DE102008031118A1

DE102008031118A1 - Motorrad-Luftkasten mit einem Helmholtz-Resonator

Info

Publication number: DE102008031118A1
Application number: DE102008031118A
Authority: DE
Inventors: Matthew J. Milwaukee Sheahan; Anthony D. Elkhorn Stefanelli; Paul Germantown Pedersen; Brian Elkhorn Freeh
Original assignee: Buell Motorcycle Co
Current assignee: Buell Motorcycle Co
Priority date: 2007-07-02
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2009-01-08
Also published as: JP2009013980A; US20090008181A1

Abstract

Eine Lufteinlassanordnung für einen Motor in einem Motorrad umfasst eine Lufteinlassöffnung zum Empfangen von Einlassluft, wobei die Einlassluft eine Luftflussrichtung definiert. Die Lufteinlassanordnung umfasst weiterhin einen Luftkasten, der wenigstens teilweise eine Kammer definiert. Ein Trennglied ist in der Kammer angeordnet und unterteilt die Kammer in eine Erweiterungskammer, die in der Luftflussrichtung nach der Einlassöffnung angeordnet ist und mit derselben verbunden ist, und in eine Teilkammer, die konfiguriert ist, um die mit dem Fluss der Einlassluft durch die Einlassluftanordnung während des Betriebs des Motors assoziierte Geräuschentwicklung zu reduzieren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lufteinlasskonfiguration für einen Motorradmotor. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Luftkastenanordnung mit einem großen Fluss und reduzierter Geräuschentwicklung sowie ein Motorrad einschließlich der Luftkastenanordnung.
In einer Ausführungsform gibt die Erfindung eine Einlassluftanordnung für einen Motor in einem Motorrad an. Die Lufteinlassanordnung umfasst eine Lufteinlassöffnung zum Aufnehmen von Einlassluft, wobei die Einlassluft eine Luftflussrichtung definiert. Die Lufteinlassanordnung umfasst weiterhin einen Luftkasten, der wenigstens teilweise eine Kammer definiert. Ein Trennglied ist in der Kammer angeordnet und unterteilt die Kammer in eine Erweiterungskammer, die in der Luftflussrichtung hinter der Lufteinlassöffnung angeordnet und mit derselben verbunden ist, und in eine Teilkammer, die konfiguriert ist, um die mit dem Fluss der Einlassluft durch die Lufteinlassanordnung während des Motorbetriebs assoziierte Geräuschentwicklung zu reduzieren.
In einer anderen Ausführungsform gibt die Erfindung einen Luftkasten für ein Motorrad an, der eine untere Wand umfasst, die wenigstens teilweise eine Kammer bildet, wobei die untere Wand eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweist. Der Luftkasten umfasst weiterhin ein Trennglied, das zwischen der unteren Wand und der oberen Wand angeordnet ist. Das Trennglied unterteilt die Kammer in eine Helmholtz-Resonator- Teilkammer und in eine Erweiterungskammer einschließlich der Einlassöffnung.
Andere Aspekte der Erfindung werden durch die folgende ausführliche Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
1 ist eine Seitenansicht eines Motorrads einschließlich eines Luftkastens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Explosionsansicht der Luftkastens von 1.
3 ist eine perspektivische Ansicht des Luftkastens von 1, wobei die Abdeckung entfernt ist, damit die Innenkammer sichtbar ist.
4 ist eine Vorderansicht des Luftkastens von 1.
5 ist eine Seitenansicht des Luftkastens von 1.
6 ist eines schematische Ansicht des Luftkastens.
