ГОЛОВКА ЦИЛИНДРОВ
HEAD OF CYLINDERS

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к головке цилиндров двигателя, в котором блоки привода регулируемых клапанов расположены на стороне впуска головки.
Предлагаются конструкции усиления головки цилиндров двигателя для увеличения жесткости головки цилиндров двигателя настолько, чтобы выдерживать взрывы, происходящие в камерах сгорания.
В конструкциях усиления такого типа втулки крепления инжекторов выполнены с возможностью крепления индивидуально установленных инжекторов для камер сгорания, соединенных между собой в продольном направлении (направление оси, по которой выставлены камеры сгорания) головки цилиндров, и втулки крепления инжекторов с обоих концов соединены с участком внешней периферийной стенки головки цилиндров, посредством чего участок усиления стенки сформирован там, где втулки крепления и участок внешней периферийной стенки соединены как единое целое.
В дополнение к этому, на стороне впуска головки цилиндров опорные участки впускного распределительного вала, которые поддерживают на них впускной распределительный вал, расположенный на стороне впуска, и шейки того же впускного распределительного вала проходят в направлении от впуска к выпуску (направление, которое пересекает продольное направление головки цилиндров под прямыми углами) и соединены с участком усиления стенки и участком внешней периферийной стенки, посредством чего сформированы участки усиления стенки. Аналогично, также на стороне выпуска опорные участки выпускного распределительного вала соединены с участком усиления стенки, создаваемым участками втулки крепления инжектора и участком внешней периферийной стенки, посредством чего формируются участки усиления стенок.
С помощью этой конфигурации увеличивается жесткость головки цилиндров посредством участков усиления стенки, пересекающихся друг с другом, и дополнительно поддерживается баланс жесткости между стороной впуска и стороной выпуска (ссылка, для примера, на JP-A-5-86813).
С другой стороны, существуют некоторые двигатели, включающие в себя блоки привода регулируемых клапанов для регулировки работы впускных клапанов согласно режиму работы транспортного средства.
Для того чтобы установить блоки привода регулируемых клапанов, участки втулки крепления, в которых установлены блоки приводов регулируемых клапанов, сформированы на стороне впуска головки цилиндров. Когда участки втулки крепления сформированы на стороне впуска, жесткость стороны впуска увеличивается и становится больше, чем на стороне выпуска головки цилиндров, вследствие того что участки втулки крепления сформированы таким образом, что работают на усиление части рассматриваемого участка головки цилиндров. В результате этого жесткость стороны впуска становится отличной от жесткости стороны выпуска и, таким образом, баланс жесткости нарушается.
Нежелательно, чтобы баланс жесткости между стороной впуска и стороной выпуска головки цилинров нарушался.
Раскрытие изобретения
Таким образом, задачей изобретения является создание головки цилиндров, которая может увеличить жесткости стороны впуска и стороны выпуска, при этом поддерживая баланс жесткости между ними.
Для решения задачи, согласно изобретению, создана головка блока цилиндров, содержащая:
участок нижней стенки, расположенный на стороне, обращенной к блоку цилиндров для образования участка основания;
участок внешней периферийной стенки, выступающий от периферии участка нижней стенки и задающий внутри него пространство, в котором расположен впускной распределительный вал, выпускной распределительный вал и блоки привода регулируемых клапанов, приспособленные для изменения действия впускных клапанов;
участок продольной стенки, удерживающий инжектор для впрыскивания топлива внутрь камеры сгорания и проходящий, задавая внутри участка внешней перферийной стенки сторону впуска, где расположен впускной распределительный вал, и сторону выпуска, где расположен выпускной распределительный вал, оба конца которого сформированы как единое целое с участком внешней периферийной стенки;
первые участки поперечных стенок стороны впуска, сформированные с опорными участками впускного распределительного вала для поддержания на них впускного распределительного вала, которые расположены на стороне впуска, одни концы которых сформированы как единое целое с участком продольной стенки, а другие концы которых сформированы как единое целое с участком участка внешней периферийной стенки, который противостоит участку продольной стенки;
вторые участки поперечных стенок стороны впуска, сформированные с опорными участками для поддержания на них блоков приводов регулируемых клапанов, которые расположены на стороне впуска, одни концы которых сформированы как единое целое с участком продольной стенки, а другие концы которых сформированы как единое целое с участком участка внешней периферийной стенки, который противостоит участку продольной стенки; и
участки поперечных стенок стороны выпуска, сформированные с опорными участками выпускного распределительного вала для поддержания на них выпускного распределительного вала, которые расположены на стороне выпуска, одни концы которых сформированы как единое целое с участком продольной стенки, а другие концы которых сформированы как единое целое с участком внешней периферийной стенки, который противостоит участку продольной стенки;
при этом вторые участки поперечной стенки стороны впуска установлены поочередно с первыми участками поперечных стенок стороны впуска и ниже, чем первые участки поперечной стенки стороны впуска в направлении по высоте от участка нижней опорной стенки;
участки поперечной стенки стороны выпуска установлены между первыми участками поперечных стенок стороны впуска и выше, чем вторые участки поперечной стенки стороны впуска в направлении по высоте от участка нижней стенки; и
верхняя торцевая поверхность участка нижней стенки, которая расположена на стороне выпуска, выше, чем верхняя торцевая поверхность участка нижней стенки, которая расположена на стороне впуска в направлении по высоте от участка нижней стенки.
Кроме того, в головке цилиндров согласно изобретению первые участки поперечных стенок стороны впуска и вторые участки поперечных стенок стороны впуска расположены поочередно с равными интервалами, и участки поперечных стенок стороны выпуска расположены с равными интервалами.
