CN105143708A - 扭矩波动补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于内燃机(112)的扭矩波动补偿装置(100)。该扭矩波动补偿装置包括第一构件(102)、第二构件(104)和第三构件(106)。第一构件与内燃机的输出成驱动接合。第二构件与第一构件成驱动接合。第三构件与第二构件成驱动接合。在第一构件与第三构件之间的角偏差造成第三构件周期性加速。第三构件的周期性加速通过第一构件向内燃机的输出施加扭矩。扭矩波动补偿装置能被动地或动态地适应扭矩波动的振幅和相位同时最小化对内燃机操作的干涉。

Description

扭矩波动补偿装置

相关申请

本申请要求在2013年3月12日提交的美国临时申请No.61/776,838的权益，该临时申请以全文引用的方式并入到本文中。

技术领域

本发明涉及内燃机，并且更具体而言，涉及用于内燃机的扭矩波动补偿装置。

背景技术

由于内燃机技术的近来的改进，存在减小车辆中所用的内燃机大小的趋势。这种改进也导致更高效的车辆，同时维持类似的性能特征和消费者喜爱的车辆形状因素。

用于内燃机的一种常见的改进是添加增压器或涡轮增压器。通常，添加增压器或涡轮增压器用来提高在排量和发动机缸数量上减少的发动机的性能。这种改进通常导致发动机增加的扭矩势能，允许在车辆变速器中使用更长齿轮比。在变速器中更长的齿轮比允许发动机减速。发动机减速是以较低操作速度来操作发动机的行为。这种改进通常导致改进的燃料经济性，与常规发动机相比接近其最高效率水平操作持续更长时间和减少的发动机排放。

然而，在某些设计中，发动机减速可能导致在发动机低操作速度，扭矩波动不合需要地增加。例如，当发动机以低怠速操作时，显著增加的扭矩波动可能出现在发动机输出，扭矩波动是熟知的发动机动态，其由于内燃机操作循环的每个动力冲程期间扭矩并不恒定地但周期性地递送而造成。图1是示出发动机四冲程循环期间发动机的扭矩输出的曲线图。在四冲程循环中，对于发动机的每个缸而言，曲轴每两转发生一次扭矩波动。因此，四缸发动机将在每次曲轴转动时具有两次扭矩波动，而三缸发动机将在每两次曲轴转动时具有三次波动。

扭矩波动的振幅也随着发动机的操作速度和施加到发动机的负荷而变化。扭矩波动的相位随着操作速度和施加到发动机的负荷而变化。扭矩波动可能造成发动机附近的车辆部件的许多问题，诸如，但不限于：部件上增加的应力、部件增加的磨损和部件向剧烈振动暴露。这些问题可能会损坏车辆的动力系并且导致车辆较差的可驾驶性。为了减轻这些问题的影响、使发动机平稳操作并且改进发动机的总性能，可以使用发动机平衡方法来补偿扭矩波动。许多已知的方案可用于多缸配置以减小或排除扭矩波动所造成的应力和振动。

扭矩波动补偿器装置是本领域中熟知的，已知的装置具有许多缺点。在许多常规车辆中，使用至少一个飞轮来补偿扭矩波动。图2示出了常规的基于飞轮的阻尼系统。在其它应用中，可以使用双质量飞轮系统。飞轮的惯性阻尼曲轴的旋转移动，这便于以基本上恒定速度运行的发动机操作。飞轮也可以组合其它阻尼器和吸收器使用。

然而，飞轮重量可能变成这种扭矩波动补偿装置中的因素。较轻飞轮更快加速但也更快地失去速度，而与较轻飞轮相比，较重飞轮更好地保持速度，但较重飞轮更难减速。然而，较重飞轮提供更平稳的动力递送，但使得相关联的发动机响应性较差，并且减弱了精确地控制发动机的操作速度的能力。

除了飞轮重量之外，常规惯性和阻尼系统的另一问题在于缺乏适应性。常规惯性和阻尼系统被设计成用于最差操作条件并且必须足够大以阻尼在较低操作速度的振动。因此，常规惯性和阻尼系统并未针对较高操作速度进行优化，导致不足的性能。

