內(nèi)燃的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)（1），其具有多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)（10），其中該多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)（10）包括多個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承在曲軸（2）的連桿軸頸（6）上的耦合件（11），以及多個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承在偏心軸（8）的連桿軸頸（19）上的副連桿（15），其中耦合件（11）中的每個(gè)以能擺動(dòng)的方式與內(nèi)燃機(jī)（1）的活塞（3）的活塞連桿（4）以及副連桿（15）之一連接。在此設(shè)置了由曲軸（2）通過相位調(diào)節(jié)器驅(qū)動(dòng)的補(bǔ)償軸（28），所述補(bǔ)償軸設(shè)計(jì)用于至少部分地消除在內(nèi)燃機(jī)（1）中產(chǎn)生的二階慣性力。
【專利說明】?jī)?nèi)燃機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)，具有多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)/多鉸式曲柄連桿機(jī)構(gòu)(Mehrgelenkskurbeltrieb),其中所述多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括多個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承在曲軸的連桿軸頸上的耦合件以及多個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承在偏心軸的連桿軸頸上的副連桿/鉸接桿，其中每個(gè)耦合件都以能擺動(dòng)的方式與內(nèi)燃機(jī)的活塞的活塞連桿以及其中一個(gè)副連桿連接。
【背景技術(shù)】
[0002]由現(xiàn)有技術(shù)已知了前述類型的內(nèi)燃機(jī)。其包括偏心軸，該偏心軸通過多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)與曲軸耦合且進(jìn)而被內(nèi)燃機(jī)或曲軸驅(qū)動(dòng)。多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)具有與內(nèi)燃機(jī)的活塞的數(shù)量對(duì)應(yīng)數(shù)量的耦合件，所述耦合件分別可旋轉(zhuǎn)地支承在曲軸的連桿軸頸上并且具有分別向相對(duì)兩側(cè)超出曲軸外的、在其端部上分別具有一鉸接部的兩個(gè)臂部。鉸接部中的一個(gè)用于與活塞連桿以可擺動(dòng)方式連接，該活塞連桿通過耦合件使內(nèi)燃機(jī)活塞中的一個(gè)與曲軸連接。鉸接部中的另一個(gè)用于與所謂的副連桿以可擺動(dòng)方式連接，該副連桿以其另一個(gè)端部可旋轉(zhuǎn)地支承在偏心軸的連桿軸頸上。
[0003]像在傳統(tǒng)的不具有通過多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)與曲軸耦合的偏心軸的內(nèi)燃機(jī)中一樣，在前述類型的內(nèi)燃機(jī)中也產(chǎn)生一階慣性力和二階慣性力，該慣性力由于振動(dòng)的質(zhì)量而產(chǎn)生且隨著曲軸的曲軸轉(zhuǎn)角變化。為了達(dá)到期望的平穩(wěn)運(yùn)行以及為了減小噪聲必須盡可能補(bǔ)償這種慣性力。通過曲軸上的具有特定布置和特定重量的平衡重以及特定的曲軸曲拐布置能補(bǔ)償一階慣性力，而在由現(xiàn)有技術(shù)已知的內(nèi)燃機(jī)中通常借助于兩個(gè)反向轉(zhuǎn)動(dòng)的補(bǔ)償軸來進(jìn)行對(duì)二階慣性力的補(bǔ)償，該補(bǔ)償軸借助于雙倍轉(zhuǎn)速的曲軸驅(qū)動(dòng)。
[0004]更確切地說，在所有內(nèi)燃機(jī)中由于振動(dòng)質(zhì)量引起一階和二階的自由慣性力，該慣性力隨著曲軸的曲軸轉(zhuǎn)角變化。一階慣性力能通過曲軸上的平衡重以及曲拐布置來補(bǔ)償，而在已知的具有多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中自由二階慣性力不能被完全補(bǔ)償。因此，在平穩(wěn)運(yùn)行或運(yùn)行特性方面這種內(nèi)燃機(jī)比不上不具有多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，在不具有多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中二階慣性力的補(bǔ)償通常借助于兩個(gè)反向轉(zhuǎn)動(dòng)的補(bǔ)償軸進(jìn)行。