DE10226076A1

DE10226076A1 - Motorradmotor

Info

Publication number: DE10226076A1
Application number: DE2002126076
Authority: DE
Inventors: Brian Russell Knight; Brain Richard Mason
Original assignee: Ricardo Consulting Engineers Ltd
Current assignee: Ricardo PLC
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2003-01-23
Also published as: GB2377970B; GB0114307D0; GB2377970A

Abstract

Ein Motorradmotor in V- oder Boxer-Bauweise, umfassend zwei oder mehrere Zylinder (2), die Achsen (3), welche zueinander geneigt sind und welche entsprechende Kolben enthalten, die durch entsprechende Verbindungspleuel mit einer gemeinsamen Kurbelwelle (4) verbunden sind. Jeder Zylinder umfaßt ein ofer mehrere Einlaßventile und ein oder mehrere Auslaßventile, das Einlaßventil von jedem Zylinder kommuniziert mit einem entsprechenden Ansaugrohr und mit einer oben liegenden Nockenwelle zusammenwirkt und das oder jedes Ausstoßventil von jedem Zylinder kommuniziert mit einem entsprechenden Abgasrohr (6) und zusammenwirkt mit einer oben liegenden Nockenwelle, alle oben liegenden Nockenwellen erstrecken sich rechtwinklig zu der Achse der Kurbelwelle (4). Der Motor beinhaltet weiterhin eine Zusatzwelle (22), die sich oberhalb der Kurbelwelle (4) und parallel dazu erstreckt und mit der Kurbelwelle verbunden ist, um sich mit dieser zu drehen. Die Zusatzwelle (22) trägt zwei Antriebszahnräder (24), welche mit zwei angetriebenen Rädern (26) zusammenwirken, die mit entsprechenden Antriebsscheiben (28) verbunden sind und so angebracht sind, daß sie sich um die entsprechenden Achsen parallel zu den Achsen der oben liegenden Nockenwellen, welche jedem Zylinder zugeordnet sind, drehen. Die inneren Enden der Nockenwellen tragen entsprechende Antriebsrollen (10), die zwei angetriebenen Scheiben, die jedem Zylinder zugeordnet sind, so verbunden, daß sie von einer entsprechenden der ...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Motorradmotoren in V- oder Boxerbauweise, d. h. Verbrennungsmotoren für Motorräder welche zwei oder mehr Zylinder umfassen, deren Achsen zueinander geneigt sind und welche jeweils Kolben enthalten, die durch Pleuelstangen mit einer gemeinsamen Kurbelwelle verbunden sind. Bei einem V Motor sind die Achsen der Zylinder oder die beiden Zylinderbänke typischerweise um 90° oder weniger zueinander geneigt und bei einem Boxer-Motor sind sie um 180° geneigt.
Es ist bekannt, solche Motoren mit ein oder zwei oben liegenden Nockenwellen pro Zylinder auszustatten, wobei es aus Gründen der Leichtigkeit des Antriebes dieser Nockenwellen diese gewöhnlich parallel zur Kurbelwelle angeordnet werden. Dies bedeutet, daß der Antrieb der Nockenwelle an der Vorderseite oder an der Hinterseite der Zylinder bezüglich der Bewegungsrichtung des Motorrades angebracht sein muß. Im Gegenzug bedeutet dies, daß Ansaug- und Abgasrohre an den Seitenflächen des Zylinders angebracht sein müssen. Jedoch ist der Konstrukteur eingeschränkt durch die Tatsache, daß auf den Innenseiten relativ wenig Platz verfügbar ist und deren Anordnung an der äußeren Oberfläche die Gesamtbreite des Motorrades vergrößert, was unerwünscht ist. Die Ansaug- und Abgassysteme von solchen Motoren werden daher generell vorrangig unter Berücksichtigung von Raum- oder Einbauüberlegungen, als von Effizienzüberlegungen konstruiert, was dazu führt, daß die Effizienz oder die Leistungsangabe des Motors reduziert wird.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die oben angeführten Probleme zu beseitigen und einen Motorradmotor der oben erwähnten Art, vorzugsweise in V-Twinbauweise, zur Verfügung zu stellen, bei dem die Ansaug- und Abgasrohre an der Vorder- und Rückseite des Motors angeordnet sind und bei dem der Nockenwellenantriebsmechanismus sowohl relativ billig als auch relativ einfach ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Motorradmotor in V- oder Boxerbauweise zwei oder mehr Zylinder, deren Achsen zueinander geneigt sind und welche jeweils Kolben enthalten die durch Verbindungspleuel mit einer gemeinsamen Kurbelwelle verbunden sind, jeder Zylinder ein oder mehr Einlaßventile und ein oder mehr Auslaßventile einschließt, wobei das oder jedes Einlaßventil eines jeden Zylinders mit einem entsprechenden Ansaugrohr kommuniziert und mit einer oben liegenden Nockenwelle zusammenwirkt und wobei das oder jedes einzelne Auslaßventil eines jeden Zylinders mit einem entsprechenden Abgasrohr kommuniziert und mit einer oben liegenden Nockenwelle zusammenwirkt, wobei sich all diese oben liegenden Nockenwellen rechtwinklig zur Achse der Kurbelwelle erstrecken, wobei der Motor weiterhin eine Zusatzwelle einschließt, welche sich über der Kurbelwelle und parallel zu dieser erstreckt und mit der Kurbelwelle verbunden ist um mit dieser zu rotieren, wobei die Zusatzwelle zwei Antriebszahnräder trägt, die mit zwei angetriebenen Zahnrädern zusammenwirken, die mit entsprechenden Antriebsscheiben verbunden sind und derart angebracht sind, dass sie sich um jeweilige Achsen parallel zu der Achse der oben liegenden Nockenwelle(n) drehen, die jeweils den einzelnen Zylinder zugeordnet sind, wobei die inneren Enden der Nockenwelle(n) entsprechende angetriebene Scheiben tragen, wobei die zwei einem jeweiligen Zylinder zugeordneten angetriebenen Scheiben derart verbunden sind, dass sie von einer jeweiligen Antriebsscheibe durch ein entsprechendes flexibles endloses Antriebsmittel gedreht werden, wobei das mit jedem Zylinder verbundene Ansaug- und Abgasrohr an der Vorderseite und der Rückseite des Zylinders angeordnet ist, beabstandet in axialer Richtung der Kurbelwelle.