有利地发展一种扭矩波动补偿装置，其能被动地或动态地适应扭矩波动的振幅和相位，同时最小化对内燃机操作的干涉。

发明内容

本发明提供了一种扭矩波动补偿装置，令人吃惊地发现这种扭矩波动补偿装置能被动地或动态地适应扭矩波动的振幅和相位同时最小化对内燃机操作的干涉，

在一实施例中，本发明针对于一种用于内燃机的扭矩波动补偿装置。扭矩波动补偿装置包括第一构件、第二构件和第三构件。第一构件与所述内燃机的输出成驱动接合。第二构件与第一构件成驱动接合。第三构件与第二构件成驱动接合。在第一构件与第三构件之间的角偏差造成第三构件的周期性加速。第三构件的周期性加速通过第一构件向内燃机的输出施加扭矩。

在另一实施例中，本发明针对于一种用于内燃机的扭矩波动补偿装置。扭矩波动补偿装置包括第一构件、第二构件、飞轮、中空构件和调整装置。第一构件与内燃机的输出成驱动接合。第二构件与第一构件成驱动接合。飞轮与第二构件成驱动接合。中空构件绕飞轮可旋转地安置。调整装置联接到中空构件。可使用调整装置来配置在第一构件与飞轮之间的角偏差。在第一构件与飞轮之间的角偏差造成飞轮的周期性加速。飞轮的周期性加速通过第一构件向内燃机的输出施加扭矩。

在又一实施例中，本发明针对于一种用于内燃机的扭矩波动补偿装置。扭矩波动补偿装置包括第一构件、第二构件、飞轮、中空构件和调整装置。第一构件与内燃机的输出成驱动接合。第一构件平行于内燃机的输出定向并且通过多个齿轮与内燃机的输出成驱动接合。多个齿轮调整在第一构件与内燃机的输出之间的传动比。第二构件与第一构件成驱动接合。飞轮与第二构件成驱动接合。中空构件绕飞轮可旋转地安置。调整装置联接到中空构件。可使用调整装置来配置在第一构件与飞轮之间的角偏差。在第一构件与飞轮之间的角偏差造成飞轮的周期性加速。飞轮的周期性加速通过第一构件向内燃机的输出施加扭矩。

当结合附图来阅读时，通过下文优选实施例的详细描述，本发明的各种方面将对于本领域技术人员显而易见。

附图说明

对于本领域技术人员而言，当结合附图来考虑时，通过下文的详细描述，本公开的上述以及其它的优点将会变得显而易见：

图1是在发动机四冲程循环期间发动机的扭矩输出的曲线图；

图2是现有技术中已知的基于飞轮的阻尼系统的截面图；

图3是根据本发明的第一实施例的扭矩波动补偿装置的示意图；以及

图4是根据本发明的第二实施例的扭矩波动补偿装置的示意图。

具体实施方式

应了解本发明可以呈现各种替代取向和步骤顺序，除非明确地规定为相反情况。还应了解在附图中示出和下文说明书中描述的具体装置和过程只是本文限定的发明构思的示例性实施例。因此，关于所公开的实施例的具体尺寸、方向或其它物理特征并不认为是限制性的，除非明确地陈述为相反情况。

图3示出了扭矩波动补偿装置100。扭矩波动补偿装置100包括驱动轭102、横轴104、飞轮106和壳体构件108。扭矩波动补偿装置100与内燃机112的主轴110成驱动接合。驱动轭102与主轴110和横轴104成驱动接合。飞轮106可旋转地安置于壳体构件108内并且与横轴104成驱动接合。驱动轭102、横轴104和飞轮106形成万向节组件114。壳体构件108枢转地联接到第一接地构件116。

内燃机112通过曲轴(未图示)向中心轴102施加动力。例如，内燃机112是四循环内燃机；然而，应了解内燃机112可以是生成扭矩波动的另一类型的内燃机112。应了解内燃机112可以是混合动力源，包括内燃机和电动马达。