然而這些措施不能容易地轉(zhuǎn)用在具有多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)上，因?yàn)樵谀抢镆环矫娈a(chǎn)生的慣性力不是純粹振動(dòng)地，相反卻是轉(zhuǎn)動(dòng)地，另一方面多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)的摩擦損失本身已經(jīng)比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的摩擦損失更大，且由于額外的補(bǔ)償軸的額外的摩擦損失被放大至不能接受的程度。然而，即使在前述類型的內(nèi)燃機(jī)中通過補(bǔ)償軸的有針對(duì)性的設(shè)計(jì)也能實(shí)現(xiàn)慣性力的全面的補(bǔ)償。
[0005]一旦內(nèi)燃機(jī)的自由慣性力近似得到補(bǔ)償，則圍繞曲軸的，亦即沿內(nèi)燃機(jī)的縱向的慣性矩對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)聲學(xué)效果產(chǎn)生較大影響。內(nèi)燃機(jī)圍繞曲軸縱軸的總交變力矩Mw主要由換氣力矩Mffl、慣性交變力矩Mw以及補(bǔ)償力矩Ma的和組成。在四缸直列內(nèi)燃機(jī)中，所有這些組成部分都在二階力矩中起作用。在此，換氣力矩由于沿切向?qū)肭S中的氣體力產(chǎn)生，且因此是反作用力矩，該反作用力矩在內(nèi)燃機(jī)在曲軸上輸出有效轉(zhuǎn)矩時(shí)產(chǎn)生。慣性交變力矩由于多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性力都作用在曲軸上而產(chǎn)生。在傳統(tǒng)的多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)中，補(bǔ)償力矩產(chǎn)生自存在于兩個(gè)可能存在的補(bǔ)償軸之間的高度差。通過有針對(duì)性地設(shè)計(jì)
該高度差可以減小在特定的運(yùn)行范圍內(nèi)-即轉(zhuǎn)速和/或負(fù)荷范圍內(nèi)-的總交換力矩并
進(jìn)而改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)聲學(xué)效果。
[0006]多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)優(yōu)選如此設(shè)計(jì)，即其具有類圓形的二階慣性力環(huán)。該二階慣性力環(huán)可以分為沿曲軸旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的部分和與該分量相反的部分。如果多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)具有類圓形的二階慣性力環(huán)，則可以僅利用一個(gè)以雙倍曲軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)的補(bǔ)償軸至少補(bǔ)償所述兩個(gè)部分中主要的、即沿曲軸旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的部分。一般小得多的、反向于曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的二階慣性力部分同樣可以通過第二補(bǔ)償軸被完全補(bǔ)償。然而，其通常具有比機(jī)械的配氣機(jī)構(gòu)小的二階慣性力幅值。因此通?？梢苑艞壍诙a(bǔ)償軸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的在于，提出一種內(nèi)燃機(jī)，該內(nèi)燃機(jī)通過價(jià)廉且摩擦有利的方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)聲學(xué)效果。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，這通過具有權(quán)利要求1所述的特征的內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)。在此，設(shè)有由曲軸通過相位調(diào)節(jié)器驅(qū)動(dòng)的補(bǔ)償軸，所述補(bǔ)償軸設(shè)計(jì)用于至少部分地消除在內(nèi)燃機(jī)中產(chǎn)生的二階慣性力。如果多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)或內(nèi)燃機(jī)配備有補(bǔ)償軸，則該補(bǔ)償軸關(guān)于曲軸位置的絕對(duì)位置或相位決定了該補(bǔ)償軸的補(bǔ)償力矩的產(chǎn)生和作用。前述在由現(xiàn)有技術(shù)已知的內(nèi)燃機(jī)中多個(gè)補(bǔ)償軸的高度差類似，該補(bǔ)償力矩反作用于換氣力矩且因此在內(nèi)燃機(jī)的特定的運(yùn)行范圍內(nèi)有助于改進(jìn)聲學(xué)效果。尤其在很好地補(bǔ)償慣性力方面，換氣力矩對(duì)聲學(xué)效果——尤其是車內(nèi)噪音水平——產(chǎn)生強(qiáng)烈影響，因此必須通過匹配地設(shè)計(jì)的補(bǔ)償力矩而至少在特定的運(yùn)行范圍內(nèi)使之最小化。
