DE10007969A1 - Sekundärluftzufuhrsystem für einen Motorrad-Motor - Google Patents
Sekundärluftzufuhrsystem für einen Motorrad-MotorInfo
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Abstract
Ein Sekundärluftzufuhrsystem für einen Motor (15) eines Motorrads besteht aus einem integrierten Führungs- und Luftsperrventil. Dieses Sekundärluftventil (28) befindet sich im wesentlichen im mittleren Bereich vor dem Motor unterhalb der Abgaskanäle (20) in einem Raum zwischen den Abgasleitungen (21) und dem Motor (15), wobei Sekundärluftleitungen (38) vor dem Sekundärluftventil (28) abgehen und an Sekundärluftöffnungen (40) angeschlossen sind, die in einem oberen Bereich der Abgaskanäle (20) ausgebildet sind.
Description
Die Erfindung betrifft ein Sekundärluftzufuhrsystem für den Motor eines
Motorrads.
Es gibt einige Typen von Motoren, die zum Reinigen oder Säubern des
aus einer Verbrennungskammer des Motors kommenden Abgases Sekun
därluft in die Abgasleitung einleiten, damit durch Verbrennung des Ab
gases dessen Oxidation gefördert wird.
Bei solchen Motoren ist es allgemein bekannt, mit Hilfe eines Führungs
ventils, welches bei Unterdruck einer Druckwelle des Abgases öffnet,
Sekundärluft in das Abgas einzubringen, um mit Hilfe eines Luftsperr
ventils den Strom der Sekundärluft zu beschränken, damit nicht über
schüssige Luft in die Abgasleitung gelangt.
Wenn ein Motor eines Motorrads mit einem solchen Sekundärluftzufuhr
system ausgerüstet wird, so werden üblicherweise ein Führungsventil und
ein Luftsperrventil unabhängig voneinander an dem Rahmen des Motor
rads oberhalb des Motors angeordnet, oder das Führungsventil und das
Luftsperrventil werden integriert an dem Rahmen angebracht.
Wenn allerdings das Führungsventil und das Luftsperrventil unabhängig
voneinander angebracht werden, erhöht sich die Anzahl von Leitungen,
Schläuchen, Rohren und dergleichen, so daß die gesamte Anordnung
kompliziert und damit teuer wird.
Werden das Führungsventil und das Luftsperrventil an dem Rahmen
oberhalb des Motors angebracht, so wird eine lange Leitung benötigt, um
das Führungsventil und ein Abgas-Auslaßventil zu verbinden. Werden
das Führungsventil und das Luftsperrventil direkt unterhalb des Kraft
stofftanks angeordnet, gibt es Beschränkungen bei der Gestaltung und
dem Fassungsvermögen des Kraftstofftanks.
Da außerdem das Sekundärluftzufuhrsystem erst montiert werden kann,
nachdem der Motor an dem Rahmen montiert ist, sind die Montagearbei
ten für das Sekundärluftzufuhrsystem in einem eng begrenzten Raum
durchzuführen, was unbequem ist. Bei einem Mehrzylindermotor schließ
lich steht zu befürchten, daß die Längen der zwischen dem Führungs
ventil und den einzelnen Abgasleitungen verlaufenden Leitungen bei
einer bestimmten Einbaulage des Führungsventils und des Luftsperrven
tils ungleich lang sind, so daß die Abgasreinigungswirkung für die ein
zelnen Zylinder unterschiedlich ist.
