DE2604122A1

DE2604122A1 - Moped mit einzylindermotor mit ausgleichskolben

Info

Publication number: DE2604122A1
Application number: DE19762604122
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ateliers de la Motobecane SA
Current assignee: MBK Industrie SA
Priority date: 1975-05-23
Filing date: 1976-02-04
Publication date: 1976-12-02
Also published as: ES444770A1; NL7605298A; IT1058933B; NL162715B; FR2311931A1; NL162715C; FR2311931B1

Description

^ATE. ΝΤΑΗ WALTE
DIPL.-ING. C. STOBPEIi · DIPIi.-INGl·. W. GCMLLWITZER · DIPIi.-ING.F.W. MOLL·

874 LANDAU/PFALZ · AH 8CHÜTZHNHOF

TEL·. OBS41/30ΟΟ,βΟ35 -TKlBX 488333 POSTSCHECK: BT UTDWIO8HAFEIT »ΤββΙ-βϊβ · BANKi DEITTSOHE BANK 074 IxANDATT-PFALZ

2. Februar 1976

2 6% A1 2

ATELIERS DE LA MOTOBECANE, Pantin, Frankreich

"Moped mit Einzylindermotor mit Ausgleichskolben"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Moped mit Einzylindermotor, der einen Ausgleichskolben aufweist.

Es sind Einzylindermotoren mit Ausgleichskolben bekannt, bei denen die geometrischen Achsen der Motor- und Ausgleichskolben einen anderen Winkel als 180 bilden. Diese Anordnung jedoch, die unter der Voraussetzung einen Ausgleich des Motors ermöglicht, dass auf eine Ausgleichsmasse zurückgegriffen wird, erlaubt es nicht, den Ausgleichskolben zweckmässig zur Mitwirkung bei der Füllung durch die Kurbelgehäusepumpe mitzuverwenden. In der Tat befindet sich der Kolben nicht zur gleichen Zeit wie der Motorkolben im äusseren Totpunkt.

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Es sind ferner Motoren bekannt, bei denen die geometrischen Achsen des Motor- und Ausgleichs kolben s sich gegenseitig verlängern. Aber dann ist die Notwendigkeit gegeben, einen dieser Kolben, im allgemeinen den Ausgleichskolben, mit der Kurbelwelle über eine Doppelpleuelstange zu verbinden, wobei die beiden Teile dieser Doppelpleuelstange sich in im wesentlichen symmetrischen Ebenen zu der Ebene bewegen, in der sich die Antriebspleuelwelle bewegt. Diese Lösung verbessert die dynamische Auswuchtung des Motors, erweitert jedoch beträchtlich seinen Platzbedarf, was bei der Anwendung in Mopeds einen wesentlichen Nachteil bedeutet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Moped mit Einzylindermotor und Ausgleichskolben so auszubilden, dass der Motor gleichzeitig eine gute dynamische Auswuchtung und einen geringen Platzbedarf sowie eine Form aufweist, die dem an einem Moped für den Motor zur Verfügung stehenden Raum entspricht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Moped mit Einzylindermotor mit Ausgleichskolben dergestalt ausgebildet, dass der Antriebskolben und der Ausgleichskolben mit einer Kurbelwelle über eine Antriebspleuelstange und eine Ausgleichspleuelstange verbunden sind, wobei ausserdem das Moped ein magnetisches Schwungrad aufweist, das eine erste Masse bildet sowie eine Kraftübertragungseinrichtung, die mindestens eine Kupplung aufweist und eine zweite Masse bildet, wobei die beiden Massen im wesentlichen symmetrisch zu einer Ebene angeordnet sind, wobei erfindungsgemäss diese Symmetrieebene im wesentlichen mit der Längs-Mittel-Ebene

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des Mopeds zusammenfällt und die beiden Ebenen, in denen sich die Antriebspleuelstange und die Ausgleichspleuelstange bewegen, ebenfalls im wesentlichen symmetrisch zur Symmetrie ebene liegen.