При этом вторые участки поперечных стенок стороны впуска и участки поперечных стенок стороны выпуска расположены в линию.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение станет более понятным из подробного описания, приведенного ниже в этом документе и прилагаемых чертежей, которые даются только в качестве иллюстрации и, следовательно, не являются ограничительными в отношении настоящего изобретения, на которых:
на Фиг.1 дан в виде схемы изометрический вид двигателя, который включает в себя головку цилиндров согласно варианту осуществления изобретения;
на Фиг.2 дан вид двигателя в разрезе по линии F2-F2, показанной на Фиг.1;
на Фиг.3 дан изометрический вид двигателя, показывающий двигатель с разрезом по линии F3-F3, показанной на Фиг.1;
на Фиг.4 дан изометрический вид двигателя, показывающий двигатель с разрезом по линии F4-F4, показанной на Фиг.1;
на Фиг.5 дан вид двигателя в разрезе, показывающий монтаж впускного распределительного вала и механизма коромысел на головке цилиндров, показанной на Фиг.4;
на Фиг.6 дан вид в плане, показывающий головку цилиндров, показанную на Фиг.1.
Осуществление изобретения
Головка цилиндров согласно варианту осуществления настоящего изобретения будет описана с использованием Фиг.1-6. На Фиг.1 показан в виде схемы изометрический вид двигателя 10, который включает в себя головку 30 цилиндров согласно варианту осуществления изобретения.
Как показано на Фиг.1, двигатель является, например, четырехцилиндровым рядным дизельным двигателем. Двигатель 10 включает в себя блок 20 цилиндров и головку 30 цилиндров.
На Фиг.5 представлен схематический вид двигателя в разрезе, показывающий внутреннее устройство блока 20 цилиндров. Как показано на Фиг.5, цилиндры 22 сформированы внутри блока 20 цилиндров. Поршни 23 размещены в цилиндрах 22. Непоказанные штоки соединяют между собой соответствующие цилиндры и коленчатый вал, также непоказанный.
Камеры 24 сгорания сформированы между соответствующими поршнями 23 и головкой 30 цилиндров, которая будет описана ниже. Поршни 23 приводятся в движение под действием энергии, производимой внутри камер 24 сгорания при рабочем ходе, и такие перемещения поршней 23 передаются на коленчатый вал шатунами, в результате чего коленчатый вал вращается.
Как показано на Фиг.1, головка 30 цилиндров расположена на поверхности 21 опорной плиты блока 20 цилиндров, в которой выполнены отверстия цилиндров 22. Уплотняющий элемент, такой как прокладка, не показан, размещен между блоком 20 цилиндров и головкой 30 цилиндров.
Головка 30 цилиндров прикреплена к блоку 20 цилиндров болтами 90 крепления головки цилиндров, болт показан в правой крайней части фигуры. Конструкция крепления головки 30 цилиндров к блоку 20 цилиндров с использованием болтов 90 крепления головки цилиндров будет подробно описана ниже.
На Фиг.2 представлен вид двигателя в разрезе по линии F2-F2, показанной на Фиг.1. На Фиг.2 представлен вид двигателя в разрезе, который получен на линии разреза, проходящей поперек коленчатого вала. Заметим, что на Фиг.2 штрихпунктирной линией с двойными штрихами показан только контур блока 20 цилиндров. Кроме того, не показаны впускные и выпускные распределительные валы 39, 40 соответственно и механизм 50 коромысел, которые будут описаны ниже.
Как показано на Фиг.1, 2, головка 30 цилиндров включает в себя отверстие, открывающееся в сторону, противоположную обращенной к блоку 20 цилиндров. Например, непоказанная крышка головки устанавливается на отверстие в головке 30 цилиндров. Как показано на Фиг.1, 2, головка 30 цилиндров имеет участок 31 нижней стенки, участок 32 внешней периферийной стенки и участок 33 продольной стенки.
Как показано на Фиг.2, участок 31 нижней стенки расположен на стороне головки 30 цилиндров, которая обращена к поверхности 21 плиты блока 20 цилиндров, и образует участок основания головки 30 цилиндров. Высота участка 31 нижней стенки будет подробно описана ниже.
Как показано на Фиг.1, направление оси, по которой выставляются соответствующие камеры 24 сгорания, то есть осевое направление, в котором проходит коленчатый вал, является продольным направлением А двигателя 10, а направление, проходящее поперек направления оси, по которой выставляются соответствующие камеры 24 сгорания, является направлением по ширине или поперечным направлением В двигателя 10. Направление, по которому совмещаются блок 20 цилиндров и головка 30 цилиндров (направление, по которому совмещаются блок 20 цилиндров и участок 31 нижней стенки), является вертикальным направлением С двигателя 10 и по нему головка 30 цилиндров устанавливается лежащей сверху на блоке 20 цилиндров. Заметим, что в этом варианте осуществления изобретения вертикальная ось С параллельна направлению высоты участка 31 нижней стенки.
Участок 32 внешней периферийной стенки выступает, например, по существу, в вертикальном направлении от участка периферийного края участка 31 нижней стенки и продолжается в направлении по периферии. Участок 32 внешней периферийной стенки задает внешнюю и внутреннюю поверхности головки 30 цилиндров и имеет участки 35 внешней продольной стенки, которые проходят, по существу, в продольном направлении А, и участки 36 внешней поперечной стенки, которые проходят, по существу, в поперечном направлении В. Верхняя торцевая поверхность 32а участка 32 внешней периферийной стенки поддерживается, по существу, на одной высоте по всей периферии. Участки 35 внешней продольной стенки дают пример участка 32 внешней периферийной стенки, который противостоит участку 33 продольной стенки.
Участок 33 продольной стенки расположен, по существу, по центру головки 30 цилиндров в поперечном направлении В и проходит вдоль продольного направления А. Кроме того, участок 33 продольной стенки сформирован как одно целое с участком 31 нижней стенки, выступая, по существу, в вертикальном направлении С от него, и также сформирован как единое целое с участками 36 внешней поперечной стенки на своих обеих концах в продольном направлении А.