Aufgabe der Erfindung ist, daher die Schaffung eines Sekundärluftzu
fuhrsystems für den Motor eines Motorrads, bei dem Rohre, Leitungen
und dergleichen eine nur geringe bauliche Länge aufweisen und bei dem
die Montage des Systems in einfacher Weise durchgeführt werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Sekundärluftzufuhrsystem für einen
Motorrad-Motor, mit einem Sekundärluftventil, bestehend aus integrier
tem Führungs- und Luftsperrventil, sowie mit Abgasleitungen, die mit
Abgaskanälen am Vorderteil des Motors verbunden sind, wobei das
Sekundärluftventil etwa im Mittelbereich auf der Vorderseite des Motors
unterhalb der Auslaßkanäle und in einem Raum zwischen den Abgaslei
tungen und dem Motor angeordnet ist, und Sekundärluftleitungen, die
von dem Sekundärluftventil abgehen, an Sekundärluftöffnungen ange
schlossen sind, die in einem oberen Bereich der Abgaskanäle ausgebildet
sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Sekundärluftzufuhrsystems
verlaufen die Sekundärluftleitungen zunächst ausgehend von den Abgas
kanälen nach oben, erstrecken sich dann nach unten zwischen den Ab
gasleitungen entlang einem Vorderwandbereich des Motors, und sind
dann mit dem Sekundärluftventil über hitzebeständige Schläuche ver
bunden.
Wenn der Motor mit einer geraden Anzahl von Zylindern in Reihen
anordnung ausgestattet ist, sind die Sekundärluftleitungen zwischen den
zueinander parallelen Zylindern angeordnet. In einem speziellen und
bevorzugten Beispiel ist der Motor ein Vierzylinder-Viertaktmotor, von
denen jeweils zwei Zylinder parallel zueinander angeordnet sind.
Das Sekundärluftventil besitzt einen Ventilkörper, in welchem eine inte
grierte Struktur aus einem Führungsventil und einem Luftsperrventil
untergebracht ist, wobei das Sekundärluftventil an einem Kurbelgehäuse
des Motors mit Hilfe eines Trägers angebracht ist.
Aufgrund des oben geschilderten Aufbaus und der oben erläuterten Aus
gestaltung des Sekundärluftzufuhrsystems für einen Motorrad-Motor läßt
sich die Verlegung der Leitungen, Rohre und Schläuche mit kurzen
Leitungswegen erreichen, und dementsprechend ist die Montage inner
halb kurzer Zeit einfach durchzuführen. Die hitzebeständigen Schläuche
dienen zur Verbindung der Sekundärluftleitungen (Rohrleitungen) mit
dem Sekundärluftventil, so daß die Hitzebeständigkeit gesteigert ist.
Bei der parallelen Anordnung einer geraden Anzahl von Zylindern läßt
sich die Leitungslänge im wesentlichen vereinheitlichen, so daß bei
sämtlichen Zylindern eine gleichmäßige Wirkung der Abgasreinigung
erzielt wird.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Motorrads mit einem Sekundärluftzu
fuhrsystem für den Motor gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Frontansicht des Motors;
Fig. 3 eine Ansicht des Motors von rechts;
Fig. 4 eine Frontansicht eines Sekundärluftventils des Sekundärluftzu
fuhrsystems;
Fig. 5 eine Draufsicht auf das Sekundärluftventil;
Fig. 6 eine geschnittene Seitenansicht des in Fig. 5 gezeigten Sekun
därluftventils entlang der Linie VI-VI; und
Fig. 7 eine Frontansicht eines Motorrad-Motors gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Motorrads von links. Bei diesem
Motorrad findet die Erfindung Anwendung.
Gemäß Fig. 1 enthält ein Motorrad 1 einen Karosserierahmen 2 und ein
an dessen Vorderbereich befindliches Kopfrohr 3. Das Kopfrohr 3 nimmt
einen nicht näher dargestellten Aufhängungsmechanismus auf und lagert
eine Lenkung 6 zusammen mit einer Vordergabel 5, an der ein Vorder
rad 4 gelagert ist.
Der Rahmen 2 ist zum Beispiel als Doppelrohrrahmen ausgeführt und
enthält ein Paar beidseitiger Tankschienen 7, die sich in Breitenrichtung
hinter dem Kopfrohr 3 aufweiten, um dann parallel zueinander schräg
nach unten zu verlaufen, weiterhin ein Paar beidseitiger Mittelrahmen
elemente 8, die sich an die beiden hinteren Endabschnitte der Tank
schienen 7 anschließen und sich von dort aus nach oben erstrecken, und
schließlich ein Paar beidseitiger Sitzschienen 9, die sich ausgehend von
dem hinteren oberen Ende der Mittelrahmenelemente 8 nach hinten
erstrecken.