Bevor nachfolgend verschiedene Ausführungsformen der Erfindung im Detail erläutert werden, soll darauf hingewiesen werden, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Details des Aufbaus und die Anordnung der Komponenten beschränkt ist, die in der folgenden Beschreibung beschreiben oder in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind. Die Erfindung kann durch andere Ausführungsformen realisiert und auf andere Weise ausgeführt werden. Außerdem ist zu beachten, dass die hier verwendete Terminologie beispielhaft und nicht einschränkend aufzufassen ist. Wenn die Wörter „enthalten", „umfassen" oder „aufweisen" verwendet werden, bedeutet dies, dass zusätzlich zu den danach aufgelisteten Teilen auch andere Teile vorhanden sein können. Bei einer „Montage", „Verbindung", „Halterung" oder „Kopplung" kann es sich jeweils um direkte sowie um indirekte Montagen, Verbindungen, Halterungen und Kopplungen handeln. Weiterhin ist eine „Verbindung" oder „Kopplung" nicht auf eine physikalische oder mechanische Verbindung oder Kopplung beschränkt.
1 zeigt ein Motorrad 20 mit einem Motor 24, der an einem Rahmen 28 montiert ist. Der Motor 24 weist eine V-Twin-Konfiguration auf und sieht eine Antriebsleistung für ein Hinterrad 32 des Motorrads 20 vor. Während des Betriebs des Motors 24 wird durch einen Luftkasten 36 Luft in den Motor 24 für die Verbrennung gezogen. Ein Filterelement 40 ist in dem Luftkasten 36 montiert, um Unreinheiten der Einlassluft zu entfernen, bevor diese mit dem Kraftstoff in dem Motor 24 verbrannt wird.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der Luftkasten 36 eine untere Wanne 44, die eine untere Wand definiert, und eine Abdeckung 48, die eine obere Wand definiert. Die untere Wand und die obere Wand definieren wenigstens teilweise einen Innenraum bzw. eine Kammer 52 des Luftkastens (4–6). Wie in 2–3 gezeigt, ist die untere Wanne 44 in einer Öffnung 56 des Rahmens 28 an einem vorderen Ende desselben angeordnet. An dieser Position ist die Kammer 52 über dem Motor 24 angeordnet. Das Filterelement 40 ist in einer Auslassöffnung 64 (2) montiert, die in der unteren Wanne 44 ausgebildet ist, damit Einlassluft durch das Filterelement 40 hindurch und aus der Kammer 52 zu dem Motor 24 fließt. In einigen Ausführungsformen ist das Filterelement 40 an einer anderen Position vor dem Motor 24 und zum Beispiel vor der Luftkasten 36 oder in dem Luftkasten 36 angeordnet. Die untere Wanne 44 ist im wesentlichen in den Rahmen 28 eingepasst und dort befestigt. Die Abdeckung ist an dem Umfang der unteren Wanne 44 befestigt. Weitere Komponenten wie etwa ein Dichtungs- oder Verbindungsmaterial, Dichtungen, Befestigungselemente usw. werden in einigen Ausführungsformen verwendet, um den Luftkasten 36 zu montieren und/oder zu dichten. In einigen Ausführungsformen wird die Kammer 52 wenigstens teilweise durch zwei oder mehr Komponenten wie etwa laterale Hälften, vordere/hintere Hälften usw. gebildet. In derartigen Ausführungsformen kann die untere Wand und/oder die obere Wand der Kammer 52 durch zwei oder mehr Luftkastenkomponenten gebildet werden.
Wie in 2-5 gezeigt, ist ein Einlassrohr 68 mit der unteren Wand 44 verbunden, um Einlassluft in die Luftkastenkammer 52 zu richten. Das Einlassrohr 68 kann teilweise oder vollständig mit der unteren Wand 44 integriert sein (d. h. einstückig mit derselben gegossen sein). Das Einlassrohr 68 erstreckt sich von der Luftkastenkammer 52 nach unten und vorne. In der gezeigten Ausführungsform weist das Einlassrohr 68 eine nach vorne gerichtete Einlassöffnung 72 auf, die konfiguriert ist, um den Luftstaudruck in den Luftkasten 36 zu erhöhen.
