可变压缩比发动机的双作用活塞制造技术

本发明专利技术涉及一种往复活塞式内燃发动机，该往复活塞式内燃发动机借助于一个调节机构具有至少一个可调节地可变的压缩比，该调节机构包括：在一个连杆轴承孔中或在连杆的一个销轴承孔中安排的至少一个偏心件，用于改变该连杆的有效长度；该偏心件的具有一个调节汽缸的调节路径，沿着该调节路径该偏心件能够借助于通过一个杆件起作用的扭矩而移动，该调节汽缸与该杆件相耦合，其中该杆件在一个调节汽缸和该偏心件之间提供连接，其中该调节汽缸是用于该偏心件的唯一的调节汽缸并且具有一个双侧作用的活塞，该活塞由两侧被流体加载。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有借助于调节机构可变的压缩比的往复活塞式内燃发动机。此外，提出了一种用于调节该具有可变的压缩比的往复活塞式内燃发动机的压缩比的方法。
技术介绍
从DE 102005055199 A1已知一种具有借助于调节机构可变的压缩比的往复活塞式内燃发动机。该往复活塞式内燃发动机包括在一个连杆(或活塞)轴承孔中或在连杆的一个曲柄(或曲轴)轴承孔中安排的至少一个偏心件，用于改变该连杆的有效长度。存在该偏心件的一个调节路径，沿着该路径该偏心件能够借助于通过连杆的移动引起的、起作用的扭矩而移动；并且存在至少一个可变的阻力，该阻力作用于该偏心件的调节移动并且实现该偏心件的经减震的调节移动。在此，该连杆的有效长度应理解为：在通过安排该对应的偏心件以及在该偏心件中安排的、用于行程改变和由此产生的压缩比改变的孔来划定界限的情况下，这指的是从活塞销的孔到曲柄销的孔所得到的该连杆的长度。在此，该连杆的有效长度通过该偏心件的位置改变而改变。该偏心件的位置改变实现了在活塞和汽缸盖之间的距离的增大和减小。该偏心件的调节路径优选与基于该偏心件的旋转所得到的那个路径一致。为此，该偏心件优选可旋转地支承。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，减小用于生产往复活塞式内燃发动机的耗费，其中该连杆的有效长度是可调节地可变的。该目的通过根据本专利技术的往复活塞式内燃发动机以及通过根据本专利技术的、用于改变在该往复活塞式内燃发动机中的可变压缩比的方法实现。从对应的从属权利要求及还从说明书可知其他有利的构型和改进方案。所提出的独立权利要求限定本专利技术的不同的变体，但不局限于这些变体。而是能够通过说明书以及还有其他实施方式来补充和/或代替对应的实施方式，以及还能够省去对应的实施方式。提出了一种往复活塞式内燃发动机，该往复活塞式内燃发动机借助于一个调节机构具有至少一个可调节地可变的压缩比，该调节机构包括在一个连杆轴承孔中或在连杆的一个曲柄轴承孔中安排的至少一个偏心件，用于改变该连杆的有效长度；并且由此为了改变压缩比，包括该(改变压缩比的)偏心件的具有一个调节汽缸的调节路径，沿着该调节路径该偏心件能够借助于通过一个杆件起作用的扭矩而移动，该调节汽缸与该杆件相耦合，其中该杆件在一个调节汽缸和该偏心件之间提供连接，其中该调节汽缸是用于该偏心件的唯一的调节汽缸并且具有一个双侧作用的活塞，该活塞从两侧被流体加载。根据本专利技术，被动地实现该调节，其方式为，在该往复活塞式内燃发动机运行时，通过选择性地打开和/或关闭在该活塞两侧的汽缸腔室实现该偏心件的方向选择性的调节打开(Verstellfreigabe)。为此需要气体侧和惯性质量侧的力，这些力在行程移动时作用于该活塞。现在通过使用仅一个唯一的调节汽缸，用于生产所需要的耗费少了很多。此外减少了为了能够组装该连杆所需要的部件的数目。使用一个唯一的、具有双加载的活塞的调节汽缸的另一个优点在于如下可能性，能够在分立的步骤中以及也在整个调节路径上实现该偏心件的调节以及由此该压缩比的改变。在连杆方面，该往复活塞式内燃发动机优选具有如下构型，其中该杆件具有至少一个在该偏心件处的铰接点、一个中间活节和一个在该调节汽缸处的铰接点。