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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Verbrennungsmotor für
ein Fahrzeug mit nur einem Zylinder und einem Arbeitskolben nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei dem hier zur Rede stehenden Verbrennungsmotor
handelt es sich insbesondere um einen Einzylinder-Verbrennungsmotor,
der zur Anordnung in oder an einem Motorradrahmen vorgesehen ist und
zum Antrieb des Motorrads dient. Obwohl es sich bei einem solchen
Motorrad in der Regel um ein einspuriges Fahrzeug handelt, kann
der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor
auch in einem mehr als einspurigen Fahrzeug eingesetzt werden, wobei
an dieser Stelle beispielsweise motorradähnliche Fahrzeuge mit drei,
vier oder mehr Rädern
zu nennen sind.
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Verbrennungsmotoren ganz allgemein
sind bereits in vielfacher Ausführung
bekannt geworden. Auch sind einzylindrige Verbrennungsmotoren mit nur
einem Zylinder oder Arbeitszylinder und einem Arbeitskolben bereits
in vielfacher Ausführung
bekannt geworden. Wenn solche bekannte einzylindrige Verbrennungsmotoren
als Antrieb für
ein Motorrad eingesetzt wurden, so wurde der Verbrennungsmotor am
oder im Rahmen des Motorrads stets so angeordnet, daß der oder
die Auslaßkanäle für verbranntes Abgas
des Motorrads regelmäßig in Hauptfahrrichtung
des Motorrads ausgerichtet waren, also in Richtung der Vorwärtsfahrtrichtung
des Motorrads. Die Anordnung des bekannten Verbrennungsmotors derart,
daß der
oder die Auslaßkanäle in Vorwärtsfahrtrichtung
des Motorrads zeigen, liegt darin begründet, daß damit die thermisch höher belastete
Auslaßseite und
damit verbundene Abgasleitungen gut im Kühlluftstrom bei der Fahrt des
Motorrads liegen und daher entsprechend gekühlt werden können. Diese
Anordnung führt
aber auch regelmäßig dazu,
daß in
der Abgasleitung eine Umlenkung in Richtung zum Fahrzeugheck vorhanden
ist und sich die Abgasleitung dann mehr oder weniger stark am Fahrzeugrahmen anschmiegend
in Richtung zum Fahrzeugheck erstreckt, also entgegen der Vorwärtsfahrtrichtung
des Motorrads ausgerichtet ist.
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Bei solchen bekannten einzylindrigen
Verbrennungsmotoren befinden sich der oder die Einlaßkanäle dem oder
den Auslaßkanälen gegenüberliegend
angeordnet, also bei im Motorradrahmen eingebauten Verbrennungsmotor
an der in Fahrtrichtung hinteren Seite des Verbrennungsmotors, sind
also entgegen der Fahrtrichtung angeordnet. Dies führt dazu,
daß eine
Gemischbildungseinrichtung, wie beispielsweise ein Vergaser mit
seiner Schwimmerkammer oder ein Drosselklappenstutzen einer Einspritzanlage
in Fahrtrichtung hinterhalb des Verbrennungsmotors liegt. Die Gemischbildungseinrichtung wird
daher im Betrieb des bekannten Verbrennungsmotors erwärmt, wobei
die Wärmebelastung
aufgrund der vorstehend bereits angesprochenen nach hinten verlaufenden
Abgasleitung noch erhöht
wird. Wenn ein derartiges mit einem bekannten einzylindrigen Verbrennungsmotor
ausgerüstetes
Motorrad angehalten wird, so steigt aufgrund des dann fehlenden
Fahrtwindes die Wärmebelastung
der Gemischbildungseinrichtung durch die Konfektionswärme des bekannten
Verbrennungsmotors und der Abgasleitung weiter an. Diese Wärmebelastung
führt zu
einem Leistungsabfall des Verbrennungsmotors aufgrund der heißen Ansaugluft
und kann auch zur Dampfblasenbildung in der Gemischbildungseinrichtung
führen,
was Zündaussetzer
nach sich ziehen kann. Die Erwärmung
führt zudem
zu einem Abfall des für
die Leistung maßgeblichen
Füllungsgrades. Damit
eine akzeptable Sitzhöhe
eingehalten werden kann, werden die Einlasskanäle zudem oft abgewinkelt, so
dass Strömungsverluste
auftreten, die eine gute Zylinderfüllung mit Frischgas behindern
und sich negativ auf den Kraftstoffverbrauch auswirken.
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Aus der Veröffentlichung „Motorräder" ISBN 3-85339-170-2,
von Helmut Krackowizer, 1983 ist bereits ein Einzylinder-Verbrennungsmotor
für ein
Fahrrad bekannt geworden mit einem in Fahrtrichtung vor dem Zylinder
liegenden Einlasstrakt und einem hinten liegenden Auslasstrakt.
Es handelt sich dabei um einen Motor mit 1.25 PS Leistung, der in
einem Fahrradrahmen eingebaut wurde.
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Aus der
EP 0 707 141 A1 ist ein
liegender Einzylinder-Verbrennungsmotor eines Rollers bekannt geworden,
der aufgrund der oszillierenden Bewegung der Pleuelstange einen
Aufladungseffekt erzielt und dessen Einlass sowie Auslass quer zur Fahrtrichtung
des damit versehenen Fahrzeugs verlaufen.
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Aus der
EP 0 799 980 A1 ist ebenfalls
ein liegender Einzylinder-Verbrennungsmotor eines Rollers bekannt
geworden, der aufgrund der oszillierenden Bewegung der Pleuelstange
einen Aufladungseffekt erzielt und dessen Einlass sowie Auslass
quer zur Fahrtrichtung des damit versehenen Fahrzeugs verlaufen,
bei dem die Aufladungseinheit und der damit verbundene Luftfilter
zur gelenkigen Bewegung mit dem Motor verbunden sind.
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Der vorliegenden Erfindung liegt
nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor mit nur einem
Arbeitszylinder und einem Arbeitskolben für ein Motorrad zu schalten,
der ein hohes Leistungspotential besitzt und sich auf die Fahreigenschaften
des damit ausgestatteten Motorrads günstig auswirkt.
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Die Erfindung weist zur Lösung der
Aufgabe die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte
Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
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Nach der Erfindung ist nun ein Verbrennungsmotor
für ein
Motorrad mit nur einem Zylinder und einem Arbeitskolben, mindestens
einem Einlasskanal für
Frischgas und mindestens einem Auslasskanal für Abgas vorgesehen, wobei der
Einlasskanal in Fahrtrichtung des Motorrads vorne und der Auslasskanal
gegen die Fahrtrichtung des Motorrads verlaufend angeordnet ist,
wobei bei dem Motor nach der Erfindung der Einlasskanal zur Horizontalen
geneigt ausgebildet ist und der Zylinder zur Vertikalen geneigt
ist.
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Es bedeutet dies mit anderen Worten,
dass bei einer Anordnung des erfindungsgemäßen Einzylinder-Verbrennungsmotors
an oder in einem Fahrzeug, welches beispielsweise ein Motorrad sein kann,
der oder die Einlasskanäle
des Verbrennungsmotors im wesentlichen in Richtung der hauptsächlichen
Fahrtrichtung des Fahrzeugs, also der Vorwärtsfahrtrichtung verlaufen.