Oberhalb der Tankschienen 7 ist ein Kraftstofftank 10 angeordnet, auf
den Sitzschienen 9 ist ein Fahrersitz 11 gelagert. In dem mittleren unte
ren Bereich der Mittelrahmenelemente 8 ist eine Schwenkwelle 12 gela
gert, die ihrerseits eine Doppelarmschwinge 13 schwenkbar lagert, an
deren hinterem Ende das Hinterrad 14 drehbar gelagert ist. Unterhalb
des Mittelbereichs des Rahmens 2 (das heißt unterhalb des Kraftstoff
tanks 10) befindet sich zwischen Vorderrad 4 und Hinterrad 14 ein Mo
tor oder eine Motoreinheit 15.
Gemäß den Fig. 2 und 3, die eine Vorder- bzw. Seitenansicht von
rechts des Motors 15 zeigen, ist der Motor 15 als wassergekühlter Vier
takt-Reihenmotor mit vier Zylindern 16 ausgebildet, wobei die Zylinder
in integrierter Form in Breitenrichtung der Motorradkarosserie im oberen
Bereich eines Kurbelgehäuses 17 derart angeordnet sind, daß sie nach
vorn etwas geneigt sind. Ein Kühler 18 dient zum Kühlen des Motors
und befindet sich vor dem Motor 15 unterhalb des Kopfrohrs 3.
Die einzelnen Zylinder 16 sind mit Abgasöffnungen oder Abgaskanälen
20 auf der Vorderseite eines Zylinderkopfs 19 ausgestattet, wobei an die
Abgaskanäle 20 Abgasleitungen 21 angeschlossen sind. Diese Abgasrohre
oder Abgasleitungen 21 verlaufen zunächst zum unteren Bereich des
Motors 15 und biegen dann ab, um sich weiter nach hinten zu er
strecken. Die stromabwärtigen Enden der Abgasleitungen 21 sind mit
einem Schalldämpfer 22 verbunden.
Ein im folgenden als Drosselkörper 23 bezeichnetes Drosselklappenge
häuse bildet eine Ansaugeinheit für den Motor 15 und ist an dem hinte
ren oberen Seitenbereich des Zylinderkopfs 19 angebracht, außerdem ist
mit der stromaufwärtigen Seite des Drosselkörpers 23 ein Luftfilter 24
verbunden.
Der Motor 15 ist mit einem Sekundärluftzufuhrsystem 25 ausgestattet,
welches dazu dient, aus den nicht dargestellten Verbrennungskammern
des Motors 15 des Motorrads 1 ausgestoßenes Abgas zu reinigen. Das
Sekundärluftzufuhrsystem 25 ist derart ausgebildet, daß es Sekundärluft
in einen nicht dargestellten Abgaskanal einleitet, um dadurch die Oxida
tion des Abgases durch dessen Verbrennung, mithin die Reinigung des
Gases zu fördern. Das Sekundärluftzufuhrsystem 25 enthält hierzu ein
Führungsventil 26, welches sich im Betrieb bei Unterdruck einer Druck
welle des Abgases öffnet, ein Luftsperrventil 27 zum Beschränken des
Sekundärluftstroms, damit eine übermäßige Luftzufuhr in den Abgaska
nal vermieden wird, und Leitungs- oder Rohrelemente zum Verbinden
des Führungsventils 26 und des Luftsperrventils 27 mit anderen Ele
menten oder Teilen.
Das Führungsventil 26 und das Luftsperrventil 27 des erfindungsgemä
ßen Sekundärluftzufuhrsystems 25 sind miteinander integriert und bilden
ein Sekundärluftventil, wie es in Fig. 4 gezeigt ist.