通过一个小的角度范围(然后在该偏心件处的铰接点在该角度范围上移动)，该杆件在该调节汽缸的范围内发生的侧向移动相对于该杆件原本的轴向移动变得仅非常小。提出的是，该侧向移动是如此小的，使得借助于围绕在该调节汽缸中的杆件的弹性密封件也能够永久地实现双加载的活塞。在此，该活塞应具有球状的或球形的外表面，经过该外表面该活塞(在适当时借助一个密封元件)密封地贴靠在该汽缸内壁处。根据一个构型提出的是，该双侧作用的活塞在每侧处用一种流体加载。优选的是，在该活塞的每侧处用油加载，该油例如被提供用于润滑该连杆。该(支撑)活塞的刚性的活塞杆在调节该偏心件时线性地移动。在此，在活塞杆和偏心件之间的距离发生改变，其中该偏置应在动力上补偿。这可以通过在活塞杆和偏心件之间的一个(中间)转向臂、在活塞杆和偏心 件之间的一个螺栓-长孔连接件实现，或者也可以通过在该活塞杆和该偏心件之间的一个偏心件连接件实现。这些动力上的解决方案全部用于避免或最小化作用到该活塞杆上的横向扭矩。另一个构型提出，该双侧作用的活塞至少在一侧上用一种气态的流体加载。这例如允许，该气态的流体能够完全压实在该活塞的一侧上并且由此形成一个缓冲器。如果例如在该调节汽缸中的双加载的活塞的这一侧被阻挡，则该气态的流体避免该活塞加载在一个末端止动件上。还优选的是，该双侧作用的活塞至少在两侧上分别被施加压力。通过设定在该调节汽缸中的活塞上的压力差能够由此设定该偏心件的移动方向。优选的是，移动的开始通过该压力差被启动，例如通过克服在该调节汽缸中的活塞的保持力、尤其在实际上在其他情况下设置的锁定解除之后。如果然后以如下方式精细地设置该压力差，使得在一个位置中的惯性通过例如(除其他外)作用到该杆件和该偏心件上的摩擦力而变得高于该起作用的压力差，则该活塞保持在该调节汽缸中的一个位置中并且能够以此方式设定一个期望的压缩比。另一个构型进而提出，该双侧作用的活塞至少在一侧上被施加抽吸力。该抽吸力例如能够如下产生，例如通过泵效应在该调节汽缸的一侧上抽吸一种流体、尤其一种液体。因此，另一个力能够例如在该调节汽缸中在不同的时间点分别作用到该双侧作用的活塞上(还具有不同的符号)，即作为压力或作为抽吸力。此外，优选利用的是，惯性力或气体压力基于经过该曲轴产生的转动而作用在该连杆处。这些惯性力或气体压力同样作用到该活塞处并且能够在至少向一个方向上启动该偏心件的移动。原理上，在一个单独的汽缸中能够利用与气体压力和惯性力的反作用相关的效应，以便由此向一个方向以及还有向另一个方向来启动该移动。根据一个改进方案提出的是，设置至少一个可变的减震阻力，该减震阻力作用在该偏心件的调节移动上并且实现该偏心件的至少一个经减震的调节移动。该阻力能够安排在这些流体管线之一中，该流体管线与该双侧作用的活塞处于流体连接。这也可以是例如允许改变管线横截面的滑动件、阀或其他器件。该阻力还可以例如通过一个弹性的缓冲器形成，该缓冲器例如沿着该偏心件或该活塞的一个调节路径安排在该调节汽缸中。此外在一个构型中提出，该调节机构可以用作单循环调节机构。另一个构型提出，该调节机构可以用作多循环调节机构。另一个构型提出，该调节机构能够在一个单循环调节机构和一个多循环调节机构之间变换。为此例如能够提出的是，能够选择和使用不同的机构，以移动该活塞。这能够使用惯性力和气体压力，也可以替代性地或补充性地例如使用油压。根据一个改进方案提出的是，该调节机构能够实现一个中间位置，用于设定处于最小的和最大的压缩比之间的中间压缩比。