AT518785A4 - Brennkraftmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine (1) mit einem Zylindergehäuse (50) mit zumindest einem in einem Zylinder in Richtung einer Zylinderachse (4) hin- und hergehenden Kolben (10). Aufgabe dieser Erfindung ist es auf einfache Weise eine Zufuhr von Hydraulikmedium in den Kolben (10) zu ermöglichen. Erreicht wird das dadurch, dass die Brennkraftmaschine (1) zumindest eine Fülleinrichtung (40) zur Zufuhr von Hydraulikmedium in den Kolben (10) aufweist, wobei die Fülleinrichtung (40) zumindest eine mit dem Kolben (10) fest verbundene Lanze (11) und zumindest eine mit dem Zylindergehäuse (50) fest verbundene Andockstelle (20) für die Lanze (11) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Zylindergehäuse mit zumindest einem in einem Zylinder in Richtung einer Zylinderachse hin- und hergehenden Kolben.

Eine Zufuhr von Hydraulikmedium in den Kolben wird vor allem bei Brennkraftmaschinen mit variablem Verdichtungsverhältnis benötigt. Dabei dient das Hydraulikmedium, beispielsweise Öl als Betätigungsmittel zur Durchführung der Geometrieänderung des Pleuels oder des Kolbens. Diese Geometrieänderung kann zum Beispiel durch einen sogenannten exzentrischen Kolbenbolzen ausgeführt werden.

Ein weiteres Anwendungsgebiet für die vorliegende Erfindung ist die Kühlung eines Kolbens einer Brennkraftmaschine. Dabei dient zum Beispiel Öl als Kühlmedium.

Aus der DE 10 2011 111 816 Al sind Brennkraftmaschinen mit variablem Verdichtungsverhältnis mit exzentrischem Kolbenbolzen, einer hydraulisch betätigbaren Fixiereinrichtung und einer Zufuhr von Hydraulikmedium durch das Pleuel bekannt. Bei dieser Art der Zufuhr von Hydraulikmedium kommt es aufgrund der Trägheiten im System zu relativ großen dynamischen Druckschwankungen in dem Hydraulikmedium. Die Zufuhr von Hydraulikmedium durch den Kurbeltrieb und das Pleuel ist für präzise Schaltzwecke daher wenig geeignet, da das Öl mit relativ konstanten Druckniveaus bereitgestellt werden müsste.

In der DE 10 2011 115 417 Al ist eine Lösung angegeben, bei der der Kolben über eine Längsnut im Kolbenhemd mit Öl versorgt wird, wobei hier die Zufuhr von Hydraulikmedium über ein Beaufschlagungselement, in einem Ausführungsbeispiel mit einer Ölspritzdüse erfolgt. Dabei kommt es durch das funktionsnotwendige Kolbenlaufspiel zu relativ großen Ölleckagen. Weiters kann bei Direktversorgung aus dem Motorölkreis kein ausreichend hoher Druck hergestellt werden um präzise Schaltvorgänge auszuführen. Eine Versorgung über eine separate Hochdruckpumpe ist auf Grund der hohen Leckage nur wenig effizient darstellbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es diese Nachteile zu vermeiden und auf einfache Weise eine Zufuhr von Hydraulikmedium mit hohem Druckniveau in den Kolben zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Brenn kraft masch ine zumindest eine Fülleinrichtung zur Zufuhr von Hydraulikmedium in den Kolben aufweist, wobei die Fülleinrichtung zumindest eine mit dem Kolben fest verbundene Lanze und zumindest eine mit dem Zylindergehäuse fest verbundene Andockstelle für die Lanze aufweist. Dabei kann durch die direkte Zuführung in den Kolben der Schwankungsanteil des Drucks reduziert werden und Öl mit relativ konstantem Druck bereitgestellt werden. Unter Lanze ist hier ein starres Rohr zu verstehen.

