AT519292B1

AT519292B1 - Connecting rod with adjusting mechanism between connecting rod and connecting rod

Info

Publication number: AT519292B1
Application number: ATA50925/2017A
Authority: AT
Inventors: Kai Arens Dr; Riba Zóltan; Bodensteiner Martin; Latz Steffen; Heller Malte
Original assignee: Avl List Gmbh; Iwis Motorsysteme Gmbh & Co Kg
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2017-11-03
Publication date: 2019-07-15
Also published as: AT519292A3; AT519292A2; DE102016120948A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange (6.1) für einen Verbrennungsmotor (1) mit einem ersten (17.1) und zweiten Pleuelteil (19.1), die mit mindestens einer Zylinder-Kolben- Einheit (18.1) relativ zueinander verstellbar sind, wobei die Zylinder-Kolben-Einheit (18.1) eine Zylinderbohrung (23.1), einen darin längs bewegbar angeordneten Verstellkolben (21.1), eine integral mit dem ersten Pleuelteil (17.1) ausbildete und über eine erste, rein mechanische Schnittstelle (53.1) der Zylinder-Kolben-Einheit (18.1) mit dem Verstellkolben (21.1) verbundene Kolbenstange (22.1), mindestens einen in der Zylinderbohrung (23.1) vorgesehenen ersten Druckraum (24.1) zur Aufnahme von Motoröl, der einseitig von dem bewegbaren Verstellkolben (21.1) begrenzt ist, und eine als mechanische und hydraulische Schnittstelle ausgeführte zweite Schnittstelle (54.1) aufweist, wobei die Zylinderbohrung (23.1) einen integralen oberen Anschlag (50.1) für den Verstellkolben (21.1) aufweist und die Zylinderbohrung (23.1) über die zweite Schnittstelle (54.1) der Zylinder-Kolben-Einheit (18.1) mit dem zweiten Pleuelteil (19.1) verbunden ist. Erfindungsgemäß ist eine hydraulische Schaltung (26.1) vorgesehen, die für einen Zu- bzw. Ablauf eines Hydraulikfluids in bzw. aus dem zumindest einen Druckraum (24.1) sorgt und somit eine Bewegung des Verstellkolbens (21.1) zulässt oder diesen arretiert. Ferner betrifft die Erfindung Montageverfahren und die Verwendung einer solchen Pleuelstange in einem Verbrennungsmotor und einen Verbrennungsmotor.The invention relates to a length-adjustable connecting rod (6.1) for an internal combustion engine (1) having a first (17.1) and second connecting rod part (19.1) which are adjustable relative to each other with at least one cylinder-piston unit (18.1), wherein the cylinder pistons Unit (18.1) a cylinder bore (23.1), a longitudinally movably arranged adjusting piston (21.1), one integrally formed with the first connecting rod part (17.1) and via a first, purely mechanical interface (53.1) of the cylinder-piston unit (18.1 ) connected to the adjusting piston (21.1) piston rod (22.1), at least one in the cylinder bore (23.1) provided first pressure chamber (24.1) for receiving engine oil, which is bounded on one side by the movable adjusting piston (21.1), and one as mechanical and hydraulic Interface executed second interface (54.1), wherein the cylinder bore (23.1) has an integral upper stop (50.1) for the adjusting piston (21.1) un d is the cylinder bore (23.1) via the second interface (54.1) of the cylinder-piston unit (18.1) with the second connecting rod part (19.1) is connected. According to the invention, a hydraulic circuit (26.1) is provided, which ensures a supply or discharge of a hydraulic fluid into or out of the at least one pressure chamber (24.1) and thus permits or locks a movement of the adjusting piston (21.1). Furthermore, the invention relates to assembly methods and the use of such a connecting rod in an internal combustion engine and an internal combustion engine.

Description

Beschreibungdescription

PLEUELSTANGE MIT VERSTELLMECHANISMUS ZWISCHEN PLEUELFUß UND PLEUELKOPFCONNECTING BAR WITH ADJUSTING MECHANISM BETWEEN PIVOT AND PULL HEAD

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Ottomotor, mit einem ersten Pleuelteil und einem zweiten Pleuelteil, wobei das erste Pleuelteil gegenüber dem zweiten Pleuelteil bewegbar ist, um die Länge der Pleuelstange zu verstellen und mit mindestens einer mittels Motoröl des Verbrennungsmotors hydraulisch betätigbaren Zylinder-Kolben-Einheit, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu bewegen, wobei die Zylinder-Kolben-Einheit eine Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung längst bewegbar angeordneten Verstellkolben, eine integral mit dem Verstellkolben ausgebildete und über eine erste, rein mechanische Schnittstelle der Zylin-der-Kolben-Einheit mit dem ersten Pleuelteil verbundene Kolbenstange und mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen ersten Druckraum zur Aufnahme von Motoröl, der einseitig von dem bewegbaren Verstellkolben begrenzt ist, und eine als mechanische und hydraulische Schnittstelle ausgeführte zweite Schnittstelle umfasst, wobei die Zylinderbohrung einen integralen oberen Anschlag für den Verstellkolben aufweist und die Zylinderbohrung über die zweite Schnittstelle der Zylinder-Kolben-Einheit mit dem zweiten Pleuelteil verbunden ist. Weiter betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Pleuelstange, die Verwendung einer solchen Pleuelstange in einem Verbrennungsmotor und ein Verfahren zur Montage der längenverstellbaren Pleuelstange.The present invention relates to a length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine, in particular a gasoline engine, with a first Pleuelteil and a second Pleuelteil, wherein the first Pleuelteil relative to the second Pleuelteil is movable to adjust the length of the connecting rod and with at least one means Engine oil of the internal combustion engine hydraulically actuated cylinder-piston unit to move the first Pleuelteil relative to the second Pleuelteil, wherein the cylinder-piston unit, a cylinder bore, a long in the cylinder bore arranged adjusting piston, an integrally formed with the adjusting piston and via a first, purely mechanical interface of the Zylin-the-piston unit with the first connecting rod connected piston rod and at least one provided in the cylinder bore first pressure chamber for receiving engine oil, which is bounded on one side by the movable adjusting piston, and one as mechanical e and hydraulic interface executed second interface, wherein the cylinder bore has an integral upper stop for the adjusting and the cylinder bore is connected via the second interface of the cylinder-piston unit with the second connecting rod. Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine with such a connecting rod, the use of such a connecting rod in an internal combustion engine and a method for mounting the length-adjustable connecting rod.

[0002] Der thermische Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors, insbesondere bei Ottomotoren, ist abhängig vom Verdichtungsverhältnis ε, d. h. dem Verhältnis vom Gesamtvolumen vor der Verdichtung zum Kompressionsvolumen (ε = (Hubvolumen Vh + Kompressionsvolumen Vc) / Kompressionsvolumen Vc). Mit steigendem Verdichtungsverhältnis nimmt der thermische Wirkungsgrad zu. Die Zunahme des thermischen Wirkungsgrades über das Verdichtungsverhältnis ist degressiv, allerdings im Bereich heute üblicher Werte noch relativ stark ausgeprägt.The thermal efficiency of an internal combustion engine, especially in gasoline engines, is dependent on the compression ratio ε, d. H. the ratio of the total volume before compression to the compression volume (ε = (stroke volume Vh + compression volume Vc) / compression volume Vc). As the compression ratio increases, the thermal efficiency increases. The increase in the thermal efficiency via the compression ratio is degressive, but still relatively strong in the range of today's usual values.

[0003] In der Praxis kann das Verdichtungsverhältnis nicht beliebig gesteigert werden, da ein zu hohes Verdichtungsverhältnis zu einer unbeabsichtigten Selbstentzündung des Verbren-nungsgemischs durch Druck- und Temperaturerhöhung führt. Diese frühzeitige Verbrennung führt nicht nur zu einem unruhigen Lauf und dem sogenannten Klopfen bei Ottomotoren, sondern kann auch zu Bauteilschäden am Motor führen. Im Teillastbereich ist die Gefahr der Selbstentzündung, die neben dem Einfluss von Umgebungstemperatur und Druck auch vom Betriebspunkt des Motors abhängig ist, geringer. Entsprechend ist im Teillastbereich ein höheres Verdichtungsverhältnis möglich. In der Entwicklung von modernen Verbrennungsmotoren gibt es daher Bestrebungen, das Verdichtungsverhältnis an den jeweiligen Betriebspunkt des Motors anzupassen.In practice, the compression ratio can not be increased arbitrarily, since too high a compression ratio leads to an inadvertent spontaneous combustion of the combustion mixture by increasing the pressure and the temperature. This early combustion not only leads to a troubled run and the so-called knocking in gasoline engines, but can also lead to component damage to the engine. In the partial load range, the risk of spontaneous combustion, which depends not only on the influence of ambient temperature and pressure but also on the operating point of the engine, is lower. Accordingly, a higher compression ratio is possible in the partial load range. In the development of modern internal combustion engines, there are therefore efforts to adjust the compression ratio to the respective operating point of the engine.

[0004] Für die Realisierung eines variablen Verdichtungsverhältnisses (VCR) existieren unterschiedliche Lösungen, mit denen die Lage des Hubzapfens der Kurbelwelle oder des Kolbenbolzens des Motorkolbens verändert oder die effektive Länge der Pleuelstange variiert wird. Hierbei gibt es jeweils Lösungen für eine kontinuierliche und diskontinuierliche Verstellung der Bauteile. Eine kontinuierliche Verstellung ermöglicht eine optimale Reduzierung des CO2-Ausstoßes und des Verbrauchs aufgrund eines für jeden Betriebspunkt einstellbaren Verdichtungsverhältnisses. Demgegenüber ermöglicht eine diskontinuierliche Verstellung mit zwei als Endanschläge der Verstellbewegung ausgebildeten Stufen konstruktive und betriebstechnische Vorteile und ermöglicht trotzdem im Vergleich zu einem konventionellen Kurbeltrieb noch signifikante Einsparungen im Verbrauch und im CO2-Ausstoß.For the realization of a variable compression ratio (VCR) exist different solutions with which the position of the crank pin or the piston pin of the engine piston changes or the effective length of the connecting rod is varied. There are always solutions for a continuous and discontinuous adjustment of the components. Continuous adjustment allows optimal reduction of CO2 emissions and consumption due to a compression ratio that can be set for each operating point. In contrast, a discontinuous adjustment with two stages designed as end stops of the adjustment allows design and operational advantages and still allows significant savings in consumption and in CO2 emissions compared to a conventional crank mechanism.

