CN104838111A - 往复活塞式内燃机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种往复活塞式内燃机，该往复活塞式内燃机包括第一、第二和第三气缸并且包括具有曲轴的曲柄连杆机构，该曲轴可旋转地支承在曲柄壳体内，所述曲轴具有第一和第二连杆轴颈，其中，用于第一和第二活塞的第一和第二连杆与第一连杆轴颈相配，并且用于第三活塞的第三连杆与第二连杆轴颈相配，其中，第一和第二气缸连同第一和第二活塞成V形地设置，其中，第三气缸连同第三活塞设置在该V形中。通过根据本发明的设计方案，W-3往复活塞式内燃机可以几乎在V-2往复活塞式内燃机的结构空间内实现。

Description

往复活塞式内燃机
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分中的特征的往复活塞式内燃机。
背景技术
技术背景例如是世界范围内已知的具有其用于哈雷戴维森摩托车的典型的“两气缸声音”的哈雷戴维森V-2内燃机。
该世界知名的V-2往复活塞式内燃机的进一步开发通过名义上为吉姆富尔林(Jim Feulings)的方案W3进行。在该方案中，如在V-2内燃机中那样，两个气缸按V形相继布置并且连杆作用到曲轴的共用的连杆轴颈上，然而在富尔林的结构中是三个气缸，这三个气缸让人想起“W”。因此称为“W3”。富尔林设计了新的曲柄壳体，在该曲柄壳体上第三气缸连同气缸盖以45°角错位地装配到该V形中。所有三个气缸确定一个平面。因此，由双凸轮－V－双形成三凸轮－W－三。这也可以通过应用一个主连杆以及两个副连杆实现，这些连杆共享曲轴的一个共同的连杆轴颈。这是一种现在也仍在具有径向气缸布置结构的飞机发动机中应用的结构。富尔林的世界知名的例外结构一方面通过美国外观设计专利US D 449,620S和还通过美国专利US 417,674得到保护。
富尔林的W3结构的缺点是大的气缸角度，该大的气缸角度需要相对大的结构空间。
德国公开文献DE 10 2008 020 423 A1描述了用于实现三气缸往复活塞式内燃机的另一种途径。从该公开文献中已知具有V形布置的三个气缸的往复活塞式内燃机，特别是用于摩托车中。该往复活塞式内燃机包括一个曲轴以及一个外部的第一气缸、一个外部的第二气缸和一个中间的第三气缸。每个气缸配设有一个活塞和一个连杆，其中，各外部的气缸位于一个共同的、通过曲轴轴线的平面内并且中间的气缸位于一个相对于该平面倾斜的、同样通过曲轴轴线的平面内。三气缸往复活塞式内燃机的特征在于，曲轴具有两个连杆轴颈并且外部的第一气缸的和中间的气缸的连杆一起作用于第一连杆轴颈并且外部的第二气缸的连杆作用于第二连杆轴颈。
由DE 10 2008 020 423 A1已知的三气缸往复活塞式内燃机的缺点是相对大的结构宽度，该结构宽度特别是在应用在摩托车中时起负面作用。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种三气缸往复活塞式内燃机，该三气缸往复活塞式内燃机不仅在宽度方面、而且在由气缸确定的角度范围内具有比已知现有技术小的结构形式。
该目的通过权利要求1的特征部分中的特征实现。
因此，本发明相对于其他的星形往复活塞式内燃机能够实现较小的气缸角度(V-角)并且同时相对于其他的往复活塞式内燃机能够实现来自飞行器传统的发动机的优雅且精致的观感。此外，本发明能够基于可能的气缸角度实现几乎在已知的V-2往复活塞式内燃机的结构空间内实施W-3往复活塞式内燃机；结构宽度仅在无关紧要的范围内增加。
特别优选的是，根据权利要求2，第三气缸连同第三活塞居中地设置在V形中。对称布置能够实现简单的机械设计。
根据权利要求3的设计方案同样能够实现简单的机械设计。
根据权利要求4的设计方案同样能够实现简单的机械设计并且是第二优选的实施变型方案。
根据权利要求5的设计方案能够实现V-角的变型并且因此影响结构宽度。
根据权利要求6的不同的拐角β能够实现不同的点火顺序，由此可以积极地影响往复活塞式内燃机的声音效果，这特别是在摩托车中使用时是有利的。此外，为180°曲柄角的拐角提供了使用“平”的曲轴的可能性，该“平”的曲轴能够在生产技术上例如通过锻造显著更简单且成本更低地制造。
根据权利要求7的设计方案以有利的方式影响三气缸往复活塞式内燃机的运行特性或者说运转平稳性(NVH＝噪音、振动、声振粗糙度)。