Das Einlassrohr 68 öffnet sich in die Kammer 52 an einer Einlassöffnung 76, die neben dem vorderen Ende der unteren Wanne 44 angeordnet ist. Wie am besten in 2 und 3 zu erkennen ist, ist die Einlassöffnung 76 in einer Bodenfläche 80 der unteren Wanne 44 ausgebildet, sodass sich die Einlassluft im wesentlichen nach oben bewegt, nachdem sie in die Kammer 52 eingetreten ist. Der Luftfluss aus der Einlassöffnung 76 in die Kammer 52 bildet eine Übergangszone, die konfiguriert ist, damit sich der Einlassluftfluss in das größere Volumen der Kammer 52 erweitern kann. Wie am besten in 4 gezeigt, fächert sich die Einlassöffnung 76 wesentlich in einer lateralen Richtung in der Übergangszone auf, wobei die Einlassöffnung 76 zu der Kammer eine Querschnittfläche aufweist, die wesentlich größer wird als diejenige des Einlassrohrs 68 ist.
Ein Trennglied wie etwa eine Trennwand 88 ist in der Kammer 52 im wesentlichen zwischen der unteren Wand und der oberen Wand (z. B. zwischen der unteren Wanne 44 und der Abdeckung 48) angeordnet. Die Trennwand 88 ist im wesentlichen vertikal auf einer Seite einer imaginären Mittellinie 92 des Motorrads (2 und 3) angeordnet. In einigen Ausführungsformen erstreckt sich das Trennglied allgemein lateral, diagonal usw. in der Kammer 52. Die Trennwand 88 unterteilt die Kammer 52 in ein erstes Volumen (z. B. eine Erweiterungskammer 96) und ein zweites Volumen (z. B. eine Teilkammer 100). Die Teilkammer 100, die kleiner als die Erweiterungskammer 96 ist, wird eigens angepasst und konfiguriert, um den Fluss der Einlassluft durch den Luftkasten 36 und die durch den Fluss der Einlassluft erzeugte Geräuschentwicklung zu verändern. In einigen Ausführungsformen ist das Trennglied im wesentlichen nicht plan und/oder definiert selbst einen teilweise eingeschossenen Raum, um die Teilkammer 100 teilweise oder vollständig zu definieren. Die Teilkammer 100 ist als ein Helmholtz-Resonator konfiguriert, um die durch den Fluss der Einlassluft erzeugte Geräuschentwicklung zu reduzieren. Der Luftkasten 36 ist schematisch in 6 gezeigt.
Die Trennwand 88 ist mit einer Öffnung 112 versehen, die eine Schnittstelle der Fluidkommunikation zwischen der Erweiterungskammer 96 und der Helmholtz-Resonator-Teilkammer 100 definiert. Alternativ hierzu wird die Schnittstelle zwischen der Erweiterungskammer 96 und der Helmholtz-Resonator-Teilkammer 100 wenigstens teilweise durch die Abdeckung 48 und/oder die untere Wanne 44 definiert. Die Öffnung 112 in der Trennwand 88 ist neben der Übergangszone angeordnet, in der sich die Einlassöffnung 76 von dem Einlassrohr 68 in die Erweiterungskammer 96 öffnet.
Die Trennwand 88 ist in der Kammer 52 angeordnet, wobei ein erster Kantenteil 116 in Kontakt mit der unteren Wanne 44 ist und ein zweiter Kantenteil 120 in Kontakt mit der Abdeckung 48 ist (3–5). Ein dritter Kantenteil 124 kontaktiert sowohl die untere Wanne 44 als auch die Abdeckung 48. Auf diese Weise ist der gesamte Umfang der Trennwand 88 in einer im wesentlichen dichtenden Beziehung in Kontakt zu einer der die Kammer 52 definierenden Flächen. 4 und 5 zeigen die Abdeckung 48 allgemein transparent, um den Aufbau zu verdeutlichen. In der Praxis kann die Luftkasten-Abdeckung 48 transparent, semitransparent, undurchsichtig usw. sein. In einigen Ausführungsformen sind ein oder mehrere Dichtungsglieder zwischen der Trennwand 88 oder Teilen derselben angeordnet, wobei die untere Wanne 44 und/oder die Abdeckung 48 mit Ausnahme der designierten Schnittstellenöffnung 112 eine im wesentlichen leckfreie Unterteilung zwischen der Erweiterungskammer 96 und der Helmholtz-Resonator-Teilkammer 100 vorsehen.
