具有至少一個(gè)汽缸并具有包括曲軸的曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及具有至少一個(gè)汽缸并且具有包括曲軸的曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中安裝在曲軸箱中的曲軸針對(duì)每個(gè)汽缸具有相關(guān)曲軸曲拐，所述曲軸曲拐被設(shè)置成沿著該曲軸的縱軸線間隔開(kāi)，并且用作不平衡的至少一個(gè)補(bǔ)償配重被設(shè)置在所述曲軸上在與所述至少一個(gè)曲軸曲拐相反的一側(cè)上，以用于質(zhì)量補(bǔ)償。本實(shí)用新型提供一種所述類(lèi)型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)于質(zhì)量補(bǔ)償被優(yōu)化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有至少一個(gè)汽缸并具有包括曲軸的曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及具有至少一個(gè)汽缸并且具有包括曲軸的曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中
[0002]-安裝在曲軸箱中的曲軸針對(duì)每個(gè)汽缸具有相關(guān)曲軸曲拐，其中，該曲軸曲拐被設(shè)置成沿著曲軸的縱軸線間隔開(kāi)，并且
[0003]-用作不平衡的至少一個(gè)補(bǔ)償配重被設(shè)置在該曲軸上在與至少一個(gè)曲軸曲拐相反的一側(cè)上，以用于質(zhì)量補(bǔ)償。
[0004]而且，本實(shí)用新型涉及用于制造這類(lèi)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的方法。

【背景技術(shù)】
[0005]曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括曲軸、活塞、活塞銷(xiāo)和連桿，每個(gè)連桿均經(jīng)由設(shè)置在小連桿頭孔中的活塞銷(xiāo)被樞轉(zhuǎn)地連接于相關(guān)活塞并且在大連桿頭孔中被可旋轉(zhuǎn)地安裝在曲軸的曲柄軸頸上。
[0006]活塞用來(lái)將通過(guò)燃燒產(chǎn)生的氣體力傳遞給曲軸。活塞承受的該氣體力以這種方式經(jīng)由活塞銷(xiāo)傳遞給連桿并且由此傳遞給曲軸。
[0007]活塞、活塞銷(xiāo)、連桿和曲軸的設(shè)置將活塞專(zhuān)有的擺動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連桿沿著汽缸孔縱軸線的方向部分地旋轉(zhuǎn)并且部分地?cái)[動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
[0008]氣體力沿著汽缸孔縱軸線的方向下壓該活塞，其中從上止點(diǎn)(TDC)開(kāi)始，活塞被氣體力驅(qū)動(dòng)成加速運(yùn)動(dòng)。試圖以其向下運(yùn)動(dòng)躲避該氣體力的活塞必須在這個(gè)向下運(yùn)動(dòng)上將該氣體力傳遞給與其樞轉(zhuǎn)地連接的連桿。為此，活塞通過(guò)活塞銷(xiāo)將作用在其上的氣體力傳遞給連桿，并且試圖加速這個(gè)向下運(yùn)動(dòng)。隨著活塞和與其連接的部件，具體說(shuō)是和連桿一起，接近下止點(diǎn)(BDC)，其減速，以便然后在下止點(diǎn)(BDC)完成反向運(yùn)動(dòng)。
[0009]內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(即，發(fā)動(dòng)機(jī))和相關(guān)的輔助裝置是其振動(dòng)行為會(huì)被影響的可振動(dòng)系統(tǒng)。在沖擊和力的激勵(lì)下最有關(guān)的可振動(dòng)系統(tǒng)或部件是曲軸箱、汽缸體、汽缸蓋、閥驅(qū)動(dòng)裝置以及也是本實(shí)用新型的主題的曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。這些部件承受質(zhì)量和氣體力。
[0010]經(jīng)由被樞轉(zhuǎn)地安裝在各個(gè)曲柄軸頸處的連桿被引入到曲軸中的臨時(shí)變化的旋轉(zhuǎn)力將曲軸激勵(lì)成旋轉(zhuǎn)振動(dòng)。這些旋轉(zhuǎn)振動(dòng)既導(dǎo)致來(lái)自固體傳播的聲音發(fā)射的噪音又導(dǎo)致來(lái)自傳輸?shù)杰?chē)身內(nèi)和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的固體傳播的聲音的噪音，其中也可以產(chǎn)生對(duì)駕駛舒適性有不利影響的振動(dòng)，例如在乘客廂中方向盤(pán)的振動(dòng)。當(dāng)曲軸在其固有的頻率范圍內(nèi)被激勵(lì)時(shí)，可以發(fā)生高旋轉(zhuǎn)振動(dòng)幅度，這甚至能夠引起疲勞破裂。這表明振動(dòng)不僅在噪音設(shè)計(jì)方面而且在部件強(qiáng)度方面都是很重要的。