Bei dem Verbrennungsmotor nach der Erfindung handelt es sich um
einen nach dem Viertaktverfahren arbeitenden Verbrennungsmotor.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor
kann der Zylinder einen Zylinderkopf aufweisen, in dem sich der
oder die Kanäle
für den
Einlass von Frischgas und den Auslass von Abgas befinden, wo bei
der Einlaßkanal
in Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach vorne gerichtet verläuft und
der Auslaß in Fahrtrichtung
des Fahrzeugs nach hinten gerichtet verläuft. Nach einer Weiterbildung
der Erfindung ist es vorgesehen, daß der oder die Einlaßkanäle zur Horizontalen
geneigt ausgebildet sind. Es bedeutet dies, daß bei einem bestimmungsgemäßen Einbau des
erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors
in einem Aufnahmerahmen, der beispielsweise ein Rahmen oder einer
oder mehrere Unterzüge
eines Rahmens eines Motorrads sein kann, der Einlaßkanal zur Horizontalen
geneigt ausgebildet ist. Der Einlaßkanal kann dabei in einen
Einlaßtrakt
münden,
der in Fahrtrichtung des Fahrzeugs im Winkel zur Horizontalen nach
oben ausgerichtet ist, also bei einer bestimmungsgemäßen Einbaulage
im Fahrzeug der Einlaßtrakt
beispielsweise in Richtung eines vorderen Rahmendreiecks eines Motorrads
nach oben ausgerichtet im Winkel zur Horizontalen verläuft. Der
Einlaßtrakt
ist dabei ganz allgemein eine weitgehend geradlinig verlaufende
Verlängerung
des Einlaßkanals oder
der Einlaßkanäle, wobei
die weitgehend geradlinig verlaufende Ausbildung dafür sorgt,
daß der
Einlaßtrakt
als Fallstrom ausgebildet werden kann und damit gegenüber bekannten
Einzylinder-Verbrennungsmotoren
eine deutlich höhere
Motorleistung ermöglicht,
da der Verlauf des Einlaßtrakts
in etwa in Fahrtrichtung des Fahrzeugs im Einlaßtrakt deutlich höhere Strömungsgeschwindigkeiten
ermöglicht,
als dies bei einem Ansaugtrakt möglich
ist, der entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs verläuft und
mit Strömungsverluste
herbeiführenden
Krümmungen versehen
ist, da andernfalls am Einlaßtrakt
des bekannten Einzylinder-Verbrennungsmotors eine Gemischaufbereitungseinrichtung
in der Form beispielsweise eines Vergasers oder eines mit einer
Drosselklappe versehenen Stutzens eines Einspritzsystems nicht angebracht
werden kann. Darüber
hinaus sorgt die Ausrichtung des Einlaßtrakts beim erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor
im Winkel zur Horizontalen nach oben dafür, daß für den Verbrennungsvorgang saubere
und weitgehend unverwirbelte Luft angesaugt werden kann. Bei bekannten
in einem Motorradrahmen angeordneten Einzylinder-Verbrennungsmotoren
wird die Verbrennungsluft in Fahrtrichtung des Motorrads betrachtet
hinterhalb des Motors angesaugt, also aus einem Bereich, der bei
einer normalen Fahrt des Motorrads von Luftwirbeln durchsetzt ist.
Dies führt
bei bekannten Einzylinder-Verbrennungsmotoren dazu, daß die angesaugte
Verbrennungsluft einerseits aufwendig gereinigt werden muß und dar über hinaus
andererseits beruhigt werden muß,
wozu in der Regel eine aufwendige Luftreinigungsvorrichtung vorhanden
ist, die mit der Gemischaufbereitungsvorrichtung in Fluidverbindung steht.
Demgegenüber
kann aufgrund der Tatsache, daß bei
dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor
die Verbrennungsluft aus einem vor und oberhalb des Verbrennungsmotors
angeordneten Bereich angesaugt wird, auf eine weniger aufwendige
Vorrichtung zur Reinigung und Beruhigung der Verbrennungsluft zurückgegriffen
werden, was zu einem großen
Kostenvorteil führt.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung
ist es vorgesehen, daß der
oder mehrere Auslaßkanäle des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors
gegen die Fahrtrichtung des Fahrzeugs verlaufend angeordnet sind.
Es führt
dies dazu, daß das
heiße
Abgas über
den oder die Auslaßtrakte
direkt in Richtung zum Fahrzeugheck, also entgegen der Fahrtrichtung des
Fahrzeugs abgeleitet werden kann. Da der Einzylinder-Verbrennungsmotor
nach der Erfindung die Ansaug- oder Verbrennungsluft aus einem Bereich vor
dem Arbeitszylinder und oberhalb des Arbeitszylinders ansaugt, ist
die Temperatur der angesaugten Verbrennungsluft deutlich niedriger
als die Temperatur der Ansaugluft, die ein bekannter Einzylinder-Verbrennungsmotor
ansaugt, da die dem bekannten Motor zugeführte Ansaugluft beispielsweise über die
Abgasleitung, die Abwärme
des Motors oder bei einem flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor, über die vom
Wärmetauscher
stammende Abwärme
aufgeheizt wird, so daß aufgrund
der vom erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor
angesaugten vergleichsweise kalten Ansaugluft eine bessere und damit
leistungsfördernde
Zylinderfüllung
mit unverbranntem Frischgas aus Ansaugluft und Kraftstoff erreicht
werden kann.
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Der Verlauf des Ansaugtrakts bei
dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor
führt auch
dazu, daß eine
demgemäß vor und
oberhalb dem Arbeitszylinder des Verbrennungsmotors angeordnete
Gemischbildungseinrichtung in der Form eines Vergasers mit einer
Schwimmerkammer oder eines Drosselklappenstutzens einer Einspritzanlage
nicht mehr durch eine Abgasleitung aufgeheizt wird, wie dies bei bekannten
Einzylinder-Verbrennungsmotoren der Fall ist, bei denen die Abgaslei tung
oberhalb, neben oder unterhalb der Gemischbildungseinrichtung angeordnet
verläuft.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung
ist der Zylinder des Verbrennungsmotors zur Vertikalen geneigt angeordnet.
Die Anordnung kann dabei derart sein, daß der Zylinder in Fahrtrichtung
des Fahrzeugs nach hinten im Winkel von etwa 5° bis etwa 25° zur Vertikalen geneigt ist.
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Die Neigung des Zylinders in Fahrtrichtung nach
hinten betrachtet sorgt dafür,
daß der
Zylinderfuß und
das damit verbundene Kurbelgehäuse
des Verbrennungsmotors verglichen mit einer vollständig aufrechten,
das heißt
zur Vertikalen nicht geneigten Anordnung des Zylinders in Fahrtrichtung
des Fahrzeugs betrachtet nach vorne verlagert wird, also bei einer
Anordnung des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors
als Antrieb für
ein Motorrad näher
in Richtung des Vorderrades verschoben wird. Dies wiederum führt dazu,
daß die
Kurbelwelle des erfindungsgemäßen Einzylinder-Verbrennungsmotors näher in Richtung
Vorderrad des Motorrads verschoben wird, so daß verglichen mit dem bekannten
Einzylinder-Verbrennungsmotor der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor auch dafür sorgt,
daß der Schwerpunkt
des damit versehenen Motorrads in Richtung zum Vorderrad hin verschoben
wird und damit der Neigung entgegengewirkt wird, daß das Vorderrad
in unkontrollierter Weise Bodenkontakt verliert, wenn der erfindungsgemäße Einzylinder-Verbrennungsmotor
ein hohes Abtriebsmoment über
ein mit dem Motor gekoppeltes Getriebe an das Hinterrad des Motorrads
abgibt.
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Die angesprochene Neigung des Zylinders und
die damit verbundene Verlagerung des Kurbelgehäuses des Motors in Richtung
zum Vorderrad des Motorrads hin führt auch dazu, daß ein das
Hinterrad führendes
Führungselement
in der Form beispielsweise einer Schwinge länger ausgebildet werden kann
als dies bei der Anordnung eines bekannten Einzylinder-Verbrennungsmotors
im Rahmen eines Motorrads möglich
ist.