Vorteilhaft ist es, wenn die Andockstelle einen an einen Arbeitsraum grenzenden Arbeitskolben aufweist, der in einem gehäusefesten Führungszylinder in der Richtung der Zylinderachse verschiebbar gelagert ist, wobei vorzugsweise die Lanze und der Arbeitskolben achsgleich angeordnet sind. Der Druck wird daher im nicht oszillierenden Arbeitsraum bereitgestellt, was zur Verringerung der Druckschwankung weiter positiv beiträgt.

Es ist besonders günstig, wenn die Lanze und die Andockstelle so angeordnet sind, dass eine Eintrittsöffnung der Lanze über zumindest eine im Arbeitskolben angeordnete Austrittsöffnung mit dem Arbeitsraum im Bereich eines unteren Totpunkts des Kolbens strömungsverbindbar ist, wobei in den Arbeitsraum eine Zufuhrleitung einmündet. Durch diesen Kontakt im Bereich des unteren Totpunktes des Kolbens ist es möglich mit wenig Ölleckage eine Zufuhr von Hydraulikmedium zum Kolben zu realisieren. Durch die Kolbenbewegung dockt die Lanze im Bereich des unteren Totpunktes des Kolbens an der Andockstelle an, so dass Öl unter Druck durch die Lanze dem Kolben zugeführt wird.

Eine besonders einfache und mechanisch robuste Anordnung ergibt sich, wenn die Lanze parallel zu der Zylinderachse angeordnet ist.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich, wenn der Arbeitsraum über zumindest ein Steuerorgan mit einer Stichleitung aus einem Motorölkreis strömungsverbindbar ist. Dadurch kann die Zufuhr von Hydraulikmedium gezielt gesteuert werden.

Der Arbeitsraum fungiert damit als Verdrängerpumpe, wodurch der effektive Zuführdruck des dem Kolben zugeführten Öls weit über das Niveau des Motorölkreises angehoben wird.

Der Vorteil der Verbindbarkeit mehrerer Fülleinrichtungen verschiedener Zylinder entsteht, wenn die Fülleinrichtung zumindest eine Verteilerleitung zwischen der Stichleitung und dem Arbeitsraum aufweist.

Wenn in der Zufuhrleitung zwischen der Stichleitung und dem Arbeitsraum ein in Richtung des Arbeitsraumes öffnendes erstes Rückschlagventil angeordnet ist, kann mit diesem einfachen Mittel der Rückstrom von Hydraulikmedium bei jedem einzelnen Zylinder verhindert werden und trotzdem die Zufuhr von Hydraulikmedium in den Arbeitsraum sichergestellt werden.

Aus Gründen der Sicherheit kann bei auftretenden Fehlern Hydraulikmedium mit zu hohem Druck aus dem Arbeitsraum ausströmen, wenn der Arbeitsraum eine Strömungsverbindung zu einem Überdruckventil aufweist, welches in Richtung einer Drucksenke öffnet. Die Drucksenke kann beispielsweise durch den Kurbelraum der Brennkraftmaschine gebildet sein.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ergibt sich, wenn zwischen dem Arbeitsraum und der Austrittsöffnung ein in Richtung der Austrittsöffnung öffnendes zweites Rückschlagventil im Arbeitskolben angeordnet ist. Das zweite Rückschlagventil öffnet ab einem definierten Druck im Arbeitsraum. Dadurch kann sichergestellt werden, dass nur Hydraulikmedium unter ausreichendem Druck vom Arbeitsraum in den Kolben strömt. Gleichzeitig wird eine Strömung in umgekehrter Richtung verhindert.

Vorzugsweise ist der Arbeitskolben durch die Lanze im Bereich des unteren Totpunkts gegen die Kraft einer Rückstellfeder auslenkbar. Dadurch kann der Arbeitskolben sich wieder in seine Ausgangslage begeben, wenn er von der Lanze nicht kontaktiert wird.

