないシリンダヘッ
ドにある同様な配置がヨーロッパ特許公開第0744531 号
に明らかにされている。ここでは、ロッカアームの揺動
軸の潤滑剤供給はこれらの軸を切っているかつ斜めに延
びる孔を経て行われ、これらの孔はシリンダヘッドねじ
のためのシリンダヘッドの通過開口に切れ目を入れてい
る。潤滑油の供給は、クランクハウジングからこれらの
通過開口を経てならびにこれらを互いに連結する横通路
を経て行われる。

【０００５】最後に、定期刊行物のDE-Z"Gute Fahrt",N
o. 10,1993, 第80頁〜第83頁から、カム軸を駆動するた
めの２段階のベルト駆動部を有する内燃機関について、
第一のベルト駆動部をクランク軸と中間軸の間に配置
し、その際この第一の無端駆動部がこの内燃機関の端面
に対し間隔を置いて存在する平面内を延びている。この
平面と端面の間には、被駆動中間軸から出発して両方の
カム軸を駆動する別のベルト駆動部が第二の平面に配置
されている。この配置はひっくるめて極めて費用がかか
りかつ明らかにスピード競技のために設けられており、
これでは作動確実でかつ費用ならびに組み立てに好都合
な大きなシリーズの用途は不可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、構造長さに
関しても構造幅に関しても著しくコンパクトな寸法が達
成されるほどまでに内燃機関のための冒頭に述べた種類
のシリンダヘッド配置を改良することを課題の基礎とす
る。さらに、カム軸駆動部を介して導入される力を最適
に支えなければならないしかつ充分な副組み立て可能性
を保証しなければならない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明に
より、請求項１の特徴でうまく達成される。本発明の有
利な構成は従属する請求項に記載されている。本発明に
より、カム軸駆動部が第一と第二の無端駆動部を有し、
その際互いに平行な平面が内燃機関の端面の前に配置さ
れている。ここで、第一の無端駆動部が内燃機関の出力
軸とカム軸の一方との間を第一の平面において延びてお
り、一方この被駆動カム軸が、第二の平面に配置された
第二の無端駆動部を介して別のカム軸を駆動する。ここ
で、この第二の平面が端面と第一の平面との間に存在す
るように配置されている。

【０００８】本発明は、クランクハウジングの油浴内を
延びるカム軸駆動部を避け、それとともにこのために必
要なクランクハウジングの内部の余分な構造空間を避け
る。その代わりに、２段階のカム軸駆動部を一方の端面
の前に存在するように配置しかつそれとともに両方に共
通なチェンボックスまたはベルトカバーの内側に配置す
ることができる。第二の無端駆動部を端面の直前に両カ
ム軸の間に配置することにより、これらの無端駆動部を
この端面に対し最小の間隔を置いて保持しかつそれとと
もに発生する曲げモーメントを、したがってカム軸の対
応する軸受負荷をできるだけ小さく減少させることがで
きる。さらにこの配置により、これらの無端駆動部に作
用するクランプ要素の好都合な配置が可能になり、この
クランプ要素は端面の前の密接な配置によりごくわずか
しか曲げが負荷されない。

【０００９】両方の無端駆動部が歯付きベルトとして形
成されかつ構造部品の費用の減少のために、両方の無端
駆動部に付設されかつ一方のカム軸に配置されたホイー
ルが一つの構造ユニットにまとめられるので、好都合で
ある。シリンダヘッドハウジングが一つの分離平面に分
割されて形成されかつこの分離平面上にカム軸を収容す
るための軸受ハウジングが支持されることにより、発生
する負荷の有利な支持を達成することができる。これに
は分割されないカム軸軸受が設けられるので、これは分
割されたカム軸軸受のための付加的なねじを避けなが
ら、端面からこの軸受ハウジングに差し込むことができ
る。