[0005] Bereits die Druckschrift US 2,217,721 beschreibt einen Verbrennungsmotor mit einer längenverstellbaren Pleuelstange mit zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Pleuelteilen, die gemeinsam einen Hochdruckraum ausbilden. Zur Befüllung und Entleerung des Hochdruckraums mit Motoröl und damit zur Längenänderung der Pleuelstange ist ein hydraulischer Ver stellmechanismus mit einem Steuerventil mit federvorgespanntem Verschlusselement vorgesehen, das durch den Druck des Motoröls in eine geöffnete Stellung verschiebbar ist.Already the document US 2,217,721 describes an internal combustion engine with a length-adjustable connecting rod with two telescopically displaceable connecting rods, which together form a high-pressure chamber. For filling and emptying of the high-pressure chamber with engine oil and thus to change the length of the connecting rod, a hydraulic Ver adjusting mechanism is provided with a control valve with spring-biased closure element which is displaceable by the pressure of the engine oil in an open position.

[0006] Eine diskontinuierliche Verstellung des Verdichtungsverhältnisses für einen Verbrennungsmotor zeigt die EP 1 426 584 A1, bei der ein mit dem Kolbenbolzen verbundener Exzenter eine Einstellung des Verdichtungsverhältnisses ermöglicht. Dabei erfolgt eine Fixierung des Exzenters in der einen oder anderen Endstellung des Schwenkbereichs mittels einer mechanischen Arretierung.A discontinuous adjustment of the compression ratio for an internal combustion engine is shown in EP 1 426 584 A1, in which an eccentric connected to the piston pin permits adjustment of the compression ratio. In this case, a fixation of the eccentric in one or the other end position of the pivoting area by means of a mechanical locking.

[0007] Aus der DE 10 2005 055 199 A1 geht ebenfalls die Funktionsweise eines längenvariablen Pleuels hervor, mit dem verschiedene Verdichtungsverhältnisse ermöglicht werden. Die Realisierung erfolgt auch hier über einen Exzenter im kleinen Pleuelauge, der in seiner Position durch zwei Hydraulikzylinder mit veränderbarem Widerstand fixiert wird.DE 10 2005 055 199 A1 likewise discloses the mode of operation of a length-variable connecting rod, with which different compression ratios are made possible. The realization is also done here via an eccentric in the small connecting rod, which is fixed in position by two hydraulic cylinders with variable resistance.

[0008] Die WO 2013/092364 A1 beschreibt eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Stangenteilen, wobei ein Stangenteil einen Zylinder und das zweite Stangenteil ein längsverschiebbares Kolbenelement ausbildet. Zwischen dem Verstellkolben des ersten Stangenteils und dem Zylinder des zweiten Stangenteils ist ein Hochdruckraum ausgebildet, der über einen Verstellmechanismus mit einem Ölkanal und einem öldruckabhängigen Ventil mit Motoröl versorgt wird.WO 2013/092364 A1 describes a length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine with two telescopically movable rod parts, wherein a rod part forms a cylinder and the second rod part forms a longitudinally displaceable piston element. Between the adjusting piston of the first rod part and the cylinder of the second rod part, a high-pressure space is formed, which is supplied via an adjusting mechanism with an oil passage and an oil pressure-dependent valve with engine oil.

[0009] Eine ähnliche längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit teleskopartig verschiebbaren Stangenteilen ist in der WO 2015/055582 A2 gezeigt. Gemäß der WO 2015/055582 A2 soll das Verdichtungsverhältnis im Verbrennungsmotor durch die Pleuellänge verstellt werden. Die Pleuellänge beeinflusst das Kompressionsvolumen im Verbrennungsraum, wobei das Hubvolumen durch die Position des Kurbelwellenzapfens und die Zylinderbohrung vorgegeben ist. Eine kurze Pleuelstange führt daher zu einem geringeren Verdichtungsverhältnis als eine lange Pleuelstange bei ansonsten gleichen geometrischen Abmessungen, wie Kolben, Zylinderkopf, Kurbelwelle, Ventilsteuerung, etc. Die Pleuellänge wird hydraulisch zwischen zwei Stellungen variiert. Die gesamte Pleuelstange ist mehrteilig ausgeführt, wobei die Längenänderung durch einen Teleskopmechanismus mit einem doppelwirkenden Hydraulikzylinder erfolgt. Das kleine Pleuelauge, üblicherweise zur Aufnahme des Kolbenbolzens, ist mit einer Kolbenstange verbunden (teleskopierbarer Stangenteil). Der zugehörige Verstellkolben ist axial verschiebbar in einem Zylinder geführt, der in dem Pleuelteil mit dem großen Pleuelauge, üblicherweise zur Aufnahme des Kurbelwellenzapfens, angeordnet ist. Der Verstellkolben trennt den Zylinder in zwei Druckräume, einen oberen und einen unteren Druckraum. Diese beiden Druckräume werden über Rückschlagventile mit Motoröl versorgt, wobei die Versorgung mit Motoröl über die Schmierung des Pleuellagers erfolgt. Hierzu ist eine Öldurchführung vom Kurbelwellenzapfen über das Pleuellager zur Pleuelstange und dort über die Rückschlagventile in die Druckräume erforderlich. Ist die Pleuelstange in der langen Position, befindet sich kein Motoröl in dem oberen Druckraum. Der untere Druckraum hingegen ist vollständig mit Motoröl gefüllt. Während des Betriebs wird die Pleuelstange aufgrund der Gas- und Massenkräfte alternierend auf Zug und Druck belastet. In der langen Position der Pleuelstange wird eine Zugkraft durch den mechanischen Kontakt mit einem oberen Anschlag des Verstellkolbens aufgenommen. Die Pleuellänge ändert sich dadurch nicht. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf den ölgefüllten unteren Druckraum übertragen. Da das Rückschlagventil dieses Druckraums den Ölrücklauf unterbindet, steigt der Öldruck an, wobei in dem unteren Druckraum Drücke von deutlich über 1.000 bar entstehen können. Die Pleuellänge ändert sich nicht. Die Pleuelstange ist in dieser Richtung hydraulisch gesperrt. In der kurzen Stellung der Pleuelstange drehen sich die Verhältnisse um. Der untere Druckraum ist leer, der obere Druckraum ist mit Motoröl gefüllt. Eine Zugkraft bewirkt einen Druckanstieg in dem oberen Druckraum. Eine Druckkraft wird durch einen mechanischen Anschlag aufgenommen. Die Pleuellänge kann zweistufig verstellt werden, indem einer der beiden Druckräume entleert wird. Hierbei wird jeweils eines der beiden Zulaufrückschlagventile durch einen zugeordneten Rücklaufkanal überbrückt. Durch diese Rücklaufkanäle kann Motoröl unabhängig von der Druckdifferenz zwischen dem Druckraum und der Versorgungseinrichtung fließen. Das jeweilige Rückschlagventil verliert entsprechend seine Wirkung.A similar length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine with telescopically displaceable rod parts is shown in WO 2015/055582 A2. According to WO 2015/055582 A2, the compression ratio in the internal combustion engine should be adjusted by the connecting rod length. The connecting rod length affects the compression volume in the combustion chamber, wherein the stroke volume is determined by the position of the crankshaft journal and the cylinder bore. A short connecting rod therefore leads to a lower compression ratio than a long connecting rod with otherwise the same geometric dimensions, such as piston, cylinder head, crankshaft, valve control, etc. The connecting rod length is hydraulically varied between two positions. The entire connecting rod is made of several parts, wherein the change in length is effected by a telescopic mechanism with a double-acting hydraulic cylinder. The small connecting rod eye, usually for receiving the piston pin, is connected to a piston rod (telescopic rod part). The associated adjusting piston is axially displaceably guided in a cylinder which is arranged in the connecting rod part with the large connecting rod eye, usually for receiving the crankshaft journal. The adjusting piston separates the cylinder into two pressure chambers, an upper and a lower pressure chamber. These two pressure chambers are supplied with engine oil via check valves, whereby the supply of engine oil takes place via the lubrication of the connecting rod bearing. For this purpose, an oil passage from the crankshaft journal over the connecting rod bearing to the connecting rod and there via the check valves in the pressure chambers is required. If the connecting rod is in the long position, there is no engine oil in the upper pressure chamber. The lower pressure chamber, however, is completely filled with engine oil. During operation, the connecting rod is loaded alternately due to the gas and inertial forces on train and pressure. In the long position of the connecting rod, a tensile force is absorbed by the mechanical contact with an upper stop of the adjusting piston. The connecting rod length does not change as a result. An applied compressive force is transmitted via the piston surface to the oil-filled lower pressure chamber. Since the check valve of this pressure chamber prevents oil return, the oil pressure rises, whereby pressures of well over 1,000 bar can occur in the lower pressure chamber. The connecting rod length does not change. The connecting rod is hydraulically locked in this direction. In the short position of the connecting rod, the conditions turn around. The lower pressure chamber is empty, the upper pressure chamber is filled with engine oil. A tensile force causes a pressure increase in the upper pressure chamber. A compressive force is absorbed by a mechanical stop. The connecting rod length can be adjusted in two stages by emptying one of the two pressure chambers. Here, one of the two inlet check valves is bridged by an associated return channel. Engine oil can flow through these return passages independently of the pressure difference between the pressure chamber and the supply device. The respective check valve loses its effect accordingly.

[0010] Die beiden Rücklaufkanäle werden durch ein Steuerventil geöffnet und geschlossen, wobei immer genau ein Rücklaufkanal offen, der andere geschlossen ist. Der Aktuator zur Schaltung der beiden Rücklaufkanäle wird hier hydraulisch durch den Versorgungsdruck angesteuert.The two return channels are opened and closed by a control valve, always exactly one return channel open, the other is closed. The actuator for switching the two return channels is controlled hydraulically by the supply pressure here.

[0011] Der Bauraum für eine solche längenverstellbare Pleuelstange ist sowohl axial als auch radial begrenzt. In Kurbelwellenrichtung wird der Bauraum durch die Lagerbreite und den Abstand der Gegengewichte begrenzt. In axialer Richtung ist ohnehin nur der Bauraum zwischen dem kleinen Pleuelauge zur Lagerung des Kolbenbolzens und dem großen Pleuelauge zur Lagerung des Kurbelwellenzapfens und ein eventueller Verstellhub der Pleuelstange vorhanden.The space for such a length-adjustable connecting rod is limited both axially and radially. In the crankshaft direction of the space is limited by the bearing width and the distance of the counterweights. In the axial direction, only the space between the small connecting rod eye for supporting the piston pin and the large connecting rod eye for supporting the crankshaft journal and a possible Verstellhub the connecting rod is anyway available.