Es ist für die Steuerbarkeit des Arbeitskolbens von Vorteil, wenn der Führungszylinder zumindest eine mit der Zufuhrleitung verbundene erste Steueröffnung und eine mit der Strömungsverbindung verbundene zweite Steueröffnung aufweist, die bei Auslenkung des Arbeitskolbens durch eine erste und zweite Steuerkante des Arbeitskolbens überdeckbar sind. Der Arbeitskolben wirkt somit - zusammen mit dem ersten und zweiten Rückschlagventil - als Pumpkolben, wobei bei einem Pumphub durch die Steuerkanten die Zufuhrleitung und/oder Strömungsverbindung zum Überdruckventil, gesperrt wird.

Um einen Austritt des zugeführten Hydraulikmediums vom Kolben in den Zylinder und einen Druckabfall im Hydraulikmedium zu vermeiden ist es günstig, wenn der Kolben einen Druckspeicher aufweist. Dieser kann in einer platzsparenden Ausführung beispielsweise innerhalb des Kolbenbolzens angeordnet sein.

In der Folge wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen schematisch:

Fig. 1 Pleuel, Kolben und Fülleinrichtung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer ersten Ausführungsvariante in einem Längsschnitt normal zur Kolbenbolzenachse mit in die Schnittebene gedrehter Fülleinrichtung;

Fig. 2 den Arbeitskolben der Fülleinrichtung aus Fig. 1 in seiner untersten Stellung;

Fig. 3 den Arbeitskolben der Fülleinrichtung aus Fig. 1 in seiner obersten Stellung;

Fig. 4 eine Andockstelle der Fülleinrichtung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einem Schnitt;

Fig. 5 einen Kolben einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer zweiten Ausführung, in einem Schnitt normal zur Kolbenbolzenachse;

Fig. 6 einen Kolben einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer dritten Ausführungsvariante, in einem Schnitt in der Kolbenbolzenachse mit Schnittführung VI-VI in Fig. 5;

Fig. 7 einen Kolben einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer vierten Ausführungsvariante, in einem Schnitt in der Kolbenbolzenachse, mit Schnittführung VII-VII in Fig. 9;

Fig. 8 den Kolben einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer Ausführung mit exzentrischem Kolbenbolzen mit in die Schnittebene gedrehter Lanze; und

Fig. 9 diesen Kolben in einem Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 8.

Die Fig. 1 zeigt einen Zylinder einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 mit einem längenverstellbaren Pleuel 2, einem Kolben 10 und einer Andockstelle 20.

Der Kolben 10 bewegt sich in einem Zylindergehäuse 50 zwischen seinem oberen Totpunkt und seinem unteren Totpunkt. Dabei wird die drehbare Verbindung zwischen Kolben 10 und Pleuel 2 durch einen Kolbenbolzen 3 ermöglicht. Der Kolben 10 weist eine durch ein starres Rohr gebildete Lanze 11 auf, die fest mit dem Kolben 10 verbunden ist. Die Lanze 11 ist parallel zu einer Zylinderachse 4 angeordnet.

Die Andockstelle 20 hat einen Arbeitskolben 21, der sich in einem Führungszylinder 22 gegen eine Rückstellfeder 23 verschieben lässt. Der Arbeitskolben 21 und der Führungszylinder 22 bilden mit einem Boden 24 den Arbeitsraum 25.

Der Arbeitsraum 25 bildet in Verbindung mit dem Rückschlagventil 29 und dem Druckbegrenzungsventil 31 eine Verdrängerpumpe, welche durch die Lanze 11 betätigt wird. Die Ölversorgung erfolgt übereine Stichleitung 5 aus einem Motorölkreis und einem saugseitig angeordneten Steuerorgan 6.

Gemeinsam mit der Lanze 11 bildet die Andockstelle 20 eine Fülleinrichtung 40. Die Andockstelle 20 ist mit dem Zylindergehäuse 50 fest verbunden.

Der Arbeitskolben 21, der Führungszylinder 22 und die Lanze 11 sind achsgleich angeordnet und ihre gemeinsame Achse 8 ist parallel zur Zylinderachse 4 ausgebildet.

Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist, besitzt der Arbeitskolben 21 eine erste Steuerkante 26. Weiters weist der Führungszylinder 22 eine erste Steueröffnung 27 auf.

