專利名稱：具有飛輪的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及具有曲軸、變速器、起動機(jī)裝置和飛輪的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其中飛輪設(shè) 置在曲軸和變速器之間且為模塊化設(shè)計。
背景技術(shù)：
首先，詳述明確提及的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的構(gòu)件。內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的曲軸利用連桿力，連桿力包括燃燒室中燃料燃燒產(chǎn)生的氣體力和動 力單元的構(gòu)件的不規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的慣性力。在此背景下，活塞的振蕩往復(fù)運(yùn)動特別地轉(zhuǎn)化 為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。在此背景下，曲軸還傳遞扭矩到基本上直接連接到曲軸的飛輪，且所述 曲軸通過變速器提供扭矩作為驅(qū)動扭矩到傳動系中。曲軸具有特定的旋轉(zhuǎn)彈性，且與連接的構(gòu)件特別是連桿和活塞一起形成系統(tǒng)，該 系統(tǒng)能夠振蕩且通過作用在曲軸軸頸上的氣體力和慣性力受激發(fā)經(jīng)受旋轉(zhuǎn)振動。為阻尼這些旋轉(zhuǎn)振動，可以提供旋轉(zhuǎn)振動阻尼器即扭轉(zhuǎn)振動阻尼器。由于振動阻 尼器的質(zhì)量相對于曲軸的相對運(yùn)動產(chǎn)生的摩擦，消除了一些旋轉(zhuǎn)振動的能量。為減少轉(zhuǎn)速的波動，基本上通過在曲軸上設(shè)置飛輪附加地增加能夠振蕩的所述系 統(tǒng)的質(zhì)量。借助于相對較大的質(zhì)量，系統(tǒng)可以提高慣性。曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變得更均勻，因為 系統(tǒng)作為整體較少受不期望的轉(zhuǎn)速波動的影響。飛輪存儲能量，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降時飛輪再次將所述能量釋放至曲軸。即飛輪用作能量 存儲裝置，一旦曲軸減速飛輪就輸出能量到其中，因此這通過施加、輸出能量給曲軸及作為 整體的系統(tǒng)一定程度的慣性以抵消減速并保持運(yùn)動。以此方式，不僅在減速的情況中，而且 在加速的情況中，飛輪用來使曲軸和連接到曲軸的構(gòu)件產(chǎn)生平滑和均勻的運(yùn)動。防止或減 少不希望的轉(zhuǎn)速波動。當(dāng)點(diǎn)火不正確或失火時，飛輪或較大質(zhì)量因此具有有利作用。由于飛輪的慣性，或 多或少保持曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，即旋轉(zhuǎn)運(yùn)動僅較小程度地受干擾，因為抵消了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的變 化。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，根據(jù)在低轉(zhuǎn)速全負(fù)荷的工況下視為最大可允許的轉(zhuǎn)速波動，配置 飛輪，特別是確定飛輪尺寸即確定飛輪的質(zhì)量。這導(dǎo)致在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)產(chǎn)生不期望的噪聲 的相對較大的飛輪質(zhì)量，所述噪聲由在內(nèi)燃發(fā)動機(jī)和變速器之間的傳動系中的共鳴造成。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過將飛輪配置為雙質(zhì)量飛輪，該雙質(zhì)量飛輪然后附加地具有減少 在離合器和驅(qū)動之間的旋轉(zhuǎn)振動的振動阻尼器的功能，可以抵消所述影響。飛輪基本上在 一端連接到曲軸且另一端通過離合器連接到變速器。雙質(zhì)量飛輪的相對較低的主要質(zhì)量在低轉(zhuǎn)速范圍中不可避免地產(chǎn)生相對較大的 轉(zhuǎn)速波動，這特別是對曲軸驅(qū)動的牽引機(jī)構(gòu)驅(qū)動的耐用性和功能可靠性具有不利影響。