[0011]曲軸的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)經(jīng)由正時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或凸輪軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)被不希望地傳遞給凸輪軸，其中，凸輪軸本身也是可振動(dòng)系統(tǒng)并且能夠激勵(lì)其他的系統(tǒng)振動(dòng)，具體說(shuō)，激勵(lì)閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)振動(dòng)。振動(dòng)也可以通過(guò)由曲軸驅(qū)動(dòng)的牽引器件被傳遞給其他輔助裝置。而且，曲軸的振動(dòng)被傳遞給車(chē)輛傳動(dòng)系，經(jīng)由車(chē)輛傳動(dòng)系振動(dòng)可以被傳遞遠(yuǎn)至車(chē)輛輪胎。
[0012]在四沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸曲拐處形成的旋轉(zhuǎn)力是周期性的，其中該周期經(jīng)過(guò)曲軸的兩圈/兩次回轉(zhuǎn)。通常，旋轉(zhuǎn)力的形成是通過(guò)傅里葉分析被分解為其諧波元素以便允許推導(dǎo)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的激勵(lì)。實(shí)際的旋轉(zhuǎn)力的形成由一個(gè)恒定的旋轉(zhuǎn)力和多個(gè)具有不同的旋轉(zhuǎn)力幅度和頻率或振動(dòng)計(jì)數(shù)的簡(jiǎn)諧變化的旋轉(zhuǎn)力構(gòu)成。每個(gè)諧波的振動(dòng)計(jì)數(shù)ni對(duì)曲軸或發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度η的比例被看作是諧波(harmonic)的階數(shù)i。
[0013]由于質(zhì)量和氣體力作用在曲軸上的高動(dòng)態(tài)載荷，所以在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)期間，目的是實(shí)現(xiàn)盡可能廣泛的，即盡可能優(yōu)化的質(zhì)量補(bǔ)償。術(shù)語(yǔ)“質(zhì)量補(bǔ)償”外延地涵蓋所有補(bǔ)償或減少質(zhì)量力的效果的措施。在這方面，質(zhì)量補(bǔ)償還包括由質(zhì)量力引起的力矩的補(bǔ)償。
[0014]在各個(gè)情況下質(zhì)量補(bǔ)償能夠通過(guò)曲軸曲拐和汽缸的數(shù)目和設(shè)置的目標(biāo)匹配來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0015]以這種方式，直列式六缸發(fā)動(dòng)機(jī)能夠充分地平衡。六個(gè)汽缸成對(duì)地組合使得它們作為汽缸對(duì)并行地機(jī)械地運(yùn)行。因此第一和第六汽缸、第二和第五汽缸以及第三和第四汽缸組合成汽缸對(duì)，其中三個(gè)汽缸對(duì)的曲軸軸頸或曲拐設(shè)置在曲軸上，每對(duì)偏移120°C A。以并行方式機(jī)械地運(yùn)行是指以并行方式機(jī)械地運(yùn)行的兩個(gè)汽缸的兩個(gè)活塞在相同的。C A(曲軸角度)處在上止點(diǎn)(TDC)和下止點(diǎn)(BDC)。
[0016]在直列式三缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過(guò)選擇合適的曲軸曲拐也能夠充分地補(bǔ)償?shù)谝浑A質(zhì)量力和第二階質(zhì)量力，但是由所述質(zhì)量力引起的力矩不能被充分地補(bǔ)償。
[0017]完全的質(zhì)量補(bǔ)償不是總能夠?qū)崿F(xiàn)的，所以必須采取另外的措施，例如，在曲軸上設(shè)置配重和/或給內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)裝備至少一個(gè)平衡軸。
[0018]所有措施的出發(fā)點(diǎn)是考慮曲軸被由氣體力和曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的質(zhì)量力構(gòu)成的臨時(shí)變化的旋轉(zhuǎn)力加載。曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的質(zhì)量，即，連桿、活塞、活塞銷(xiāo)、活塞環(huán)和曲軸本身的各個(gè)質(zhì)量，能夠被分成擺動(dòng)代用質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)代用質(zhì)量。通過(guò)設(shè)置在曲軸上的配重能夠容易補(bǔ)償該旋轉(zhuǎn)代用質(zhì)量的質(zhì)量力的外部效果。