优选地，根据权利要求8，根据本发明的往复活塞式内燃机设置用于单辙车、如例如摩托车。
为了尽可能好的机械结构以及外观观感，根据权利要求9，往复活塞式内燃机的曲轴优选横向于单辙车例如摩托车的行驶方向安装。
附图说明
下面借助四个图进一步详细阐述根据本发明的三气缸往复活塞式内燃机。
图1示出了用于根据本发明的往复活塞式内燃机的曲柄连杆机构的侧视图。
图2示出了根据本发明的往复活塞式内燃机的曲柄连杆机构的正视图。
图3示出了根据本发明的往复活塞式内燃机的曲柄连杆机构的三维图。
图4示出了根据本发明的往复活塞式内燃机的俯视图。
具体实施方式
下面，在图1至图4中对于相同的构件适用相同的附图标记。
图1示出了用于根据本发明的三气缸往复活塞式内燃机18的曲柄连杆机构1的侧视图。用虚线示出曲轴2的曲轴轴线2’。往复活塞式内燃机18具有一个第一、一个第二和一个第三气缸15、16、17(在图4中示出)以及具有一个带有一个曲轴2的曲柄连杆机构1，该曲轴可旋转地支承在未示出的曲柄壳体内，所述曲轴具有一个第一和一个第二连杆轴颈3、4，其中，用于第一和第二活塞7、8的一个第一和一个第二连杆5、6与第一连杆轴颈3相配，并且用于第三活塞10的一个第三连杆9与第二连杆轴颈4相配。第一和第二气缸15、16连同第一和第二活塞7、8成V形地设置。根据本发明，第三气缸17连同第三活塞10设置在第一和第二气缸15、16的V形中(在图2中示出)。为了支承曲轴2，该曲轴具有三个主轴颈12。具有一个双排小齿轮的输出部13在端侧与第三气缸17相邻地设置到曲轴2上。
特别优选的是，第三气缸17连同第三活塞10居中地设置在由第一气缸15在第二气缸16上形成的V形中。这能够实现根据本发明的往复活塞式内燃机18的特别简单的机械结构。
机械结构方式的另一个简化通过如下方式达到，即，第一、第二和第三气缸15、16、17在曲轴轴线2’的定向方向上彼此错位地设置。通过该错位，可以以简单的方式影响根据本发明的往复活塞式内燃机18的结构宽度并且因此也影响第一和第二气缸15、16的V-角α。
在另一个优选的在图1至4中未示出的实施变型方案中，第一和第二气缸15、16设置在一个垂直于曲轴轴线方向的平面中并且第三气缸17在曲轴轴线方向上相对于该平面错位地设置。在该变型方案中，第一和/或第二活塞7、8例如配备有一个叉形连杆。
特别优选的是，第一气缸轴线15’和第二气缸轴线16’具有在45°至90°之间的V-角α，如图2中所示。
在三个其他的实施变型方案中，第一和第二连杆轴颈3、4具有为90°或优选180°或270°曲柄角的拐角β。在图2中示出90°(270°)的变型方案。不同的拐角β以有利的方式能够实现不同的点火顺序，由此可以积极地影响往复活塞式内燃机的声音效果，这特别是在安装在摩托车中时是有利的。此外，为180°曲柄角的拐角提供了应用“平”的曲轴的可能性，该“平”的曲轴能够在生产技术上例如通过锻造显著更简单且成本更低地制造。
为了根据本发明的往复活塞式内燃机18的特别好的平稳运转，设有第一阶的由曲轴2可驱动的、平行于曲轴2定向的质量平衡轴11。在图3中清楚地看到该质量平衡轴11。
优选地，根据本发明的往复活塞式内燃机18设置用于单辙车例如摩托车。然而可以毫无顾虑地安装到机动车中。
在往复活塞式内燃机18安装到单辙车中时，曲轴纵轴线2’优选横向于单辙车的行驶方向安装。然而，也可以考虑和能够实现纵向安装。
图2示出了用于根据本发明的往复活塞式内燃机18的曲柄连杆机构1的端视图。
从图2中特别是可看到在第一气缸轴线15’与第二气缸轴线16’之间的V-角，该角分成两个半V-角α/2。在示出的实施例中，V-角α是65°的曲柄角，然而在另外的实施例中可在45°至90°曲柄角之间变化。在又一个其他的实施例中，V-角α不必均匀地分开，就是说，分成α/2。例如，该V-角α也可以分成α/3和2α/3。通过角度变化，又可影响根据本发明的三气缸内燃机18的声音。
此外，绘出第一和第二连杆轴颈3、4的拐角β，该拐角在该实施例中是90°。在其他的实施例中，拐角β也可以是180°或270°曲柄角，当然角度偏差也是可能的。
图3再次示出了用于根据本发明的往复活塞式内燃机18的曲柄连杆机构1的三维视图。除了曲柄连杆机构1之外也可以看到已经提及的第一阶的平衡轴11，该平衡轴通过齿轮副14可被曲轴2相位固定不变地驱动。第一阶的平衡轴对于本领域技术人员来说是普遍已知的，因此在这里不对其进行进一步阐述。