[0012] Die in einem Verbrennungsmotor von einer Pleuelstange zu übertragenden Kräfte sind beträchtlich, weshalb auch die Drücke in den Druckräumen der Zylinder-Kolben-Einheit erheblich sein können. Angesichts der hohen Innendrücke bei einer solchen Zylinder-Kolben-Einheit ist die Dauerfestigkeit der verwendeten Werkstoffe problematisch, aber auch die Konstruktion der Komponenten im Hinblick auf den geringen Bauraum.The forces to be transmitted in a combustion engine from a connecting rod are considerable, which is why the pressures in the pressure chambers of the cylinder-piston unit can be considerable. In view of the high internal pressures in such a cylinder-piston unit, the fatigue strength of the materials used is problematic, but also the construction of the components in view of the small installation space.

[0013] In der oben genannten WO 2015/055582 A2 ist die Zylinderbohrung in dem zweiten Pleuelteil ausgebildet, während das erste Pleuelteil mit einer Kolbenstange des Verstellkolbens verbunden ist. Das zweite Pleuelteil muss daher relativ aufwendig hergestellt werden, um die Zylinderbohrung mit der gewünschten Präzision und guter Verschleißfestigkeit zu erhalten.In the above-mentioned WO 2015/055582 A2, the cylinder bore is formed in the second connecting rod part, while the first connecting rod part is connected to a piston rod of the adjusting piston. The second connecting rod part must therefore be made relatively expensive in order to obtain the cylinder bore with the desired precision and good wear resistance.

[0014] Vergleichbare Lösungen zeigen auch die US 1,610,137 A und die CN 104963935 A.Comparable solutions also show the US 1,610,137 A and CN 104963935 A.

[0015] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine längenverstellbare Pleuelstange bereitzustellen, die eine einfache Herstellung ermöglicht und eine hohe Lebensdauer gewährleistet.It is therefore an object of the present invention to provide a length-adjustable connecting rod, which allows easy production and ensures a long service life.

[0016] Hierzu ist erfindungsgemäß eine hydraulische Schaltung vorgesehen, die für einen Zu-bzw. Ablauf eines Hydraulikfluids in bzw. aus dem zumindest einen Druckraum sorgt und somit eine Bewegung des Verstellkolbens zulässt oder diesen arretiert.For this purpose, a hydraulic circuit is provided according to the invention, for a to or. Expiration of a hydraulic fluid into and out of the at least one pressure chamber and thus allows movement of the adjusting or locks this.

[0017] Üblicherweise sind der Verstellkolben und die Zylinderbohrung der Zylinder-KolbenEinheit rotationssymmetrisch ausgebildet, aber nicht auf eine solche geometrische Form beschränkt. Eine längenverstellbare Pleuelstange gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst auch ovale, mehreckige oder anderweitige Querschnittsformen des Verstellkolbens und der Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit.Usually, the adjusting piston and the cylinder bore of the cylinder-piston unit are rotationally symmetrical, but not limited to such a geometric shape. A length-adjustable connecting rod according to the present invention also includes oval, polygonal or other cross-sectional shapes of the adjusting piston and the cylinder bore of the cylinder-piston unit.

[0018] Durch die Ausbildung der Zylinderbohrung und des oberen Anschlags als ein Bauteil ist der obere Anschlag sehr robust. Die Verbindung zwischen dem ersten Pleuelteil mit dem Pleuelauge und der Kolbenstange ist sehr gut von außen zugänglich, sodass eine einfache Fertigung der Verbindung zwischen dem ersten Pleuelteil und der Kolbenstange möglich ist und diese Verbindung einfach kontrolliert werden kann. Auch die Verbindung zwischen dem zweiten Pleuelteil (Pleuelfuß) und der Zylinderbohrung ist sehr gut von außen zugänglich. Somit ist auch hier eine einfache Fertigung und Kontrolle möglich. Da der obere Anschlag integral mit der Zylinderbohrung ausgebildet ist, können die Zylinderbohrung, der obere Anschlag und eine Stagenführung für die Kolbenstange durch den oberen Anschlag gut koaxial gefertigt werden. Der Kolben und die Kolbenstange können ebenfalls gut koaxial gefertigt werden, sodass insgesamt enge Toleranzen möglich sind. Dadurch wird die Führung zwischen dem Verstellkolben und der Zylinderbohrung verbessert, sodass geringerer Verschleiß auftritt. Die erste Schnittstelle verbindet die Kolbenstange und damit die Zylinder-Kolben-Einheit mit dem ersten Pleuelteil. Die Verbindung an der ersten Schnittstelle ist eine rein mechanische Verbindung und kann beispielsweise durch Kraftschluss, Formschluss oder Stoffschluss erfolgen. An dieser Schnittstelle werden die im Betrieb des Motors an der Pleuelstange auftretenden Zug- und Druckkräfte übertragen. Eine weitere Verbindung ist an der ersten Schnittstelle nicht vorgesehen. Die zweite Schnittstelle ist eine mechanische und eine hydraulische Schnittstelle. An dieser Schnittstelle, an der die Zylinderbohrung und damit die Zylinder-Kolben-Einheit mit dem zweiten Pleuelteil verbunden ist, werden somit auch alle im Betrieb des Motors an der Pleuelstange auftretendenDue to the design of the cylinder bore and the upper stop as a component of the upper stop is very robust. The connection between the first Pleuelteil with the connecting rod and the piston rod is very accessible from the outside, so that a simple production of the connection between the first Pleuelteil and the piston rod is possible and this connection can be easily controlled. The connection between the second connecting rod (big end) and the cylinder bore is very accessible from the outside. Thus, here is a simple production and control possible. Since the upper stopper is integrally formed with the cylinder bore, the cylinder bore, the upper stop and a rod guide for the piston rod can be made well coaxially by the upper stopper. The piston and the piston rod can also be manufactured well coaxial, so that overall tight tolerances are possible. As a result, the guide between the adjusting piston and the cylinder bore is improved, so that less wear occurs. The first interface connects the piston rod and thus the cylinder-piston unit with the first connecting rod. The connection at the first interface is a purely mechanical connection and can be done for example by adhesion, positive connection or material connection. At this interface, the tensile and compressive forces occurring during operation of the engine on the connecting rod are transmitted. Another connection is not provided at the first interface. The second interface is a mechanical and a hydraulic interface. At this interface, where the cylinder bore and thus the cylinder-piston unit is connected to the second connecting rod, thus all occurring during operation of the engine to the connecting rod

Kräfte, insbesondere die Zugkräfte von der Zylinder-Kolben-Einheit auf das zweite Pleuelteil übertragen. Die mechanische Verbindung an der zweiten Schnittstelle kann wieder kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig erfolgen. Ferner ist an dieser Schnittstelle eine hydraulische Verbindung zwischen dem Motorölkreislauf und der Zylinder-Kolben-Einheit ausgebildet, so dass die Zylinder-Kolben-Einheit mit Motoröl versorgt wird.Transfer forces, in particular the tensile forces of the cylinder-piston unit to the second connecting rod. The mechanical connection to the second interface can again be non-positively, positively or materially. Further, a hydraulic connection between the engine oil circuit and the cylinder-piston unit is formed at this interface, so that the cylinder-piston unit is supplied with engine oil.

[0019] Es kann ferner vorgesehen werden, dass am zweiten Pleuelteil ein unterer Anschlag für den Verstellkolben ausgebildet ist. Auch der untere Anschlag ist dadurch sehr robust und kann einfach gefertigt werden.It may further be provided that a lower stop for the adjusting piston is formed on the second connecting rod part. The lower stop is therefore very robust and can be easily manufactured.

[0020] Eine einfache Ausgestaltung ist möglich, wenn die Zylinderbohrung mit dem oberen Anschlag in einem Zylindergehäuse ausgebildet ist.A simple embodiment is possible if the cylinder bore is formed with the upper stop in a cylinder housing.

[0021] In einer weiteren Variante kann vorgesehen werden, dass die Zylindergehäuse aus einem anderen Material besteht als die übrigen Pleuelteile. Das Zylindergehäuse mit der Zylinderbohrung, in der die höchsten Belastungen auftreten, kann daher aus einem entsprechend hochwertigen Material gefertigt werden. Für die anderen Bauteile, insbesondere das erste und das zweite Pleuelteil, die geringeren Belastungen unterliegen, kann ein günstigeres Material gewählt werden bzw. ein Material das leichter bearbeitbar ist.In a further variant it can be provided that the cylinder housing consists of a different material than the other connecting rod parts. The cylinder housing with the cylinder bore, in which the highest loads occur, can therefore be made of a correspondingly high-quality material. For the other components, in particular the first and the second connecting rod, which are subject to lower loads, a cheaper material can be selected or a material that is easier to work.

[0022] Vorteilhafterweise kann ferner vorgesehen sein, dass die Zylinderbohrung und/oder der Verstellkolben beschichtet ist/sind. Auch hierdurch können die gewünschte Festigkeit und die gewünschten Gleiteigenschaften zwischen Zylinderbohrung und Verstellkolben erzeugt werden.Advantageously, it may further be provided that the cylinder bore and / or the adjusting piston is / are coated. This also allows the desired strength and the desired sliding properties between the cylinder bore and adjusting piston can be generated.

[0023] In noch einer weiteren Variante kann vorgesehen werden, dass die Zylinderbohrung und/oder der Verstellkolben wärmebehandelt ist/sind. Auch hierdurch können die gewünschten Festigkeitseigenschaften der Zylinderbohrung bzw. des Verstellkolbens eingestellt werden.In yet another variant can be provided that the cylinder bore and / or the adjusting is heat treated / are. This also makes it possible to set the desired strength properties of the cylinder bore or of the adjusting piston.