此 夕卜，在非穩(wěn)態(tài)工作模式中雙質(zhì)量飛輪的相對較大整體質(zhì)量及其慣性對內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的起動和 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的響應(yīng)特性兩者具有不利影響。優(yōu)化到特定工作點(diǎn)的飛輪質(zhì)量隨著內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的工況不同而改變，因此常規(guī)飛輪的不變的飛輪質(zhì)量具有折衷考慮，即不可能滿足變化工況下的所有要求。在下文中給出該 情況的意見，在此背景下在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)使用的術(shù)語“飛輪質(zhì)量”不僅在于飛輪的實(shí) 際重量，而且在于相對于曲軸的縱軸的飛輪的慣性。相關(guān)于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的起動，優(yōu)選相對較低的飛輪質(zhì)量或相對較小的飛輪慣性以便 允許使用最小可能的能量消耗，即使用最少可能的燃料實(shí)施起動，且以便能夠縮短起動過 程并快速起動。在此背景下，有必要考慮到增加的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的起動或再起動次數(shù) ，因為如今改 進(jìn)車輛燃料消耗的構(gòu)思提供停用內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，而不是在沒有瞬時動力需求的情況下繼續(xù)在 怠速模式中操作。在實(shí)踐中這意味著至少當(dāng)車輛靜止時，關(guān)閉內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。一個應(yīng)用情況 是例如在高速公路或公路上的交通阻塞中發(fā)生的時走時停交通。在城市內(nèi)交通中，由于存 在不協(xié)調(diào)的交通燈系統(tǒng)，時走時停交通不再是例外，而是慣例。其他的應(yīng)用情況有帶柵欄的 平交道(gated grade crossings)等。在這方面，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的起動過程日益重要。相反，在起動過程的結(jié)束之后，即只要燃料的燃燒保持曲軸的旋轉(zhuǎn)，相對較大的飛 輪質(zhì)量或具有相對較高慣性的飛輪就是有利的以便限制低轉(zhuǎn)速中的轉(zhuǎn)速波動。這也是因為 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)特別是在低轉(zhuǎn)速范圍中基本上易受相對較大的轉(zhuǎn)速波動的影響。當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時，相對較小的飛輪質(zhì)量或具有相對較低慣性的飛輪再次是優(yōu)選的， 以便提高能夠振蕩且包括曲軸和飛輪的系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)的固有頻率。在此背景下，扭轉(zhuǎn)的固有 頻率隨著飛輪的質(zhì)量減少而增加。使扭轉(zhuǎn)的固有頻率高于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)速以便不再 產(chǎn)生共鳴即不能察覺到共鳴的飛輪質(zhì)量將是理想的。

實(shí)用新型內(nèi)容在此背景下，本實(shí)用新型的目標(biāo)包括提供一種可以實(shí)現(xiàn)使用不同的飛輪質(zhì)量和因 此使用優(yōu)化到特定的工作點(diǎn)的飛輪質(zhì)量的具有飛輪的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。通過一種具有曲軸、變速器、起動機(jī)裝置及飛輪的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，飛輪 設(shè)置在曲軸和變速器之間且為模塊化設(shè)計，其中飛輪配置為行星齒輪機(jī)構(gòu)。