Die Einlaß- und Auslaßventile eines jeden Zylinders können durch eine einzige Nockenwelle angetrieben werden, in welchem Fall die Zahl der oben liegenden Nockenwellen gleich der Anzahl von Zylindern ist. Vorgezogen wird jedoch, daß es zwei oben liegende Nockenwellen pro Zylinder gibt, von denen eine das oder jedes Einlaßventil betreibt und von denen die andere das oder jedes Ausstoßventil betreibt. Es ist darüber hinaus vorzuziehen, daß jedes Antriebszahnrad ein Stirnrad umfaßt und jedes angetriebene Zahnrad ein Kronenrad umfaßt.

Demzufolge gibt es in dem Motor in Übereinstimmung mit der Erfindung ein und vorzugsweise zwei obenliegende Nockenwellen die jedem Zylinder zugeordnet sind und welche sich rechtwinklig zu der Kurbelwellenachse erstrecken. Die jedem Zylinder zugeordnete(n) Nockenwelle(n) werden von der Kurbelwelle über eine Hilfswelle angetrieben die derart verbunden ist, dass sie sich sich mit der Kurbelwelle dreht, zwei Antriebszahnräder auf der Hilfswelle, zwei angetriebene Zahnräder die in Eingriff mit den Antriebszahnrädern stehen und den jeweiligen flexiblen, endlosen Antriebsmitteln, z. B. einer Antriebskette, welche sich um jede Antriebsscheibe und um die oder jede einzelne den einzelnen Zylinder zugeordnete angetriebene Scheibe bewegt. Der Nockenwellenantriebsmechanismus ist somit relativ einfach und umfaßt relativ wenige Komponenten. Aufgrund der Tatsache, daß sich die Nockenwellen rechtwinklig zu der Achse der Kurbelwelle erstrecken, kann der Nockenwellenantriebsmechanismus an den Innenseiten der beiden Zylinderblöcke positioniert werden und kann dementsprechend komplett innerhalb des V-förmigen Raumes, welcher durch die Zylinderblöcke definiert wird, untergebracht werden. Die Ansaug- und Abgasrohre können daher an der vorderen oder hinteren Seite des Zylinderblocks bereitgestellt werden und können demzufolge allein unter Berücksichtigung von Effizienz- und Leistungsbetrachtungen konstruiert werden ohne Platz- oder Einbaubeschränkungen.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Motor eine Ausgleichswelle umfaßt, die mit der Kurbelwelle verbunden ist und sich in Synchronisation mit dieser zu drehen, aber in der entgegengesetzten Richtung, und weiterhin, daß im Falle eines V-Motors die Ausgleichswelle innerhalb des V-Raumes, welcher durch die Zylinderblocks definiert ist, untergebracht ist. Die Zusatzwelle kann direkt durch die Kurbelwelle oder indirekt durch die Ausgleichswelle angetrieben werden.

