降低活塞式内燃机曲轴旋转不平稳性的方法和装置制造方法及图纸

一种降低活塞式内燃机曲轴旋转不平稳性的方法，将可活动的质量平衡元件与曲轴联结，使得，在如果所述曲轴不与该质量平衡元件联结则曲轴的角速度将增加的阶段，该质量平衡元件的动能增加，在如果所述曲轴不与该质量平衡元件联结则曲轴的角速度将减小的阶段，该质量平衡元件的动能减小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及降低活塞式内燃机曲轴旋转不平稳性的方法和装置。
技术介绍
活塞式内燃机，特别是往复活塞式内燃机，其曲轴的旋转是由连接于曲轴的活塞 的工作循环引起的，其旋转特性是不平稳的。随着气缸数量的减少、旋转速度的降低和负载 的增加，所述不平稳性增大。在实际操作中，需要时人们试图通过与曲轴连接大质量调速轮 的方式来补偿所述旋转不平稳性，其中调速轮以弹性扭转的方式与曲轴连接。为补偿旋转 不平稳性，人们进行了进一步的尝试，把凸轮盘以不能扭转的方式与曲轴连接，该凸轮盘与 一随动件配合，该随动件可克服弹簧的弹力而移动。在曲轴角速度需减小的阶段，随动件朝 着弹簧移动，从而贮存势能。在曲轴角速度需增加的阶段，这种势能可再次转化成曲轴的旋 转动能。尽管具有迄今为止存在的各种方法，具有较少气缸如四气缸或更少气缸的发动机 与多气缸发动机相比，在舒适性上还是显示出缺点，该缺点对它们的可接受性方面具有不 利影响。而高燃料效率的目标在于所谓的縮小发动机尺寸，当考虑到其日益增加的重要性 时，就需要减少气缸数量，因为由于热力学的原因，单个气缸必需具有一个最小体积。 专利文献DE19649712C2揭示了一种其惯性矩依赖于加速度可变化的驱动轴。当 轴加速旋转时，惯性质量从相对该轴的通常位置移动至与所述轴的旋转方向相对的转移位 置，在其转移移动期间，通过传动元件以减小至旋转中心径向距离的方向移动离心质量单 元，其中该离心质量单元与该轴以不能扭转的方式连接且支撑为可相对旋转轴大致以径向 移动。该惯性质量设计为与该轴同心的环形，环形质量通过传动机构与每个离心质量单元 连接。如果在离心质量单元与轴具有较大距离的状态时开始，轴的旋转速度增加，环形质量 的速度落后于轴，因此离心质量单元与轴之间的距离减小。从而当轴加速转动时，该配置的 惯性矩减小，其进一步增加了轴的加速度。当轴的旋转速度降低时，该配置的惯性矩增加， 进而旋转速度进一步降低。总之，所述配置通过降低有效惯性矩而使内燃机的反应能力得 以改进。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种也适用于具有少量气缸的活塞式内燃机的方法和 装置，通过此装置曲轴的旋转不平稳性能够显著地降低，从而具有少量(如四个或更少)气 缸的发动机能展示出高要求顾客可接受的运行性能。 本专利技术的目的中与方法相关的部分由权利要求1所述的方法解决。 从属权利要求2和3描述为根据本专利技术方法的较佳实施方式。 权利要求4描述了根据本专利技术装置的基本结构，用来解决本专利技术目的部分中与此相关的问题。 依附于权利要求4的从属权利要求的目的是提供根据本专利技术装置的较佳实施例 和改进。 本专利技术的基本思想是在曲轴传递高转矩的阶段，从曲轴上分别转移能量和动力，并贮存在质量平衡元件内。当与曲轴连接的活塞进行压縮或排气操作时，曲轴处于传递低转矩或需要自驱动的阶段，在此期间贮存在质量平衡元件的能量返回。由于动能直接贮存在质量平衡元件内，而无需复杂的能量转化，从而本专利技术运转起来具有很高的效率。附图说明 下面将通过附图对本专利技术进行示例性和更详细地解释。 图1和图2是根据本专利技术的一种装置在不同运行状态的端侧视图； 图3是用于解释本专利技术的四缸四冲程火花点燃式发动机的转矩曲线图； 图4是不同类型的发动机的转矩变化表； 图5是根据本专利技术的一种装置的示意性端侧视图，其根据图1所示装置改进； 图6是活塞缸单元的示意图； 图7是根据本专利技术的一种改进的装置的示意性端侧视图，其与图1和图2所示装置类似； 图8是调节装置的一种实施例的示意图； 图9是解释质量平衡的示意图。 