[0019]在由擺動(dòng)代用質(zhì)量引起的質(zhì)量力的情況下補(bǔ)償是比較困難的，因?yàn)檫@是大致由第一階質(zhì)量力和第二階質(zhì)量力構(gòu)成的，其中高階質(zhì)量力可以忽略。
[0020]通過(guò)設(shè)置具有對(duì)應(yīng)的配重的兩個(gè)倒轉(zhuǎn)軸一叫做平衡軸一能夠幾乎完全補(bǔ)償每階的質(zhì)量力。用于補(bǔ)償?shù)谝浑A質(zhì)量力的軸以發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)行，并且用于平衡第二階質(zhì)量力的軸以兩倍發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)行。這種質(zhì)量補(bǔ)償方法是非常成本昂貴的、復(fù)雜的并且具有大重量，需要很大的安裝空間。在補(bǔ)償?shù)谝浑A質(zhì)量力的背景下，曲軸可以同時(shí)用作平衡軸，即它能夠代替兩個(gè)平衡軸之一，因此至少可以減小用于質(zhì)量補(bǔ)償所需要的重量和空間。
[0021]甚至當(dāng)質(zhì)量力被完全補(bǔ)償時(shí)，由于各個(gè)汽缸的質(zhì)量力作用在汽缸中心平面內(nèi)而產(chǎn)生質(zhì)量力矩。在各情況下，這些質(zhì)量力矩能夠由至少一個(gè)裝備有配重的平衡軸來(lái)補(bǔ)償。這進(jìn)一步增加了用于總的質(zhì)量補(bǔ)償?shù)乃杩臻g、成本和重量。
[0022]在直列式三缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，由第一階質(zhì)量力引起的力矩例如通過(guò)以發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度與曲軸相反地旋轉(zhuǎn)的單個(gè)平衡軸來(lái)補(bǔ)償，在該軸的兩端，用作不平衡的兩個(gè)補(bǔ)償配重被設(shè)置成偏移地即扭轉(zhuǎn)180°。
[0023]可替代地，在直列式三缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，例如能夠通過(guò)用作不平衡的兩個(gè)倒轉(zhuǎn)補(bǔ)償配重來(lái)補(bǔ)償由第一階質(zhì)量力引起的力矩，其中第一個(gè)補(bǔ)償配重以與曲軸相同的方向旋轉(zhuǎn)，而第二個(gè)補(bǔ)償配重以與曲軸相反的方向旋轉(zhuǎn)。上面所述的質(zhì)量補(bǔ)償?shù)幕緟^(qū)別在于用作不平衡的兩個(gè)補(bǔ)償配重彼此相反地旋轉(zhuǎn)。因此，兩個(gè)補(bǔ)償配重不設(shè)置在諸如軸的相同載體上，而是設(shè)置在不同載體上，所述不同載體賦予它們沿著不同旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。用于第一個(gè)補(bǔ)償配重的載體可以是，例如，曲軸本身或與曲軸連接的物體，例如，飛輪。第二個(gè)補(bǔ)償配重需要沿著與曲軸相反方向旋轉(zhuǎn)的載體，該載體本身也能夠被曲軸驅(qū)動(dòng)。
[0024]正如在上面詳細(xì)說(shuō)明的，補(bǔ)償質(zhì)量力和/或質(zhì)量力矩的許多構(gòu)思需要在曲軸上設(shè)置用作不平衡的補(bǔ)償配重。
[0025]旋轉(zhuǎn)代用質(zhì)量的質(zhì)量力的外部作用，例如，可以通過(guò)設(shè)置在曲軸上的補(bǔ)償配重被完全補(bǔ)償。在這里，至少一個(gè)用作不平衡的補(bǔ)償配重在與至少一個(gè)曲軸曲拐相反的一側(cè)上被設(shè)置在曲軸上，以用于質(zhì)量補(bǔ)償。
[0026]而且，用于補(bǔ)償由例如直列式三缸發(fā)動(dòng)機(jī)的第一階質(zhì)量力引起的力矩的許多構(gòu)思可以利用設(shè)置在曲軸上的用作不平衡的補(bǔ)償配重。
[0027]以上面所述的方式在曲軸上設(shè)置補(bǔ)償配重會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)問(wèn)題。當(dāng)活塞通過(guò)下止點(diǎn)時(shí)，用作不平衡的并且設(shè)置在與屬于該活塞的曲軸曲拐相反的一側(cè)上的補(bǔ)償配重位于緊靠該活塞的下方，即在面向該活塞的一側(cè)上。當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)必須防止活塞與補(bǔ)償配重之間的接觸。通常，補(bǔ)償配重在面向外的一側(cè)上具有弧形形狀，其中沿著圓周方向延伸的補(bǔ)償配重的外側(cè)具有距曲軸的縱軸線基本不變的距離R。