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Durch die Verlagerung des Kurbelgehäuses des
erfindungsgemäßen Motors
in Richtung zum Vorderrad des Motorrads hin kann der vordere Anlenkpunkt
der Hinterradschwinge ebenfalls weiter in Richtung zum Vorderrad
hin verschoben werden, so daß der
Anlenkpunkt- oder Schwenkpunkt der Hinterradschwinge näher in Richtung
zur Getriebeabtriebswelle des mit dem Motor gekoppelten Getriebes
verschoben werden kann, so daß eine
zwischen der Getriebeabtriebswelle und einem Kettenrad am Hinterrad
des Motorrads laufende Antriebskette bei vollständig eingefedertem oder ausgefedertem
Hinterrad einen deutlich geringeren Durchhang aufweist als dies
bei Motorrädern
mit einem bekannten Einzylinder-Verbrennungsmotor
der Fall ist. Ein verminderter Durchhang der Kette führt zu geringeren
Lastwechselreaktionen, wenn das mit dem erfindungsgemäßen Motor
ausgestattete Motorrad wechselweise vom Zugbetrieb in den Schubbetrieb übergeht
und umgekehrt. Auch führt
die längere
Hinterradschwinge bei einem vorgegebenen Federweg zu einer Bewegung
der Mitte des Hinterrads mit einem größeren Radius als dies bei einer
kürzeren
Schwinge der Fall ist, wodurch eine geradlinigere Führung des
Hinterrads ermöglicht
wird. Schließlich
führt die
längere Hinterradschwinge
auch dazu, daß bei
einem gegebenen Anlenkpunkt eines Feder-Dämpferelements an
der Hinterradschwinge eine vorbestimmte Bewegung der Hinterradmitte
in Richtung der Hochachse des Motorrads zu einer geringeren Bewegung
des Feder-Dämperelements
führt,
als dies bei einer kürzeren
Hinterradschwinge der Fall ist. Damit erwärmt sich das Feder-Dämpferelement
weniger, wodurch die temperaturbedingten Veränderungen der Feder- und Dämpfungscharakteristiken
geringer ausfallen.
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Da sich die Abgasleitung des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors
an den in Fahrtrichtung betrachtet nach hinten gerichtet verlaufenden
Auslaßkanal
anschließt,
besteht auch nicht die Gefahr, daß die heiße Abgasleitung mit einem das
Vorderrad des mit dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor ausgestatteten
Motorrads abdeckenden Kotflügel in
Kontakt kommt, so daß die
Gefahr einer wärmebedingten
Beschädigung
des Vorderradkotflügels
beseitigt worden ist. Auch führt
der Wegfall der Umlenkung der Abgasleitung des Verbrennungsmotors nach
der Erfindung dazu, daß ein
Benutzer des damit ausgestatteten Motorrads mit der gekrümmten heißen Abgasleitung
in Kontakt kommt, wodurch die Verletzungsgefahr deutlich verringert
werden kann. Zudem wird bei der Anordnung eines geregelten oder ungeregelten
Katalysators dessen Ansprechzeit nach einem Kaltstart verkürzt, da
er aufgrund der kurzen Abgasleitung von heißerem Abgas durchströmt wird.
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Durch die Neigung des Zylinders entgegen der
Fahrtrichtung nach hinten wird auch erreicht, daß die vertikale Bauhöhe des Motors
verringert wird, so daß ein
oberhalb des in einem Motorradrahmen angeordneten erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors
vorgesehener Kraftstofftank verglichen mit dem Kraftstofftank eines
mit einem bekannten Einzylinder-Verbrennungsmotors ausgestatteten
Motorrads hinsichtlich der Höhe
oberhalb der Fahrbahnoberfläche
abgesenkt werden kann, so daß der
Kraftstofftank näher
zum Fahrzeugschwerpunkt hin verlagert werden kann, wodurch sich
ein besseres und gleichmäßigeres
Fahrverhalten des Motorrads einstellt.
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Wenn der erfindungsgemäße Einzylinder-Verbrennungsmotor
in ein für
den Geländewettbewerbssport
vorgesehenes Motorrad eingebaut wird, so sorgt der gegen die Horizontale
in Richtung nach oben geneigte Einlaßtrakt des Motors für eine Verringerung
der Gefahr, daß bei
Wasserdurchfahrten des damit ausgestatteten Motorrads Wasser in den
Ansaugtrakt gelangt. Dadurch, daß die Umlenkung der Abgasleitung
entfällt,
der Motor näher
in Richtung zum Vorderrad hin verschoben wird und der Kraftstofftank
des Motorrads hinsichtlich seiner Höhe über der Fahrbahnoberfläche abgesenkt
werden kann, ergibt sich ein kleineres umbautes Fahrzeugvolumen,
als dies bei einem mit dem bekannten Einzylinder-Verbrennungsmotor
ausgestatteten Motorrad der Fall ist. Dies wiederum führt zu einer
höheren Fahrdynamik
des mit dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor
ausgestatteten Motorrads. Diese höhere Fahrdynamik ist insbesondere
bei Geländesportmotorrädern von
großer
Bedeutung, die im Betrieb häufigen
Richtungswechseln ausgesetzt sind, die bei einer höheren Fahrdynamik
schneller abgeschlossen werden können.
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Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Einzylinder-Verbrennungsmotors
besitzt dieser eine Filtereinrichtung zur Reinigung des Schmieröls des Motors,
welches gleichzeitig zur Schmierung und Kühlung des Motors und des damit
verbundenen Getriebes verwendet wird. Die Filtereinrichtung besitzt
dabei zwei im Motor- und/oder Getriebegehäuse angeordnete Filterelemente
mit unterschiedlichen Filterfeinheiten. Die beiden Filterelemente
können dabei
parallel oder in Reihe geschaltet sein, wobei ein Filterelement
eine Filterfeinheit oder Maschenweite von etwa 11-13 μm besitzt
und beispielsweise aus einem einlagigen Papierwerkstoff gebildet
sein kann. Die zweite Filtereinheit besitzt eine deutlich niedrigere
Maschenweite von weniger als 5 μm
und vorzugsweise etwa 1 μm
und setzt sich aus einem mehrlagigen, beispielsweise 30-lagigen
gewickeltem Filterpapier zusammen, welches über einen mit Öldurchtrittsöffnungen
versehenen rohrförmigen
Körper
aus beispielsweise Pappe oder Karton gewickelt wird.
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Diese Filtereinrichtung besitzt den
Vorteil, daß von
einer Reibungskupplung, die das Abtriebsmoment des Motors auf die
Getriebeeingangswelle überträgt, stammender
Abrieb nicht mehr zu den Lagerstellen des Motors gelangen kann,
da derartige Partikel sicher von der Filtereinrichtung ausgefiltert werden.
Derartige von den Reibungsbelägen
der Reibungskupplung stammende Partikel könnten nämlich andernfalls zu einer
Beschädigung
des Lagers führen,
mit dem die Pleuelstange am Hubzapfen der Kurbelwelle abgestützt wird.
Wenn dieses Lager nämlich
ein mit einem Lagerkäfig
versehenes Wälzlager
ist, so könnten
sich die genannten Kupplungspartikel in den Lagerkäfig einbetten
und aufgrund ihrer abrasiven Wirkung die Laufflächen des Wälzlagers angreifen und zu Beschädigungen
in der Form von Laufspuren an der Lauffläche führen.
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Darüber hinaus zeichnet sich die
beschriebene Filtereinrichtung dadurch aus, daß sie hauptsächlich aus
Papier und damit aus Zellulose aufgebaut ist und somit den Erfordernissen
des Umweltschutzes Rechnung trägt.
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Bekannte Einzylinder-Verbrennungsmotoren weisen
zum Starten entweder eine mechanische Startvorrichtung in der Form
eines Kickstartes oder eine elektromechanische Starteinrichtung
in der Form eines Startermotors auf, der mit einem Ritzel in ein
Zahnrad eingreift.
