专利名称：用于平衡内燃机的惯性力的方法和实施这种方法的内燃机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于平衡内燃机的曲轴驱动装置的惯性力(mass force)的方法。
背景技术：
对于机动车和内燃机的设计和结构来说，振动变得日益重要。另外，还试图影响和调整由内燃机所产生的噪音。根据噪音设计的理念，还综合了与此相关的一些措施。内燃机声音或车辆噪音对客户在购买车辆时的购买决定起了主要的、决定性的影响，这种认知也推动了这种研发工作。例如，跑车驾驶员更喜欢那种以噪音彰显车辆或发动机运动特征的车辆。在噪音设计的范围内，补偿(例如去除或消除)振动，或者隔离、滤除特定频率的独立振动，并且如果有必要的话，则对特定频率的独立振动进行建模。可以识别为机动车上的噪声源的源包括流动噪声、由于固体传播的声音(solid-borne sound)福射所产生的噪声以及由于固体传播的声音经由发动机支承座引入车辆车身所产生的噪声。例如，流动噪声包括排气管出口处的噪声、进气噪声和风扇噪声，而由于固体传播的声音辐射所产生的噪声包括实际发动机噪声和排气系统的排放噪声。通过冲击和交变力进行振荡的发动机结构经由发动机表面辐射固体传播的声音作为空气传播的声音并且以这种方式生成实际的发动机噪声。经由发动机支承座引入固体传播的声音，尤其是将固体传播的声音引入车辆车身对于听觉行驶舒适性尤其重要。内燃机和相关的次级总成是能够振荡并且可以影响其振动行为的系统。与冲击激励和力激励最相关的部件是曲轴壳体、汽缸体、汽缸盖、曲轴驱动装置、活塞和阀驱动装置。这些部件经受惯性力和气体力。这里，曲轴驱动装置具体包括曲轴、活塞、活塞销和连杆，并且形成能够振荡且与根据本发明的方法相关的系统。曲轴通过随时间变化并且经由与对应曲轴销相连的连杆施加给曲轴的旋转力而进行旋转振荡。这些旋转振荡引起由固体传播的声音的辐射而产生的噪声以及由固体传播的声音引入车身和内燃机而产生的噪声。当在自然频率范围内激励曲轴时，会产生较大的旋转振荡幅度，甚至会导致疲劳断裂。这表明感兴趣的振荡不仅与噪音设计有关，而且还与部件的强度有关。曲轴的旋转振荡以非期望的方式经由控制传送装置或凸轮轴驱动装置传递至凸轮轴，其中，凸轮轴本身也代表能够振荡的系统并且可以使其他系统(尤其是阀驱动装置)振汤。此外，曲轴的振汤被引入传动系，经由该传动系可被传递至车辆的轮胎。
在四冲程内燃机的曲轴曲柄(crankshaft throw)处的旋转力分布是周期性的,其中，周期为曲轴的两次旋转。为了能够表述旋转振荡的激励，旋转力分布通常通过傅里叶分析分解为其谐波分量。在这种情况下，实际旋转力分布由恒定旋转力和具有不同旋转力幅度和频率或振动速率的多个谐波变化的旋转力组成。每个谐波的振荡速率Iii与曲轴或发动机的旋转速度η的比率称为谐波阶数i。由于作为惯性力和气体力的结果的曲轴上的较高动态负载，典型的内燃机可以被设计成实现尽可能宽范围(例如，被优化)的质量平衡。在这种情况下，术语“质量平衡”结合补偿或减少惯性力对外部的影响的所有措施。就这种程度来说，平衡惯性力不仅涉及这样的惯性力而且还涉及由惯性力所产生的力矩。在这种情况下，存在针对曲轴曲柄、汽缸的数量和配置以及点火顺序的调节的解决方案，从而实现最好的质量平衡。 可以以这种方式完全平衡直列式六缸发动机。六个汽缸以它们并行机械运转的方式结合成对来作为汽缸对。因此，第一汽缸和第六汽缸、第二汽缸和第五汽缸以及第三汽缸和第四汽缸结合以形成汽缸对，其中，三个汽缸对的曲轴销和曲轴曲柄分别被配置为在曲轴上偏移120°CA。并行机械运行是指并行机械运行的两个汽缸的两个活塞在上止点(TDC)或下止点(BDC)处位于相同的。C A(曲轴转角)。当选择适当的点火顺序时，完全平衡惯性力。在直列式三缸发动机的情况下，还可以通过选择适当的曲轴曲柄和类似选择适当的点火顺序来完全平衡一阶惯性力和二阶惯性力，但是不能平衡由惯性力所引起的力矩。