EP0121728A2 - Zweizylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine, insbesondere für Motorräder mit in Fahrtrichtung angeordneter Kurbelwelle - Google Patents

Zweizylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine, insbesondere für Motorräder mit in Fahrtrichtung angeordneter Kurbelwelle Download PDF

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EP0121728A2 EP84102133A EP84102133A EP0121728A2 EP 0121728 A2 EP0121728 A2 EP 0121728A2 EP 84102133 A EP84102133 A EP 84102133A EP 84102133 A EP84102133 A EP 84102133A EP 0121728 A2 EP0121728 A2 EP 0121728A2
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    • F02B61/02—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving cycles

Definitions

  • the invention relates to a two-cylinder, four-stroke internal combustion engine of the type according to the preamble of claim 1.
  • the object of the invention is to at least largely eliminate the mass torques and reverse torques by means of a compensating device with little additional construction effort and space requirements.
  • claims 2 and 3 further develop the compensation of the reverse torques, in which further rotating machine and auxiliary units are used for this without any significant additional expenditure.
  • the use of an additional intermediate shaft results in the advantage of a spatially favorable arrangement of the 1: 1 chain or toothed belt drives for the camshafts with space- and weight-saving control housings and camshaft-side control wheels, which more than compensates for their own effort.
  • a two-cylinder four-stroke boxer engine for motorcycles has according to FIG. 1 u. 3 a motor housing 1, two mutually opposite cylinders 2 and cylinder heads 3 assigned to them.
  • a crankshaft 4 is rotatably supported in three bearings 5.
  • the crankshaft 4 has two crank pins 6, which are arranged rotated relative to one another by 180 ° crank angle and are each assigned to a piston 7 guided in the cylinders 2 via connecting rods 8.
  • the crank pin 6 on the opposite side, a pair of crankshaft counterweights 9 is fastened to the crankshaft 4. According to the distance between the crank pins 6 in the longitudinal direction of the crankshaft 4, the two cylinders 2 are also offset from one another in the same direction.
  • the crankshaft 4 carries a flywheel 10 at its output end and a gearwheel 11 for driving an intermediate shaft 12 and other units at the other end.
  • the intermediate shaft 12 is mounted parallel to the crankshaft 4 at a short distance above it in two bearings 13.
  • a ventilation rotary slide valve 15 for the controlled ventilation of the interior of the engine housing and a belt wheel 16 for a wedge or toothed belt drive 17 to a generator 18 are arranged on one end of the intermediate shaft 12.
  • the intermediate shaft 12 carries a drive gear or screw gear 19 approximately in the middle for a drive shaft of an ignition device, not shown, and possibly an oil pump, also not shown.
  • the intermediate shaft 12 In the two transverse planes 20 determined by the central axes of the cylinders 2, the intermediate shaft 12 carries a counterbalancing weight 21, which have extreme rotational positions facing and facing away from the crankshaft counterweights 9. In the area of the mutually facing rotational position positions of the counterweights 9 and 21, the two circular paths overlap them, so that a counterweight 21 engages between the assigned pair of crankshaft counterweights 9.
  • the intermediate shaft 12 also carries at one free end a pinion 22 for a chain drive 23 to a further intermediate shaft 24, which has a larger gear ratio 25 for the chain drive 23 and two further gear wheels 26 for a 1: 1 toothed belt drive 27 contributes to the cylinder heads 3.
  • the crankshaft 4 and both intermediate shafts 12 and 24 are mounted in a division plane 1 'of the engine housing 1, which is arranged in the vertical longitudinal center plane of the engine.
  • a further gear wheel 28 for the toothed belt drives 27 is fastened to a camshaft 29, which control the valves 30 in the cylinder heads 3.
  • an output clutch 110 is arranged on the intermediate shaft 112.
  • the proportion of the rotating masses of the crankshaft 4 is reduced and on the other hand the proportion of the masses rotating in the opposite direction to the crankshaft is increased by the output clutch.
  • the compensation of the counter torques in the event of speed changes is further increased in this way without additional construction work.