在此背景中，該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)這樣的實(shí)施例是有利的其中配置為行星齒輪機(jī)構(gòu)的 飛輪包括外部的、具有內(nèi)齒的可旋轉(zhuǎn)齒圈、連接到曲軸的具有外齒的太陽齒輪、可旋轉(zhuǎn)行星 齒輪架、及可旋轉(zhuǎn)地安裝在行星齒輪架上且以與齒圈和太陽齒輪嚙合的方式設(shè)置在齒圈和 太陽齒輪之間的至少三個具有外齒的行星齒輪。本實(shí)用新型的飛輪設(shè)計為行星齒輪機(jī)構(gòu)，產(chǎn)生適用于瞬時工作參數(shù)即內(nèi)燃發(fā)動機(jī) 的當(dāng)前工作模式的具有可變質(zhì)量的飛輪。根據(jù)本實(shí)用新型的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的飛輪包括多個飛輪部分，其中的兩個部分即行星 齒輪架和齒圈可以形成實(shí)際有效的飛輪質(zhì)量，即當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時行星齒輪架和齒圈旋轉(zhuǎn)且用 作飛輪。在此背景下，外部齒圈具有更大程度的慣性，因此在低轉(zhuǎn)速中使用。相反，行星齒 輪架具有較低的慣性，因此在相對高轉(zhuǎn)速下和內(nèi)燃發(fā)動機(jī)起動時用作飛輪。根據(jù)本實(shí)用新型的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)因此解決本實(shí)用新型基于的問題，特別是可獲得允 許使用不同飛輪質(zhì)量和因此使用優(yōu)化到特定的工作點(diǎn)的飛輪質(zhì)量的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。為能夠在作為有效的飛輪質(zhì)量的齒圈和行星齒輪架之間改變，有必要包括鎖緊裝置和制動裝置，結(jié)合根據(jù)本實(shí)用新型的其他優(yōu)選實(shí)施例的解釋詳細(xì)描述鎖緊裝置和制動裝置。該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)這樣的實(shí)施例是有利的其中起動機(jī)裝置和行星齒輪架以旋轉(zhuǎn)固定 的方式連接。該實(shí)施例允許在起動過程的范圍內(nèi)使用行星齒輪架作為有效的飛輪部分。該 起動機(jī)裝置驅(qū)動在連接狀態(tài)的行星齒輪架，在該情況中安裝在行星齒輪架中的行星齒輪通 過太陽齒輪促使曲軸旋轉(zhuǎn)，而齒圈同時固定即鎖緊。在起動過程結(jié)束之后，起動機(jī)裝置和行星齒輪架可以斷開。在低轉(zhuǎn)速范圍中齒圈 用作飛輪，行星齒輪架優(yōu)選地為靜止，斷開不是絕對必要的。然而在相對高的轉(zhuǎn)速中，若行 星齒輪架再次用作飛輪，則起動機(jī)裝置和行星齒輪架應(yīng)斷開。該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)這樣的實(shí)施例是有利的其中還包括配置為以旋轉(zhuǎn)固定的方式鎖緊 齒圈的第一鎖緊裝置。為了固定齒圈，例如在如上所述的起動中，鎖緊裝置是必要的。在此 背景下，鎖緊裝置必須以利用通過與具有內(nèi)齒的齒圈嚙合的行星齒輪施加的力或扭矩的方 式固定齒圈。當(dāng)齒圈靜止即鎖緊時，行星齒輪架實(shí)際上支撐在齒圈上，確切地說在起動中和 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)操作時的高轉(zhuǎn)速中。該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)這樣的實(shí)施例是有利的其中還包括配置為以旋轉(zhuǎn)固定的方式鎖緊 行星齒輪架的第二鎖緊裝置。以便在起動過程結(jié)束之后在低轉(zhuǎn)速范圍中能夠固定行星齒輪 架，第二鎖緊裝置是必需的。在此背景下，該第二鎖緊裝置進(jìn)而必須以與具有外齒的太陽齒輪嚙合的行星齒輪 在當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時促使具有內(nèi)齒的齒圈旋轉(zhuǎn)的方式固定行星齒輪架，在該情況中行星齒輪圍 繞靜止的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。為在起動過程結(jié)束之后能夠通過鎖緊裝置固定行星齒輪架，由起動機(jī)裝置驅(qū)動的 行星齒輪架必須進(jìn)行到靜止即減速。