WO2011147838A2 - Kraftrad mit kompakter verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Kraftrad mit kompakter verbrennungskraftmaschine Download PDF

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WO2011147838A2
WO2011147838A2 PCT/EP2011/058488 EP2011058488W WO2011147838A2 WO 2011147838 A2 WO2011147838 A2 WO 2011147838A2 EP 2011058488 W EP2011058488 W EP 2011058488W WO 2011147838 A2 WO2011147838 A2 WO 2011147838A2
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cylinders
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Inventor
Rupert Baindl
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Horex Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B61/00—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing
    • F02B61/02—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving cycles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • F02B75/221—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement with cylinder banks in narrow V-arrangement, having a single cylinder head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0002—Cylinder arrangements
    • F02F7/0012—Crankcases of V-engines

Definitions

  • the invention relates to a motorcycle with a compact
  • crank mechanism Internal combustion engine is installed with a transverse crankshaft.
  • the crank mechanism also acts limited to the crankshaft, so that the two planes passing through the
  • Cylinder axes of each cylinder row are formed, cut below the crankshaft axis. There is a common cylinder head for every two rows of cylinders. This includes in one embodiment, three camshafts.
  • the object of the subject invention is for a
  • VR cylinder assembly to provide a suitable cylinder head, are achieved with the great engine performance.
  • the solution is provided by the motorcycle according to claim 1 or 2.
  • the object is achieved in that the
  • Cylinder head per cylinder comprises a group of two, three, four or five gas channels, wherein the group at least one
  • Outlet channel and at least one inlet channel comprises, and wherein the geometric arrangement of the inlet channels of a group is the same for all cylinders.
  • Inlet channel at an intake valve or the intake ports are the same for all cylinders of a plurality of intake valves of a cylinder.
  • the intake passages in the cylinders of the rear cylinder bank may be aligned in the same direction as the intake passages of the front bank of cylinders, but they may also face each other
  • Gas channels in the front and rear cylinder rows can be used to achieve the same flow conditions for all cylinders, ensuring smooth engine operation over the entire engine speed range. With the same shaped use
  • Inlet ducts on all cylinders a high engine performance and the greatest possible synchronization and smoothness of the engine is achieved.
  • Camshaft and the inlet ducts of the front row of cylinders are arranged in front of the rear camshaft or longitudinally
  • Camshaft are arranged.
  • Inlet ducts are used with the same length and the same shape, which are also relatively short, which also a high engine performance and the greatest possible synchronization and smoothness of the engine is achieved.
  • the engine comprises six cylinders.
  • a favorable development of the solution according to claim 2 is also that with several identical valves per cylinder, the inlet channels and outlet channels of a cylinder a group form and the geometric arrangement or shape of the
  • Inlet channels of a group is the same for all cylinders.
  • the internal combustion engine is installed in an embodiment with a transverse crankshaft in the motorcycle, which is also referred to as transverse installation. Then, the cylinder head covers a front cylinder row and a rear cylinder row.
  • the cylinder head covers a left bank of cylinders and a right bank of cylinders. If a plurality of inlet valves per cylinder, that is to say in a group, are provided in an advantageous manner, then the channels of a cylinder belonging to the inlet valves branch out of a common channel. If a plurality of exhaust valves are provided, then the exhaust ports of a cylinder belonging to the exhaust valves converge to form an exhaust duct.
  • the inlet ducts protrude upwards and with transverse mounting the outlet ducts are bent forwards or backwards. For longitudinal installation, the outlet ducts run bent to the left or to the right.
  • the forwardly bent exhaust ducts of the rear cylinder bank are also arranged between the forwardly bent exhaust ducts of the front cylinder bank, the exhaust duct of the outermost cylinder of the rear cylinder bank being arranged adjacent to the exhaust duct of the preceding cylinder of the front cylinder bank.
  • the cylinder head may be designed with one, two or three camshafts, with the versions with two or three camshafts are particularly favorable.
  • the middle camshaft actuates the intake valves of one cylinder bank and the exhaust valves of the other cylinder bank. These valves are then arranged inclined to each other.
  • the front camshaft operates only the exhaust valves of the front cylinder bank, the rear camshaft only the intake valves of the rear cylinder bank.
  • the valves can be operated directly via bucket tappets but also via rocker arms.
  • the rear cylinder bank intake passages may be located behind the rear camshaft and the front cylinder bank intake passages may be located between the front and rear camshafts.
  • the valves can be operated directly on bucket tappets but also via rocker arms.
  • Inlet ducts of the rear cylinder bank can be arranged behind the rear camshaft.
  • Cylinder row arranged next to the central camshaft, the intake ports of the other cylinder row outside of the arranged on the same side camshaft.
  • Mouths of the outlet channels of the rear row of cylinders are opposite to those of the front row of cylinders in
  • channel dimensions of the gas channels are the same for all groups.
  • the alignment of the channel groups for the front and the rear cylinder row may be the same, but it may also be mirrored.
  • all inlet channels can open at the top, center of the cylinder head, and the outlet channels open on both sides of the cylinder head.
