DE10126874C2

DE10126874C2 - Einspuriges Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10126874C2
Application number: DE10126874A
Authority: DE
Inventors: Franz Laimboeck
Original assignee: AVL List GmbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2003-10-30
Anticipated expiration: 2021-06-02
Also published as: DE10126874A1

Description

Die Erfindung betrifft einspuriges Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Einspurige Kraftfahrzeuge im Sinne der Erfindung sind bei spielsweise Motorräder oder Schneeschlitten mit einer Antriebsraupe, über die die Vortriebskraft übertragen wird.

Bei Motorrädern, deren Motor eine quer zur Fahrtrichtung angeordnete Kurbel wellenachse aufweist, ist es üblich, den Zylinder oder die Zylinder stehend oder in Fahrtrichtung nach vorne geneigt anzuordnen. Im Allgemeinen ist das Getriebe dabei hinter dem Motor und vor dem Hinterrad gelegen, wodurch sich eine güns tige Kraftübertragung darstellen lässt. Bei Motorrädern, die mit einem niedrigen Durchstieg in der Art eines Motorrollers ausgebildet sind, ergeben sich bei einer solchen Bauart schwierig zu lösende Probleme, insbesondere dann, wenn hub raumstärkere Motoren vorgesehen sind. Insbesondere ein stufenloses Getriebe, eine sogenannte Variomatik, ergibt hier besondere Packageprobleme.

In gleicher Weise ergeben sich bei Schneeschlitten mit leistungsstärkeren Mo toren Probleme, den Motor und das Getriebe in dem Raum unter der vorderen Haube unterzubringen.

Aus der DE 36 01 273 A1 ist ein Geländemotorrad bekannt, das einen annähernd waagrecht nach hinten angeordneten Zylinder aufweist. Diese Anordnung dient bei der bekannten Lösung dazu, eine möglichst lange Hinterradschwinge zu er reichen, wodurch das Fahrverhalten verbessert wird. Bei den dargestellten Ge ländemotorrädern ist eine zusätzliche Belastung des Vorderrades durch einen möglichst weit nach vorne verlegten Motor vorteilhaft.

Im weiteren ist aus der EP 755 853 A1 ein Motorrad bekannt, das einen liegenden, in Fahrtrichtung angeordneten Zylinder aufweist. Eine platzsparende Anordnung mit vorteilhafter Geometrie der Hinterradschwinge kann damit nicht erreicht werden. Ferner ist in der EP 901 956 A2 ein Motorrad beschrieben, das einen kompakten Zylinderkopf aufweist, wobei jedoch die Zylinderachse quer zur Längsachse des Motorrads ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Antriebsaggregat ei nes einspurigen Kraftfahrzeuges in besonders kompakter und platzsparender Weise unterzubringen, wobei im Gegensatz zum oben zitierten Stand der Technik bei einem Motorrad ein besonders kurz bauender Motor verwirklicht werden soll, um den Fußraum so wenig wie möglich einzuschränken und einen möglichst kur zen Radstand zu erreichen. In gleicher Weise soll bei einem Schneeschlitten ein möglichst kompakter Aufbau des Antriebsaggregates und ein tiefer Schwerpunkt erreicht werden.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch die Merkmale von Patentan spruch 1 gelöst. Im Zusammenhang mit dem nach hinten liegend angeordneten Zylinder ermöglicht dies bei einem Motorrad eine besonders vorteilhafte Einlass gestaltung und insbesondere das Heranrücken des Zylinderkopfes bis unmittelbar vor das Hinterrad. Die Ansteuerung des Auslassventils oder der Auslassventile über Kipphebel ermöglicht es weiters, die Bauhöhe des Zylinderkopfes im Bereich der größten Annäherung an das Hinterrad zu verringern. In analoger Weise kann so bei einem Schneeschlitten eine äußerst kompakte Motoranordnung erreicht werden, wobei der Zylinderkopf der Brennkraftmaschine unmittelbar vor der Antriebsraupe zu liegen kommt. Da das Einlassventil von einer obenliegenden Nockenwelle direkt angesteuert wird, ist es möglich, ohne Konflikt mit dem Hin terrad eine obenliegende Nockenwelle vorzusehen.

Eine besonders günstige Einlassanordnung wird erreicht, wenn die Ventile V-för mig zueinander geneigt sind und wenn ein Ansaugkanal zwischen den Ventilen zum Zylinder geführt ist. Es handelt sich dabei um eine sogenannte Reverse- Tumble-Anordnung, bei der im Brennraum eine Verwirbelung erzeugt wird, deren Achse im Wesentlichen senkrecht zur Zylinderachse ist.