以類似的方式，在低轉(zhuǎn)速范圍中作為飛輪質(zhì)量旋轉(zhuǎn)的 齒圈必須在轉(zhuǎn)速升高時或當(dāng)超過預(yù)定極限轉(zhuǎn)速時進(jìn)行制動，以便能夠鎖緊齒圈且再次 使用行星齒輪架作為飛輪。該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)這樣的實(shí)施例因此是有利的其中還包括配置為減少齒圈的轉(zhuǎn)速的 第一制動裝置。該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)這樣的實(shí)施例也是有利的其中還包括配置為減少行星齒輪 架的轉(zhuǎn)速的第二制動裝置。該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)這樣的實(shí)施例是有利的其中第一鎖緊裝置和第一制動裝置形成一 個整體構(gòu)件。根據(jù)該實(shí)施例，僅使用一個單個構(gòu)件用于減速和鎖緊齒圈。這種裝置例如可以包 括在外側(cè)面上部分地環(huán)繞齒圈的皮帶，該皮帶可以或多或少地拉緊以便減少轉(zhuǎn)速且用于鎖 緊。單個整體構(gòu)件提供不僅在于要求的空間和重量方面，而且在于成本方面的優(yōu)點(diǎn)。以類似的方式，第二鎖緊裝置設(shè)計為固定行星齒輪架，作為整體構(gòu)件第二制動裝 置設(shè)計為減少行星齒輪架的轉(zhuǎn)速。該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)這樣的實(shí)施例因此也是有利的其中第二鎖緊裝置和第二制動裝置 形成為一個整體構(gòu)件。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，還提供一種具有曲軸、變速器、起動機(jī)裝置及飛輪的 內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，所述飛輪設(shè)置在曲軸和變速器之間且為模塊化設(shè)計，其中，所述飛輪配置為行 星齒輪機(jī)構(gòu)，所述飛輪包括外部的、具有內(nèi)齒的可旋轉(zhuǎn)齒圈、連接到曲軸的具有外齒的太陽齒輪、可旋轉(zhuǎn)行星齒輪架及可旋轉(zhuǎn)地安裝在行星齒輪架上且以與齒圈和太陽齒輪嚙合的方 式設(shè)置在齒圈和太陽齒輪之間的至少三個具有外齒的行星齒輪，起動機(jī)裝置和行星齒輪架 以旋轉(zhuǎn)固定的方式連接；配置為以旋轉(zhuǎn)固定的方式鎖緊齒圈的第一鎖緊裝置；配置為以旋 轉(zhuǎn)固定的方式鎖緊行星齒輪架的第二鎖緊裝置；配置為減少齒圈的轉(zhuǎn)速的第一制動裝置； 及配置為減少行星齒輪架的轉(zhuǎn)速的第二制動裝置。該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)這樣的實(shí)施例是有利的其中第一鎖緊裝置和第一制動裝置形成一 個整體構(gòu)件，及第二鎖緊裝置和第二制動裝置形成一個整體構(gòu)件。此外，上述類型的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)可如下操作，其開始于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的 靜止?fàn)顟B(tài)通過第一鎖緊裝置鎖緊齒圈，連接起動機(jī)裝置和行星齒輪架，及啟用起動機(jī)裝置以起動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，因此使連接到起動機(jī)裝置的行星齒輪架旋 轉(zhuǎn)，從而行星齒輪和以旋轉(zhuǎn)固定的方式連接到曲軸的太陽齒輪旋轉(zhuǎn)且曲軸旋轉(zhuǎn)。關(guān)于根據(jù)本實(shí)用新型的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的上述內(nèi)容還應(yīng)用于上述操作，因此在這一點(diǎn) 上參考關(guān)于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的陳述。為起動內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，在第一步驟中齒圈首先通過第一鎖緊裝置鎖緊，且起動機(jī)裝 置連接到行星齒輪架。例如通過設(shè)置在起動機(jī)軸上的齒輪與提供在行星齒輪架上的齒系統(tǒng) 嚙合進(jìn)行接合實(shí)現(xiàn)起動機(jī)裝置到行星齒輪架的連接。