具有质量平衡的内燃机和用于操作这种内燃机的方法

摘要

提供了用于质量平衡发动机的实施例。在一个实例中，具有与曲轴驱动机构相关联的至少一个汽缸的内燃机包括：用于平衡惯性力的至少一个机械驱动平衡单元，平衡单元包括当平衡单元运转时通过初始相对于第二质量绕旋转轴旋转第一质量来用作非平衡的至少一个配重；以及断续单元，其在断开状态下使至少一个平衡单元与机械驱动装置断开并且在开启状态下将至少一个平衡单元连接至机械驱动装置。

权利要求

1.一种具有与曲轴驱动装置相关联的至少一个汽缸的内燃机，包括：用于平衡惯性力的至少一个机械驱动的平衡单元，所述平衡单元包括当所述平衡单元运转时通过初始相对于第二质量绕旋转轴旋转第一质量而用作非平衡的至少一个配重；以及断续单元，其在断开状态下使所述至少一个平衡单元与机械驱动装置断开以及在开启状态下将所述至少一个平衡单元连接至所述机械驱动装置。

2.根据权利要求1所述的内燃机，其中，所述至少一个平衡单元的所述机械驱动装置为牵引机构。

3.根据权利要求1所述的内燃机，其中，所述至少一个平衡单元的所述机械驱动装置是齿轮驱动装置。

4.根据权利要求1所述的内燃机，其中，所述断续单元包括离合器。

5.根据权利要求1所述的内燃机，其中，用作非平衡的所述至少一个配重具有可以绕所述旋转轴彼此相对旋转的至少两个部分。

6.根据权利要求1所述的内燃机，其中，所述至少一个平衡单元在开启过程期间与所述曲轴驱动装置同步。

7.根据权利要求6所述的内燃机，进一步包括用于定位所述至少一个平衡单元的锁定机构和/或限位机构。

8.根据权利要求1所述的内燃机，其中，进一步包括发动机控制器，其中，通过所述发动机控制器来开启和断开所述至少一个平衡单元。

9.根据权利要求1所述的内燃机，其中，所述内燃机包括设置成一排的三个汽缸。

10.根据权利要求9所述的内燃机，其中，通过选择适当的曲轴曲柄和适当的点火顺序来平衡一阶惯性力和二阶惯性力。

11.根据权利要求9所述的内燃机，其中，所述至少一个平衡单元包括两个配重，所述两个配重被配置为在轴上彼此间隔开、定位成偏移180°并且平衡在通过内置汽缸延伸的中心平面中有效生成的惯性矩。

12.根据权利要求11所述的内燃机，其中，具有偏移位置的配重与内置汽缸的中心平面具有相同距离并且具有同样大小的质量。

13.一种用于操作内燃机的方法，包括：

根据所述内燃机的至少一个操作参数来开启和断开至少一个机械驱动的平衡单元，所述至少一个平衡单元包括至少一个配重，所述至少一个配重用作当所述平衡单元运转时通过初始相对于第二质量绕旋转轴旋转第一质量的非平衡，其中，断续单元在断开状态下使所述至少一个平衡单元与机械驱动装置断开并且在开启状态下将所述至少一个平衡单元连接至所述机械驱动装置。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，根据所述内燃机的旋转速度n来开启和断开所述至少一个平衡单元。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，用作非平衡的所述至少一个配重具有可以绕所述旋转轴彼此相对旋转的至少两个部分，并且所述方法进一步包括：如果所述平衡单元非运转，其中，各个部分相对于彼此旋转180°进行定位，则当所述平衡单元开启时：加速所述平衡单元并且使所述平衡单元与曲轴驱动装置同步；以及旋转用作非平衡的配重的所述至少两个部分。

16.一种操作发动机的方法，包括：

在第一条件下，

旋转轴旋转平衡单元，所述平衡单元包括在所述轴上配置为间隔180°的第一质量和第二质量；以及一旦所述轴的速度等于发动机的曲轴的速度，就相对于所述第一质量移动所述第二质量直到所述第一质量和所述第二质量在所述轴上对准为止。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：在第二条件下，分离所述轴以停止所述轴的旋转。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第一条件包括发动机速度低于阈值，并且所述第二条件包括发动机速度高于所述阈值。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，分离所述轴进一步包括经由离合器分离所述轴。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述轴机械连接至所述发动机的所述曲轴。