主轴110与内燃机112和变速器118成驱动接合。主轴110可以形成内燃机112和变速器118之一的一部分，或者主轴110可以单独于内燃机112和变速器118形成。主轴110通过形成于其每一端上的花键连接部而与内燃机112和变速器118成驱动接合；替代地，应了解主轴110可以以任何其它常规方式而与内燃机112和变速器118成驱动接合。

万向节组件114包括驱动轭102、横轴104和飞轮106。万向节组件114便于在主轴110与飞轮106之间的驱动接合，允许调整飞轮106的旋转轴线。在万向节组件114中，可以使用以下方程式来描述在驱动轭102与飞轮106之间的关系：

tan(β₁)＝cos(θ)tan(β)

在上述方程式中，θ是驱动轭102与飞轮106之间的角，β是驱动轭102的旋转角并且β₁是飞轮106的旋转角。而且，由于驱动轭102与飞轮106的旋转角不同，旋转速度和加速度也略微不同。在两个旋转速度之间的关系如下：

${\mathrm{\ω}}_1=\frac{\mathrm{\ω}cos\left(\mathrm{\θ}\right)}{1-{\sin }^2\left(\mathrm{\β}\right){\sin }^2\left(\mathrm{\θ}\right)}$

在上述方程式中，ω是驱动轭102的旋转速度并且ω₁是飞轮106的旋转速度。可以使用二阶现象(具有180°周期正弦)来描述飞轮106的速度差和加速度。

驱动轭102是与主轴110和横轴104成驱动接合的刚性构件。如图3所示，驱动轭102基本上为U形构件，但应了解驱动轭102可以具有其它形状。驱动轭102限定第一枢轴点120和第二枢轴点122。第一枢轴点120和第二枢轴点122是形成于驱动轭102中的圆柱形凹部。第一枢轴点120和第二枢轴点122各沿着第一轴线A1定向。第一枢轴点120和第二枢轴点122与横轴104成可旋转驱动接合。

横轴104是绕主轴110安置的刚性构件，与驱动轭102和飞轮106成驱动接合。横轴104具有穿过它的穿孔，主轴110穿过穿孔安置。横轴104包括一对主要耳轴124、一对次要耳轴126和轮毂部分128。然而，横轴104一体地形成，应了解横轴104可以包括以常规方式联接在一起的多个部分。这对主要耳轴124绕轮毂部分128相对地安置。这对主要耳轴124安置于第一枢轴点120和第二枢轴点122中，便于在横轴104与驱动轭102之间的可旋转驱动接合。虽然在图3中未示出，应了解轴承(未图示)可以安置于耳轴124与第一枢轴点120和第二枢轴点122中每一个之间。这对次要耳轴126绕轮毂部分128相对地安置并且横向于这对主要耳轴124定向。这对次要耳轴126的轴线也与这对主要耳轴124的轴线共面。这对次要耳轴126便于横轴140与飞轮106之间的可旋转驱动接合。

飞轮106是可旋转地安置于壳体构件108中并且与横轴104成驱动接合的中空刚性构件。飞轮106也绕主轴110安置并且充当万向节组件114的从动轭。如图3所示，飞轮106基本上是中空圆柱形构件，但应了解飞轮106可以具有适合于旋转的其它形状。飞轮106限定第三枢轴点130、第四枢轴点132和轴颈部分134。因为飞轮106形成万向节组件114的一部分，所以可以调整飞轮106的旋转轴线。

第三枢轴点130和第四枢轴点132是形成于飞轮106中的圆柱形凹部。第三枢轴点130和第四枢轴点132各沿着第二轴线A2定向。这对次要耳轴126安置于第三枢轴点130和第四枢轴点132中，便于横轴104与飞轮106之间的可旋转驱动接合。虽然在图3中未图示，应了解轴承(未图示)可以安置于耳轴126和第三枢轴点130和第四枢轴点132中每一个中。

轴颈部分134是飞轮的轴向延伸的环形部分，至少一个飞轮轴承136安置于轴颈部分134上；然而，应了解轴颈部分134可以具有其它形状。如图3所示，轴颈部分134形成于飞轮106的减小直径部分上并且轴颈部分134具有安置于其上的两个飞轮轴承136。