[0009]為此而設(shè)有相位調(diào)節(jié)器，借助于該相位調(diào)節(jié)器可以在特定的角度范圍內(nèi)改變曲軸和補(bǔ)償軸之間的角度差。例如，可以基于內(nèi)燃機(jī)的工況點(diǎn)如此調(diào)節(jié)該角度差:即相應(yīng)地使內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)支承結(jié)構(gòu)處的加速度最小化并因此顯著地改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)的聲學(xué)效果。在有利地選擇曲軸與補(bǔ)償軸之間的角度差的情況下，在發(fā)動(dòng)機(jī)支承結(jié)構(gòu)的左側(cè)和在發(fā)動(dòng)機(jī)支承結(jié)構(gòu)的右側(cè)沿內(nèi)燃機(jī)橫向的加速度整體導(dǎo)致反作用的干預(yù)。這導(dǎo)致了超出兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)支承結(jié)構(gòu)的累加的橫向加速度，該加速度明顯小于在發(fā)動(dòng)機(jī)支承結(jié)構(gòu)本身處的加速度。通過改變曲軸與補(bǔ)償軸之間的角度差，可以在根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)中改變?cè)谧髠?cè)和右側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)支承結(jié)構(gòu)處的加速度相位。為了在不同的工況點(diǎn)，亦即在不同的轉(zhuǎn)速和負(fù)載下使該反作用的干預(yù)、即釋放效果最大化，必須特別是連續(xù)地調(diào)節(jié)補(bǔ)償軸的角度差。這借助于相位調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)。因此，利用相位調(diào)節(jié)器可實(shí)現(xiàn)與在實(shí)踐中不能在多個(gè)補(bǔ)償軸之間實(shí)現(xiàn)的可變高度差相類似的效果。
[0010]如此設(shè)計(jì)根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的補(bǔ)償軸:其至少部分地消除在內(nèi)燃機(jī)中產(chǎn)生的二階慣性力，即尤其是沿曲軸旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性力分量的很大部分。在由現(xiàn)有技術(shù)已知的內(nèi)燃機(jī)中二階慣性力僅沿氣缸軸的方向起作用，這氣缸軸對(duì)于直列內(nèi)燃機(jī)相應(yīng)于其豎向軸，而前述類型的具有多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)、尤其是直列內(nèi)燃機(jī)不僅沿豎向軸(1.力矢量)方向而且沿內(nèi)燃機(jī)的與此垂直的橫軸方向(2.力矢量)具有二階慣性力。這兩個(gè)力矢量的相應(yīng)的合力的幅值在曲軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)程中變化，該合力的幅值可以在一與曲軸的旋轉(zhuǎn)軸垂直的虛擬內(nèi)燃機(jī)平面中在曲軸的一轉(zhuǎn)上表現(xiàn)為一封閉的曲線。該曲線可以按照多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各部件的布置和尺寸或者為縱向延伸的環(huán)狀的形狀或者更確切地說接近圓形的橢圓的或卵形的直至近似圓形的形狀。因?yàn)樵谇€是精確的圓形形狀的情況下借助于唯一的補(bǔ)償軸便能實(shí)現(xiàn)慣性力的完全消除，所以通過對(duì)多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)的各部件的設(shè)計(jì)、尺寸和/或多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的優(yōu)化，追求一種具有盡可能接近圓形或者說與圓形的偏差盡可能小的形狀的曲線，其中力矢量還盡可能小。