Abstract

Ein Zweizylinder-Viertakt-Boxermotor zum Einbau in Motorräder mit in Fahrtrichtung angeordneter Kurbelwelle (4) enthält zum Ausgleich der durch die in Fahrtrichtung versetzten beiden Kurbeltriebe (6, 7 und 8) verursachten Massenmomente eine mit Kurbelwellen-Drehzahl gegenläufig zur Kubelwelle (4) angetriebene Zwischenwelle (12), die in der Antriebsverbindung zu oben liegenden Nockenwellen (29) liegt und Ausgleichs-Gegengewichte (21) trägt, deren Kreisbahnen sich mit denjenigen der Kurbelwellen-Gegengewichte (9) überlappen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweizylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine der Bauart gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Bekannte Brennkraftmaschinen dieser Bauart gemäß Z-DE "Das Motorrad", Heft 14/1974, S. 16 und Heft 24/1980, S. 28 und 30 sowie Z-DE "PS", Heft 2/1981, S. 5 bis 8 weisen einen sehr geringen Längsversatz der Zylinder auf, um die hieraus entstehenden Massendrehmomente um die Hochachse der Maschinen geringzuhalten. Dabei ist die Kurbelwelle entweder ohne Mittellager zwischen den beiden Kurbelzapfen einteilig oder mit Mittellager mehrteilig ausgebildet. Wegen der weitgehend in einer Drehrichtung drehenden Massen der Maschine tritt auch ein erhebliches Rückdrehmoment um die Längsachse der Maschine bei Drehzahländerungen auf.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Massendrehmomente und Rückdrehmomente mittels einer Ausgleichsvorrichtung bei geringem zusätzlichen Bauaufwand und Raumbedarf zumindest weitgehend zu beseitigen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst. Die zu der Kurbelwelle entgegengesetzt drehenden Ausgleichsgewichte der Zwischenwelle bewirken auch entgegengesetzte Massendrehmomente und Rückdrehmomente, so daß deren vollständiger Ausgleich möglich ist, der durch die Nutzung der vorhandenen Zwischenwelle und der ineinandergreifenden Gegengewichts-Kreisbahnen einen sehr geringen Kosten-, Gewichts- und Raumbedarf aufweist.
  • Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 bilden den Ausgleich der Rückdrehmomente weiter, in dem weitere drehende Maschinen- und Nebenaggregate ohne wesentlichen Zusatzaufwand hierfür genutzt werden. Dabei ergibt die Verwendung einer zusätzlichen weiteren Zwischenwelle gemäß Anspruch 2 den Vorteil einer räumlich günstigen Anordnung der 1 : 1-Ketten- oder -Zahnriementriebe zu den Nockenwellen mit raum- und gewichtssparenden Steuergehäuse und nockenwellenseitigen Steuerrädern, wodurch deren eigener Aufwand mehr als ausgeglichen wird.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel und eine Abwandlung desselben dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Zweizylinder-Viertakt-Boxermotor für Motorräder im schematischen Mittellängsschnitt,
    • Fig. 2 eine Abwandlung des Boxermotors nach Fig. 1 mit Abtriebskupplung an der Zwischenwelle und
    • Fig. 3 die schematische Stirnansicht des Boxermotors nach den Fig. 1 und 2.