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Bei dem hier in Rede stehenden Einzylinder-Verbrennungsmotor
für ein
Motorrad handelt es sich um einen leistungstarken Motor mit einem
Arbeitsvolumen von beispielsweise 400 cm3 oder
520 cm3, wobei auch andere Arbeitsvolumina
möglich sind,
der zur Erzielung einer entsprechenden hohen Leistung mit einem
hohen Verdichtungsverhältnis von
beispielsweise 11:1 arbeitet.
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Ein solcher Verbrennungsmotor zeichnet sich
zwar durch eine hohe Leistung bei niedrigem Eigengewicht aus, ist
aber aufgrund des hohen Verdichtungsverhältnisses beim Startvorgang
nicht ganz unproblematisch. Bei bekannten Einzylinder-Verbrennungsmotoren
wird bei einem hohen Verdichtungsverhältnis ein Startermotor mit
hoher Leistung eingesetzt, der aufgrund der damit verbundenen hohen
Stromwerte ein entsprechend leistungsstark ausgelegtes Bordnetz
des Motorrads verlangt. Es liegt in der Natur der Dinge, daß dies zu
einer deutlichen Zunahme des Eigengewichts des damit ausgestatteten
Motorrads führt,
da einerseits der Startermotor und andererseits auch die zu dessen
Betrieb erforderliche Starterbatterie ein hohes Eigengewicht besitzt,
was insbesondere bei Wettbewerbsmotorrädern von Nachteil ist.
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Wenn der Motor eines solchen Wettbewerbsmotorrads
unbeabsichtigt zum Stillstand kommt, ist ein Wiederstarten des Motors
mit einem Kickstarter für
den Fahrer des Motorrads ausgesprochen kraftaufwendig und anstrengend.
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Um das Starten oder Wiederstarten
des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors
zu erleichtern, besitzt dieser eine elektromotorische Starteinrichtung
mit einem Startermotor von niedriger Leistung von beispielsweise
0,45 kW und einem niedrigem Gewicht von beispielsweise 880 g, so
daß ein vergleichsweise
leistungsschwaches Bordnetz mit einer Starterbatterie mit niedriger
Kapazität
von beispielsweise 4 Ah Kapazität
ausreicht, was zu einer deutlichen Reduzierung des Eigengewichts
des damit versehenen Motorrads führt.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung
besitzt der mit in Vorwärtsfahrtrichtung
des damit ausgestatteten Fahrzeugs ausgerichtetem Einlaßkanal versehene
Motor eine Dekompressionseinrichtung zur Erleichterung des Startvorgangs
des Motors. Diese stellt in Abhängigkeit
der Stellung des Arbeitskolbens im Zylinder eine fluid leitende Verbindung
zwischen dem Zylindervolumen und einem Auslaßkanal her und verschließt sie auch
wieder.
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Es ist dabei vorgesehen, daß die Dekompressionseinrichtung
die fluidleitende Verbindung in Abhängigkeit von der Motordrehzahl öffnet und schließt. Es bedeutet
dies mit anderen Worten, daß die
Dekompressionseinrichtung die fluidleitende Verbindung bis zum Erreichen
einer zum Starten des Motors ausreichenden Motordrehzahl öffnet, also
die fluidleitende Verbindung solange offenbleibt, bis der Startermotor
für eine
zum Starten des Motors ausreichende Motordrehzahl gesorgt hat und
die Dekompressionseinrichtung nach dem Erreichen dieser Startdrehzahl
die fluidleitende Verbindung schließt. Die zum Starten des Motors
ausreichende Drehzahl kann dabei etwa 800 bis 1000 Umdrehungen der
Kurbelwelle pro Minute betragen, so daß die Dekompressionseinrichtung,
wenn sie beispielsweise ein Auslaßventil des Motors bis zum
Erreichen dieser Startdrehzahl öffnet,
das Auslaßventil
nach dem Erreichen der Startdrehzahl nicht mehr öffnet, so daß ein zum
Starten ausreichender Druck im Zylinder aufgebaut werden kann.
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Nach einer Fortbildung der Erfindung
weist die Dekompressionseinrichtung einen fliehkraftgesteuerten
Massekörper
auf, der an einer Nockenwelle des Motors exzentrisch gelagert ist.
Die Anordnung ist dabei so gewählt,
daß der
Massekörper
in Abhängigkeit
von der Motordrehzahl eine Exzenterwelle verdreht, die eine Steuereinrichtung
zum Öffnen
und Schließen
der fluidleitenden Verbindung betätigt.
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Unterhalb der zum Starten des Motors
ausreichenden Motordrehzahl führt
die Betätigung
des Startermotors dazu, daß der
exzentrisch gelagerte Massekörper
die Exzenterwelle so verdreht, daß ein entlang der Erhebungskurve
der Nockenwelle beispielsweise mittels einer Rolle laufender Kipphebel ein
Auslaßventil
des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors
offenhält
oder öffnet
und nach dem Erreichen der zum Starten ausreichenden Motordrehzahl
der fliehkraftgesteuerte Massekörper
verdreht wird und damit auch die Exzenterwelle verdreht wird, so
daß sie
sich in den Bereich innerhalb der Erhebungskurve der Auslaßnocke zurückzieht
und damit nicht mehr mit dem Kipphebel in Kontakt kommt. Damit der
Startermotor den Arbeitskolben beim Verdichtungstakt unterhalb der
zum Starten ausreichenden Motordrehzahl über den oberen Totpunkt des
Verdichtungstakts bewegen kann, sorgt die Dekompressionseinrichtung
für ein Öffnen eines
Auslaßventils um
einen Luftweg von etwa 0,5 bis 0,75 mm und zwar in Abhängigkeit
von der Stellung des Arbeitskolbens im Arbeitszylinder. So kann
beispielsweise bei einem Arbeitsvolumen von etwa 400 cm3 das Auslaßventil von
der Dekompressionseinrichtung bei etwa 95-100° Kurbelwinkel vor dem oberen
Totpunkt des Verdichtungstakts geöffnet und dann bei etwa 50-55° Kurbelwinkel
vor dem oberen Totpunkt wieder geschlossen werden. Bei einem Motor
von beispielsweise 520 cm3 öffnet
die Dekompressionseinrichtung bei etwa 80-85° Kurbelwinkel vor dem oberen Totpunkt
und schließt
bei etwa 35-40° Kurbelwinkel vor
dem oberen Totpunkt. Es sind auch andere Öffnungszeiten des Ventils bei
anderen Zylindervolumen möglich,
solange die Öffnungszeiten
für ein
Entspannen des Kompressionsdrucks im Zylinder beim Verdichtungstakt
ausreichend lange bemessen sind.
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Der vorstehend angesprochene fliehkraftgesteuerte
Massekörper
kann von einer Feder beaufschlagt werden, die für eine Verdrehung des Massekörpers in
Abhängigkeit
von der Motordrehzahl sorgt. Bei einer Drehzahl des Motors unterhalb
der zum Starten ausreichenden Motordrehzahl verdreht die Feder die
Exzenterwelle so, daß das
Auslaßventil entsprechend
geöffnet
wird und bei einer Motordrehzahl von etwa 800 bis 1000 Umdrehungen
pro Minute sorgt die am Massekörper
angreifende Fliehkraft für eine
der Federkraft entgegenwirkende Kraft, die diese überwindet
und daher die Exzenterwelle in den Bereich innerhalb des Grundkreises
der Auslaßnocke
zurückdreht,
so daß der
Kipphebel nicht mehr mit der Exzenterwelle in Kontakt kommt.