此外，根据本专利技术的另一个构思(该构思与关于该往复活塞式内燃发动机的构思相联系但也与之独立)，提出了一种用于改变在该往复活塞式内燃发动机中的可调节的压缩比的方法，该往复活塞式内燃发动机具有一个往复活塞的连杆，该连杆在一个末端处包括一个连杆轴承孔并且在另一个末端处包括一个曲柄销轴承孔，并且其中在该曲柄销轴承孔中或在该连杆轴承孔中支承的至少一个偏心件旋转并在此改变该连杆的有效长度，其中通过调节在该连杆处的唯一的调节汽缸的一个双作用活塞来实现该本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有可变的压缩比的往复活塞式内燃发动机，具有‑至少一个连杆(1)，该连杆具有一个曲轴轴承孔和一个活塞轴承孔，‑在该连杆(1)的该曲轴轴承孔或该活塞轴承孔处的至少一个偏心件(3)，用于将该连杆(1)与一个曲轴或一个压缩活塞(2)机械地连接，‑其中通过扭转该偏心件(3)能够改变该连杆(1)的有效长度及由此改变该压缩比，‑一个液压的和/或气动的活塞单元/汽缸单元(4)，该活塞单元/汽缸单元具有在该连杆(1)中形成的一个汽缸(5)和在该汽缸(5)中安排的、双侧作用的一个活塞(6)，在该活塞两侧分别安排有一个汽缸子腔室(18，19)，该汽缸子腔室分别具有至少一个开口(16，17)，以及‑一个杆件(7)，该杆件铰接在该偏心件(3)处，‑其中该活塞(6)通过该杆件(7)与该偏心件(3)处于动力学有效连接，并且‑其中该偏心件(3)能够通过选择性地打开在该汽缸(5)中形成的两个汽缸子腔室(18，19)中的至少一者的开口(16，17)来独立地调节并且能够通过关闭这两个汽缸子腔室(18，19)中的至少一者的开口(16，17)来锁定在其当前的调节位置中。

【技术特征摘要】
2015.02.25 DE 102015203387.21.具有可变的压缩比的往复活塞式内燃发动机，具有-至少一个连杆(1)，该连杆具有一个曲轴轴承孔和一个活塞轴承孔，-在该连杆(1)的该曲轴轴承孔或该活塞轴承孔处的至少一个偏心件(3)，用于将该连杆(1)与一个曲轴或一个压缩活塞(2)机械地连接，-其中通过扭转该偏心件(3)能够改变该连杆(1)的有效长度及由此改变该压缩比，-一个液压的和/或气动的活塞单元/汽缸单元(4)，该活塞单元/汽缸单元具有在该连杆(1)中形成的一个汽缸(5)和在该汽缸(5)中安排的、双侧作用的一个活塞(6)，在该活塞两侧分别安排有一个汽缸子腔室(18，19)，该汽缸子腔室分别具有至少一个开口(16，17)，以及-一个杆件(7)，该杆件铰接在该偏心件(3)处，-其中该活塞(6)通过该杆件(7)与该偏心件(3)处于动力学有效连接，并且-其中该偏心件(3)能够通过选择性地打开在该汽缸(5)中形成的两个汽缸子腔室(18，19)中的至少一者的开口(16，17)来独立地调节并且能够通过关闭这两个汽缸子腔室(18，19)中的至少一者的开口(16，17)来锁定在其当前的调节位置中。2.根据权利要求1所述的往复活塞式内燃发动机，其特征在于，该活塞(6)具有一个刚性的活塞杆(8)，该刚性的活塞杆形成该杆件(7)并通过一个螺栓-长孔连接件(13)与该偏心件(3)机械地耦合。3.根据权利要求1所述的往复活塞式内燃发动机，其特征在于，该活塞(6)具有一个刚性的活塞杆(8)，该刚性的活塞杆形成该杆件(7)并通过一个偏心连接件与该连杆(1)的曲轴轴承孔的该偏心件(3)相连接。4.根据权利要求1所述的往复活塞式内燃发动机，其特征在于，该活
\t塞(6)具有一个刚性的活塞杆(8)，一个转向臂(9)与该刚性的活塞杆铰接地连接，该转向臂铰接在该偏心件(3)处，其中该活塞杆(8)和该转向臂(9)形成该杆件(7)。5.根据权利要求1至4之一所述的往复活塞式内燃发动机，其特征在于，该双侧作用的活塞(6)在每侧用一种液体加载。6.根据权利要求1至4之一所述的往复活塞式内燃发动机，其特征在于，该双侧作用的活塞(6)至少在一侧上用一种气态的流体加载。7.根据前述权利要求之一所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：乌韦·沙夫拉特，
申请(专利权)人：FEV有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE