-
Die Erfindung betrifft eine Zweizylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine in Reihe, bei welcher die Kolben auf verschiedene Kurbeln einer Kurbelwelle arbeiten, deren Kröpfungen um einen Winkel gegeneinander versetzt sind. Dieser Winkel beträgt 90 Grad.
-
Es ist die
DE-PS 35 42 459 C2 bekannt, die eine Zweizylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine in Reihe zeigt und beschreibt, bei welcher der Versetzungswinkel der Kurbelzapfen der Kurbelwelle 270 Grad beträgt. Durch diese Anordnung heben sich die Massenkräfte der 2. Ordnung auf natürliche Weise gegenseitig auf, womit für die Maschine im Verein mit bekannten Ausgleichsmassnahmen zur Beseitigung der Massenkräfte 1. Ordnung ein besonders vibrationsarmer Lauf erzielt wird. Ausgleichswellen lassen hohe Drehzahlen zu. Bei der in dieser Druckschrift erwähnten DE-Zeitschrift Motorrad 12/82 werden die Motorräder Suzuki und Yamaha gezeigt, die über Motoren in Twin-Bauweise verfügen, welche als Gegenläufer einen Kurbelzapfenversatz der Kurbelwelle von 180 Grad aufweisen. Die Zündabstände betragen 180 Grad und 540 Grad. Dieser
DE-35 42 459 C2 ist ein Hinweis darauf, dass Brennkraftmaschinen dieser Anordnung bei Verwendung als Antriebsaggregat von Kraftfahrzeugen eine besonders gute Strassenhaftung erzielen, nicht entnehmbar.
-
Ferner ist bekannt das Motorrad Yamaha TDM 900, dessen Zweizylinder-Viertakt-Maschine in Reihe einen Versetzungswinkel der Kurbelzapfen der Kurbelwelle von 270 Grad aufweist. Durch den folglichen Ausgleich der Massenkräfte 2. Ordnung bei dieser Anordnung wird ein sehr ruhiger Lauf des Motors erreicht. Die Maschine soll ein hohes Drehmoment erzielen.
-
Weiterhin ist bekannt das Motorrad Ducati Monster S4R, dessen Zweizylinder-Viertakt-Maschine in V-Bauweise einen Zylinderwinkel von 90 Grad aufweist, deren Kolben auf nur einen Kurbelzapfen der Kurbelwelle arbeiten. Diese Maschine weist somit Zündabstände von 270 Grad und 450 Grad auf.
-
Durch diese ungleichmässige Zündung, die sich als Druck und Zug auf das Antriebsrad fortsetzt, wird, neben dem berühmten Ducati-Sound, die überragende Strassenlage des Motorrads erzielt.
-
Fernerhin bekannt ist das Motorrad BMW F800, bei welchem die neueste Entwicklung einer Zweizylinder-Viertakt-Maschine in Reihe zum Einbau kommt. Es handelt sich hier um die Anwendung des Patents
DE 60 2004 002 612 T2 . In dem Parrallel-Twin Motor, auch als Gleichläufer bezeichnet, werden die Massenkräfte 1. Ordnung durch eine an einem dritten Pleuel befestigte sich auf und nieder bewegende Ausgleichsstange eliminiert. Der Zündabstand beträgt 360 Grad.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zweizylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine in Reihe mit einem Kurbelkröpfungswinkel einer Kurbelwelle so zu finden, dass ungleichmässige Zündabstände entstehen und die Brennkraftmaschine somit beim Einbau als Antriebsaggregat in Kraftfahrzeuge wie in Motorräder, Trikes, Quads, allradangetriebene Quads und Personenkraftwagen diesen durch den ungleichmässigen Druck und Zug auf die Antriebsachse(n) eine besonders gute Traktion des Antriebsrads bzw. der Antriebsräder auf der Fahrbahn verleihen.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Hauptanspruchs.
-
Brennkraftmaschinen der erfindungsgemässen Bauweise haben bei Verwendung als Antriebsaggregat in Kraftfahrzeugen, neben ruhigem Lauf, den Vorteil, dass sich die ungleichmässige Zündung mit Zündabständen von 270 Grad und 450 Grad fortsetzt als ungleichmässiger Druck und Zug auf die Antriebsachse(n) und den Fahrzeugen somit eine besonders vorteilhafte Bodenhaftung erbringen. Der Antrieb dieser Fahrzeuge wirkt reziprok zu einer so genannten Stotterbremse, bei welcher durch wiederholtes, unterbrochenes Betätigen der Bremse ein Blockieren der Räder verhindert werden kann. Die Vorteile kommen bei Fahrzeugen mit Brennkraftmaschinen dieser Bauart zur Geltung beim Beschleunigen und Dahingleiten mit gleichmässiger Geschwindigkeit durch bessere Haftung auf der Strasse. Die Anordnung der Maschine wirkt sich bei Kraftfahrzeugen sehr günstig aus in Kurvenfahrt, insbesondere bei Motorrädern, und sie verleiht ihnen grosse Kurvenfestigkeit.