在第二步驟中，然后啟用起動機(jī)裝置。因此，驅(qū)動即旋轉(zhuǎn)連接到起動機(jī)裝置的行星 齒輪架，其中行星齒輪架用作行星齒輪的驅(qū)動器。由于鎖緊的齒圈，行星齒輪以如下所述的 方式旋轉(zhuǎn)，即行星齒輪支撐在齒圈上，即行星齒輪在齒圈的內(nèi)齒系統(tǒng)內(nèi)滾動，且同時帶動以 旋轉(zhuǎn)固定的方式連接到曲軸的太陽齒輪，因此太陽齒輪和曲軸旋轉(zhuǎn)。在起動過程的范圍內(nèi)即在“內(nèi)燃發(fā)動機(jī)起動”操作模式中，重量更輕或低慣性的行 星齒輪架用作有效的飛輪質(zhì)量，這確?？焖俚钠饎雍腿剂系慕?jīng)濟(jì)性。這樣的實(shí)施例是有利的只要燃料的燃燒保持曲軸的旋轉(zhuǎn)就停用起動機(jī)裝置，及斷開起動機(jī)裝置和行星齒輪架，釋放通過第一鎖緊裝置的齒圈的鎖緊，及行星齒輪架通過第二制動裝置減速且通過第二鎖緊裝置鎖緊，因此行星齒輪和齒 圈通過以旋轉(zhuǎn)固定的方式連接到旋轉(zhuǎn)的曲軸的太陽齒輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。該變體涉及在“低轉(zhuǎn)速下的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的操作”操作模式中的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的操作。 直接在起動過程結(jié)束之后，在低轉(zhuǎn)速下或在怠速下操作內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，因此如上詳述，優(yōu)選相 對較高的飛輪質(zhì)量即具有相對較高慣性的飛輪。因此，齒圈替代行星齒輪架作為有效的飛 輪質(zhì)量。只要燃料的燃燒保持曲軸的旋轉(zhuǎn)，起動過程就結(jié)束。停用起動機(jī)裝置且斷開起動 機(jī)裝置和行星齒輪架。釋放通過第一鎖緊裝置的齒圈的鎖緊，行星齒輪架通過第二制動裝置減速且通過 第二鎖緊裝置鎖緊。由于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火即燃料的燃燒旋轉(zhuǎn)的曲軸驅(qū)動以旋轉(zhuǎn)固定的方 式連接到曲軸的太陽齒輪，因此當(dāng)行星齒輪架鎖緊時，行星齒輪和齒圈進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。這樣的實(shí)施例是有利的，其中當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速η增加時，只要轉(zhuǎn)速η超過預(yù)定 極限轉(zhuǎn)速時，釋放通過第二鎖緊裝置的行星齒輪架的鎖緊，齒圈通過第一制動裝置減速且通過第一鎖緊裝置鎖緊，因此行星齒輪和行星齒輪架通過以旋轉(zhuǎn)固定的方式連接到旋轉(zhuǎn)的曲軸的太陽齒輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在“相對較高轉(zhuǎn)速下的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的操作”的操作模式中，再次優(yōu)選相對較小飛輪 質(zhì)量即具有相對較低慣性的飛輪，因此行星齒輪架替代齒圈作為有效飛輪質(zhì)量。因此釋放通過第二鎖緊裝置的行星齒輪架的鎖緊，齒圈通過第一制動裝置減速且 通過第一鎖緊裝置鎖緊。因為從齒圈到行星齒輪架作為飛輪的變化，預(yù)先確定轉(zhuǎn)速ηβκ，其也稱為極限的 轉(zhuǎn)速。在此背景下，優(yōu)選地穩(wěn)定即連續(xù)進(jìn)行從一個飛輪部分到另一個飛輪部分的改變或轉(zhuǎn) 換，因此改進(jìn)瞬態(tài)操作特性且保持不受轉(zhuǎn)換過程影響。因此，其中通過制動裝置連續(xù)實(shí)施減速的實(shí)施例也是有利的。在曲軸或太陽齒輪和變速器之間提供離合器。

圖1是根據(jù)在第一操作模式中的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的第一實(shí)施例的飛輪的示意前視圖；圖2是根據(jù)在第二操作模式中的圖1中所示的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的第一實(shí)施例的飛輪的 示意前視圖；圖3是根據(jù)在第三操作模式中的圖1中所示的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的第一實(shí)施例的飛輪的 示意前視圖。附圖標(biāo)記1 飛輪2行星齒輪機(jī)構(gòu)3 齒圈4太陽齒輪5行星齒輪架6行星齒輪