飞轮轴承136是安置在飞轮106轴颈部分134与壳体构件108的一部分之间并且与飞轮106的轴颈部分134和壳体构件108的一部分接合的轴承。飞轮轴承136是滚珠轴承，然而应了解也可以使用其它类型的轴承。飞轮轴承136包括至少一内圈部分(未图示)和一外圈部分(未图示)。内圈部分安置于飞轮106的轴颈部分134上并且与飞轮106的轴颈部分134接合。外圈部分安置于壳体构件108的轴颈部分142内并且与壳体构件1018的轴颈部分142接合。

壳体构件108是绕飞轮106可旋转地安置的中空刚性构件。壳体构件108也绕主轴110安置。如图3所示，壳体构件108是基本上中空圆柱形构件，主轴110的至少一部分、驱动轭102和飞轮106安置于基本上中空圆柱形构件内。壳体构件108也可以具有其它形状。壳体构件108限定轴颈部分142、第五枢轴点144和第六枢轴点146。壳体构件108可绕第三轴线A3旋转，第三轴线A3横向于主轴110限定的轴线定向。壳体构件108通过调整装置148与第二接地构件117接合。

轴颈部分142是壳体构件108的轴向延伸的、环形部分，至少一个飞轮轴承136安置于该壳体构件108的轴颈部分142内；然而，应了解轴颈部分142可以具有其它形状。如图3所示，轴颈部分134形成于壳体构件108的减小直径的部分上并且轴颈部分142具有安置于其中的两个飞轮轴承136。

第五枢轴点144和第六枢轴点146是沿着第三轴线A3从壳体构件108延伸的圆柱形突出部。第五枢轴点144和第六枢轴点146相对地安置于壳体构件108上并且可旋转地安置于第一接地构件116内。虽然在图3中未示出，应了解轴承(未图示)可以安置于第五枢轴点144与第六枢轴点146中每一个与第一接地构件116之间以便于它们之间的旋转。

第一接地构件116是刚性主体，主轴110的至少一部分、驱动轭102、飞轮106和壳体构件108安置于该刚性主体内。通常，第一接地构件116相对于内燃机112基本上固定。作为非限制性示例，第一接地构件116是可移除地联接到内燃机112和变速器118的外壳；然而，应了解第一接地构件116可以是联接到合并了扭矩波动补偿装置100的车辆(未图示)的一部分的另一个刚性主体。如上文所提到的那样，第五枢轴点144和第六枢轴点146可旋转地安置于第一接地构件116内。另外，应了解第一接地构件116可以作为其一部分包括第二接地构件117。调整装置148联接到第二接地构件117。

调整装置148联接到壳体构件108和第二接地构件117。调整装置148可通过壳体构件枢轴点(未图示)可旋转地联接到壳体构件108。调整装置148便于壳体构件108和因此飞轮108绕轴线A3旋转，导致万向节组件114的相位和角度调整。作为非限制性示例，调整装置148可以是至少一个偏压构件(未图示)或与控制器(未图示)通信的促动器(未图示)。当调整装置148是至少一个偏压构件时，应了解至少一个偏压构件的速率可以被配置成响应于旋转速度和施加到主轴110上的负荷来调整壳体构件108的位置。当调整装置148是与控制器(未图示)通信的促动器(未图示)时，应了解可以由控制器使用促动器响应于旋转速度和施加给主轴110的负荷来调整壳体构件108的位置。

图4示出了扭矩波动补偿装置200。扭矩波动补偿装置200是扭矩波动补偿装置100的变型并且具有与扭矩波动补偿装置100类似的特点。图4所示的本发明的变型包括与图3所示的扭矩波动补偿装置100类似的部件。除了下文所描述的特征之外，图4所示的变型的类似特点以相似系列附图标记来标注。