[0028]然而，在曲軸箱中的受限制的空間條件經(jīng)常使得補(bǔ)償質(zhì)量的設(shè)置變得困難，或者，因?yàn)榭捎玫慕Y(jié)構(gòu)空間小，因此有效的杠桿，即從曲軸的縱軸線到該不平衡的重心的距離被選擇成或必須被選擇成比較小，即，比較短，因此需要設(shè)置比較大的補(bǔ)償質(zhì)量。
[0029]在應(yīng)用的情況下，由于受限制的空間條件，質(zhì)量補(bǔ)償必須被設(shè)置在曲軸箱的外面。在曲軸箱的外面設(shè)置一個(gè)或可應(yīng)用的若干個(gè)平衡軸不僅增加在車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)艙中所需要的空間和成本，而且也增加燃料消耗。增加的燃料消耗首先是由補(bǔ)償單元的附加的配重引起的。其次，具有其旋轉(zhuǎn)軸和其它移動(dòng)部件的補(bǔ)償單元對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦功率不產(chǎn)生明顯的影響，或不增加其摩擦功率。后者是特別有關(guān)的，因?yàn)橹灰獌?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)且運(yùn)行則補(bǔ)償單元就通常連續(xù)地運(yùn)行。
[0030]但是，關(guān)于燃料消耗，質(zhì)量補(bǔ)償單元的補(bǔ)償質(zhì)量和整個(gè)重量原則上必須盡可能低。實(shí)用新型內(nèi)容
[0031]本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。
[0032]在這方面，本實(shí)用新型的目的是提供一種如本申請(qǐng)所公開(kāi)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)于質(zhì)量補(bǔ)償是優(yōu)化的。
[0033]本實(shí)用新型的另一部分目的是提供一種用于生產(chǎn)這種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的方法，其中該曲軸與設(shè)置在該曲軸上的至少一個(gè)補(bǔ)償配重被一起鍛造。
[0034]第一部分目的通過(guò)具有至少一個(gè)汽缸并且具有包括曲軸的曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中
[0035]-安裝在曲軸箱中的曲軸針對(duì)每個(gè)汽缸具有相關(guān)曲軸曲拐，其中，所述曲軸曲拐沿著該曲軸的縱軸線間隔開(kāi)設(shè)置；和
[0036]-用作不平衡的至少一個(gè)補(bǔ)償配重被設(shè)置在該曲軸上與至少一個(gè)曲軸曲拐相反的一側(cè)上，以用于質(zhì)量補(bǔ)償，并且
[0037]其中
[0038]-所述至少一個(gè)補(bǔ)償配重在面向外的一側(cè)上具有弧形形狀，沿著圓周方向延伸的其外側(cè)距參考軸線具有不變的距離S，該參考軸線與曲軸的縱軸線平行并間隔一個(gè)距離Δ，其中該參考軸線被設(shè)置在從該曲軸的縱軸線背離該補(bǔ)償配重的一側(cè)上。
[0039]正如在常規(guī)的曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一樣，根據(jù)本實(shí)用新型的曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的至少一個(gè)補(bǔ)償配重在面向外的一側(cè)上具有弧形形狀。
[0040]根據(jù)本實(shí)用新型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)的已知的曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基本區(qū)別在于沿著圓周方向延伸的補(bǔ)償配重的外側(cè)距曲軸的縱軸線不具有基本不變的距離R，而距平行于曲軸的縱軸線并且與該曲軸的縱軸線間隔開(kāi)的參考軸線具有不變的距離S。
[0041]在這方面，從曲軸的縱軸線到補(bǔ)償配重外側(cè)的距離一盡管外側(cè)是弧形形狀一不是恒定的，而是從中心開(kāi)始增加的。所述至少一個(gè)補(bǔ)償配重的重心因此朝著外側(cè)移動(dòng)，即，重心距曲軸的縱軸線的距離增加，因此不平衡質(zhì)量的有效杠桿臂增加。
[0042]根據(jù)本實(shí)用新型的參考軸線被設(shè)置在從曲軸的縱軸線開(kāi)始背離補(bǔ)償配重的一側(cè)上，因此S>R。
[0043]曲軸的縱軸線仍然是該旋轉(zhuǎn)曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線和隨該曲軸旋轉(zhuǎn)的補(bǔ)償配重的旋轉(zhuǎn)軸線。在這方面，由曲軸的旋轉(zhuǎn)方向預(yù)先確定圓周方向，其中，該補(bǔ)償配重的外側(cè)的弧形形狀可以由沿著該圓周方向繞參考軸旋轉(zhuǎn)的指針的長(zhǎng)度S來(lái)描述或?qū)崿F(xiàn)。