如上述直列式六缸发动机的情况，不可能总是实现完全质量平衡，因此必须采取进一步的措施，例如，在曲轴上配置重锤(counterweight)和/或使内燃机配备至少一个平衡轴。这些措施的出发点是通过随时间变化并且由曲轴驱动装置的气体力和惯性力组成的旋转力来加载曲轴。曲轴驱动装置的质量，例如，连杆、活塞、活塞销和活塞环的相应质量可以转换为振荡等效质量和旋转等效质量。通过配置在曲轴上的重锤在其外部效应方面可以容易地平衡旋转等效质量的惯性力。由振荡等效质量所引起的旋转惯性力的平衡很复杂，该惯性力近似由以发动机速度旋转的一阶惯性力和以两倍发动机速度旋转的二阶惯性力构成，其中，更高阶力可以忽略。实际上可以通过以相反方向旋转并且设置有相应重量的两个轴(称为平衡轴)的配置来平衡任意阶的旋转惯性力。这里，用于平衡一阶惯性力的轴以发动机速度旋转，并且用于平衡二阶惯性力的轴以两倍发动机速度旋转。这种类型的质量平衡非常昂贵、复杂并且具有较高的空间要求。另外，甚至在完全平衡旋转惯性力的情况下，由于各个汽缸的惯性力作用在汽缸的中心平面处，所以产生惯性矩。这些惯性矩又可以通过配备有重量的平衡轴来在各自的情况下进行补偿。后者增加了整个质量平衡的空间要求、成本和重量，因此，另外增加了驱动单元的空间要求、成本和重量。例如在直列式三缸发动机的情况下，可以通过单个平衡轴来补偿由一阶惯性力引起的力矩，其中，单个平衡轴在与曲轴相反的方向上以发动机速度旋转并且在其端部处提供以180°的偏移进行配置并且用作非平衡(unbalance)的两个配重。提供一个平衡轴或者如果需要的话提供多个平衡轴不仅增大了空间要求和成本，而且提高了燃油消耗。另一方面，通过尤其是轴的平衡单元的附加重量以及用作非平衡且明显增加驱动单元的总重量的重锤的附加重量引起增加的燃油消耗。另一方面，平衡单元的旋转轴和其他移动部件显著地造成内燃机的摩擦损失和该摩擦损失的增加。具体地，由于只要内燃机起动和运转平衡单元就一直连续运转的事实，该摩擦损失的增加具有相关性。例如，由于噪音设计，这里不断地平衡惯性力，而没有考虑内燃机的瞬时工作状态是否完全需要这种质量平衡。因此，在相对较高的发动机速度的直列式三缸发动机中，可以省略由一阶惯性力所引起的力矩的平衡，这是因为通过振荡所产生的噪声被评价仅在较低旋转速度处和怠速期间存在问题。另一方面，由于噪音设计，在相对较高的旋转速度处没有用于质量平衡的指
/Jn ο 此外，传统平衡单元的不利之处还在于，在发动机舱的结构构造和配置方面存在较小的操作自由度。在曲轴侧经由带驱动或一对齿轮机械驱动通常使用的平衡轴，因此，平衡轴通常配置在曲轴箱下方。
发明内容
本发明的发明人已经意识到以上问题并且提供了包括在平衡结构方面较小的空间要求、较小的摩擦损失和更多的操作结构自由度的质量平衡的方法。因此，用于平衡具有至少一个汽缸的内燃机的曲轴驱动装置的惯性力的方法包括提供至少一个平衡单元，其具有至少一个配重，至少一个配重用作非平衡并且当平衡单元运转时绕旋转轴旋转，至少一个平衡单元构造成可切换平衡单元；以及根据内燃机的至少一个操作参数来开启至少一个平衡单元。根据本发明用于质量平衡的方法利用可切换平衡单元，其中，当需要时，启用(例如开启)该可切换平衡单元，但是当不需要时，可以停用(例如，断开)该可切换平衡单元。可切换平衡单元的实例是电操作平衡单元，其中为了停用而切断电源；或者机械驱动平衡单元，其中通过中断驱动装置(例如通过提供离合器)来实施断开，离合器在打开位置中断从带驱动装置或齿轮驱动装置到至少一个平衡轴的力通量。这里，根据内燃机的至少一个操作参数来切换平衡单元。以这种方式，根据本发明的方法在较低旋转速度处和怠速期间允许直列式三缸发动机中的质量平衡，其中，为了减小摩擦损失和相应的燃油消耗，通过断开平衡单元在相对较高的旋转速度下省略质量平衡。因此，可切换平衡单元的使用允许通过相对较低的摩擦损失区别的质量平衡。当单独或者结合附图阅读以下具体描述时，通过以下具体描述更容易理解本发明的以上优点、其他优点以及特征。应该理解，提供以上概述，以简化形式引入在具体描述中进一步描述的概念选择。不是为了确定所要求的主题的关键或者基本特征，而是通过以下具体描述的权利要求来唯一地限定本发明的范围。此外，所要求的主题不仅限于解决以上所述或者本发明的任何部分中所述的任何缺点的实施方式。