扭矩波动补偿装置200包括齿轮驱动的轭260、横轴204、飞轮206和壳体构件208。扭矩波动补偿装置200与内燃机212的齿轮主轴262成驱动接合。齿轮驱动的轭260与齿轮主轴262和横轴204成驱动接合。飞轮206可旋转地安置于壳体构件208内并且与横轴204成驱动接合。齿轮驱动的轭260、横轴204和飞轮206形成万向节组件264。壳体构件208枢转地联接到第一接地构件216。

齿轮主轴262与内燃机212和变速器218成驱动接合。齿轮主轴262可以形成内燃机212和变速器218之一的一部分，或者齿轮主轴262可以单独于内燃机212和变速器218形成。齿轮主轴262通过形成于其一端上的花键连接部而与内燃机212和变速器218成驱动接合；替代地，应了解齿轮主轴262可以以任何其它常规方式与内燃机212和变速器218成驱动接合。齿轮主轴262包括从齿轮主轴262在径向延伸的齿轮部分266。

齿轮部分266通过花键连接部与齿轮主轴262成驱动接合；替代地，应了解齿轮部分266可以以其它常规方式与齿轮主轴262成驱动接合。齿轮部分266是与齿轮驱动轭260成驱动接合的正齿轮；然而，应了解齿轮部分266可以以另一方式与齿轮驱动轭260成驱动接合，诸如通过磁性齿轮传动布置。

万向节组件264包括齿轮驱动的轭260、横轴204和飞轮206。万向节组件264便于在齿轮主轴262与飞轮206之间的驱动接合，允许调整飞轮206的旋转轴线。

齿轮驱动的轭260是与齿轮主轴262的齿轮部分266和横轴204成驱动接合的刚性构件。如图4所示，齿轮驱动的轭260包括齿轮部分268、轭轴270和U形部分272，但应了解齿轮驱动的轭260可以具有其它形状。

齿轮部分268通过花键连接部而与轭轴270成驱动接合；替代地，应了解齿轮部分268可以以任何其它常规方式与轭轴270成驱动接合。齿轮部分268是与齿轮主轴262的齿轮部分266成驱动接合的正齿轮；然而，应了解齿轮部分268可以以另一方式与齿轮主轴262的齿轮部分66成驱动接合，诸如通过磁性齿轮传动布置。

轭轴270是通过形成于其每一端上的花键连接部而与齿轮部分268和U形部分272成驱动接合的刚性构件；替代地，应了解轭轴270可以以任何其它常规方式与齿轮部分268和U形部分272成驱动接合。轭轴270使用多个轴承(未图示)邻近齿轮主轴262可旋转地支承。

U形部分272限定第一枢轴点274和第二枢轴点276。第一枢轴点274和第二枢轴点276是形成于U形部分272中的圆柱形凹部。第一枢轴点274和第二枢轴点276各沿着第一轴线A1定向。第一枢轴点274和第二枢轴点276与横轴104可旋转地驱动接合。

扭矩波动补偿装置200的齿轮部分266、268可以在齿轮驱动轭260与齿轮主轴262之间提供一定齿轮比。通过使用齿轮比，可以选择扭矩波动补偿装置200形成的扭矩振荡阶来校正所需的任何阶。作为非限制性示例，6缸发动机将需要具有三阶校正的齿轮比的扭矩波动补偿装置200。通过使用具体齿轮比，能使扭矩波动补偿装置200形成三阶补偿。

通过将至少一个齿轮比合并到扭矩波动补偿装置200内，扭矩波动补偿装置200可以用于阻尼许多不同阶。由于实际原因，扭矩波动补偿装置200可以用于以为1的比例来阻尼二阶振荡。