Diese erste Steueröffnung 27 führt in eine Zufuhrleitung 28, welche über ein Steuerorgan 6 mit der Stichleitung 5 aus dem Motorölkreis verbunden ist. Dieses Steuerorgan 6 kann als Zweiwegeventil ausgeführt sein. In dieser Zufuhrleitung 28 befindet sich ein erstes Rückschlagventil 29. Übereine Verteilerleitung 30 können Andockstellen 20 mehrerer Zylinder miteinander verbunden werden. Die Zufuhrleitung 28 verbindet die Verteilerleitung 30 mit dem Arbeitsraum 25.

Zum Schutz vor einer Beschädigung der Andockstelle 20 durch zu hohen Druck ist der Arbeitsraum 25 über eine Strömungsverbindung 31 mit einer Drucksenke verbunden. Unter Drucksenke versteht sich hier ein nicht weiter bezeichneter Kurbelraum im Zylindergehäuse 50. In dieser Strömungsverbindung 31 ist ein Überdruckventil 32 angeordnet. Je nach Auslegung des Überdruckventils 32 lassen sich sehr hohe Drücke bis in den Bereich von 10 oder gar 100 bar darstellen.

Im Arbeitskolben 21 befindet sich ein zweites Rückschlagventil 33.

Das Pleuel 2 weist in der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführung einen oberen ersten Stangenteil 2a und einen unteren zweiten Stangenteil 2b auf, welche Stangenteile 2a, 2b teleskopisch relativ zueinander verschiebbar angeordnet sind, wie beispielsweise in der AT 514071 Al beschrieben ist. Der erste Stangenteil 2a ist gegenüber dem zweiten Stangenteil 2b zwischen einer ausgezogenen Lage und einer eingeschobenen Lage um einen Verstellbereich in Richtung der Längsachse la der Pleuelstange 1 verstellbar. Der Bereich links von einer Längsachse der Pleuelstange 2 verstellbar.

Im oberen ersten Stangenteil 2a ist ein im Wesentlichen zylindrisches Kolbenelement 60 befestigt, welches als Stufenkolben ausgeführt ist. Das Kolbenelement 60 weist eine erste Stirnfläche 61 auf, die dem Kolbenbolzen 3 abgewandt ist, und eine zweite Stirnfläche 62 auf, die dem Kolbenbolzen 3 zugewandt ist. Die erste Stirnfläche 61 ist als vollständige Fläche ausgeführt - im dargestellten Ausführungsbeispiel als Kreisfläche -, während die zweite Stirnfläche 62 als Fläche mit Ausnehmung - hier beispielsweise ringförmig - ausgeführt ist.

Das Kolbenelement 60 kann neben kreisförmigem Querschnitt auch zum Beispiel eine vieleckige bzw. polygonale Querschnittsfläche aufweisen.

Der erste Stangenteil 2a und der zweite Stangenteil 2b des Pleuels 2 sind in Druckrichtung hydraulisch gekoppelt und in der Gegenrichtung mechanisch begrenzt. Druckrichtung bedeutet hier die Richtung, in die die Kraft der Verbrennung im Kolbenraum auf den Kolben 10 wirkt.

Das Kolbenelement 60 ist in einer als Führungszylinder ausgeführten Führungsaufnahme 63 des unteren zweiten Stangenteils 2b der Pleuelstange 2 axial (in Richtung der Längsachse des Pleuels 2) verschiebbar geführt, wobei zwischen der ersten Stirnfläche 61 des Kolbenelementes 60 und dem zweiten Stangenteil 2b (bzw. einem Führungsaufnahmenbodenabschnitt 63a der Führungsaufnahme 63 auf der Seite des großen Pleuelauges) bzw. dem parallel zur Längsachse des Pleuels 2 verlaufenden Bereich der Führungsaufnahme 63 in einer ausgezogenen Lage der beiden Stangenteile 2a, 2b ein erster Hochdruckraum 18a aufgespannt wird.