In einer besonders begünstigten Ausführungsvariante der Erfindung ist ein stu fenloses Getriebe vorgesehen, mit einer ersten Getriebewelle, die mit der Kur belwelle in Verbindung steht, und mit einer zweiten Getriebewelle, die im Zylin derblock der Brennkraftmaschine gelagert ist. Mit der erfindungsgemäßen Anord nung des Antriebssystems kann dabei ein besonders kompakter Aufbau erreicht werden. Besonders günstig ist es in diesem Zusammenhang, wenn auf der zwei ten Getriebewelle eine Fliehkraftkupplung gelagert ist. Im Allgemeinen wird dabei die Fliehkraftkupplung auf der gegenüberliegenden Seite des Getriebes vorge sehen sein. Das stufenlose Getriebe kann als trockenlaufender Zugriemenantrieb oder mit einer Schubgliederkette ausgeführt sein, die trocken oder im Ölbad läuft.

Eine Steigerung des Fahrkomforts kann dadurch erreicht werden, dass im Ge häuse der Brennkraftmaschine mindestens eine Massenausgleichswelle integriert ist.

Ein besonders kompakter Aufbau des Motorrads kann erreicht werden, wenn die Brennkraftmaschine als Zweizylindermotor mit vier Ventilen pro Zylinder ausge bildet ist.

Die Herstellung der Brennkraftmaschine kann wesentlich vereinfacht werden, wenn eine Kurbelwellenachse, eine Achse einer Ausgleichswelle und eine Achse der Getriebewelle in einer gemeinsamen Teilungsebene der Brennkraftmaschine angeordnet sind.

Bei einer Ausführung der Erfindung in der Form eines Motorrollers ist es bevor zugt, wenn die Brennkraftmaschine ein Teil der Hinterradschwinge ist. Dies be deutet, dass das Hinterrad in einer Triebsatzschwinge gelagert ist.

In der Folge wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausfüh rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen die

Fig. 1 eine seitliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Motorrades,

Fig. 2 ein Detail von Fig. 1,

Fig. 3 ein Motorrad gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung,

Fig. 4 einen Schnitt einer Brennkraftmaschine des Motorrades von Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab und

Fig. 5 einen teilweisen Schnitt einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung.

Fig. 6 zeigt einen erfindungsgemäßen Schneeschlitten und

Fig. 7 ein Detail von Fig. 6.

Bei dem Motorrad von Fig. 1 sind in der Folge nur die erfindungswesentlichen Einzelheiten bezeichnet und erklärt.

Das Motorrad besitzt einen Aufbau in der Art eines Motorrollers, das heißt es ist ein relativ niedriger Durchstieg 2 vorgesehen. Die Brennkraftmaschine 3 des Motorrades 1 ist unter einem Sitz 4 für den nicht dargestellten Fahrer angeord net. Es handelt sich dabei um eine Zweizylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine mit vier Ventilen pro Zylinder. Die Zylinder 5 der Brennkraftmaschine 3 sind nach hinten liegend angeordnet, wobei die Zylinderachsen 6 einen Winkel α von etwa 12° zur Waagrechten einschließen. Um einen möglichst kurzen Radstand I zu erreichen und den Durchstieg 2 so wenig als möglich einzuschränken, ist der Zy linderkopf 7 der Brennkraftmaschine 3 soweit als möglich zum Hinterrad 8 des Motorrades 1 herangerückt.

Die Brennkraftmaschine 3 ist bei der Ausführungsvariante der Fig. 1 fest mit der Hinterradschwinge 40 verbunden, die um eine Achse 41 unmittelbar vor der Brennkraftmaschine 3 schwenkbar gelagert ist. Die Kraftübertragung auf das Hinterrad 8 erfolgt über einen Zahnriemen oder eine Kette 42.

In der Fig. 2 ist die Brennkraftmaschine 3 des Motorrads von Fig. 1 im Detail er sichtlich. In einer waagrechten Teilungsebene 39 der Brennkraftmaschine 3 sind die Kurbelwellenachse 43, die Achse 44 einer Ausgleichswelle 45 für den Mas senausgleich erster Ordnung, die gegenläufig zur Kurbelwelle 10 rotiert, und die Achse 46 der Getriebewelle 18 gelegen. Ein Zugriemen 15 umschlingt eine Rie menscheibe 12 und eine zweite Riemenscheibe 17. In der Fig. 2 ist mit durch gezogenen Linien eine Stellung des Zugriemens 15 bei niedriger Drehzahl und hohem Übersetzungsverhältnis gezeigt, die dem ersten Gang eines Schaltgetrie bes entspricht. Mit unterbrochenen Linien ist eine Stellung des Zugriemens 15 gezeigt, die einem hohen Gang entspricht. Weiters ist in der Fig. 2 ein Elektro starter 47 und eine von unten verschraubte Ölwanne 48 ersichtlich. Das An triebsmoment wird von einem auf der Getriebewelle 18 befestigten Antriebsritzel 22 auf ein Zahnrad 23 übertragen, das fest mit einem Kettenrad 24 verbunden ist, das die Kette 42 antreibt.