Gemäß den Fig. 4 bis 6, die ein solches Sekundärluftventil 28 zeigen,
besitzt das Ventil einen Ventilkörper 28a, in welchem zwei Sekundärluft
kammern 29 ausgebildet sind, jeweils eine für zwei Zylinder 16 des
Motors 15, und jede der Sekundärluftkammern 29 ist mit zwei Sekundär
luftauslässen 30 ausgestattet. Das Führungsventil 26 befindet sich zwi
schen der Sekundärluftkammer 29 und dem Auslaß 30 in der dargestell
ten Weise, so daß es sich nur zur Seite des Auslasses 30 hin öffnet. Ein
Sekundärlufteinlaß 31 ist im unteren Bereich gemäß Darstellung des
Ventilkörpers 28a des Sekundärluftventils 28 ausgebildet, und dieser
Einlaß steht über einen Verbindungsweg 32 mit den Sekundärluftkam
mern 29 in Verbindung.
Das Luftsperrventil 27 befindet sich im Verlauf des Verbindungswegs
32, um diesen zu öffnen oder zu schließen. Das Luftsperrventil 27 be
sitzt einen Ventilkörper 27a, der im unteren Endbereich eines Ventil
schafts 27b ausgebildet ist, um vertikal auf- und abwärts bewegbar zu
sein, wobei er üblicherweise im geöffneten Zustand des Verbindungs
wegs 32 gehalten wird. Außerdem ist oberhalb des Ventilkörpers 28a des
Sekundärluftventils 28 eine Unterdruckkammer 33 ausgebildet, wobei der
obere Endbereich des Ventilschafts 27b mit einer Membran 34 verbun
den ist, die sich in der Unterdruckkammer 33 befindet.
Wie außerdem aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, befindet sich das
Sekundärluftventil 28 in einem Raum, der etwa gebildet wird am mitt
leren Bereich der Vorderseite des Motors 15 unterhalb der Abgaskanäle
20 und zwischen den Abgasleitungen 21 des Motors 15. Das Sekundär
luftventil 28 wird an dem Motor 15, beispielsweise an dessen Kurbelge
häuse 17, mit Hilfe eines Trägers 35 befestigt.
Ein Ende eines Sekundärluftschlauchs 36 ist mit dem Sekundärlufteinlaß
31 im unteren Bereich des Ventilkörpers 28a des Sekundärluftventils 38
verbunden, das andere Ende des Sekundärluftschlauchs 36 ist an den
Luftfilter 24 angeschlossen. Darüber hinaus ist ein Ende eines Unter
druckschlauchs 37 mit der im oberen Bereich des Ventilkörpers 28a
ausgebildeten Unterdruckkammer 33 verbunden, das andere Ende des
Unterdruckschlauchs 37 ist an einen nicht dargestellten Ansaugkanal des
Drosselkörpers 23 angeschlossen.
An die am Sekundärluftventil 28 befindlichen Sekundärluftauslässe 30
sind die einen Enden von Sekundärluftleitungen 38 über hitzebeständige
Schläuche 39 angeschlossen, ihre anderen Enden sind an Sekundärluftöff
nungen 40 angeschlossen, die in den oberen Bereichen der jeweiligen
Abgaskanäle 20 ausgebildet sind. Jede der Sekundärluftleitungen 38
erstreckt sich zunächst nach oben und anschließend durch die Abgasrohre
31 nach unten entlang einem Vorderwandbereich des Zylinders 16.
Fig. 7 ist eine Frontansicht des Motors 15 gemäß einer modifizierten
Ausführungsform der Erfindung.
Gemäß Fig. 7 enthält der Motor 15 eine gerade Anzahl von Zylindern
16, das heißt, es handelt sich um parallel angeordnete vier Zylinder 16
wie bei der vorherigen Ausführungsform, wobei in diesem Fall Sekun
därluftleitungen 38, die jeweils an die Sekundärluftöffnung 30 und den
Abgaskanal 20 angeschlossen sind, zwischen den beiden linken Zylindern
16L und den beiden rechten Zylindern 16R verlaufen.