【００１０】さらに、この軸受ハウジングが同時にシリ
ンダヘッドハウジングの、外側に向かって有効な遮断部
を形成するようにするのが好都合であり、すなわち同時
にシリンダヘッドフードであり、このために別個の構造
部品が必要でない。これにより、フードモジュールの充
分な予備組み立て体のための前提が与えられ、この予備
組み立て体は軸受ハウジング、カム軸、これに付設され
た無端駆動部のホイールならびに別の構造部品を含むこ
とができる。

【００１１】請求項１の本発明による配置はシリンダヘ
ッド配置のできるだけ小さい構造幅のための前提も示
す。なぜなら、出力軸とカム軸の間の二対一の立て型内
燃機関のための必要な減速部が、カム軸の第二の無端駆
動部のホイールを支持する平面の前の平面に存在する第
一の無端駆動部に敷設することができるからである。そ
れ故、これらのホイールの直径は比較的小さく寸法決め
することができ、これによりカム軸を比較的互いに密接
に近づけることができる。

【００１２】構造幅をさらに減少させることは、横平面
にＶ形に存在するガス交換弁の配置により達成するのが
好都合であり、その際カム軸の長手方向軸線ならびにこ
れらのカム軸とガス交換弁の間に、有効な伝達要素がこ
れにより形成されたＶ空間の内側に配置されている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態により詳細に説明する。内燃機関のためのシリンダ
ヘッド配置はシリンダヘッドハウジング１を有し、この
シリンダヘッドハウジング１はガス交換弁２、３を有し
かつこれとともに周期的に作動するカム軸４、５を有す
る。シリンダヘッドハウジング１は分離平面Ｔに沿って
分割されており、ガス交換弁２、３を収容する基礎ハウ
ジング６が燃焼室７を有し、カム軸４、５を収容する軸
受ハウジング８はこれらのカム軸４、５を分割されてな
い軸受９に支持している。

【００１４】軸受ハウジング８はひっくるめて三列のね
じ１０、１１で基礎ハウジング６に保持され、一列のね
じ１０は中心長さ平面Ｍにあるように配置されており、
一方ねじ１１はそれぞれ外側にあって基礎ハウジング壁
１２または１３に係合している。基礎ハウジング６に
は、ガス交換弁２、３により制御されるガス交換通路１
４、１５ならびに燃焼室側にねじ１６が設けられた、燃
料用の点火装置または噴射装置を受け入れるためのシャ
フト１７が配置されている。

【００１５】ガス交換弁２、３には、それ自体周知の仕
方で弁ガイド１８、弁ばね１９ならびにばね板２０が付
設されている。カム軸４および５の回転運動の、ガス交
換弁２および３への伝達はロッカアーム２５として形成
された伝達要素２６を介在させて行われる。これらのロ
ッカアーム２５は、それらの自由な支承部２７がガス交
換弁２または３上に載りかつ向かい合う支承パン２８が
液圧弁隙間平衡要素２９として形成された支持要素３０
上に載るようにそれぞれが内側に指向して配置されてい
る。

【００１６】ガス交換弁２および３の長さ方向軸線３７
がＶ空間３６を区画しており、その中には支持要素３
０、ロッカアーム２５ならびにカム軸４、５がそれらの
軸線３５に沿って回転するように配置されている。シリ
ンダヘッドハウジング１の前面４０の前に、第一の平面
Ｅ１におよび第二の平面Ｅ２に存在するように二段のカ
ム軸駆動部が配置されている。これらの平面Ｅ１、Ｅ２
は互いにかつこの前面４０に対し平行である。第一の平
面Ｅ１において、第一の無端駆動部４１が、駆動する図
示されてない内燃機関の出力軸と、カム軸４に付設され
た駆動ホイール４２との間を延びている。駆動されるカ
ム軸４は駆動ホイール４３を介して第二の無端駆動部４
４により、隣接するカム軸５を駆動する。この第二の無
端駆動部４４は第二の平面Ｅ２内を延びており、この第
二の平面は前面４０と第一の平面Ｅ１の間に存在するよ
うに配置されている。

