Anonim

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Harley-Davidsons Big Twin von heute, der Milwaukee-Eight, ist an verblüffend wenigen Stellen verschwunden. Die vier verchromten Stößelstangenrohre laufen auf der Mittellinie der kreisförmigen Kappe zusammen, hinter der sich die durch eine geräuscharme Kette angetriebene einzelne Nockenwelle dreht. Unterhalb dieser kreisförmigen Kappe sehen wir die Ölpumpenbaugruppe. Hinter all dem wirbelt die Kurbelwelle, deren Masse notwendig ist, um große Kolben im Leerlauf durch Kompression zu drücken. Links unten ist der Ölbehälter - ein Teil des angeschraubten Sechsganggetriebes - zu sehen. So viele Motorradfahrer lieben Kühlrippen, aber wenn die Zylinder größer werden, liebt sie die Physik weniger. Dies bedeutet, dass eine zusätzliche Kühlung bereitgestellt werden muss, indem gekühlte Flüssigkeit durch Kanäle in den Zylinderköpfen zirkuliert wird, die in der Nähe der sehr heißen Auslassventilsitze geführt werden. Mit freundlicher Genehmigung von Harley-Davidson

Irgendwann in den frühen neunziger Jahren sprach ich mit Dick O'Brien, dem pensionierten Rennleiter von Harley-Davidson. "Wenn Sie es noch einmal tun müssten", fragte ich, "würden Sie dem XR750-Dirt-Track-Motor immer noch eine Rollenkurbel geben?" Normalerweise auf salzige Sprache und scharfe Ein-Wort-Antworten ausgerichtet, blinzelte "Obee" in den Himmel und antwortete: "Ich würde gerne … denken, ich würde."

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Der Grund für O'Briens introspektiven Moment war, dass dieser Aspekt des XR-Designs 1970 auftrat, genau wie der Rest der Welt sich von Kurbeln abwandte, die Wälzkörper tragen. Die legendäre Vierzylinder-Rollenkurbel Z1 von Kawasaki kam zwar drei Jahre später auf den Markt, kurz darauf folgte die ebenfalls mit Rollen ausgestattete GS-Serie von Suzuki. Doch Porsche, der letzte Roller Holdout der Formel 1, hatte vor fünf Jahren auf Gleitlager umgestellt.

Rollen und Kugeln hatten lange den Namen "Wälzlager" getragen, und es war unter Ingenieuren widersprüchlich, anzunehmen, dass solche Lager das letzte Wort bei der Reibungsreduzierung waren. Honda hatte jedes seiner Weltmeister-Viertakt-Grand-Prix-Motorräder der 1960er-Jahre mit Wälzlagern ausgestattet.

Heute gehören die Big Twins und Sportsters von Harley-Davidson zu den letzten Anbietern von Wälzlagern. Kurbelwellen und Pleuelstangen in Pkw, Lkw und Fahrrädern drehen sich weltweit zu fast 100 Prozent auf normalen Zapfen. Das Gleiche gilt für Formel 1, MotoGP und World Superbike. Einige Viertakt-Motocross-Motoren fahren mit Walzen weiter, vor allem, weil sie mit wenig Öl gut auskommen.

Am Anfang wurde die Form der Motorradkurbelwellen durch zwei Dinge bestimmt: 1) die Notwendigkeit, ohne gepumpte Umlaufölsysteme im Automobilstil zu funktionieren; und 2) die Fähigkeit, mit den grundlegendsten Werkzeugen hergestellt zu werden. Die daraus resultierende klassische fünfteilige Rollenkurbel würde Big Twins bis 1999 tragen! Die fünf Teile sind die zwei großen kreisförmigen Schwungräder, zwei Hauptwellen und ein Kurbelzapfen. Die Schwungräder wurden aus Eisen gegossen, eine Technologie, die aufgrund der Nachfrage der Eisenbahn- und Werkzeugmaschinenindustrie weit verbreitet ist. Die drei Wellen waren einfache Dreh- und Fräsarbeiten.