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Der erfindungsgemäße Verbrennungsmotor zeichnet
sich darüber
hinaus durch einen ausgesprochen kompakten Aufbau mit nur wenig
bewegten Bauteilen auf. Hierzu trägt eine verschiedene motorrelevante
Bauteile aufnehmende und/oder antreibende Motorwelle bei, die Ausgleichsgewichte
zum Massenausgleich zumindest erster Ordnung aufweist und zum Antrieb
von Gaswechselsteuerbauteilen über
ein an der Motorwelle drehfest angeordnetes Antriebsritzel zum Antrieb
einer Antriebskette für
die Gaswechselsteuerbauteile und auch zur Entlüftung des Kurbelgehäuses des
Verbrennungsmotors ausgebildet ist. Zudem kann an dieser Motorwelle
auch noch ein Zündsignalgeber
für eine
Fremdzündungseinrichtung
des Motors angeordnet sein. Auch kann an der Motorwelle, wenn der
Verbrennungsmotor fluidgekühlt
ausgeführt
wird, ein Pumpenrad zum Fördern
einer Kühlflüssigkeit
für den
Verbrennungsmotor axialfest und drehfest festgelegt sein.
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Der erfindungsgemäße Einzylinder-Verbrennungsmotor
zeichnet sich verglichen mit bekannten Verbrennungsmotoren bei ansonsten
vergleichbaren die Leistung bestimmenden konstruktiven Daten, wie beispielsweise
dem Hubvolumen durch eine höhere erreichbare
Motorleistung aus. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß der oder
die Einlaßkanäle des Motors
in Fahrtrichtung des damit ausgestatteten Motorrads ausgerichtet
verlaufen und nicht, wie dies bei bekannten Verbrennungsmotoren
der gattungsgemäßen Art
der Fall ist, entgegen der Fahrtrichtung des Motorrads verlaufen
und damit in Fahrtrichtung hinterhalb der Zylinderlängsachse
des Motors angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird bei einer
Fahrt des mit dem erfindungsgemäßen Einzylinder-Verbrennungsmotors
ausgestatteten Motorrads nicht durch den Motor oder den Auspuff
erwärmte
Verbrennungsluft zugeführt,
so daß der
Motor immer mit kühler
Verbrennungsluft versorgt werden kann. Darüber hinaus sorgt die zur Vertikalen
geneigte Lage des Zylinders für
eine Vorverlagerung der Kurbelwelle des Motors in Richtung zum Vorderrad des
Motorrads hin, so daß das
Vorderrad mit mehr Masse belastet wird, als dies bei bekannten Motorrädern dieser
Art der Fall ist und es kann daher auch eine längere Hinterradschwinge am
Motorrad zum Einsatz kommen mit den bereits vorstehend beschriebenen
Vorteilen, geringerer Lastwechselreaktionen und einem besseren fahrdynamischen
Ansprechverhalten des Motorrads durch die verglichen mit einer kürzeren Hinterradschwinge
geradlinigere Führung
des Hinterrads.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand
der Zeichnung näher
erläutert.
Diese zeigt in:
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1 einen
teilweise in Schnittdarstellung gezeigten Verbrennungsmotor nach
der Erfindung in einer Ansicht von der Seite;
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2 in
Schnittdarstellung in einer Ansicht von oben eine Filtereinrichtung
für den
Einzylinder-Verbrennungsmotor nach der Erfindung;
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3 in
einer Draufsichtansicht eine teilweise geschnittene Darstellung
eines Zylinderkopfs des erfindungsgemäßen Motors;
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4 eine
Ansicht von der Seite auf einen fliehkraftbetätigten Massekörper der
Dekompressionseinrichtung und ein Kettenrad in der geöffneten Stellung
der Dekompressionseinrichtung;
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5 eine
Ansicht ähnlich
derjenigen nach 4, mit
dem Massekörper
in der geschlossenen Stellung der Dekompressionseinrichtung; und
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6 eine
teilweise geschnittene Darstellung einer Motorwelle des Motors nach
der Erfindung.
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1 der
Zeichnung zeigt einen Einzylinder-Verbrennungsmotor 1 nach
der Erfindung anhand einer teilweisen Schnittansicht von der linken Seite
des Motors 1 aus betrachtet.
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Die Fahrtrichtung eines mit dem Motor 1 ausgestatteten
Motorrads wird mit dem Pfeil „A" in 1 dargestellt, so daß bei der in 1 gezeigten Darstellung mit einer Ansicht
auf die linke Seite des Motors 1 eine Vorwärtsfahrt
des mit dem Motor 1 ausgestatteten Motorrads in Richtung
des Pfeiles „A" verläuft.
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1 der
Zeichnung zeigt zudem mit dem Bezugszeichen 2 die Horizontale
und mit dem Bezugszeichen 3 die Vertikale.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten
Motor 1 handelt es sich um einen nach dem Viertaktprinzip
arbeitenden Einzylinder-Verbrennungsmotor, ganz allgemein kann aber
die Erfindung auch auf einen 2-Taktmotor angewandt werden, bei dem
Einlaßkanäle und Auslaßkanäle vorhanden
sind, die vom Arbeitskolben gesteuert werden, auch ist ein nach dem
2-Taktverfahren arbeitender Verbrennungsmotor möglich, der Gaswechselsteuerorgane
in der Form von Ventilen oder dergleichen aufweist.
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Der in der Zeichnung dargestellte
Motor 1 weist ganz allgemein ein Kurbelgehäuse 4 auf,
welches unter anderem der Lagerung einer Kurbelwelle dient, wobei
das Kurbelgehäuse 4 beispielsweise
an einer in Fahrtrichtung A liegenden Ebene längsgeteilt ausgebildet sein
kann.
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Der Verbrennungsmotor 1 weist
einen Arbeitszylinder oder Zylinder 5 auf, in dem ein Arbeitskolben 6 an
einer Pleuelstange 7 geführt auf und ab bewegt wird.
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Oberhalb des Zylinders 5 befindet
sich bei dem dargestellten Motor 1 ein Zylinderkopf 8 mit
darin beweglich gelagerten Gaswechselsteuerorganen in der Form von
Nockenwellen 9, 10 und Ventilen 11, 12 angeordnet.
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Obwohl bei der in 1 dargestellten Ausführungsform des Motors 1 zwei
Nokkenwellen 9, 10 im Zylinderkopf 8 angeordnet
sind, kann der erfindungsgemäße Einzylinder-Verbrennungsmotor
auch nur mit einer Nockenwelle im Zylinderkopf ausgebildet sein,
so daß die
Ventile 11, 12 von beispielsweise über Rollen
gesteuerte Kipphebel beaufschlagt werden. In dem Gehäuse 4 befindet
sich in Fahrtrichtung hinterhalb des Zylinders 5 des Motors 1 auch
ein mehrstufiges Schaltgetriebe angeordnet, über das das Abtriebsmoment
des Motors 1 an ein Kitzel 13 abgegeben werden
kann, welches eine Antriebskette 14 beaufschlagt.
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Oberhalb des Kitzels 13 befindet
sich eine Filtereinrichtung 15 angeordnet und zwar zur
Reinigung des Motoröls
des Motors 1, welches gleichzeitig zur Schmierung des Getriebes
des Motors 1 und einer naßlaufenden Reibungskupplung
dient.
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Der Zylinderkopf 8 weist
bei der dargestellten Ausführungsform
zwei Einlaßventile 11 und
zwei Auslaßventile 12 auf,
wobei die Einlaßventile 11 über eine
Einlaßnokkenwelle 9 und
die Auslaßventile 12 über eine
Auslaßnockenwelle 10 gesteuert werden, wobei
aufgrund der zeichnerischen Darstellung der 1 jeweils nur ein Einlaßventil 11 und
ein Auslaßventil 12 ersichtlich
ist.
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Das Einlaßventil 11 öffnet und
schließt
einen Einlaßkanal 16,
während
das Auslaßventil 12 einen Auslaßkanal 17 öffnet und
schließt.
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Die Anordnung des Einlaßkanals 16,
wobei der Motor 1 in Abhängigkeit von der Zahl der Einlaßventile 11 mehrere
derartige Einlaßkanäle 16 aufweisen
kann, ist dabei so, daß der
Einlaßkanal 16 ganz allgemein
in Richtung der Fahrtrichtung „A" des Motorrads angeordnet
ist und bei der dargestellten Ausführungsform in Fahrtrichtung
des Motorrads zur Horizontalen 2 geneigt ausgebildet ist.
