具有布置在曲軸上并且用作偏重的補(bǔ)償重物的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有布置在曲軸上并且用作偏重的補(bǔ)償重物的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。描述了具有汽缸和曲柄驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括曲軸，其中安裝在曲軸箱中的曲軸具有用于汽缸的相關(guān)聯(lián)的曲軸曲拐。所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)還包括在曲軸曲拐相對(duì)側(cè)上的曲軸上布置作為質(zhì)量補(bǔ)償?shù)钠胶鈮K的補(bǔ)償重物，其中所述補(bǔ)償重物包括面向外的側(cè)面，并且從面向外的側(cè)面的圓周表面到曲軸的縱向軸線的距離沿面向外的側(cè)面的圓周表面的長(zhǎng)度是不恒定的。
【專利說(shuō)明】具有布置在曲軸上并且用作偏重的補(bǔ)償重物的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0002]本申請(qǐng)要求2013年3月I日提交的德國(guó)專利申請(qǐng)N0.102013203560.8的優(yōu)先權(quán)，在此弓I入其全部?jī)?nèi)容作為參考以用于所有目的。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種具有用作曲軸平衡塊的補(bǔ)償重物的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及用于操作這種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]發(fā)動(dòng)機(jī)中的傳動(dòng)系統(tǒng)可以包括曲軸、活塞、活塞銷和連桿，其中的每個(gè)均通過(guò)活塞螺栓可樞轉(zhuǎn)地連接到相關(guān)聯(lián)的活塞，該活塞螺栓被布置在小連桿頭孔中并且在大連桿頭孔中可旋轉(zhuǎn)地安裝在曲軸的曲柄軸頸上。所述活塞配置為將燃燒產(chǎn)生的氣體力傳遞到曲軸。該氣體力通過(guò)活塞傳遞到活塞螺栓、連桿和曲軸。所描述的活塞、活塞螺栓、連桿和曲軸的布置將活塞的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)變換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。該連桿可以在汽缸孔的縱向軸線的方向上部分旋轉(zhuǎn)并且部分?jǐn)[動(dòng)地移動(dòng)。
[0005]傳動(dòng)系統(tǒng)中的各種部件如曲軸、活塞等可能在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生振動(dòng)。這些部件中的振動(dòng)可以轉(zhuǎn)移到發(fā)動(dòng)機(jī)中的其它部件以及車輛部件，所述車輛部件可以包括凸輪軸、車廂、車輛輪胎、發(fā)動(dòng)機(jī)艙等?？赡芟Ｍ魅踉谶@些部件中產(chǎn)生的振動(dòng)，以減小在車輛和發(fā)動(dòng)機(jī)中可以負(fù)面地影響客戶滿意度以及部件壽命的噪聲、振動(dòng)和不舒適性(NVH)。
[0006]因此，補(bǔ)償重物(例如，平衡塊)可以用在曲軸中以削弱振動(dòng)。然而，補(bǔ)償重物由于包裝限制而不能削弱期望的振動(dòng)量。例如，曲軸箱可能在空間上壓縮平衡塊的形狀和尺寸。因此，可將平衡塊定位在曲軸箱外部，以試圖削弱在傳動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的期望的振動(dòng)量。然而，將平衡塊定位在曲軸箱的外側(cè)可以減小發(fā)動(dòng)機(jī)的緊湊性以及增加制造成本。此外，增加平衡塊的質(zhì)量也會(huì)增加燃料消耗。例如，設(shè)置在曲軸箱的外部的平衡塊可以具有增加傳動(dòng)系統(tǒng)中的損耗的額外重量。因此，在現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)中可以存在曲軸減振和燃料消耗之間的折衷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在這樣一種方法中，提供了具有汽缸和曲軸驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括曲軸，其中安裝在曲軸箱中的曲軸具有用于汽缸的相關(guān)聯(lián)的曲軸曲拐。該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)還包括布置在曲軸曲拐的相對(duì)側(cè)上的曲軸上的用作質(zhì)量補(bǔ)償?shù)钠胶鈮K的補(bǔ)償重物，其中所述補(bǔ)償重物包括面向外的側(cè)面，并且從面向外的側(cè)面的圓周表面到曲軸的縱向軸線的距離沿面向外的側(cè)面的圓周表面的長(zhǎng)度是不恒定的。
[0008]以這種方式成形平衡塊使得平衡塊被按需定位在曲軸箱內(nèi)，同時(shí)削弱經(jīng)由傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的期望的振動(dòng)量。結(jié)果，如果需要，可以減小發(fā)動(dòng)機(jī)的緊湊性，發(fā)動(dòng)機(jī)中的NVH降低，并且制造成本可以降低，從而提高了客戶的滿意度。[0009]上述優(yōu)點(diǎn)和其它優(yōu)點(diǎn)以及本說(shuō)明書(shū)的特征將在單獨(dú)或結(jié)合附圖時(shí)通過(guò)以下【具體實(shí)施方式】而變得顯而易見(jiàn)。
[0010]應(yīng)當(dāng)理解的是，以上
【發(fā)明內(nèi)容】
被提供以簡(jiǎn)化的形式介紹在【具體實(shí)施方式】中進(jìn)一步描述的一系列概念。該
【發(fā)明內(nèi)容】
并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或必要特征，所述主題的范圍由所附權(quán)利要求唯一地限定。此外，所要求保護(hù)的主題并不局限于解決上面提到的或本公開(kāi)的任何部分中的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。另外，本發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到上述問(wèn)題，并且不認(rèn)為這些問(wèn)題是已知的。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1示意性地示出了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的第一實(shí)施例的曲柄驅(qū)動(dòng)器的部件的側(cè)視圖；和