说明书

具有质量平衡的内燃机和用于操作这种内燃机的方法

[0001] 相关申请的交叉参考

[0002] 本申请要求于2011年8月8日提交的德国专利申请第102011080602.4号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

[0003] 本发明涉及内燃机。

背景技术

[0004] 对于机动车和内燃机的设计和结构来说，振动变得日益重要。另外，还试图影响和调整由内燃机所产生的噪音。根据噪音设计的理念，还综合了与此相关的一些措施。内燃机声音或车辆噪音对客户在购买车辆时的购买决定起了主要的、决定性的影响，这种认知也推动了这种研发工作。例如，跑车驾驶员更喜欢那种以噪音彰显车辆或发动机运动特征的车辆

[0005] 在噪音设计的范围内，补偿(例如去除或消除)振动，或者隔离、滤除特定频率的独立振动，并且如果有必要的话，则对特定频率的独立振动进行建模。

[0006] 可以识别为机动车上的噪声源的源包括：流动噪声、由于固体传播的声音(solid-borne sound)辐射所产生的噪声以及由于固体传播的声音经由发动机支承座引入车辆车身所产生的噪声。

[0007] 例如，流动噪声包括排气管出口处的噪声、进气噪声和风扇噪声，而由于固体传播的声音辐射所产生的噪声包括实际发动机噪声和排气系统的排放噪声。通过冲击和交变力进行振荡的发动机结构经由发动机表面辐射固体传播的声音作为空气传播的声音并且以这种方式生成实际的发动机噪声。

[0008] 经由发动机支承座引入固体传播的声音，尤其是将固体传播的声音引入车辆车身对于听觉行驶舒适性尤其重要。

[0009] 内燃机和相关的次级总成是能够振荡并且可以影响其振动行为的系统。与冲击激励和力激励最相关的部件是曲轴壳体、汽缸体、汽缸盖、曲轴驱动装置、活塞和阀驱动装置。这些部件经受惯性力和气体力。这里，曲轴驱动装置具体包括曲轴、活塞、活塞销和连杆，并且形成能够振荡且与根据本发明的方法相关的系统。

[0010] 曲轴通过随时间变化并且经由与对应曲轴销相连的连杆引入曲轴的旋转力而经受旋转振荡。这些旋转振荡引起由固体传播的声音的辐射而产生的噪声以及由固体传播的声音引入车身和内燃机而产生的噪声。当在自然频率范围内激励曲轴时，会产生较大的旋转振荡幅度，甚至会导致疲劳断裂。这表明感兴趣的振荡不仅与噪音设计有关，而且还与部件的强度有关。

[0011] 曲轴的旋转振荡以非期望的方式经由控制传送装置或凸轮轴驱动装置传递至凸轮轴，其中，凸轮轴本身也代表振荡系统并且可以使其他系统(尤其是阀驱动装置)振荡。此外，曲轴的振荡被引入传动系，经由该传动系可被传递至车辆的轮胎。

[0012] 在四冲程内燃机的曲轴曲柄(crankshaft throw)处的旋转力分布是周期性的，其中，周期为曲轴的两次旋转。为了能够表述旋转振荡的激励，旋转力分布通常通过傅里叶分析分解为其谐波分量。在这种情况下，实际旋转力分布由恒定旋转力和具有不同旋转力幅度和频率或振动速率的多个谐波变化的旋转力组成。每个谐波的振荡速率ni与曲轴或发动机的旋转速度n的比率称为谐波阶数i。

[0013] 由于作为惯性力和气体力的结果的曲轴上的较高动态负载，当配置内燃机时，设计者试图实施尽可能宽范围(例如，被优化)的质量平衡。在这种情况下，术语“质量平衡”结合补偿或减少惯性力对外部的影响的所有措施。就这种程度来说，根据本发明的用于平衡惯性力(mass force)的方法不仅涉及这样的惯性力而且还涉及由惯性力所产生的力矩。

