Straight-Twin-Motor

1964 Sanglas Rovena Motorradmotor (gebaut von Hispano Villiers)
1997 Suzuki GS500 Motorradmotor

A Straight-Twin-Motor, auch bekannt als ein Inline-Twin, vertikaler Twin, oder Paralleltwin, ist ein Zweizylinder Kolbenmotor deren Zylinder in einer Linie entlang einer gemeinsamen Kurbelwelle angeordnet sind.

Straight-Twin-Motoren werden hauptsächlich in Motorrädern verwendet. Weitere Verwendungen sind Automobile, Meeresgefäße, Schneemobile, Jet-Ski, All-Terrain-Fahrzeuge, Traktoren und ultraleichte Flugzeuge.

Für gerade Twin-Motoren wurden verschiedene Kurbelwellenkonfigurationen verwendet, wobei die häufigsten 360 Grad, 180 Grad und 270 Grad waren.

Terminologie

Das Gerade-Twin-Layout wird auch als "Parallel-Twin", "Vertical-Twin" und "Inline-Twin" bezeichnet.[1] Einige dieser Begriffe hatten ursprünglich spezifische Bedeutungen in Bezug auf den Kurbelwellenwinkel oder die Motorausrichtung, sie werden jedoch häufig auch austauschbar verwendet.[1][2]

Im Vereinigten Königreich wird der Begriff "paralleler Twin" traditionell für Motoren mit einem Kurbelwellenwinkel von 360 Grad verwendet, da sich die beiden Kolben in derselben Richtung befinden (d. H. Parallel zueinander). "Vertical-Twin" wurde verwendet, um Motoren mit einem Kurbelwellenwinkel von 180 Grad zu beschreiben, wodurch die Kolben in entgegengesetzte Richtungen reisen. Die Begriffe "Straight-Twin" und "Inline-Twin" wurden generell für jeden Kurbelwellenwinkel generell verwendet.

Für Motorräder hat "Inline-Twin" manchmal auf beide erwähnt Längsmotor Orientierung (d. H. Mit der Kurbelwelle in Übereinstimmung mit dem Chassis)[3][4] oder ein U-Motor (Tandem Twin), wo die Zylinder im Chassis längs angeordnet sind (obwohl die beiden Kurbelwellen tatsächlich quer orientiert sind).[5]

Entwurf

Im Vergleich zu V-Twin-Motoren und Flat-Twin-Motoren, Straight-Twins sind kompakter, ein einfacheres Design und billiger zu produzieren.[6] Straight-Twin-Motoren können entweder wegen des unregelmäßigen Vibrationen anfällig für Vibrationen sein Brennintervall Präsent in 180 ° Kurbelmotoren oder die große, unkomplizierte Masse in 360 ° Kurbelmotoren. Inline-Twins leiden auch weiter von Torsionsdrehmomentreaktionen und Vibrationen.[7]

Kurbelwellenwinkel

Animation mit verschiedenen Kurbelwellenwinkeln

Das Üblichste Kurbelwelle Die Konfigurationen für geradlinige Motoren betragen 360 Grad, 180 Grad und 270 Grad.[8][9][10]

360 Grad

In einem Motor mit einer 360 -Grad -Kurbelwelle bewegen sich beide Kolben gleichzeitig auf und ab. Das Brennintervall ist jedoch zwischen Zylinder versetzt, wobei ein Zylinder während der ersten Drehung der Kurbelwelle und dann in der folgenden Drehung eingeschrieben wird. Die 360 ​​-Grad -Motoren können ein einzelnes Zündsystem für beide Zylinder verwenden, indem sie a Verschwendunger Funke System.

