[發明專利]扭矩波動補償裝置

有效

• 申請號: 201480023305.2
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN105143708B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: M·R·J·費斯特耶;T·E·迪謝納
• 申請（專利權）人: 德納有限公司
• 主分類號: F16F15/12
• 分類號: F16F15/12
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 丁曉峰

相關申請

本申請要求在2013年3月12日提交的美國臨時申請No.61/776,838的權益，該臨時申請以全文引用的方式并入到本文中。

技術領域

本發明涉及內燃機，并且更具體而言，涉及用于內燃機的扭矩波動補償裝置。

背景技術

由于內燃機技術的近來的改進，存在減小車輛中所用的內燃機大小的趨勢。這種改進也導致更高效的車輛，同時維持類似的性能特征和消費者喜愛的車輛形狀因素。

用于內燃機的一種常見的改進是添加增壓器或渦輪增壓器。通常，添加增壓器或渦輪增壓器用來提高在排量和發動機缸數量上減少的發動機的性能。這種改進通常導致發動機增加的扭矩勢能，允許在車輛變速器中使用更長齒輪比。在變速器中更長的齒輪比允許發動機減速。發動機減速是以較低操作速度來操作發動機的行為。這種改進通常導致改進的燃料經濟性，與常規發動機相比接近其最高效率水平操作持續更長時間和減少的發動機排放。

然而，在某些設計中，發動機減速可能導致在發動機低操作速度，扭矩波動不合需要地增加。例如，當發動機以低怠速操作時，顯著增加的扭矩波動可能出現在發動機輸出，扭矩波動是熟知的發動機動態，其由于內燃機操作循環的每個動力沖程期間扭矩并不恒定地但周期性地遞送而造成。圖1是示出發動機四沖程循環期間發動機的扭矩輸出的曲線圖。在四沖程循環中，對于發動機的每個缸而言，曲軸每兩轉發生一次扭矩波動。因此，四缸發動機將在每次曲軸轉動時具有兩次扭矩波動，而三缸發動機將在每兩次曲軸轉動時具有三次波動。

扭矩波動的振幅也隨著發動機的操作速度和施加到發動機的負荷而變化。扭矩波動的相位隨著操作速度和施加到發動機的負荷而變化。扭矩波動可能造成發動機附近的車輛部件的許多問題，諸如，但不限于：部件上增加的應力、部件增加的磨損和部件向劇烈振動暴露。這些問題可能會損壞車輛的動力系并且導致車輛較差的可駕駛性。為了減輕這些問題的影響、使發動機平穩操作并且改進發動機的總性能，可以使用發動機平衡方法來補償扭矩波動。許多已知的方案可用于多缸配置以減小或排除扭矩波動所造成的應力和振動。

扭矩波動補償器裝置是本領域中熟知的，已知的裝置具有許多缺點。在許多常規車輛中，使用至少一個飛輪來補償扭矩波動。圖2示出了常規的基于飛輪的阻尼系統。在其它應用中，可以使用雙質量飛輪系統。飛輪的慣性阻尼曲軸的旋轉移動，這便于以基本上恒定速度運行的發動機操作。飛輪也可以組合其它阻尼器和吸收器使用。

然而，飛輪重量可能變成這種扭矩波動補償裝置中的因素。較輕飛輪更快加速但也更快地失去速度，而與較輕飛輪相比，較重飛輪更好地保持速度，但較重飛輪更難減速。然而，較重飛輪提供更平穩的動力遞送，但使得相關聯的發動機響應性較差，并且減弱了精確地控制發動機的操作速度的能力。

除了飛輪重量之外，常規慣性和阻尼系統的另一問題在于缺乏適應性。常規慣性和阻尼系統被設計成用于最差操作條件并且必須足夠大以阻尼在較低操作速度的振動。因此，常規慣性和阻尼系統并未針對較高操作速度進行優化，導致不足的性能。

有利地發展一種扭矩波動補償裝置，其能被動地或動態地適應扭矩波動的振幅和相位，同時最小化對內燃機操作的干涉。

發明內容

本發明提供了一種扭矩波動補償裝置，令人吃驚地發現這種扭矩波動補償裝置能被動地或動態地適應扭矩波動的振幅和相位同時最小化對內燃機操作的干涉，

在一實施例中，本發明針對于一種用于內燃機的扭矩波動補償裝置。扭矩波動補償裝置包括第一構件、第二構件和第三構件。第一構件與所述內燃機的輸出成驅動接合。第二構件與第一構件成驅動接合。第三構件與第二構件成驅動接合。在第一構件與第三構件之間的角偏差造成第三構件的周期性加速。第三構件的周期性加速通過第一構件向內燃機的輸出施加扭矩。

在另一實施例中，本發明針對于一種用于內燃機的扭矩波動補償裝置。扭矩波動補償裝置包括第一構件、第二構件、飛輪、中空構件和調整裝置。第一構件與內燃機的輸出成驅動接合。第二構件與第一構件成驅動接合。飛輪與第二構件成驅動接合。中空構件繞飛輪可旋轉地安置。調整裝置聯接到中空構件。可使用調整裝置來配置在第一構件與飛輪之間的角偏差。在第一構件與飛輪之間的角偏差造成飛輪的周期性加速。飛輪的周期性加速通過第一構件向內燃機的輸出施加扭矩。