图4示出了根据本发明的往复活塞式内燃机18的第一气缸15和第二气缸16以及第三气缸17的三个未单独标号的气缸盖的俯视图。曲轴也标记为2并且曲轴2的输出部标记为13。
在图4中，第一气缸15与第二气缸16的错位用a标记，以及第二气缸16与第三气缸17的错位用b标记。
在另一未示出的实施变型方案中，第一和第二气缸15、16设置在一个与曲轴轴线方向垂直的平面中以及第三气缸17在曲轴轴线方向上相对于该平面错位地设置。在该变型方案中，第一和/或第二活塞7、8例如配备有一个叉形连杆。
本发明由此相对于其他的星形往复活塞式内燃机能够实现较小的气缸角度(V-角)并且同时相对于其他的往复活塞式内燃机能够实现来自飞行器传统的往复活塞式内燃机的优雅且精致的观感。
此外，本发明能够基于可能的气缸角度实现几乎在已知的V-2往复活塞式内燃机的结构空间内实施W-3往复活塞式内燃机；结构宽度仅在无关紧要的范围内增加。
同样，借助这样的按照本发明的往复活塞式内燃机18可以模仿V-2往复活塞式内燃机的声音，该声音听起来甚至还有些“更清新”。
除了根据本发明的三气缸往复活塞式内燃机设计方案之外，也可以实现四气缸往复活塞式内燃机，其中，每两个连杆连同活塞设置在一个共同的连杆轴颈上，这两个连杆轴颈设置在一个共同的曲轴上。
附图标记清单：
1.   曲柄连杆机构
2.   曲轴
2’  曲轴轴线
3.   第一连杆轴颈
4.   第二连杆轴颈
5.   第一连杆
6.   第二连杆
7.   第一活塞
8.   第二活塞
9.   第三连杆
10.  第三活塞
11.  质量平衡轴
12.  主轴颈
13.  输出部
14.  齿轮副
15.  第一气缸
15’ 第一气缸轴线
16.  第二气缸
16’ 第二气缸轴线
17.  第三气缸
18.  往复活塞式内燃机

Claims (9)

1.往复活塞式内燃机(18)，包括第一、第二和第三气缸(15、16、17)并且包括具有曲轴(2)的曲柄连杆机构(1)，该曲轴可旋转地支承在曲柄壳体内，所述曲轴具有第一和第二连杆轴颈(3、4)，其中，用于第一和第二活塞(7、8)的第一和第二连杆(5、6)与第一连杆轴颈(3)相配，并且用于第三活塞(10)的第三连杆(9)与第二连杆轴颈(4)相配，其中，第一和第二气缸(15、16)连同第一和第二活塞(7、8)成V形地设置，其特征在于，第三气缸(17)连同第三活塞(10)设置在该V形中。
2.根据权利要求1所述的往复活塞式内燃机，其特征在于，第三气缸(17)连同第三活塞(10)居中地设置在所述V形中。
3.根据权利要求1或2所述的往复活塞式内燃机，其特征在于，第一、第二和第三气缸(15、16、17)在曲轴轴线方向上彼此错位地设置。
4.根据权利要求1或2所述的往复活塞式内燃机，其特征在于，第一和第二气缸(15、16)设置在一个垂直于曲轴轴线方向的平面中并且第三气缸(17)在曲轴轴线方向上相对于所述平面错位地设置。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的往复活塞式内燃机，其特征在于，第一气缸轴线(15’)和第二气缸轴线(16’)形成在45°至90°之间的V-角α。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的往复活塞式内燃机，其特征在于，各连杆轴颈(3、4)具有优选为90°或者180°或270°曲柄角的拐角β。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的往复活塞式内燃机，其特征在于，设有由曲轴(2)可驱动的、平行于曲轴(2)定向的第一阶的质量平衡轴(11)。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的往复活塞式内燃机，其特征在于，所述往复活塞式内燃机(18)设置用于单辙车。
9.根据权利要求8所述的往复活塞式内燃机，其特征在于，所述往复活塞式内燃机(18)能横向于单辙车的行驶方向安装。
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