Rett tvillingmotor - Straight-twin engine
En rett-tvilling-motor , også kjent som en inline-tvilling , vertikal-tvilling eller parallell-tvilling er en to-sylindret stempelmotor hvor to sylindere er plassert i en linje langs en vanlig veivaksel.
Rett-tvilling-motorer brukes hovedsakelig i motorsykler; annen bruk inkluderer biler, marinefartøyer, snøscootere, jetski, terrengbiler, traktorer og ultralette fly.
Ulike forskjellige veivakselkonfigurasjoner har blitt brukt for rette tvillingmotorer, hvor den vanligste er 360 grader, 180 grader og 270 grader.
Terminologi
Layouten med rett tvilling blir også referert til som "parallell-tvilling", "vertikal-tvilling" og "inline-tvilling". Noen av disse begrepene hadde opprinnelig spesifikke betydninger knyttet til veivakselvinkelen eller motororienteringen, men de brukes ofte også om hverandre.
I Storbritannia brukes tradisjonelt begrepet "parallell-tvilling" for motorer med en veivakselvinkel på 360 grader, siden de to stemplene er i samme retning (dvs. parallelt med hverandre). "Vertical-twin" ble brukt til å beskrive motorer med en veivakselvinkel på 180 grader, noe som får stemplene til å bevege seg i motsatte retninger. Begrepene "straight-twin" og "inline-twin" ble brukt mer generisk for enhver vevakselvinkel.
For motorsykler har "inline-twin" noen ganger referert til enten en langsgående motororientering (dvs. med veivakselen på linje med chassiset) eller en U-motor ( tandem twin ) der sylindrene er plassert i lengderetningen i chassiset (selv om de to veivakslene er faktisk orientert på tvers).
Design
Sammenlignet med V-tvillingmotorer og flat-tvillingmotorer er rette tvillinger mer kompakte, enklere design og billigere å produsere. Rett-tvilling-motorer kan være utsatt for vibrasjoner, enten på grunn av det uregelmessige avfyringsintervallet som er tilstede i 180 ° veivmotorer eller den store motstrøms frem- og tilbakegående massen i 360 ° sveivmotorer. Inline-tvillinger lider også ytterligere av vridningsmomentreaksjoner og vibrasjoner.
Veivakselvinkel
De vanligste veivakselkonfigurasjonene for rette tvillingmotorer er 360 grader, 180 grader og 270 grader.
- 360 grader
I en motor med 360 graders veivaksel beveger begge stemplene seg opp og ned samtidig. Imidlertid er skyteintervallet forskjøvet mellom sylindere, med en sylindere som skyter på under den første veivakselen rotasjon og deretter den andre sylinderen i den følgende rotasjonen. 360 graders motorer kan bruke et enkelt tenningssystem for begge sylindrene, ved hjelp av et bortkastet gnistsystem .
Den ufullkomne primærbalansen er i henhold til en enkeltsylindret motor med tilsvarende stempelmasse. Tidlige motorer forsøkte å redusere vibrasjon gjennom motvekter på veivakselen, men senere metoder inkluderte også balanseaksler og en separat vektet vevstang. Sammenlignet med en enkeltsylindret motor gir det hyppigere skyteintervallet (360 grader sammenlignet med 720 grader) jevnere kjøreegenskaper, til tross for den lignende dynamiske ubalansen.
Fra 1930-årene brukte de fleste britiske firetakts rett-tvilling motorsykkelmotorer en 360 graders veivaksel, siden dette unngikk ujevn inntaksimpuls av andre konfigurasjoner, og dermed forhindret behovet for doble forgassere. På 1960 -tallet, selv om japanske motorsykler stort sett byttet til 180 graders veivaksler for motorer fra 250 til 500 cc, fortsatte forskjellige mindre og større motorer å bruke en 360 graders veivaksel. Vibrasjon var mindre av et problem for mindre motorer, som for eksempel 1965 Honda CB92 og 1979 Honda CM185 . Større motorer, for eksempel Yamaha XS 650 fra 1969 og Yamaha TX750 fra 1972 , brukte ofte balanseaksler for å redusere vibrasjonen. De senere 1978-1984 Honda CB250N/CB400N motorene brukte også en 360 graders veivaksel. BMW F-serie parallelle tvillingmotorsykler fra 2008 bruker også 360 graders veivaksler, med en tredje "vestigial" vevstang (fungerer som en motvekt) og en turtallsgrense på 9.000 o / min for å redusere vibrasjoner.
- 180 grader
I en motor med en 180 graders veivaksel stiger det ene stemplet mens det andre faller. I en firetaktsmotor er avfyringsintervallet ujevnt, den andre sylinderen skyter 180 grader etter den første, etterfulgt av et gap på 540 grader til den første sylinderen brenner igjen. Det ujevne avfyringsintervallet forårsaker vibrasjoner og resulterer i en "klumpete" strømforsyning. En 180 ° motor krever også et separat tenningssystem for hver sylinder.