在使用中，扭矩波动补偿装置100、200与主轴110或齿轮主轴262驱动地接合。扭矩波动补偿装置100、200是用于内燃机112、212的平行扭矩添加装置。万向节组件114、264的非等动特征用来向主轴110或齿轮主轴262施加扭矩并且校正内燃机112、212生成的扭矩波动。通过使用调整装置148、248使壳体构件108、208绕轴线A3旋转，角度引入于飞轮106、206与驱动轭102或齿轮驱动的轭260之间。如上文所描述，在万向节组件114、264中的角度引入了飞轮106、206的速度偏差和非零加速度。由于速度偏差和非零加速度，从主轴110或齿轮主轴262的旋转特征来调整飞轮106、206的旋转特征(诸如速度和二阶加速度)。飞轮106、206的惯性导致扭矩波动补偿装置100、200向主轴110或齿轮主轴262施加二阶扭矩波动以阻尼来自内燃机112、212的扭矩波动。还应了解当扭矩波动补偿装置200的齿轮部分266、268提供在齿轮驱动轭262与齿轮主轴262之间的齿轮比时，齿轮部分266、268可以被配置成提供任何阶的扭矩。

扭矩波动补偿装置100、200可以以空挡模式和以主动抵消模式操作。扭矩波动补偿装置100、200的操作模式由壳体构件108、208和飞轮106、206相对于主轴110或者齿轮主轴262的旋转角来决定。

在空挡模式，万向节组件114、264的角度基本上等于零。因此，飞轮106、206以与主轴110或齿轮主轴262基本上相同的速度旋转。在空挡模式，飞轮106、206充当常规飞轮。为了将扭矩波动补偿装置100、200置于空挡模式，调整装置148、248将壳体构件108、208定位成壳体构件108、208绕与主轴110或齿轮主轴262的轴线基本上重合或基本上平行的轴线旋转。因此，由壳体构件108、208穿过飞轮轴承136、236定位的飞轮106、206绕与主轴110或齿轮主轴262的轴线基本上重合或平行的轴线旋转。

在主动抵消模式，万向节组件114、264的角度基本上不等于零。因此，飞轮106、206以不同于主轴110或齿轮主轴262的速度旋转。在主动抵消模式，飞轮106、206经受二阶加速度。为了将扭矩波动补偿装置100、200置于主动抵消模式，调整装置148、248将壳体构件108、208定位成壳体构件108、208绕相对于主轴110或齿轮主轴262的轴线倾斜的轴线旋转。因此，由壳体构件108、208穿过飞轮轴承136、236定位的飞轮106、206绕相对于主轴110或齿轮主轴262的轴线倾斜的轴线旋转。

如上文所描述，在万向节组件114、264中的角度引入了速度偏差和非零加速度。因此，飞轮106、206的速度基本上不等于主轴110或齿轮主轴262的速度，并且飞轮106、206经历某些二阶加速度。如在下面的公式中所示，经历速度变化或加速度的飞轮106、206的惯性造成扭矩。

$T=J\frac{d\mathrm{\ω}}{dt}$

在上述方程式中，T是由飞轮106、206以主动抵消模式生成的扭矩；ω是飞轮106、206的旋转速度，并且J是飞轮106、206的惯性。应了解惯性J也可以包括经受二阶振荡的万向节组件114、264的其它部件。

由飞轮106、206生成的扭矩量可以用于阻尼内燃机112、212的扭矩波动。作为非限制性示例，四冲程四缸内燃机将在发动机曲轴的每两次旋转循环四次经历最大扭矩波动峰值，因此需要二阶扭矩峰值来阻尼扭矩波动。

还应了解扭矩波动补偿装置100、200被配置成调整所生成的扭矩的相位，以确保施加由飞轮106、206生成的扭矩以减小内燃机112、212的扭矩波动。所生成的扭矩相位可以以动态方式设置。扭矩校正的相位由相对于内燃机112、212的曲轴角度，轴线A1和轴线A2的取向来决定。作为非限制性示例，与内燃机112、212的曲轴相比，轴线A1、A2的倾斜取向导致某些移相。倾斜度可以最初通过扭矩波动补偿装置100、200的设计来设置，还应了解扭矩波动补偿装置100、200可以被配置成在扭矩波动补偿装置100、200操作期间动态地调整倾斜度。

由扭矩波动补偿装置100、200生成的扭矩的振幅由飞轮106、206的惯性和万向节组件114、264的万向节角度来决定。在内燃机112、212的扭矩波动根据内燃机112、212的旋转速度、在内燃机112、212上的负荷和其它参数而变化时，对扭矩波动补偿装置100、200生成的扭矩振幅的控制也可以非常有益。对扭矩波动补偿装置100、200生成的扭矩振幅的控制可以以主动方式或被动方式执行。