Das Unvollkommene Primärbilanz entspricht einem Einzylindermotor mit gleichwertigem Hilfsmasse. Frühe Motoren versuchten, die Vibration durch Gegengewichte an der Kurbelwelle zu reduzieren. Spätere Methoden enthielten jedoch auch Gleichgewichtswellen und eine separate gewichtete Verbindungsstange. Im Vergleich zu einem Einzylindermotor führt das häufigere Brennintervall (360 Grad im Vergleich zu 720 Grad) trotz des ähnlichen dynamischen Ungleichgewichts zu glatteren Laufeigenschaften.

Ab den 1930er Jahren verwendeten die meisten britischen Vier-Takt-Motorradmotoren eine 360-Grad-Kurbelwelle.[11] Da dies die ungleichmäßige Aufnahme anderer Konfigurationen vermieden und so die Notwendigkeit von Zwillingskarburettoren verhinderte. In den 1960er Jahren, obwohl japanische Motorräder meist auf 180 -Grad -Kurbelwellen für Motoren von 250 auf 500 ccm gewechselt waren, verwendeten verschiedene kleinere und größere Motoren weiterhin eine 360 ​​-Grad -Kurbelwelle. Vibration war für kleinere Motoren weniger ein Problem, wie beispielsweise die 1965 Honda CB92 und 1979 Honda CM185. Größere Motoren wie die 1969 Yamaha XS 650 und 1972 Yamaha TX750häufig verwendete Gleichgewichtswellen, um die Schwingung zu verringern.[12] Die später 1978-1984 Honda CB250N/CB400N Motoren verwendeten auch eine 360 ​​-Grad -Kurbelwelle. Der 2008 BMW F-Serie Parallel-Twin Motorräder verwenden außerdem 360 -Grad -Kurbelwellen, wobei ein dritter "Überbleibselstab" als Gegengewicht) und eine REV -Grenze von 9.000 U / min fungieren, um Schwingungen zu reduzieren.[13]

180 Grad

In einem Motor mit einer Kurbelwelle von 180 Grad erhebt sich ein Kolben, wenn der andere fällt. In einem Vier-Takt-Motor ist das Brennintervall uneben, wobei der zweite Zylinder 180 Grad nach dem ersten abbricht, gefolgt von einer Lücke von 540 Grad, bis der erste Zylinder erneut feuert. Das ungleichmäßige Brennintervall führt zu Vibrationen und führt zu einer „klumpigen“ Stromversorgung. Ein 180 ° -Motor benötigt auch ein separates Zündsystem für jeden Zylinder.

Perfekt Primärbilanz ist mit einem 180-Grad-Straight-Twin-Motor möglich, das Design schafft jedoch a Schaukelpaar Dies erfordert die Verwendung einer Gleichgewichtswelle, um die Schwingung zu verringern. Ein 180-Grad-Straight-Twin-Motor hat a sekundäres Ungleichgewicht (Ähnlich wie bei einem Inline-Four-Motor) bedeutet jedoch, dass die niedrigere Hilfsmasse häufig keine Behandlung erfordert.

Ein 180 ° -Kurbelwellenmotor erleidet weniger Pumpverluste als ein 360 ° -Dwin, da die Verschiebung des Kurbelgehäuses relativ unverändert bleibt, wenn sich die Kolben bewegen.

In den 1960er Jahren bevorzugten japanische Motorradhersteller die Verwendung von 180 -Grad -Kurbelwellen, da die erhöhte Glätte höher ermöglichte Drehzahl und damit höhere Leistungsausgänge. Zum Beispiel die 1966 Honda CB450 Der 180 -Grad -Kurbelwellenmotor hat eine ähnliche Leistung wie die zeitgenössischen britischen 360 -Grad -Kurbelwellenmotoren, obwohl eine geringere Vertreibung von 450 ccm im Vergleich zu 650 ccm ist.[14][15][16] Beide 1973 Yamaha TX500 und die 1977 Suzuki GS400 hatte eine 180 -Grad -Kurbelwelle und eine Gleichgewichtswelle. Seit 1993 verwenden die meisten Honda-Motorradmotoren von Honda gerade Twin 180 Grad Kurbelwellen.