[0014] 在这种情况下，存在针对曲轴曲柄、汽缸的数量和配置以及点火顺序的调节的解决方案，从而实现最好的质量平衡。

[0015] 可以以这种方式平衡直列式六缸发动机。六个汽缸以它们并行机械运转的方式结合成对来作为汽缸对。因此，第一汽缸和第六汽缸、第二汽缸和第五汽缸以及第三汽缸和第四汽缸结合以形成汽缸对，其中，三个汽缸对的曲轴销和曲轴曲柄分别被配置为在曲轴上偏移120℃A。并行机械运行是指并行机械运行的两个汽缸的两个活塞在上止点(TDC)或下止点(BDC)处位于相同的℃A(曲轴转角)。当选择适当的点火顺序时，惯性力被平衡。

[0016] 在直列式三缸发动机的情况下，还可以通过选择适当的曲轴曲柄和适当的点火顺序来平衡一阶惯性力和二阶惯性力，但是不能平衡由惯性力所引起的力矩。

[0017] 如上述直列式六缸发动机的情况，不可能在每种情况下都实现完全质量平衡，结果是必须采取进一步的措施，例如，在曲轴上配置重锤(counterweight)和/或使内燃机配备至少一个平衡轴。

[0018] 这些措施的出发点是通过随时间变化并且由曲轴驱动装置的气体力和惯性力组成的旋转力来加载曲轴。曲轴驱动装置的质量，例如，连杆、活塞、活塞销和活塞环的相应质量可以转换为振荡等效质量和旋转等效质量。通过配置在曲轴上的重锤在其外部效应方面可以容易地平衡旋转等效质量的惯性力。

[0019] 由振荡等效质量所引起的旋转惯性力的平衡更加复杂，该惯性力近似由以发动机速度旋转的一阶惯性力和以两倍发动机速度旋转的二阶惯性力构成，其中，更高阶力可以忽略。

[0020] 实际上可以通过以相反方向旋转并且设置有相应重量的两个轴(称为平衡轴)的配置来完全平衡任意阶的旋转惯性力。这里，用于平衡一阶惯性力的轴以发动机速度旋转，并且用于平衡二阶惯性力的轴以两倍发动机速度旋转。

[0021] 甚至在完全平衡旋转惯性力的情况下，由于各个汽缸的惯性力作用在汽缸的中心平面中，所以产生惯性矩。这些惯性矩又可以通过配备有重量的平衡轴来在各自的情况下再次进行补偿。

[0022] 例如在直列式三缸发动机的情况下，可以通过单个平衡轴来补偿由一阶惯性力引起的力矩，其中，单个平衡轴在与曲轴相反的方向上以发动机速度旋转并且在其端部处提供以180°的偏移进行配置并且用作非平衡(unbalance)的两个配重。

[0023] 提供一个平衡轴或者如果需要的话提供多个平衡轴不仅增大了空间要求和成本，而且提高了燃油消耗。另一方面，通过尤其是轴的平衡单元的附加重量以及用作非平衡且明显增加驱动单元的总重量的重锤的附加重量引起增加的燃油消耗。另一方面，平衡单元的旋转轴和其他移动部件显著地造成内燃机的摩擦损失和该摩擦损失的增加。具体地，由于只要内燃机起动和运转平衡单元就一直连续运转的事实，该摩擦损失的增加具有相关性。例如，由于噪音设计，这里不断地平衡惯性力，而没有考虑内燃机的瞬时工作状态是否完全需要这种质量平衡。

[0024] 因此，在相对较高的发动机速度的直列式三缸发动机中，可以省略由一阶惯性力所引起的力矩的平衡，这是因为通过振荡所产生的噪声被评价仅在较低旋转速度处和怠速期间存在问题，并且仅在该旋转速度范围内存在自然频率区域中的激励风险。另一方面，在相对较高的旋转速度处可以无需质量平衡。

发明内容

[0025] 本发明的发明人已经意识到以上问题并且提供了利用相对较低摩擦损失进行质量平衡的方法。因此，具有与曲轴驱动装置相关联的至少一个汽缸的内燃机包括：用于平衡惯性力的至少一个机械驱动的平衡单元，平衡单元包括当平衡单元运转时通过初始相对于第二质量绕旋转轴旋转第一质量而用作非平衡的至少一个配重；以及断续单元，以在断开状态下使至少一个平衡单元与机械驱动装置断开并且在开启状态下将至少一个平衡单元连接至机械驱动装置。