[0012]圖2示出了一種用于生產(chǎn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的方法。
[0013]本發(fā)明將在下文中參考圖1和圖2更詳細(xì)地描述。
【具體實(shí)施方式】
[0014]發(fā)動(dòng)機(jī)可以包括曲軸、活塞、活塞銷和連桿，其中的每個(gè)均通過(guò)活塞螺栓可樞轉(zhuǎn)地連接到相關(guān)聯(lián)的活塞，該活塞螺栓布置在小連桿頭孔中并且在大連桿頭孔中可旋轉(zhuǎn)地安裝在曲軸的曲軸軸頸上。所述活塞配置為將由燃燒產(chǎn)生的氣體力傳遞到曲軸。
[0015]該氣體力可以在汽缸孔的縱向軸線的方向上向下按壓活塞，其中從上止點(diǎn)(TDC)開(kāi)始，活塞通過(guò)氣體力被促使進(jìn)行加速運(yùn)動(dòng)。試圖以其向下引導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)避開(kāi)氣體力的活塞在這種向下引導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)中受到該氣體力，連桿可樞轉(zhuǎn)地連接到所述活塞。為此，活塞通過(guò)活塞螺栓將在該活塞上作用的氣體力引導(dǎo)到連桿，并嘗試向下加速。當(dāng)活塞與連接到該活塞的部件特別是連桿一起接近下止點(diǎn)(BDC)時(shí)，該活塞減速以便之后完成在下止點(diǎn)(BDC)處反轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)。
[0016]在車輛中的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和相關(guān)聯(lián)的部件(例如輔助設(shè)備)可以特征在于振動(dòng)系統(tǒng)。所述振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)行為可受各種因素的影響。在震動(dòng)和力激振(force excitation)下的振動(dòng)系統(tǒng)或部件包括曲軸箱、汽缸體、汽缸蓋、閥驅(qū)動(dòng)器和同樣在本文中進(jìn)行描述的曲柄軸驅(qū)動(dòng)器。這些部件可能受到質(zhì)量力和氣體力。
[0017]通過(guò)可樞轉(zhuǎn)地安裝于各個(gè)曲柄軸頸的連桿引入到曲軸中的隨時(shí)間改變的旋轉(zhuǎn)力可以激勵(lì)曲軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)振動(dòng)。這些旋轉(zhuǎn)振動(dòng)可以導(dǎo)致從結(jié)構(gòu)聲發(fā)射的噪聲和從結(jié)構(gòu)聲傳輸?shù)脑肼曔M(jìn)入車身并進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中還可以發(fā)生振動(dòng)，這對(duì)駕駛舒適性具有不利影響，例如在乘客車廂中的方向盤(pán)的振動(dòng)。當(dāng)曲軸在其固有頻率范圍中被激勵(lì)時(shí)，能夠發(fā)生高旋轉(zhuǎn)振動(dòng)振幅，這甚至能夠?qū)е缕跀嗔?。這示出了振動(dòng)不僅在噪聲設(shè)計(jì)中是重要的，而且在部件強(qiáng)度方面也是重要的。
[0018]曲軸的旋轉(zhuǎn)振動(dòng)也可以通過(guò)正時(shí)驅(qū)動(dòng)器或凸輪軸驅(qū)動(dòng)器被不期望地傳輸?shù)酵馆嗇S，其中凸輪軸自身也是振動(dòng)系統(tǒng)，并且能夠激勵(lì)另外的系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)，特別是閥驅(qū)動(dòng)器。振動(dòng)還可以通過(guò)由曲軸驅(qū)動(dòng)的牽引裝置傳送到其它輔助部件。曲軸的振動(dòng)也可以被傳送到傳動(dòng)系統(tǒng)，經(jīng)由該傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)可以被傳送遠(yuǎn)至車輛輪胎。
[0019]在四沖程內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸曲拐處的旋轉(zhuǎn)力部署是周期性的，其中周期擴(kuò)展超過(guò)曲軸的兩轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)力部署可以通過(guò)傅立葉分析分解成該旋轉(zhuǎn)力部署的諧波元素，以允許旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的激勵(lì)的結(jié)論。實(shí)際的旋轉(zhuǎn)力部署包含恒定的旋轉(zhuǎn)力和多個(gè)諧波變化的旋轉(zhuǎn)力，所述諧波變化的旋轉(zhuǎn)力具有不同的旋轉(zhuǎn)力振幅和頻率或振動(dòng)計(jì)數(shù)。每個(gè)諧波的振動(dòng)計(jì)數(shù)ni與和曲軸或發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度η之比被稱為諧波的級(jí)數(shù)i。
[0020]由于在曲軸上來(lái)自質(zhì)量力和氣體力的高動(dòng)態(tài)載荷，可能希望向曲軸提供質(zhì)量補(bǔ)償。術(shù)語(yǔ)“質(zhì)量補(bǔ)償”覆蓋向外補(bǔ)償或減小質(zhì)量力的作用的所有措施。到此程度，質(zhì)量補(bǔ)償還包括由質(zhì)量力引起的力矩的補(bǔ)償。質(zhì)量補(bǔ)償可以通過(guò)定向匹配曲軸曲拐和汽缸的數(shù)量和布置而發(fā)生在獨(dú)立的情況下。也可以提供平衡塊以用于質(zhì)量補(bǔ)償。
[0021]六缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過(guò)以下的技術(shù)平衡。六個(gè)汽缸成對(duì)組合，使得它們作為汽缸對(duì)機(jī)械地并聯(lián)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被組合為汽缸對(duì)，其中用于三個(gè)汽缸對(duì)的曲軸軸頸或曲拐被布置在曲軸上，每個(gè)偏移120° CA。機(jī)械地并聯(lián)運(yùn)行意味著機(jī)械地并聯(lián)運(yùn)行的兩個(gè)汽缸的兩個(gè)活塞都處于具有相同。CA (曲柄角度)的上止點(diǎn)(TDC)和下止點(diǎn)(BDC)。在三缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)中，第一級(jí)數(shù)的質(zhì)量力和第二級(jí)數(shù)的質(zhì)量力可通過(guò)選擇合適的曲軸曲拐而被補(bǔ)償，而不是由質(zhì)量力引起的力矩進(jìn)行補(bǔ)償。