Weiters wird zwischen der zweiten Stirnfläche 62 des Kolbenelementes 60 und dem zweiten Stangenteil 2b (bzw. einem Führungsaufnahmendeckenabschnitt 63b der Führungsaufnahme 63 auf Seiten des Kolbenbolzens 3) in einer zusammengeschobenen Lage der beiden Stangenteile 2a, 2b ein zweiter Hochdruckraum 18b aufgespannt.

Der erste Hochdruckraum 18a und der zweite Hochdruckraum 18b sind über erste 16a bzw. zweite Ölkanäle 16b befüllbar, wobei im ersten Ölkanal 16a und im zweiten Ölkanal 16b jeweils ein weiteres Rückschlagventil 64a, 64b angeordnet ist.

Der erste Ölkanal 16a steht mit dem Pleuellager 65, der zweite Ölkanal 16b mit den Ölräumen im Kolben 10, beispielsweise einem Druckspeicher 9, in Strömungsverbindung. Über diese Ölkanäle 16a, 16b kann das Pleuel 2 somit in seiner Länge verändert werden.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, schließt an den zweiten Hochdruckraum 18b eine einstellbare bzw. schaltbare Labyrinthdichtung 19 an. Dadurch stehen die Stangenteile 2a, 2b über die einstellbare Labyrinthdichtung 19 miteinander im Eingriff. Die Labyrinthdichtung 19 weist einen ersten Dichtungsteil 19a und einen zweiten Dichtungsteil 19b auf, wobei der erste Dichtungsteil 19a mit dem ersten Stangenteil 2a und der zweite Dichtungsteil 19b mit dem zweiten Stangenteil 2b fest verbunden, insbesondere integral mit diesen ausgebildet ist. Im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Dichtungsteil 19a separat zum ersten Stangenteil 2a ausgebildet, aber verschiebe- und verdrehfest mit diesem verbunden. Der zweite Dichtungsteil 19b ist hier einstückig mit dem zweiten Stangenteil 2b ausgebildet.

Der untere erste Hochdruckraum 18a wird über den ersten Ölkanal 16a, in dem das in Richtung des ersten Hochdruckraumes 18a öffnende dritte Rückschlagventil 64a angeordnet ist, mit Öl befüllt. Der obere zweite Hochdruckraum 18b wird über den zweiten Ölkanal 16b, der das in Richtung dieses zweiten Hochdruckraumes 18b öffnende vierte Rückschlagventil 64b aufweist, mit Öl befüllt.

Soll das Pleuel 2 eine erste Stellung mit kurzer Stangenlänge einnehmen, so wird das Steuerorgan 6 geschlossen und der obere zweite Hochdruckraum 18b über den zweiten Ölkanal 16b mit Öl beschickt. Durch die Massenkraft bewirkte Leckagen durch die Labyrinthdichtung 19 werden unmittelbar durch Nachschub über den zweiten Ölkanal 16b ausgeglichen.

Soll das Pleuel 2 in eine zweite Stellung mit langer Stangenlänge wechseln, wird das Steuerorgan 6 geöffnet. Das dritte Rückschlagventil 64a lässt Öl über die Fülleinrichtung 40 und den ersten Ölkanal 16a in den ersten Hochdruckraum 18a eintreten. Das Öl aus dem oberen zweiten Hochdruckraum 18b wird - in Fig. 1 nach oben - durch die Labyrinthdichtung 19 und teilweise auch vom zweiten Hochdruckraum 18b am Kolbenelement 60 vorbei in den unteren ersten Hochdruckraum 18a gepresst.

Wenn von der zweiten Stellung auf die erste Stellung umgestellt wird, tritt Öl am Kolbenelement 60 vorbei vom ersten 18a in den oberen zweiten Hochdruckraum 18b.

Die Dichtwirkung der Labyrinthdichtung 19 ist somit veränderlich und hängt von der Stellung der beiden Stangenteile 2a, 2b zueinander ab.