Zweitaktmotoren Verwenden Sie in der Regel eine 180-Grad-Kurbelwelle, da dies zu zwei gleichmäßigen Kraftstrichen pro Revolution führt. Das fundamentale Frequenz der Vibration ist doppelt so hoch wie ein äquivalenter Einzelzylindermotor, die Amplitude ist jedoch halbiert.[17] Zweitaktmotoren, die keine Kurbelwelle von 180 Grad verwenden, umfassen die 1972 Yankee-.

270 Grad

In einem Motor mit einer Kurbelwelle von 270 Grad folgt ein Kolben drei Viertel einer Rotation hinter dem anderen. Dies führt zu einem ungleichmäßigen Brennintervall, in dem der zweite Zylinder 270 Grad nach dem ersten abbricht, gefolgt von einer Lücke von 450 Grad, bis der erste Zylinder erneut brennt. Dies ist das gleiche Muster wie ein 90 Grad V-Twin-Motorund beide Konfigurationen haben als Ergebnis einen ähnlichen "pulsierenden" Auspuffklang. Die Kolben in einem 270-Grad-Straight-Twin-Motor sind nie beide gleichzeitig stationär (gemäß einem 90-Grad-V-Twin-Motor), wodurch der Nettoimpulsaustausch zwischen Kurbel und Kolben während einer vollen Rotation verringert wird.

Aufgrund einer Kombination aus freier Kraft und Schaukelpaar wird ein unvollkommenes Primärbilanz in einem 270-Grad-Straight-Twin-Motor erzeugt. Eine Gleichgewichtswelle wird häufig verwendet, um dies auszugleichen. Die sekundäre Balance eines 270 -Grad -Motors ist perfekt, die Konfiguration führt jedoch zu einem unausgeglichenen Schaukelpaar.

Die erste Produktion von 270 Grad Straight-Twin-Motorradmotoren wurde an die 1996 angepasst Yamaha TRX850 und Yamaha TDM.[9][18][10] Spätere Beispiele sind die 2009 Triumph Thunderbird, 2010 Norton Commando 961, 2012 Honda NC700 -Serie, 2014 Yamaha MT-07, 2016 Triumph Thruxton 1200und 2018 Royal Enfield Interceptor 650 & Continental GT .

Hauptlager

Jeder Zylinder in einem geraden Twin-Motor hat einen separaten KurbelstiftIm Gegensatz zu V-Twin-Motoren, die für beide einen gemeinsamen Kurbelstift verwenden können Stäbe verbinden. Die meisten alten britischen Straight-Twin-Motorradmotoren (wie Triumph, BSA, Norton und Royal Enfield) hatten zwei Hauptlager.[19] Ab den späten 1950er Jahren hatten die meisten Honda Straight-Twin-Motoren vier Hauptlager.[20][21] Nachfolgende Straight-Twin-Motoren hatten vier oder gelegentlich drei Hauptlager.[12]

Verwendung in Motorrädern

Geschichte

1938-1966 Triumphgeschwindigkeit Zwilling
1973–1975 Yamaha Rd350 zweitaktes Motorrad

Das erste Produktionsmotorrad der Welt, das 1894 Hildebrand & Wolfmüller benutzte einen Straight-Twin-Motor. Die Zylinder lagen flach und vorwärts, wobei die Kolben direkt mit einer Lokomotivstil-Stange am Hinterrad angeschlossen sind. 1903 die Werner Motocyclette wurde das zweite Produktionsmotorradmodell, das einen geraden Twin-Motor mit vertikalen Zylinder verwendete. Der Werner-Motor verwendet Gusseisenzylinder mit integralen Köpfen und Seitenventilen und hat eine Verschiebung von 500 ccm.[22]