  • all the outlet channels can also run upwards in the middle and the inlet channels on both sides of the
  • the outlet channels are bent to the side of the
  • Cylinder head then they run under the camshafts, the lie in the flow direction, ie they are below the middle and the underlying camshaft when using three camshafts or only one of the two
  • Camshafts when using two camshafts.
  • the spark plugs are advantageously arranged centrally between the valves of the cylinder and project upwards.
  • the internal combustion engine according to the invention can also have a
  • Cylinder in W-arrangement include, in which case four rows of cylinders are present, each with a cylinder head for two
  • Cylinder rows as a total of two cylinder heads.
  • Figure 2 View of the cylinder head from the front and from above
  • FIG. 3 View of the cylinder head from the front and from the right (seen in the vehicle longitudinal axis)
  • FIG. 4 View of the cylinder head from the rear and from the right (seen in the vehicle longitudinal axis)
  • Figure 5 View of the cylinder head from the left (in
  • Figure 6 View of the cylinder head from the front
  • FIG. 7 View of a cylinder head with two camshafts and outlet channels opening on both sides
  • the components named in the text are identified by the following reference symbols:
  • camshaft 8 is arranged at the front transverse installation or left or right longitudinal installation.
  • camshaft 10 is arranged at the rear with transverse installation or left or right with longitudinal installation.
  • FIG. 1 shows the view of an embodiment of the invention
  • Cylinder head 1 has three camshafts.
  • the outlet channels 2 extend below the middle and the front
  • Crankshaft transverse installation
  • longitudinal crankshaft longitudinal installation
  • All exhaust ports 2 are of the same geometry and dimensions and are directed forwardly (longitudinally to the side) with the exhaust ports 2 of the rear cylinder bank displaced rearward and opening between and adjacent to the intake valves 5 of the cylinders of the front cylinder bank.
  • All inlet channels 3 also have the same geometry and the same dimensions and protrude up and diagonally behind (in transverse installation) or
  • the inlet channels 3 and the outlet channel 2 of a cylinder each form a channel group 4.
  • the cylinder head 1 also comprises two inlet valves 5 and one outlet valve 6 per cylinder.
  • two groups each belong to one group of channels 4 to one unifying inlet channels and one outlet channel, which is indicated by three reference lines.
  • Inlet channels 3 combine to form an inlet channel 3, which is led upwards.
  • Cylinder row are guided behind the rear camshaft 10 upwards
  • the inlet ducts 3 of the front cylinder bank are guided behind the central camshaft 9 and in front of the rear camshaft 10 upwards.
  • the exhaust ducts 2 of the rear cylinder bank are arranged below the middle and front camshafts 8, 9 and are led forward under these two camshafts.
  • the camshaft drive is arranged in the vehicle's longitudinal axis on the right.
  • the rear and front camshaft 8, 10 are the right and the left or vice versa. All valves are operated by bucket tappets directly from the camshafts.
  • the spark plugs 7 are each arranged centrally between the two inlet valves 5 and the outlet valve 6.
  • the two intake valves 5 of a cylinder are arranged inclined to each other, so that the
  • FIG. 2 shows the view of the cylinder head 1 from the front and from above (with transverse installation).
  • Each cylinder includes two
  • the intake ports 3 of the two intake valves 5 each branch from a common intake passage 3 from above.
  • the intermediate cam shaft 9 actuates the intake valves 5 of the front cylinder bank and the exhaust valves 6 of the rear bank of cylinders (in transverse installation).
  • the central camshaft 9 actuates the intake valves 5 of a lateral cylinder bank and the exhaust valves 6 of the opposite bank of cylinders.
  • the spark plugs 7 are each between the
  • Exhaust valve 6 and the two inlet valves 5 are arranged.
  • Figure 2 also shows the arrangement of the intake ports 3 of the rear row of cylinders behind the rear camshaft 10th and the arrangement of the inlet ducts 3 of the front cylinder row between the rear and middle camshafts.
  • Camshaft 8 actuates only the exhaust valves 6 of the front cylinder bank.
  • FIG. 3 shows the curved profile of the outlet channels 2 of the front row of cylinders.
  • the valves are arranged diagonally and are controlled by bucket tappets directly from the
  • FIG. 4 shows the S-shaped profile of the inlet channels 3 and their branch just above the valve seats of the inlet valves 5.
  • the rear camshaft 10 actuates the inlet valves 5 of the rear row of cylinders.
  • FIG. 5 shows the cylinder head 1 viewed from the left.
  • Outlet channels 2 are bent forward by about 90 degrees.
  • the inlet channels 3 are S-shaped back and up.
  • the spark plugs 7 are arranged vertically.
  • the middle camshaft 9 actuates the intake valves 5 of the front cylinder bank and the exhaust valves 6 of the rear cylinder bank.
  • the actuated by the central camshaft valves are inclined to each other.
  • FIG. 6 shows the view of the cylinder head from the front. All outlet channels 2 are arranged at the same height. Also, all the camshafts 8, 9, 10 are arranged at the same height, in Figure 6 is therefore completely only the front camshaft 8 can be seen. From the camshaft 9, the left part of the central camshaft 9 can be seen in the figure on the right side (viewed in the vehicle longitudinal direction).