Perfekt primærbalanse er mulig med en 180 graders tvillingmotor, men designet skaper et gyngende par som krever bruk av en balanseaksel for å redusere vibrasjonen. En 180 graders tvillingmotor har en sekundær ubalanse (ligner en inline-fire-motor), men den nedre frem- og tilbakegående massen betyr at dette ofte ikke krever behandling.
En 180 ° veivakselmotor lider færre pumpetap enn en 360 ° tvilling, fordi forskyvningen av veivhuset er relativt uendret når stemplene beveger seg.
På 1960 -tallet favoriserte japanske motorsykkelprodusenter bruk av 180 graders veivaksler, siden den økte glattheten tillot høyere turtall og dermed høyere effekt. For eksempel har 1966 Honda CB450 180 graders veivakselmotor en lignende effekt som moderne britiske 360 graders veivakselmotorer, til tross for at den har en mindre slagvolum på 450 cc sammenlignet med 650 cc. Både Yamaha TX500 fra 1973 og Suzuki GS400 fra 1977 hadde en 180 graders veivaksel og en balanseaksel. Siden 1993 har de fleste Honda straight-twin motorsykkelmotorer brukt 180 graders veivaksler.
Totaktsmotorer bruker vanligvis en 180 graders veivaksel, siden dette resulterer i to jevnt fordelte kraftslag per omdreining. Den grunnleggende vibrasjonsfrekvensen er det dobbelte av en ekvivalent ensylindret motor, men amplituden blir halvert. Totaktsmotorer som ikke bruker en 180 graders veivaksel inkluderer Yankee fra 1972 og den militære utgaven av Jawa 350 fra 1964 , som begge bruker 360 graders veivaksler i stedet.
- 270 grader
I en motor med 270 graders veivaksel følger det ene stemplet tre fjerdedels rotasjon bak det andre. Dette resulterer i et ujevnt avfyringsintervall der den andre sylinderen brenner 270 grader etter den første, etterfulgt av et gap på 450 grader til den første sylinderen brenner igjen. Dette er det samme mønsteret som en 90 graders V-tvillingmotor , og begge konfigurasjonene har en lignende 'pulserende' eksoslyd som et resultat. Stemplene i en 270 graders tvillingmotor er aldri begge stasjonære samtidig (i henhold til en 90 graders V-tvillingmotor), og reduserer derved netto momentumutveksling mellom sveiven og stemplene under en full rotasjon.
En ufullkommen primærbalanse opprettes i en 270 graders motor med rett tvilling, på grunn av en kombinasjon av fri kraft og gyngende par; en balanseaksel brukes ofte for å kompensere for dette. Sekundærbalansen til en 270 graders motor er perfekt, men konfigurasjonen resulterer i et ubalansert gyngepar.
Den første produksjonen på 270 graders motorsager med rett tvilling ble montert på Yamaha TRX850 og Yamaha TDM fra 1996 . Senere eksempler inkluderer 2009 Triumph Thunderbird , 2010 Norton Commando 961 , 2012 Honda NC700-serien , 2014 Yamaha MT-07 , 2016 Triumph Thruxton 1200 og 2018 Royal Enfield Interceptor 650 .
Hovedlagre
Hver sylinder i en rett tvillingmotor har en egen veivstift , i motsetning til V-tvillingmotorer som kan bruke en vanlig veivstift for begge koblingsstengene . De fleste vintage britiske straight-twin motorsykkelmotorer (som Triumph, BSA, Norton og Royal Enfield) hadde to hovedlagre . Fra slutten av 1950-tallet hadde de fleste Honda-tvillingmotorer fire hovedlagre. Påfølgende straight-twin motorer hadde fire eller noen ganger tre hovedlagre.
Bruk i motorsykler
Historie
.jpg)
Verdens første produksjons-motorsykkel, Hildebrand & Wolfmüller fra 1894, brukte en tvillingmotor. Sylindrene lå flatt og fremovervendt, med stemplene koblet direkte til bakhjulet ved hjelp av en lokomotivstang. I 1903 ble Werner Motocyclette den andre produksjons-motorsykkelmodellen, ved bruk av en tvilling-motor med vertikale sylindere. Werner-motoren bruker støpejernsylindere med integrerte hoder, sideventiler og har en forskyvning på 500 cc.
Triumph Speed Twin fra 1938 var en vellykket straight-twin motorsykkel som også førte til at straight-twin motorer ble mer utbredt av andre merker. Motoren ble designet av Edward Turner og Val Page , og ble opprinnelig brukt i Triumph 6/1 sidevogntransportvogn (som vant International Six Days Trial sølvmedalje og Maudes Trophy fra 1933 ). Under utviklingen av motoren ble det funnet at en 360 graders vevvinkel var bedre egnet for bruk av en enkelt forgasser enn en 180 graders sveivvinkel.
Etter trenden som ble skapt av Triumph Speed Twin, var det vanligste designet som ble brukt av britiske motorsykkelprodusenter fram til midten av 1970-tallet en firetakts tvillingmotor med en 360 graders veivaksel. Produsentene som produserte disse motorsyklene inkluderte BSA , Norton , Triumph , Ariel , Matchless og AJS . Rett-tvilling-motorer ble også produsert av italienske og tyske produsenter, sammen med den amerikanske produsenten Indian .