图I示出了流程图形式的方法的第一实施例。图2a示出了电操作平衡单元的第一实施例。图2b示出了包括图2a的电操作平衡单元的发动机。图3a和图3c示出了静止位置中的平衡单元的第二实施例。图3b和图3d示出了运行位置中的图3a和图3c所示的实施例。图4示意性地示出了包括发动机和平衡单元的示例性车辆。
具体实施方式
目前为了在发动机工作期间提供旋转振动的平衡，平衡单元可以位于发动机上或者发动机附近。平衡单元可包括被配置为绕轴旋转的一个或多个配重。平衡单元可根据发动机的运转状态而开启和断开，以仅在需要时(诸如较低发动机速度条件期间)向发动机提供平衡力。图I示出了用于平衡发动机的方法的流程图。图I的方法可以通过发动机控制器来实施，诸如图4所示和下文说明的控制器。如步骤6所指示的，在内燃机起动之后，只要内燃机的旋转速度Iinrot低于预定的旋转速度nthresh()ld,up，至少一个平衡单元就处于运转状态(例如，启用)。以下公式适用nmot < nthresholdjUp假设平衡单元运转，在步骤7中监控旋转速度，并且只要内燃机的旋转速度Iinrot超过预定的旋转速度nthMsh()ld,up，就在步骤8中断开平衡单元。以下公式适用nffl0t >
^■threshold, up假设平衡单元不工作，进一步监控旋转速度，并且只要内燃机的旋转速度nMt再次低于预定的旋转速度
^■threshold, up，
就再次启动平衡单元。如果内燃机熄火，则当内燃机通过运转平衡单元重新起动时，该方法再次开始。根据内燃机的旋转速度η来切换至少一个平衡单元的方法的实例是有利的。根据该实例，内燃机的旋转速度η是根据其来开启和断开平衡单元的至少一个操作参数。由于惯性矩和惯性力以发动机速度或者以多倍发动机速度旋转并且通过相应的旋转配重产生相关联的质量平衡，所以质量平衡原则上与发动机转速具有密切关系，这是因为内燃机的旋转速度η是用于实施平衡单元的开环和/或闭环控制的适当操作参数。只要内燃机的旋转速度η超过预定的旋转速度nthresh()ld,up，就断开至少一个平衡单元(假设运转的平衡单元)的方法实例是有利的。以上方法变型例可在直列式三缸发动机中在较低旋转速度处和在怠速期间通过开启(例如，启动)的平衡单元来平衡由一阶惯性力所产生的力矩，并且当在至少为了噪音设计的原因没有使用质量平衡的相对较高旋转速度的方向上超过预定的旋转速度nthMsh()ld,up时，停用平衡单兀。所讨论的变型例的特定优点是，例如在可通过断开平衡单元进行易于节约燃料的内燃机的特性图区域中，在摩擦损失通常为最大值的较高旋转速度处断开平衡单元。在这种情况下，这里只要内燃机的旋转速度η超过预定的旋转速度Hthrestold,up并且在预定时间周期At1内高于该预定的旋转速度nth_h()ld,up就断开至少一个平衡单元的方法实例是有利的。引入用于断开至少一个平衡单元的附加条件旨在防止在旋转速度仅暂时超过预定旋转速度，然后再次下降或者在用于旋转速度的预定值附近波动而没有超过证明断开平衡单元的情况下过于频繁地进行切换，尤其是停用平衡单元。对于上述原因，方法变型例也是有利的，其中，只要内燃机的旋转速度η低于预定旋转速度nth_h()ld,d_，就开启至少一个平衡单元(假设非运转的平衡单元)。在这种情况下，只要内燃机的旋转速度η低于预定的旋转速度nthresh()ld, d_并且在预定时间周期At2内低于该预定的旋转速度nth_h()ld,d_就开启至少一个平衡单元的方法实例也是有利的。