[0022]完全質(zhì)量補(bǔ)償并不總能實(shí)現(xiàn)，因此必須采取進(jìn)一步的措施，例如布置在曲軸上的平衡塊和/或?yàn)閮?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)配備至少一個(gè)平衡器軸。所有措施的起點(diǎn)可以是考慮到曲軸可以通過(guò)隨時(shí)間改變的旋轉(zhuǎn)力而加載，所述隨時(shí)間改變的旋轉(zhuǎn)力由曲柄驅(qū)動(dòng)器的氣體力的和質(zhì)量力組成。曲柄驅(qū)動(dòng)器的質(zhì)量，即各個(gè)連桿、活塞、活塞螺栓、活塞環(huán)和曲軸自身的質(zhì)量，可以被劃分為振蕩替代質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)替代質(zhì)量。旋轉(zhuǎn)替代質(zhì)量的質(zhì)量力的外部作用可以通過(guò)設(shè)置在曲軸上的平衡塊而被補(bǔ)償。
[0023]質(zhì)量補(bǔ)償可以在 由振蕩替代質(zhì)量引起的質(zhì)量力的情況下變得更加困難，這是因?yàn)檫@大致包括第一級(jí)數(shù)的質(zhì)量力和第二級(jí)數(shù)的質(zhì)量力，其中較高級(jí)數(shù)的力是可忽略的。每個(gè)級(jí)數(shù)的質(zhì)量力可以通過(guò)布置安裝有相應(yīng)的重物的兩個(gè)反旋轉(zhuǎn)的軸(稱為平衡器軸)而被補(bǔ)償。補(bǔ)償?shù)谝患?jí)數(shù)的質(zhì)量力的軸以發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)行，而平衡第二級(jí)數(shù)的質(zhì)量力的軸以兩倍的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)行。這種質(zhì)量補(bǔ)償?shù)姆椒梢允欠浅３杀久芗?、?fù)雜的并且具有高重量，需要很大的空間。在補(bǔ)償?shù)谝患?jí)數(shù)的質(zhì)量力的環(huán)境內(nèi)，曲軸可以同時(shí)作為平衡器軸，即其可以構(gòu)成兩個(gè)平衡器軸中的一個(gè)，使得至少減少了質(zhì)量補(bǔ)償所要求的重量和空間。
[0024]即使當(dāng)質(zhì)量力被補(bǔ)償時(shí)，質(zhì)量力矩也會(huì)出現(xiàn)，這是因?yàn)楦鱾€(gè)汽缸的質(zhì)量力均作用在汽缸中心平面中。這些質(zhì)量力矩可以在各自獨(dú)立的情況下被裝備有重物的至少一個(gè)平衡器軸補(bǔ)償。這可以進(jìn)一步增加總質(zhì)量補(bǔ)償所需的空間、成本和重量。
[0025]在三缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)中，可以補(bǔ)償所述第一級(jí)數(shù)的質(zhì)量力所引起的力矩，例如通過(guò)獨(dú)立的平衡器軸以發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度反轉(zhuǎn)到曲軸，在該軸的端部，用作偏重的兩個(gè)補(bǔ)償重物可以被布置為偏移180°，即扭轉(zhuǎn)180°。
[0026]可替換地，在三缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)中的第一級(jí)數(shù)的質(zhì)量力所引起的力矩可以由作為偏重的兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的補(bǔ)償重物補(bǔ)償，其中第一補(bǔ)償重物以與曲軸相同的方向運(yùn)行，而第二補(bǔ)償重物沿與曲軸相反的方向運(yùn)行。上述與質(zhì)量補(bǔ)償最根本的區(qū)別是，兩個(gè)補(bǔ)償重物用作彼此反向旋轉(zhuǎn)的偏重。因此，兩個(gè)補(bǔ)償重物不設(shè)置在相同的載體例如軸上，但是布置在使其具有在不同旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的不同載體上。第一補(bǔ)償重物的載體可以例如是曲軸本身或與曲軸連接的主體，例如飛輪。第二補(bǔ)償重物可以需要以與曲軸相反方向旋轉(zhuǎn)的載體，該載體本身也由所述曲軸驅(qū)動(dòng)。
[0027]如以上詳細(xì)所述，用于補(bǔ)償質(zhì)量力和/或質(zhì)量力矩的許多概念可能需要布置在曲軸上用作偏重的補(bǔ)償重物。旋轉(zhuǎn)替代質(zhì)量的質(zhì)量力的外部作用例如可以通過(guò)布置在曲軸上的補(bǔ)償重物來(lái)補(bǔ)償。這里，作為偏重的至少一個(gè)補(bǔ)償重物布置在與至少一個(gè)曲軸曲拐相對(duì)的側(cè)面上的曲軸上，用于質(zhì)量補(bǔ)償?shù)哪康摹?br> [0028]同樣，例如用于三缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)的補(bǔ)償由第一級(jí)數(shù)的質(zhì)量力所引起的力矩的概念可以使用布置在曲軸上起偏重作用的補(bǔ)償重物。
[0029]具有上述關(guān)于現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)的方式布置在曲軸上的補(bǔ)償重物在發(fā)動(dòng)機(jī)中會(huì)引起結(jié)構(gòu)問(wèn)題。當(dāng)活塞通過(guò)下止點(diǎn)時(shí)，用作偏重并且在屬于活塞的曲軸曲拐的相對(duì)側(cè)上布置的補(bǔ)償重物位于緊鄰活塞的下方(即，在面對(duì)活塞的側(cè)面上)?？赡芷谕谇S旋轉(zhuǎn)時(shí)抑制活塞和補(bǔ)償重物之間的接觸。在現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)中的補(bǔ)償重物具有在相對(duì)于曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線的面向外的側(cè)面上的半圓形構(gòu)型。這意味著在現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)中，在圓周方向上運(yùn)行的補(bǔ)償重物的外部具有與曲軸的縱向軸線(例如旋轉(zhuǎn)軸線)基本恒定的距離。