Как показано на Фиг.1, множество участков 38 втулок крепления инжекторов сформировано на участке 31 нижней стенки для крепления инжекторов 37 (показанных на Фиг.5) для впрыскивания топлива в камеры сгорания. Участки 38 втулок крепления инжекторов сформированы, чтобы индивидуально соответствовать камерам сгорания. Участок 33 продольной стенки сформирован этими участками 38 втулок крепления инжекторов, соединенными друг с другом. Участок 31 нижней стенки, участок 32 внешней периферийной стенки и участок 33 продольной стенки сформированы как единое целое.
Впускные клапаны 34 (частично показанные на Фиг.5), выпускные клапаны, впускной распределительный вал 39 и выпускной распределительный вал 40, которые приводятся в действие вращением коленчатого вала, передаваемым на них, механизм 50 коромысел (частично показанные на Фиг.4) и тому подобное монтируются на головке 30 цилиндров. Заметим, что эти впускные клапаны 34, выпускные клапаны 40, впускные и выпускные распределительные валы 39, 40 и механизмы коромысел, а также описанные выше инжекторы 37 являются примерами частей, которые монтируются на головке 30 цилиндров.
Впускной клапан 34 предусмотрен во впускном окне, которое связано с камерой 24 сгорания. Выпускной клапан (не показан) предусмотрен в выпускном окне, которое связано с камерой 24 сгорания.
Как показано на Фиг.1, впускной распределительный вал 39 и выпускной распределительный вал 40 вращаются для приведения в действие впускных клапанов 34 и выпускных клапанов вращением, передаваемым на них от коленчатого вала. Впускной распределительный вал 39 расположен на стороне I впуска (справа на фигуре) от края до края участка 33 продольной стенки и приводит в действие механизмы 50 коромысел. Выпускной распределительный вал 40 расположен на стороне выпуска Е (слева на фигуре) и приводит в действие выпускные клапаны. Заметим, что впускной распределительный вал 39 и выпускной распределительный вал 40 показаны на Фиг.1 схематически.
Несущие конструкции для поддержания впускных и выпускных распределительных валов 39, 40 и механизмов 50 коромысел создаются на головке 30 цилиндров. Несущие конструкции будут описаны особо.
Первой будет описана несущая конструкция выпускного распределительного вала 40. Совокупность участков 41 поперечных стенок на стороне выпуска для поддержания выпускного распределительного вала 40 сформирована на стороне выпуска головки 30 цилиндров. Участки 41 поперечных стенок стороны выпуска сформированы так, чтобы проходить в поперечном направлении В, между участком 33 продольной стенки и участком 35 внешней продольной стенки, которая расположена на стороне выпуска головки 30 цилиндров (участок 35 внешней продольной стенки, расположенный на левой стороне головки 30 цилиндров, если смотреть на Фиг.1). Участки 41 поперечных стенок стороны выпуска расположены в положениях, где они прилежат к участкам 38 втулок крепления инжекторов, и сформированы как единое целое с участком 33 продольной стены на одних концах и участком 35 внешней продольной стены на других концах.
На разрезе, показанном на Фиг.2, участок 41 поперечных стенок стороны выпуска не попадает в разрез, но показан спереди. Кроме того, на Фиг.3 показан изометрический вид, показывающий двигатель 10 с разрезом по линии F3-F3, показанной на Фиг.1. Заметим, что на этих фигурах штрихпунктирной линией с двойными штрихами показан только контур блока 20 цилиндров. Кроме того, впускные и выпускные распределительные валы 39, 40 и механизмы 50 коромысел не показаны.
Как показано на Фиг.2, 3, участки участка 41 поперечных стенок стороны выпуска, находящиеся вблизи их обоих концов, сформированы как единое целое с участком 31 нижней стенки. На участке 41 поперечной стенки стороны выпуска сформировано пространство между неконцевым участком и верхней поверхностью участка 31 нижней стенки. Кроме того, верхняя концевая поверхность 41а участка 41 поперечной стенки стороны выпуска находится на высоте, одинаковой с верхней концевой поверхностью 32а участка 32 внешней периферийной стенки. Как показано на Фиг.1, участки 41 поперечной стенки стороны выпуска расположены с равными интервалами.
Опорные участки 42 выпускного распределительного вала сформированы на участках 41 поперечных стенок стороны выпуска для поддержания шеек 40а выпускного распределительного вала 40. Опорный участок 42 выпускного распределительного вала сформирован в поперечном сечении седловидной формы, вырезанной полукругом, и размещает в себе шейку 40а выпускного распределительного вала 40. Заметим, что на Фиг.1 шейки 40а выпускного распределительного вала 40 являются участками, показанными штрихпунктирными линиями с двойными штрихами.
Выпускной распределительный вал 40 опирается на головку 30 цилиндров шейками 40а, опирающимися на опорные участки 42 выпускного распределительного вала. Совокупность (в этом варианте осуществления изобретения четыре) участков 41 поперечных стенок стороны выпуска сформирована с расположением в одну линию по продольной оси таким образом, что один участок 41 поперечных стенок стороны выпуска поддерживает одну из шеек 40а выпускного распределительного вала 40. Кроме того, опорные участки 42 выпускного распределительного вала 4 0 также сформированы на участках 36 внешней поперечной стенки для удержания шеек выпускного распределительного вала 40.
Следующими будут описаны опорные конструкции впускного распределительного вала 39 и механизма 50 коромысел. Как показано на Фиг.1, первые участки 43 поперечных стенок стороны впуска и вторые участки 70 поперечных стенок стороны впуска сформированы на стороне I впуска головки 30 цилиндров таким образом, чтобы проходить по прямой линии в поперечном направлении В.
На Фиг.3 показан изометрический вид, на котором не выполнено разреза ни одного из участков 43 поперечных стенок стороны впуска. Как показано на Фиг.3, первые участки 43 поперечных стенок стороны впуска сформированы таким образом, что проходят между участком 33 продольной стенки и участком 35 внешней продольной стенки, которая расположена на стороне впуска головки 30 цилиндров (участок 35 внешней продольной стенки, расположенный на правой стороне головки 30 цилиндров, если смотреть на Фиг.1) и проходят по прямой линии в поперечном направлении В.
Совокупность первых участков 43 поперечных стенок стороны впуска сформирована таким образом, чтобы располагаться между участками 38 втулок крепления инжекторов, которые расположены рядом друг с другом в продольном направлении А. По этой причине, как показано на Фиг.1, первые участки 43 поперечных стенок стороны впуска расположены через равные интервалы. В этом варианте осуществления изобретения сформированы четыре первых участка 43 поперечных стенок стороны впуска.
Как показано на Фиг.2, 3, первый участок 43 поперечной стенки стороны впуска соединен с участком 33 продольной стенки на одном конце и формирует с ним единое целое и соединен с участком 35 внешней продольной стенки на другом конце и формирует с ним единое целое. Кроме того, верхняя концевая поверхность 43а первого участка 43 поперечной стенки стороны впуска расположена на высоте, одинаковой с верхней концевой поверхностью 32а участка 32 внешней периферийной стенки.
Первый участок 43 поперечной стенки стороны впуска имеет опорный участок 44 впускного распределительного вала, удерживающий шейку 39а впускного распределительного вала 39. Опорный участок 44 впускного распределительного вала сформирован на первом участке 43 поперечной стенки стороны впуска, со стороны участка 33 продольной стенки. Опорный участок 44 впускного распределительного вала сформирован как понижение с полукруглым вырезом в поперечном сечении и вмещает в нем шейку 39а впускного распределительного вала 39. Как показано на Фиг.2, нижний конец 44 с приемной поверхности 101 пониженного участка на опорном участке 44 впускного распределительного вала (положение самого нижнего конца верхней поверхности пониженного участка) имеет высоту, одинаковую с нижним концом 42b приемной поверхности 102 пониженного участка на опорном участке 42 впускного распределительного вала (положение самого нижнего конца верхней поверхности пониженного участка). То есть, впускной распределительный вал 39 и выпускной распределительный вал 40 расположены, по существу, на одной высоте.
Таким образом, как уже описано выше, впускной распределительный вал 39 удерживается на головке 30 цилиндров, опираясь на опорные участки 44 впускного распределительного вала. Заметим, что на Фиг.1 шейки 39а впускного распределительного вала 39 являются участками, показанными штрихпунктирными линиями с двойными штрихами. Совокупность первых участков 43 поперечных стенок стороны впуска расположена так, чтобы выставляться по оси продольного направления А таким образом, чтобы один первый участок 43 поперечной стенки стороны впуска удерживал одну шейку 39а впускного распределительного вала 39. Кроме того, опорные участки 44 впускного распределительного вала также сформирированы на участках 36 внешней поперечной стенки подобным же образом для удержания обоих концов впускного распределительного вала 39.
На Фиг.4 показан изометрический вид двигателя, представляющий двигатель с разрезом по линии F4-F4, показанной на Фиг.1. На Фиг.4 разрез выполнен по участку 41 поперечной стенки стороны выпуска. Заметим, что на указанной фигуре не показаны впускные и выпускные распределительные валы 39, 40, а также механизмы 50 коромысел. Кроме того, только контур блока 20 цилиндров показан штрихпунктирными линиями с двойными штрихами.
Как показано на Фиг.4, механизмы 50 коромысел расположены между участком 33 продольной стенки и участком 35 внешней продольной стенки со стороны впуска. Как показано штрихпунктирными линиями с двойными штрихами на Фиг.4, механизмы 50 коромысел расположены между первыми участками 43 поперечной стенки стороны впуска.
Механизм 50 коромысел является регулируемым и может менять действие впускного клапана 34 согласно режиму работы двигателя 10. Механизм 50 коромысел является примером блока привода регулируемых клапанов. Заметим, что два впускных клапана 34 используются для одной камеры 24 сгорания. Соответствующие впускные клапаны 34 выставляются по оси, например, продольного направления А.
На Фиг.4 один из механизмов 50 коромысел, относящийся к одному цилиндру, показан с увеличением в зоне D, окруженной штрихпунктирной линией с двойными штрихами. Как показано в зоне D, на впускном распределительном вале 39 сформирован кулачок 45 низких оборотов и кулачок 46 высоких оборотов.
Кулачок 45 низких оборотов приводит в действие впускной клапан 34 по установке моментов открытия и закрытия клапанов, подходящей для работы двигателя 10 на низких оборотах, и имеет криволинейный контур, который может обеспечивать величину подъема клапана, подходящую для такой работы на низких оборотах. Кулачок 46 высоких оборотов приводит в действие впускной клапан 34 по установке моментов открытия и закрытия клапанов, подходящей для работы двигателя на высоких оборотах, и имеет криволинейный контур, который может обеспечивать величину подъема клапана, подходящую для такой работы на высоких оборотах.
Механизм 50 коромысел включает в себя вал 51 коромысел, коромысло 52 низких оборотов и коромысло 53 высоких оборотов. Как показано на Фиг.1, вал 51 коромысел расположен на стороне впуска головки 30 цилиндров. Как показано на Фиг.1-4, опорные участки 54 вала коромысел сформированы на первых участках 43 поперечной стенки стороны впуска для удержания вала 51 коромысел.
Опорный участок 54 вала коромысел расположен на первом участке 43 поперечной стенки стороны впуска в положении, лежащем рядом с опорным участком 44 впускного распределительного вала и вблизи его конца, обращенного к участку 35 внешней продольной стенки. Следовательно, опорный участок 54 вала коромысел расположен в положении, лежащем рядом с опорным участком 44 впускного распределительного вала в поперечном направлении В.