当以被动方式来执行扭矩波动补偿装置100、200生成的扭矩振幅时，调整装置148、248可以包括至少一个偏压构件，至少一个偏压构件控制飞轮106、206的轴线相对于主轴110或齿轮主轴262的轴线的偏差。在较低操作速度，通常减小作用于包括至少一个偏压构件的调整装置148、248上的力，并且因此调整装置148、248可以被配置成提供在飞轮106、206的轴线相对于主轴110或齿轮主轴260的轴线之间的较大偏差量。然而，在较高操作速度，在飞轮106、206上的力可以大于由包括至少一个偏压构件的调整装置148、248施加的力，导致在飞轮106、206的轴线与主轴110或齿轮主轴262的轴线之间减小的偏差量。在这种情形下，将减小由扭矩波动补偿装置100、200提供的阻尼效果。扭矩波动补偿装置100、200的这种行为将是有益的，因为在较高旋转速度所需的阻尼量通常小于较低操作速度。还应了解调整装置148、248可以包括复合偏压构件或另一类型的装置以基于操作速度生成非线性响应。

当由扭矩波动补偿装置100、200生成的扭矩振幅以主动方式执行时，调整装置148、248可以包括促动器，促动器控制飞轮106、206的轴线与主轴110或齿轮主轴262的轴线之间的偏差。包括促动器的扭矩波动补偿装置100、200可以实时受到控制以抵消内燃机112、212的扭矩波动。

调整由扭矩波动补偿装置100、200所生成的扭矩振幅的另一方案是通过使用包括偏压构件和促动器的调整装置148、248来组合主动方式和被动方式。通过组合主动方式与被动方式，能单独地执行每种类型的控制。作为非限制性示例，被动方式可以用于某些速度并且主动方式可以用于其它速度。另外，使用调整装置148、248的偏压构件和促动器，主动方式和被动方式的组合可以同时使用。作为非限制性示例，扭矩波动补偿装置100、200可以使用偏压构件主要以被动控制进行控制，能使用促动器执行额外校正。

应了解也可以使用任何已知的可变惯性飞轮技术改变飞轮106、206的惯性来执行对扭矩波动补偿装置100、200生成的扭矩振幅的控制。

如上文所解释那样，与内燃机112、212的多个活塞的平面相比，扭矩波动补偿装置100、200的相位角是阻尼由内燃机112、212生成的扭矩波动的关键参数。然而，扭矩波动的相位并非恒定的并且随着旋转速度和施加到内燃机112、212上的负荷变化。因此，扭矩波动补偿装置100、200的相位角需要根据旋转速度和施加给内燃机112、212的负荷进行调适。为此，应了解使扭矩波动补偿装置100、200绕主轴110或齿轮主轴262的轴线旋转以适应扭矩波动补偿装置100、200生成的补偿相位也在本发明的范围内。

扭矩波动补偿装置100通过使用万向节组件114引入二阶速度振荡来阻尼二阶扭矩波动。扭矩波动补偿装置100可以易于适用于具有四个缸的内燃机，其中，以二阶发生最大量的扭矩波动。另外，如上文所描述的扭矩波动补偿装置200允许扭矩波动补偿装置200用于具有多于四个缸的内燃机中；然而，应了解扭矩波动补偿装置200可以以比例一(1:1)用于阻尼在具有四个缸的发动机中发生的二阶振荡。

基于前文的描述，可以认识到在本文中描述和描绘的扭矩波动补偿装置100、200具有若干优点。扭矩波动补偿装置100、200提供扭矩波动补偿，扭矩波动补偿能在振幅和相位方面主动地调节。另外，通过并行地添加扭矩，使用扭矩波动补偿装置100、200来校正内燃机112、212的扭矩波动。扭矩波动补偿装置100、200使用普遍易得的部件，这降低了成本并且提高了扭矩波动补偿装置100、200的可靠性。扭矩波动补偿装置100、200也允许在飞轮106、206大小方面的灵活性，因为由扭矩波动补偿装置提供的补偿是飞轮106、206的大小和万向节组件114、264提供的角度的组合。另外，扭矩波动补偿装置100、200是高效的并且并不耗散通过主轴110或齿轮主轴262的能量的大部分。