[0030]然而，在曲軸箱中的收縮的空間條件可以使補(bǔ)償質(zhì)量的配置變得困難，或需要相當(dāng)大的補(bǔ)償質(zhì)量的配置，這是因?yàn)樽饔酶軛U(active lever)，即偏重的重心距曲軸的縱向軸線的距離，被選擇為相對(duì)小，(即短，因?yàn)檩^小的結(jié)構(gòu)空間可用)。
[0031]在可應(yīng)用的位置，由于收縮的空間條件，質(zhì)量補(bǔ)償可以被提供在曲軸箱的外部。在曲軸箱外部提供的一個(gè)或多個(gè)平衡軸不僅增加了車輛的引擎室中所需的空間和成本，而且也增加了燃料消耗。引起燃料消耗增加的首要原因是補(bǔ)償單元的額外重量。其次，具有其旋轉(zhuǎn)軸和其它移動(dòng)部件的補(bǔ)償單元造成了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的摩擦，或增加了摩擦產(chǎn)生。后者是特別相關(guān)的，因?yàn)槭聦?shí)上一旦內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)，補(bǔ)償單元就可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，補(bǔ)償重物的重量的減輕會(huì)是期望的，因?yàn)檐囕v中燃料消耗的減少是通過(guò)補(bǔ)償重物質(zhì)量的降低實(shí)現(xiàn)的。
[0032]此外，可能期望提供一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其在發(fā)動(dòng)機(jī)中提供曲軸和/或相應(yīng)的部件的增加的質(zhì)量補(bǔ)償。另外，在本發(fā)明中還可以提供一種方法以用于制造這種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的
曲軸回祁O
[0033]因此，在一個(gè)示例中，提供了具有至少一個(gè)汽缸并具有曲柄驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。曲柄驅(qū)動(dòng)器也可以稱為傳動(dòng)系統(tǒng)。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括曲軸，其中安裝在曲軸箱中的曲軸具有用于每個(gè)汽缸的相關(guān)聯(lián)的曲軸曲拐，其中所述曲軸曲拐沿曲軸的縱向軸線間隔地設(shè)置。所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)還包括至少一個(gè)補(bǔ)償重物，其用作平衡塊并且布置在與至少一個(gè)曲軸曲拐相對(duì)的側(cè)面上的曲軸上，以用于質(zhì)量補(bǔ)償?shù)哪康?。所述至少一個(gè)補(bǔ)償重物不具有相對(duì)于曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線在面向外的側(cè)面上的半圓形構(gòu)型。換句話說(shuō)，曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線不是面向外的側(cè)面的弧形的中心。還在一些實(shí)施例中，面向外的側(cè)面可以不構(gòu)成弧形。具體地，在一個(gè)例子中，面向外的側(cè)面可以是平面的。還在另一個(gè)例子中，面向外的表面可以是凹的。
[0034]本文所述的曲柄驅(qū)動(dòng)器和現(xiàn)有曲柄驅(qū)動(dòng)器之間的一個(gè)區(qū)別是，在現(xiàn)有曲柄驅(qū)動(dòng)器中的補(bǔ)償重物具有帶有圓周表面的面向外的側(cè)面，所述圓周表面與曲軸的縱向軸線(例如，旋轉(zhuǎn)軸線)之間的距離是沿所述表面恒定的。相反，本文所述的曲柄驅(qū)動(dòng)器具有帶有圓周表面的面向外的側(cè)面，所述圓周表面與曲軸的縱向軸線(例如，旋轉(zhuǎn)軸線)之間的距離沿圓周表面的長(zhǎng)度而變化。因此，本文所述的補(bǔ)償重物不具有中心在曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線上的點(diǎn)處的半圓形構(gòu)型。
[0035]將意識(shí)到，曲軸的縱向軸線可以作為旋轉(zhuǎn)曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線和與曲軸一起旋轉(zhuǎn)的補(bǔ)償重物的旋轉(zhuǎn)軸線。在這一點(diǎn)上，圓周方向可以由旋轉(zhuǎn)曲軸預(yù)定義，其中補(bǔ)償重物的外部的弧形構(gòu)型可以由在圓周方向上旋轉(zhuǎn)的長(zhǎng)度R的指針描述或執(zhí)行。
[0036]在此所述的曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線和補(bǔ)償重物的圓周表面之間的距離的變化允許更加有效地使用曲軸箱中可用的有限空間，即對(duì)于相同結(jié)構(gòu)空間，較大的偏重質(zhì)量可以布置在曲軸上或?qū)崿F(xiàn)較大的有效杠桿，并且因此可以減小質(zhì)量補(bǔ)償所期望的偏重質(zhì)量。本文所述的補(bǔ)償重物的設(shè)計(jì)即允許增加偏重的重心距曲軸的縱向軸線的距離，即偏重的杠桿可設(shè)計(jì)為相對(duì)較長(zhǎng)。因此，如果需要的話，沒(méi)有必要在曲軸箱外部提供質(zhì)量補(bǔ)償。然而，在一些示例中，除了在曲軸箱中的質(zhì)量補(bǔ)償，還可以存在提供在曲軸箱外部的質(zhì)量補(bǔ)償。
[0037]而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的曲軸箱中的壓縮的空間條件可以導(dǎo)致質(zhì)量補(bǔ)償必須布置成至少部分地在曲軸箱外側(cè)，如果需要的話，這可以由在此所述的補(bǔ)償重物的設(shè)計(jì)而避免。本文所述的具有質(zhì)量補(bǔ)償?shù)膬?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以減少期望量的傳動(dòng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的振動(dòng)。
[0038]在一個(gè)示例中，本文描述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有活塞，該活塞屬于通過(guò)連桿可樞轉(zhuǎn)地連接至曲軸的汽缸，其中所述連桿在一端通過(guò)活塞螺栓可樞轉(zhuǎn)地連接到所述活塞，而在另一端可旋轉(zhuǎn)地安裝在曲軸的相關(guān)聯(lián)的曲軸曲拐的曲軸軸頸上。