Dem gegenüber verläuft der
Auslaßkanal
entgegen der Fahrtrichtung „A", das heißt bei dem
in einem Motorradrahmen angeordneten Motor 1 entgegen der
Fahrtrichtung „A".
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Der Einlaßkanal 16 geht in
einen Einlaßtrakt 18 über und
bildet mit diesem einen weitgehend geradlinig verlaufenden Kanal
zur Zuführung
von Frischgas aus einem Brennstoff-Luftgemisch in den Arbeitsraum
des Zylinders 5.
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Als Gemischbildungseinrichtung kann
an dem Einlaßtrakt 18 beispielsweise
ein Vergaser oder eine Drosselklappeneinrichtung eines elektronisch gesteuerten
Einspritzsystems angeordnet sein. Die axiale Länge des Einlaßtrakts 18 und
des Einlaßkanales 16 kann
dabei jeweils den Anforderungen an den Motor entsprechend abgestimmt
werden, so daß unterschiedliche
axiale Längen
möglich
sind, wobei in vorteilhafter Weise der Einlaßtrakt 18 und der
Einlaßkanal 16 jeweils
weitgehend geradlinig verlaufen, um hohe Strömungsgeschwindigkeiten des
durch den Einlaßtrakt 18 und
den Einlaßkanal 16 einströmenden unverbrannten
Brennstoff-Luftgemisches zu gewährleisten,
was für
einen guten Füllungsgrad
des Arbeitsvolumens des Zylinders 5 sorgt. Es ist für den Fachmann
ohne weiteres klar, daß ein
Anstieg der Fahrgeschwindigkeit des mit dem Motor 1 ausgestatteten
Motorrads zu einer weiteren Verbesserung der Füllung des Zylinders 5 sorgt,
da eine höhere
Fahrgeschwindigkeit für
einen höheren
Staudruck im Einlaßtrakt 18 und
Einlaßkanal 16 sorgt.
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Darüber hinaus sorgt die Ausrichtung
des Einlaßtraktes 16 und
des Einlaßkanales 18 im
Winkel zur Horizontalen 2 nach oben gerichtet auch dafür, daß der Motor 1 stets
kühles
Frischgas ansaugen kann und nicht etwa durch die Abwärme des
Motors 1 bereits erhitztes Frischgas, wie dies bei bekannten Einzylinder-Verbrennungsmotoren
der Fall ist, bei denen der Einlaßkanal etwa in dem Bereich
liegt, in dem sich bei dem Motor 1 nach der Erfindung der Auslaßkanal 17 befindet.
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Wie es ohne weiteres ersichtlich
ist, verläuft die
Zylinderlängsachse
des Motors 1 nach der Erfindung in einem Winkel geneigt
zur Vertikalen 3, wobei dieser Neigungswinkel beispielsweise
etwa 5° – 25° betragen
kann.
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Diese Neigung des Zylinders 5 und
des Zylinderkopfes 8 hinsichtlich ihrer Längsachsen
relativ zur Vertikalen 3 entgegen der Fahrtrichtung „A" führt dazu,
daß die
sich etwa im Bereich des Schnittpunktes der Horizontalen 2 und
der Vertikalen 3 befindende Kurbelwelle des Motors 1 in
Fahrtrichtung „A" gerichtet nach vorne
verschoben wird, also bei einer Anordnung des Motors 1 in
einem nicht dargestellten Motorradrahmen in Richtung zum Vorderrad
des Motorrads hin verschoben wird. Diese Verschiebung der Kurbelwelle,
die die größte Einzelmasse
des Motors 1 darstellt, in Richtung zum Vorderrad hin,
führt zu
einer günstigen
Gewichtsverteilung in Richtung zum Vorderrad des Motorrads hin,
wodurch die Neigung des Motorrads verringert wird, daß das Vorderrad
bei einem hohen Leistungseinsatz des Motors 1 den Kontakt
zur Fahrbahnoberfläche
verliert.
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Die Anordnung des Einlaßtraktes 18 und
des Einlaßkanals 16 in
Richtung der Fahrtrichtung „A" und zur Horizontalen 2 im
Winkel nach oben geneigt führt
dazu, daß der
Ansaugweg für
Frischgas als weitgehend geradlinig verlaufender Fallstrom ausgebildet
ist und damit keine die Strömungsgeschwindigkeit
des angesaugten Frischgases verringernde Krümmungen aufweist, wodurch sich
eine deutlich bessere Füllung
des Arbeitsvolumens des Zylinders 5 ergibt. Zudem kann
der Motor 1 aufgrund der sehr hohen und weit nach vorne
gebrachten Position der Ansaugöffnung
für den
Einlaßtrakt
saubere Luft für die
Verbrennung ansaugen, wohingegen bei bekannten Einzylinder-Verbrennungsmotoren
die Ansaugluft in Fahrtrichtung betrachtet von hinterhalb des Motors angesaugt
wird, also aus einem Bereich, der von Wirbeln stark durchsetzt ist,
was dazu führt,
daß bei
bekannten Einzylinder-Verbrennungsmotoren für beispielsweise Geländesport-Wettbewerbsmotorräder ein
aufwendiges Luftreinigungssystem erforderlich wird, welches auch
zur Vergleichmäßigung der
Strömung
im Einlaßtrakt
erforderlich ist.
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Darüber hinaus wird bei dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor
die angesaugte Verbrennungsluft nicht mehr durch eine Abgasleitung
oder den Motor selbst aufgeheizt, da die an den Auslaßkanal 17 angeschlossene
Abgasleitung entgegen der Fahrtrichtung „A" nach hinten abgeleitet wird und somit
nicht mehr für
eine Erwärmung
der vor dem Motor 1 angesaugten Verbrennungsluft führt.
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Auch wird bei dem erfindungsgemäßen Motor
die Gemischbildungseinrichtung in der Form eines eine Schwimmerkammer
aufweisenden Vergasers beziehungsweise einer Drosselklappe einer
Einspritzanlage nicht mehr durch die Abgasleitung erwärmt und
auch der Einfluß der
Konvektionswärme bei
einem heißen
Motor, wenn das Motorrad steht, auf die Gemischbildungseinrichtung
ist deutlich geringer, als dies bei bekannten Einzylinder-Verbrennungsmotoren
der Fall ist, da sich bei diesen der Vergaser oder die Drosselklappe
direkt hinterhalb des heißen
Motors befindet und in der Regel neben der nach hinten umgelenkten
Abgasleitung.
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Durch die Neigung des Motors im Winkel
zur Vertikalen entgegen der Fahrtrichtung „A" nach hinten gelangt die Kurbelwelle
des Motors 1 näher
zum Vorderrad des Motorrads hin, so daß sich dadurch das Gewicht
auf dem Vorderrad erhöht.
Gleichzeitig kann ein vorderer Anlenkpunkt einer Hinterradschwinge
des mit dem Motor 1 nach der Erfindung ausgestatteten Motorrads
näher in
Richtung des Mittelpunkts des Ritzels 13 verschoben werden,
so daß bei
großen
Federwegen des Hinterrads ein deutlich geringerer Durchhang der
Antriebskette 14 realisiert werden kann, was zu deutlich
geringeren Lastwechselreaktionen der Antriebskette 14 führt und
zu einem besseren Ansprechverhalten eines Feder-Dämpersystems
des Motorrads, welches die Hinterradschwinge führt, da durch die Verschiebung
des vorderen Anlenkpunktes des Hinterradschwinge in Richtung zum
Mittelpunkt des Kitzels 13 hin eine längere Hinterradschwinge verwendet
werden kann, so daß der
Mittelpunkt des Hinterrads, welches mit der Hinterradschwinge geführt ist,
bei entsprechend großen Federwegen
verglichen mit kürzeren
Hinterradschwingen eine Bewegung auf einem größeren Radius ausführt, und
damit eine mehr einer linearen Bewegung angenäherte Bewegung des Hinterrades realisiert
werden kann. Zudem ergeben sich aufgrund der längeren Hinterradschwinge verglichen
mit kürzeren
Hinterradschwingen bessere Hebelverhältnisse der Schwingenlänge zur
effektiven Hebellänge, so
daß der
Arbeitsweg des Feder-Dämpferelements bei
gleichem Federweg des Hinterrads verringert werden kann.