[0026] 为了质量平衡，根据本发明的内燃机使用可切换平衡单元，其中，当需要平衡时可以启用(例如开启)可切换平衡单元，但是当不需要平衡时，为了减少摩擦损失，停用(例如断开)该可切换平衡单元。

[0027] 可以通过根据本发明提供为了停用而使平衡单元(例如，质量平衡)与机械驱动装置断开的断续单元的事实，来切换至少一个平衡单元。为此，在机械驱动的平衡单元和机械驱动装置之间的力通量不得不通过例如离合器来断开，该离合器为了断开平衡单元而打开。

[0028] 在直列式三缸发动机的情况下，可以以这种方式在较低旋转速度处和怠速模式中进行质量平衡，为了减少摩擦损失和相应的燃油损耗，通过断开平衡单元针对较高的旋转速度取消质量平衡。在机械驱动的平衡单元的情况下，使用的平衡轴通常或优选地配置在曲轴箱下方。

[0029] 当单独或者结合附图阅读以下具体描述时，通过以下具体描述更容易理解本发明的以上优点、其他优点以及特征。

[0030] 应该理解，提供以上概述，以简化形式引入在具体描述中进一步描述的概念选择。不是为了确定所要求的主题的关键或者基本特征，而是通过以下具体描述的权利要求来唯一地限定本发明的范围。此外，所要求的主题不仅限于解决以上所述或者本发明的任何部分中所述的任何缺点的实施方式。

附图说明

[0031] 图1示出了平衡单元的第一实施例。

[0032] 图2a和图2c示出了处于静止位置的图1所示平衡单元的实施例的配重(balancing weight)的侧视图。

[0033] 图2b和图2d示出了处于工作位置的图2a所示配重的侧视图。

[0034] 图3示意性示出了包括发动机和平衡单元的示例性车辆。

[0035] 图4示出了根据本发明实施例的用于平衡发动机的方法的流程图。

具体实施方式

[0036] 图1示出了平衡单元1的第一实施例。所示平衡单元1包括轴2，在该轴上配置有彼此间隔开的两个配重3。

[0037] 轴2在自由端处具有还形成机械驱动装置4的驱动齿轮4。为了中断在平衡单元1和/或配重3与机械驱动装置4之间的力通量，提供了断续单元6。在图1所示的实施例中，离合器6a用作断续单元6，其中，离合器6a配置在驱动齿轮4和配重3之间。

[0038] 通过打开离合器6a，中断驱动齿轮4和配重3之间的力通量并且断开平衡单元1。在开启状态下，配重3通过闭合离合器6a连接至机械驱动装置4，结果是配重3可以绕旋转轴5旋转。

[0039] 在图1中，示出了处于静止位置的两个配重3，它们在图2a中也处于静止位置。

[0040] 图2a和图2b示出了处于静止位置的图1所示平衡单元1的实施例的配重3的侧视图。用作非平衡的配重3包括两个部分3a、3b，这两个部分3a、3b以翼的形式实现并且可以相对于彼此绕与附图平面垂直的旋转轴5旋转。这两个部分3a、3b被配置成在轴2上旋转180°。因此，在静止位置中，两个部分3a、3b在它们的外部效应上相互抵消。

[0041] 通过旋转两个部分中的一个部分3b，产生不平衡并且形成用作非平衡的配重3。在工作位置中，两个部分3a、3b不再具有偏移量，为此，第二部分3b旋转180°。

[0042] 图2b和图2d示出了处于工作位置的图2a所示配重3的侧视图，其中，通过图2b中的虚线示出了第二部分3b的初始位置，例如静止位置。

[0043] 如图2d所示，当第二部分3b旋转时，为了绕轴一起旋转，第一部分3a和第二部分3b基本上对准。因此，在图2b和图2d所示的平衡单元可以包括两个质量：在图2b和图2d中示为部分3a和3b的第一质量和第二质量。当没有启用平衡单元时，例如处于静止位置时，第一质量和第二质量相对于彼此配置在轴的相对侧上，例如第二质量可以相对于第一质量旋转180°。当启用平衡单元时，第二质量可以相对于第一质量移动，直到第一质量和第二质量在轴的相同侧上对准为止。