[0044]用于定義和幾何描述補(bǔ)償配重外側(cè)的弧形形狀而引入?yún)⒖驾S線(其根據(jù)本實(shí)用新型偏離于曲軸的縱軸線)能夠更有效利用在曲軸箱中可用的有限空間，即對(duì)于相同的結(jié)構(gòu)空間而言，能夠在曲軸上設(shè)置更大的不平衡質(zhì)量或?qū)崿F(xiàn)更大的有效杠桿，并且因此能夠減小用于質(zhì)量補(bǔ)償所必須的不平衡質(zhì)量。根據(jù)本實(shí)用新型的至少一個(gè)補(bǔ)償配重的設(shè)計(jì)能夠增加不平衡的重心距曲軸的縱軸線的距離，即能夠構(gòu)造比較長(zhǎng)的不平衡的杠桿。在各情況下，在曲軸箱的外面不需要提供質(zhì)量補(bǔ)償。
[0045]而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的在曲軸箱中的受限制的空間條件能夠?qū)е沦|(zhì)量補(bǔ)償，其必須被至少部分地設(shè)置在曲軸的外側(cè)，這通過(guò)根據(jù)本實(shí)用新型的至少一個(gè)補(bǔ)償配重的結(jié)構(gòu)能夠被避免。
[0046]因此根據(jù)本實(shí)用新型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型所基于的第一個(gè)目的，S卩，提供如本申請(qǐng)所公開(kāi)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)于質(zhì)量補(bǔ)償是優(yōu)化的。
[0047]這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中屬于汽缸的每個(gè)活塞經(jīng)由連桿被樞轉(zhuǎn)地連接于曲軸，其中該連桿在一端經(jīng)由活塞銷(xiāo)樞轉(zhuǎn)地連接于活塞并且在另一端可旋轉(zhuǎn)地安裝在曲軸的相關(guān)曲軸曲拐的曲柄軸頸上。
[0048]這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中至少一個(gè)補(bǔ)償配重具有錘形形狀。
[0049]下面將說(shuō)明如本申請(qǐng)所公開(kāi)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)一步的有利實(shí)施例。
[0050]這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中所述至少一個(gè)活塞的縱軸線與曲軸的縱軸線相交。
[0051 ] 這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中當(dāng)活塞處在下止點(diǎn)時(shí)，被這兩個(gè)縱軸線橫跨的平面形成所述至少一個(gè)補(bǔ)償配重的中心平面。
[0052]在這方面，這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中參考軸線位于被所述至少一個(gè)活塞的縱軸線和曲軸的縱軸線橫跨的平面內(nèi)。
[0053]這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例也是有利的，其中曲軸的縱軸線與所述至少一個(gè)活塞的縱軸線間隔開(kāi)地延伸。在這種情況下，曲軸具有偏移。曲軸的縱軸線距離所述至少一個(gè)活塞的縱軸線具有一定距離，即，相對(duì)于活塞被偏心地設(shè)置。
[0054]在這方面，這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中當(dāng)活塞處在下止點(diǎn)時(shí)，延伸通過(guò)曲軸的縱軸線并平行于所述至少一個(gè)活塞的縱軸線的平面形成所述至少一個(gè)補(bǔ)償配重的中心平面。
[0055]這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例也是有利的，其中，參考軸線位于在延伸通過(guò)曲軸的縱軸線并且平行于所述至少一個(gè)活塞的縱軸線的平面中。在這種情況下，參考軸線距離延伸通過(guò)所述至少一個(gè)活塞的縱軸線并且平行于曲軸的縱軸線的平面具有一定水平距離，其中所述距離對(duì)應(yīng)于曲軸的偏移。
[0056]這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例也是有利的，其中參考軸線位于延伸通過(guò)所述至少一個(gè)活塞的縱軸線并且平行于曲軸的縱軸線的平面中。在這種情況下，參考軸線距離延伸通過(guò)曲軸的縱軸線并且平行于所述至少一個(gè)活塞的縱軸線的平面具有水平距離Ah，其中所述距離具有和曲軸的偏移相同的大小和相反的取向。
[0057]水平距離Ah處于垂直于上面定義的平面。與水平距離Ah不同，參考軸線距曲軸的縱軸線的豎直距離是平行于上面定義的平面延伸的距離或位移，例如沿著活塞縱軸線的方向。