[0024] Eine sehr stabile Pleuelstange kann erhalten werden, wenn das Zylindergehäuse einen länglichen Querschnitt, bevorzugt einen elliptischen Querschnitt, aufweist. Der Querschnitt ist ein Schnitt durch die Pleuelstange senkrecht zur Längsrichtung der Pleuelstange und somit senkrecht zur Längsachse des Verstellkolbens bzw. der Zylinderbohrung der Zylinder-KolbenEinheit. Die Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit ist im Querschnitt kreisförmig und weist die damit verbundenen Vorteile wie eine einfache Fertigung und eine gute Führung des Verstellkolbens in der Zylinderbohrung, etc., auf. Durch den länglichen Querschnitt des Zylindergehäuses, bevorzugt einen elliptischen Querschnitt, wobei die Hauptachse der Ellipse senkrecht zur Breite der Pleuelstange verläuft, wird die durch die Kurbelwelle festgelegte Breite der Pleuelstange eingehalten. Senkrecht zur Breite kann die Pleuelstange größere Abmessungen aufweisen. Dadurch entstehen dort Materialanhäufungen, die die Stabilität erhöhen und Platz für Ölbohrungen etc. bieten.A very stable connecting rod can be obtained if the cylinder housing has an elongated cross section, preferably an elliptical cross section. The cross section is a section through the connecting rod perpendicular to the longitudinal direction of the connecting rod and thus perpendicular to the longitudinal axis of the adjusting piston or the cylinder bore of the cylinder-piston unit. The cylinder bore of the cylinder-piston unit is circular in cross section and has the advantages associated therewith, such as simple production and good guidance of the adjusting piston in the cylinder bore, etc. Due to the elongated cross section of the cylinder housing, preferably an elliptical cross section, wherein the main axis of the ellipse is perpendicular to the width of the connecting rod, the specified by the crankshaft width of the connecting rod is maintained. Perpendicular to the width, the connecting rod may have larger dimensions. This creates accumulations of material that increase stability and provide space for oil drilling, etc.

[0025] Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Montage der oben beschriebenen längenverstellbaren Pleuelstange. Es soll ein Verfahren bereitgestellt werden, dass eine einfache Fertigung einer längenverstellbaren Pleuelstange mit engen Toleranzen und guter Führung ermöglicht. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verfahren zur Montage die folgenden Schritte umfasst: [0026] - Vorsehen mindestens einer Kolbenstangendichtung und/oder mindestens einesFurthermore, the invention also relates to a method for mounting the length-adjustable connecting rod described above. It is a method should be provided that allows easy production of a length-adjustable connecting rod with tight tolerances and good leadership. For this purpose, it is provided according to the invention that the method for assembly comprises the following steps: Provision of at least one piston rod seal and / or at least one

Kolbenstangenabstreifers im Bereich der Kolbenstange sowie mindestens einer Kolbendichtung im Bereich des Verstellkolbens; [0027] - Einsetzen des Verstellkolbens mit der Kolbenstange in die Zylinderbohrung; [0028] - Verbinden der Kolbenstange mit dem ersten Pleuelteil an der ersten Schnittstelle; [0029] - Verbinden der Zylinderbohrung mit dem zweiten Pleuelteil an der zweiten Schnittstelle.Kolbenstangenabstreifers in the region of the piston rod and at least one piston seal in the region of the adjusting piston; - Inserting the adjusting piston with the piston rod in the cylinder bore; - Connecting the piston rod with the first connecting rod part at the first interface; - Connecting the cylinder bore with the second connecting rod part at the second interface.

[0030] Als Dichtungen können Spaltdichtungen oder berührende Dichtungen wie z. B. Kunststoffringe vorgesehen werden. Bei berührenden Dichtungen kann der Abstreifer entfallen. Ein Abstreifer wird bevorzugt dem Zylindergehäuse zugeordnet, die Dichtungen an der Kolbenstan ge können stangenseitig als Kolbendichtung oder zylindergehäuseseitig als Stangendichtung ausgeführt sein.As seals can gap seals or contacting seals such. B. plastic rings are provided. With touching seals the scraper can be omitted. A scraper is preferably associated with the cylinder housing, the seals on the piston rod ge can rod side be designed as a piston seal or cylinder housing side as a rod seal.

[0031] Dadurch dass die Kolbenstange und der Kolben sowie die Zylinderbohrung und die Stangenführung koaxial gefertigt werden, sind enge Toleranzen und eine gute Führung des Verstellkolbens in der Zylinderbohrung möglich. Die Verbindungsstellen zwischen der ZylinderKolben-Einheit und dem ersten sowie dem zweiten Pleuelteil sind gut von außen zugänglich, sodass eine einfache Montage und Kontrolle der Verbindungen möglich ist.Characterized in that the piston rod and the piston and the cylinder bore and the rod guide are made coaxially, close tolerances and a good guidance of the adjusting piston in the cylinder bore are possible. The joints between the cylinder-piston unit and the first and second connecting rod parts are easily accessible from the outside, so that an easy assembly and control of the connections is possible.

[0032] Das Verfahren kann einen weiteren Schritt enthalten, in dem eine Verdrehsicherung an der Zylinder-Kolben-Einheit angebracht wird. Die Verdrehsicherung kann zwischen dem Verstellkolben und der Zylinderbohrung oder zwischen der Kolbenstange und dem Zylindergehäuse angebracht sein. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Verstellkolben immer in der richtigen Position in der Zylinderbohrung läuft.The method may include a further step in which an anti-rotation device is attached to the cylinder-piston unit. The rotation can be mounted between the adjusting piston and the cylinder bore or between the piston rod and the cylinder housing. This ensures that the adjusting piston always runs in the correct position in the cylinder bore.

[0033] In einer weiteren Variante kann vorgesehen werden, dass eine Funktionsprüfung der Zylinder-Kolben-Einheit durchgeführt wird. Die Funktionsprüfung kann vor dem Verbinden der Zylinder-Kolben-Einheit mit den beiden Pleuelteilen erfolgen oder nach dem Verbinden der Zylinder-Kolben-Einheit mit dem ersten der beiden Pleuelteile, d. h. je nach Montagereihenfolge nach dem Verbinden mit dem ersten bzw. zweiten Pleuelteil und vor dem Verbinden mit dem zweiten bzw. ersten Pleuelteil. Eventuell vorhandene Fehler können zu diesem Zeitpunkt noch leicht behoben werden.In a further variant it can be provided that a functional test of the cylinder-piston unit is performed. The functional test can be done before connecting the cylinder-piston unit with the two connecting rods or after connecting the cylinder-piston unit with the first of the two connecting rods, d. H. depending on the order of assembly after connecting to the first and second connecting rod and before connecting to the second or first connecting rod. Any existing errors can still be easily remedied at this time.

[0034] Ferner kann vorgesehen werden, dass das Verbinden der Kolbenstange mit dem ersten Pleuelteil sowie das Verbinden der Zylinderbohrung mit dem zweiten Pleuelteil mittels Einschrauben, Einpressen, Aufschrumpfen mittels Temperaturdifferenz, Kleben, Schweißen oder Löten erfolgt. Hierdurch sind eine gute und einfache Fertigung sowie eine sichere Verbindung zwischen den jeweiligen Teilen möglich.Further, it may be provided that the connecting the piston rod with the first connecting rod and connecting the cylinder bore with the second connecting rod by means of screwing, pressing, shrinking by means of temperature difference, gluing, welding or soldering. As a result, a good and simple production and a secure connection between the respective parts are possible.

[0035] Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auch auf die Verwendung der oben beschriebenen längenverstellbaren Pleuelstange in einem Verbrennungsmotor mit mindestens einem Hubkolben. Hierdurch wird ein Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis bereitgestellt, der sehr einfach gefertigt und kontrolliert werden kann, enge Toleranzen in der Zylinder-Kolben-Einheit ermöglicht und eine gute Führung des Verstellkolbens in der Zylinderbohrung ermöglicht, sodass der Verschleiß verringert werden kann.The invention further relates to the use of the above-described length-adjustable connecting rod in an internal combustion engine with at least one reciprocating piston. As a result, an internal combustion engine with an adjustable compression ratio is provided, which can be very easily manufactured and controlled, allows close tolerances in the cylinder-piston unit and allows a good guidance of the adjusting in the cylinder bore, so that the wear can be reduced.

[0036] In einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auch auf einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Hubkolben und mit zumindest einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis in einem Zylinder und einer mit dem Hubkolben verbundenen längenverstellbaren Pleuelstange entsprechend den oben beschriebenen Ausführungsformen. Bevorzugt sind sämtliche Hubkolben eines Verbrennungsmotors mit einer derartigen längenverstellbaren Pleuelstange ausgestattet, erforderlich ist dies jedoch nicht. Die Kraftstoffeinsparung eines solchen Verbrennungsmotors kann beträchtlich sein und bis zu 20 % betragen, wenn in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszustand das Verdichtungsverhältnis entsprechend eingestellt wird.In a further aspect, the invention also relates to an internal combustion engine having at least one reciprocating piston and having at least one adjustable compression ratio in a cylinder and a length-adjustable connecting rod connected to the reciprocating piston according to the embodiments described above. Preferably, all the reciprocating piston of an internal combustion engine are equipped with such a length-adjustable connecting rod, but this is not required. The fuel economy of such an internal combustion engine can be considerable and up to 20% if, depending on the respective operating state, the compression ratio is adjusted accordingly.

[0037] Gemäß einer Weiterbildung des Verbrennungsmotors können ein Steuertrieb mit mindestens einer Steuerkette, einer Spann- und/oder Führungsschiene, und/oder einem Kettenspanner vorgesehen sein, der die Kurbelwelle mit der mindestens eine Nockenwelle des Verbrennungsmotors verbindet. Der Steuertrieb ist insofern wichtig, weil dieser maßgeblichen Einfluss auf die dynamische Belastung des Verbrennungsmotors und somit auch auf die längenverstellbare Pleuelstange haben kann. Bevorzugt wird dieser so ausgestaltet, dass keine zu hohen dynamischen Kräfte über den Steuertrieb eingeleitet werden. Alternativ kann ein solcher Steuertrieb auch mit einer Stirnradverzahnung oder mit einem Antriebsriemen, beispielsweise einem Zahnriemen, der mittels einer Spannvorrichtung mit Spannrolle vorgespannt ist, ausgebildet sein.According to one embodiment of the internal combustion engine, a control drive with at least one timing chain, a clamping and / or guide rail, and / or a chain tensioner may be provided, which connects the crankshaft with the at least one camshaft of the internal combustion engine. The timing drive is important because it can have a significant influence on the dynamic load of the engine and thus also on the length-adjustable connecting rod. This is preferably designed so that no excessive dynamic forces are introduced via the control drive. Alternatively, such a timing drive can also be formed with a spur gear toothing or with a drive belt, for example a toothed belt, which is pretensioned by means of a tensioning device with tensioning roller.

[0038] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: [0039] Figur 1: einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungsmotor, [0040] Figur 2: eine Pleuelstange aus Fig. 1 mit einer Zylinder-Kolben-Einheit zur Längenverstellung der Pleuelstange, [0041] Figur 3: eine Schaltanordnung in einer ersten Schaltstellung für die in Fig. 2 dargestellte Pleuelstange, und [0042] Figur 4: die Schaltanordnung aus Fig. 3 in einer zweiten Schaltstellung für die in Fig. 2 dargestellte Pleuelstange.In the following the invention will be explained in more detail with reference to drawings. 2 shows a connecting rod of FIG. 1 with a cylinder-piston unit for length adjustment of the connecting rod, FIG 2 for the connecting rod shown in FIG. 2, and [0042] FIG. 4 shows the switching arrangement from FIG. 3 in a second switching position for the connecting rod shown in FIG.

[0043] In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung ein Verbrennungsmotor (Ottomotor) 1 dargestellt. Der Verbrennungsmotor 1 hat drei Zylinder 2.1, 2.2 und 2.3, in denen sich jeweils ein Hubkolben 3.1, 3.2, 3.3 auf und ab bewegt. Des Weiteren umfasst der Verbrennungsmotor 1 eine Kurbelwelle 4, die mittels Kurbelwellenlagern 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 drehbar gelagert ist. Die Kurbelwelle 4 ist mittels Pleuelstangen 6.1, 6,2 und 6.3 jeweils mit zugehörigen Hubkolben 3.1, 3.2 und 3.3 verbunden. Für jede Pleuelstange 6.1, 6.2 und 6.3 weist die Kurbelwelle 4 einen exzentrisch angeordneten Kurbelwellenzapfen 7.1, 7.2 und 7.3 auf. Das große Pleuelauge 8.1, 8.2, und 8.3 ist jeweils auf dem zugehörigen Kurbelwellenzapfen 7.1, 7.2 und 7.3 gelagert. Das kleine Pleuelauge 9.1, 9.2 und 9.3 ist jeweils auf einem Kolbenbolzen 10.1, 10.2 und 10.3 gelagert und so mit dem zugehörigen Hubkolben 3.1, 3.2 und 3.3 schwenkbar verbunden.In Fig. 1, a combustion engine (gasoline engine) 1 is shown in a schematic representation. The internal combustion engine 1 has three cylinders 2.1, 2.2 and 2.3, in each of which a reciprocating piston 3.1, 3.2, 3.3 moves up and down. Furthermore, the internal combustion engine 1 comprises a crankshaft 4, which is rotatably mounted by means of crankshaft bearings 5.1, 5.2, 5.3, 5.4. The crankshaft 4 is connected by means of connecting rods 6.1, 6.2 and 6.3 each with associated reciprocating 3.1, 3.2 and 3.3. For each connecting rod 6.1, 6.2 and 6.3, the crankshaft 4 has an eccentrically arranged crankshaft journals 7.1, 7.2 and 7.3. The large connecting rod 8.1, 8.2, and 8.3 is each mounted on the associated crankshaft journal 7.1, 7.2 and 7.3. The small connecting rod 9.1, 9.2 and 9.3 are each mounted on a piston pin 10.1, 10.2 and 10.3 and so pivotally connected to the associated reciprocating 3.1, 3.2 and 3.3.

[0044] Die Kurbelwelle 4 ist mit einem Kurbelwellenkettenrad 11 versehen und mittels einer Steuerkette 12 mit einem Nockenwellenkettenrad 13 gekoppelt. Das Nockenwellenkettenrad 13 treibt eine Nockenwelle 14 mit ihren zugehörigen Nocken zur Betätigung der Ein- und Auslassventile (nicht näher dargestellt) eines jeden Zylinders 2.1, 2.2 und 2.3 an. Das Leertrum der Steuerkette 12 wird mittels einer schwenkbar angeordneten Spannschiene 15 gespannt, die mittels eines Kettenspanners 16 an diese angedrückt wird. Das Zugtrum der Steuerkette 12 kann entlang einer Führungsschiene gleiten. Die wesentliche Funktionsweise dieses Steuertriebs einschließlich der Kraftstoffeinspritzung und Zündung mittels Zündkerze wird nicht näher erläutert und als bekannt vorausgesetzt.The crankshaft 4 is provided with a crankshaft sprocket 11 and coupled to a camshaft sprocket 13 by means of a timing chain 12. The camshaft sprocket 13 drives a camshaft 14 with its associated cams for actuating the intake and exhaust valves (not shown in detail) of each cylinder 2.1, 2.2 and 2.3. The slack side of the timing chain 12 is tensioned by means of a pivotally mounted clamping rail 15 which is pressed by means of a chain tensioner 16 to this. The Zugtrum the timing chain 12 can slide along a guide rail. The essential operation of this control drive including the fuel injection and ignition by spark plug is not explained in detail and assumed to be known.

[0045] Die Exzentrizität der Kurbelwellenzapfen 7.1, 7.2 und 7.3 gibt maßgeblich den Hubweg HK vor, insbesondere wenn, wie im vorliegenden Fall, die Kurbelwelle 4 exakt zentrisch unter den Zylindern 2.1., 2.2 und 2.3 angeordnet ist. In Fig. 1 ist der Hubkolben 3.1 in seiner untersten Stellung dargestellt, während der Hubkolben 3.2 in seiner obersten Stellung dargestellt ist. Die Differenz ergibt im vorliegenden Fall den Hubweg HK. Die verbleibende Höhe HC (siehe Zylinder 2.2) ergibt die verbleibende Kompressionshöhe im Zylinder 2.2. In Verbindung mit dem Durchmesser des Hubkolbens 3.1, 3.2 oder 3.3 bzw. der zugehörigen Zylinder 2.1, 2.2 und 2.3 ergibt sich aus dem Hubweg HK das Hubvolumen Vh und aus der verbleibenden Kompressionshöhe HC errechnet sich das Kompressionsvolumen Vc. Selbstverständlich hängt das Kompressionsvolumen Vc maßgeblich von der Gestaltung des Zylinderdeckels ab. Aus diesen Volumen Vh und Vc berechnet sich das Verdichtungsverhältnis ε. ε errechnet sich aus der Summe des Hubvolumens Vh und des Kompressionsvolumens Vc dividiert durch das Kompressionsvolumen Vc. Heute übliche Werte für Ottomotoren liegen für ε zwischen 10 und 14.The eccentricity of the crankshaft journals 7.1, 7.2 and 7.3 are mainly the stroke HK, especially if, as in the present case, the crankshaft 4 is arranged exactly centric under the cylinders 2.1, 2.2 and 2.3. In Fig. 1, the reciprocating piston 3.1 is shown in its lowermost position, while the reciprocating piston 3.2 is shown in its uppermost position. The difference results in the present case, the stroke HK. The remaining height HC (see cylinder 2.2) gives the remaining compression height in cylinder 2.2. In conjunction with the diameter of the reciprocating piston 3.1, 3.2 or 3.3 or the associated cylinder 2.1, 2.2 and 2.3 results from the stroke HK the stroke volume Vh and from the remaining compression height HC, the compression volume Vc is calculated. Of course, the compression volume Vc significantly depends on the design of the cylinder cover. From these volumes Vh and Vc, the compression ratio ε is calculated. ε is calculated from the sum of the stroke volume Vh and the compression volume Vc divided by the compression volume Vc. Today's values for gasoline engines are between 10 and 14 for ε.

[0046] Damit in Abhängigkeit vom Betriebspunkt (Drehzahl n, Temperatur T, Drosselklappenstellung) des Verbrennungsmotors 1 das Verdichtungsverhältnis ε angepasst werden kann, sind die Pleuelstangen 6.1, 6.2 und 6.3 erfindungsgemäß in ihrer Länge verstellbar ausgestaltet. Hierdurch kann z.B. im Teillastbereich mit einem höheren Verdichtungsverhältnis gefahren werden als im Volllastbereich.Thus, in dependence on the operating point (speed n, temperature T, throttle position) of the internal combustion engine 1, the compression ratio ε can be adjusted, the connecting rods 6.1, 6.2 and 6.3 according to the invention designed adjustable in their length. As a result, e.g. be operated in the partial load range with a higher compression ratio than in the full load range.