Die 1938 Triumphgeschwindigkeit Zwilling war ein erfolgreiches, gerade Twin-Motorrad, das auch dazu führte, dass Straight-Twin-Motoren von anderen Marken häufiger eingesetzt wurden. Der Motor wurde von entworfen von Edward Turner und Val Pageund wurde ursprünglich 1933 eingesetzt Triumph 6/1 Sidecar -Spediteur (der die gewann Internationales sechstägiges Versuch Silbermedaille und 1933 Maudes Trophy).[23] Während der Entwicklung des Motors wurde festgestellt, dass ein 360 -Grad -Kurbelwinkel besser für die Verwendung eines einzelnen Vergasers als ein 180 -Grad -Kurbelwinkel geeignet war.[24]

Nach dem Trend des Triumph-Geschwindigkeits-Twin-Trends war das häufigste Design, das von britischen Motorradherstellern bis Mitte der 1970er Jahre verwendet wurde, ein Viertakt-Strait-Twin-Motor mit einer 360-Grad-Kurbelwelle.[25][26] Die Hersteller, die diese Motorräder produzieren BSA, Norton, Triumph, Ariel, Unvergleichlich und Ajs. Gerade Twin-Motoren wurden auch von italienischen und deutschen Herstellern hergestellt,[27][28][29] zusammen mit dem amerikanischen Hersteller indisch.[30]

1949 die AJS E-90 Stachelschwein gewann die 5001949 Grand Prix Weltmeisterschaft, wird das erste und einzige Motorrad mit geraden Twin, das die Meisterschaft gewann. Dieser Motor ist einer der wenigen vier Takt-Geraden, die uns zylinder und eher horizontal als vertikal ausgerichtet sind.[31]

Seit den 2000er Jahren produzieren BMW und mehrere japanische Hersteller weiterhin gerade Twin-Motoren, hauptsächlich für Modelle im Mittelgewicht.[32] Mehrere große Roller haben auch Straight-Twin-Motoren wie die 2001 verwendet Yamaha TMAX[33] und das 2001 Honda Silver Wing.[34] Straight-Twin-Motoren werden auch im Motorcross Sidecar Racing verwendet.[35]

Quermodelle Modelle

1973 Norton Commando Interstate

Viele große britische Motorräder von 1945 bis in die 1960er Jahre verwendeten einen geraden Twin Quermotor (d. H. Mit der Kurbelwelle senkrecht zum Rahmen ausgerichtet), wie die Triumph Bonneville und Norton Commando. Dieses Layout eignet sich gut für die Klimakühlung, da beide Zylinder einen gleichen Luftstrom erhalten und der Auspuff an der gut gekosteten Stelle an der Vorderseite jedes Zylinders ausgehen kann.[36] Die minimal mögliche Länge des Radstands wird durch die Breite des Motors bestimmt.

Das Transvers-Engine-Gerade-Twin-Design wurde weitgehend durch ersetzt durch V-Twin-MotorenDas Gerade-Twin-Design hat jedoch den Vorteil, dass die Verpackung von Ancillaries (wie die Luftfilter-, Vergaser- und Zündkomponenten) einfacher die Verpackung des Verpackungen hat, was auch den Zugang zu Angesaugungen für Wartung/Reparaturen verbessert.[37] Ein gerade Twin-Motor mit einer 270-Grad-Kurbelwelle kann ein ähnliches Geräusch und ein ähnliches Gefühl wie ein V-Twin-Motor mit einer ungleichmäßigen Brennordnung haben.