根据专利法规的条款，描述了本发明，认为其表示本发明的优选实施例。然而，应当指出的是能以具体示出和描述的方式之外的方式来实践本发明，而不偏离本发明的精神或范围。

Claims (20)

1.一种用于内燃机的扭矩波动补偿装置，所述扭矩波动补偿装置包括：

第一构件，其与所述内燃机的输出成驱动接合；

第二构件，其与所述第一构件成驱动接合；以及

第三构件，其与所述第二构件成驱动接合；以及其中在所述第一构件与所述第三构件之间的角偏差造成所述第三构件的周期性加速，所述第三构件的周期性加速通过所述第一构件向所述内燃机的输出施加扭矩。

2.根据权利要求1所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件形成万向节组件。

3.根据权利要求1所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，所述第三构件是飞轮。

4.根据权利要求3所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，所述飞轮可旋转地安置于中空构件内。

5.根据权利要求4所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，所述中空构件枢转地联接到接地构件。

6.根据权利要求5所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，还包括：调整装置，其联接到所述中空构件和所述接地构件。

7.根据权利要求1所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，可使用调整装置来配置所述第一构件与所述第三构件之间的角偏差。

8.根据权利要求7所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，所述调整装置是偏压构件。

9.根据权利要求7所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，所述调整装置是促动器。

10.根据权利要求1所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件绕所述内燃机的所述输出安置。

11.根据权利要求1所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，所述第一构件平行于所述内燃机的所述输出定向。

12.根据权利要求11所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，所述扭矩波动补偿装置可绕所述内燃机的输出旋转。

13.根据权利要求11所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，所述第一构件通过多个齿轮与所述内燃机的所述输出成驱动接合。

14.根据权利要求13所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，所述多个齿轮调整在所述第一构件与所述内燃机的所述输出之间的传动比。

15.一种用于内燃机的扭矩波动补偿装置，所述扭矩波动补偿装置包括：

第一构件，其与所述内燃机的输出成驱动接合；

第二构件，其与所述第一构件成驱动接合；以及

飞轮，其与所述第二构件成驱动接合；

中空构件，其可绕所述飞轮可旋转地安置；以及

调整装置，其联接到所述中空构件，其中可使用所述调整装置来配置在所述第一构件与所述飞轮之间的角偏差，在所述第一构件与所述飞轮之间的所述角偏差造成所述飞轮的周期性加速，所述飞轮的周期性加速通过所述第一构件向所述内燃机的输出施加扭矩。

16.根据权利要求15所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件形成万向节组件。

17.根据权利要求15所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，所述中空构件枢转地联接到接地构件。

18.一种用于内燃机的扭矩波动补偿装置，所述扭矩波动补偿装置包括：

第一构件，其与所述内燃机的输出成驱动接合；所述第一构件平行于所述内燃机的输出定向并且通过多个齿轮与所述内燃机的输出成驱动接合，所述多个齿轮调整在所述第一构件与所述内燃机的所述输出之间的传动比；

第二构件，其与所述第一构件成驱动接合；以及

飞轮，其与所述第二构件成驱动接合；

中空构件，其可绕所述飞轮可旋转地安置；以及

调整装置，其联接到所述中空构件，其中可使用所述调整装置来配置在所述第一构件与所述飞轮之间的角偏差，在所述第一构件与所述飞轮之间的所述角偏差造成所述飞轮的周期性加速，所述飞轮的周期性加速通过所述第一构件向所述内燃机的输出施加扭矩。

19.根据权利要求18所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，所述第一构件、所述第二构件和所述第三构件形成万向节组件。

20.根据权利要求18所述的扭矩波动补偿装置，其特征在于，所述中空构件枢转地联接到接地构件。