[0044] 为了相对于第一质量移动第二质量，可以配置在轴上的第一质量和第二质量包括被配置成彼此独立进行旋转的多个部分。因此，其上配置第一质量的轴的部分可以保持静止，而其上配置第二质量的轴的部分可以旋转。一旦质量对准，轴的部分就可以一起旋转。可选地，第二质量可以经由电磁机构、液压机构或通过另一机构移动成对准。

[0045] 平衡单元可安装在内燃机上，并且可以经由发动机的曲轴被机械驱动。至少一个平衡单元的机械驱动是牵引机构的内燃机的实例是有利的。

[0046] 在内燃机中，带驱动或链驱动通常用于驱动次级总成等，该带驱动或链驱动通常称为牵引机构(并且以这种方式命名在本发明的范围内)，其中，带或链代表牵引装置。

[0047] 牵引机构旨在通过再拉伸(re-tensioning)以最低可能的能量损失和尽可能小的维修费用来传递大扭矩。在这种情况下，多个次级总成的驱动装置通常被结合在一个牵引机构中。为了在张力下保持牵引装置并因此确保尽可能安全和无齿轮的驱动，引导牵引装置并在相对于拉力方向的横向上对其施加力的张力设备通常设置在驱动装置的适当位置，结果是驱动装置连续处于张力状态。

[0048] 结合质量平衡，尤其重要的是确保无滑动驱动，这是因为配重相对于曲轴没有以期望方式进行定位。在这方面，作为牵引装置的链比滑动带具有优势。

[0049] 为此，内燃机的实例也可以是有利地，其中，至少一个平衡单元的机械驱动是确保无滑移驱动的齿轮驱动。

[0050] 断续单元包括离合器的内燃机的实例是有利的。

[0051] 通过离合器，具体地通过打开离合器，可以可靠地中断机械驱动平衡单元和机械驱动装置之间的力通量。

[0052] 如果至少一个平衡单元包括在其一个自由端处配置驱动齿轮的轴，则摩擦离合器可以设置在驱动齿轮和该轴之间或者设置在驱动齿轮和配置在该轴上的配重之间。

[0053] 当使用齿轮驱动时，可以通过分离一个齿轮来中断力通量，结果是齿轮在平衡单元的关闭状态下不再彼此啮合。

[0054] 用作非平衡的至少一个配重具有可以绕旋转轴彼此相对进行旋转的至少两个部分的内燃机的实例是有利的。

[0055] 该实例关于至少一个平衡单元的开启过程是尤其有利的，在至少一个平衡单元开启过程期间，平衡单元与曲轴驱动同步并且曲轴和配重的旋转速度彼此适应或者匹配。在特定情况下，配重不得不从静止状态加速。由于配重在加速过程期间不与曲轴同步旋转，所以如果配重已经作为非平衡产生其全部效果，则是不利的。为此，形成配重的两个部分优选在开始开启过程时定位为相互偏移180°，结果是这两个部分在外部效应上彼此消除，例如彼此抵消。通过旋转两个部分中的一个，首先生成非平衡并且形成用作非平衡的至少一个配重。在工作位置中，优选地，两个部分不再具有任意偏移量，为此该部分旋转180°。

[0056] 提供用于在开启过程期间使至少一个平衡单元与曲轴驱动同步的装置的内燃机的实例是有利的。

[0057] 为了产生质量平衡，其配重用作不平衡件并且绕旋转轴旋转的平衡单元的至少一个配重可以相对于曲轴(例如，关于曲轴驱动)具有特定的、不变的预定位置。在这个程度上，平衡单元可以在开启过程的范围内与曲轴驱动同步。

[0058] 在这种情况下，提供用于定位的装置(例如，限位装置和/或锁定装置)的内燃机的实例是有利的。

[0059] 在配备有发动机控制器的内燃机中，通过至少一个平衡单元通过发动机控制器进行切换和/或同步的事实来限定的内燃机的实例是有利的。

[0060] 三个汽缸设置成一排的内燃机的实例是有利的。直列式三汽缸发动机的优势在于，可以通过选择适当的曲轴曲柄和适当的点火顺序来平衡一阶惯性力和二阶惯性力。

[0061] 为此，通过选择适当的曲轴曲柄和适当的点火顺序来平衡一阶惯性力和二阶惯性力的直列式三缸内燃机的实例也是有利的。

[0062] 可以通过单个平衡轴来补偿由一阶惯性力引起的力矩，其中，单个平衡轴在与曲轴相反的方向上以发动机速度旋转并且在其端部处提供以180°的偏移进行配置并且用作非平衡(unbalance)的两个配重。