Diese Anordnung des Motors gestattet eine Reduzierung seines Platzbedarfs wie noch zu erläutern sein wird, wobei gleichzeitig eine befriedigende dynamische Auswuchtung erzielt wird.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind auch die Lager der Kurbelwelle im wesentlichen symmetrisch bezüglich der Symmetrie ebene angeordnet. Dies sichert eine vollständige Symmetrie der Verformungsbeanspruchungen bezüglich dieser Ebene, welche auf die an der Kurbelwelle angreifenden Kräfte zurückgehen.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Auspufftopf unterhalb des Motors in einem V-Winkel angeordnet, der durch zwei Ebenen gebildet wird, die symmetrisch zu der Symmetrie ebene verlaufen, wobei ihre Schnittlinie in der Symmetrieebene im Bereich der Bodenoberfläche liegt, wenn das Moped in Fahr-Stellung ist und sich zur ersten und zur zweiten Masse jeweils tangential erstrecken.

So wird der unter dem Motor verfügbare Raum, der durch die maximalen seitlichen Neigungen des Fahrzeuges zum Boden begrenzt ist, bestmöglich genutzt.

Im Falle einer nichthorizontalen Motorzylinderachse sieht die Erfindung noch vor, dass der Ausgleichskolben auf seiner der

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Ausgleichspleuelstange entgegengesetzten Seite durch einen Rand verlängert ist, der mit der Stirnwand des Kolbens eine offene Höhlung bildet.

Wenn aufgrund eines längeren Stillstandes des Fahrzeuges sich Öl aus dem Kurbelgehäuse am Boden des Ausgleichszylinders angesammelt hat, bleibt in der Höhlung ein Luftkissen eingeschlossen. Wenn dann der Motor in Betrieb genommen wird, begrenzt dieses Luftkissen den Druck im Inneren des Ausgleichszylinders, wenn das Volumen der Höhlung entsprechend gewählt wird und verhindert die Zerstörung des Zylinders und des Ausgleichskolbens, was eintreten würde, wenn dieses schützende Luftkissen nicht vorhanden wäre, bzw. wenn das angesammelte Ölvolumen zu gross wäre.

Weitere Merkmale der Erfindung und der durch dieselbe erzielten

Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemässen Motor für Mopeds,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Seitenansicht, Fig. 3 eine Teilansicht nach der Linie ΙΠ-ΙΙΙ der Fig, 2, Fig. 4 eine Teilansicht des Auspuffes von oben und

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Fig. 5a - 5d Schemata mit der Darstellung der an der

Kurbelwelle des Motors angreifenden Kräfte und deren Verformungskurve.

In den Figuren 1 und 2 ist ein Einzylindermotor für Mopeds dargestellt, der einen Antriebs zylinder 1 aufweist, in dem sich ein Antriebskolben 2 bewegt, der über eine Antriebspleuelstange 3 mit einer Kurbelwelle 4a, 4b verbunden ist.

Der Motor umfasst ausserdem einen Ausgleichszylinder' 5, in dem sich ein Ausgleichskolben 6 bewegt, der mit der Kurbelwelle 4a, 4b über eine Ausgleichspleuelstange 7 verbunden ist. Antriebszylinder 1 und Ausgleichszylinder 5 stehen sich beidseits der Kurbelwelle, in 180 ausgerichtet, gegenüber.

In der dargestellten Ausführungsform besteht die Kurbelwelle aus zwei Teilen entsprechend einem früheren Vorschlag der Anmelderin. Die Kurbelwelle besteht aus zwei Halbwellen 4a, 4b, die beide mit je einer Kurbelplatte 8a, 8b verbunden sind, wobei die genannten Platten über einen Zapfen verbunden sind, um den sich der Kopf der Antriebspleuelstange 3 dreht. Die Kurbelplatte 8b ist einstückig mit dem Zapfen ausgebildet und auf der anderen Seite mit einem Exzenter fest verbunden, um den sich der Kopf der Ausgleichspleuelstange 7 dreht.