Weitere Eigenschaften und Details der Erfindung werden auch sichtbar anhand der folgenden Beschreibung einer spezifischen Ausführungsform eines V-Twinmotorradmotors in Übereinstimmung mit der Erfindung, welche anhand eines Beispiels dargestellt wird, mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, wobei:
Fig. 1 eine schematische Frontansicht der wesentlichen Bestandteile des Motors, teilweise nur als, zeigt;
Fig. 2 eine Draufsicht der Zusatzwelle in der Richtung von Pfeil Nr. 2 in Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine Ausschnittsansicht in der Richtung von Pfeil Nr. 3 in Fig. I zeigt, welche die Anordnung des Nockenwellenantriebs zeigt;
Fig. 4 eine Ausschnittsansicht der Hilfswelle in der Richtung von Pfeil Nr. 4 in Fig. 1 zeigt; und
Fig. 5 eine diagrammatische Ausschnittsansicht des Motors auf seiner Längsmittelebene zeigt.
Der Motor umfaßt zwei Zylinder 2, deren Achsen 3 sich in einem Winkel, in diesem Fall, 90°, schneiden. Jeder Zylinder enthält einen Kolben, der durch ein entsprechendes Verbindungspleuel mit einer gemeinsamen Kurbelwelle 4 verbunden ist. Jeder Zylinder enthält zwei Auslaßventile, die mit einem gemeinsamen jeweiligen Abgasrohr 6 an der Vorderseite des Motors, im Hinblick auf dessen Bewegungsrichtung wenn er in einem Motorrad eingebaut ist, kommunizieren. Jeder Zylinder enthält weiterhin zwei Einlaßventile, welche mit einem gemeinsamen jeweiligen Ansaugrohr am Ende des Motors kommunizieren. Die beiden Auslaßventile und die beiden Einlaßventile werden durch jeweilige obenliegenden Nockenwellen angetrieben, wobei jeweils zwei dieser Nockenwellen jedem einzelnen Zylinder zugeordnet sind, deren beide Achsen 8 sich rechtwinklig zu der Achse der Kurbelwelle erstrecken. Mit einem Ende einer jeden Nockenwelle ist eine jeweilige Nockenwellenantriebsscheibe 10 verbunden.
Die Kurbelwelle 4 trägt ein gezahntes Antriebszahnrad 12, welches in Kontakt steht mit einem entsprechenden Antriebszahnrad 14, welches von einer sich drehenden Ausgleichswelle 16 des bekannten "Heron"-Typs getragen wird und sich oberhalb und parallel zur Kurbelwelle erstreckt. Die Ausgleichswelle dreht sich somit in entgegengesetzter Richtung als die Kurbelwelle und dient dazu, die Instabilität des Motorrades auszuräumen oder zu reduzieren, welche durch die asymmetrischen Lasten, die im Gebrauch auf das Innere der Zylinder wirken und den Drehmomentrückschlag, welcher durch die Beschleunigung der Kurbelwelle entsteht, verursacht werden, beides Vorgänge welche dazu führen können, daß das Motorrad umkippt. Die Ausgleichswelle 16 trägt weiterhin ein Antriebszahnrad 18, das in Eingriff steht mit einem weiteren Antriebszahnrad 20, welches von einer rotierenden Hilfswelle 22 getragen wird. Die Hilfswelle erstreckt sich parallel zu und oberhalb der Ausgleichswelle 16 und dreht sich in der gleichen Richtung wie die Nockenwelle.
Die Zusatzwelle 22 trägt zwei voneinander beabstandete Zahnräder 24, von denen jedes in Eingriff steht mit einer kreisförmigen Anordnung von Zähnen auf der Endfläche eines entsprechendes Zahnrades 26 im bekannten "Krone"-Stil. Die Zahnräder 26 sind so angebracht, daß sie sich um die entsprechenden Achsen drehen, die im selben Winkel geneigt sind, wie die Achsen der Zylinder 2, in diesem Fall 90°. Ein Teil 28 von jedem Zahnrad 26 ist als Riemenscheibe konstruiert, in diesem Fall als gezahnter Typ. Eine entsprechende Antriebskette 30 bewegt sich um jede Riemenscheibe 28 und die beiden zugeordneten Nockenwellenantriebsscheiben 10 herum. Der Antrieb wird somit übertragen von der Nockenwelle über die Wellen 16 und 22, die Antriebswelle 24 und 26 und die Antriebsketten 30 auf die vier oben liegenden Nockenwellen.
Der Nockenwellenantriebsmechanismus ist somit kompakt und beinhaltet relativ wenig Komponenten und ist insgesamt auf der inneren Oberfläche der beiden Zylinder untergebracht. Die Ausgleichswelle ist ebenfalls komplett innerhalb des Platzes untergebracht, welche durch die V-Form der Zylinder definiert wird. Die Ansaug- und Abgasrohre können demzufolge an der vorderen und hinteren Seite der Zylinder angebracht werden und können somit ausschließlich aufgrund von Effizienz und Leistungsbetrachtungen konstruiert werden, ohne durch Raum- und Einbaubeschränkungen begrenzt zu werden.