[0058]在曲軸的縱軸線具有偏移的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例中，將參考軸線與曲軸的縱軸線水平地間隔開(kāi)是有利的，以便能夠最佳地利用在曲軸箱中的可用空間，以用于形成補(bǔ)償配重，其中水平距離Ah不需要但是可以對(duì)應(yīng)于曲軸的偏移的方向和尺寸。
[0059]這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中參考軸線位于曲軸的縱軸線和所述至少一個(gè)曲軸曲拐之間。在這個(gè)實(shí)施例中，參考軸線位于曲軸的背離所述至少一個(gè)補(bǔ)償配重的一側(cè)上。
[0060]這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中對(duì)于距離Λ:0〈Λ彡150mm。
[0061]這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中對(duì)于距離Λ:0<Δ彡50mm。
[0062]這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中對(duì)于距離Λ:50彡Λ彡100mm。這個(gè)實(shí)施例特別適合于具有1.6到2.4升容量的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0063]這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中對(duì)于距離Λ:100彡Δ ( 150mm。用于較小的越野車(chē)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有較大的曲柄半徑，其允許距離△增加或被選擇成較大的。
[0064]正如已經(jīng)所述的，該距離Λ能夠具有水平分量或者能夠是水平距離，具體說(shuō)，在曲軸的縱軸線具有偏移的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例中。由于在這里水平距離Ah代替對(duì)曲軸的偏移的直接技術(shù)修正，這樣的實(shí)施例是有利的，其中這個(gè)水平距離Ah根據(jù)該偏移定尺寸。
[0065]這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中對(duì)于距離Λ或Ah:3彡Λ彡15mm或3 ^ Δ h ^ 15mm。
[0066]具體說(shuō)，這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中對(duì)于距離Λ或Ah:5 ^ Δ ^ 12mm 或 5 <12mm。
[0067]在具有三個(gè)汽缸的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中，這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中曲軸具有三個(gè)曲軸曲拐。
[0068]這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例是有利的，其中所述至少一個(gè)補(bǔ)償配重包括不平衡質(zhì)量，以補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)代用質(zhì)量的質(zhì)量力。
[0069]這樣的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例也是有利的，其中所述至少一個(gè)補(bǔ)償配重包括不平衡質(zhì)量，以補(bǔ)償由第一階質(zhì)量力引起的力矩。
[0070]正如已經(jīng)說(shuō)明的，由第一階質(zhì)量力引起的力矩，例如，在直列式三缸發(fā)動(dòng)機(jī)中但是也在直列式五缸發(fā)動(dòng)機(jī)或具有六缸或八缸的V型發(fā)動(dòng)機(jī)中，可以通過(guò)用作不平衡的并且彼此相反旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)補(bǔ)償配重來(lái)補(bǔ)償。與該曲軸同步旋轉(zhuǎn)的第一個(gè)補(bǔ)償配重能夠被設(shè)置在曲軸本身上，因而不提供平衡軸。于是曲軸本身承擔(dān)平衡軸的功能。
[0071]本實(shí)用新型所基于的第二部分目的，即提供用于生產(chǎn)最初描述類(lèi)型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的方法，通過(guò)該曲軸與被設(shè)置在該曲軸上的所述至少一個(gè)平衡配重一起鍛造為特征的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0072]上面進(jìn)行的與根據(jù)本實(shí)用新型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)有關(guān)的說(shuō)明也應(yīng)用于根據(jù)本實(shí)用新型的方法。