[0039]已經(jīng)考慮了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的 示例，其中所述至少一個(gè)活塞的縱向軸線與曲軸的縱向軸線相交，并且當(dāng)所述活塞處于下止點(diǎn)(BDC)時(shí)，跨越兩個(gè)縱向軸線的平面形成了至少一個(gè)補(bǔ)償重物的中心平面。也就是說(shuō)，當(dāng)活塞處于BDC時(shí)，對(duì)稱地分割補(bǔ)償重物的平面可與活塞的縱向軸線對(duì)準(zhǔn)。以這種方式，在一個(gè)示例中，補(bǔ)償重物可以配置為補(bǔ)償曲軸曲拐的質(zhì)量。
[0040]在另外的示例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以配置成使得在圓周方向上延伸，從中心平面開(kāi)始至少朝向一側(cè)的至少一個(gè)補(bǔ)償重物的外側(cè)具有距曲軸的縱向軸線的越來(lái)越大的距離
s ( α )。
[0041]在一個(gè)示例中，補(bǔ)償重物的重心可以通過(guò)逐漸增大的距離s(a )進(jìn)一步往外移位，即重心距曲軸的縱向軸線的距離被擴(kuò)大，從而使作用杠桿的偏重重量增加。在另一個(gè)示例中，當(dāng)距離S(a)大于中心平面中的距離R時(shí)，所述距離逐漸增大，即隨著旋轉(zhuǎn)角度a的增大，所述距離只要大于R即可被再次減小。在本文中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以配置成使得在圓周方向上延伸，從中心平面開(kāi)始朝向兩側(cè)的至少一個(gè)補(bǔ)償重物的外側(cè)具有距曲軸的縱向軸線的越來(lái)越大的距離s(a)。因此，至少一個(gè)補(bǔ)償重物可以具有類似錘子的形狀，其中所述補(bǔ)償重物的重心進(jìn)一步向外移動(dòng)，即所述作用杠桿的偏重質(zhì)量增加。在本文中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以配置成使得從中心平面開(kāi)始的所述外側(cè)距曲軸的縱向軸線的距離s(a)相應(yīng)地朝向兩側(cè)增加，使得在圓周方向上延伸的至少一個(gè)補(bǔ)償重物的外部與中心平面對(duì)稱地形成。
[0042]在一個(gè)示例中，在本文中所描述的曲柄驅(qū)動(dòng)器中，其中至少一個(gè)活塞的縱向軸線與曲軸的縱向軸線相交，這個(gè)示例可實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償重物的設(shè)計(jì)，使得所述外側(cè)距曲軸的縱向軸線的距離s(a)的尺寸被設(shè)計(jì)為使得當(dāng)活塞通過(guò)下止點(diǎn)并且補(bǔ)償重物經(jīng)過(guò)活塞時(shí)，至少一個(gè)補(bǔ)償重物和活塞之間的距離保持基本相同。
[0043]進(jìn)一步在其它示例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)還可以配置成使得從中心平面開(kāi)始的所述外側(cè)距曲軸的縱向軸線的距離S(Ci)朝向兩側(cè)不同地改變。這樣的示例可以是有益的，當(dāng)所述曲軸箱被偏心布置時(shí)，即它具有偏置，并且曲軸的縱向軸線以距活塞的縱向軸線一定距離延伸。
[0044]進(jìn)一步在一個(gè)示例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以配置成使得曲軸的縱向軸線與活塞的縱向軸線相間隔地延伸，其中在活塞處于BDC時(shí)，穿過(guò)曲軸的縱向軸線并且平行于活塞的縱向軸線延伸的平面形成了補(bǔ)償重物的中心平面。
[0045]進(jìn)一步在一個(gè)示例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以配置成使得所述外側(cè)距曲軸的縱向軸線的距離s(a)的尺寸被設(shè)計(jì)為使得當(dāng)活塞通過(guò)下止點(diǎn)并且補(bǔ)償重物經(jīng)過(guò)活塞時(shí)，至少一個(gè)補(bǔ)償重物和活塞之間的距離保持基本相同。本示例中的補(bǔ)償重物的外側(cè)允許利用曲軸箱內(nèi)的可用空間。在這方面，可以不是活塞的實(shí)際形狀，而是一種裝備有形成基部的外殼(envelope)的活塞。以這種方式，可以增加傳動(dòng)系統(tǒng)的緊湊性。
[0046]在另一示例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄驅(qū)動(dòng)器可包括三個(gè)汽缸和/或三個(gè)相應(yīng)的曲軸曲拐。
[0047]也可使用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例，其中曲軸的圓周表面和縱向軸線之間的距離表示為函數(shù)s(a ):
[0048]s(a )=R+R[l-cos(a )+1/ λ -1/ λ (1-λ 2sin2( α ))?.5]，其中
[0049]R表示在中心平面中的距離s(a=0)，
[0050]a是從下止點(diǎn)處的活塞開(kāi)始的曲軸的旋轉(zhuǎn)角度，并且
[0051]λ為r/L的比，其中L為連桿長(zhǎng)度，而r為曲柄半徑。
[0052]如果所述外側(cè)距曲軸的縱向軸線的距離s(a )的大小根據(jù)以上公式設(shè)計(jì)，則對(duì)于其中所述活塞的縱向軸線與曲軸的縱向軸線相交而不具有偏置的曲柄驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)活塞通過(guò)下止點(diǎn)并且補(bǔ)償重物經(jīng)過(guò)活塞時(shí)，基于旋轉(zhuǎn)角度a的補(bǔ)償重物和活塞或活塞外殼之間的距離保持相同。
[0053]也可以使用內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例，曲軸的圓周表面和縱向軸線之間的距離由函數(shù)s(a )表示為:
[0054]s(a)=R+R[l-cos(a)-l/A (l_A2sin2(a)+2A ysin(a)-y2)0.5+1/
λ (1-μ2)°_5]，其中:
[0055]R表示在中心平面中的距離的s(a=0)，
[0056]a是自下止點(diǎn)處的活塞開(kāi)始的曲軸的旋轉(zhuǎn)角度，
[0057]λ為r/L的比，其中L為連桿長(zhǎng)度，而r為曲柄半徑，以及
[0058]μ為A/L的比，其中A作為曲軸的縱向軸線距至少一個(gè)活塞的縱向軸線的距離。
[0059]如果所述外側(cè)距曲軸的縱向軸線的距離s(a )的大小是根據(jù)以上公式設(shè)計(jì)的，則對(duì)于其中所述曲軸的縱向軸線與活塞的縱向軸線相間隔地延伸并具有偏置A的曲柄驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)活塞通過(guò)下止點(diǎn)并且補(bǔ)償重物通過(guò)活塞時(shí)，基于旋轉(zhuǎn)角度a的補(bǔ)償重物和活塞或活塞外殼之間的距離保持相同。