具體實(shí)施方式
在下文中，基于根據(jù)圖1至圖3的示例實(shí)施例詳述本實(shí)用新型。圖1是根據(jù)在第一操作模式中特別是在“內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的起動”操作模式中的內(nèi)燃 發(fā)動機(jī)的第一實(shí)施例的飛輪1的示意前視圖。飛輪1配置為行星齒輪機(jī)構(gòu)2且包括多個移動或可移動的飛輪部分，特別是外部 的、具有內(nèi)齒的可旋轉(zhuǎn)齒圈3、連接到曲軸且居中設(shè)置的具有外齒的太陽齒輪4、可旋轉(zhuǎn)環(huán) 形行星齒輪架5及可旋轉(zhuǎn)地安裝在行星齒輪架5上且彼此間隔設(shè)置的三個具有外齒的行星 齒輪6。行星齒輪6連續(xù)接合外部齒圈3和居中設(shè)置的太陽齒輪4，即行星齒輪6與齒圈3 和太陽齒輪4嚙合。當(dāng)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)起動時，行星齒輪架5形成有效的飛輪質(zhì)量。齒圈3以旋轉(zhuǎn)固定的 方式鎖緊，且齒圈3將提供起動的起動機(jī)裝置連接到行星齒輪架5。當(dāng)啟用起動機(jī)裝置時， 驅(qū)動即旋轉(zhuǎn)(箭頭示出旋轉(zhuǎn)方向)連接到起動機(jī)裝置的行星齒輪架5。[0074]行星齒輪6由行星齒輪架5帶動且在行星齒輪架5中圍繞其轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)(箭頭示出 旋轉(zhuǎn)方向)。在此背景下，行星齒輪6在具有內(nèi)齒的齒圈3中滾動，因此使以旋轉(zhuǎn)固定的方 式連接到曲軸的太陽齒輪4和曲軸旋轉(zhuǎn)(箭頭示出旋轉(zhuǎn)的方向)。當(dāng)起動發(fā)生時，較小慣性的行星齒輪架5即行星齒輪架5和行星齒輪6 —起用作 有效的飛輪質(zhì)量，這確?？焖俚钠饎雍腿剂系慕?jīng)濟(jì)性。圖2是根據(jù)在第二操作模式中即在“低轉(zhuǎn)速下的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的操作”操作模式中 的如圖1所示的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的第一實(shí)施例的飛輪1的示意前視圖。僅說明與如圖1所示的 操作模式的差別，因此其他方面參考圖1。相同的附圖標(biāo)記用于相同的構(gòu)件。相比較于圖1中的操作模式，在圖2中所示的操作模式中，不是行星齒輪架5，而是 齒圈3作為有效的飛輪質(zhì)量。只要燃料的燃燒保持曲軸的旋轉(zhuǎn)，齒圈3就能替代行星齒輪架5作為有效的飛輪 質(zhì)量。若起動過程結(jié)束，行星齒輪架5與起動機(jī)裝置斷開，通過制動裝置減速且以旋轉(zhuǎn)固定 的方式鎖緊。釋放齒圈3的鎖緊。旋轉(zhuǎn)的曲軸驅(qū)動以旋轉(zhuǎn)固定的方式連接到曲軸的太陽齒輪4，因此當(dāng)行星齒輪架 5鎖緊時，行星齒輪6和齒圈3旋轉(zhuǎn)(箭頭示出旋轉(zhuǎn)的方向)。圖3是根據(jù)在第三操作模式中特別是在“相對高轉(zhuǎn)速下的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的操作”操 作模式中的如圖1所示的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的第一實(shí)施例的飛輪的示意前視圖。僅說明與圖1和 圖2中所示的操作模式的差別，因此其他方面參考圖1和圖2。相同的附圖標(biāo)記用于相同的 構(gòu)件。相比較于圖2中的操作模式，在圖3所示的操作模式中，不是齒圈3，而是行星齒輪 架5作為有效的飛輪質(zhì)量。只要內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速η超過預(yù)定極限轉(zhuǎn)速，釋放行星齒輪架5的鎖緊且齒 圈3減速且鎖緊。行星齒輪6和行星齒輪架5通過以旋轉(zhuǎn)固定的方式連接到旋轉(zhuǎn)的曲軸的太陽齒輪 4進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。關(guān)于單個飛輪部分的運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)方向參考圖1。