[0073]這樣的方法的變型是有利的，其中該曲軸是與被設(shè)置在該曲軸上的所述至少一個(gè)補(bǔ)償配重一起落錘鍛造。
[0074]可替代地，曲軸也能夠與被設(shè)置在曲軸上的所述至少一個(gè)補(bǔ)償配重一起被鑄造，并且然后被機(jī)加工。另一變型是組裝的曲軸，其中曲軸以模塊化方式被構(gòu)造。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0075]下面將參考圖1更詳細(xì)地描述本實(shí)用新型，其中
[0076]圖1以側(cè)視圖的形式示意地示出內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的第一實(shí)施例的曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的零件。
[0077]附圖標(biāo)記列表
[0078]I曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0079]2 曲軸
[0080]2a曲軸的縱軸線，旋轉(zhuǎn)軸線
[0081]3曲軸曲拐
[0082]3a曲軸腹板
[0083]3b曲軸軸頸
[0084]4補(bǔ)償配重，不平衡質(zhì)量
[0085]4a中心平面
[0086]4b補(bǔ)償配重的外側(cè)
[0087]4b’根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的補(bǔ)償配重的外側(cè)
[0088]4c補(bǔ)償配重的重心
[0089]4c’根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的補(bǔ)償配重的重心
[0090]5 活塞
[0091]5a活塞的縱軸線
[0092]6參考軸線
[0093]α旋轉(zhuǎn)角
[0094]Δ參考軸線距曲軸的縱軸線的距離
[0095]Ah參考軸線距曲軸的縱軸線的水平距離
[0096]R補(bǔ)償配重的外側(cè)距曲軸的縱軸線的距離
[0097]S補(bǔ)償配重的外側(cè)距參考軸線的距離
[0098]0C A曲軸角度的度數(shù)，曲軸角

【具體實(shí)施方式】
[0099]圖1以側(cè)視圖的形式示意地示出具有在下止點(diǎn)的活塞5的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的第一實(shí)施例的曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)I的零件。
[0100]曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)I包括曲軸2和經(jīng)由連桿(未示出)樞轉(zhuǎn)地連接于曲軸2的活塞5，其中該連桿經(jīng)由在小連桿頭孔中的活塞銷(xiāo)樞轉(zhuǎn)地連接于該活塞5并且在大連桿頭孔內(nèi)可旋轉(zhuǎn)地安裝在曲軸2的曲柄軸頸3b上。該曲柄軸頸3b由相關(guān)曲軸曲拐3的兩個(gè)間隔開(kāi)的曲軸腹板3b橫向地限定。
[0101]當(dāng)曲軸2繞縱軸線2a旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞5沿著其縱軸線5a(由箭頭所示的旋轉(zhuǎn)角α的方向)進(jìn)行振蕩運(yùn)動(dòng)?；钊?的縱軸線5a與曲軸2的縱軸線2a相交。
[0102]在與曲軸曲拐3相反的一側(cè)上，用作不平衡的補(bǔ)償配重4被安裝在曲軸2上，以用于質(zhì)量補(bǔ)償。當(dāng)活塞5處在下止點(diǎn)時(shí)，由活塞5的縱軸線5a和曲軸2的縱軸線2a橫跨的平面形成補(bǔ)償配重4的中心平面4a，也就是說(shuō)是在這里的對(duì)稱平面。
[0103]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，補(bǔ)償配重4具有弧形形狀(實(shí)線)，其中面向外的一側(cè)，即沿著圓周方向延伸的外側(cè)4b’，在旋轉(zhuǎn)角α上距離曲軸2的縱軸線2a具有恒定距離R。
[0104]根據(jù)本實(shí)用新型的補(bǔ)償配重4也具有弧形形狀(虛線)，其中面向外的一側(cè)即沿著圓周方向延伸的外側(cè)4b，距離參考軸線6具有恒定距離S，該參考軸線6平行于曲軸2的縱軸線2a并且與曲軸2的縱軸線2a間隔開(kāi)一定距離Λ。因此參考軸線6主要位于曲軸2的縱軸線2a和曲軸曲拐3之間的中心平面4a內(nèi)。換句話說(shuō)，參考軸線6位于曲軸2背離補(bǔ)償配重4的一側(cè)上。
[0105]在圖1所示的實(shí)施例中，外側(cè)4b距離曲軸2的縱軸線2a的距離從中心平面4a開(kāi)始朝著兩側(cè)以相同的方式增加。這導(dǎo)致補(bǔ)償配重4具有錘形形狀，其中與常規(guī)設(shè)計(jì)的補(bǔ)償配重的重心4c’相比，補(bǔ)償配重4的重心4c進(jìn)一步朝著外側(cè)移動(dòng)。
[0106]由于重心4c距曲軸2的縱軸線2a的距離增加，所以不平衡質(zhì)量的有效杠桿臂增加。