Der Motor 15 der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform arbeitet wie
folgt:
Wenn der Motor 15 zu arbeiten beginnt, wird intermittierend aus den Abgaskanälen 20 über die Abgasleitungen 21 unter hohem Druck stehen des Abgas ausgestoßen, wodurch in den Abgasleitungen 21 eine Druck welle entsteht. Da jetzt die Sekundärluftkammer 29 des Sekundärluftven tils 28 mit der Sekundärluftöffnung 4D der betreffenden Abgaskanäle 20 über die betreffende Sekundärluftleitung 38 und den zugehörigen hitzebe ständigen Schlauch 39 verbunden ist, öffnet sich das Führungsventil 26 in dem Sekundärluftventil 28 aufgrund des in der Abgasleitung 21 herr schenden Unterdrucks. Durch das Öffnen des Führungsventils 26 wird die Luft aus dem Luftfilter 24 als Sekundärluft über den Sekundärluft schlauch 36 und die Sekundärluftkammer 29 in den Abgaskanal 20 ge saugt.
Wenn der Motor 15 zu arbeiten beginnt, wird intermittierend aus den Abgaskanälen 20 über die Abgasleitungen 21 unter hohem Druck stehen des Abgas ausgestoßen, wodurch in den Abgasleitungen 21 eine Druck welle entsteht. Da jetzt die Sekundärluftkammer 29 des Sekundärluftven tils 28 mit der Sekundärluftöffnung 4D der betreffenden Abgaskanäle 20 über die betreffende Sekundärluftleitung 38 und den zugehörigen hitzebe ständigen Schlauch 39 verbunden ist, öffnet sich das Führungsventil 26 in dem Sekundärluftventil 28 aufgrund des in der Abgasleitung 21 herr schenden Unterdrucks. Durch das Öffnen des Führungsventils 26 wird die Luft aus dem Luftfilter 24 als Sekundärluft über den Sekundärluft schlauch 36 und die Sekundärluftkammer 29 in den Abgaskanal 20 ge saugt.
Da das Sekundärluftventil 28 sich in dem Raum befindet, der etwa im
mittleren Bereich auf der Vorderseite des Motors 15 unterhalb des Ab
gaskanals 20 und zwischen der Abgasleitung 21 und dem Motor 15 gebil
det ist, ist der Abstand zwischen dem Führungsventil 26 und dem Ab
gaskanal 20 nur kurz im Verhältnis zu dem konventionellen Aufbau, so
daß eine komplizierte Leitungsführung oder dergleichen entfällt, was
vorteilhaft ist.
Darüber hinaus können das Verlegen der Leitungen und die Montage mit
Ausnahme des Sekundärluftschlauchs 36 und des Unterdruckschlauchs 37
in einem Zustand durchgeführt werden, in welchem das Sekundärluftven
til 28 am Motor 15 montiert ist, so daß der Zusammenbau einfach ist.
Da das Sekundärluftventil 28, die Sekundärluftleitung 38 und der hitzebe
ständige Schlauch 39 sämtlich in dem Raum untergebracht sind, der sich
zwischen dem Vorderteil des Motors 15 und der Rückseite der Abgaslei
tung 21 befindet, ergeben sich bezüglich der äußeren Form und des
Fassungsvermögens des Kraftstofftanks 10 oberhalb des Motors 15 keine
besonderen Beschränkungen.
Da das Sekundärluftventil 28 sich etwa im mittleren Bereich vor dem
Motor 15 befindet, besitzen die Sekundärluftleitungen 38 und die übrigen
Leitungen im wesentlichen gleiche Länge, so daß für sämtliche Zylinder
etwa die gleiche Reinigungswirkung des Abgases erzielt wird.