[0011]本發(fā)明的一種改進(jìn)方案提出，僅設(shè)置唯一的補(bǔ)償軸。由現(xiàn)有技術(shù)已知使用多個(gè)補(bǔ)償軸來基本上完全消除二階慣性力。然而，與僅具有唯一補(bǔ)償軸的內(nèi)燃機(jī)相比，每個(gè)額外的補(bǔ)償軸都造成摩擦損失的提高。通過這種方式可以把摩擦損失保持在特定的程度以下。此夕卜，通過設(shè)置僅一個(gè)補(bǔ)償軸可以降低內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)空間、重量和成本。
[0012]本發(fā)明的一種改進(jìn)方案提出，相位調(diào)節(jié)器具有小于或等于45°，尤其是20°的調(diào)節(jié)范圍。調(diào)節(jié)范圍反映出如下的角度范圍:在該角度范圍中曲軸和補(bǔ)償軸之間的角度差能被調(diào)節(jié)。即調(diào)節(jié)范圍處于沿第一旋轉(zhuǎn)方向的第一最大角度差與沿同第一方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向的第二最大角度差之間。第二角度差與第一角度差之間的差值因此形成了調(diào)節(jié)范圍。該調(diào)節(jié)范圍應(yīng)該小于或等于45°，尤其是小于或等于20°，優(yōu)選恰好為20°。
[0013]本發(fā)明的一種改進(jìn)方案提出，相位調(diào)節(jié)器設(shè)置用于，將曲軸與補(bǔ)償軸之間的角度差調(diào)節(jié)到使得在任意的負(fù)荷狀態(tài)下內(nèi)燃機(jī)的換氣力矩都至少部分——特別是完全——得到平衡。像上文已經(jīng)提到地，總交換力矩由換氣力矩、慣性交變力矩以及補(bǔ)償力矩組成，所有力矩都在二階中起作用。換氣力矩的減小尤其使內(nèi)燃機(jī)的聲學(xué)效果得到顯著改進(jìn)，這是因?yàn)橛绕湓趹T性力被良好補(bǔ)償時(shí)對(duì)該聲學(xué)效果具有強(qiáng)烈影響。因此，有利的是，通過相應(yīng)設(shè)計(jì)的補(bǔ)償力矩使慣性力最小化，優(yōu)選完全補(bǔ)償該慣性力，該補(bǔ)償力矩可借助于補(bǔ)償軸或通過調(diào)節(jié)角度差來產(chǎn)生。相位調(diào)節(jié)器此時(shí)用于如此調(diào)節(jié)角度差，即減小換氣力矩，優(yōu)選最小化或完全補(bǔ)償換氣力矩。
[0014]本發(fā)明的一種改進(jìn)方案提出一種控制器，控制器基于內(nèi)燃機(jī)的工況點(diǎn)來調(diào)節(jié)所述相位調(diào)節(jié)器。內(nèi)燃機(jī)的工況點(diǎn)尤其描述了作用于內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷，和/或其轉(zhuǎn)速。在不同的工況點(diǎn)中出現(xiàn)不同的慣性力。因此有利的是，相位調(diào)節(jié)器基于工況點(diǎn)被控制和/或被調(diào)節(jié)，從而曲軸和補(bǔ)償軸之間的角度差可根據(jù)相應(yīng)存在的工況點(diǎn)被調(diào)節(jié)。因此例如，在第一工況點(diǎn)中存在第一角度差，而在第二工況點(diǎn)中存在第二角度差。
[0015]本發(fā)明的一種改進(jìn)方案提出，補(bǔ)償軸具有與曲軸相同的旋轉(zhuǎn)方向。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明:剩余的、即未被消除的二階慣性力可能根據(jù)補(bǔ)償軸的旋轉(zhuǎn)方向而大小不同。在此處描述的內(nèi)燃機(jī)中提出，補(bǔ)償軸以與曲軸的旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，剩余的未被消除的二階慣性力明顯小于當(dāng)補(bǔ)償軸的旋轉(zhuǎn)方向相反時(shí)的情況。
[0016]本發(fā)明的一種改進(jìn)方案提出，由曲軸經(jīng)補(bǔ)償軸傳動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償軸，其中在補(bǔ)償軸傳動(dòng)裝置所具有的傳動(dòng)比下補(bǔ)償軸轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的兩倍。由于該雙倍轉(zhuǎn)速，能借助于該補(bǔ)償軸消除二階慣性力。因此有利的是，補(bǔ)償軸直接地由曲軸驅(qū)動(dòng)，其中補(bǔ)償軸傳動(dòng)裝置用于從曲軸的轉(zhuǎn)速變速到曲軸轉(zhuǎn)速雙倍的轉(zhuǎn)速變換。