附图标记 10-曲轴；12-传动元件；14-质量平衡元件；16-轴承盖； 20-通孔；22-引导联接件；24-径向臂；26-连接元件； 28-连接元件；29-接头；40-调节装置；42-加速器； 44-臂；46-臂；48-止动器；50-止动器；52-连接元件； 54-臂；56-臂；58-连接元件；60-活塞；62-连杆； 64-齿轮；66-质量平衡元件；68-齿轮；72-活塞； 74-活塞缸单元；74-管道；76-管道；80-单向阀； 82-单向阀；84-截止阀；86-截止阀；88-质量平衡元件； 90-不平衡质量；92-不平衡质量。具体实施例方式图l示出了根据本专利技术装置的端侧视图，具有公知结构的活塞式内燃机的曲轴IO，包括以径向突出的传动元件12，其与曲轴10不能扭转地连接或整体成形。在传动元件12旁，质量平衡元件13支撑在曲轴IO上，质量平衡元件优先参照曲轴10的旋转轴A平衡。 与质量平衡元件14轴向连接的轴承盖16(因被挡住，在图1的轴向设置中未示出)可绕轴B枢转地支撑，轴B在未示出的曲轴箱上，与曲轴的旋转轴A有一定距离。轴承盖16具有通孔20，曲轴10穿过该孔延伸，使得所述元件们能被设置在曲轴的终端或曲轴的中部区域。枢轴B与曲轴的旋转轴A平行。具有径向突起臂24的引导联接件22可旋转地支撑在轴承盖16上，其可相对曲轴枢转。 该径向突起臂24通过第一连接元件26与传动元件12连接，且通过第二连接元件28与质量平衡元件14在接头29处连接。较佳的是，连接元件26和28同轴地铰接至引导联接件22的臂24上。例如，连接元件28突出进入质量平衡元件14的径向槽内(未示出)，通过销钉支撑在其内。连接元件26和28可绕铰接轴相对彼此及相对传动元件12、引导联接件22和质量平衡元件14枢转，各铰接轴彼此平行且平行于轴A和B。 通过轴承盖16绕固定在曲轴箱上的轴B枢转，可改变引导联接件22的旋转轴C与曲轴的旋转轴A之间的距离。为了枢转轴承盖16，设置了简要说明的调节装置40，其示出调节构件42与固定连接轴承16的臂44铰接。大致以臂44的延伸方向，在其相对侧轴承盖16具有另一个臂46，该臂46与轴承盖固定连接且可绕枢轴B枢转。调节构件42可沿竖直方向通过液压缸或电动机以一种公知的方式移动，如图1所示，其移动能力优先通过止动器48和50进行限制。 当结构上采用交叉连接的方式时，上述装置可构造得非常紧凑。质量平衡元件14在引导联接件22和传动元件12之间可旋转地支撑在曲轴上，且与曲轴的旋转轴A同轴。引导联接件22可旋转地支撑在轴承盖16确定的旋转轴C上。轴承盖的臂44和46轴向延伸至引导联接件22。轴承盖16相对于曲轴偏心枢转，此应当是能够理解的，其调节也能通过其它结构来保证，如在曲轴箱内直接通过销钉来支撑该轴承盖，其中该销钉相对曲轴的旋转轴偏心设置。 图1示出了引导联接件22的旋转轴C距曲轴的旋转轴A具有最大距离时的状态。优选地，旋转轴A和C之间的连接线平行于未示出的内燃机活塞的移动方向，其连接至曲轴10且以图示方向来看时与活塞的移动路线相重合。当轴承盖16绕枢轴B枢转时连接线方向的边缘变化是可以忽略的。传动元件12、径向臂24及连接元件26和28设置为，在曲轴10的旋转一周的期间，或与其偏心的引导联接件22的旋转一周期间，连接元件26和28两次通过它们的延伸位置，从而在旋转一周期间曲轴10的补偿质量14分别被两次提前和拖后，即分别以比曲轴更高和更低的速度旋转。该提前和拖后可以调节为各自的要求，其能通过连接元件的几何布置来达到。 