  • Ein Zweizylinder-Viertakt-Boxermotor für Motorräder weist gemäß Fig. 1 u. 3 ein Motorgehäuse 1, zwei einander gegenüberliegende Zylinder 2 und diesen zugeordnete Zylinderköpfe 3 auf. Im Gehäuse 1 ist eine Kurbelwelle 4 in drei Lagern 5 drehbar gelagert. Die Kurbelwelle 4 weist zwei Kurbelzapfen 6 auf, die um l80°-Kurbelwinkel gegeneinander verdreht angeordnet und je einem in den Zylindern 2 geführten Kolben 7 über Pleuel 8 zugeordnet sind. Den Kurbelzapfen 6 gegenüberliegend ist an der Kurbelwelle 4 je ein Paar Kurbelwellen-Gegengewichte 9 befestigt. Entsprechend dem Abstand der Kurbelzapfen 6 in Längsrichtung der Kurbelwelle 4 sind auch die beiden Zylinder 2 in gleicher Richtung gegeneinander versetzt. Die Kurbelwelle 4 trägt an ihrem abtriebsseitigen Ende ein Schwungrad 10 und am anderen Ende ein Zahnrad 11 zum Antrieb einer Zwischenwelle 12 und weiterer Aggregate. Die Zwischenwelle 12 ist parallel zur Kurbelwelle 4 in geringem Abstand über dieser in zwei Lagern 13 gelagert. Neben einem Zahnrad 14 für den Eingriff in das kurbelwellenseitige Zahnrad 11 sind auf dem einen Ende der Zwischenwelle 12 ein Entlüftungsdrehschieber 15 für die gesteuerte Entlüftung des Motorgehäuse-Inneren und ein Riemenrad 16 für einen Keil- oder Zahnriementrieb 17 zu einem Generator 18 angeordnet. Zwischen den Lagern 13 trägt die Zwischenwelle 12 etwa mittig ein Antriebszahnrad oder Schraubenzahnrad 19 für eine Antriebswelle einer nicht dargestellten Zünd-Vorrichtung und ggf. einer ebenfalls nicht dargestellten ölpumpe. In den beiden von den Mittelachsen der Zylinder 2 bestimmten Querebenen 20 trägt die Zwischenwelle 12 je ein Ausgleichs-Gegengewicht 21, die mit den Kurbelwellen-Gegengewichten 9 übereinstimmende, einander zu- und abgewandte Extremdrehlagen aufweisen. Im Bereich der einander zugewandten Drehlagenstellungen der Gegengewichte 9 und 21 überlappen sich die beiden Kreisbahnen derselben, so daß jeweils ein Ausgleichs-Gegengewicht 21 zwischen das zugeordnete Paar der Kurbelwellen-Gegengewichte 9 eingreift. Die Zwischenwelle 12 trägt ferner an einem freien Ende ein Zahnritzel 22 für einen Kettentrieb 23 zu einer weiteren Zwischenwelle 24, die ein zur 1 : 2-übersetzung größeres Zahnrad 25 für den Kettentrieb 23 und zwei weitere Zahnräder 26 für je einen 1 : 1-Zahnriementrieb 27 zu den Zylinderköpfen 3 trägt. Die Kurbelwelle 4 und beide Zwischenwellen 12 und 24 sind in einer Teilungsebene 1' des Motorgehäuses 1 gelagert, die in der senkrechten Längsmittelebene des Motors angeordnet ist.
  • An den Zylinderköpfen 3 ist je ein weiteres Zahnrad 28 für die Zahnriementriebe 27 an je einer Nockenwelle 29 befestigt, die die Ventile 30 in den Zylinderköpfen 3 steuern.
  • Sowohl durch die enge Zuordnung der Kurbelwelle 4 und der Zwischenwelle 12 zueinander als auch durch die relativ kleinen Zahnräder 28 an den Nockenwellen 29 aufgrund der 1 : 1-Zahnriementriebe 27 weist der Gesamtaufbau des Motors einen geringen Raumbedarf auf. Die Gegengewichte auf der Zwischenwelle 12 gleichendie Massendrehmomente aus der Ausbildung der Kurbelwelle 4 aus und tragen zugleich aufgrund des Gegendrehsinnes zur Kurbelwelle 4 zusammen mit weiteren im gleichen Drehsinn angetriebenen Aggregaten, wie Generator 18, weitere Zwischenwelle 24 und Nockenwellen 19 sowie deren sämtliche Antriebs-Zahnräder 25, 26 und 28, zum Ausgleich des bei Drehzahländerungen auftretenden Gegendrehmomentes bei.
  • Bei der Abwandlung nach Fig. 2 ist eine Abtriebskupplung 110 an der Zwischenwelle 112 angeordnet. Dadurch ist zusätzlich zu der Ausbildung nach Fig. 1 einerseits der Anteil der drehenden Massen der Kurbelwelle 4 verringert und andererseits der Anteil der im Gegendrehsinn zur Kurbelwelle drehenden Massen um die Abtriebskupplung vergrößert. Der Ausgleich der Gegendrehmomente bei Drehzahländerungen ist auf diese Weise ohne zusätzlichen Bauaufwand weiter erhöht.

Claims (3)

1. Zweizylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine, insbesondere für Motorräder mit in Fahrtrichtung angeordneter Kurbelwelle (4),
- wobei die Zylinder (2) einander in Boxeranordnung gegenüberliegen und in Richtung der Kurbelwelle (4) längsversetzt sind,
- die beiden Kurbelzapfen (6) der Kurbelwelle (4) um 180°-Kurbelwinkel gegeneinander verdreht sind und zugeordnete Kurbelwellen-Gegengewichte (9) aufweisen, sowie
- eine Zwischenwelle (12) zur Kurbelwelle (4) parallel angeordnet und im Gegendrehsinn angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Zwischenwelle (12) ein Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 zur Kurbelwelle (4) aufweist,
- daß zum Ausgleich der freien Massendrehmomente aus dem Versatz der Kurbelzapfen (6) Ausgleichs-Gegengewichte (21) auf der Zwischenwelle (12) in den von den Mittelachsen der Zylinder (2) bestimmten Querebenen (20) und mit in den jeweils einander zugewandten inneren und voneinander abgewandten äußeren Extrem-Drehlagen mit den Kurbelwellen-Gegengewichten (9) korrespondierend angeordnet sind,
- wobei sich die Kreisbahnen der Ausgleichs-Gegengewichte (21) und die Kreisbahnen der Kurbelwellen-Gegengewichte (9) überlappen.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
- wobei je eine Antriebsverbindung von der Zwischenwelle (12) zu obenliegenden Nockenwellen (29) besteht, die in den den beiden Zylindern (2) zugeordneten Zylinderköpfen (3) angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,
- daß in der Antriebsverbindung zu den Nockenwellen (3) eine weitere zur Kurbelwelle (4) parallele Zwischenwelle (24) im Motorgehäuse (1) angeordnet ist,
- die zur Kurbelwelle (4) einerseits gleichfalls entgegengesetzten Drehsinn und andererseits ein übersetzungsverhältnis von etwa 1 : 2 aufweist, und
- daß die weitere Zwischenwelle (24) mittels je eines Ketten- oder Zahnriementriebes (27) die Nockenwellen (3) mit etwa 1 : 1-übersetzung und insgesamt 1 : 2- übersetzung gleichsinnig drehend antreibt.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Kurbelwelle (4) und beide Zwischenwellen (12 und 24) in einer quer zu den Mittelachsen der Zylinder (2) angeordneten Teilungsebene (1') des Motorgehäuses (1) gelagert sind.
4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen alle weiteren drehenden Nebenaggregate, wie Abtriebskupplung (110), Generator (18), ölpumpe, Entlüftungsdrehschieber (15) und dgl., im zur Kurbelwelle (4) entgegengesetzten Drehsinn angetrieben sind.
EP84102133A 1983-03-04 1984-03-01 Zweizylinder-Viertakt-Brennkraftmaschine, insbesondere für Motorräder mit in Fahrtrichtung angeordneter Kurbelwelle Withdrawn EP0121728A3 (de)

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