Die fünf Teile wurden mit Hilfe von Kegeln und Keilnuten zusammengefügt, die durch dünne Nüsse zusammengehalten wurden. Die endgültige Ausrichtung wurde (wie bei solchen Kurbeln bis heute) durch „Anstoßen“ (Schlagen des „stolzen“ Schwungrads auf die Arbeitsplatte oder Schlagen mit einem Messing- oder Kupferhammer) und anschließende Prüfung auf „Wahrheit“ mit einem Messuhr.


Hier ist eine M-8-Kurbelwelle in der rechten (steuerseitigen) Kurbelgehäusehälfte eingebaut. Die Kurbelwellenachse ist hier vertikal und die Kolben und Zylinder wurden entfernt. Sie können die kleinen Enden der beiden Pleuel sehen, die zwischen den beiden sehr massiven Schwungrädern hervorstehen. Jedes kleine Ende ist zur Hälfte von den Öffnungen für die beiden Zylinder umgeben. In den Anfängen drehten sich die Pleuelstangen mit Gabel und Klinge auf vier Reihen von 1/4 Zoll-Rollen, aber als sich die Rennerfahrung mit dem XR750 ansammelte, wurde klar, dass viel mehr kleinere, leichtere Rollen länger hielten, weil sie den Änderungen von besser folgen konnten Lagergeschwindigkeit, wenn die Stangen hin und her schwangen. Das gleiche Konzept wurde schließlich auf dem Big Twin übernommen. Mit freundlicher Genehmigung von Harley-Davidson

Die vielen Millionen amerikanischen V-8, die gebaut wurden, sind wirklich nur eng zusammengepackte Sätze von vier V-Zwillingen, und jeder von ihnen hat seine Gleitlagerstangen nebeneinander an jedem seiner vier Kurbelzapfen, nicht an beiden die gleiche Ebene, in der Harleys Gabel-und-Klinge-Pleuel angeordnet sind. Warum ist Harley so anders? Erstens gab es Harleys jahrzehntelang, bevor der Chevrolet-Kleinblock konzipiert wurde, und zweitens gab es einen besonderen Grund, sich für Stangen mit Gabel und Klinge zu entscheiden.

Der besondere Grund ist, dass die ersten Motorradmotoren Singles waren. Wenn Bauherren, die mehr Leistung benötigen, Zwillinge in Betracht ziehen, haben sie sich natürlich für ein Design entschieden, dessen Implementierung nur die wenigsten Änderungen erfordert. Diese Konstruktion sollte einen zweiten Zylinder in V-Form auf das ursprüngliche Kurbelgehäuse setzen und einen Weg finden, beide Kolben mit dem ursprünglichen einzelnen Kurbelzapfen zu verbinden. Wenn sie die Pleuel wie in einem V-8 nebeneinander gestellt hätten, müssten sie die Zylinder versetzen und hätten möglicherweise das Kurbelgehäuse breiter gemacht. Am besten alles vermeiden. Finden Sie einfach einen Weg, um beide Stangen, Kolben und Zylinder in die gleiche Ebene zu bringen, indem Sie die Stangen in Form von Gabel und Klinge herstellen. Big Twin Pleuel bleiben bis heute in gabel- und klingengelagerter Form.


Ende eines sehr langen und erfolgreichen Weges für den XR750 von Harley-Davidson? Ein Rennen ohne Zweifel sagt uns, was überleben kann und was nicht. 1972 war der Aluminium-XR-Dirt-Track-Motor der erste HD, dessen Kurbelwellen mit den Schwungrädern aus einem Stück geschmiedet wurden. Es war auch das erste Mal, dass zylindrische Kurbelzapfen mit vielen Tonnen Montagekraft in diese Schwungräder gedrückt wurden. Und es zeigte sich, dass Pleuellager mit großen Enden von kleinen, leichten Nadeln und Käfigen einen Betrieb über 9.000 U / min überstehen können. Mit freundlicher Genehmigung von Harley-Davidson

Vincent Motorcycles - bekannt geworden durch das legendäre Foto von Rollie Free, der horizontal auf seinem Fahrrad mit 200 km / h auf den Bonneville Salt Flats lag, während er nur Badehosen trug - entschied sich, die Stangen seines Zwillings aus der Nachkriegszeit nebeneinander zu legen. Aber das war ein brandneues Design, das der bisherigen Tradition kaum geschuldet war.

