[發(fā)明專利]用于補(bǔ)償往復(fù)式活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的自由慣性力的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710593874.6
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107642576B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B·施泰納;K·P·庫爾珀;J·格雷戈瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號: F16F15/00
• 分類號: F16F15/00;F16F15/26;F02B75/06
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

本申請涉及用于補(bǔ)償往復(fù)式活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的自由慣性力的裝置。描述用于減小往復(fù)式活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的慣性力的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)和方法可以以汽缸中的活塞的形式提供配重，所述配重經(jīng)由電磁體被移動。配重可以經(jīng)由交流電流以對應(yīng)于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的頻率移動。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2016年7月22日提交的德國專利申請No.102016213483.3的優(yōu)先權(quán)。上述引用申請的全部內(nèi)容通過引用整體并入本文用于所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及用于運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的方法和系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)對于具有可導(dǎo)致發(fā)動機(jī)振動的汽缸配置的小排量發(fā)動機(jī)可尤其有用。

背景技術(shù)

往復(fù)式活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)是借助于線性地移動的活塞經(jīng)由連桿和曲軸將燃燒氣體的體積的變化轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動的發(fā)動機(jī)。汽缸中的燃燒氣體的膨脹對活塞做功，其通過連桿被傳遞至曲軸。因而，活塞的振蕩運(yùn)動被轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。往復(fù)式活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)依照根據(jù)兩沖程或四沖程方法的規(guī)則運(yùn)轉(zhuǎn)。

由于活塞和連桿的往復(fù)運(yùn)動以及由于曲柄驅(qū)動(crank drive)的非均勻傳輸特性，慣性力發(fā)生，該慣性力被吸收在發(fā)動機(jī)軸承中并且激發(fā)相鄰的結(jié)構(gòu)振動。

曲柄驅(qū)動的線性移動零件的慣性力(振蕩質(zhì)量)能夠通過級數(shù)展開(seriesexpansion)來描述，其中所述級數(shù)展開的第一元素描述一階自由慣性力，而所述級數(shù)展開的第二元素描述二階自由慣性力。

為了補(bǔ)償二階自由慣性力，在直列式發(fā)動機(jī)的情況下需要至少六個汽缸或者在V型發(fā)動機(jī)的情況下需要至少八個汽缸，或者需要平衡軸，在該平衡軸上合適的平衡重以曲軸旋轉(zhuǎn)速率的二倍流轉(zhuǎn)(circulate)。在具有少于六個汽缸的直列式發(fā)動機(jī)以及具有少于八個汽缸的V型發(fā)動機(jī)的情況下，經(jīng)常使用平衡軸。用于實現(xiàn)完全質(zhì)量補(bǔ)償?shù)牧硪粋€可能包括使用兩個反向旋轉(zhuǎn)的曲軸，諸如，例如在H型發(fā)動機(jī)的情況下。因此，即使2汽缸發(fā)動機(jī)也能夠完全平衡。

為了實現(xiàn)消耗的降低，在所謂的精簡例如汽缸的數(shù)量從4減少到3期間，因為以此方式內(nèi)部面積和因此活塞的摩擦面積以及來自燃燒室的外部熱損失能夠降低。這樣的3汽缸發(fā)動機(jī)被實施為其中汽缸以串聯(lián)方式相繼布置的直列式發(fā)動機(jī)。此外，這些發(fā)動機(jī)相對緊湊并且能夠以比四汽缸發(fā)動機(jī)更有利的成本制造。這些發(fā)動機(jī)用作摩托車和汽車的驅(qū)動，后者尤其用于普通級轎車以及最近也用在緊湊級轎車中。

與四汽缸直列式發(fā)動機(jī)相比，三汽缸直列式發(fā)動機(jī)自然具有稍微較差的平穩(wěn)運(yùn)行(盡管三汽缸直列式發(fā)動機(jī)比兩汽缸直列式發(fā)動機(jī)好)，因為點火間隔較長以及自由慣性力矩發(fā)生。一階自由慣性力矩和二階自由慣性力矩二者發(fā)生。通過平衡軸，一階自由慣性力矩能夠被補(bǔ)償；由于高成本，二階自由慣性力矩未被補(bǔ)償。

此外，從JP H 05178046 A可知，使用電磁驅(qū)動的配重來主動減振。

因此，本發(fā)明的目的是展示其中能夠以較低成本補(bǔ)償自由慣性力的方式。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的通過用于補(bǔ)償具有至少兩個活塞的往復(fù)式活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的自由慣性力的裝置實現(xiàn)，該裝置包括：至少兩個配重，至少兩個配重中的每個能夠在兩個端部位置之間移位，并且用于移位對應(yīng)的配重的電磁體與至少兩個配重中的每個相關(guān)聯(lián)，其中配重在往復(fù)式活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的曲軸的軸向方向上與相鄰的相應(yīng)的活塞相關(guān)聯(lián)，并且提供了控制單元，該控制單元借助于相關(guān)聯(lián)的電磁體以與相應(yīng)的相關(guān)聯(lián)的活塞反相的方式(inantiphase to)移位配重。此外，旋轉(zhuǎn)速率檢測器檢測往復(fù)式活塞內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速率，比較器將檢測到的旋轉(zhuǎn)速率與閾值進(jìn)行比較，并且如果檢測到的旋轉(zhuǎn)速率小于閾值，則控制單元向至少兩個電磁體提供電流。