【權(quán)利要求】
1.一種具有至少一個(gè)汽缸并且具有包括曲軸(2)的曲柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(1)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于 -被安裝在曲軸箱的所述曲軸(2)針對(duì)每個(gè)汽缸具有相關(guān)曲軸曲拐(3)，其中，所述曲軸曲拐(3)被設(shè)置成沿著所述曲軸(2)的縱軸線(2a)間隔開(kāi)；和 -用作不平衡的至少一個(gè)補(bǔ)償配重(4)被設(shè)置在所述曲軸(2)上在與所述至少一個(gè)曲軸曲拐(3)相反的一側(cè)上，以用于質(zhì)量補(bǔ)償， 其中 -所述至少一個(gè)補(bǔ)償配重(4)在面向外的一側(cè)上具有弧形形狀，其沿著圓周方向延伸的外側(cè)(4b)距參考軸線(6)具有恒定距離S，該參考軸線(6)平行于所述曲軸(2)的所述縱軸線(2a)并與所述曲軸(2)的所述縱軸線(2a)間隔一個(gè)距離△，其中所述參考軸線(6)被設(shè)置在從所述曲軸(2)的所述縱軸線(2a)開(kāi)始、背離所述補(bǔ)償配重(4)的一側(cè)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于屬于一個(gè)汽缸的每個(gè)活塞(5)經(jīng)由連桿被樞轉(zhuǎn)地連接于所述曲軸(2)，其中所述連桿在一端經(jīng)由活塞銷(xiāo)被樞轉(zhuǎn)地連接于所述活塞(5)并且在另一端被可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述曲軸(2)的相關(guān)曲軸曲拐(3)的曲柄軸頸(3b)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述至少一個(gè)活塞(5)的縱軸線(5a)與所述曲軸(2)的縱軸線(2a)相交。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于當(dāng)所述活塞(5)處在下止點(diǎn)時(shí)，被所述兩個(gè)縱軸線(2a、5a)橫跨的平面形成所述至少一個(gè)補(bǔ)償配重(4)的中心平面(4a)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述參考軸線(6)位于被所述至少一個(gè)活塞(5)的縱軸線(5a)與所述曲軸(2)的縱軸線(2a)橫跨的平面內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述曲軸(2)的縱軸線(2a)與所述至少一個(gè)活塞(5)的縱軸線(5a)間隔開(kāi)地延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于當(dāng)所述活塞(5)處在下止點(diǎn)時(shí)，延伸通過(guò)所述曲軸(2)的縱軸線(2a)并且平行于所述至少一個(gè)活塞(5)的縱軸線(5a)的平面形成所述至少一個(gè)補(bǔ)償配重(4)的中心平面(4a)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述參考軸線(6)位于延伸通過(guò)所述曲軸(2)的縱軸線(2a)并且平行于所述至少一個(gè)活塞(5)的縱軸線(5a)的平面內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述參考軸線(6)位于所述曲軸(2)的縱軸線(2a)和所述至少一個(gè)曲軸曲拐(3)之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于對(duì)于距離λ:0<Δ ( 150mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于對(duì)于距離Λ:0<Δ <50mm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于對(duì)于距離Λ:50 < Λ < 100mm。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于對(duì)于距離Λ:100 < Δ ( 150mm。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于對(duì)于距離Λ:3< Λ < 15_。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于對(duì)于距離Λ:5< Λ < 12_。
【文檔編號(hào)】F02B75/06GK204041237SQ201420172777
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月17日
【發(fā)明者】R·拉赫, J·邦澤 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司