[0047] In Fig. 2 ist beispielhaft die Pleuelstange 6.1 dargestellt, die jedoch identisch zu den Pleuelstangen 6.2 und 6.3 ausgestaltet ist. Die folgende Beschreibung gilt daher entsprechend für alle Pleuelstangen. Die Pleuelstange 6.1 weist ein erstes Pleuelteil 17.1 und ein zweites Pleuelteil 19.1 auf. In dem ersten Pleuelteil 17.1 ist das besagte kleine Pleuelauge 9.1 ausgebildet. Das zweite Pleuelteil 19.1 umgibt zusammen mit einer unteren Lagerschale 20.1 das besagte große Pleuelauge 8.1. Die untere Lagerschale 20.1 und das zweite Pleuelteil 19.1 werden in üblicher Weise mittels Befestigungsmitteln miteinander verbunden. Zwischen dem ersten Pleuelteil 17.1 und dem zweiten Pleuelteil 19.1 ist eine Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 angeordnet. Die Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 umfasst einen Verstellkolben 21.1 der fest mit einer Kolbenstange 22.1 verbunden ist. Der Verstellkolben 21.1 und die Kolbenstange 22.1 sind somit integral ausgebildet, d. h. sie bilden ein Bauteil aus. Der Verstellkolben 21.1 ist in einer in einem Zylindergehäuse 55.1 ausgebildeten Zylinderbohrung 23.1 geführt. Der Verstellkolben 21.1 ist als Stufenkolben ausgestaltet. Unterhalb des Verstellkolbens 21.1 wird durch den Verstellkolben 21.1 und die Zylinderbohrung 23.1 ein erster Druckraum 24.1 mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Oberhalb des Verstellkolbens 21.1 wird durch den Verstellkolben 21.1 und die Zylinderbohrung 23.1 ein zweiter Druckraum 25.1 mit kreisringförmigem Querschnitt ausgebildet. Die Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 mit dem Verstellkolben 21.1 und der Zylinderbohrung 23.1 ist Bestandteil eines Verstellmechanismus zur Veränderung der Länge der Pleuelstange 6.1. Zu dem Verstellmechanismus gehört auch eine unten näher beschriebene hydraulische Schaltung, die für einen Zu- bzw. Ablauf des Hydraulikfluids in bzw. aus den Druckräumen 24.1 und 25.1 sorgt und somit eine Bewegung des Verstellkolbens 21.1 zulässt oder diesen arretiert.2, by way of example, the connecting rod 6.1 is shown, which is, however, configured identically to the connecting rods 6.2 and 6.3. The following description applies accordingly to all connecting rods. The connecting rod 6.1 has a first connecting rod part 17.1 and a second connecting rod part 19.1. In the first connecting rod part 17.1, the said small connecting rod 9.1 is formed. The second connecting rod part 19.1, together with a lower bearing shell 20.1, surrounds the said large connecting rod eye 8.1. The lower bearing shell 20.1 and the second Pleuelteil 19.1 are connected to each other in the usual way by means of fastening means. Between the first Pleuelteil 17.1 and the second Pleuelteil 19.1 a cylinder-piston unit 18.1 is arranged. The cylinder-piston unit 18.1 comprises an adjusting piston 21.1 which is fixedly connected to a piston rod 22.1. The adjusting piston 21.1 and the piston rod 22.1 are thus integrally formed, d. H. they form a component. The adjusting piston 21.1 is guided in a cylinder bore 55.1 formed in a cylinder housing 23.1. The adjusting piston 21.1 is designed as a stepped piston. Below the adjusting piston 21.1, a first pressure chamber 24.1 with a circular cross section is formed by the adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 23.1. Above the adjusting piston 21.1, a second pressure chamber 25.1 with an annular cross-section is formed by the adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 23.1. The cylinder-piston unit 18.1 with the adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 23.1 is part of an adjusting mechanism for changing the length of the connecting rod 6.1. The adjusting mechanism also includes a hydraulic circuit described in greater detail below, which ensures an inflow or outflow of the hydraulic fluid into and out of the pressure chambers 24.1 and 25.1 and thus permits or locks a movement of the adjusting piston 21.1.

[0048] Das Zylindergehäuse 55.1 weist an seinem oberen Ende, das heißt an dem dem ersten Pleuelteil 17.1 zugeordneten Ende, einen oberen Anschlag 50.1 für den Verstellkolben 21.1 auf. Der obere Anschlag 50.1 ist somit integral mit der Zylinderbohrung 23.1 in dem Zylindergehäuse 55.1 ausgebildet, sodass diese beiden Teile in demselben Bauteil, dem Zylindergehäuse 55.1, ausgebildet sind. Dadurch ist der obere Anschlag 50.1 sehr robust. Der obere Anschlag 50.1 ist Bestandteil des zweiten Druckraums 25.1. Durch den oberen Anschlag 50.1 führt eine Stangenführung 51.1 hindurch, durch die die Kolbenstange 22.1 aus der Zylinderbohrung 23.1 nach außen geführt ist. Befindet sich die Pleuelstange 6.1 in ihrer langen Position, so liegt der Verstellkolben 21.1 mit einer zweiten Verstellkolbenseite 28.1 an dem oberen Anschlag 50.1 an. An dem zweiten Pleuelteil 19.1 ist ein unterer Anschlag 52.1 für den Verstellkolben 21.1 ausgebildet. Befindet sich die Pleuelstange 6.1 in ihrer kurzen Position, so liegt der Verstellkolben 21.1 mit einer ersten Verstellkolbenseite 27.1 an dem unteren Anschlag 52.1 an. Der untere Anschlag 52.1 ist Bestandteil des ersten Druckraums 24.1.The cylinder housing 55.1 has at its upper end, that is to say at the end associated with the first connecting rod part 17.1, an upper stop 50.1 for the adjusting piston 21.1. The upper stop 50.1 is thus formed integrally with the cylinder bore 23.1 in the cylinder housing 55.1, so that these two parts in the same component, the cylinder housing 55.1, are formed. As a result, the upper stop 50.1 is very robust. The upper stop 50.1 is part of the second pressure chamber 25.1. Through the upper stop 50.1 performs a rod guide 51.1 through, through which the piston rod 22.1 is guided out of the cylinder bore 23.1 to the outside. If the connecting rod 6.1 is in its long position, then the adjusting piston 21.1 bears against the upper stop 50.1 with a second adjusting piston side 28.1. At the second connecting rod part 19.1, a lower stop 52.1 is formed for the adjusting piston 21.1. If the connecting rod 6.1 is in its short position, then the adjusting piston 21.1 bears against the lower stop 52.1 with a first adjusting piston side 27.1. The lower stop 52.1 is part of the first pressure chamber 24.1.

[0049] Die Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 umfasst ferner eine erste Schnittstelle 53.1 und eine zweite Schnittstelle 54.1. Die erste Schnittstelle 53.1 ist zwischen dem Ende der Kolbenstange 22.1 , das aus dem Zylindergehäuse 55.1 herausragt, und dem ersten Pleuelteil 17.1 ausgebildet. Über diese erste Schnittstelle 53.1 ist die Kolbenstange 22.1 mit dem ersten Pleuelteil 17.1 verbunden. Diese erste Schnittstelle 53.1 ist eine rein mechanische Schnittstelle. Die Kolbenstange 22.1 und das erste Pleuelteil 17.1 sind an der ersten Schnittstelle 53.1 kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig so miteinander verbunden, dass die im Betrieb des Verbrennungsmotors 1 an der Pleuelstange 6.1 auftretenden Kräfte, d.h. die Zug- und Druckkräfte, von dem einen der beiden Bauteile auf das jeweils andere der beiden Bauteile übertragen werden. Die zweite Schnittstelle 54.1 der Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 ist zwischen dem Ende der Zylinderbohrung 23.1, bzw. des Zylindergehäuses 55.1, das dem zweiten Pleuelteil 19.1 zugewandt ist und dem zweiten Pleuelteil 19.1 ausgebildet. Über diese zweite Schnittstelle 54.1 ist die Zylinderbohrung 23.1 mit dem zweiten Pleuelteil 19.1 verbunden. Die zweite Schnittstelle 54.1 ist eine mechanische und hydraulische Schnittstelle. D.h., dass an der zweiten Schnittstelle 54.1 die im Betrieb des Verbrennungsmotors 1 an der Pleuelstange 6.1 auftretenden Kräfte, insbesondere die Zugkräfte, von dem Zylindergehäuse 55.1 mit der Zylinderbohrung 23.1 und dem darin angeordneten Verstellkolben 21.1 auf das zweite Pleuelteil 19.1 und umgekehrt übertragen werden. Die Verbindung zwischen dem Zylindergehäuse mit der Zylinderbohrung 23.1 und dem zweiten Pleuelteil 19.1 an der zweiten Schnittstelle 54.1 kann ebenfalls kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig erfolgen. Zudem ist an der zweiten Schnittstelle 54.1 eine hydraulische Verbindung zwischen dem zweiten Pleuelteil 19.1 und der Zylinderbohrung 23.1 ausgebildet, so dass die Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 mit Motoröl aus dem Motorölkreislauf versorgt wird. Die Verbindung zwischen dem ersten Pleuelteil 17.1 und der Kolbenstange 22.1 sowie die Verbindung zwischen der Zylinderbohrung 23.1 und dem zweiten Pleuelteil 19.1 kann beispielsweise mittels Einschrauben, Einpressen, Aufschrumpfen mittels Temperaturdifferenz, Kleben, Schweißen oder Löten erzeugt werden. Dadurch, dass die Verbindung zwischen dem ersten Pleuelteil 17.1 und der Kolbenstange 22.1 sowie die Verbindung zwischen dem zweiten Pleuelteil 19.1 und der Zylinderbohrung 23.1 gut von außen zugänglich sind, können diese Verbindungen einfach gefertigt und gut kontrolliert werden.The cylinder-piston unit 18.1 further comprises a first interface 53.1 and a second interface 54.1. The first interface 53.1 is formed between the end of the piston rod 22.1, which protrudes from the cylinder housing 55.1, and the first connecting rod part 17.1. About this first interface 53.1, the piston rod 22.1 is connected to the first connecting rod part 17.1. This first interface 53.1 is a purely mechanical interface. The piston rod 22.1 and the first connecting rod part 17.1 are connected to one another at the first interface 53.1 in a force-locking, positive-locking or material-locking manner in such a way that the forces occurring during operation of the internal combustion engine 1 on the connecting rod 6.1, i. the tensile and compressive forces are transmitted from one of the two components to the other of the two components. The second interface 54.1 of the cylinder-piston unit 18.1 is formed between the end of the cylinder bore 23.1, or of the cylinder housing 55.1, which faces the second connecting rod part 19.1 and the second connecting rod part 19.1. Via this second interface 54.1, the cylinder bore 23.1 is connected to the second connecting rod part 19.1. The second interface 54.1 is a mechanical and hydraulic interface. In other words, at the second interface 54.1, the forces occurring in the operation of the internal combustion engine 1 on the connecting rod 6.1, in particular the tensile forces, are transferred from the cylinder housing 55.1 to the cylinder bore 23.1 and the adjusting piston 21.1 arranged therein to the second connecting rod part 19.1 and vice versa. The connection between the cylinder housing with the cylinder bore 23. 1 and the second connecting rod part 19. 1 at the second interface 54. 1 can likewise be effected in a force-fitting, positive-fit or material-locking manner. In addition, a hydraulic connection between the second connecting rod part 19.1 and the cylinder bore 23.1 is formed at the second interface 54.1, so that the cylinder-piston unit 18.1 is supplied with engine oil from the engine oil circuit. The connection between the first connecting rod part 17.1 and the piston rod 22.1 and the connection between the cylinder bore 23.1 and the second connecting rod part 19.1 can be generated for example by means of screwing, pressing, shrinking by means of temperature difference, gluing, welding or soldering. Due to the fact that the connection between the first connecting rod part 17.1 and the piston rod 22.1 and the connection between the second connecting rod part 19.1 and the cylinder bore 23.1 are easily accessible from the outside, these connections can be easily manufactured and well controlled.

[0050] Um eine gute Stabilität der hochbelasteten Zylinderbohrung 23.1 zu gewährleisten, ist das Zylindergehäuse 55.1 vorzugsweise aus einem anderen Material gefertigt als die übrigen Pleuelteile, d.h. das erste Pleuelteil 17.1, das zweite Pleuelteil 19.1, der Verstellkolben 21.1 und die Kolbenstange 22.1. Vorzugsweise ist das Zylindergehäuse 55.1 daher aus einem festen Material. Die Zylinderbohrung 23.1 und/oder der Verstellkolben 21.1 können/kann auch eine Beschichtung aufweisen oder wärmebehandelt sein. Die Zylinderbohrung 23.1 und der Verstellkolben 21.1 sind im Querschnitt senkrecht zu ihrer Längsachse vorzugsweise kreisförmig. Das Zylindergehäuse 55.1 weist vorzugsweise einen anderen Querschnitt, beispielsweise einen länglichen Querschnitt auf, dessen Längsachse quer zur Breite der Pleuelstange angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Querschnitt des Zylindergehäuses 55.1 elliptisch, wobei die Hauptachse der Ellipse quer zur Breite der Pleuelstange verläuft. Dadurch kann die Breite der Pleuelstange 6.1, die durch die baulichen Gegebenheiten der Kurbelwelle vorgegeben ist, eingehalten werden. Dennoch ist es möglich, die Pleuelstange quer zu ihrer Breite länger auszugestalten. Die Pleuelstange 6.1 weist also Materialanhäufungen auf, die für eine bessere Stabilität sorgen und in denen beispielsweise die benötigten Ölkanäle angeordnet werden können.In order to ensure a good stability of the highly loaded cylinder bore 23.1, the cylinder housing 55.1 is preferably made of a different material than the other connecting rod parts, i. the first Pleuelteil 17.1, the second Pleuelteil 19.1, the adjusting piston 21.1 and the piston rod 22.1. Preferably, the cylinder housing 55.1 is therefore made of a solid material. The cylinder bore 23.1 and / or the adjusting piston 21.1 may / may also have a coating or be heat treated. The cylinder bore 23.1 and the adjusting piston 21.1 are preferably circular in cross-section perpendicular to their longitudinal axis. The cylinder housing 55.1 preferably has a different cross section, for example, an elongated cross section, whose longitudinal axis is arranged transversely to the width of the connecting rod. Preferably, the cross section of the cylinder housing 55.1 is elliptical, wherein the main axis of the ellipse extends transversely to the width of the connecting rod. As a result, the width of the connecting rod 6.1, which is predetermined by the structural conditions of the crankshaft, can be maintained. Nevertheless, it is possible to design the connecting rod across its width longer. The connecting rod 6.1 thus has accumulations of material that provide better stability and in which, for example, the required oil passages can be arranged.

[0051] Bei der Montage der längenverstellbaren Pleuelstange 6.1 wird in folgenden Schritten vorgegangen: Zuerst werden mindestens eine Stangendichtung und mindestens ein Kolbenstangenabstreifer im Bereich der Stangenführung 51.1 im Zylindergehäuse 55.1 oder auf der Kolbenstange 22.1 montiert. Der Abstreifer wird bevorzugt dem Zylindergehäuse 55.1 zugeordnet. Anschließend wird die Kolbendichtung auf dem Verstellkolben 21.1 oder an den Zylindergehäuse 55.1 befestigt. Prinzipiell sind auch Spaltdichtungen möglich. Sind die Dichtungen und der Kolbenstangenabstreifer angebracht, so wird die Kolbenstange 22.1 mit dem Verstellkolben 21.1 in die Zylinderbohrung 23.1 der Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 eingeschoben. Anschließend wird die Kolbenstange 22.1 an der ersten Schnittstelle 53.1 mit dem ersten Pleuelteil 17.1, d.h. mit dem kleinen Pleuelauge 9.1, verbunden. Diese Verbindung erfolgt beispielsweise durch Einschrauben, Einpressen, Aufschrumpfen mittels Temperaturdifferenz, Kleben, Schweißen oder Löten. Im Anschluss daran wird eine Verdrehsicherung, zum Beispiel ein Stift, zwischen dem Verstellkolben 21.1 und der Zylinderbohrung 23.1 oder zwischen der Kolbenstange 22.1 und dem Zylindergehäuse 55.1 montiert. Die vormontierte und am ersten Pleuelteil 17.1 befestigte Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 wird dann einer Funktionsprüfung unterzogen, bevor sie an der zweiten Schnittstelle 54.1 mit dem zweiten Pleuelteil 19.1 verbunden wird. Auch diese Verbindung erfolgt vorzugsweise durch Einschrauben, Einpressen, Aufschrumpfen mittels Temperaturdifferenz, Kleben, Schweißen oder Löten. Die Verbindung der Zylinder-KolbenEinheit 18.1 mit den beiden Pleuelteilen 17.1, 19.1 kann auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen. Die Funktionsprüfung kann auch gänzlich vor dem Verbinden erfolgen und bei umgekehrter Verbindungsreihenfolge vor dem Verbinden der Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 mit dem ersten Pleuelteil 17.1.During the assembly of the length-adjustable connecting rod 6.1, the procedure is as follows: First, at least one rod seal and at least one piston rod scraper are mounted in the region of the rod guide 51.1 in the cylinder housing 55.1 or on the piston rod 22.1. The scraper is preferably assigned to the cylinder housing 55.1. Subsequently, the piston seal is fastened on the adjusting piston 21.1 or on the cylinder housing 55.1. In principle, gap seals are also possible. If the seals and the piston rod scraper are mounted, the piston rod 22.1 is inserted with the adjusting piston 21.1 into the cylinder bore 23.1 of the cylinder-piston unit 18.1. Subsequently, the piston rod 22.1 at the first interface 53.1 with the first connecting rod 17.1, i. with the small connecting eye 9.1, connected. This connection is made for example by screwing, pressing, shrinking by means of temperature difference, gluing, welding or soldering. Following this, an anti-twist device, for example a pin, is mounted between the adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 23.1 or between the piston rod 22.1 and the cylinder housing 55.1. The preassembled cylinder-piston unit 18.1 fastened to the first connecting rod part 17.1 is then subjected to a functional test before it is connected to the second connecting rod part 19.1 at the second interface 54.1. This connection is preferably carried out by screwing, pressing, shrinking by means of temperature difference, gluing, welding or soldering. The connection of the cylinder-piston unit 18.1 with the two connecting rods 17.1, 19.1 can also be done in reverse order. The functional test can also be done entirely before connecting and reverse connection order before connecting the cylinder-piston unit 18.1 with the first connecting rod 17.1.

[0052] Im Folgenden wird nunmehr anhand der Fig. 3 und 4 die in der Pleuelstange 6.1 verwendete hydraulische Schaltung 26.1 näher erläutert. Der Verstellkolben 21.1 ist als Stufenkolben ausgebildet. Unter einem Stufenkolben wird im Allgemeinen ein zweiseitig wirkender Kolben mit unterschiedlich großen Wirkflächen verstanden. Eine dem ersten Druckraum 24.1 zugeordnete erste Verstellkolbenseite 27.1 ist kreisförmig ausgestaltet. Eine dem zweiten Druckraum 25.1 zugeordnete zweite Verstellkolbenseite 28.1 ist kreisringförmig ausgestaltet. Die hydraulische Schaltung 26.1 wird mit Motoröl betrieben. Hierzu steht ein Ölversorgungskanal 29.1 mit dem großen Pleuelauge 8.1 in Verbindung, wodurch der hydraulischen Schaltung 26.1 Motoröl zugeführt werden kann oder gegebenenfalls aus dieser abfließt. Nachfolgend des Ölversorgungskanals 29.1 ist eine Rückströmdrossel 30.1 mit einem Rückschlagventil 30a.1 und einer parallel dazu geschalteten Drossel 30b.1 vorgesehen. Nachfolgend der Rückströmdrossel 30.1 gelangt das Motoröl über den Kanal 31.1 zu einem Steuerventil 32.1. Das Steuerventil 32.1 umfasst einen Stellkolben 33.1, der in einer Aufnahmebohrung 34.1 gegen eine Druckfeder 35.1 verschiebbar geführt ist. Der Stellkolben 33.1 weist eine erste Anschlagseite 36.1 und eine zweite Anschlagseite 37.1 auf, die mit entsprechenden Anschlägen 38.1 und 39.1 zur Anlage kommen können. Sofern der Druck im Kanal 31.1 nicht ausreicht, den Stellkolben 33.1 gegen die Druckfeder 35.1 zu verschieben, nimmt der Stellkolben 33.1 die in Fig. 3 dargestellte Stellung ein und liegt mit seiner ersten Anschlagseite 36.1 an dem ersten Anschlag 38.1 an.In the following, the hydraulic circuit 26.1 used in the connecting rod 6.1 will now be explained in more detail with reference to FIGS. 3 and 4. The adjusting piston 21.1 is designed as a stepped piston. Under a stepped piston is generally understood to mean a two-sided piston with different sized effective surfaces. One of the first pressure chamber 24.1 associated first Verstellkolbenseite 27.1 is configured circular. A the second pressure chamber 25.1 associated second Verstellkolbenseite 28.1 is designed annular. The hydraulic circuit 26.1 is operated with engine oil. For this purpose, an oil supply channel 29.1 communicates with the large connecting rod eye 8.1 in connection, whereby the hydraulic circuit 26.1 engine oil can be supplied or possibly flows out of this. Following the oil supply channel 29.1 is a Rückströmdrossel 30.1 provided with a check valve 30a.1 and a throttle 30b.1 connected in parallel thereto. Following the Rückströmdrossel 30.1 the engine oil passes through the channel 31.1 to a control valve 32.1. The control valve 32.1 comprises an actuating piston 33.1, which is displaceably guided in a receiving bore 34.1 against a compression spring 35.1. The actuating piston 33.1 has a first stop side 36.1 and a second stop side 37.1, which can come into abutment with corresponding stops 38.1 and 39.1. If the pressure in the channel 31.1 is not sufficient to displace the actuating piston 33.1 against the compression spring 35.1, the actuating piston 33.1 assumes the position shown in FIG. 3 and lies with its first stop side 36.1 against the first stop 38.1.