Höre ich Einwände, dass die Aufteilung der Belastung auf die Gabelstange (um Platz für die Messerstange dazwischen zu schaffen) diese schwächt? Als die Ingenieure von Rolls-Royce in Großbritannien und Allison in den USA die beiden großen V-12-Triebwerke des Zweiten Weltkriegs auslegten, entschieden sie sich für eine Gabel-Blatt-Konstruktion, wenn auch mit Gleitlagern. Betrachten Sie sie als "den 2000-PS-Test".

Als eine Reihe von Herstellern fünfteilige Rollenkurbeln einsetzte, stellten sie fest, dass sich die Wellen in gusseisernen Schwungrädern lockerten. Daher waren stärkere Schwungräder aus gewalztem oder geschmiedetem Stahl der nächste Schritt.

Als Harley-Davidson 1970 mit dem ersten OHV-Eisen XR750 ins Rennen ging, hatte dieser Motor noch eine klassische fünfteilige Kurbelwelle. Aber als der Hub im nächsten Jahr verkürzt werden musste, wurden die Löcher für die Hauptwelle und den Kurbelzapfen zu eng. Um dieses Problem zu lösen, wurden die Schwungräder und die Hauptwellen zusammen geschmiedet, was zu einer stärkeren Montage führte. Anstelle der üblichen Verjüngungen, Keilnuten und genuteten Kurbelzapfen wurde ein gerader eingedrückter Kurbelzapfen verwendet, während die Pleuelstangen mit ihren Reihen von Käfigrollen festgehalten wurden.

Die Aluminium-XR-Dirt-Track-V-Twin von 1972 begann mit 7.600 U / min zu laufen, stieg jedoch im Laufe der vier Jahrzehnte auf 10.000 U / min an. Die Kurbelwellen vibrieren mit hoher Drehzahl. Die beiden massiven Schwungräder öffnen und schließen sich wie Elefantenohren. Die „Feder“, an der sie vibrierten, war der Kurbelzapfen, und all seine wählerischen Formmerkmale - Keilnuten, Gewinde und ein oder zwei Radien - wurden zu Spannungserhöhern, von denen sich Risse ausbreiten konnten. Deshalb wurde an ihre Stelle eine einfachere Form gesetzt: der gerade Kurbelzapfen.

Diese Erfahrung war das Modell, an dem später Änderungen an der Kurbel des Big Twin vorgenommen wurden. Nach 1999 wurden Big Twin-Schwungräder und Hauptwellen in einer Einheit geschmiedet, genau wie XR-Räder und Hauptwellen. Ein gerade gedrückter Kurbelzapfen ersetzte Kegel und Muttern.

Warum noch Gabel- und Rollenstangen und Rollenhauptlager? Gemeinsame Erfahrungen (und Berater für psychische Gesundheit) weisen uns darauf hin, nicht zu viele Dinge in unserem Leben gleichzeitig zu ändern - alles rechtzeitig. In den vielen Jahren, in denen Indian und Harley-Davidson Wettbewerber auf dem Markt waren, war Indian häufiger der Innovator und Harley der Konservative. Ja, Harley-Patente aus dem Jahr 1919 beschrieben einen OHV-V-Twin mit fortschrittlichem Design, aber die Serienmodelle OHV E und EL - auch als Knucklehead bekannt - kamen erst 1936/37 auf den Markt. Der Konservatismus hat den Tag gewonnen. Das ursprüngliche indische Unternehmen schwankte häufig am Rande des Scheiterns und stellte schließlich 1953 die Produktion ein. Harley fuhr fort und blieb bis heute konservativ.

Vielleicht schafft der Big Twin eines Tages den Sprung zu einer völlig modernen Konstruktion mit nebeneinander angeordneten, geschlitzten Pleueln und allem anderen. Das Management kann es sich jedoch nicht leisten, die vielen, die zufrieden auf mehr als 100 Jahre luftgekühlte Walzenmotoren zurückblicken, zu verärgern.