Diese Lösung erlaubt einen sehr einfachen Aufbau ohne komplizierte Dicht- oder Beschaltungslösungen. Die Labyrinthdichtung 19 weist eine relativ lange Dichtstrecke auf, wodurch Leckagen verzögert bzw. das Abfließen des Öls über andere Wege (zum Beispiel vom zweiten Hochdruckraum 18b in den ersten Hochdruckraum 18a) begünstigt werden. Über wenige Zyklen lassen sich Längenverstellungen des Pleuels 2 erreichen.

In Fig. 2 ist ein Detail der ersten Ausführungsform gezeigt. In dieser Figur befindet sich der Kolben 10 in seinem unteren Totpunkt. Fig. 3 zeigt den Kolben 10 außerhalb seines unteren Totpunktes.

Der Andockstelle 20 wird über die Stichleitung 5 vom Motorölkreis und das geöffnete Steuerorgan 6 Öl zugeführt. Der Arbeitsraum 25 wird mit Öl gefüllt, sobald sich der Kolben 10 außerhalb des unteren Totpunktes befindet und der Arbeitskolben 21 sich in seiner oberen Stellung befindet. Durch den Druck in der Zufuhrleitung 28 öffnet das erste Rückschlagventil 29 in den Arbeitsraum 25. Durch die Bewegung des Kolbens 10 in den Bereich des unteren Totpunktes kommt die Lanze 11 mit ihrer Eintrittsöffnung 12 mit einer Austrittsöffnung 34 des Arbeitskolbens 21 in Verbindung. Der Arbeitskolben 21 wird im Führungszylinder 22 entlang seiner Achse 8 gegen die Kraft der Rückstellfeder 23 verschoben.

Im Arbeitsraum 25 wird durch die Bewegung des Arbeitskolbens 21 zum Boden 24 hin der Öldruck erhöht. Durch das zweite Rückschlagventil 33 kann nun das Öl in die Lanze 11 strömen und dort zum Beispiel in einem in Fig. 7 ersichtlichen Druckspeicher 9 für eine Verstellung des Verdichtungsverhältnisses gespeichert werden.

Im unteren Totpunkt des Kolbens 10 überdeckt die Steuerkante 26 des Arbeitskolbens 21 die erste Steueröffnung 27 der Zufuhrleitung 28 und eine zweite Steuerkante 36 eine zweite Steueröffnung 35 der Strömungsverbindung 31. Die Steueröffnungen 27,36 sind somit geschlossen - das Öl wird durch den Arbeitskolben 21 über die Austrittsöffnung 34 in die angedockte Lanze 11 gedrückt und dem Kolben 10 zugeführt.

In Fig. 3 ist der Arbeitskolben 21 in seineroberen Stellung dargestellt. Dabei befindet sich die Lanze 11 nicht mehr im Kontakt mit dem Arbeitskolben 21. Das zweite Rückschlagventil 33 ist geschlossen, der Ölaustritt aus der Austrittsöffnung 34 unterbrochen.

Die Fig. 5 und Fig. 6 zeigen einen Kolben 10 einer Brennkraftmaschine 1, welcher über einen in einem Kolbenbolzenlager 66 eines Pleuels 2 gelagerten Kolbenbolzen 3 schwenkbar mit dem Pleuel 2 verbunden ist. Der Kolbenbolzen 3 ist auf dem Kolben 10 drehbar über das Kolbenbolzenlager 66 verbunden und weist im Bereich der Pleuelbuchse einen exzentrischen Bolzenabschnitt 7 auf, dessen Mittelachse 7a von der Achse der Kolbenbolzenlager 66 beabstandet ist. Diese Exzentrizität ist in Fig. 5 mit e bezeichnet. Mit Bezugszeichen 70 ist ein hydraulisch betätigtes Sperrelement bezeichnet, welches zusammen mit kolbenfesten Anschlägen 14a, 14b die Verdrehung des Kolbenbolzens 10 begrenzt.

