CN1346932A - 内燃机 - Google Patents

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O·克勒
K·特雷姆珀
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Volkswagen AG
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    • F16F15/26—Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system
    • F16F15/261—Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system where masses move linearly
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Abstract

本发明涉及一种内燃机尤其是汽车用的汽油机,它具有两个在一个气缸体曲轴箱(10)中构成的工作气缸,在工作气缸中,分别有一个工作活塞(18,20)进行振荡,该工作活塞与一根曲轴(36)的相应曲拐(32,34)连接。

Description

内燃机
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的内燃机，特别是汽车用的内燃机，它具有两个在气缸体曲轴箱中构成的工作缸，与曲轴的相应曲拐连接的工作活塞在工作缸中振荡。
只有两个工作缸的内燃机是一些不需要大功率的使用场合例如燃料消耗尽可能低的小汽车的一种经济的选择方案。但这种双缸内燃机的致命缺点是运行不平稳。虽然可通过相应的平衡轴在一定程度上减少这种不平稳的运行，但由此明显增加相应的制造费用和安装费用，所以在必要时，内燃机用两个以上的工作缸是比较经济的。
从DE 44 31 798 A1已知汽车用的内燃机的一种经济的制造方法，它是通过在至少一个气缸容积中不设置活塞、活塞杆和进气/排气阀来使多缸内燃机变成少缸的内燃机。但该文没有描述力的平衡。
DE 44 43 707 A1描述了一种振荡小的三缸内燃机，其中间活塞的尺寸大致相当于外活塞的尺寸之和，所以获得了象一台四缸内燃机时的相同的惯性压力和气体压力，但机器的长度尺寸却显著减小。然而明显保持三缸内燃机的特点，因此没有描述双缸内燃机的力平衡。
本发明旨在提出一种例如小汽车用的经济的双缸内燃机，这种内燃机同时具有可接受的运行舒适性。
根据本发明，这个目的是通过一种具有权利要求1所述特征的内燃机来实现的。本发明的一些优选结构可从各项从属权利要求中得知。
为此，本发明建议，曲轴箱由三个尺寸相同的串联的气缸构成。其中，外气缸构成两个工作气缸，在这两个工作缸中，相应的工作活塞以相同的冲程振荡，并在中间气缸中，平衡重量以与工作气缸相反的冲程进行振荡。
这种结构的优点是，在双缸内燃机时可达到一级的振荡力平衡，而不需要附加的平衡轴，同时还可使用中间气缸不点火的三缸发动机的常规的气缸头坯件。这样就简化了制造和安装，因为可用已经制成的批量生产的零件。
例如平衡重作为活塞构成，该活塞最好在几何形状上这样设计，即它不作压缩功即可在中间气缸中振荡。
在用低机械损失的平衡质量的尽可能没有力的运行时，在面对中间气缸的一个内表面的平衡质量的一个外表面上和/或在面对平衡质量的外表面的气缸的内表面上至少设置一层减小摩擦的涂层。
最好中间气缸的进气和排气通道是封闭的，并且即使在内燃机的阀门传动装置的情况下，也为中间气缸的阀门操作装置留出了空隙。
在一个适当的力平衡时，平衡重量的质量相当于工作缸的振荡质量之和。
在一个优选的结构型式中，曲轴的相应曲拐位于一个平面中。在这种情况下，与工作活塞对应的外曲拐具有相同的角度位置，且布置在其间的中间曲拐与这些外曲拐错开180°，其中，平衡质量与该中间曲拐连接。
平衡质量用铁和/或钢制成。
本发明的其他特征、优点和有利的结构可从各项从属 以及从结合附图进行的本发明下列说明中得知。这些附图表示：
图1本发明内燃机的一种优选结构型式的示意断面图；
图2图1内燃机的平衡质量的透视图；
图3图2平衡质量的俯视图；
图4沿图3剖面线A-A剖开的断面图；
图5沿图3剖面线B-B剖开的断面图。
在图1中所示的本发明双缸内燃机的优选结构型式包括一个具有三个串联布置的且其尺寸相等的气缸12、14和16的三缸内燃机的气缸体曲轴箱10。其中，外气缸12和16构成工作气缸，在工作气缸中分别有一个工作活塞18和20进行振荡。一根凸轮轴22操作这两个外气缸12和16的相应阀门24。中间气缸14不点火，所以没有配置阀门。同样留有相应阀门操作装置的空隙，即凸轮轴22在中间气缸14的范围内没有凸轮。相应的进气和排气通道26以及中间气缸14的阀座通过压入一个盖28进行封闭。参考号30表示凸轮轴支座。
工作活塞18和20通过相应的曲拐32、34与一根曲轴36连接。其中，曲拐32和34具有相同的角度位置，所以两个工作活塞18和20以相同的冲程在工作气缸12和16中振荡。它们的点火间隔相同，象双缸二冲程发动机那样。
曲轴36的一个中间曲拐38相对于曲拐32和34错开180°，其中全部曲拐32、34、38都位于一个平面内。平衡重40与中间曲拐38是这样连接的，即该平衡重相对于工作活塞18、20以相反的冲程在中间气缸14中振荡。平衡重40设计成不作压缩功并尽可能无损失地在中间气缸14中运动。为此，在平衡质量40和中间气缸14的一个内壁之间设置了一个没有示出的降低摩擦的涂层。此外，该平衡重具有一个振荡质量，该振荡质量相当于工作活塞18、20的振荡质量之和。
总的来说，全部达到了一级的力平衡，从而导致双缸内燃机的相当平稳的运行，而又不需要附加的平衡轴。气缸体曲轴箱也不需要任何新的部件，因为可用三缸内燃机的常规的批量生产的部件。
图2至5表示一个活塞形式的平衡重40的一个示例性的结构型式。该活塞在其圆周上具有凹槽42，它们沿活塞40的整个纵向延伸。这样，中间气缸14中存在的流体就可畅通无阻地流过活塞40，而该活塞则在中间气缸14中振荡。这样，平衡重40就不需作压缩功，这种压缩功在不点火的中间气缸中纯粹是一种损失。
结果是，用本发明例如可达到一种经济的柴油机，它对小汽车具有高度的运行舒适性，而又不需要费用大的旋转平衡轴。