[0060]在一些示例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以配置成使得補(bǔ)償重物包括偏重質(zhì)量以補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)替代質(zhì)量的質(zhì)量力。進(jìn)一步在一些示例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)可以配置成使得補(bǔ)償重物包括偏重質(zhì)量以補(bǔ)償由第一級(jí)數(shù)的質(zhì)量力引起的力矩。
[0061]如已經(jīng)指出的，例如在三缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)中以及在五缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)或具有六個(gè)或八個(gè)汽缸的V型發(fā)動(dòng)機(jī)中的由第一級(jí)數(shù)的質(zhì)量力引起的力矩可以通過(guò)用作偏重并彼此相對(duì)地旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)補(bǔ)償重物來(lái)補(bǔ)償。與曲軸同步旋轉(zhuǎn)的第一補(bǔ)償重物可以布置在曲軸本身上，因此不提供平衡器軸。然后，曲軸自身承擔(dān)平衡器軸的功能。
[0062]本文還描述了一種用于生產(chǎn)最初所描述類型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的方法。該方法可包括鍛造曲軸以及在曲軸上布置的補(bǔ)償重物。所述曲軸和補(bǔ)償重物可以在結(jié)構(gòu)上類似于在此描述的曲軸和補(bǔ)償重物。在一個(gè)示例中，所述曲軸與所述補(bǔ)償重物可以落錘鍛造在一起?？商鎿Q地，曲軸可以與布置在曲軸上的補(bǔ)償重物鑄造在一起，接著進(jìn)行機(jī)械加工。另一個(gè)變體將是一個(gè)裝配式曲軸，其中曲軸以模塊形式構(gòu)造。
[0063]圖1簡(jiǎn)要地示出了內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)50的實(shí)施例的曲柄驅(qū)動(dòng)器I的部件的側(cè)視圖，其中活塞5位于下止點(diǎn)(BDC)?；钊?位于汽缸12中。盡管描述了單個(gè)汽缸和活塞，但可以理解的是，發(fā)動(dòng)機(jī)50可以包括對(duì)應(yīng)活塞的額外的汽缸。發(fā)動(dòng)機(jī)還可包括相應(yīng)于額外活塞的曲軸曲拐。具體地，在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)50可以包括三個(gè)汽缸和三個(gè)相應(yīng)的活塞以及三個(gè)曲軸曲拐。
[0064]曲柄驅(qū)動(dòng)器I包括曲軸2和活塞5，該活塞5經(jīng)由連桿7樞轉(zhuǎn)地連接到曲軸2，其中在一個(gè)示例中，所述連桿經(jīng)由在小連桿頭孔中的活塞銷6 (例如，活塞螺栓)樞轉(zhuǎn)連接到所述活塞5，并且在大連桿頭孔中可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在曲軸2的曲軸軸頸3b上。在所描述的示例中，該曲軸軸頸3b由相關(guān)聯(lián)的曲軸曲拐3的兩個(gè)分開(kāi)的曲軸臂3b橫向界定。然而，已經(jīng)考慮了其他的曲柄軸頸、曲軸臂和/或曲軸曲拐的位置。
[0065]當(dāng)曲軸2繞縱向軸線2a旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞5沿著其縱向軸線5a進(jìn)行擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)(旋轉(zhuǎn)方向α如箭頭所示)?；钊?的縱向軸線5a與曲軸2的縱向軸線2a相交。
[0066]在與曲軸曲拐3相對(duì)的一側(cè)上，用作偏重的補(bǔ)償重物4安裝在曲軸2上以用于質(zhì)量補(bǔ)償?shù)哪康摹Ｔ谒鍪纠?，?dāng)活塞5位于下止點(diǎn)(BDC)時(shí),跨越活塞5的縱向軸線5a與曲軸2的縱向軸線2 a的平面形成補(bǔ)償重物4的中心平面4a。然而，已經(jīng)考慮了活塞、曲軸和補(bǔ)償重物的其它的相對(duì)位置和/或幾何形狀。在其它示例中，在發(fā)動(dòng)機(jī)中可以存在多于一個(gè)的補(bǔ)償重物。具體地，在一個(gè)示例中，每個(gè)汽缸中可存在至少一個(gè)補(bǔ)償重物或者每個(gè)汽缸中可以具有多于一個(gè)的補(bǔ)償重物。曲軸箱14可至少部分地包圍曲軸2和補(bǔ)償重物4。另外，當(dāng)活塞被布置在下止點(diǎn)時(shí)，中心平面4a可延伸通過(guò)活塞中的活塞銷的縱向軸線。
[0067]由現(xiàn)有技術(shù)可知，補(bǔ)償重物4不形成具有在曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線上的中心點(diǎn)的圓弧(見(jiàn)虛線)，其中面向外的側(cè)面，即在圓周方向上延伸的外側(cè)4b’具有在旋轉(zhuǎn)角度α上距曲軸2的縱向軸線2a的恒定距離R。相反地，在圓周方向上延伸到縱向軸線2a的補(bǔ)償重物4的外側(cè)4b的圓周表面10和縱向軸線2a之間的距離s(a )的幅度沿著所述圓周表面10的長(zhǎng)度變化(例如，增大或減小)。外側(cè)4b也可以稱為面向外的側(cè)面。在圖1所示的實(shí)施例中,距離s(a )從中心平面4a朝向補(bǔ)償重物4的兩個(gè)橫向側(cè)面(8和9)相應(yīng)地增大。在所描繪的示例中，橫向側(cè)面是大體平面的。然而，已經(jīng)考慮了其它橫向側(cè)面輪廓。所述橫向側(cè)面可以稱為第一橫向側(cè)面8和第二橫向側(cè)面9。在所描述的示例中，在圓周方向上延伸的補(bǔ)償重物4的外側(cè)4b與中心平面4a對(duì)稱地形成。然而，已經(jīng)考慮了其它補(bǔ)償重物輪廓(例如，幾何形狀和/或尺寸)。在所述示例中，補(bǔ)償重物4具有錘子狀形狀，其中與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的補(bǔ)償重物的重心4c’相比，所述補(bǔ)償重物4的重心4c進(jìn)一步移向外側(cè)。因此，補(bǔ)償重物4的重心4c進(jìn)一步移向外側(cè)，這是因?yàn)樵谥行钠矫?a的兩側(cè)上不斷增大的距離s(a )，即重心4c距曲軸2的縱向軸線2a的距離增大，使得偏重質(zhì)量的有效杠桿增大。