【００１７】両方の無端駆動部４１と４４は歯付きベル
ト４５と４６を有し、歯付きベルト４６の直線部４７に
作用するテンション装置４８の前面４０に偏心輪４９の
形態で配置されている。第二の無端駆動部４４は第二の
平面Ｅ２内で前面４０に密接に隣接して延びているの
で、この前面４０に隣接した軸受９０ができるだけ小さ
く負荷されかつ偏心輪４９も同様に、前面４０に対し密
接して隣接した配置によりその基礎ハウジング６に向け
られた受入れ孔５０においてもできるだけ小さい曲げと
なって負荷される。

【００１８】駆動ホイール４２と駆動ホイール４３は一
体にかつ単一の材料で一つの構成部品にまとめられてお
り、それにより特に図４から明らかなように、これらの
駆動ホイールは両方の平面Ｅ１とＥ２を互いに最小の間
隔で延びるように配置されている。両方の無端駆動部４
１と４４は取り付けた状態で、ぐるりと回っているフラ
ンジ５１に隣接するフードにより覆われている。

【００１９】駆動ホイール４２、駆動ホイール４３の直
径および隣接するカム軸５に付設された駆動輪５５の直
径は、実質的にガス交換弁２と３を設定する延長部の配
置がシリンダヘッドハウジング１の中心長さ平面Ｍを横
切って越えないように寸法決めされる。その際、当面の
四サイクル内燃機関に必要な駆動軸とカム軸４の間の
２：１の減速が第一の無端駆動部４１に付設されている
ので、第二の無端駆動部４４においては、１：１の減速
比がそれに応じて適合されたホイール直径で実施するこ
とができる。

【００２０】特に図３から明らかなように、軸受ハウジ
ング８に形成された全ての軸受９および９０はラジアル
軸受でありおよび長手方向に作用するスラスト荷重は向
かい合っている端面５６に挿入されかつカム軸４および
５に付設された蓋５７を介した方向に受け取られる。カ
ム軸４に付設された蓋５７と共に、静止している高電圧
点火装置５８が相互連結されている。

【００２１】対向する方向に作用するスラスト荷重は、
カム軸４の半径方向フランジ５２が対応する軸受ハウジ
ングの肩部５３に当接することにより支持される。カム
軸４および５の組み込みは、図３の右側に存在する側か
ら軸受トンネルに差し込むことにより行われ、その場合
軸受９０、９の直径は左側から右側に向かって増加して
おり、すなわちカム軸駆動部に付設された軸受９０は最
小の直径を有する。

【００２２】充分なかつ作用確実な潤滑油の供給をわず
かな構造空間寸法で確保するために、比較的簡単な仕方
で潤滑油系統が設けられており、これを次に短く説明す
る。シリンダヘッドハウジングへの潤滑油の供給は、図
６によれば、シリンダヘッドねじ（図示省略）の受容部
６０を介して行われる。この受容部６０は、斜めに延び
ている、閉鎖ねじ６１で閉鎖された孔６２により切り目
を入れられかつこの孔と交差している。この孔はさらに
基礎ハウジング６に長手方向に延びる第一の潤滑油通路
６３と交わり、この潤滑油通路６３は、カム軸５に付設
されたロッカアーム２５の支持要素のための差し込み受
容部６４と交わる。これに平行に第二の潤滑油通路６５
が延びており、この潤滑油通路６５は、図３と４に認め
られる、端面５６の領域に存在する横孔６６を介して第
一の潤滑油通路６３と連結されている。この第二の潤滑
油通路６５には、カム軸４に付設されたロッカアーム２
５の差し込み受容部６４が供給する。

【００２３】軸受９を有する横平面に、ほぼ図６によれ
ば、潤滑油通路６３と６５が分離平面Ｔに対し垂直に延
びる短い分岐路６７を介して切り取られる。これらの分
岐路は、さらに分離平面Ｔの内側でこの軸受９と連結さ
れた通路６８に開口する。

