DE10007969A1 - Sekundärluftzufuhrsystem für einen Motorrad-Motor - Google Patents

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.

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.