[0068]已經(jīng)考慮了圓周表面10的其它輪廓。例如，圓周表面10可以包括平面區(qū)段或具體地在一個(gè)示例中可以是跨其長(zhǎng)度基本為平面的。然而，在描述的示例中，圓周表面10是彎曲的。進(jìn)一步在其它示例中，距離s(a)可以沿著圓周表面10的長(zhǎng)度從中心平面4a僅向第一橫向側(cè)面8或僅向第二橫向側(cè)面9增加。進(jìn)一步在其它示例中，該距離s(a)可以沿著圓周表面10的長(zhǎng)度向第一橫向側(cè)面8和向第二橫向側(cè)面9增加變化的量。
[0069]圖2示出了用于生產(chǎn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的方法200。該方法200可實(shí)現(xiàn)以用于生產(chǎn)上述關(guān)于圖1描述的發(fā)動(dòng)機(jī)和曲軸，或者可用于生產(chǎn)另一種合適的發(fā)動(dòng)機(jī)和曲軸。
[0070]在202，該方法包括鍛造曲軸和布置在曲軸上的補(bǔ)償重物，所述補(bǔ)償重物包括具有圓周表面的面向外的側(cè)面，從面向外的側(cè)面的圓周表面到曲軸的縱向軸線的距離沿面向外的側(cè)面的圓周表面的長(zhǎng)度是不恒定的。具體地在一個(gè)示例中，曲軸和補(bǔ)償重物可以落錘鍛造在一起。進(jìn)一步在另一個(gè)示例中，曲軸和補(bǔ)償重物可以被鑄造和/或機(jī)械加工。
[0071]注意，本文包括的示例性控制和估計(jì)程序可用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車輛系統(tǒng)配置。在此公開(kāi)的控制方法和程序可以作為可執(zhí)行指令存儲(chǔ)在非暫時(shí)性存儲(chǔ)器中。本文所述的具體程序可以表示任何數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或多個(gè)，如事件驅(qū)動(dòng)的、中斷驅(qū)動(dòng)的、多任務(wù)的、多線程的等。這樣，所示的各種動(dòng)作、操作和/或功能可以按所示的順序執(zhí)行、并行執(zhí)行或在某些情況下省略。類似地，處理的順序不是實(shí)現(xiàn)本文所述的示例性實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)所必須要求的，但是被提供以便于說(shuō)明和描述。所示的動(dòng)作、操作和/或功能中的一個(gè)或多個(gè)可以基于所使用的特定策略而重復(fù)地執(zhí)行。進(jìn)一步，所描述的動(dòng)作、操作和/或功能可以圖形表示代碼以被編程到發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的非暫時(shí)性存儲(chǔ)器中。
[0072]可以理解的是，本文公開(kāi)的配置和程序本質(zhì)上是示例性的，且這些具體實(shí)施例不應(yīng)視為具有限制意義，因?yàn)楦鞣N變化都是可能的。例如，上述技術(shù)可以應(yīng)用于V-6、L-4、L-6、V-12、對(duì)置4缸及其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本發(fā)明的主題包括各種系統(tǒng)和配置以及本文公開(kāi)的其他特征、功能和/或特性的所有新穎的和非顯而易見(jiàn)的組合和子組合。
[0073]所附權(quán)利要求特別指出被視為新穎和非顯而易見(jiàn)的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可能引用“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等價(jià)物。這樣的權(quán)利要求應(yīng)被理解為包括一個(gè)或一個(gè)以上這樣的元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個(gè)或兩個(gè)以上這樣的元件。所公開(kāi)的特征、功能、元件和/或特性的其它組合和子組合可以通過(guò)修改現(xiàn)有權(quán)利要求或通過(guò)在本申請(qǐng)或相關(guān)申請(qǐng)中提交新的權(quán)利要求而要求保護(hù)。這樣的權(quán)利要求，無(wú)論范圍比原始權(quán)利要求更寬、更窄、等價(jià)或不同，同樣被視為包括在本發(fā)明的主題內(nèi)。
[0074]附圖標(biāo)記的列表
[0075]I曲柄驅(qū)動(dòng)器
[0076]2 曲軸
[0077]2a曲軸的縱向軸線，旋轉(zhuǎn)軸線
[0078]3曲軸曲拐
[0079]3a曲軸臂
[0080]3b曲軸軸頸
[0081]4補(bǔ)償重物，偏重質(zhì)量
[0082]4a中心平面
[0083]4b補(bǔ)償重物的外側(cè)[0084]4b’根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的補(bǔ)償重物的外側(cè)
[0085]4c補(bǔ)償重物的重心
[0086]4c’根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的補(bǔ)償重物的重心
[0087]5 活塞
[0088]5a活塞的縱向軸線
[0089]6活塞銷
[0090]7 連桿
[0091]8第一橫向側(cè)面
[0092]9第二橫向側(cè)面
[0093]10圓周表面
[0094]12 汽缸
[0095]14曲軸箱
[0096]50 發(fā)動(dòng)機(jī)
[0097]s ( α )補(bǔ)償重物的外側(cè)距曲軸的縱向軸線的距離
[0098]α旋轉(zhuǎn)角度、曲軸角度
【權(quán)利要求】
1.一種具有汽缸和曲柄驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括: 曲軸，其中安裝在曲軸箱中的所述曲軸具有用于所述汽缸的相關(guān)聯(lián)的曲軸曲拐；和 補(bǔ)償重物，其被布置在與所述曲軸曲拐相對(duì)的側(cè)面上的所述曲軸上用作質(zhì)量補(bǔ)償?shù)钠胶鈮K； 其中所述補(bǔ)償重物包括面向外的側(cè)面，并且所述面向外的側(cè)面的圓周表面距所述曲軸的縱向軸線的距離沿所述面向外的側(cè)面的所述圓周表面的長(zhǎng)度是不恒定的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，還包括與通過(guò)連桿可樞轉(zhuǎn)地連接到所述曲軸的汽缸對(duì)應(yīng)的活塞，其中所述連桿的一端通過(guò)活塞螺栓可樞轉(zhuǎn)地連接到所述活塞，并在另一端可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述曲軸的相關(guān)聯(lián)的曲軸曲拐的曲軸軸頸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述活塞的縱向軸線與所述曲軸的所述縱向軸線相交，并且當(dāng)所述活塞處于下止點(diǎn)時(shí)，跨越兩個(gè)所述縱向軸線的平面構(gòu)成至少一個(gè)補(bǔ)償重物的中心平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述補(bǔ)償重物的所述面向外的側(cè)面的所述圓周表面距所述曲軸的所述縱向軸線的所述距離的幅度在朝著至少一個(gè)橫向側(cè)面的方向上增大，所述距離從所述中心平面開(kāi)始并向著所述補(bǔ)償重物的所述至少一個(gè)橫向側(cè)面延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中從所述補(bǔ)償重物的所述面向外的側(cè)面的所述圓周表面到所述曲軸的所述縱向軸線的所述距離的幅度在向著橫向側(cè)面的兩個(gè)方向上增大，所述距離從所 