Claims (8)

1.内燃机，尤其是汽车内燃机，具有两个在一个气缸体曲轴箱(10)中构成的工作气缸，在这两个工作气缸中，分别有一个工作活塞(18，20)进行振荡，该工作活塞与一根曲轴(36)的相应曲拐(32，34)连接，其特征为，气缸体曲轴箱(10)用三个尺寸相同的串联布置的气缸(12、14、16)构成，其中，外气缸(12、16)构成两个工作气缸，在这两个工作气缸中，相应的工作活塞(18、20)以相同的冲程进行振荡，此外，平衡重(40)在中间气缸(14)中以与工作气缸(18、20)相反的冲程进行振荡。
2.按权利要求1的内燃机，其特征为，平衡重(40)作为活塞构成。
3.按权利要求2的内燃机，其特征为，活塞(40)在几何形状上做成使其可在中间气缸(14)中进行振荡而不作压缩功。
4.按前述权利要求至少一项的内燃机，其特征为，在面对中间气缸(14)的一个内表面的平衡质量(40)的一个外表面上和/或在面向平衡质量(40)的外表面的中间气缸(14)的内表面上至少设置了一层减少摩擦的涂层。
5.按前述权利要求至少一项的内燃机，其特征为，中间气缸(14)的进气和排气通道(26)是封闭的并在内燃机的气门传动装置(22)的情况下仍为中间气缸(14)的阀门操作装置留出了空隙。
6.按前述权利要求至少一项的内燃机，其特征为，平衡重(40)的质量相当于工作活塞(18、20)的振荡质量之和。
7.按前述权利要求至少一项的内燃机，其特征为，曲轴(36)的相应曲拐(32、34、38)位于同一平面内，其中与工作活塞(18、20)对应的外曲拐(32、34)具有相同的角度位置，且布置其间的中间曲拐(38)与外曲拐(32、34)错开180°，平衡质量(40)与中间曲拐(38)连接。
8.按前述权利要求至少一项的内燃机，其特征为，平衡质量(40)用铁和/或钢制成。
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