[发明专利]包括在发动机处于非供油模式时旋转的曲轴的内燃机以及用于运行发动机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机，更具体地涉及与这种发动机相关的曲轴。

背景技术

由于内燃机在曲轴开始旋转时未被良好地润滑，内燃机的重复启动和停止将导致曲轴轴颈和轴颈轴承的大量磨损。轴颈轴承一般设计为用于完全的液体动力润滑（hydrodynamic lubrication）。换言之，当发动机运转时，曲轴轴颈和曲轴轴颈轴承通常从不接触，因为在曲轴轴颈和曲轴轴颈轴承之间存在液体动力油膜，它阻止了金属-金属之间的接触。然而，该液体动力润滑要求曲轴的旋转和机油压力。机油压力自身并不产生液体动力润滑，而是仅产生边界润滑。在边界润滑中，可能存在金属-金属之间的接触并将出现磨损。本发明人已经意识到，为了提供曲轴轴颈和轴承结构的液体动力润滑，必须同时存在机油压力和曲轴的旋转。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种用于运行发动机的方法包括：将发动机在供油和非供油模式之间切换，所述内燃机包括轴承和具有轴承轴颈的曲轴，该轴承轴颈能够在所述轴承中旋转；以及，当内燃机处于非供油模式时，使曲轴始终旋转。

根据本发明的另一方面，一种发动机包括：内燃机，该内燃机包括轴承和具有轴承轴颈的曲轴，该轴承轴颈能够在所述轴承中旋转；以及，用于在内燃机处于非供油模式时使曲轴始终旋转的装置。

附图说明

通过结合附图来阅读以下详细描述，将能很好地理解本发明的特征和优点，在这些附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是根据本发明一个方面的混合动力发动机的示意图；并且

图2是根据本发明一个方面的另一个发动机的示意图。

具体实施方式

图1中示出了根据本发明一个方面的发动机21。该发动机21包括内燃机23，并包括轴承29和具有轴承轴颈27的曲轴25，该轴承轴颈能够在轴承29中旋转。还设置有用于在内燃机23处于非供油模式时使曲轴25始终旋转的装置。在本申请中，“非供油模式”包括内燃机未对曲轴进行驱动时的状态，此时，通常内燃机不被供油，但并非必须如此。该装置通常将使曲轴25转过整整一圈，然而，曲轴也可旋转小于360°且仅枢转或前后摆动，在本申请中，除非另外指明，所有这些运动都被统称为“旋转”。

根据本发明的一个方面，发动机21是也包括电机31的混合动力发动机，该电机31优选是电动机-发电机。电机31可用于在内燃机23处于非供油模式时使曲轴25旋转。还可设有与曲轴25连接的机械连接件33（以虚线示出），例如在电机31的从动轴35和曲轴之间的皮带或齿轮。替代地，也可设有另外的装置来使曲轴25旋转，例如，在混合动力发动机中，可设有由诸如蓄电池39的电源供电的第二电机37（以虚线示出）。蓄电池39能够储存来自电动机-发电机31的电能，并且，可设有控制器40来控制第二电机37和/或所述电动机-发电机的运行。

当发动机21’不是混合动力发动机时，如图2所示，曲轴25’可由任何适当的装置旋转，例如电机37’或诸如弹簧的机械装置，该机械装置从车辆的停止动作中吸收动能且在内燃机23’处于非供油模式时以受控的方式释放所吸收的动能以使曲轴旋转。当然，也可使用任何适当的装置来使图1的发动机21中的曲轴25旋转，而不必限于电机31或电机37。

参考图1，除了使曲轴25旋转之外，还希望维持轴承轴颈27和轴承29之间的液体动力润滑，以便不存在金属-金属之间的接触且在该轴颈和轴承之间维持诸如机油等的润滑剂的膜。通过使曲轴25始终旋转并把处于压力下的诸如机油等的润滑剂提供到轴承29和轴颈27来实现该液体动力润滑。通常，内燃机23的机油泵41布置成总是把处于压力下的机油提供到轴承轴颈27和轴承29。因此，还设置有用于在内燃机23处于非供油模式时驱动该机油泵41的装置。如图1所示，该装置可以包括在机油泵41和曲轴25之间的、诸如皮带或齿轮的机械连接件43（以虚线示出），以便曲轴的旋转驱动该机油泵。替代地，机油泵41也可由电驱动器驱动，例如由作为混合动力发动机的部件的电机31或第二电机37驱动，或者由任何其他适当的电动装置或非电动装置驱动。

在根据本发明一个方面的用于运行发动机21的方法中，内燃机23在供油和非供油模式之间周期性地切换，例如当希望运行混合动力发动机的电机31时。内燃机23包括具有轴承轴颈27的曲轴和轴承29，该轴承轴颈能够在轴承29中旋转。当该内燃机处于非供油模式时，曲轴25始终旋转，即，枢转或前后摆动或旋转360°。