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Da bei dem erfindungsgemäßen Motor 1 der Auslaßkanal 17 entgegen
der Fahrtrichtung „A" verläuft, ist
das Problem der Kollision der Abgasleitung mit einem das Vorderrad
des Motors abdeckenden Kotflügel
und damit der thermischen Beeinflussung des Vorderradkotflügels durch
die Abgasleitung beseitigt.
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Durch die Neigung des Motors 1 relativ
zur Vertikalen nach hinten ist es auch möglich, den Kraftstofftank des
damit ausgestatteten Motorrads näher in
Richtung des Fahrzeugschwerpunktes hin zu verlagern, das heißt abzusenken,
wodurch sich das Fahrverhalten des Motorrads verbessert. Gleichzeitig entfällt die
Notwendigkeit der Anordnung einer Umlenkung der Abgasleitung, das
heißt
eines Krümmers,
wodurch die Verletzungsgefahr für
den Benutzer des Motorrads verringert wird. Wenn das mit dem erfindungsgemäßen Motor
ausgestattete Motorrad bei Wettbewerbseinsätzen zu Wasserdurchfahrten herangezogen
wird, so führt
der weit nach vorne und hoch nach oben ausgerichtete Einlaßtrakt dazu,
daß die
Gefahr des Ansaugens von Spritzwasser durch den Motor 1 deutlich
verringert wird. Auch wird das Fahrzeugvolumen verglichen mit solchen
Motorrädern,
die mit bekannten Einzylinder-Verbrennungsmotoren ausgerüstet sind,
durch die Möglichkeit
der Absenkung des Kraftstofftanks des Motorrads und dem Wegfallen
des Krümmers
der Abgasleitung niedriger.
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2 der
Zeichnung zeigt nun eine Schnittdarstellung einer Filtereinrichtung
für das
Motor-Getriebeöl
für den
erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor.
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Die Filtereinrichtung 20 weist
im dargestellten Ausführungsbeispiel
zwei in Reihe geschaltete Filterelemente 21, 22 mit
unterschiedlichen Feinheitsgraden auf. Die Anordnung der Filtereinrichtung 20 direkt
im Motor- und Getriebegehäuse
ist aus 1 ersichtlich
mit den in Fahrtrichtung hinterhalb des gekippten Zylinders 5 angeordneten
Filterelementen 21 und 22. Von einer nicht dargestellten Ölpumpe wird
das Öl über eine
Fluidleitung 23 zunächst
dem als Hauptstromfilter arbeitenden Filterelement 21 zugeführt, welches
aus einem einlagigen Papier mit einer Filterfeinheit von 11-13 μm auf einem mit Öldurchtrittsbohrungen 24 versehenen
Rohrkörper 25 aus
beispielsweise einem Karton besteht. Nach der Filterung durch das
erste Filterelement 21 tritt das Schmieröl über eine Ölablaufleitung 26 in
den Gehäuseraum
ein, in dem sich das zweite Filterelement 22 angeordnet
befindet. Dieses weist ebenfalls einen rohrförmigen Trägerkörper 27 aus Karton
mit Durchtrittsöffnungen 28 für das Schmieröl auf, wobei das
zweite Filterelement 22 zur Abtrennung von noch kleineren
Partikeln aus dem Schmieröl
vorgesehen ist. Zu diesem Zweck befinden sich bei dem zweiten Filterelement 22 eine
Vielzahl von Lagen, wobei dies beispielsweise mehr als 30 Lagen
sein können,
eines Filterpapiers auf dem Trägerkörper 27 aufgewickelt, so
daß sich
bei dem zweiten Filterelement eine Filterfeinheit von etwa 1 μm ergibt,
und aus dem Schmieröl Partikel
von bis zu einer Größe von etwa
1 μm heraus gefiltert
werden können.
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Für
den Fall, daß sich
in dem Gehäuseraum, in
dem das zweite Filterelement 22 angeordnet ist, ein Überdruck
aufbauen sollte, ist eine von einem Überdruckventil abgeschlossene
Fluidleitung 29 vorgesehen. Nachdem das Schmieröl auch das
zweite Filterelement 22 radial von außen nach innen durchsetzt hat,
gelangt es über
eine Ölablaufleitung 30 zu den
einzelnen Schmierstellen im Motor. Die Ausbildung der Filtereinrichtung 20 mit
zwei in Reihe geschalteten Filterelementen sorgt dafür, daß eine hohe
Standzeit der bewegten Bauteile des Motors 1 nach der Erfindung
erreicht wird. Dies ist auch deshalb von großer Bedeutung, da der Motor 1 aufgrund des
Staudrucks im Einlaßtrakt 18 und
Einlaßkanal 16 und
der geradlinigen Ausbildung des Einlaßtraktes 18 sowie
des Einlaßkanales 16 als
echter Fallstrom mit dort herrschenden hohen Strömungsgeschwindigkeiten deutlich
höhere
Leistungen erreicht, als dies bei bekannten Einzylinder-Verbrennungsmotoren
der Fall ist. Diese erzielbare höhere
Leistung führt
zu höheren
mechani schen Belastungen der bewegten Bauteile, so daß eine effektive
Filterung des Schmieröls
mit der Filtereinrichtung 20 von großer Bedeutung ist. Das Kurbelgehäuse 4 des
Motors 1 sowie die sich hieran anschließenden Gehäuseteile können beispielsweise mit einem
Sandgußverfahren hergestellt
werden, so daß sich
die Gefahr ergibt, daß bei
der Fertigung des Gehäuses
eventuell Sandreste im Gehäuse
verbleiben, die von der Filtereinrichtung 20 effektiv ausgefiltert
werden und nicht zu einer Beschädigung
des Motors 1 führen
können. Zudem
sorgt die Filtereinrichtung 20 auch für eine Abtrennung von Partikeln
der Reibungskupplung, mit der das Abtriebsmoment des Motors 1 auf
die Getriebeeingangswelle übertragen
wird. Diese Belagpartikel können
sich daher nicht mehr in den Kurbelwellenhauptlagern oder dem großen Pleuellager
ansammeln und dort zu Einlaufspuren und damit zu einer Beschädigung der
Lagerstelle führen.
Wie es vorstehend bereits geschildert wurde, sind beide Filterelemente 21, 22 aus
Karton und Papier sowie einer eventuell vorhandenen Umhüllung aus
Baumwolle aufgebaut, so daß sie
leicht entsorgt werden können, nachdem
sie ausgetauscht wurden, wobei zu diesem Zweck die über Schrauben
fixierten Deckel 31, 32 abgenommen werden können und
die Filterelemente 21, 22 ausgetauscht werden
können.
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Nachfolgend wird auf 3 der Zeichnung Bezug genommen, die eine
Ansicht von oben auf eine Ausführungsform
eines Zylinderkopfs für
den Motor 1 nach der Erfindung zeigt. Es ist dabei zu beachten,
daß der
in 3 dargestellte Zylinderkopf 8 nur
eine zentrale oben liegende Nockenwelle 33 mit einer Einlaßnocke 34 und
einer Auslaßnocke 35 besitzt,
während 1 der Zeichnung einen modifizierten
Zylinderkopf 8 mit zwei im Zylinderkopf angeordneten Nockenwellen 9, 10 für den Einlaß und den Auslaß darstellt.