【図面の簡単な説明】

【図１】シリンダヘッド配置の端面の正面図である。

【図２】図３による線II-II に沿って切断した断面図で
ある。

【図３】図２による線III-III に沿って切断した断面図
である。

【図４】図２による線IV-IV に沿って切断した断面図で
ある。

【図５】図３による線V-V に沿って切断した断面図であ
る。

【図６】図３による線VI-VI に沿って切断した断面図で
ある。

【符号の説明】

１シリンダヘッドハウジング２，３ガス交換弁４，５カム軸６基礎ハウジング８軸受ハウジング９，９０分割されてない軸受Ｅ１第一の平面Ｅ２第二の平面２６伝達要素３５カム軸の長手方向軸線３６Ｖ形空間３７ガス交換弁の軸線４０内燃機関の端面４１第一の無端駆動部４３駆動ホイール４４第二の無端駆動部４７直線駆動部４８クランプ装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス交換弁(2,3) とカム軸(4,5) を有す
るシリンダヘッドハウジング(1) を有しかつ内燃機関の
出力軸とシリンダヘッドハウジング(1) の間に内燃機関
の端面(40)に沿って配置されたカム軸駆動部とを有す
る、内燃機関のためのシリンダヘッド配置において、第
一の平面(E1)に存在する第一の無端駆動部(41)が出力軸
とカム軸(4) の一方の間を延びるように、端面(40)の前
に互いに平行に存在する二つの平面(E1,E2) にカム軸駆
動部が配置され、かつ第一の無端駆動部は第二の平面(E
2)に存在する第二の無端駆動部(44)を介して別のカム軸
(5) を駆動し、その場合第二の平面(E2)が端面(40)と第
一の平面(E1)の間に存在するように配置されていること
を特徴とするシリンダヘッド配置。
【請求項２】両方の無端駆動部(41,44) が歯付きベル
ト駆動部として形成されていることを特徴とする請求項
１のシリンダヘッド配置。
【請求項３】端面(40)に沿って、第二の平面(E2)にお
いて第二の無端駆動部(44)の直線駆動部(47)上に有効な
クランプ装置(48)が配置されていることを特徴とする請
求項１または２のシリンダヘッド配置。
【請求項４】無端駆動部(41)により駆動される、一方
のカム軸(4) の駆動ホイール(42)が単一の材料でありか
つ第二の無端駆動部(44)を駆動する駆動ホイール(43)と
一片で形成されていることを特徴とする請求項１から３
までのうちのいずれか一つに記載のシリンダヘッド配
置。
【請求項５】シリンダヘッドハウジング(1) が分離平
面(T) で分割されて実施されかつこの分離平面(T) と燃
焼室側の間を延びる基礎ハウジング(6) がガス交換弁
(3,3) ならびにこれとカム軸(4,5) の間に有効な伝達要
素(26)を含みかつこの基礎ハウジング(6) に保持された
軸受ハウジング(8) がカム軸(4,5) を分割されてない軸
受(9,90)に含むことを特徴とする請求項１から４までの
うちのいずれか一つに記載のシリンダヘッド配置。
【請求項６】軸受ハウジング(8) が、シリンダヘッド
配置を外側に向かって遮断するシリンダヘッドフードと
して一体的に形成されていることを特徴とする請求項５
のシリンダヘッド配置。
【請求項７】ガス交換弁(2,3) が二つのグループにま
とめられかつその場合、それらの軸線(37)が中心長手方
向平面(M) に関してV 形に配置され、かつカム軸(4,5)
の長手方向軸線(35)およびこれとガス交換弁の間の有効
な伝達要素(26)を軸線(37)により区画されたV-空間(36)
の内方に配置されていることを特徴とする請求項１から
４までのうちのいずれか一つに記載のシリンダヘッド配
置。