Claims

1. Motorradmotor in V- oder Boxer-Bauweise, umfassend zwei oder mehr Zylinder (2), deren Achsen (3) zueinander geneigt sind und welche jeweilige Kolben enthalten, die durch Verbindungspleuel mit einer gemeinsamen Kurbelwelle (4) verbunden sind, wobei jeder Zylinder ein oder mehrere Einlaßventile und ein oder mehrere Auslaßventile umfaßt, wobei das oder jedes Einlaßventil von jedem Zylinder mit einem entsprechenden Ansaugrohr kommuniziert und mit einer oben liegenden Nockenwelle zusammenwirkt und das oder jedes Ausstoßventil eines jeden Zylinders mit einem entsprechenden Abgasrohr (6) kommuniziert und mit einer oben liegenden Nockenwelle zusammenwirkt, wobei sich alle oben liegenden Nockenwellen rechtwinklig zu der Achse der Kurbelwelle erstrecken, wobei der Motor weiterhin eine Zusatzwelle umfaßt, die sich oberhalb der Kurbelwelle (4) und parallel dazu erstreckt und mit der Kurbelwelle verbunden ist um sich mit dieser zu drehen, wobei die Zusatzwelle (22) zwei Antriebszahnräder (24) trägt, die mit zwei angetriebenen Zahnrädern (26) zusammenwirken, die mit entsprechenden Antriebsscheiben (28) verbunden sind und so angebracht sind, daß sie sich um die entsprechenden Achsen parallel zu den Achsen der oben liegenden Nockenwelle(n), welche jeweils jedem Zylinder zugeordnet sind, drehen, wobei die inneren Ende(n) der Nockenwelle(n) entsprechend angetriebene Scheiben tragen, die mit zwei angetriebenen Scheiben, welche jedem Zylinder zugeordnet sind, so verbunden sind, daß sie von einer entsprechenden der Antriebsscheiben (28) von entsprechenden endlosen, flexiblen Antriebsmitteln (30) gedreht werden, wobei die dem jeweiligen Zylinder zugeordneten Ansaug- und Abgasrohre an der Vorderseite und der Hinterseite des Zylinders in axialer Richtung der Kurbelwelle voneinander beabstandet angeordnet sind.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Zylinder zwei oben liegende Nockenwellen zugeordnet sind.

3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Antriebszahnrad ein Stirnzahnrad und jedes angetriebene Rad ein Kronenrad ist.

4. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Ausgleichswelle umfaßt, die sich oberhalb und parallel zu der Kurbelwelle erstreckt und mit der Kurbelwelle verbunden ist, um sich mit dieser zu drehen, aber in entgegengesetzter Richtung.