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the cylinder head 1 according to the invention for a VR6 engine.
  • the cylinder head comprises two camshafts 8, 10.
  • the exhaust ports 2 open on both sides of the cylinder head 1: Three exhaust ports 2 open on the left, three exhaust ports 2 open on the right. All six inlet channels 3 are arranged between the two camshaft 8, 10 and project upwards.
  • Outlet channel 2 and inlet channel 3 of a cylinder form a channel group 4, this includes in this
  • Embodiment only two channels.
  • the channel groups 4 of a row of cylinders are arranged mirror-inverted to the channel groups 4 of the other row of cylinders.
  • the channel dimensions of all channel groups are the same.
  • the camshafts 8, 10 actuate the associated valves directly via bucket tappets.
  • the spark plug 7 is arranged in each case laterally between inlet and outlet valve.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftrad mit einer Verbrennungskraftmaschine, deren Zylinderanordnung eine VR-Zylinderanordnung mit auf Lücke angeordneten, ineinander geschobenen Zylinderreihen ist, bei der der Kurbeltrieb geschränkt auf die Kurbelwelle wirkt und ein gemeinsamer Zylinderkopf vorhanden ist. Die Einlasskanäle im Zylinderkopf sind für alle Zylinder gleich angeordnet. Alternativ sind die Einlasskanäle der einen Zylinderreihe neben einer von zwei oder drei Nockenwellen angeordnet und es sind die Einlasskanäle der anderen Zylinderreihe auf der anderen Seite dieser Nockenwelle angeordnet.

Description

Kraftrad mit kompakter Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Kraftrad mit einer kompakten
Verbrennungskraftmaschine .
Aus der Druckschrift DE 10 2004 042 765 B4 ist ein solches
Kraftrad bekannt. Dessen Verbrennungskraftmaschine umfasst eine VR-Zylinderanordnung mit auf Lücke angeordneten, ineinander geschobenenen Zylinderreihen, wobei die
Verbrennungskraftmaschine mit einer quer liegenden Kurbelwelle eingebaut ist. Der Kurbeltrieb wirkt ferner geschränkt auf die Kurbelwelle, so dass sich die beiden Ebenen, die durch die
Zylinderachsen jeder Zylinderreihe gebildet werden, unterhalb der Kurbelwellenachse schneiden. Für je zwei Zylinderreihen ist ein gemeinsamer Zylinderkopf vorhanden. Dieser umfasst in einem Ausführungsbeispiel drei Nockenwellen.
Sonstige Konstruktionsmerkmale des Zylinderkopfes sind in der DE 10 2004 042 765 B4 nicht beschrieben. Insbesondere geht daraus nicht hervor, wie die Gaskanäle angeordnet und gestaltet sind .
Außer aus der oben aufgeführten Druckschrift sind bislang keine Krafträder mit Verbrennungskraftmaschine mit
VR-Zylinderanordnung bekannt geworden.
Hinreichend bekannt ist, dass zur Erzielung hoher Leistungen bei Motorradmotoren möglichst kurze und gerade Gaskanäle im
Zylinderkopf benötigt werden.
Aus der Druckschrift EP 1 146 219 AI geht bereits die Anordnung von Gaskanälen in einem Zylinderkopf eines VR-Motors hervor. Ein- und Auslasskanäle werden weitgehend horizontal geführt, d.h. quer zur Zylinderachse. Alle Auslasskanäle münden an einer Seite des Zylinderkopfes, alle Einlasskanäle an der gegenüberliegenden Seite. Die Auslasskanäle der jeweils nach hinten versetzten Zylinderreihe sind dabei erheblich länger als die der vorne liegenden. Auch die Einlasskanäle weisen diese Längenunterschiede auf, sind aber gespiegelt angeordnet. Diese Kanalanordnung eignet sich wenig für Kraftradmotoren, da
insbesondere mit den sehr ungleichen Einlasskanälen keine hohe Leistungsdichte erzielt werden kann.
Aufgabe des Erfindungsgegenstandes ist es, für ein
gattungsgemäßes Kraftrad mit Verbrennungskraftmaschine mit
VR-Zylinderanordnung einen geeigneten Zylinderkopf bereit zu stellen, mit dem große Motorleistungen erzielt werden.
Die Lösung erfolgt durch das Kraftrad nach Anspruch 1 oder 2.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben .
Gemäß Anspruch 1 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der
Zylinderkopf pro Zylinder eine Gruppe von zwei, drei, vier oder fünf Gaskanälen umfasst, wobei die Gruppe mindestens einen
Auslasskanal und mindestens einen Einlasskanal umfasst, und wobei die geometrische Anordnung der Einlasskanäle einer Gruppe bei allen Zylindern gleich ist.