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Anhand der 3 und 4 und 5 der Zeichnung wird nachfolgend
der Aufbau und die Wirkungsweise einer Dekompressionseinrichtung
zur Erleichterung des Startvorgangs des Motors 1 dargestellt.
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Wie es ohne weiteres ersichtlich
ist, ist die Nockenwelle 33 im Zylinderkopf 8 mit
Wälzlagern
in der Form von Rillenkugellagern 36 axialfest und drehbar
gelagert. Die Dekompressionseinrichtung 37 weist einen
auf einer Exzenterwelle 38 axial- und drehfest angeordneten hammerkopfförmigen fliehkraftbeaufschlagten
Massekörper 39 auf.
Die Ausbildung des Massekörpers 39 mit
seiner einem Hammerkopf ähnlichen
Form ist anhand von 4 und 5 der Zeichnung ersichtlich,
wobei 4 der Zeichnung
die Stellung des Massekörpers 39 zeigt, die
sich einstellt, wenn der Motor 1 steht oder der Startvorgang
durch den elektrischen Startermotor eingeleitet worden ist und dieser
die Kurbelwelle noch nicht zu einer zum Starten ausreichenden Motordrehzahl
beschleunigt hat. Eine auf der Exzenterwelle 38 gelagerte
Feder 40 beaufschlagt den Massekörper 39 derart, daß er mit
seiner Anlagefläche 41 an
einem Absatz 42 der Nockenwelle 33 anliegt. Wie es
sich anhand von 4 ergibt,
führt diese
Stellung des Massekörpers 39 zu
einer Stellung eines abgeflacht ausgebildeten und in einer Ausnehmung 43 der Auslaßnocke 35 drehbar
aufgenommenen Endstücks 44 der
Exzenterwelle 38 derart, daß eine Fläche dieses Endstückes 44 über den
Grundkreis der Auslaßnocke 35 hervor
steht, so daß eine
an einem Kipphebel 45 gelagerte Rolle 46 bei ihrer
Bewegung entlang der Erhebungskurve der sich drehenden Auslaßnocke 35 über die
geringfügig
aus dem Grundkreis der Auslaßnocke 35 hervorstehende
Fläche
des Endstücks 44 der
Exzenterwelle 38 hinweg rollt und damit angehoben wird,
was über
den Kipphebel 45 zu einem Öffnen eines Auslaßventils
führt, so
daß der
sich oberhalb des im Zylinder 5 nach oben gehenden Kolbens 6 aufbauende
Kompressionsdruck über
das Auslaßventil
in die Abgasleitung des Motors 1 entspannt werden kann
und somit auch ein mit kleiner Leistung arbeitender Elektrostarter
die Kurbelwelle des Motors 1 drehen kann. Die Drehbewegung
der Kurbelwelle wird dabei über
eine nicht näher
dargestellte Antriebskette von einer Motorwelle 50 auf
ein Kettenrad 47 übertragen,
mit dem die Nockenwelle 33 in Drehung versetzt wird.
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Ein Anstieg der vom Startermotor
herbeigeführten
Motordrehzahl führt
aufgrund der Massenverteilung des Massekörpers 39 zu einem
Anstieg der den Massekörper 39 beaufschlagenden
Fliehkraft entgegen der Wirkung der Feder 40, so daß sich,
wie dies in 5 der Zeichnung
dargestellt ist, der Massekörper 39 in
Richtung nach radial außen
dreht, bis er mit seiner rückseitigen
Anlagefläche 48 an
einem am Kettenrad 47 befestigten Bolzen 49 zur
Anlage kommt und aufgrund dieser Drehbewegung das Endstück 44 der
Exzenterwelle 38 in die Ausnehmung
43 der Auslaßnocke 35 zurückdreht,
so daß die
Rolle 46 nicht mehr mit einem aus der Ausnehmung 43 hervorstehenden
Flächenstück des Endstückes 44 in Kontakt
kommt und damit das Auslaßventil
beim Kompressionshub des Kolbens 6 nicht mehr geöffnet wird,
so daß sich
ein entsprechender Kompressionsdruck im Zylinder 5 aufbauen
kann. Die Bewegung des Massekörpers 39 in
Richtung radial nach außen entgegen
der Federkraft 40 findet dabei erst dann statt, wenn eine
zum Starten des Motors ausreichende Motordrehzahl erreicht worden
ist, die bei etwa 800 bis 1000 min–1 liegt.
Die auf diese Weise automatisch arbeitende Dekompressionseinrichtung 37 führt daher
dazu, daß ein
mit einem hohen Kompressionsdruck arbeitender erfindungsgemäßer Verbrennungsmotor 1 von
einer vergleichsweise leistungsschwachen elektromotorischen Starteinrichtung
sicher gestartet werden kann.
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6 der
Zeichnung zeigt nun in einer teilweise geschnittenen Darstellung
eine Ansicht auf eine Motorwelle 50 des Motors 1.
Die Motorwelle 50 dient dabei dazu, möglichst viele für die Funktion
des Motors 1 relevante Bauteile an einer Welle zu lagern, um
die Zahl der bewegten Bauteile zu verringern. Die Anordnung der
Motorwelle 50 im Kurbelgehäuse 4 des Motors kann
dabei grundsätzlich
zur Kurbelwelle benachbart sein, also beispielsweise in Fahrtrichtung des
mit dem Motor 1 versehenen Fahrzeugs vor und oberhalb der
Kurbelwelle, so daß damit
die auf das Vorderrad des Motorrads wirkende Masse weiter vergrößert wird.
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Über
ein mit einer Wellen-Nabenverbindung in der Form einer Scheibenfeder 51 an
der Welle 50 und einer Wellenmutter 52 axial-
und drehfest gelagertes Antriebsrad 53 kann die Motorwelle 50 in
Drehung versetzt werden. Links vom Antriebsrad 53 befindet
sich bei der Darstellung nach 6 ein
mit der Welle 50 über
die Scheibenfeder 51 drehfest verbundenes erstes Ausgleichsgewicht 54 für den Massenausgleich
erster Ordnung, wobei ein zweites Ausgleichsgewicht 55 etwa
im Bereich des axial gegenüberliegenden
Endes des Motorwelle 50 über eine Scheibenfeder 56 drehfest
mit der Welle 50 verbunden ist.
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Links vom ersten Ausgleichsgewicht 54 befindet
sich über
eine weitere Scheibenfeder 57 mit der Welle 50 drehfest
verbunden ein Ritzel 58, mit dem über eine Steuerkette das Kettenrad 47 für den Nockenwellenantrieb
in Drehung versetzt werden kann. An der in der Zeichnungsebene rechten
Seite der Motorwelle 50 befindet sich ein Flügelrad 59 axial-
und drehfest angeordnet, mit dem bei einem flüssigkeitsgekühltem Motor 1 die
Kühlflüssigkeit
im Kreislauf umgepumpt werden kann.
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Zur Entlüftung des Kurbelgehäuses 4 des Motors 1 weist
die Welle 50 eine Längsbohrung 60 und
eine diese kreuzende Querbohrung 61 auf, so daß aufgrund
der Zentrifugalwirkung der sich drehenden Welle 50 über die
Querbohrung 61 das Motoröl eines sich im Kurbelgehäuse 4 befindenden
Motoröl-Luftgemisches
abgeschieden werden kann und über
die in der Zeichnungsebene linke Öffnung 62 der Längsbohrung 60 ein
sich im Kurbelgehäuse 4 aufgrund
der Kolbenbewegung und von Blow-by-Gasen aufbauender Druck beispielsweise über einen Stutzen
in die Atmosphäre
oder in einen Luftfilterkasten entspannt werden kann.
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Hinsichtlich vorstehend im Einzelnen
nicht näher
erläuterter
Merkmale der Erfindung wird im übrigen
ausdrücklich
auf die Ansprüche
und die Zeichnung verwiesen.