[发明专利]内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机，具有多连杆式曲柄连杆机构/多铰式曲柄连杆机构（Mehrgelenkskurbeltrieb），其中所述多连杆式曲柄连杆机构包括多个可旋转地支承在曲轴的连杆轴颈上的耦合件以及多个可旋转地支承在偏心轴的连杆轴颈上的副连杆/铰接杆，其中每个耦合件都以能摆动的方式与内燃机的活塞的活塞连杆以及其中一个副连杆连接。

背景技术

由现有技术已知了前述类型的内燃机。其包括偏心轴，该偏心轴通过多连杆式曲柄连杆机构与曲轴耦合且进而被内燃机或曲轴驱动。多连杆式曲柄连杆机构具有与内燃机的活塞的数量对应数量的耦合件，所述耦合件分别可旋转地支承在曲轴的连杆轴颈上并且具有分别向相对两侧超出曲轴外的、在其端部上分别具有一铰接部的两个臂部。铰接部中的一个用于与活塞连杆以可摆动方式连接，该活塞连杆通过耦合件使内燃机活塞中的一个与曲轴连接。铰接部中的另一个用于与所谓的副连杆以可摆动方式连接，该副连杆以其另一个端部可旋转地支承在偏心轴的连杆轴颈上。

像在传统的不具有通过多连杆式曲柄连杆机构与曲轴耦合的偏心轴的内燃机中一样，在前述类型的内燃机中也产生一阶惯性力和二阶惯性力，该惯性力由于振动的质量而产生且随着曲轴的曲轴转角变化。为了达到期望的平稳运行以及为了减小噪声必须尽可能补偿这种惯性力。通过曲轴上的具有特定布置和特定重量的平衡重以及特定的曲轴曲拐布置能补偿一阶惯性力，而在由现有技术已知的内燃机中通常借助于两个反向转动的补偿轴来进行对二阶惯性力的补偿，该补偿轴借助于双倍转速的曲轴驱动。

更确切地说，在所有内燃机中由于振动质量引起一阶和二阶的自由惯性力，该惯性力随着曲轴的曲轴转角变化。一阶惯性力能通过曲轴上的平衡重以及曲拐布置来补偿，而在已知的具有多连杆式曲柄连杆机构的内燃机中自由二阶惯性力不能被完全补偿。因此，在平稳运行或运行特性方面这种内燃机比不上不具有多连杆式曲柄连杆机构的内燃机，在不具有多连杆式曲柄连杆机构的内燃机中二阶惯性力的补偿通常借助于两个反向转动的补偿轴进行。然而这些措施不能容易地转用在具有多连杆式曲柄连杆机构的内燃机上，因为在那里一方面产生的惯性力不是纯粹振动地，相反却是转动地，另一方面多连杆式曲柄连杆机构的摩擦损失本身已经比传统内燃机的摩擦损失更大，且由于额外的补偿轴的额外的摩擦损失被放大至不能接受的程度。然而，即使在前述类型的内燃机中通过补偿轴的有针对性的设计也能实现惯性力的全面的补偿。

一旦内燃机的自由惯性力近似得到补偿，则围绕曲轴的，亦即沿内燃机的纵向的惯性矩对发动机声学效果产生较大影响。内燃机围绕曲轴纵轴的总交变力矩M_W主要由换气力矩M_GW、惯性交变力矩M_MW以及补偿力矩M_A的和组成。在四缸直列内燃机中，所有这些组成部分都在二阶力矩中起作用。在此，换气力矩由于沿切向导入曲轴中的气体力产生，且因此是反作用力矩，该反作用力矩在内燃机在曲轴上输出有效转矩时产生。惯性交变力矩由于多连杆式曲柄连杆机构的惯性力都作用在曲轴上而产生。在传统的多连杆式曲柄连杆机构中，补偿力矩产生自存在于两个可能存在的补偿轴之间的高度差。通过有针对性地设计该高度差可以减小在特定的运行范围内——即转速和/或负荷范围内——的总交换力矩并进而改进发动机声学效果。

多连杆式曲柄连杆机构优选如此设计，即其具有类圆形的二阶惯性力环。该二阶惯性力环可以分为沿曲轴旋转方向转动的部分和与该分量相反的部分。如果多连杆式曲柄连杆机构具有类圆形的二阶惯性力环，则可以仅利用一个以双倍曲轴转速转动的补偿轴至少补偿所述两个部分中主要的、即沿曲轴旋转方向转动的部分。一般小得多的、反向于曲轴转动的二阶惯性力部分同样可以通过第二补偿轴被完全补偿。然而，其通常具有比机械的配气机构小的二阶惯性力幅值。因此通常可以放弃第二补偿轴。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种内燃机，该内燃机通过价廉且摩擦有利的方式实现进一步改进的发动机声学效果。