[0017]本發(fā)明的一種改進(jìn)方案提出，曲軸經(jīng)偏心軸傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)偏心軸，其中在偏心軸傳動(dòng)裝置所具有的傳動(dòng)比下偏心軸的轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的一半。因此，偏心軸也由曲軸驅(qū)動(dòng)。為此，偏心軸傳動(dòng)裝置設(shè)置在偏心軸和曲軸之間。然而，偏心軸應(yīng)該僅以曲軸的一半轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。尤其有利的是，偏心軸和補(bǔ)償軸由曲軸通過共同的齒輪或帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，但其中實(shí)現(xiàn)不同的變速比或傳動(dòng)比。然而原則上，也可以使用分開的齒輪或帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償軸和偏心軸。
[0018]本發(fā)明的一種改進(jìn)方案提出，偏心軸具有與曲軸的旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)方向。在這種設(shè)計(jì)方案中，可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的延長(zhǎng)的膨脹(沖程)。
[0019]本發(fā)明的一種改進(jìn)方案提出，在曲軸和偏心軸之間設(shè)有另一相位調(diào)節(jié)器以用于調(diào)節(jié)曲軸和偏心軸之間的角度差。通過這種方式不僅可以實(shí)現(xiàn)由于相位可調(diào)的補(bǔ)償軸而具有高穩(wěn)定運(yùn)行的內(nèi)燃機(jī)。而且可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)活塞行程高度的調(diào)節(jié)。尤其應(yīng)該在膨脹沖程和排氣沖程期間使活塞的行程高度大于在進(jìn)氣和壓縮沖程期間的行程高度。然而，可以借助于曲軸和偏心軸之間的相位調(diào)節(jié)器基本上自由地在特定的角度范圍內(nèi)選擇該行程高度。優(yōu)選在此也基于內(nèi)燃機(jī)的工況點(diǎn)對(duì)相位調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制和/或調(diào)節(jié)。例如，可以借助于能對(duì)曲軸和補(bǔ)償軸之間的相位調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制和/或調(diào)節(jié)的同一個(gè)控制器對(duì)曲軸和偏心軸之間的相位調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制和/或調(diào)節(jié)。在此可以既基于工況點(diǎn)、也基于曲軸和補(bǔ)償軸之間的角度差來選擇曲軸和偏心軸之間的角度差，或反之。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面根據(jù)附圖中示出的實(shí)施例詳細(xì)地描述本發(fā)明，該實(shí)施例不對(duì)本發(fā)明形成限制。附圖示出:
[0021]圖1是內(nèi)燃機(jī)的一部分的透視圖；
[0022]圖2是圖1示出的內(nèi)燃機(jī)的一部分的透視圖；以及
[0023]圖3是圖2示出的局部的部分剖開的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]圖1示出了內(nèi)燃機(jī)I的一部分的透視圖，該內(nèi)燃機(jī)是直列式內(nèi)燃機(jī)，更確切地說是四沖程-四汽缸-直列內(nèi)燃機(jī)。該內(nèi)燃機(jī)I具有一個(gè)曲軸2和四個(gè)活塞3，其中每個(gè)活塞以可動(dòng)方式支承在內(nèi)燃機(jī)I的四個(gè)未示出的氣缸之一中。四個(gè)活塞3中的每一個(gè)都通過活塞連桿4與曲軸2連接。曲軸2可旋轉(zhuǎn)地支承在內(nèi)燃機(jī)I的同樣未示出的氣缸體曲軸箱的此處未示出的軸承中且具有五個(gè)用于支承的中心軸頸5以及四個(gè)連桿軸頸6 (其中在圖1中僅一個(gè)可見)，各連桿軸頸的縱向中軸線與曲軸2的旋轉(zhuǎn)軸線7平行地以不同的角度定向錯(cuò)開。
[0025]內(nèi)燃機(jī)I還具有偏心軸8，其具有與曲軸2的旋轉(zhuǎn)軸線7平行的旋轉(zhuǎn)軸線9。偏心軸8在曲軸2旁邊并且略低于該曲軸地以可旋轉(zhuǎn)方式支承在氣缸體曲軸箱中且通過多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)10與曲軸2耦聯(lián)。除了曲軸2和偏心軸8外，多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)10還總共包括四個(gè)耦合件11，其分別可旋轉(zhuǎn)地支承在曲軸2的連桿軸頸6之一上。每個(gè)耦合件11具有一升降臂12，該升降臂通過鉸接部13以能擺動(dòng)方式與其中一個(gè)活塞連桿4的下端部連接。相應(yīng)的活塞連桿4的上端部通過另一個(gè)鉸接部14鉸接在所屬的活塞3上。