[0063] 因此，直列式三缸发动机的实例也是有利的，其中，至少一个平衡单元包括至少两个配重，至少两个配重被配置成在轴上彼此间隔开，定位成偏移180°并且平衡在通过内置汽缸延伸的中心平面中有效生成的惯性矩。

[0064] 在这种情况下，内燃机的实例是有利的，其中，具有偏移位置的配重具有与内燃机的中心平面相同的距离并且具有同样大的质量。

[0065] 如上所述，平衡单元可以设置在车辆中安装的内燃机上。图3是车辆100的示例性描述。车辆100包括车轮102。扭矩经由发动机10和变速器104提供给车轮102。在一些实例中，电动机和液压电动机也可以将扭矩提供给车轮102。交流发电机110可以经由轴或滑轮机械连接至发动机10。电池108和交流发电机110可以将电能提供给图3中未示出的各种发动机附属部件。

[0066] 发动机10包括多个汽缸14。在本文中，发动机10被示为直列式三缸发动机；然而，其他汽缸配置也在本发明的范围内。汽缸14经由进气通道接收入口空气，燃烧燃料，并且经由排气通道排出废气。气缸14包括与曲轴11连接的活塞。还示出了平衡单元16。平衡单元16是上述平衡单元1的非限定性实例。平衡单元可以位于曲轴箱下方的轴上，并且可以经由与发动机的曲轴的直接或间接连接而被机械驱动。平衡单元16包括配重13和诸如离合器的分离机构15。

[0067] 在图3中将控制器12示为传统微计算机，其包括微处理器单元、输入/输出端口、只读存储器、随机存取存储器、保活存储器和传统数据总线。示出控制器12从连接至发动机10的传感器接收各种信号，包括来自感测曲轴位置的霍尔效应传感器20的发动机位置信号。在本说明的优选方面中，发动机位置传感器在曲轴的每一次旋转时生成预定数量的等间隔的脉冲，从中可以确定发动机速度(RPM)。还示出控制器12控制包括发动机10和平衡单元16的车辆100的各个方面。在一些实例中，控制器12可以控制平衡单元的配重的位置。

[0068] 图4是示出用于利用本发明的平衡单元平衡发动机的方法150的流程图。作为内燃机的至少一个操作参数的函数来切换至少一个平衡单元。

[0069] 在步骤152中，方法150包括确定发动机速度是否大于阈值，诸如1000RPM。在较低旋转速度处，发动机的惯性力会导致噪声和振动干扰，因此，可以启用平衡单元以抵消干扰。在较高旋转速度处，由于平衡单元的摩擦损失会经历发动机的燃油经济性问题，因此，可以在高于阈值的速度处停用平衡单元。

[0070] 因此，如果发动机的速度不高于阈值，则方法进行至步骤154，以通过旋转平衡单元的轴来启用平衡单元。如上所述，可以机械驱动轴，并且平衡单元可以包括第一质量和第二质量。此外，在步骤156处，平衡单元的第一质量和第二质量可以保持间隔180°，直到该轴的速度等于曲轴的速度。一旦速度相等，在步骤158处，相对于第一质量移动第二质量以使质量对准。

[0071] 返回步骤152，如果发动机速度大于阈值，则方法150进行至步骤160，以停用平衡单元。如果预先启用平衡单元，则停用平衡单元可以包括在步骤162处经由离合器或其他分离机构分离轴以中断轴的旋转。然后，方法150返回。

[0072] 以上说明的根据本发明的内燃机进行的描述还应用于根据本发明的方法。

[0073] 根据本发明，作为内燃机的至少一个操作参数的函数来切换平衡单元。在直列式三缸发动机的情况下，例如，根据本发明的方法在较低旋转速度处和在怠速模式中允许质量平衡，并且对于相对较高的旋转速度，为了减少摩擦损失和相应的燃料消耗，断开平衡单元并且无需质量平衡。