Опорный участок 54 вала коромысел сформирован в поперечном сечении в форме участка углубления, вырезанного в поперечном сечении, для размещения в нем шейки 51а вала 51 коромысел. На Фиг.1 шейки 51а являются участками, показанным штрихпунктирными линиями с двойными штрихами. Опорный участок 54 вала коромысел размещает в себе вал 51 коромысел. Вал 51 коромысел опирается на головку 30 цилиндров своими шейками 51а, опирающимися на опорные участки 54 вала коромысел. Один опорный участок 54 вала коромысел несет одну из шеек 51а вала 51 коромысел.
Кроме того, опорный участок 54 вала коромысел расположен еще ниже (дополнительно в направлении к блоку 20 цилиндров), чем опорный участок 44 впускного распределительного вала. Это будет описано особо. На Фиг.5 показан вид двигателя 10 в разрезе, показывающий состояние, в котором впускной распределительный вала 39 и механизм 50 коромысел установлены на головке 30 цилиндров, показанной на Фиг.4. Кроме того, на Фиг.5 дан вид в разрезе по линии F4-F4, показанной на Фиг.1.
Как показано на Фиг.5, опорный участок 54 вала коромысел сформирован так, чтобы в состоянии, когда опорный участок 54 вала коромысел удерживает вал 51 коромысел, вал 51 коромысел располагался дополнительно ниже, чем впускной распределительный вал 39 (в положении, при котором кулачки 45 низких оборотов и кулачки 46 высоких оборотов не создают помех валу 51 коромысел). А именно, нижний конец 54а приемной поверхности 100 участка углубления, опорный участок 54 вала коромысел расположен ниже, чем нижний конец участка углубления опорного участка 44 впускного распределительного вала.
При расположении вала 51 коромысел со смещением вниз относительно впускного распределительного вала 39 валу 51 коромысел предоставляется возможность расположения в направлении внутрь (в сторону к участку 33 продольной стенки) головки 30 цилиндров, при этом предотвращается создание помех кулачкам 45 низких оборотов и кулачкам 46 высоких оборотов.
Дополнительно, устройство, в котором впускной распределительный вал 39 и механизмы 50 коромысел расположены так, чтобы перекрывать друг друга в вертикальном направлении, может реализовываться при расположении вала 51 коромысел под впускным распределительным валом 39.
Как показано на Фиг.3, под первым участком 43 поперечной стенки стороны впуска сформировано пространство S между опорным участком впускного распределительного вала и участком 31 нижней стенки.
На Фиг.4 показан механизм 50 коромысел в разобранном виде в зоне Е, обозначенной штрихпунктирной линией с двойными штрихами. Как показано на Фиг.4, рычаг 52 коромысла низких оборотов имеет участок 55 втулки низких оборотов и участок 56 рычажка низких оборотов.
Участок 55 втулки низких оборотов сформирован цилиндрической трубчатой формы с прохождением внутри него вала 51 коромысел. Участок 55 втулки низких оборотов выполнен с возможностью вращения относительно вала 51 коромысел. Участок 56 рычажка низких оборотов сформирован на участке 55 втулки низких оборотов таким образом, чтобы выступать от участка 55 втулки низких оборотов к впускному клапану 34.
Дальний конец участка 56 рычажка низких оборотов, по существу, раздваивается, принимая Y-образную форму, и каждый из участков раздвоенного конца приводит в действие один впускной клапан 34. Кроме того, как показано на Фиг.5, впускной клапан 34 сконструирован с возможностью открывать впускное окно, когда его отжимают, а в нормальном состоянии он поджат в направлении, в котором он закрывает впускное окно (в направлении отжимания), например, спиральной пружиной 57.
Как показано на Фиг.4, роликовая деталь 58 низких оборотов предусмотрена на участке 56 рычажка низких оборотов. Роликовая деталь 58 низких оборотов расположен под кулачком 45 низких оборотов, и кулачок 4 5 низких оборотов выполнен с возможностью упираться в роликовую деталь 58 низких оборотов.
Роликовая деталь 58 низких оборотов поджимается для упора в кулачок 45 низких оборотов всегда посредством участка 56 рычажка низких оборотов, поджимаемого (отжимаемого) спиральной пружиной 57 впускного клапана 34. Вследствие этого, роликовая деталь 58 низких оборотов смещается в процессе следования профилю кулачка 45 низких оборотов, когда впускной распределительный вал 39 вращается, при этом, коромысло 52 приводится в действие, поворачиваясь на вале 51 коромысел, как на оси шарнира.
Коромысло 53 высоких оборотов опирается на вал 51 коромысел и расположено рядом с коромыслом 52 низких оборотов на валу 51 коромысел. Коромысло 53 высоких оборотов включает в себя участок 59 втулки высоких оборотов, роликовую деталь 60 высоких оборотов.
Участок 59 втулки высоких оборотов расположен рядом с участком 55 втулки низких оборотов. Участок 59 втулки высоких оборотов сформирован цилиндрической трубчатой формы с прохождением внутри него вала 51 коромысел. Участок 59 втулки высоких оборотов выполнен с возможностью свободного вращения относительно вала 51 коромысел.
На участке 59 втулки высоких оборотов предусмотрена роликовая деталь 60 высоких оборотов, которая расположена под кулачком 46 высоких оборотов. Кулачок 46 высоких оборотов упирается в роликовую деталь 60 высоких оборотов. Участок 61 упора сформирован на нижнем концевом участке коромысла 53 высоких оборотов. Участок 61 упора сформирован выступающим вниз.
Как показано на Фиг.5, деталь 62 отжимающего толкателя упирается в участок 61 упора со стороны блока 20 цилиндров. Деталь 62 отжимающего толкателя выполнена с возможностью увеличения и уменьшения своей длины и сконструирована с возможностью включения в ее состав пружинной детали. Верхний концевой торец 63 детали 62 отжимающего толкателя поджимает участок 61 упора вверх верхним концевым торцом 63, поджимаемым пружинной деталью.