I 1949 vant AJS E-90 Porcupine 500 1949 Grand Prix World Championship , og ble den første og eneste straight-twin motorsykkelen som vant mesterskapet. Denne motoren er en av få firetakts rett-tvillinger til oss sylindere orientert horisontalt i stedet for vertikalt.
Siden 2000-tallet har BMW og flere japanske produsenter fortsatt å produsere straight-twin motorer, mest for mellomvektsmodeller. Flere store scootere har også brukt straight-twin motorer, for eksempel 2001 Yamaha TMAX og 2001 Silver Silver Wing . Rett-tvilling motorer brukes også i motorsykkel sidevogn.
Tversgående motorer
Mange store Britisk motorsykler fra 1945 til 1960 anvendes en rett tvilling tverrgående motor (dvs. orientert med veivakselen vinkelrett til rammen), slik som Triumph Bonneville og Norton Commando . Denne oppsettet er godt egnet for luftkjøling, siden begge sylindere mottar lik luftstrøm og eksosen kan komme ut på det godt avkjølte stedet foran hver sylinder. Minste mulige lengde på akselavstanden bestemmes av motorens bredde.
Tverrmotorens rett-tvilling-design har i stor grad blitt erstattet av V-tvillingmotorer , men den rette tvilling-designen har fordelen av lettere pakking av tilleggsutstyr (for eksempel luftfilter, forgasser og tenningskomponenter), noe som også forbedrer tilgangen til tilbehør for vedlikehold/reparasjoner. En straight-twin motor som bruker en 270 graders veivaksel kan ha en lignende lyd og følelse som en V-twin motor med en ujevn skyterekkefølge.
Modeller i lengderetning
Langsgående motorer med rett tvilling-motorsykler er mindre vanlige, men eksempler inkluderer Dresch Monobloc fra 1930-1938 og Sunbeam S7 og S8 fra 1949-1956 .
Denne motororienteringen gir mulighet for en motorsykkel så smal som en enkeltsylindret motor, noe som reduserer den aerodynamiske motstanden, spesielt for motorsykkelløp. Den største ulempen for luftkjølte motorer er imidlertid at den bakre sylinderen går varmere enn den fremre sylinderen.
Bruk i biler
Selv om to-sylindrede motorer er ganske uvanlige i biler, har layoutet med rett tvilling blitt brukt for flere bilmotorer over tid.
Den første kjente straight-twin motoren var en variant av Daimler Motors ' Phoenix motor som ble introdusert i 1895; disse motorene ble brukt i Panhard -biler det året. En annen tidlig bil med dobbel tvilling var Decauville Voiturelle fra 1898 , som brukte et par sylindere hentet fra en de Dion-modell montert for og bak og plassert under setet.
Rett-tvilling-motorer har blitt brukt i forskjellige små biler, for eksempel 1957 Fiat 500 , 1958 Subaru 360 , 1958 NSU Prinz , 1962 Mitsubishi Minica , 1967 Honda N360 , 1970 Honda Z600 , 1972 Fiat 126 , 1988 VAZ Oka , 1988 Dacia Lăstun , og 1980 Daihatsu Cuore .
Bensin rett-tvilling-motorer som for tiden brukes i produksjonsbiler inkluderer Tata Nano og Fiat TwinAir-motoren (brukt i forskjellige modeller fra Fiat, Lancia og Alfa Romeo). Dieselmotorer med rett tvilling som nå er i produksjon inkluderer Piaggio Porter- motoren.
Bruk i marine fartøyer
Rett-tvilling-motorer har ofte blitt brukt som innenbordsmotorer , påhengsmotorer og jetpumpemotorer .
På begynnelsen av 1900-tallet ville gaffriggede britiske fiskebåter som Morecambe Bay Prawners Lancashire Nobbys noen ganger ettermontere en innenbordsmotor, for eksempel Lister eller Kelvin E2 3,0 liters bensinparafinmotor .
Fra 1950 -tallet hadde produsenter av påhengsmotorer bestemt seg for bruken av den grunnleggende inline -motordesignet, sylindere stablet oppå hverandre med veivakselen som drev propellakselen . Den Suzuki 15 utgående motoren ble introdusert i 1989.
Andre bruksområder
Andre bruksområder inkluderer traktorer (for eksempel forskjellige John Deere-modeller til 1960), snøscootere , vannscootere og terrengkjøretøy . Designvariasjoner inkluderer totakts, firetakts, bensin, diesel, luftkjøling , vannkjøling , naturlig aspirasjon og turbolading .
Ultralette fly , gyro-kopimaskiner med ett sete og små hjemmebygde fly har også brukt straight-twin-motorer, ofte med motorer som opprinnelig var designet for snøscootere som Hirth 2704 og Cuyuna 430-D. Spesialbygde motorer for ultralette fly inkluderer Rotax 503 og Rotax 582 . Noen ganger brukes rett-tvillingmotorer også i storskala radiostyrte fly .