参考结合超过旋转速度nthresh()ld,up和时间周期At1进行的陈述。关于这些方法变型例所进行的陈述以类似的方式进行应用。在直列式三缸发动机中，例如，当低于预定的旋转速度nthresh()ld, d_时，为了平衡由一阶惯性力所产生的力矩，启用平衡单元是有利的。除了限定用于断开和开启平衡单元的特定旋转速度nttoeshaLd,up或nttoeslTOld, d_之外，还可以限定平衡单元工作或保持停用的旋转速度范围。只要内燃机的旋转速度η超过预定的旋转速度nthMslTOld,up就开启至少一个平衡单元(假设未运转的平衡单元)的方法实例也可以是有利的。·
在这种情况下，只要内燃机的旋转速度η超过预定的旋转速度nthreslTOld,up并且在预定的时间周期内高于预定的旋转速度nth_h()ld,UI^^开启至少一个平衡单元的方法实例可以是有利的。只要内燃机的旋转速度η低于预定的旋转速度nthresh()ld,d_，就断开至少一个平衡单元(假设运转的平衡单元)的方法实例也可以是有利的。在这种情况下，只要内燃机的旋转速度η低于预定的旋转速度nthresh()ld, d_并且在预定的时间周期At4内低于该预定的旋转速度n—ld,d_就关闭至少一个平衡单元的方法实例也可以是有利的。至少一个平衡单元在开启过程期间与内燃机的曲轴驱动同步的方法实例是有利的。为了产生质量平衡，绕旋转轴旋转的平衡单元的至少一个配重(用作非平衡)可具有曲轴的特定的、不变的预定位置(例如，相对于曲轴驱动装置)。在这种程度上，平衡单元在开启过程的范围内可以与曲轴驱动同步。如果内燃机配备有发动机控制器，则通过发动机控制器切换和/或同步至少一个平衡单元的方法实例是有利的。电操作平衡单元被用作平衡单元的方法变形例可以是有利的。可以通过断开电源来容易地切换电操作平衡单元。由于用于供电的电缆可以通向发动机舱中的任何位置，所以电驱动原则上使发动机舱中的平衡单元配置具有更多的操作自由。例如，消除了诸如在机械驱动中给出的刚性限制。如果在内燃机中仅平衡由惯性力产生的力矩，例如，通过电操作平衡单元固有地平衡其惯性力的直列式三缸发动机，则相对于配重的配置获得相当大的操作自由。始终确保提供平衡所需的力通量，可以通过将平衡单元机械连接至内燃机(例如，通过附接)来确保提供力通量。然后，可以以平衡力矩在与生成的惯性矩相同的平面上作用的这种方式来实施配重的配置。在直列式三缸发动机的情况下，可以通过两个配重来平衡一阶惯性矩，这两个配重在轴上配置成180°偏移且与通过内置汽缸延伸的中心平面具有相同距离和/或在该中心平面内平衡有效生成的惯性矩并且在与曲轴相反的方向上以发动机速度进行旋转。在这种情况下，两个配重可以被配置在电旋转的公共轴上或者配重彼此独立地配置在独立轴或旋转体(例如，圆盘)上。通过其较低重量和减小的空间要求来区分上述实例。在直列式三缸发动机的情况下，然后可通过使用两个平衡单元来进行一阶质量平衡，其中，每个平衡单元都具有可配置在通过电驱动旋转的旋转体上的配重。机械驱动的平衡单元被用作平衡单元的方法变型例也可以是有利的。通过中断驱动，例如中断从驱动装置到至少一个平衡单元的力通量来实施断开。根据本发明，具有至少一个汽缸的内燃机包括至少一个平衡单元，该至少一个平 衡单元具有当平衡单元运转(特征在于可以开启或断开至少一个平衡单元)时用作非平衡并且绕旋转轴旋转的至少一个配重。已经关于根据本发明的方法所陈述的还应用于根据本发明的内燃机。图2a示出了电操作平衡单元I的实施例。所示平衡单元I包括配置在旋转体2上的配重3。图2所示实施例的旋转体2为圆盘2a。当平衡单元I运转时，用作非平衡的配重3绕旋转轴4旋转。两个这样的平衡单元I足以平衡直列式三缸发动机中的一阶惯性矩。在图2a中没有示出电驱动装置。