Vorzugsweise liegen sich die beiden Pleuelstangenköpfe bezüglich der Achse der Kurbelwelle im wesentlichen um 180 gegenüber.

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Die Halbwelle 4a steht mit einer durch eine Magnetschwungscheibe gebildete Masse, die andere Halbwelle 4b mit einer durch die Übertragungsorgane für die Antriebskraft gebildeten Masse in Verbindung. Die Übertragungsorgane können z.B. aus einer Übersetzung mit elastischer Riemenscheibe 10 und mindestens einer Kupplung 11 bestehen. Die beiden Massen sind im wesentlichen rotationssymmetrisch zur Achse 12 der Kurbelwelle ausgerichtet.

Die Achsen des Antriebs- und des Ausgleichs Zylinders verlaufen parallel, wobei die beiden Zylinder beiderseits der Achse 12 angeordnet sind. Die Ebenen 13 und 14, in denen sich die Antriebspleuelstange 3 und die Ausgleichspleuelstange 7 bewegen, sind weiterhin im wesentlichen symmetrisch zu einer Ebene 15, die im wesentlichen mit der Längsmittelebene des Mopeds zusammenfällt, in der der Motor angebracht ist, wobei diese Ebene im folgenden als "die Symmetrieebene" bezeichnet wird.

Die beiden Massen 11 und 12 sind ihrerseits im wesentlichen symmetrisch zur Symmetrieebene 15 angeordnet, ebenso wie die Lager der Kurbelwelle.

Fig. 2 zeigt, dass der Motor mit dem Rahmen 18 des Mopeds einerseits an seinem unteren Teil über einen elastischen Block 19 und andererseits an seinem oberen Teil über eine Drehverbindung mit einer Achse 20 verbunden ist. Die Figur zeigt auch die Ansaugleitung 21 und die Auslassleitung 22, welche in den Auspufftopf 23 mündet, der sich unterhalb des Motors erstreckt.

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In Fig. 3 ist zu sehen, dass der Auspuff in einem Winkel liegt, der durch die beiden Ebenen 24, 25 eingeschlossen wird, die im wesentlichen symmetrisch zur Symmetrieebene 15 verlaufen, wobei die Ebenen 24, 25 sich in der Gerade 26 schneiden, also in der Schnittlinie der Symmetrieebene 15 mit der Bodenfläche, wenn das Fahrzeug in Fahrstellung ist. Die Ebenen 24, 25 liegen schliesslich tangential an den Massen 11 und 12 an. Die Ebenen 24,25, die die Bodenfreiheit des Fahrzeuges bedeuten, begrenzen den unterhalb des Motors verfügbaren Raum unter Berücksichtigung der maximalen seitlichen Neigung, die das Fahrzeug aufgrund der Massen und 12 einnehmen kann. Dieser Raum ist a lso, bestmöglich durch die erfindungsgemässe Anordnung genutzt.

Für den Fall, dass, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel, die Achsen der Zylinder zur Horizontalen geneigt sind, ist vorgesehen, im Auspufftopf 23 einen eingezogenen Bereich 27 auszubilden, in den der Boden des Ausgleichszylinders 5 ragt.

Ebenfalls für den Fall, dass der Motor bezüglich der Horizontalen geneigt ist, wird der Ausgleichskolben 6 auf seiner der Ausgleichspleuelstange 7 gegenüberliegenden Seite durch einen Sieherheitsrand 29 verlängert; der mit der Stirnwand des Kolbens 6 eine zum Boden des Ausgleichszylinders 6 gerichtete, offene Höhlung 30 bildet.