Dass die geometrische Anordnung der Einlasskanäle bei allen Gruppen gleich ist, bedeutet, dass Form und Verlauf des
Einlasskanals bei einem Einlassventil bzw. der Einlasskanäle bei mehreren Einlassventilen eines Zylinders bei allen Zylindern gleich sind. Dies bedeutet insbesondere, dass diese gleiche geometrische Anordnung der Einlasskanäle bei den Zylindern der hinteren Zylinderreihe gleich der geometrischen Anordnung der Einlasskanäle der vorderen Zylinderreihe ist. Dabei können die Einlasskanäle bei den Zylindern der hinteren Zylinderreihe in die gleiche Richtung ausgerichtet sein wie die Einlasskanäle der vorderen Zylinderreihe, sie können aber auch zueinander
gespiegelt angeordnet sein. Auch für die Auslasskanäle ist gleiche Anordnung bei allen Zylindern vorteilhaft. Bei allen genannten Anordnungen ist es zudem vorteilhaft, wenn die
Abmessungen der Gaskanäle jedes Zylinders gleich sind. Durch Verwendung der gleichen geometrischen Anordnung der
Gaskanäle bei der vorderen und der hinteren Zylinderreihe können für alle Zylinder gleiche Strömungsverhältnisse erzielt werden, so dass ein gleichmäßiger Motorlauf über dem ganzen Drehzahlband sichergestellt wird. Mit der Verwendung gleich geformter
Einlasskanäle bei allen Zylindern wird eine hohe Motorleistung und größtmöglicher Gleichlauf und Laufruhe des Motors erzielt.
Eine weitere erfindungsgemäße Lösung beschreibt Anspruch 2 derart, dass bei quer liegender Kurbelwelle (Quereinbau) die Einlasskanäle der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren
Nockenwelle und die Einlasskanäle der vorderen Zylinderreihe vor der hinteren Nockenwelle angeordnet sind oder bei längs
liegender Kurbelwelle (Längseinbau) die Einlasskanäle der einen Zylinderreihe links von einer äußeren Nockenwelle und die
Einlasskanäle der anderen Zylinderreihe rechts von dieser
Nockenwelle angeordnet sind.
Die dadurch beschriebene Anordnung der Einlasskanäle beidseitig der einlassseitigen Nockenwelle gewährleistet, dass
Einlasskanäle mit gleicher Länge und gleicher Form verwendet werden, die zudem relativ kurz sind, wodurch ebenfalls eine hohe Motorleistung und größtmöglicher Gleichlauf und Laufruhe des Motors erzielt wird. In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der
erfindungsgemäßen Lösungen gemäß den Ansprüchen 1 und 2 umfasst der Motor sechs Zylinder.
Eine günstige Weiterbildung der Lösung nach Anspruch 2 ist zudem, dass bei mehreren gleichen Ventilen pro Zylinder die Einlasskanäle und Auslasskanäle eines Zylinders eine Gruppe bilden und die geometrische Anordnung bzw. Form der
Einlasskanäle einer Gruppe bei allen Zylindern gleich ist.
Vorteilhaft ist es zudem, dass die geometrische Anordnung (Form) der Auslasskanäle einer Gruppe bei allen Zylindern gleich ist.
In einer weiteren Ausbildung umfasst die erfindungsgemäße
Verbrennungskraftmaschine zwei, drei, vier oder fünf Ventile je Zylinder und eine oder zwei Zündkerzen je Zylinder. Es können zwei, drei oder vier Nockenwellen für pro Zylinderkopf verbaut sein. Die Gaskanäle der Einlassventile eines Zylinders können zu einem Kanal zusammengeführt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich zudem die Verwendung von zwei Einlassventilen und einem Auslassventil pro Zylinder erwiesen. Bei Verwendung mehrerer Auslassventile je Zylinder ist es ebenfalls günstig, die zu den einzelnen Ventilen gehörigen Auslasskanäle eines Zylinders zu einem Auslasskanal zusammenzuführen.
Die Verbrennungskraftmaschine ist bei einer Ausgestaltung mit einer quer liegenden Kurbelwelle im Kraftrad eingebaut, was auch als Quereinbau bezeichnet wird. Dann bedeckt der Zylinderkopf eine vordere Zylinderreihe und eine hintere Zylinderreihe.
Bei einer anderen Ausgestaltung ist die
Verbrennungskraftmaschine mit einer längs liegenden Kurbelwelle im Kraftrad eingebaut, was als Längseinbau bezeichnet wird. Dann bedeckt der Zylinderkopf eine linke Zylinderreihe und eine rechte Zylinderreihe. Sind in vorteilhafter Weise mehrere Einlassventile pro Zylinder, also in einer Gruppe, vorgesehen, dann verzweigen die zu den Einlassventilen gehörenden Kanäle eines Zylinders aus einem gemeinsamen Kanal. Sind mehrere Auslassventile vorgesehen, dann laufen die zu den Auslassventilen gehörenden Auslasskanäle eines Zylinders zu einem Auslasskanal zusammen. Vorteilhafterweise ragen die Einlasskanäle nach oben und bei Quereinbau verlaufen die Auslasskanäle nach vorne oder nach hinten gebogen. Bei Längseinbau laufen die Auslasskanäle gebogen nach links oder nach rechts.