權(quán)利要求一種具有曲軸、變速器、起動機(jī)裝置及飛輪(1)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，所述飛輪(1)設(shè)置在曲軸和變速器之間且為模塊化設(shè)計，其特征在于，所述飛輪(1)配置為行星齒輪機(jī)構(gòu)(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其特征在于，配置為行星齒輪機(jī)構(gòu)(2)的所述飛 輪(1)包括外部的具有內(nèi)齒的可旋轉(zhuǎn)齒圈(3)，連接到曲軸的具有外齒的太陽齒輪(4)，可 旋轉(zhuǎn)行星齒輪架(5)及可旋轉(zhuǎn)地安裝在行星齒輪架(5)上且以與齒圈(3)和太陽齒輪(4) 嚙合的方式設(shè)置在齒圈(3)和太陽齒輪(4)之間的至少三個具有外齒的行星齒輪(6)。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其特征在于，起動機(jī)裝置和行星齒輪架(5)以旋轉(zhuǎn) 固定的方式連接。
4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其特征在于，還包括配置為以旋轉(zhuǎn)固定的方式鎖 緊齒圈(3)的第一鎖緊裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其特征在于，還包括配置為以旋轉(zhuǎn)固定的方式鎖 緊行星齒輪架(5)的第二鎖緊裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其特征在于，還包括配置為減少齒圈(3)的轉(zhuǎn)速的 第一制動裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，其特征在于，還包括配置為減少行星齒輪架(5)的 轉(zhuǎn)速的第二制動裝置。
8.一種具有曲軸、變速器、起動機(jī)裝置及飛輪(1)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，所述飛輪(1)設(shè)置在 曲軸和變速器之間且為模塊化設(shè)計，其特征在于，所述飛輪(1)配置為行星齒輪機(jī)構(gòu)(2)， 所述飛輪(1)包括外部的具有內(nèi)齒的可旋轉(zhuǎn)齒圈(3)，連接到曲軸的具有外齒的太陽齒輪 (4)，可旋轉(zhuǎn)行星齒輪架(5)及可旋轉(zhuǎn)地安裝在行星齒輪架(5)上且以與齒圈(3)和太陽齒 輪(4)嚙合的方式設(shè)置在齒圈(3)和太陽齒輪(4)之間的至少三個具有外齒的行星齒輪 (6)，起動機(jī)裝置和行星齒輪架(5)以旋轉(zhuǎn)固定的方式連接；配置為以旋轉(zhuǎn)固定的方式鎖緊 齒圈(3)的第一鎖緊裝置；配置為以旋轉(zhuǎn)固定的方式鎖緊行星齒輪架(5)的第二鎖緊裝置； 配置為減少齒圈(3)的轉(zhuǎn)速的第一制動裝置；及配置為減少行星齒輪架(5)的轉(zhuǎn)速的第二 制動裝置，其中第二鎖緊裝置和第二制動裝置形成一個整體構(gòu)件。
專利摘要本實(shí)用新型涉及具有飛輪的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。提供一種具有曲軸、變速器、起動機(jī)裝置及飛輪(1)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，飛輪(1)設(shè)置在曲軸和變速器之間且為模塊化設(shè)計，其中飛輪配置為行星齒輪機(jī)構(gòu)(2)。通過本實(shí)用新型的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，允許使用不同的飛輪質(zhì)量和因此使用優(yōu)化到特定的工作點(diǎn)的飛輪質(zhì)量。
文檔編號F02B75/00GK201560847SQ20092015950
公開日2010年8月25日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者賴訥·拉赫 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司