图2b示出了配置在发动机壳体9上的示例性平衡单元I。可以配置平衡单元1，使其绕与发动机的曲轴11平行的轴进行旋转。此外，平衡单元I可以连接至电动机13或包括电动机13，使得平衡单元I被电驱动。以这种方式，平衡单元I与曲轴11分离。如图2b所示，曲轴经由带15驱动附加发动机部件，诸如凸轮轴(未示出)。图3a和图3c示出了位于静止位置的平衡单元I的第二实施例。用作非平衡的配重3包括两个部分3a、3b，这两个部分以翼的方式实现并且可以绕与附图平面垂直的旋转轴在彼此相反的方向上进行旋转。两个部分3a、3b被配置成在用作旋转体2的轴5上旋转180°。在静止位置中，两个部分3a、3b在它们的外部效应上彼此抵消。可以经由电动机电驱动轴5，或者轴5可以机械连接至发动机的曲轴。通过旋转两个部分中的一个部分3b，生成非平衡并且形成用作非平衡的配重3。在工作位置中，两个部分3a、3b不再具有任何偏移，为此，第二部分3b旋转180°。图3b和图3d示出了处于工作位置的图3a所示的实施例，其中，在图3b中，通过虚线示出了第二部分3b的初始位置，例如静止位置。如图3d所示，当第二部分3b旋转时，为了绕轴一起旋转，第一部分3a和第二部分3b基本上对准。因此，图3b和图3d所示的平衡单元I可以包括两个质量第一质量和第二质量。当平衡单元没有启用，例如处于静止位置时，第一质量和第二质量相对于彼此配置在轴的相对侧上，例如第二质量可以相对于第一质量旋转180°。当启用平衡单元时，第二质量可以相对于第一质量移动，直到第一质量和第二质量在轴的相同侧上对准为止。为了相对于第一质量移动第二质量，可以配置在轴上的第一质量和第二质量包括被配置成彼此独立进行旋转的多个部分。因此，其上配置第一质量的轴的部分可以保持静止，而其上配置第二质量的轴的部分可以旋转。一旦质量对准，轴的部分就可以一起旋转。可选地，第二质量可以经由电磁装置或其他装置移动成对准。至少一个平衡单元是电操作平衡单元的内燃机的实例是有利的。通过接通和断开电源来实施开启和断开。电操作平衡单元优选通过板上电池供电。因为没有利用机械连接并因此根据原理缺少机械连接，所以通常通过相对较低的重量来区分电操作平衡单元。例如，因此可代替轴将圆盘用作用于至少一个配重的容器。至少一个平衡单元是机械驱动的平衡单元的内燃机的实例也是有利的。该实例还适用于改装在已经市售的机动车辆上并且改装在还没有进入市场的机动车辆上。为了构造根据本发明的内燃机，已经提供的带驱动或齿轮驱动由此配备断续单元(例如离合器)，为了断开，从机械驱动装置中断开至少一个平衡单元。三个汽缸设置成一排的内燃机的实例是有利的，其中，通过选择适当的曲轴曲柄和适当的点火顺序来平衡一阶惯性力和二阶惯性力。 用作非平衡的至少一个配重具有绕旋转轴在彼此相反的方向上进行旋转的至少两个部分的内燃机的实例是有利的。该实例关于至少一个平衡单元的开启过程是尤其有利的，在至少一个平衡单元开启过程期间，平衡单元与曲轴驱动同步并且曲轴和配重的旋转速度彼此适应或者匹配。在特定情况下，配重不得不从静止状态加速。由于配重在加速过程期间不与曲轴同步旋转，所以如果配重已经作为非平衡产生其全部效果，则是不利的。为此，形成配重的两个部分优选在开始开启过程时定位为相互偏移180°，结果是这两个部分在外部效应上彼此消除，例如彼此抵消。通过旋转两个部分中的一个，首先生成非平衡并且形成用作非平衡的至少一个配重。在工作位置中，优选地，两个部分不再具有任意偏移量，为此该部分旋转180°。如上所述，平衡单元可以设置在车辆中安装的内燃机上。图4是车辆100的示例性描述。车辆100包括车轮102。扭矩经由发动机10和变速器104提供给车轮102。在一些实例中，电动机和液压电动机也可以将扭矩提供给车轮102。交流发电机110可以经由轴或滑轮机械连接至发动机10。电池108和交流发电机110可以将电能提供给图I中未示出的各种发动机附属部件。