[0026]多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)10還包括與活塞連桿4和耦合件11的數(shù)量對(duì)應(yīng)數(shù)量的副連桿15。這些副連桿大致平行于活塞連桿4定向且在曲軸2和偏心軸8的軸向上分別大致布置在與相應(yīng)活塞連桿4相同的平面中，然而布置在曲軸2的另一側(cè)上。每個(gè)副連桿15包括一個(gè)連接桿16和兩個(gè)在該連接桿16的對(duì)置端部上布置的連桿孔17和18，尤其具有不同的內(nèi)徑。每個(gè)副連桿15的在連接桿16的下端部處的較大連桿孔18包圍關(guān)于偏心軸8的旋轉(zhuǎn)軸線9偏心的偏心軸8連桿軸頸19，副連桿15借助于轉(zhuǎn)動(dòng)軸承20可旋轉(zhuǎn)地支承在該連桿軸頸上。在每個(gè)副連桿15的連接桿16的上端部處的較小連桿孔17形成在副連桿15與相鄰的耦合件11的較長(zhǎng)耦合臂22之間的鉸接部21的一部分，該耦合臂在與升降臂12相反的曲軸2側(cè)伸出曲軸外。
[0027]偏心軸8在相鄰的偏心連桿軸頸19之間以及在其端側(cè)端部上具有用于使偏心軸8支承在軸承中的、與旋轉(zhuǎn)軸線10共軸的軸部段23。除可變的壓縮外，通過之前描述的布置還能在曲軸2旋轉(zhuǎn)期間減小活塞連桿4相對(duì)于相應(yīng)氣缸的氣缸軸線的傾斜度，這便使活塞側(cè)壓力降低并進(jìn)而使在活塞2與氣缸的氣缸壁之間的摩擦力降低。
[0028]圖2示出了根據(jù)圖1的內(nèi)燃機(jī)I的局部的透視圖。內(nèi)燃機(jī)I的該實(shí)施方案對(duì)應(yīng)于已經(jīng)描述的內(nèi)容，因此此處參考上述實(shí)施方案。
[0029]圖3示出了由圖2已知的局部的部分剖開的側(cè)視圖。可容易地看出，所示的耦合件11由上部件24和下部件25形成，其中上部件24和下部件25沿一分界面26彼此貼靠，且分別與分界面26相鄰地設(shè)有半圓柱狀的缺口用以接納連桿軸頸6以及滑動(dòng)軸承27的兩個(gè)包圍連桿軸頸6的軸瓦，該滑動(dòng)軸承布置在連桿軸頸6和耦合件11之間。每個(gè)耦合件8的上部件24和下部件25由兩個(gè)螺栓固定在一起。
[0030]像在其它內(nèi)燃機(jī)中那樣，在此處示出的內(nèi)燃機(jī)I中由于活塞3、活塞連桿4、耦合件11和副連桿15的振動(dòng)質(zhì)量而出現(xiàn)了自由的慣性力，該慣性力應(yīng)該盡可能地被補(bǔ)償以便改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)I的平穩(wěn)運(yùn)行和聲學(xué)效果。該自由的慣性力主要包括一階慣性力和二階慣性力。前者可以通過曲軸2上的未示出的平衡重和其曲拐布置來補(bǔ)償。具有此處未示出的平衡重的補(bǔ)償軸28用于消除二階慣性力。例如，該補(bǔ)償軸在上方以及沿側(cè)向與曲軸2錯(cuò)開地以可旋轉(zhuǎn)方式支承在內(nèi)燃機(jī)I的氣缸體曲軸箱中，該補(bǔ)償軸由曲軸2經(jīng)未示出的變速傳動(dòng)裝置而以曲軸2的雙倍轉(zhuǎn)速、以與曲軸2的旋轉(zhuǎn)方向相同的旋轉(zhuǎn)方向被驅(qū)動(dòng)。
[0031]在曲軸2和補(bǔ)償軸28之間設(shè)有未示出的相位調(diào)節(jié)器，曲軸2經(jīng)由該相位調(diào)節(jié)器來驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償軸28。借助于該相位調(diào)節(jié)器可以對(duì)在曲軸2與補(bǔ)償軸28之間的角度差進(jìn)行調(diào)節(jié)。這尤其受控地和/或受調(diào)節(jié)地進(jìn)行:使二階慣性力矩——尤其是內(nèi)燃機(jī)I的換氣力矩——至少部分地、然而優(yōu)選完全地被補(bǔ)償。為此，例如相位調(diào)節(jié)器具有20°的調(diào)節(jié)范圍。然而，也可是任意其它的調(diào)節(jié)范圍，例如在0°和45°之間。尤其在內(nèi)燃機(jī)I中僅設(shè)置了唯一的補(bǔ)償軸28。補(bǔ)償軸28在此設(shè)計(jì)用于至少部分地消除在內(nèi)燃機(jī)I中產(chǎn)生的二階慣性力。相位調(diào)節(jié)器優(yōu)選通過控制器受控地和/或受調(diào)節(jié)地控制。因此，借助于控制器可以選擇曲軸2和補(bǔ)償軸28之間的任意的角度差。這優(yōu)選基于內(nèi)燃機(jī)I的工況點(diǎn)設(shè)計(jì)。尤其有利的是，為了調(diào)節(jié)曲軸2和偏心軸8之間的角度差在曲軸2和偏心軸8之間還設(shè)有另一個(gè)未示出的相位調(diào)節(jié)器。
[0032]附圖標(biāo)記列表
[0033]I內(nèi)燃機(jī)
[0034]2 曲軸
[0035]3 活塞
[0036]4活塞連桿[0037]5 軸頸