-
Beim Bremsen des Fahrzeugs mit Hilfe des Motors durch dessen Trägheit wirkt der Antrieb durch die ungleichmässige Verzögerung wie eine Stotterbremse. Er kommt in der Wirkung einer mit Anti-Blockier-System ausgestatten Bremse nahe. Bei Kraftfahrzeugen versehen mit der erfindungsgemässen Brennkraftmaschine wirkt diese durch Druck und Zug auf das Antriebsrad bzw. die Antriebsräder und erzielt somit die vorteilhafte Traktion in allen Fahrzuständen.
-
Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird der Versetzungswinkel von 90 Grad der Kurbelzapfen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine nach dem Hauptanspruch entgegen der Drehrichtung der Maschine gezählt, so dass ein Verssetzungswinkel von 270 Grad in Drehrichtung entsteht.
-
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung werden zwei der nach dem Hauptanspruch beschriebenen Brennkraftmaschine paarweise aneinandergereiht zu einer Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine, so dass die Kurbelzapfen der Kurbelwelle je um 90 Grad gegeneinander versetzt sind, und sie sich somit auf 0 Grad, 90 Grad, 180 Grad und 270 Grad befinden. Dadurch entsteht die ungleichmässige Zündung mit Zündabständen von 90 Grad, 180 Grad, 270 Grad und 180 Grad.
-
Bei aktuellen Vierzylinder-Brennkraftmaschinen in Reihe befinden sich die Kurbelzapfen der Kolben 1 und 4 auf einer Achse und die der Kolben 2 und 3 auf einer um 180 Grad versetzten zweiten Achse.
-
Bekannt sind Maschinen dieser Anordnung, bei der die Massenkräfte der 2. Ordnung durch zwei Wellen ausgeglichen werden, bezeichnet als Lanchester-Ausgleich.
-
In der bereits erwähnten
DE-PS 35 42 459 C2 wird in Anspruch 2 vorgeschlagen, zwei der dort beschriebenen Zweizylinder-Viertakt-Brennkraftmaschinen nach Anspruch 1 paarweise aneinanderzureihen, so dass sich die Kurbelzapfen dieser Vierzylinder-Brennkraftmaschine auf zwei Achsen befinden, je zwei auf 0 Grad und auf 270 Grad.
-
Es sind Vierzylinder-Zweitakt-Brennkraftmaschinen in Reihe bekannt, deren Kurbeln der Kurbelwelle je um 90 Grad gegeneinander versetzt sind, womit sie sich auf 0 Grad, 90 Grad, 180 Grad und 270 Grad befinden. Die Zündabstände sind regelmässig und betragen 90 Grad.
-
Ferner sind Achtzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschinen in V-Bauweise unter einem Winkel von 90 Grad bekannt, deren Kurbelzapfen der Kurbelwelle je um 90 Grad gegeneinander versetzt sind und sich somit auf 0 Grad, 90 Grad, 180 Grad und 270 Grad befinden. Die Zündabstände sind regelmässig und betragen 90 Grad. Diese Maschinen erzielen durch die Anordnung der Kurbelzapfen und die hohe Anzahl der Zylinder einen sehr ruhigen Lauf.
-
Anspruch 3 betrifft eine Vierzylinder-Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge, bei der auch eine ungleichmässige Zündung erzeugt wird. Es ist Aufgabe, für diese Kraftfahrzeuge mit Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschinen in Reihe, insbesondere hubraumstarke, schwere Motorräder sowie Personenkraftwagen mit einachsigen oder mehrachsigen Antrieben, kleinen Autobussen und leichten Lastkraftwagen, eine Kurbelwelle mit Kurbelkröpfungswinkeln so zu finden, dass ungleichmässige Zündabstände entstehen, die ihrerseits den ungleichmässigen Druck und Zug auf die Antriebsachse(n) erzeugen und somit eine sehr gute Strassenhaftung bewirken.
-
Durch die paarweise Aneinanderreihung der erfindungsgemässen Zweizylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 entsteht auch bei dieser Vierzylinder-Brennkraftmaschine durch das Viertakt-System, neben guter Standruhe, der Vorteil ungleichmässiger Zündabstände von 90 Grad, 180 Grad, 270 Grad und 180 Grad. Die ungleichmässige Zündung setzt sich fort auf das Antriebsrad bzw. die Antriebsräder und erzeugt dort den Druck und Zug, der die vorteilhafte Traktion erzielt.
-
Die Kurbelwellenanordnungen mit Versetzungswinkeln der Kurbeln von jeweils 90 Grad gegeneinander der erfindungsgemäßen Vierzylinder-Brennkraftmaschine in Reihe, wie gezeigt in den 6) und 7) der Zeichnungen, entsprechen denen der Achtzylinder-Brennkraftmaschine in 90 Grad V-Bauweise mit jeweils um 90 Grad gegeneinander versetzten Kurbelzapfen. Ein weiterer Vorteil wird dadurch erzielt, daß diese Vierzylinder-Maschinen in Reihe somit mit ähnlich guter Standruhe laufen wie die V8-Maschinen.
-
Ein wirtschaftlicher Vorteil besteht bei der erfindungsgemässen Vierzylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine darin, dass aufgrund ihres ruhigen Laufs keine bekannten Massnahmen zum Ausgleich der Massenkräfte der 2. Ordnung erforderlich sind, was bei ihrer Verwendung in Kraftfahrzeugen auch auf die Strassenlage positiv Einfluss nimmt.
-
Die Kurbelwelle ist symmetrisch. Durch das Viertaktsystem der Brennkraftmaschine erfolgt für die Zündung ein Symmetriebruch. Die Zündabstände sind mit 90 Grad, 180 Grad, 270 Grad und 180 Grad a-symmetrisch. Brennkraftmaschinen mit dieser gewünschten ungleichmässigen Zündung erzielen beim Einsatz in Kraftfahrzeugen die vorteilhafte Bodenhaftung in allen Fahrzuständen.
-
Zeichnungen Beschreibung
-
In den Zeichnungen sind die Ausführungen der Erfindung schematisch dargestellt.
-
In 1 sind die Achsen des ersten und zweiten Zylinders der Brennkraftmaschine mit 1 und 2 bezeichnet. Sie liegen in einer Ebene. Die Kolben 3 und 4 arbeiten über die Pleuel 5 und 6 auf die Kurbeln 7 und 8 der Kurbelwelle, deren Achse mit 9 bezeichnet ist. Der Winkel zwischen den Kröpfungen der Kurbeln 7 und 8 ist mit alpha bezeichnet, er beträgt 90 Grad und zählt in Drehrichtung der Maschine. Der Pfeil 10 gibt die Drehrichtung der Kurbelwelle an.
-
2 zeigt die zu 1 gehörende Kurbelwelle, seitlich gesehen. Die Kurbelzapfen 1 und 2 gehören zu den entsprechenden Zylindern 1 und 2. Der Pfeil 3 gibt die Drehrichtung der Kurbelwelle an.
-
In 3 sind die Achsen des ersten und zweiten Zylinders der Brennkraftmaschine mit 1 und 2 bezeichnet. Sie liegen in einer Ebene. Die Kolben 3 und 4 arbeiten über die Pleuel 5 und 6 auf die Kurbeln 7 und 8 der Kurbelwelle, deren Achse mit 9 bezeichnet ist. Der Winkel zwischen den Kröpfungen der Kurbeln 7 und 8 ist mit alpha bezeichnet, er beträgt 90 Grad und zählt entgegen der Drehrichtung der Maschine. Der Winkel zwischen den Kröpfungen der Kurbeln 7 und 8 in Drehrichtung ist mit beta bezeichnet und beträgt 270 Grad. Der Pfeil 10 gibt die Drehrichtung der Kurbelwelle an.
-
4 zeigt die zu 3 gehörende Kurbelwelle seitlich gesehen, die Kurbelzapfen 1 und 2 gehören zu den entsprechenden Zylindern 1 und 2. Der Pfeil 3 gibt die Drehrichtung der Kurbelwelle an.
-
In 5 sind die Achsen des ersten, zweiten, dritten und vierten Zylinders der Brennkraftmaschine mit 1, 2, 3 und 4 bezeichnet. Sie liegen in einer Ebene. Die Kolben 5, 6, 7 und 8 arbeiten über die Pleuel 9, 10, 11 und 12 auf die Kurbeln 13, 14, 15 und 16 der Kurbelwelle, deren Achse mit 17 bezeichnet ist. Der Winkel zwischen den Kröpfungen der Kurbeln 13 und 14 ist mit alpha bezeichnet und beträgt 90 Grad, um welchen die 4 Kurbelarme gegeneinander versetzt sind. Der Pfeil 18 gibt die Drehrichtung der Kurbelwelle an.
-
Die 6, 7, 8, 9, 10 und 11 zeigen die zu 5 gehörenden Beispiele der Kurbelzapfenfolge der Kurbelwellen, seitlich gesehen. Die Kurbelzapfen 1, 2, 3 und 4 gehören zu den entsprechenden Zylindern 1, 2, 3 und 4. Der Pfeil 5 gibt die Drehrichtung der Kurbelwellen an.
-
Zeichnung 2 zeigt die zu Zeichnung 1 gehörende Kurbelzapfenfolge
-
Zu Zeichnung 2 beträgt die
-
Zeichnung 4 zeigt die zu Zeichnung 3 gehörende Kurbelzapfenfolge
-
Zu Zeichnung 4 beträgt die
-
Beispiele der Kurbelzapfenfolge der Vierzylinder Viertakt-Brennkraftmaschinen dargestellt in Zeichnungen 6–11.
-
Zeichnungen Beschreibung:
-
Zu Zeichnung 6 betragen die
-
Zu Zeichnung 7 betragen die
-
Zu Zeichnung 8 betragen die
-
Zu Zeichnung 9 betragen die
-
Zu Zeichnung 10 betragen die
-
Zu Zeichnung 11 betragen die