发动机10包括多个汽缸14。在本文中，发动机10被示为直列式三缸发动机；然而，其他汽缸配置也在本发明的范围内。汽缸14经由进气通道接收入口空气，燃烧燃料，并且经由排气通道排出废气。还示出了两个平衡单元16、18。平衡单元16、18是上述平衡单元I的非限定性实例。平衡单元可以位于发动机上或附近的适当位置，诸如发动机前盖的开口中。平衡单元16、18可以包括被电驱动的电动机，或者它们可以经由直接或者间接连接至发动机的曲轴而被机械驱动。在图4中将控制器12示为传统微计算机，其包括微处理器单元、输入/输出端口、只读存储器、随机存取存储器、保活存储器和传统数据总线。示出控制器12从连接至发动机10的传感器接收各种信号，包括来自感测曲轴位置的霍尔效应传感器20的发动机位置信号。在本说明的优选方面中，发动机位置传感器在曲轴的每一次旋转时生成预定数量的等间隔的脉冲，从中可以确定发动机速度(RPM)。还示出控制器12控制包括发动机10和平衡单元16、18的车辆100的各个方面。因此，上述系统包括发动机，包括设置成一排的三个汽缸；至少一个平衡单元，连接至发动机并且与发动机的曲轴分离；电动机，驱动平衡单元；以及控制器，包括当发动机速度低于阈值时，经由电动机启用至少一个平衡单元的指令。控制器还可以进一步包括在发动机速度高于阈值时停用至少一个平衡单元的指令。阈值可以是平衡单元的操作在高于其时开始劣化燃油经济性的发动机速度，和/或阈值可以是在低于其时发动机振动引起车辆驾驶员关注的发动机速度。在一个实例中，阈值可以是发动机空转速度。平衡单元可包括被配置成绕轴旋转的至少一个平衡单元。平衡单元可包括第一质量和第二质量，在平衡单元断开的同时，第一质量和第二质量在轴上彼此偏移180°。然后，当平衡单元开启时，为了在轴的相同侧彼此对准质量，可以相对于第一质量移动第二质量。应当理解，本文公开的结构和布置在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应在限制性的意义上来理解，因为众多变型是可能的。例如，上面的技术可应用于V-6、I-4、1-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和结构以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。
所附权利要求特别指出被认为新颖和显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可能涉及“元件”或“第一元件”或等同称谓。这样的权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。可以通过对当前的权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合。无论与原始权利要求相比在范围上更宽、更窄、相同还是不同，这些权利要求也被认作包括在本公开的主题内。
权利要求
1.一种用于平衡具有至少一个汽缸的内燃机的曲轴驱动的惯性力的方法，包括 提供至少一个平衡单元，所述至少一个平衡单元具有至少一个配重，所述至少一个配重用作非平衡并且当平衡单元运转时绕旋转轴旋转，所述至少一个平衡单元构造成可切换平衡单元；以及 根据所述内燃机的至少一个操作参数来开启和断开所述至少一个平衡单元。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，根据所述内燃机的旋转速度η来开启所述至少一个平衡单元。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括如果所述平衡单元运转，则只要所述内燃机的旋转速度η超过预定的旋转速度nthMsh()ld,up，就断开所述至少一个平衡单元。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括只要所述内燃机的旋转速度η超过所述预定的旋转速度!!---,并且在预定的时间周期At1内高于所述预定的旋转速度nthreshold,up,就断开所述至少一个平衡单元。