Die Trennwand 88 ist durch Presspassung in der Kammer 52 eingepasst, wobei die Trennwand 88 entfernt werden kann, wenn die Abdeckung von der unteren Wanne 44 entfernt wird. Wenn die Abdeckung 48 an der unteren Wanne 44 montiert ist, ist die Trennwand 88 automatisch in einer gedichteten Beziehung zu der unteren Wanne 44 und der Abdeckung 48 angeordnet. Alternativ hierzu können ein oder mehrere Befestigungselemente und/oder Klebemittel/Haftungsmittel, Schnappverbindungen, Clips, Nieten usw. verwendet werden, um die Trennwand 88 in der Kammer 52 entweder entfernbar oder semipermanent zu montieren.
In einigen Ausführungsformen ist die Trennwand 88 einstückig mit der unteren Wand 44 ausgebildet. Dabei bleibt die Trennwand 88 an der vorgesehen Position, wenn die Abdeckung 48 von der unteren Wanne 44 entfernt wird (z. B. um das Filterelement 40 zu warten und/oder zu ersetzen). Alternativ hierzu kann die Trennwand 88 einstückig mit der Abdeckung 48 ausgebildet werden. In derartigen Ausführungsformen wird die Trennwand 88 von der unteren Wanne 44 entfernt, wenn die Abdeckung von der unteren Wanne 44 entfernt wird.
Wenn der Motor 24 betrieben wird, wird Einlassluft aus der Atmosphäre durch die Einlassöffnung 72 in das Einlassrohr 68 gezogen. Der Fluss der Einlassluft erweitert sich in der Übergangszone, wenn er die Einlassöffnung 76 der Kammer 52 erreicht. In der Kammer 52 sorgt die Erweiterungskammer 96 dafür, dass eine große Menge an Einlassluft durch das Filterelement 40 zu dem Motor 24 für eine Verbrennung gehen kann. Ein Teil des Flusses der Einlassluft geht durch die Öffnung 112 und tritt in die Helmholtz-Resonator-Teilkammer 100 ein, die eine Sackgasse bildet. Dieser Teil des Flusses der Einlassluft wird deshalb an den Wänden der Teilkammer reflektiert und kehrt durch die Öffnung 112 zu der Erweiterungskammer zurück, wo er mit der eingehenden Luft aus dem Einlassrohr 68 interagiert und ausgewählte Schalldruckwellen in der Kammer 52 aufhebt. Dadurch wird der Gesamtgeräuschpegel des Luftkastens 36 in dem Motor 24 reduziert.
Weil die Helmholtz-Resonator-Teilkammer 100 als relativ kleiner Teil der Kammer 52 ausgebildet ist, der auf einer Seite der Kammer 52 in der Nähe der Einlassöffnung 76 angeordnet ist, unterstützt der Rest der Kammer 52 (d. h. die Erweiterungskammer 96) eine hohe Flussrate der Einlassluft für eine bessere Leistung des Motors 24.
Die Erfindung gibt also untere anderem einen Luftkasten 36 für ein Motorrad 20 mit einer Kammer 52 an, die in eine Helmholtz-Resonator-Teilkammer 10 und eine benachbarte Erweiterungskammer 96 unterteilt ist, wobei die Kammer 52 durch Trennwände 88 unterteilt wird. Verschiedene Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgenden Ansprüche definiert.

Claims

Lufteinlassanordnung für einen Motor in einem Motorrad, wobei die Lufteinlassanordnung umfasst: eine Lufteinlassöffnung (72) zum Empfangen von Einlassluft, wobei die Einlassluft eine Luftflussrichtung definiert, einen Luftkasten (36), der wenigstens teilweise eine Kammer (52) definiert, und ein Trennglied (88), das in der Kammer (52) angeordnet ist und die Kammer (52) in eine Erweiterungskammer (96), die in der Luftflussrichtung hinter der Lufteinlassöffnung (72) angeordnet ist und mit derselben verbunden ist, und in eine Teilkammer (100) unterteilt, die konfiguriert ist, um die mit dem Fluss der Einlassluft durch die Lufteinlassanordnung während des Betriebs des Motors (24) assoziierte Geräuschentwicklung zu reduzieren.