Im Fall eines Motors 15 mit gerader Anzahl parallel angeordneter Zylin
der 16, beispielsweise eines der obigen Beschreibung entsprechenden
Viertaktmotors, befinden sich Sekundärluftventile 28 zwischen den zwei
linken Zylindern 16L und zwischen den rechten beiden Zylindern 16R,
so daß die Leitungen im wesentlichen die gleiche Länge besitzen, so daß
für die jeweiligen Zylinder im wesentlichen die gleiche Abgasreini
gungswirkung erzielt werden kann.
Obschon die Sekundärluftleitung 38 aus Metall besteht und an den Ab
gaskanal 20 anschließt, durch den das auf hoher Temperatur befindliche
Abgas strömt, verläuft die Sekundärluftleitung 38 zunächst ausgehend
von dem Abgaskanal 20 nach oben, um sich anschließend nach unten
zwischen den Abgasleitungen 21 entlang dem Vorderwandabschnitt der
Zylinder 16 zu erstrecken, wobei die jeweilige Sekundärluftleitung dann
an den Sekundärluftauslaß 30 des Sekundärluftventils 28 über den hitze
beständigen Schlauch 39 angeschlossen ist, so daß die Sekundärluftlei
tung 38 eine beträchtliche Länge aufweist und die Hitze in beträchtli
chem Umfang abgestrahlt wird. Deshalb braucht die Hitzebeständigkeit
der hitzebeständigen Schläuche 39 nur gering zu sein, was eine Kostenre
duzierung gestattet.
Es sei angemerkt, daß die Erfindung nicht auf die obigen Ausführungs
beispiele beschränkt ist.
So zum Beispiel ist die vorliegende Erfindung auch anwendbar bei einem
Einzylindermotor anstelle des oben beschriebenen Viertakt-Vierzylinder-
Reihenmotors. Bei einer geraden Anzahl von Zylindern kann die Sekun
därluftleitung zwischen jeweils zwei Zylindern verlaufen, so daß die
Längen dieser Sekundärluftleitungen gleich groß sind.
Claims (5)
1. Sekundärluftzufuhrsystem für einen Motorrad-Motor (15), mit einem
Sekundärluftventil (28), bestehend aus integriertem Führungs- und Luft
sperrventil, sowie mit Abgasleitungen (21), die mit Abgaskanälen (20)
am Vorderteil des Motors (15) verbunden sind, wobei das Sekundärluft
ventil (28) etwa im Mittelbereich auf der Vorderseite des Motors (15)
unterhalb der Auslaßkanäle (20) und in einem Raum zwischen den Ab
gasleitungen (21) und dem Motor angeordnet ist, und Sekundärluftleitun
gen (38), die von dem Sekundärluftventil (28) abgehen, an Sekundärluft
öffnungen (40) angeschlossen sind, die in einem oberen Bereich der
Abgaskanäle (20) ausgebildet sind.
2. System nach Anspruch 1, bei dem die Sekundärluftleitungen (38) sich
ausgehend von den Abgaskanälen (20) zunächst nach oben erstrecken,
um anschließend nach unten zwischen den Abgasleitungen (21) entlang
einer Vorderwand des Motors (15) zu verlaufen, und um schließlich über
hitzebeständige Schläuche (39) an das Sekundärluftventil (28) angeschlos
sen zu sein.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Motor eine gerade
Anzahl von Zylindern (16) aufweist, die in Reihe angeordnet sind, wobei
die Sekundärluftleitungen zwischen den Zylindern in paralleler Anord
nung verlaufen.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Motor ein
Vierzylinder-Viertaktmotor hat, bei dem jeweils zwei Zylinder parallel
zueinander verlaufen.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Sekundärluft
ventil (28) einen Ventilkörper in integrierter Form mit Führungs- und
Luftsperrventilen aufweist, wobei das Sekundärluftventil (28) an einem
Kurbelgehäuse (17) des Motors (15) über einen Träger (35) montiert ist.
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