[发明专利]一种基于正弦波抑制抵消的低脉动转矩内燃机

说明书

本发明公开了一种基于正弦波抑制抵消的低脉动转矩内燃机。随着内燃机朝高速、大功率方向发展，其振动噪声问题日趋严重；本发明包括第一内燃机单元和第二内燃机单元。第一内燃机单元包括第一缸体组、第一连杆组和第一曲轴段。第二内燃机单元包括第二缸体组、第二连杆组和第二曲轴段。第一曲轴段与第二曲轴段同轴设置，且相对端固定连接。第一曲轴段与第二曲轴段沿自身轴线的周向错开θ角，θ＝(b·α)/n。α＝180°；b为偏转系数，内燃机单元为二冲程内燃机的情况下，b＝1。内燃机单元为四冲程内燃机的情况下，b＝2。本发明能够使内燃机的主脉动转矩得到明显抑制，从而使内燃机的输出转矩中主频脉动转矩分量明显降低。

技术领域

本发明属于内燃机减震技术领域，具体涉及一种基于正弦波抑制抵消的低脉动转矩内燃机。

背景技术

内燃机一种用途广泛的热能动力机械。在船舶、拖拉机、发电机系统、工程机械和机车等领域，作为主要原动力被广泛应用。随着内燃机朝高速、轻型、大功率方向发展，其振动噪声问题日趋严重；而人们对振动噪声控制的要求，却日益严格。这种矛盾促使人们对内燃机振动问题的研究给予更多的关注。

采用曲柄连杆机构的内燃机，结构复杂、气缸的作功过程不连续。其惯性和气缸气体力都具有强烈的冲击和宽频带激振作用；因此，内燃机振动体现为整机振动、结构振动、轴系扭转振动和部件振动等四种类型，抑制和降低这些振动和噪声的影响是内燃机生产和使用中研究的重点。

对于内燃机振动噪声和抑制的研究，目前对于整机振动、结构振动、部件振动等引起的振动与噪声主要通过对整机和各部件的优化设计及采用振动隔离、振动吸收、振动控制与消振消声以及控制动平衡等方法实现抑制和控制，已经取得了比较好的效果。对于轴系扭转振动的抑制，一般采用多缸技术以降低气缸脉动压力的变化所导致的轴系扭转振动转矩的比例幅值，应该说多缸技术通过各缸产生的脉动转矩的叠加对于降低轴系扭转振动转矩的比例幅值是有效的，但由于只是各缸脉动转矩波形的简单叠加，因此，与气缸数对应频率脉动转矩仍比较明显的存在。如图2所示(图2为某六缸柴油机输出轴的脉动转矩波形)，这一脉动转矩输出给负载作为传动系统的主要激振源会引起系统的振动与噪声，而且，由于该脉动转矩的存在，成为系统轴系故障的主要激励源，即成为传动系统轴系的主要故障成因之一。因此，如何在现有技术的基础上进一步提高降低输出轴的脉动转矩的效果是当今内燃机技术发展的一个重要研究内容。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于正弦波抑制抵消的低脉动转矩内燃机。

本发明包括第一内燃机单元和第二内燃机单元。所述的第一内燃机单元包括第一缸体组、第一连杆组和第一曲轴段。所述的第二内燃机单元包括第二缸体组、第二连杆组和第二曲轴段。第一内燃机单元及第二内燃机单元均为两冲程内燃机或均为四冲程内燃机。

所述的第一缸体组和第二缸体组均包括n个汽缸，n≥2。所有汽缸内均设置有一个活塞。所述的第一曲轴与第二曲轴同轴设置，且相对端固定连接，相背端均支承在机架上，可对外输出转矩。第一曲轴段与第二曲轴段沿自身轴线的周向错开θ角，α＝180°；b为偏转系数，第一内燃机单元与第二内燃机单元为二冲程内燃机的情况下，b＝1。第一内燃机单元与第二内燃机单元为四冲程内燃机的情况下，b＝2。

第一连杆组和第二连杆组均包括n根连杆。第一连杆组内n根连杆的一端与第一曲轴段内的n根连杆轴颈分别构成转动副，另一端与第一缸体组中n个汽缸内部的活塞分别构成转动副。第二连杆组内n根连杆的一端与第二曲轴段内的n根连杆轴颈分别构成转动副，另一端与第二缸体组中n个汽缸内部的活塞分别构成转动副。