5.根据权利要求2所述的方法，进一步包括如果所述平衡单元不运转，则只要所述内燃机的旋转速度η低于预定的旋转速度nthMsh()ld,d_，就开启所述至少一个平衡单元。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，只要所述内燃机的旋转速度η低于所述预定的旋转速度nthre;shaLd,d_并且在预定的时间周期Δ t2内低于所述预定的旋转速度nthre;shaLd,d_,就开启所述至少一个平衡单元。
7.根据权利要求I所述的方法，进一步包括在所述至少一个平衡单元的开启期间，使所述至少一个平衡单元与所述内燃机的曲轴驱动同步。
8.根据权利要求I所述的方法，其中，通过发动机控制器开启所述至少一个平衡单元。
9.根据权利要求I所述的方法，其中，所述平衡单元被电操作。
10.根据权利要求I所述的方法，其中，所述平衡单元被机械驱动。
11.一种内燃机，包括 至少一个汽缸；以及 至少一个平衡单元，包括至少一个配重，所述至少一个配重用作非平衡并且当平衡单元运转时绕旋转轴旋转，其中，所述至少一个平衡单元被配置成开启和断开。
12.根据权利要求11所述的内燃机，其中，所述至少一个平衡单元被电操作。
13.根据权利要求11所述的内燃机，其中，所述至少一个平衡单元被机械驱动。
14.根据权利要求11所述的内燃机，其中，用作非平衡的所述至少一个配重包括被配置成在彼此相反的方向上绕所述旋转轴进行旋转的两个部分。
15.根据权利要求11所述的内燃机，进一步包括三个设置成一排的汽缸，并且通过选择适当的曲轴曲柄和适当的点火顺序来平衡一阶惯性力和二阶惯性力。
16.—种系统,包括 发动机，包括三个设置成一排的汽缸； 至少一个平衡单元，连接至所述发动机并且与所述发动机的曲轴分离； 电动机，被配置成驱动所述至少一个平衡单元； 控制器，包括以下指令 当发动机速度低于阈值时，经由所述电动机启用所述至少一个平衡单元。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述控制器进一步包括当所述发动机速度高于所述阈值时，停用所述至少一个平衡单元的指令。
18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述至少一个平衡单元包括被配置成绕旋转轴旋转的至少一个配重。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述平衡单元包括第一质量和第二质量，其中，当断开所述平衡单元时，所述第一质量和所述第二质量围绕轴偏移180°。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述控制器进一步包括响应于所述平衡单元被开启，相对于所述第一质量移动所述第二质量以在所述轴上对准所述第一质量和所述第二质量的指令。
全文摘要
提供了用于平衡发动机的实施例。在一个实例中，用于平衡具有至少一个汽缸的内燃机的曲轴驱动的惯性力的方法包括提供具有至少一个配重的至少一个平衡单元，至少一个配重用作非平衡并且当平衡单元运转时绕旋转轴旋转，至少一个平衡单元构造成可切换平衡单元；以及根据内燃机的至少一个操作参数来开启至少一个平衡单元。
文档编号F16F15/26GK102927199SQ201210279669
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月7日 优先权日2011年8月8日
发明者施泰纳·贝恩德, 奎林·斯特凡 申请人:福特环球技术公司