Die Aufgabe dieser Höhlung 30 ist folgende: Falls das Fahrzeug längere Zeit steht, besteht die Möglichkeit, dass das Kraftstoff- Öl-Gemisch im Kurbelwellengehäuse zum Boden des Ausgleichs-

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Zylinders hin abflies st, wenn die durch die Kolbenringe des Ausgleichskolbens gegebene Dichtung nicht einwandfrei ist. Falls das am Boden des Zylinders zusammengelaufene Flüssigkeitsvolumen gross ist, besteht das Risiko der Beschädigung des Motors bei Wiederinbetriebnahme, falls die Höhlung 30 fehlt. Dank dieser Höhlung bleibt jedoch ein Luftkissen erhalten und wenn das Volumen der Höhlung so gewählt wird, dass es in der gleichen Größenordnung liegt wie das vom Ausgleichskolben während seines Hubes durchwanderte Volumen, wird jedes Beschädigungsrisiko bei der Wiederinbetriebnahme ausgeschlossen.

Fig. 1 zeigt deutlich, welcher Platzgewinn durch die Erfindung erzielt wird. Die Achsen 13 und 14 des Antriebs- und des Ausgleichszylinders fallen nicht zusammen und der Ausgleichskolben ist dementsprechend in Bezug auf die Kurbelplatten 8a und 8b der Kurbelwelle verschoben. Es ist zu sehen, dass dieser Kolben bei auf der Seite der genannten Kurbelplatten in der Weise ausgeschnitten ist, dass der axiale Platzbedarf des Motors reduziert wird. Die Führung des Kplbens wird jedoch nach wie vor durch den entgegengesetzten Teil 32 und durch den Sicherheitsrand 29 sichergestellt. Die Hinzufügung der Höhlung 30 erhöht also den Platzbedarf des Ausgleichszylinders nicht, nachdem die Summe der Höhen der Bereiche 2? und 32 praktisch gleich dem Wert ist, der für Führung und Abdichtung des Kolbens erforderlich ist.

Die oben beschriebene Anordnung des Auspuff topf es mit seinem eingezogenen Teil ergibt weiteren Platzgewinn.

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Die dynamische Auswuchtung des Motors bleibt zufriedenstellend. Die Verschiebung zwischen den Bewegungsebenen 13 und 14 der Pleuelstangen 3 und 7 führt ein Querkippmoment an der Kurbelwelle ein, jedoch kann diese Verschiebung dank der Konstraktion der Kurbelwelle kleingehalten werden, die nach einem früheren Vorschlag der Anmelderin eine Reduzierung der Stärke der Kurbelplatte 8b erlaubt.

Der Umstand, dass der Motor sowohl unter geometrischen als auch dynamischen Gesichtspunkten bezüglich der Ebene 15 symmetrisch

.die,

angeordnet ist,Ymit der Längsmittel-Ebene des Fahrzeuges zusammenfällt, die auch Symmetrieebene des Fahrers ist, sichert eine ausgezeichnete Stabilität des Fahrzeugs.

In der Fig. 5a sind die an der Kurbelwelle angreifenden Kräfte dargestellt, wobei diese Kräfte alle in eine Ebene fallen. Die Kräften umfassen:

- Die Kraft F., die von der Antriebspleuelstange ausgeübt wird und die aus einerseits dem Druck der Antriebsgase und andererseits der Trägheit der sich in alternierender Bewegung befindlichen Massen sowie der in Rotation befindlichen, mit der Antriebseinrichtung verbundenen Massen resultiert.

- Die Kraft F₀ wird durch die Ausgleichspleuelstange ausgeübt und entspricht der Trägheit der sich in aiernierender Bewegung befindlichen Ausgleichseinrichtung sowie derjenigen mit ihr verbundenen, sich drehenden Massen.

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- Die Kraft F entspricht der Zugkraft des Übertragungsriemens und fällt in die gleiche Ebene wie die anderen Kräfte, wobei angenommen ist, dass sie in die ungünstigste Richtung gerichtet ist.

- Die Kräfte F und F resultieren aus den Unwuchten, die bei den Massen 11 (Kupplung) und 12 ( Magnetschwungrad) zulässig sind.

- Die Kräfte F und F entsprechen den Gegenkräften in den Lagern 17.