Es ist aus Fig. 2 ersichtlich, dass die Einlassventile 30 durch eine oben liegende Nockenwelle 32 direkt betätigt werden. Die Auslassventile 31 werden über Kipp hebel 33 betätigt, die mit der Nockenwelle 32 in Wirkverbindung stehen. Dadurch ist es möglich, den Zylinderkopf 7 im Bereich des Hinterrades 8 niedrig auszubil den, so dass eine kurze Baulänge erreicht wird. Der Ansaugkanal 34 ist bei die ser Ausführungsvariante von oben zu den Einlassventilen geführt und nimmt eine Drosselklappe 37 und eine Einspritzdüse 38 auf.

Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante der Erfindung, die sich insofern von der oben beschriebenen Ausführungsvariante unterscheidet, als die Brennkraftma schine 3 fest im Motorrad gelagert ist und die Hinterradschwinge 40 um eine hinter der Brennkraftmaschine 3 gelegene Achse 49 schwenkbar ist. Das Motor rad selbst ist als konventionelles vollverkleidetes Motorrad ausgebildet.

Aus der Fig. 4 ist der detaillierte Aufbau der Brennkraftmaschine 3 ersichtlich. In zwei nebeneinander angeordneten Zylindern 5 mit parallelen Achsen 6 sind Kol ben 9 beweglich angeordnet. Mit der Kurbelwelle 10 der Brennkraftmaschine sind auf einer Seite Starter und Lichtmaschine 11 und auf der anderen Seite eine Riemenscheibe 12 für ein stufenloses Getriebe 13 angeordnet. Eine Fliehkraftver stelleinrichtung 14 ist dazu ausgebildet, eine axial bewegliche Riemenscheiben hälfte 12a bei zunehmender Drehzahl in Richtung zu einer axial feststehenden Riemenscheibenhälfte 12b zu verschieben, so dass der Abrolldurchmesser eines Zugriemens 15 größer wird. Die Riemenscheibe 12 ist auf einer ersten Getriebe welle 16 gelagert, die einstückig mit der Kurbelwelle 10 ausgebildet ist.

Der Zugriemen 15 treibt eine zweite Riemenscheibe 17 an, die auf einer zweiten Getriebewelle 18 gelagert ist. Die Riemenscheibe 17 besteht aus einer axial fes ten Riemenscheibenhälfte 17a, gegen die eine axial bewegliche Riemenscheiben hälfte 17b gedrückt wird. Die Druckkraft wird durch eine Schraubenfeder 19 er zeugt. Die zweite Getriebewelle 18 ist im Zylinderblock 20 der Brennkraftma schine 3 gelagert und erstreckt sich von der Riemenscheibe 17 unmittelbar ne ben den Zylindern 5, 6 vorbei zur gegenüberliegenden Seite der Brennkraftma schine 3. Das Drehmoment der Getriebewelle 18 wird über eine Fliehkraftkupp lung 21 auf ein Antriebsritzel 22 übertragen, das mit einem Zahnrad 23 in Ver bindung steht. Koaxial zum Zahnrad 23 und fest mit diesem verbunden ist ein Kettenrad 24 vorgesehen, um die Antriebskraft auf das Hinterrad 8 zu übertra gen.