По этой причине, поскольку роликовая деталь 60 высоких оборотов выполнена с возможностью постоянного упора в кулачок 46 высоких оборотов, роликовая деталь 60 высоких оборотов смещается в процессе следования профилю кулачка 46 высоких оборотов, когда кулачковый вал 39 впускных клапанов вращается. В результате, коромысло 53 высоких оборотов поворачивается на вале 51 коромысел, как на шарнире.
Деталь 62 отжимающего толкателя установлена на втором участке 70 поперечной стенки стороны впуска. Как показано на Фиг.1, 4, второй участок 70 поперечной стенки стороны впуска сформирован для прохождения в поперечном направлении В, между участком 33 продольной стенки и участком 35 внешней продольной стенки. Периферия второго участка 70 поперечной стенки стороны впуска сформирована как единое целое с участком 33 продольной стенки, участком 31 нижней стенки и участком 35 внешней продольной стенки. Второй участок 70 поперечной стенки стороны впуска расположен в положении, где он расположен рядом с участком 38 втулок крепления инжекторов. По этой причине второй участок 70 поперечной стенки стороны впуска расположен по одной оси с участком 41 поперечной стенки стороны выпуска в поперечном направлении В, при этом располагаясь через равные интервалы в продольном направлении А.
Верхняя концевая поверхность 71 второго участка 70 поперечной стенки стороны впуска расположена еще ниже участка 61 упора и по этой причине верхняя концевая поверхность 71 второго участка 70 поперечной стенки стороны впуска расположена ниже по высоте, чем верхняя концевая поверхность 43а первого участка 43 поперечной стенки стороны впуска. Посадочное отверстие 72 просверлено в верхней концевой поверхности 71 второго участка 70 поперечной стенки стороны впуска для размещения в нем детали 62 отжимающего толкателя. Посадочное отверстие 72 удерживает механизм 50 коромысла. Верхняя концевая поверхность 71 второго участка 70 поперечной стенки стороны впуска расположена еще ниже от нижнего конца 54а участка углубления на опорном участке 54 вала коромысел и расположена, по существу, по центру в вертикальном направлении.
Кроме того, поскольку первый участок 43 поперечной стенки стороны впуска расположен в положении, лежащем посередине между участками 38 втулок крепления инжекторов, лежащими на равных расстояниях друг от друга в направлении А, первый и второй участки 43, 70 поперечной стенки стороны впуска расположены через равные интервалы.
Переключающий механизм 73 установлен между коромыслом 53 высоких оборотов и коромыслом 52 низких оборотов, который переключает передачу смещения на впускной клапан 34 между коромыслом 53 высоких оборотов и коромыслом 52 низких оборотов. Переключающий механизм 73 включает в себя участок 74 трубчатого корпуса, поршень 75, спиральную пружину 76, рычажок 77 передачи и не показанный гидравлический механизм.
Участок 74 трубчатого корпуса обеспечен на участке 55 втулки низких оборотов. Участок 74 трубчатого корпуса сформирован трубчатой формы. Участок 78 окна сформирован на участке задней стороны участка 74 трубчатого корпуса, которая противостоит стороне, обращенной к впускному распределительному валу 39 вырезом соответствующего участка. Участок 74 трубчатого корпуса осуществляет внешнюю связь через участок 78 окна.
Поршень 75 находится в участке 74 трубчатого корпуса. Как показано на чертеже, участок 79 выреза сформирован в верхнем концевом участке поршня 75 частичным отрезанием участка верхнего конца. Участок 78 окна расположен на стороне участка 55 втулки низких оборотов (внизу) участка 74 трубчатого корпуса.
Когда поршень 75 устанавливается на сторону участка 55 втулки низких оборотов, участок 79 выреза открывается наружу через участок 78 окна. Кроме того, когда поршень 75 перемещается к стороне верхнего конца (стороне, противоположной участку 55 втулки низких оборотов) участка 74 трубчатого корпуса, участок 79 выреза закрывается другим участком (участком стенки) вместо участка 78 окна на своем заднем участке.
Спиральная пружина 76 находится внутри участка 74 трубчатого корпуса и расположена между поршнем 75 и верхним концом участка 74 трубчатого корпуса. Вследствие этого, поршень 75 поджимается вниз (к участку 55 втулки низких оборотов) спиральной пружиной 76. Следовательно, участок 79 выреза выполнен с возможностью нормально открываться наружу через участок 78 окна.
Рычажок 77 передачи сформирован на участке 59 втулки высоких оборотов. Дальний конец 80 рычажка передачи сформирован таким, чтобы входить внутрь участка 74 трубчатого корпуса через участок 78 окна в связи с вращением коромысла 53 высоких оборотов.
По этой причине, когда поршень 75 устанавливается в положение, при котором участок 79 выреза становится против участка 78 окна, дальний конец 80 рычажка 77 передачи ни в коем случае не упирается в поршень 75 через участок 78 окна, при этом дальний конец 80 рычажка 77 передачи может войти внутрь участка 74 трубчатого корпуса. Следовательно, поскольку коромысло 53 высоких оборотов поставлено в состояние, в котором оно совершает колебания вхолостую, угловое смещение коромысла 53 высоких оборотов не передается на коромысло 52 низких оборотов.
Когда поршень 75 устанавливается так, что участок 78 окна закрывается поршнем 75 (не его участком 79 с вырезом), передаточному рычажку 77 предоставляется возможность упереться в поршень 75. В результате этого угловое смещение коромысла 53 высоких оборотов передается на коромысло 52 низких оборотов посредством поршня 75. Величина подъема впускного клапана кулачком 46 высоких оборотов больше, чем его величина подъема кулачком 45 низких оборотов. По этой причине угловое смещение коромысла 53 высоких оборотов выполнено с возможностью передаваться на впускной клапан 34 посредством коромысла 52 низких оборотов.