Die Figuren 5b und 5 c sind entsprechende Diagramme für die Scherkräfte bzw. die Biegemomente.

Als Beispiel ergibt sich für einen Motor mit einem Hubraum von

3
50 cm und einer Leistungsabgabe von 3 PS bei einer Drehzahl von 7.000 U/min folgende Aufstellung für die obigen Kräfte:

F₁ = 480 DaN F=F= 40 DaN

F_n = 120 " P ' = 200 DaN

ώ Ο

F_ = 20 " F = 300 DaN.

Die Unwuchten, die bei den Berechnungen für die Massen 11 und 12 angenommen wurden, haben die Wirkung wie eine Beschleunigung von 20 g an Massen von jeweils 2 kg.

Die Figur 5d stellt unter diesen Voraussetzungen die Verformungskurve der Kurbelwellenachse dar* Der Maximalwert f zwischen den

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Lagern 17 wird an einem Punkt erreicht, der zwischen den Ebenen 13 und 14 liegt, in denen sich die beiden Pleuelstangen bewegen, d.h. also praktisch in der Symmetrieebene 15 des Mopeds. Dieser Maximalwert f erreicht unter den oben definierten Bedingungen nur 2, 4 Mikron. Die Werte an dem Ende der Kurbelwelle erreichen andererseits 32 bzw. 20 Mikron.

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Claims

- 12
Patentansprüche:

ί \.y Moped mit Einzylindermotor mit Ausgleichskolben!, wobei der Antriebskolben und der Ausgleichskolben mit einer Kurbelwelle über eine Antriebspleuelstange und eine Ausgleichspleuelstange verbunden sind, wobei weiterhin das Moped ein magnetisches Schwungrad aufweist, das eine erste Masse bildet und eine Kraftübertragungseinrichtung mit mindestens einer Kupplung, die eine zweite Masse bildet, wobei die beiden Massen im wesentlichen symmetrisch zu einer Ebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass diese Symmetrieebene (15) der Massen ( 11,12) im wesentlichen mit der Längsmittelebene des Mopeds zusammenfällt und die beiden Ebenen (13,14), in denen sich die Antriebspleuelstange (3) und die Ausgleichspleuelstange (7) bewegen, ebenfalls im wesentlichen symmetrisch zur Symmetrieebene (15) liegen.
2.) Moped nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (17) der Kurbelwelle (4a, 4b) im wesentlichen symmetrisch zur Symmetrieebene (15) angeordnet sind.
3.) Moped nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auspuff topf (23) unterhalb des Motors in einem V-Winkel angeordnet ist, der durch zwei Ebenen (24, 25) gebildet wird, die symmetrisch zu der Symmetrie ebene (15) verlaufen, wobei ihre Schnittlinie (26) in der Symmetrieebene (15) im Bereich der Bodenfläche liegt, wenn das Moped in Fahrstellung ist und sich im wesentlichen zur ersten und zur zweiten Masse (11,12) jeweils tangential erstreckest

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4.) Moped nach Anspruch 3, bei dem die Achse des Antriebszylinders einen Winkel zur Horizontalen einschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass der Auspufftopf (23) einen eingezogenen Bereich (27) aufweist, in den der untere Teil des Ausgleichszylinders (5) reicht.
5.) Moped nach Anspruch 1 bis 5, bei dem die Achse des Antriebszylinders zur Horizontalen geneigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskolben (6) auf seinen der Ausgleichspleuelstange (7) entgegengesetzten Seite durch einen Rand (29) verlängert ist, der mit der Stirnwand des Kolbens (6) auf der zur Ausgleichspleuelstange (7) entgegengesetzten Seite eine offene und zum Einschliessen eines Sicherheitsluftkä-ssens bestimmte Höhlung (30) begrenzt.
6.) Moped nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Höhlung J30) in der gleichen Gröss enordnung liegt wie das vom Ausgleichskolben (6) durchwanderte Volumen.

ORIGINAL INSPECTED

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