[0038]6連桿軸頸
[0039]7旋轉(zhuǎn)軸線
[0040]8偏心軸
[0041]9旋轉(zhuǎn)軸線
[0042]10多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)
[0043]11耦合件
[0044]12升降臂
[0045]13鉸接部
[0046]14鉸接部
[0047]15副連桿
[0048]16連接桿
[0049]17連接桿
[0050]18連接桿
[0051]19連桿軸頸
[0052]20轉(zhuǎn)動(dòng)軸承
[0053]21鉸接部
[0054]22耦合臂
[0055]23軸部段
[0056]24上部件
[0057]25下部件
[0058]26分界面
[0059]27滑動(dòng)軸承
[0060]28補(bǔ)償軸
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)(1)，具有多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)(10)，其中所述多連桿式曲柄連桿機(jī)構(gòu)(10 )包括多個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承在曲軸(2 )的連桿軸頸(6 )上的耦合件(11)以及多個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承在偏心軸(8)的連桿軸頸(19)上的副連桿(15)，其中每個(gè)耦合件(11)都以能擺動(dòng)的方式與內(nèi)燃機(jī)(I)的活塞(3)的活塞連桿(4)以及其中一個(gè)副連桿(15)連接，其特征在于，設(shè)有由曲軸(2)通過相位調(diào)節(jié)器驅(qū)動(dòng)的補(bǔ)償軸(28)，所述補(bǔ)償軸設(shè)計(jì)用于至少部分地消除在內(nèi)燃機(jī)(I)中產(chǎn)生的二階慣性力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，僅設(shè)有唯一的補(bǔ)償軸(28)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述相位調(diào)節(jié)器(28)具有小于或等于45°，尤其是20°的調(diào)節(jié)范圍。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述相位調(diào)節(jié)器(28)設(shè)計(jì)用于:將曲軸(2)和補(bǔ)償軸(28)之間的角度差調(diào)節(jié)到使得在任意的負(fù)荷狀態(tài)下內(nèi)燃機(jī)(I)的換氣力矩至少部分一特別是完全一得到平衡。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，設(shè)有控制器，所述控制器基于內(nèi)燃機(jī)(I)的工況點(diǎn)來調(diào)節(jié)所述相位調(diào)節(jié)器。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述補(bǔ)償軸(28)具有與曲軸(2)相同的旋轉(zhuǎn)方向。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，由曲軸(2)經(jīng)補(bǔ)償軸傳動(dòng)裝置來驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償軸(28)，其中在補(bǔ)償軸傳動(dòng)裝置所具有的傳動(dòng)比下補(bǔ)償軸(28)轉(zhuǎn)速是曲軸(2)轉(zhuǎn)速的兩倍。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，曲軸(2)經(jīng)偏心軸傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)偏心軸(8)，其中在偏心軸傳動(dòng)裝置所具有的傳動(dòng)比下所述偏心軸(8)的轉(zhuǎn)速是曲軸(2)轉(zhuǎn)速的一半。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述偏心軸(8)具有與曲軸(2)的旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)方向。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在曲軸(2)和偏心軸(8)之間設(shè)有另一相位調(diào)節(jié)器以用于調(diào)節(jié)曲軸(2)和偏心軸(8)之間的角度差。
【文檔編號(hào)】F02B75/04GK103765040SQ201280029998
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月18日
【發(fā)明者】M·布倫德爾 申請(qǐng)人:奧迪股份公司