Durch eine Drehfeder 68 wird der hohl ausgeführte Kolbenbolzen 3 in eine Ruhelage gedrückt, wobei ein kolbenbolzenfester Verdrehanschlag 14a auf dem Sperrelement 70 anliegt. Mit Bezugszeichen 68a ist ein kolbenfester Schenkel der Drehfeder 68, und mit Bezugszeichen 68b ein kolbenbolzenfester Schenkel der Drehfeder 68 bezeichnet. Der kolbenbolzenfeste Schenkel 68b ist dabei in einer nicht weiter dargestellten Aufnahme des Kolbenbolzens 3 eingesetzt.

Weiters weist der Kolben 10 ein hydraulisch betätigtes Sperrelement 70 auf, um den exzentrischen Kolbenbolzen 3 und die mit diesem verbundene Wegbegrenzung 73 in einer Sperrsteilung zu halten. Das durch eine Druckfeder 71 vorgespannte Sperrelement 70 grenzt mit einer Kolbenfläche 72 an einen Öldruckraum 9a, welcher über eine Verbindungsleitung 13a mit der Lanze 11 verbunden ist. Bei der Druckbeaufschlagung des Öldruckraumes 9a wird das Sperrelement 70 axial gegen die Druckfeder 71 ausgefahren und begrenzt durch die Möglichkeit der Verdrehung der Wegbegrenzung 73 und somit die Drehung des Kolbenbolzens 10.

Eine Rückstellung erfolgt, indem über die Lanze 11 kein Öl mehr neu zugeführt wird und der Öldruck im Öldruckraum 9 aufgrund von Leckagen wieder abnimmt, sodass die Rückstellfeder den Kolben wieder rückstellt. Die Torsionsdynamik kann, wie in Fig. 5 angegeben, in folgende Lagebereiche unterteilt werden: cpl (oberer Selbsthemmungsbereich): in diesem Winkelbereich tritt unter den einwirkenden Kräften und Momenten unter Berücksichtigung einer mechanischen und / oder hydraulischen Kraftwirkung Selbsthemmung bei hohem Verdichtungsverhältnis auf. cp2 (oberer Auslösebereich): in diesem Winkelbereich erfolgt in Abhängigkeit der betriebspunkttypischen Belastungen eine Bewegungseinleitung in Richtung eines niedrigeren Verdichtungsverhältnisses. cp3 (Bewegungsbereich): in diesem Winkelbereich tritt in jedem Fall eine Rotation des Kolbenbolzens auf. cp4 (unterer Auslösebereich): in diesem Winkelbereich erfolgt in Abhängigkeit der betriebspunkttypischen Belastungen eine Bewegungseinleitung in Richtung eines hohen Verdichtungsverhältnisses ein. cp5 (unterer Selbsthemmungsbereich): in diesem Winkelbereich tritt unter den einwirkenden Kräften und Momenten unter Berücksichtigung einer mechanischen und / oder hydraulischen Kraftwirkung Selbsthemmung bei niedrigem Verdichtungsverhältnis auf.

Abhängig von der Ausführungsvariante wird der Bereich cpl gar nicht erreicht oder nur dann erreicht und gehalten, wenn das Steuerorgan 6 aktiviert ist.

Der Bereich cp2 kann lastabhängig nur dann erreicht bzw. gehalten werden, wenn das Steuerorgan 6 aktiviert ist und sich die aus dem Motorbetrieb stammende Kurbeltriebbelastung auf niedrigem bis mäßigen Niveau befindet.

Der Winkelbereich cp3 wird immer überstrichen, wenn sich die Kurbeltriebbelastung auf hohem Niveau befindet.

Der Winkelbereich cp4 liegt immer dann vor, wenn entweder die Kurbeltriebbelastung hoch ist oder das Steuerorgan 6 aktiviert ist.

Der Winkelbereich cp5 kann durch Aktivierung des Steuerorgans 6 vermieden werden.