Bei Quereinbau sind zudem die nach vorne gebogenen Auslasskanäle der hinteren Zylinderreihe zwischen den nach vorne gebogenen Auslasskanälen der vorderen Zylinderreihe angeordnet, wobei der Auslasskanal des äußersten Zylinders der hinteren Zylinderreihe neben dem Auslasskanal des davor liegenden Zylinders der vorderen Zylinderreihe angeordnet ist.
Der Zylinderkopf kann mit einer, zwei oder drei Nockenwellen ausgeführt sein, wobei die Ausführungen mit zwei oder drei Nockenwellen besonders günstig sind. Bei drei Nockenwellen betätigt die mittlere Nockenwelle die Einlassventile der einen Zylinderreihe und die Auslassventile der anderen Zylinderreihe. Diese Ventile sind dann zueinander geneigt angeordnet. Die vordere Nockenwelle betätigt nur die Auslassventile der vorderen Zylinderreihe, die hintere Nockenwelle nur die Einlassventile der hinteren Zylinderreihe. Die Ventile können direkt über Tassenstößel aber auch über Kipphebel betätigt werden.
Bei Verwendung von zwei Nockenwellen bei Quereinbau und gleich ausgerichteten Kanalgruppen können die Einlasskanäle der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle und die Einlasskanäle der vorderen Zylinderreihe zwischen der vorderen und der hinteren Nockenwelle angeordnet sein. Auch hierbei können die Ventile direkt über Tassenstößel aber auch über Kipphebel betätigt werden.
Bei Verwendung von zwei Nockenwellen bei Längseinbau liegen die Einlasskanäle einer Zylinderreihe links von einer Nockenwelle, die Einlasskanäle der anderen Zylinderreihe rechts von dieser Nockenwelle. Bei Verwendung von zwei Nockenwellen mit gespiegelten Kanalgruppen sind alle sechs Einlasskanäle zwischen den beiden Nockenwellen angeordnet und ragen nach oben. Alternativ können bei Verwendung von drei Nockenwellen bei
Quereinbau die Einlasskanäle der vorderen Zylinderreihe hinter der mittleren und vor der hinteren Nockenwelle und die
Einlasskanäle der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle angeordnet sein.
Bei Längseinbau sind dann die Einlasskanäle der einen
Zylinderreihe neben der mittleren Nockenwelle angeordnet, die Einlasskanäle der anderen Zylinderreihe außerhalb der auf der gleichen Seite angeordneten Nockenwelle.
Bei Quereinbau münden günstigerweise alle Auslasskanäle in Fahrzeuglängsrichtung vorne aus dem Zylinderkopf und die
Mündungen der Auslasskanäle der hinteren Zylinderreihe sind gegenüber denen der vorderen Zylinderreihe in
Fahrzeuglängsrichtung nach hinten versetzt.
Bei Längseinbau münden alle Auslasskanäle links oder rechts.
Günstig ist zudem, dass die Kanalabmessungen der Gaskanäle bei allen Gruppen gleich sind.
Die Ausrichtung der Kanal-Gruppen für die vordere und die hintere Zylinderreihe kann gleich sein, sie kann aber auch gespiegelt sein. Bei gespiegelter Anordnung der Gruppen können alle Einlasskanäle oben, mittig aus dem Zylinderkopf münden und die Auslasskanäle münden auf beiden Seiten des Zylinderkopfes. Umgekehrt können auch alle Auslasskanäle nach oben mittig verlaufen und die Einlasskanäle auf beiden Seiten des
Zylinderkopfes seitlich münden.
Verlaufen die Auslasskanäle gebogen zur Seite des
Zylinderkopfes, dann verlaufen sie unter den Nockenwellen, die in Flussrichtung liegen hindurch, d.h. sie liegen unter der mittleren und der dahinter liegenden Nockenwelle bei Verwendung von drei Nockenwellen oder nur unter einer der beiden
Nockenwellen bei Verwendung von zwei Nockenwellen.
Die Zündkerzen sind in vorteilhafter Weise mittig zwischen den Ventilen der Zylinder angeordnet und ragen nach oben.
Die erfindungsgemäße Verbrennungskraftmaschine kann auch
Zylinder in W-Anordnung umfassen, wobei dann vier Zylinderreihen vorhanden sind mit je einem Zylinderkopf für zwei
Zylinderreihen, als insgesamt zwei Zylinderköpfen.
In den nachfolgend beschriebenen Figuren sind
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Kraftrads
dargestellt. Insbesondere zeigen die Figuren:
Figur 1: Ansicht des Zylinderkopfes von oben
Figur 2: Ansicht des Zylinderkopfes von vorne und von oben
Figur 3: Ansicht des Zylinderkopfes von vorne und von rechts (in Fahrzeuglängsachse gesehen)
Figur 4: Ansicht des Zylinderkopfes von hinten und von rechts (in Fahrzeuglängsachse gesehen)
Figur 5: Ansicht des Zylinderkopfes von links (in
Fahrzeuglängsachse gesehen)
Figur 6: Ansicht des Zylinderkopfes von vorne
Figur 7: Ansicht eines Zylinderkopfes mit zwei Nockenwellen und beidseitig mündenden Auslasskanälen Die im Text genannten Bauteile sind mit folgenden Bezugszeichen gekennzeichnet :
Bezugs zeichenliste 1 Zylinderkopf
2 Auslasskanal
3 Einlasskanal 4 Kanalgruppe
5 Einlassventil
6 Auslassventil
7 Zündkerze
8 Vordere bzw. linke oder rechte Nockenwelle
9 Mittlere Nockenwelle
10 Hintere bzw. rechte oder linke Nockenwelle
Weitere Details sind den nachfolgenden Zeichnungen möglicher Ausgestaltungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Kraftradverbrennungskraftmaschine zu entnehmen.
Je nach Einbaulage des Motors im Kraftrad ist Nockenwelle 8 vorne bei Quereinbau oder links oder rechts bei Längseinbau angeordnet. Umgekehrt ist Nockenwelle 10 hinten bei Quereinbau oder links oder rechts bei Längseinbau angeordnet.
Figur 1 zeigt die Ansicht einer Ausführungsform des
Zylinderkopfes 1 der erfindungsgemäßen
Kraftradverbrennungskraftmaschine mit sechs Zylindern. Der
Zylinderkopf 1 weist drei Nockenwellen auf. Die Auslasskanäle 2 verlaufen unter der mittleren und der davor liegenden
Nockenwelle und münden, falls der Motor mit quer liegender
Kurbelwelle (Quereinbau) eingebaut ist, in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne. Bei längs liegender Kurbelwelle (Längseinbau) münden die Auslasskanäle 2 links oder rechts. Alle Auslasskanäle 2 haben die gleiche Geometrie und die gleichen Abmessungen und sind nach vorne (bei Längseinbau zur Seite) gerichtet, wobei die Auslasskanäle 2 der hinteren Zylinderreihe nach hinten versetzt sind und zwischen bzw. neben den Einlassventilen 5 der Zylinder der vorderen Zylinderreihe münden. Alle Einlasskanäle 3 haben ebenfalls die gleiche Geometrie und die gleichen Abmessungen und ragen nach oben und schräg hinten (bei Quereinbau) bzw.
gegenüberliegend zu den Auslasskanalmündungen (bei Längseinbau) . Die Einlasskanäle 3 und der Auslasskanal 2 eines Zylinders bilden jeweils eine Kanalgruppe 4. Der Zylinderkopf 1 umfasst zudem zwei Einlassventile 5 und ein Auslassventil 6 je Zylinder. In den Figuren gehören zu einer Kanalgruppe 4 jeweils zwei sich zu einem vereinigende Einlasskanäle und ein Auslasskanal, was jeweils durch drei Bezugslinien kenntlich gemacht ist. Die zu den beiden Einlassventilen 5 eines Zylinders gehörigen
Einlasskanäle 3 vereinigen sich zu je einem Einlasskanal 3, der nach oben geführt wird. Die Einlasskanäle 3 der hinteren
Zylinderreihe werden hinter der hinteren Nockenwelle 10 nach oben geführt, die Einlasskanäle 3 der vorderen Zylinderreihe werden hinter der mittleren Nockenwelle 9 und vor der hinteren Nockenwelle 10 nach oben geführt. Die Auslasskanäle 2 der hinteren Zylinderreihe sind unterhalb der mittleren und der vorderen Nockenwelle 8, 9 angeordnet und sie werden unter diesen beiden Nockenwellen nach vorne geführt. Der Nockenwellenantrieb ist in Fahrzeuglängsachse rechts angeordnet. Bei Längseinbau sind die hintere und vordere Nockenwelle 8, 10 die rechte und die linke oder umgekehrt. Alle Ventile werden über Tassenstößel direkt von den Nockenwellen betätigt. Die Zündkerzen 7 sind jeweils mittig zwischen den beiden Einlassventilen 5 und dem Auslassventil 6 angeordnet. Die beiden Einlassventile 5 eines Zylinders sind zueinander geneigt angeordnet, so dass der
Schnittpunkt ihrer Achsen im Brennraum des Zylinders liegt.
Figur 2 zeigt die Ansicht des Zylinderkopfes 1 von vorne und von oben (bei Quereinbau) . Jeder Zylinder umfasst zwei
Einlassventile 5 und ein Auslassventil 6, die alle direkt über Tassenstößel von den Nockenwellen 8, 9, 10 betätigt werden. Die Einlasskanäle 3 der beiden Einlassventile 5 verzweigen jeweils aus einem gemeinsamen, von oben kommenden Einlasskanal 3. Die mittlere Nockenwelle 9 betätigt die Einlassventile 5 der vorderen Zylinderreihe und die Auslassventile 6 der hinteren Zylinderreihe (bei Quereinbau) . Bei Längseinbau betätigt die mittlere Nockenwelle 9 die Einlassventile 5 einer seitlichen Zylinderreihe und die Auslassventile 6 der gegenüberliegenden Zylinderreihe. Die Zündkerzen 7 sind jeweils zwischen dem
Auslassventil 6 und den beiden Einlassventilen 5 angeordnet.
Zudem zeigt Figur 2 ebenfalls die Anordnung der Einlasskanäle 3 der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle 10 und die Anordnung der Einlasskanäle 3 der vorderen Zylinderreihe zwischen hinterer und mittlerer Nockenwelle. Die vordere
Nockenwelle 8 betätigt nur die Auslassventile 6 der vorderen Zylinderreihe .
In Figur 3 ist der gebogene Verlauf der Auslasskanäle 2 der vorderen Zylinderreihe dargestellt. Die Ventile sind schräg angeordnet und werden über Tassenstößel direkt von den
Nockenwellen betätigt.
In Figur 4 ist der s-förmige Verlauf der Einlasskanäle 3 dargestellt sowie deren Verzweigung knapp über den Ventilsitzen der Einlassventile 5. Die hintere Nockenwelle 10 betätigt die Einlassventile 5 der hinteren Zylinderreihe.
Figur 5 zeigt den Zylinderkopf 1 von links betrachtet. Die
Auslasskanäle 2 sind um ca. 90 Grad nach vorne gebogen. Die Einlasskanäle 3 verlaufen s-förmig nach hinten und oben. Die Zündkerzen 7 sind senkrecht angeordnet. Die mittlere Nockenwelle 9 betätigt die Einlassventile 5 der vorderen Zylinderreihe und die Auslassventile 6 der hinteren Zylinderreihe. Die von der mittleren Nockenwelle betätigten Ventile sind zueinander geneigt . Figur 6 zeigt die Ansicht des Zylinderkopfes von vorne. Alle Auslasskanäle 2 sind auf gleicher Höhe angeordnet. Auch alle Nockenwellen 8, 9, 10 sind auf gleicher Höhe angeordnet, in Figur 6 ist daher vollständig nur die vordere Nockenwelle 8 zu erkennen. Von Nockenwelle 9 ist in der Figur auf der rechten Seite der linke Teile der mittleren Nockenwelle 9 zu sehen (in Fahrzeuglängsrichtung betrachtet) .
Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zylinderkopfes 1 für einen VR6-Motor. Der Zylinderkopf umfasst zwei Nockenwellen 8, 10. Die Auslasskanäle 2 münden auf beiden Seiten des Zylinderkopfes 1: Drei Auslasskanäle 2 münden links, drei Auslasskanäle 2 münden rechts. Alle sechs Einlasskanäle 3 sind zwischen den beiden Nockenwelle 8, 10 angeordnet und ragen nach oben. Auslasskanal 2 und Einlasskanal 3 eines Zylinders bilden eine Kanalgruppe 4, diese umfasst in diesem
Ausführungsbeispiels nur zwei Kanäle. Die Kanalgruppen 4 der einen Zylinderreihe sind spiegelverkehrt zu den Kanalgruppen 4 der anderen Zylinderreihe angeordnet. Die Kanalabmessungen aller Kanalgruppen sind gleich. Die Nockenwellen 8, 10 betätigen die zugehörigen Ventile direkt über Tassenstößel. Die Zündkerze 7 ist jeweils seitlich zwischen Ein- und Auslassventil angeordnet.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftrad mit Verbrennungskraftmaschine, deren
Zylinderanordnung eine VR-Zylinderanordnung mit auf Lücke angeordneten, ineinander geschobenen Zylinderreihen ist, wobei der Kurbeltrieb geschränkt auf die Kurbelwelle wirkt, so dass sich die beiden Ebenen, die durch die Zylinderachsen jeder Zylinderreihe gebildet werden, unterhalb der Kurbelwellenachse schneiden, wobei ein gemeinsamer Zylinderkopf (1) für je zwei Zylinderreihen vorhanden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Zylinderkopf (1) pro Zylinder eine Gruppe (4) von zwei, drei, vier oder fünf Gaskanälen umfasst, wobei die
Gruppe (4) mindestens einen Auslasskanal (2) und mindestens einen Einlasskanal (3) umfasst, und wobei die geometrische Anordnung der Einlasskanäle (3) einer Gruppe (4) bei allen Zylindern gleich ist.
2. Kraftrad mit Verbrennungskraftmaschine, deren
Zylinderanordnung eine VR-Zylinderanordnung mit auf Lücke angeordneten, ineinander geschobenen Zylinderreihen ist, wobei der Kurbeltrieb geschränkt auf die Kurbelwelle wirkt, so dass sich die beiden Ebenen, die durch die Zylinderachsen jeder Zylinderreihe gebildet werden, unterhalb der Kurbelwellenachse schneiden, wobei ein gemeinsamer Zylinderkopf (1) für je zwei Zylinderreihen vorhanden ist und wobei ein Zylinderkopf (1) zwei oder drei Nockenwellen aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei quer liegender Kurbelwelle (Quereinbau) die
Einlasskanäle (3) der hinteren Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle (10) und die Einlasskanäle (3) der vorderen Zylinderreihe vor der hinteren Nockenwelle (10) angeordnet sind oder bei längs liegender Kurbelwelle
(Längseinbau) die Einlasskanäle (3) der einen Zylinderreihe links von einer äußeren Nockenwelle und die Einlasskanäle (3) der anderen Zylinderreihe rechts von dieser Nockenwelle angeordnet sind.
3. Kraftrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskanal (3) oder die Einlasskanäle (3) und der
Auslasskanal (2) oder die Auslasskanäle (2) eines Zylinders eine Gruppe (4) bilden und die geometrische Anordnung des einen Einlasskanals (3) oder der Einlasskanäle (3) einer
Gruppe (4) bei allen Zylindern gleich ist.
4. Kraftrad nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die geometrische Anordnung der
Auslasskanäle (2) einer Gruppe (4) bei allen Zylindern gl ist .
5. Kraftrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine mit einer quer liegenden Kurbelwelle eingebaut ist und von den zum Zylinderkopf (1) gehörenden Zylinderreihen eine die vordere Zylinderreihe und die andere die hintere Zylinderreihe ist.
6. Kraftrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungskraftmaschine mit einer längs liegenden Kurbelwelle eingebaut ist und von den zum Zylinderkopf (1) gehörenden Zylinderreihen eine die linke Zylinderreihe und die andere die rechte Zylinderreihe ist.
7. Kraftrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Gruppe die zu den
Einlassventilen (5) gehörenden Kanäle aus einem gemeinsamen Kanal entspringen und/oder die zu den Auslassventilen
gehörenden Auslasskanäle (2) zu einem Auslasskanal (2) zusammenlaufen .
8. Kraftrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskanäle (3) nach oben ragen und bei Quereinbau die Auslasskanäle (2) nach vorne oder nach hinten gebogen verlaufen.
9. Kraftrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskanäle (3) nach oben ragen und bei Längseinbau die Auslasskanäle (2) nach links oder nach rechts gebogen verlaufen.
10. Kraftrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die nach vorne gebogenen Auslasskanäle (2) der hinteren
Zylinderreihe zwischen den nach vorne gebogenen Auslasskanälen (2) der vorderen Zylinderreihe angeordnet sind, wobei der Auslasskanal (2) des äußersten Zylinders der hinteren
Zylinderreihe neben dem Auslasskanal (2) des davor liegenden Zylinders der vorderen Zylinderreihe angeordnet ist.
11. Kraftrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkopf (1) zwei oder drei Nockenwellen aufweist.
12. Kraftrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei drei Nockenwellen die mittlere Nockenwelle (9) die Einlassventile (5) der einen Zylinderreihe und die
Auslassventile (6) der anderen Zylinderreihe betätigt.
13. Kraftrad nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die Einlasskanäle (3) der hinteren
Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle (10) angeordnet sind .
14. Kraftrad nach Anspruch 11, 12, oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskanäle (3) der vorderen
Zylinderreihe zwischen der vorderen und der hinteren
Nockenwelle (8, 10) angeordnet sind.
15. Kraftrad nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die Einlasskanäle (3) der vorderen Zylinderreihe hinter der mittleren und vor der hinteren
Nockenwelle und die Einlasskanäle (3) der hinteren
Zylinderreihe hinter der hinteren Nockenwelle angeordnet sind.
16. Kraftrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Auslasskanäle (2) in
Fahrzeuglängsrichtung vorne oder zu einer Seite aus dem
Zylinderkopf (1) münden und die Mündungen der Auslasskanäle (2) der hinteren Zylinderreihe gegenüber denen der vorderen Zylinderreihe nach hinten versetzt sind.
17. Kraftrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Kanalabmessungen der Gaskanäle bei allen Gruppen (4) gleich sind.
18. Kraftrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass alle Gruppen (4) für die vordere und die hintere Zylinderreihe in Fahrzeuglängsrichtung gleich ausgerichtet oder zu einer Seite gleich ausgerichtet sind.
19. Kraftrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass alle Einlasskanäle (3) oben oder in Fahrzeuglängsrichtung hinten oder zu einer Seite aus dem Zylinderkopf (1) münden.
20. Kraftrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Ausrichtung der Gruppen (4) bei Quereinbau für die vordere und die hintere oder bei
Längseinbau linke und rechte Zylinderreihe zueinander
gespiegelt sind.
21. Kraftrad nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet dass die Auslasskanäle (2) entweder in Fahrzeuglängsrichtung bei Quereinbau vorne und hinten oder bei Längseinbau links und rechts aus dem Zylinderkopf (1) münden oder mittig zwischen vorderer und hinterer Zylinderreihe nach oben.
22. Kraftrad nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet das die Einlasskanäle (3) entweder in Fahrzeuglängsrichtung bei Quereinbau vorne und hinten oder bei Längseinbau links und rechts aus dem Zylinderkopf (1) münden oder mittig zwischen vorderer und hinterer Zylinderreihe nach oben.
23. Kraftrad einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die gebogenen Auslasskanäle (2) unter den Nockenwellen verlaufen.
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