述中心平面開(kāi)始并向著所述補(bǔ)償重物的兩個(gè)橫向側(cè)面延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中從所述補(bǔ)償重物的所述面向外的側(cè)面的所述圓周表面到所述曲軸的所述縱向軸線的所述距離在向著兩個(gè)側(cè)面的方向上相應(yīng)地增大，使得所述補(bǔ)償重物關(guān)于所述中心平面對(duì)稱地形成，所述距離從所述中心平面開(kāi)始并向著所述補(bǔ)償重物的兩個(gè)橫向側(cè)面延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中從所述補(bǔ)償重物的所述面向外的側(cè)面的所述圓周表面到所述曲軸的所述縱向軸線的所述距離向著兩個(gè)所述橫向側(cè)面不同地變化，所述距離從所述中心平面開(kāi)始并向著所述補(bǔ)償重物的兩個(gè)橫向側(cè)面延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中當(dāng)所述活塞布置在下止點(diǎn)即BDC處時(shí)，所述中心平面在所述活塞中延伸通過(guò)活塞銷的縱向軸線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括第二汽缸和對(duì)應(yīng)于所述第二汽缸的第二曲軸曲拐，其中所述第一曲軸曲拐和第二曲軸曲拐沿所述曲軸的所述縱向軸線相間隔地布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括第三汽缸和相應(yīng)于所述第三汽缸的第三曲軸曲拐。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中從在所述圓周方向上延伸的所述面向外的側(cè)面的表面到所述曲軸的所述縱向軸線的所述距離用函數(shù)s(a)表示，并且s(a)=R+R[l-cos(a)+l/A-l/A (1-λ 2sin2 ( a )) °_5]，其中 R 表示所述中心平面中的所述距離s (a=0), a是所述曲軸從位于下止點(diǎn)的活塞開(kāi)始的旋轉(zhuǎn)角度，λ是r/L的比，其中L為所述連桿的長(zhǎng)度，而r為所述曲柄的半徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中從在所述圓周方向上延伸的所述面向外的側(cè)面的表面到所述曲軸的所述縱向軸線的所述距離用函數(shù)s(a)表示，并且s ( a )=R+R[ 1-cos ( a )-1/ λ (1- λ 2sin2( α )+2 λ μ sin( α )-μ 2)0.5+1/ λ (1_μ 2)°_5],其中 R表示所述中心平面中的所述距離s (α=0), α是所述曲軸(2)從位于下止點(diǎn)的活塞開(kāi)始的旋轉(zhuǎn)角度，λ為r/L的比，其中L為所述連桿的長(zhǎng)度，而r為所述曲柄的半徑，并且μ為A/L的比，其中A為所述曲軸的所述縱向軸線距所述至少一個(gè)活塞的所述縱向軸線的距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述補(bǔ)償重物配置為至少部分地補(bǔ)償經(jīng)由所述曲柄驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的質(zhì)量力或補(bǔ)償經(jīng)由所述曲柄驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的所述第一級(jí)數(shù)的質(zhì)量力。
14.一種用于生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的方法，所述方法包括: 鍛造曲軸和布置在所述曲軸上的補(bǔ)償重物，所述補(bǔ)償重物包括具有圓周表面的面向外的側(cè)面，其中從所述面向外的側(cè)面的所述圓周表面到所述曲軸的縱向軸線的距離沿所述面向外的側(cè)面的所述圓周表面的長(zhǎng)度是不恒定的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述曲軸與布置在所述曲軸上的所述至少一個(gè)補(bǔ)償重物一起被落錘鍛造。
16.—種發(fā)動(dòng)機(jī),其包括: 曲軸； 曲軸箱，其至少部分地包圍所述曲軸；和 補(bǔ)償重物，其被布置在包括面向外的側(cè)面的圓周表面的所述曲軸上，所述曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線和所述圓周表面之間的距離沿所述圓周表面的長(zhǎng)度變化。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述曲軸的所述旋轉(zhuǎn)軸線和所述補(bǔ)償重物的所述圓周表面之間的所述距離在向著所述補(bǔ)償重物的第一橫向側(cè)面的方向和向著所述補(bǔ)償重物的第二橫向側(cè)面的方向中的至少一個(gè)方向上增大，并且其中所述曲軸與所述補(bǔ)償重物一體形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述曲軸的所述旋轉(zhuǎn)軸線和所述補(bǔ)償重物的所述圓周表面之間的距離在向著所述補(bǔ)償重物的第一橫向側(cè)面的方向上增大。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述曲軸的所述旋轉(zhuǎn)軸線和所述補(bǔ)償重物的所述圓周表面之間的所述距離在向著第一橫向側(cè)面的方向和向著不同的第二橫向側(cè)面的方向上都增大。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其中所述圓周表面是彎曲的。
【文檔編號(hào)】F16F15/28GK104019184SQ201410073068
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月1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