Modelle mit Längsschnitt

1951 Sonnenstrahl S8

Längsmotor Gerade Twin-Motorräder sind seltener, aber Beispiele sind die 1930-1938 Dresch Monobloc[38] und die 1949-1956 Sonnenstrahl S7 und S8.[39][40]

Diese Motorausrichtung ermöglicht ein Motorrad, das so eng wie ein Einzylindermotor ist.[41] Dies reduziert den aerodynamischen Widerstand, insbesondere zum Zweck des Motorradrennens. Der Hauptnachteil für luftgekühlte Motoren besteht jedoch darin, dass der hintere Zylinder heißer als der vordere Zylinder läuft.[7][42]

Verwendung in Automobilen

Längsschnitt gerade Twinmotor im hinteren Teil a Fiat 500

Obwohl Zweizylindermotoren in Autos ziemlich ungewöhnlich sind, wurde das Gerade-Twin-Layout für mehrere Automotoren im Laufe der Zeit verwendet.

Der erste bekannte Straight-Twin-Motor war eine Variante der Daimler Motors ' Phönix Motor eingeführt 1895; Diese Motoren wurden in verwendet Panhard Autos in diesem Jahr.[43] Ein weiteres frühes Auto mit geradlinigem Twin war das 1898 Decauville Voiturelle, die ein Paar Zylinder verwendeten, die aus einem De -Dion -Modell entnommen wurden, das nach vorne und achtern montiert und unter dem Sitz positioniert war.[44]

Gerade Twin-Motoren wurden in verschiedenen kleinen Autos verwendet, wie beispielsweise im Jahr 1957 Fiat 5001958 Subaru 3601958 NSU Prinz,[45] 1962 Mitsubishi Minica, 1967 Honda N360, 1970 Honda Z600, 1972 Fiat 126,[46][47] 1988 Vaz Oka,[48] 1988 Dacia Lăstun,[49] und 1980 Daihatsu Cuore.[50]

Benziner gerade-Twin-Motoren, die derzeit in Produktionsautos verwendet werden, umfassen die Tata Nano[51] und die Fiat Twinair Motor (Wird in verschiedenen Modellen von Fiat, Lancia und Alfa Romeo verwendet). Die derzeit in der Produktion in der Produktion betriebenen Diesel-Straight-Twin-Motoren umfassen die Piaggio Porter Motor.[52]

Verwendung in Meeresschiffen

Easthope Marine Motor, ca. 1960

Straight-Twin-Motoren wurden oft als verwendet als Innenmotoren, Außenbordmotoren und Jetpumpe Motoren.[53]

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts waren britische Fischerboote wie Morecambe Bay Prawners britische FischerbooteLancashire Nobbys würde manchmal einen Innenmotor nachrüsten, wie z. B. den Lister oder die Kelvin E2 3,0 Liter Benzin-Paraffin-Motor.

Ab den 1950er Jahren hatten sich die Hersteller von Außenbordmotoren für die Verwendung des grundlegenden Inline -Motordesigns niedergelassen, Zylinder, die übereinander gestapelt waren, wobei die Kurbelwelle das fährt Kardanwelle. Das Suzuki 15 Outbound Motor wurde 1989 eingeführt.[54]

Andere Verwendungen

Rotax 503 Flugzeugmotor

Andere Verwendungen sind Traktoren (wie verschiedene John Deere -Modelle bis 1960),[55] Schneemobil,[56][57] Persönliche Wasserfahrzeuge,[58][59] und All-Terrain-Fahrzeuge.[60][61][62] Entwurfsvariationen umfassen zwei Takten, vier Takten, Benzin, Diesel,[63] Luftkühlung, Wasserkühlen, natürliche Aspiration und Turboaufladung.[64]

Ultraleichte Flugzeuge, Gyro-Copter und kleine hausgemachte Flugzeuge, haben ebenfalls gerade Twin-Motoren verwendet.[65] oft mit Motoren verwenden, die ursprünglich für Schneemobile wie die entwickelt wurden Hirth 2704 und Cuyuna 430-d.[56][66][67] Zu den speziell gebauten Motoren für ultraleichte Flugzeuge gehören die Rotax 503 und Rotax 582.[68] Straight-Twin-Motoren werden manchmal auch in großem Maßstab verwendet Radio-kontrollierte Flugzeuge.[69][70]

Siehe auch

Verweise

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