[0074] 作为内燃机的旋转速度n的函数来切换至少一个平衡单元的方法的实例是有利的。根据该方法变型例，内燃机的旋转速度n是作为开启和断开平衡单元的函数的至少一个操作参数。由于惯性矩和惯性力以发动机速度或多倍发动机速度进行旋转并且通过相应的旋转配重进行相关的质量平衡，所以质量平衡由于涉及的原理而与发动机速度具有密切关系，为此，内燃机的旋转速度n也是用于实施平衡单元或断续单元的开环控制和/或闭环控制的适当操作参数。

[0075] 只要内燃机的旋转速度n超过预定的旋转速度nthreshold，up就断开至少一个平衡单元(假设运转的平衡单元)的方法实例是有利的。

[0076] 以上方法变型例允许通过开启或启用的平衡单元在直列式三缸发动机中平衡在较低旋转速度处和在怠速模式中由一阶惯性力所引起的力矩，并且对于相对较高旋转速度停用平衡单元，其中，当超过预定的旋转速度nthreshold，up时，没有立即要求平衡单元。

[0077] 所讨论的变型例的特定优点是在摩擦损失通常为最大值(例如，在内燃机的特性图区域中)的较高旋转速度处断开平衡单元，其中，显而易见通过断开平衡单元可以节省燃油。

[0078] 在这种情况下，只要内燃机的旋转速度超过预定的旋转速度nthreshold，up并且在预定时间周期Δt1内大于该预定的旋转速度nthreshold，up，就断开至少一个平衡单元的方法实例是有利的。

[0079] 引入用于断开至少一个平衡单元的附加条件旨在防止在旋转速度仅暂时超过预定旋转速度，然后再次下降或者在用于旋转速度的预定值附近波动而没有超过证明断开平衡单元的情况下过于频繁地进行切换，尤其是停用平衡单元。

[0080] 对于上述原因，方法变型例也是有利地，其中，只要内燃机的旋转速度n低于预定旋转速度nthreshold，down，就开启至少一个平衡单元(假设非运转的平衡单元)。

[0081] 在这种情况下，只要内燃机的旋转速度n低于预定的旋转速度nthreshold，down并且在预定时间周期Δt2内低于该预定的旋转速度nthreshold，down就开启至少一个平衡单元的方法实例也是有利的。

[0082] 参考结合超过旋转速度nthreshold，up和时间周期Δt1进行的陈述。关于这些方法变型例所进行的陈述以类似的方式进行应用。

[0083] 在直列式三缸发动机中，例如，当低于预定的旋转速度nthreshold，down时，为了平衡由一阶惯性力所产生的力矩，启用平衡单元是有利的。

[0084] 除了限定用于断开和开启平衡单元的特定旋转速度nthreshold，up或nthreshold，down之外，还可以限定平衡单元工作或保持停用的旋转速度范围。

[0085] 在用作非平衡的至少一个配重具有可以绕旋转轴彼此相对旋转的至少两个部分的内燃机中，方法实例可以是有利的，其中，通过假设被定位为相对于彼此旋转180°的非运转的平衡单元，在平衡单元的开启过程期间，在第一方法步骤中，平衡单元加速并且与曲轴驱动同步，并且在第二方法步骤中，通过旋转至少两个部分来形成用作非平衡的配重。

[0086] 因此，以上所示的方法和系统提供了发动机方法，包括：在第一条件下，旋转轴以旋转平衡单元，该平衡单元包括在轴上配置成间隔180°的第一质量和第二质量，并且只要轴的速度等于发动机曲轴的速度，就相对于第一质量移动第二质量，直到第一质量和第二质量在轴上对准。

[0087] 该方法还包括：在第二条件下，分离轴以停止轴的旋转。第一条件可以包括发动机速度低于第一阈值，并且第二条件可以包括发动机速度高于阈值。分离轴可以进一步包括经由离合器分离轴。

[0088] 应当理解，本文公开的结构和布置在本质上是示例性的，并且这些具体实施例不应在限制性的意义上来理解，因为众多变型是可能的。例如，上面的技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸以及其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和结构以及其他特征、功能和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。

[0089] 所附权利要求特别指出被认为新颖和显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可能涉及“元件”或“第一元件”或等同称谓。这样的权利要求应当被理解为包括一个或多个这种元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个这种元件。可以通过对当前的权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求来要求保护所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合。无论与原始权利要求相比在范围上更宽、更窄、相同还是不同，这些权利要求也被认作包括在本公开的主题内。