Die Lufteinlassanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkammer (100) ein Helmholtz-Resonator ist.
Lufteinlassanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennglied (88) wenigstens teilweise eine Öffnung (112) der Teilkammer (100) definiert, wobei die Öffnung (112) an einem in der Luftflussrichtung vorgeordneten Ende der Kammer (52) angeordnet ist.
Lufteinlassanordnung nach Anspruch 3, weiterhin gekennzeichnet durch ein Dichtungsglied, das neben dem Trennglied (88) angeordnet ist, um die Teilkammer (100) mit Ausnahme der Öffnung (112) der Teilkammer (100) im wesentlichen gegenüber der Erweiterungskammer (96) zu dichten.
Lufteinlassanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (112) der Teilkammer (100) neben einer Übergangszone angeordnet ist, in der die Lufteinlassöffnung (72) die Kammer (52) erreicht.
Lufteinlassanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterungskammer (96) über dem Motor (24) angeordnet ist.
Lufteinlassanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennglied (88) entfernbar in der Kammer (52) angeordnet ist.
Luftkasten für ein Motorrad, der umfasst: eine untere Wand (44), die wenigstens teilweise eine Kammer (52) bildet, wobei die untere Wand (44) eine Einlassöffnung (76) und eine Auslassöffnung (64) aufweist, eine obere Wand (48), die mit der unteren Wand (44) verbunden ist und wenigstens teilweise die Kammer (52) bildet, und ein Trennglied (88), das zwischen der unteren Wand (44) und der oberen Wand (48) angeordnet ist, wobei das Trennglied (88) die Kammer (52) in eine Resonator-Teilkammer (100) und in eine Erweiterungskammer (96) unterteilt.
Luftkasten nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennglied (88) entfernbar in der Luftkastenkammer (52) angeordnet ist.
Luftkasten nach Anspruch 8, weiterhin gekennzeichnet durch ein Dichtungsglied, das um einen wesentlichen Teil des Umfangs des Trennglieds (88) herum angeordnet ist.
Luftkasten nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (76) der unteren Wand (44) mit einem Lufteinlassrohr (68) verbunden ist, das eine kleinere Querschnittfläche als die Einlassöffnung (76) aufweist.
Luftkasten nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennglied (88) wenigstens teilweise eine Teilkammeröffnung (112) zwischen der Resonator-Teilkammer (100) und der Erweiterungskammer (96) definiert.
Luftkasten nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkammeröffnung (112) an einem in der Luftflussrichtung vorgeordneten Ende der Kammer (52) angeordnet ist.
Luftkasten nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkammeröffnung (112) neben der Einlassöffnung (76) der unteren Wand (44) angeordnet ist.
Motorrad, das umfasst: einen Rahmen (28), einen Luftkasten (36), der mit dem Rahmen (28) verbunden ist, wobei der Luftkasten (36) eine Kammer (52) definiert, und ein Trennglied (88), das in der Kammer (52) angeordnet ist, wobei das Trennglied (88) die Kammer (52) in eine Erweiterungskammer (96) und in eine Resonator-Teilkammer (100) unterteilt.
Motorrad nach Anspruch 15, weiterhin gekennzeichnet durch ein Lufteinlassrohr (68), das mit der Erweiterungskammer (96) kommuniziert, wobei das Einlassrohr (68) eine Einlassöffnung (72) aufweist.
Motorrad nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einlassöffnung (76) der Kammer (52) an einem in der Luftflussrichtung vorgeordneten Ende des Luftkastens (36) ausgebildet ist.
Motorrad nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennglied (88) wenigstens teilweise eine Teilkammeröffnung (112) neben der Einlassöffnung (76) der Kammer (52) definiert.
Motorrad nach Anspruch 15, weiterhin gekennzeichnet durch einen Motor (24), wobei die Erweiterungskammer (96) im wesentlichen über dem Motor (24) angeordnet ist.
Motorrad nach Anspruch 15, wobei das Trennglied (88) entfernbar in der Kammer (52) angeordnet ist.