Функцией гидравлического механизма является отжимание поршня 75 вверх, против упругой силы спиральной пружины 76. Гидравлический механизм переключает положения поршня 75 согласно режиму работы двигателя 10.
Гидравлический механизм не поджимает поршень 75, когда двигатель 10 работает на режиме низких оборотов коленчатого вала. По этой причине, поскольку участок 79 выреза выполнен с возможностью вставать против участка 78 окна, угловое смещение коромысла 53 высоких оборотов не передается на коромысло 52 низких оборотов, при этом впускной клапан 34 приводится в действие коромыслом 52 низких оборотов.
Когда двигатель 10 работает в режиме высоких оборотов коленчатого вала, гидравлический механизм поджимает поршень 75, при этом, поскольку участок 79 выреза перемещается от участка 78 окна и участок 78 окна перекрыт поршнем 75, угловое смешение коромысла 53 высоких оборотов передается на коромысло 52 низких оборотов посредством рычажка 77 передачи и поршня 75. В результате этого впускной клапан 34 приводится в действие коромыслом 53 высоких оборотов.
Следующей будет специально описана высота участка 31 нижней стенки. Как показано на Фиг.2, на участке 31 нижней стенки верхняя концевая поверхность 31b части 31а впуска, лежащей на стороне I впуска, находится ниже, чем верхняя концевая поверхность 31d части 31с выпуска, лежащей на стороне Е выпуска. Кроме того, как показано на Фиг.2, верхняя концевая поверхность 31d части 31с выпуска находится ниже, чем верхняя концевая поверхность 71 второго участка 70 поперечной стенки стороны впуска.
Таким образом, в участке 31 нижней стенки сторона Е выпуска по толщине больше стороны I впуска вследствие того, что верхняя концевая поверхность 31d стороны Е выпуска выше верхней концевой поверхность 31b на стороне I впуска. По этой причине, как показано на Фиг.2-5, тракт 200 охлаждающей жидкости, формируемый на стороне Е выпуска, в более толстом участке участка 31 нижней опорной стенки может выполняться широким.
При использовании возможности выполнения тракта 200 охлаждающей жидкости широким сторона Е выпуска может охлаждаться более эффективно.
Следующей будет специально описана конструкция крепления головки 30 цилиндров к блоку 20 цилиндров. Как показано на Фиг.1, головка 30 цилиндров крепится к блоку 20 цилиндров болтами 90 крепления головки цилиндров. Совокупность участков 91 втулок под болты крепления головки цилиндров сформирована на участке 31 нижней стенки.
На Фиг.6 дан вид в плане, показывающий головку 30 цилиндров. Как показано на Фиг.6, участки 91 втулок под болты крепления головки цилиндров, которые расположены на стороне выпуска головки 30 цилиндров, расположены таким образом, чтобы один участок 91 втулки под болт крепления головки цилиндров располагался между соседними участками 41 поперечных стенок стороны выпуска в продольном направлении А. По этой причине, может обеспечиваться достаточное рабочее пространство для вставления болта 90 крепления головки цилиндров в участок 91 втулки под болт крепления головки цилиндров по периферии участка 91 втулки под болт крепления головки цилиндров, расположенное таким образом.
Также участки 91 втулок под болты крепления головки цилиндров расположены под опорными участками 42 выпускного распределительного вала, которые сформированы на участках 36 внешних поперечных стенок. На опорных участках 42 выпускного распределительного вала, сформированных на участках 36 внешних поперечных стенок, и на участке, который перекрывает участок 91 втулки под болт крепления головки цилиндров в вертикальном направлении С, сформированы сквозные проходные отверстия, через которые пропускаются болты 90 крепления головки цилиндров и инструмент, используемый для их затяжки. Следовательно, болт 90 крепления головки цилиндров и инструмент, используемый для затяжки болтов крепления головки цилиндров, может вставляться сверху через опорный участок 42 выпускного распределительного вала.
На Фиг.2 показан вид в разрезе по плоскости, проходящей через первый участок 43 поперечной стенки стороны впуска. Как показано на Фиг.2, 6, участки 91 втулок под болты крепления головки цилиндров, которые расположены на стороне впуска головки 30 цилиндров, расположены под опорными участками 44 распределительного вала, сформированными на первых участках 43 поперечных стенок стороны впуска.
Как показано на Фиг.3, 4, 6, если смотреть сверху, опорный участок 44 впускного распределительного вала, сформированный на первом участке 43 поперечной стенки стороны впуска, сформирован более толстым в продольном направлении А, чем другие участки первого участка 43 поперечной стенки стороны впуска, чем опорный участок 44 впускного распределительного вала. Кроме того, проходное отверстие (проходной участок) 44а сформировано между крайними участками 44b опорного участка 44 впускного распределительного вала в продольном направлении А так, чтобы достигать участка 91 втулки под болт крепления головки цилиндров. Участок 91 втулки под болт крепления головки цилиндров стороны впуска открывается так, чтобы быть доступным сверху через проходное отверстие 44а.
Размер проходного отверстия 44а подбирается таким, чтобы предоставить возможность прохода болта 90 крепления головки цилиндров и инструмента, используемого, когда болт 90 крепления головки цилиндров монтируется в участок 91 втулки под болт крепления головки цилиндров. Таким образом, обеспечивается пространство на периферии участка 91 втулки под болт крепления головки цилиндров стороны впуска, которое необходимо для монтажа болта 90 крепления головки цилиндров в участок 91 втулки под болт крепления головки цилиндров.