图2示出了图1所示的旋转轴A和C重合时的状态，即从图1所示的最大偏心的状态调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低活塞式内燃机曲轴（１０）旋转不平稳性的方法，其特征在于：将可活动的质量平衡元件（１４）设置成与曲轴联结，使得在如果该曲轴没有与该质量平衡元件联结则曲轴的角速度将增加的阶段内，该质量平衡元件的动能增加；在如果该曲轴没有与该质量平衡元件联结则曲轴的角速度将减小的阶段内，该质量平衡元件的动能减小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-5-31 102007025549.9一种降低活塞式内燃机曲轴(10)旋转不平稳性的方法，其特征在于将可活动的质量平衡元件(14)设置成与曲轴联结，使得在如果该曲轴没有与该质量平衡元件联结则曲轴的角速度将增加的阶段内，该质量平衡元件的动能增加；在如果该曲轴没有与该质量平衡元件联结则曲轴的角速度将减小的阶段内，该质量平衡元件的动能减小。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于将该质量平衡元件(14)设置成可绕轴旋 转且与该曲轴(10)联结，使得在如果该曲轴没有与质量平衡元件联结则该曲轴的角速度 将增加的阶段内，该质量平衡元件的角速度相对于该曲轴的角速度增加；在如果该曲轴没 有与质量平衡元件联结则该曲轴的角速度将降低的阶段内，该质量平衡元件的角速度相对 于该曲轴的角速度降低。3. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于相对于该曲轴的角速度，该质量平衡元件 (14)的角速度增加和降低的系数是可以调节的。4. 一种实施如权利要求l所述方法的装置，包括曲轴(10)、可活动的质量平衡元件 (14)和联结装置，该质量平衡元件通过该联结装置与该曲轴连接，并使得在该曲轴旋转的 预定阶段内，额外的能量能转移至该质量平衡元件且能从该质量平衡元件转回至该曲轴。5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述质量平衡元件(14)绕轴旋转，所述 联结装置包括传动机构，其能在该曲轴(10)的每次旋转期间以一角速度旋转驱动该质量 平衡元件，该角速度相对于该曲轴的角速度至少增加一次和至少降低一次。6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于该质量平衡元件(14)被支撑为与该曲轴 (10)同轴。7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于该传动机构包括与该曲轴偏心的可旋转地支撑的引导联接件(22)，该引导联接件由至少一个连接元件(26 ;52)与固定连接至该曲 轴的传动元件(12)连接，并由至少一个附加连接元件(28 ;58)与该质量平衡元件(14)连 接，在所述连接元件、引导联接件和传动元件之间的所有铰接轴都与曲轴的旋转轴平行。8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于该传动元件(12)与该曲轴(10)固定连接。9. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于该传动元件(12)通过变速传动器与该曲 轴(10)固定连接。10. 根据权利要求7至9中任一所述的装置，其特征在于该质量平衡元件(14)支撑 在该曲轴上，且位于该传动元件(12)和该引导联接件(22)之间。11. 根据权利要求7至10中任一所述的装置，其特征在于与该引导联接件(22)连接 的连接元件(26,28)被支撑为与所述引导联接...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得库尔特，马赛厄斯冯埃森，
申请(专利权)人：梅塔电机和能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]