Die Ausführungsvariante von Fig. 5 zeigt ein Detail einer Lösung mit einer Ein zylinder-Brennkraftmaschine. Wie in Fig. 2 werden die Einlassventile 30 durch eine oben liegende Nockenwelle 32 direkt betätigt. Die Auslassventile 31 werden über Kipphebel 33 betätigt, die mit der Nockenwelle 32 in Wirkverbindung ste hen. Dadurch ist es möglich, den Zylinderkopf 7 im Bereich des Hinterrades 8 niedrig auszubilden, so dass eine kurze Baulänge erreicht wird. Weiters ist bei der Ausführungsvariante der Fig. 5 der Ansaugkanal 34 zwischen den Ventilen 30, 31 hindurch geführt, so dass ein Reverse-Tumble-Konzept erreicht wird. Die Ventile 30, 31 sind V-förmig in einem Winkel von etwa 45° zueinander geneigt, um den notwendigen Raum freizugeben. Dies ermöglicht eine besonders einfache Ansaugluftführung und eröffnet die Möglichkeit, den Vergaser 35 seitlich ver schwenkt neben dem Hinterrad 8 anzuordnen. Der Auslasskanal 36 wird nach unten hin weggeführt und kann somit ebenfalls platzsparend untergebracht wer den.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, ein Antriebskonzept für ein Motorrad, dass in der Art eines Motorrollers ausgebildet ist auch dann in geringer Baugröße und platzsparend darzustellen, wenn ein größerer Hubraum von beispielsweise 500 cm³ bis 900 cm³ vorgesehen ist.

Der Schneeschlitten der Fig. 6 besitzt eine Karosserie 50, auf der ein Sitz 4 für den Fahrer und gegebenenfalls vorhandene Beifahrer angeordnet ist. Eine An triebsraupe 51 wird von Laufrollen 52, Umlenkrollen 53 und einer Antriebsrolle 54 geführt. Die Lenkung erfolgt in herkömmlicher Weise über einen Lenker 55, der auf einen schwenkbaren Ski 56 einwirkt.

Der Aufbau der Antriebseinheit der Ausführungsvariante der Fig. 6 und 7 ist ähn lich dem, der Ausführungsvariante von Fig. 3. Der Zylinder 5 der Brennkraftma schine 3 ist nahezu horizontal nach hinten geneigt angeordnet. Die Kraftübertragung erfolgt über ein stufenloses Getriebe 13 mit einem Zugriemen 15. Um den Erfordernissen eines Schneeschlittens Rechnung zu tragen ist jedoch zwischen dem Getriebe 13 und der Antriebsrolle 54 ein nicht dargestelltes Vorgelege zwi schengeschaltet, um einen Rückwärtsgang darstellen zu können. Durch die ana loge Ausführung zu der Fig. 2 und 3 mit der Ventilansteuerung der Einlassventile 30 über die Nockenwelle 32 direkt, und der Auslassventile 31 über Kipphebel 33, kann die Brennkraftmaschine 3 in einer äußerst kompakten Weise an die An triebsrolle 54 herangerückt werden.

Claims

1. Einspuriges Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine (3) mit innerer Verbrennung mit mindestens einem Zylinder (5), der näherungsweise hori zontal entgegen der Fahrtrichtung geneigt angeordnet ist, wobei mindes tens ein Einlassventil (30) oberhalb mindestens eines Auslassventils (31) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslassventil (31) über einen Kipphebel (33) angesteuert ist und dass das Einlassventil (30) von einer obenliegenden Nockenwelle (32) direkt angesteuert ist.

2. Einspuriges Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (30, 31) V-förmig zueinander geneigt sind und dass ein Ansaugkanal (34) zwischen den Ventilen (30, 31) zum Zylinder (5) geführt ist.

3. Einspuriges Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein stufenloses Getriebe (13) vorgesehen ist, mit einer ersten Getriebewelle (16), die mit der Kurbelwelle in Verbindung steht, und mit einer zweiten Getriebewelle (18), die im Zylinderblock (20) der Brennkraftmaschine (3) gelagert ist.

4. Einspuriges Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zweiten Getriebewelle (18) eine Fliehkraftkupplung (21) gela gert ist.

5. Einspuriges Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das stufenlose Getriebe als trocken laufender Zug riementrieb ausgebildet ist.

6. Einspuriges Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das stufenlose Getriebe als Schubgliederkette aus gebildet ist.

7. Einspuriges Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass im Gehäuse der Brennkraftmaschine (3) mindestens eine Massenausgleichswelle (45) integriert ist.

8. Einspuriges Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (3) als Zweizylindermotor mit vier Ventilen (30, 31) pro Zylinder ausgebildet ist.

9. Einspuriges Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Kurbelwellenachse (43), eine Achse (44) einer Ausgleichswelle (45) und eine Achse (46) der Getriebewelle (18) in einer gemeinsamen Teilungsebene (39) der Brennkraftmaschine (3) angeordnet sind.

10. Einspuriges Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ausgebildet als Schneeschlitten, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (3) unmittelbar vor einer Antriebsraupe (41) angeordnet ist.

11. Einspuriges Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ausgebildet als Motorrad, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (3) unmittelbar vor dem Hinterrad (8) angeordnet ist.

12. Einspuriges Kraftfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (3) ein Teil der Hinterradschwinge (40) ist.