Кроме того, опорный участок 44 впускной распределительный вал, который сформирован на одном из участков 36 внешней поперечной стенки, также конструируется, чтобы сформировать проходное отверстие 44а способом, аналогичным тому, каким сформировано проходное отверстие 44а на опорном участке 44 впускного распределительного вала на первом участке 43 поперечной стенки стороны впуска, и чтобы болт 90 крепления головки цилиндров и инструмент могли проходить через них.
Заметим, что участки 41 поперечных стенок стороны выпуска и первые и вторые участки 43, 70 поперечных стенок стороны впуска сформированы как единое целое, тогда когда головка 30 цилиндров сформирована в процессе литья, и, таким образом, участок 31 нижней стенки, участок 33 продольной стенки и участок 32 периферийной стенки выполнены как единое целое.
В головке 30 цилиндров, скомпонованной, как описано выше в этом документе, поскольку участок 33 продольной стенки, который удерживает участки 41 поперечных стенок стороны выпуска и первые и вторые участки 43, 70 поперечных стенок стороны впуска, проходит в продольном направлении А, для соединения своими концами с участком 32 внешней периферийной стенки, при этом участок 33 продольной стенки выполняет функцию ребра жесткости головки 30 цилиндров.
Как показано на Фиг.2, верхняя концевая поверхность 92 участка 91 втулки под болт крепления головки цилиндров, сформированная на стороне I впуска, равна по высоте верхней концевой поверхности 92 участка 91 втулки под болт крепления головки цилиндров, сформированной на стороне Е выпуска. Верхняя концевая поверхность 92 участка 91 втулки под болт крепления головки цилиндров размещается в положении выше, чем верхняя концевая поверхность 31d части 31с со стороны выпуска участка 31 нижней стенки. Кроме того, верхняя концевая поверхность 31d части 31с со стороны выпуска размещается вблизи участка, лежащего далее ниже, чем верхняя концевая поверхность 71 второго участка 70 поперечной стенки стороны впуска.
В головке 30 цилиндров с конфигурацией, уже описанной до этого, на стороне I впуска жесткость нижнего участка головки 30 цилиндров обеспечивается частью 31а со стороны впуска участка 31 нижней стенки, жесткость промежуточного участка обеспечивается вторыми участками 70 поперечных стенок стороны впуска и жесткость верхнего участка обеспечивается первыми участками 43 поперечных стенок стороны впуска. В дополнение к этому, на стороне Е выпуска при расположении части 31с со стороны выпуска участка 31 нижней стенки выше части впуска и в положении, лежащем около промежуточного участка, жесткости нижнего участка и промежуточного участка обеспечиваются частью 31с со стороны выпуска. Кроме того, жесткость более верхнего участка на стороне Е выпуска обеспечивается участками 41 поперечных стенок стороны выпуска.
Как было уже описано до этого, на сторонах I, E впуска и выпуска, поскольку жесткости нижних, промежуточных и верхних участков в направлении по высоте обеспечиваются достаточно, жесткость головки 30 цилиндров увеличивается, при этом поддерживается баланс жесткости между сторонами впуска и выпуска I, Е.
Кроме того, поскольку первые и вторые участки 43, 70 поперечных стенок стороны впуска расположены через равные интервалы и участки 41 поперечных стенок стороны выпуска расположены через равные интервалы, дополнительно поддерживается баланс жесткости между сторонами впуска и выпуска I, Е.
Кроме того, поскольку вторые участки 70 стенок стороны впуска и участки 41 поперечных стенок стороны выпуска совмещены по прямой линии друг с другом в поперечном направлении В, сформированы ребра жесткости, которые выставляются по прямой линии между обоими участками 35 внешних продольных стенок, тем самым жесткость головки 30 цилиндров увеличивается дополнительно.
Кроме того, поскольку на участке 31 нижней стенки может формироваться широкий тракт 200 охлаждающей жидкости на его стороне Е выпуска, сторона Е выпуска, которая имеет тенденцию к нагреву до высокой температуры, может эффективно охлаждаться.
Заметим, что хотя вариант осуществления изобретения описывается в применении к дизельному двигателю, изобретение этим не ограничивается. Аналогичные преимущества могут быть получены и в случае применения изобретения в бензиновом двигателе.
Кроме того, в варианте осуществления изобретения, верхняя концевая поверхность 41а участка 41 поперечной стенки стороны выпуска находится на одной высоте с верхней концевой поверхностью 32а участка 32 внешней периферийной стенки и поэтому верхняя концевая поверхность 41а участка 41 поперечной стенки стороны выпуска находится на одной высоте с первым участком 43 поперечной стенки стороны впуска. Таким образом, участок 41 поперечной стенки стороны выпуска находится на одной высоте с первым участком 43 поперечной стенки стороны впуска.
Однако высота участка 41 поперечной стенки стороны выпуска не обязательно должна быть одинаковой с высотой первого участка 43 поперечной стенки стороны впуска. Хотя участок 41 поперечной стенки стороны выпуска предпочтительно находится на одной высоте с первым участком 43 поперечной стенки стороны впуска, участок 41 поперечной стенки стороны выпуска может только должен быть выше второго участка 70 поперечной стенки стороны впуска, и, следовательно, участок 41 поперечной стенки стороны выпуска может быть, по существу, одной высоты с первым участком 43 поперечной стенки стороны впуска. Здесь «по существу одной высоты с первым участком поперечной стенки стороны впуска» включает в себя случай, при котором участок поперечной стенки стороны впуска имеет высоту несколько меньше первого участка поперечной стенки стороны впуска, или случай, при котором участок поперечной стенки стороны впуска имеет высоту несколько больше первого участка поперечной стенки стороны впуска.
Из описанного таким образом изобретения должно быть очевидным, что возможно внесение самых различных изменений. Такие вариации не рассматриваются как отступление от сущности и объема изобретения и любому специалисту в данной области очевидно, что все подобные модификации предназначены для включения в состав объема следующей формулы изобретения.