In Fig. 7 ist eine Ausführungsvariante eines Kolbens 10 mit in dem Kolbenbolzen 3 integriertem Druckspeicher 9 dargestellt. Die Zufuhr des Öls von der Lanze 11 zum Druckspeicher 9 erfolgt über eine Verbindungsleitung 13 zur Lanze 11. In der Verbindungsleitung 13 zum Kolbenbolzen 3 ist ein Rückschlagventil 17 angeordnet. Vom Druckspeicher 9 kann beispielsweise der erste Hochdruckraum 18a bei der in Fig.l gezeigten ersten Ausführungsvariante über den ersten Ölkanal 16 a mit Öldruck beaufschlagt werden.

Fig. 9 zeigt die Führung der Verbindungsleitungen 13, 13a.

Claims (13)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1. Brennkraftmaschine (1) mit einem Zylindergehäuse (50) mit zumindest einem in einem Zylinder in Richtung einer Zylinderachse (4) hin- und hergehenden Kolben (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) zumindest eine Fülleinrichtung (40) zur Zufuhr von Hydraulikmedium in den Kolben (10) aufweist, wobei die Fülleinrichtung (40) zumindest eine mit dem Kolben (10) fest verbundene Lanze (11) und zumindest eine mit dem Zylindergehäuse (50) fest verbundene Andockstelle (20) für die Lanze (11) aufweist.
2. 2. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Andockstelle (20) einen an einen Arbeitsraum (25) grenzenden Arbeitskolben (21) aufweist, der in einem gehäusefesten Führungszylinder (22) in der Richtung der Zylinderachse (4) verschiebbar gelagert ist, wobei vorzugsweise die Lanze (11) und der Arbeitskolben (21) achsgleich angeordnet sind.
3. 3. Brennkraftmaschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (11) und die Andockstelle (20) so angeordnet sind, dass eine Eintrittsöffnung (12) der Lanze (11) über zumindest eine im Arbeitskolben (21) angeordnete Austrittsöffnung (34) mit dem Arbeitsraum (25) im Bereich eines unteren Totpunkts des Kolbens (10) strömungsverbindbar ist, wobei in den Arbeitsraum (25) eine Zufuhrleitung (28) einmündet.
4. 4. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lanze (11) parallel zu der Zylinderachse (4) angeordnet ist.
5. 5. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (25) über zumindest ein Steuerorgan (6) mit einer Stichleitung (5) aus einem Motorölkreis strömungsverbindbar ist.
6. 6. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fülleinrichtung (40) zumindest eine Verteilerleitung (30) zwischen der Stichleitung (5) und dem Arbeitsraum (25) aufweist.
7. 7. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zufuhrleitung (28) zwischen der Stichleitung (5) und dem Arbeitsraum (25) ein in Richtung des Arbeitsraumes (25) öffnendes erstes Rückschlagventil (29) angeordnet ist.
8. 8. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (25) über eine ein Überdruckventil (32) aufweisende Strömungsverbindung (31) mit einer Drucksenke verbindbar ist.
9. 9. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Arbeitsraum (25) und der Austrittsöffnung (34) ein in Richtung der Austrittsöffnung (34) öffnendes zweites Rückschlagventil (33) im Arbeitskolben (21) angeordnet ist.
10. 10. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolben (21) durch die Lanze (11) im Bereich des unteren Totpunkts des Kolbens (10) gegen die Kraft einer Rückstellfeder (23) auslenkbar ist.
11. 11. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder (22) zumindest eine mit der Zufuhrleitung (28) verbundene erste Steueröffnung (27) aufweist, die bei Auslenkung des Arbeitskolbens (21) durch eine erste Steuerkante (27) des Arbeitskolbens (21) überdeckbar ist.
12. 12. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungszylinder (22) zumindest eine mit der Strömungsverbindung (31) verbundene zweite Steueröffnung (35) aufweist, die bei Auslenkung des Arbeitskolbens (21) durch eine zweite Steuerkante (36) des Arbeitskolbens (21) überdeckbar ist.
13. 13. Brennkraftmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) einen, vorzugsweise im Kolbenbolzen (3) angeordneten, Druckspeicher (9) aufweist.