[0053] Aus dem ersten Druckraum 24.1 führt ein Rücklaufkanal 40.1 zum Steuerventil 32.1. Ein durch ein Rückschlagventil 41.1 sperrbarer Ölkanal 42.1 steht ebenfalls mit dem Steuerventil 32.1 in Verbindung und führt zum ersten Druckraum 24.1. Der erste Rücklaufkanal 40.1 ist in der in Fig. 3 gezeigten Stellung des Stellkolbens 33.1 verschlossen. Öl aus dem ersten Druckraum 24.1 kann aufgrund des geschlossenen Rückschlagventils 41.1 nicht entweichen. Der Verstellkolben 21.1 fährt durch die auftretenden Gas- und Massenkräfte in die oberen Stellung und wird dann hydraulisch gesperrt. Hierdurch befindet sich die Pleuelstange 6.1 in ihrer ausgefahrenen, längeren Stellung. In dieser Stellung liegt die erste Verstellkolbenseite 27.1 des Verstellkolbens an dem oberen Anschlag 50.1 an. Aus dem zweiten Druckraum 25.1 führt eine Rücklaufleitung 43.1 zum Steuerventil 32.1. In der in Fig. 3 dargestellten Stellung kann Motoröl aus dem zweiten Druckraum 25.1 über die Rücklaufleitung 43.1 und das Steuerventil 32.1 über den Auslass 44.1 ins Kurbelgehäuse abfließen. In dem ebenfalls aus dem zweiten Druckraum 25.1 zum Steuerventil 32.1 abgehenden Ölkanal 45.1 ist ein Rückschlagventil 46.1 angeordnet. Die Pfeile in der Fig. 3 symbolisieren die Ölflussrichtung bzw. die Bewegungsrichtung. Allerdings reicht der am Steuerventil 32.1 anliegende Druck nicht aus, die Sperrung des Verstellkolbens 21.1 aufzuheben.From the first pressure chamber 24.1 leads a return passage 40.1 to the control valve 32.1. An oil passage 42.1, which can be blocked by a check valve 41.1, likewise communicates with the control valve 32.1 and leads to the first pressure chamber 24.1. The first return passage 40.1 is closed in the position of the actuating piston 33.1 shown in FIG. Oil from the first pressure chamber 24.1 can not escape due to the closed check valve 41.1. The adjusting piston 21.1 moves through the gas and mass forces occurring in the upper position and is then hydraulically locked. As a result, the connecting rod 6.1 is in its extended, extended position. In this position, the first adjusting piston 27.1 of the adjusting piston abuts against the upper stop 50.1. From the second pressure chamber 25.1 leads a return line 43.1 to the control valve 32.1. In the position shown in FIG. 3, engine oil can flow out of the second pressure chamber 25.1 via the return line 43.1 and the control valve 32.1 into the crankcase via the outlet 44.1. In the outgoing from the second pressure chamber 25.1 to the control valve 32.1 oil passage 45.1 a check valve 46.1 is arranged. The arrows in FIG. 3 symbolize the oil flow direction or the direction of movement. However, the pressure applied to the control valve 32.1 is not sufficient to remove the blocking of the adjusting piston 21.1.

[0054] Wird aber nunmehr der Druck über die Ölpumpe des Verbrennungsmotors erhöht, kommt es zu einem Verschieben des Stellkolbens 33.1 entgegen der Kraft der Druckfeder 35.1 (siehe Fig. 4). Hierdurch wird der erste Rücklaufkanal 40.1 geöffnet und das Motoröl kann aus dem ersten Druckraum 24.1 und über den Kanal 31.1 und die Rückstromdrossel 30.1 abfließen, wenn sich der Verstellkolben 21.1 bedingt durch die auftretenden Gas- und Massenkräfte nach unten bewegt. Gleichzeitig wird die Rücklaufleitung 43.1 geschlossen und über den Ölkanal 45.1 und das Rückschlagventil 46.1 der zweite Druckraum 25.1 mit Motoröl gefüllt. Sobald der Verstellkolben 21.1 am unteren Anschlag 52.1 anliegt, ist der Verstellkolben 21.1 in dieser Stellung hydraulisch arretiert, solange ein ausreichender Druck am Steuerventil 32.1 anliegt. In der untersten Stellung des Verstellkolbens 21.1 nimmt die Pleuelstange 6.1 ihre kurze Stellung ein. Diese Stellung ist vorteilhaft bei Volllast, wohingegen die in die Fig. 3 dargestellte Stellung für den Teil- und Niedriglastbetrieb voreilhaft ist.But if now the pressure on the oil pump of the engine increases, there is a displacement of the actuating piston 33.1 against the force of the compression spring 35.1 (see Fig. 4). As a result, the first return passage 40.1 is opened and the engine oil can flow out of the first pressure chamber 24.1 and via the channel 31.1 and the return flow throttle 30.1 when the adjusting piston 21.1 moves downwards due to the gas and mass forces occurring. At the same time, the return line 43.1 is closed and filled via the oil passage 45.1 and the check valve 46.1 of the second pressure chamber 25.1 with engine oil. As soon as the adjusting piston 21.1 bears against the lower stop 52.1, the adjusting piston 21.1 is hydraulically locked in this position, as long as a sufficient pressure is applied to the control valve 32.1. In the lowest position of the adjusting piston 21.1, the connecting rod 6.1 assumes its short position. This position is advantageous at full load, whereas the position shown in FIG. 3 for the partial and low load operation is premature.

[0055] Hinsichtlich der weiteren Wirkungs- und Funktionsweise wird ergänzend auf die WO 2015/055582 A2 verwiesen, die die gleiche Schaltung und Varianten hierzu beschreibt, die ebenfalls Anwendung finden können.With regard to the further mode of action and operation, reference is additionally made to WO 2015/055582 A2, which describes the same circuit and variants thereof, which may also be used.

BEZUGSZEICHENLISTE I Verbrennungsmotor 2.1.2.2.2.3 Zylinder 3.1.3.2.3.3 Hubkolben 4 Kurbelwelle 5.1,5.2,5.3,5.4 Kurbelwellenlager 6.1.6.2.6.3 Pleuelstange 7.1.7.2.7.3 Kurbelwellenzapfen 8.1.8.2.8.3 großes Pleuelauge 9.1.9.2.9.3 kleines Pleuelauge 10.1.10.2.10.3 Kolbenbolzen II Kurbelwellenkettenrad 12 Steuerkette 13 Nockenwellenkettenrad 14 Nockenwelle 15 Spannschiene 16 Kettenspanner 17.1 erstes Pleuelteil 18.1 Zylinder-Kolben-Einheit 19.1 zweites Pleuelteil 20.1 Lagerschale 21.1 Verstellkolben 22.1 Kolbenstange 23.1 Zylinderbohrung 24.1 erster Druckraum 25.1 zweiter Druckraum 26.1 hydraulische Schaltung 27.1 erste Verstellkolbenseite 28.1 zweite Verstellkolbenseite 29.1 Ölversorgungskanal 30.1 Rückströmdrossel 30a.1 Rückschlagventil 30b.1 Drossel 31.1 Kanal 32.1 Steuerventil 33.1 Stellkolben 34.1 Aufnahmebohrung 35.1 Druckfeder 36.1 erste Anschlagseite 37.1 zweite Anschlagseite 38.1 erster Anschlag 39.1 zweiter Anschlag 40.1 Rücklaufkanal 41.1 Rückschlagventil 42.1 Ölkanal 43.1 Rücklaufleitung 44.1 Auslass 45.1 Ölkanal 46.1 Rückschlagventil 50.1 oberer Anschlag 51.1 Stangenführung 52.1 unterer Anschlag 53.1 erste Schnittstelle 54.1 zweite Schnittstelle 55.1 ZylindergehäuseREFERENCE LIST I Internal combustion engine 2.1.2.2.2.3 Cylinder 3.1.3.2.3.3 Reciprocating piston 4 Crankshaft 5.1.5.2,5.3,5.4 Crankshaft bearing 6.1.6.2.6.3 Connecting rod 7.1.7.2.7.3 Crankshaft journal 8.1.8.2.8.3 Large connecting rod 9.1.9.2.9.3 Small Connecting rod eye 10.1.10.2.10.3 Piston pin II Crankshaft sprocket 12 Timing chain 13 Camshaft sprocket 14 Camshaft 15 Cocking rail 16 Chain tensioner 17.1 First connecting rod 18.1 Cylinder-piston unit 19.1 Second connecting rod part 20.1 Bearing shell 21.1 Adjustment piston 22.1 Piston rod 23.1 Cylinder bore 24.1 First pressure chamber 25.1 Second pressure chamber 26.1 Hydraulic circuit 27.1 First Adjusting piston side 28.1 second adjusting piston side 29.1 oil supply channel 30.1 return flow restrictor 30a.1 check valve 30b.1 throttle 31.1 channel 32.1 control valve 33.1 actuating piston 34.1 receiving bore 35.1 compression spring 36.1 first stop side 37.1 second stop side 38.1 first stop 39.1 second stop 40.1 return passage 41.1 check valve 42.1 oil passage 43 .1 Return line 44.1 Outlet 45.1 Oil channel 46.1 Check valve 50.1 Upper stop 51.1 Bar guide 52.1 Lower stop 53.1 First interface 54.1 Second interface 55.1 Cylinder housing

Vh HubvolumenVh stroke volume

Vc Kompressionsvolumen HC Kompressionshöhe HK Hubweg ε Verdichtungsverhältnis n Drehzahl T TemperaturVc Compression volume HC Compression height HK Stroke ε Compression ratio n Speed T Temperature

Claims

claims

1. Length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) for an internal combustion engine (1), in particular a gasoline engine, with a first connecting rod part (17.1) and a second connecting rod part (19.1), wherein the first connecting rod part (17.1) relative to the second connecting rod part (19.1 ) is movable, and with at least one cylinder-piston unit (18.1) to adjust the first connecting rod part (17.1) relative to the second connecting rod part (19.1), wherein the cylinder-piston unit (18.1) - a cylinder bore (23.1) , - in the cylinder bore (23.1) long movably arranged adjusting piston (21.1), - integrally formed with the adjusting piston (21.1) and via a first, purely mechanical interface (53.1) of the cylinder-piston unit (18.1) with the first Connecting rod part (17.1) connected piston rod (22.1), - at least one provided in the cylinder bore (23.1) first pressure chamber (24.1) for receiving engine oil, which is bounded on one side by the movable adjusting piston (21.1), and - one as mec and the second interface (54.1), wherein the cylinder bore (23.1) has an integral upper stop (50.1) for the adjusting piston (21.1) and the cylinder bore (23.1) via the second interface (54.1) of the cylinder pistons Unit (18.1) is connected to the second connecting rod part (19.1), characterized in that a hydraulic circuit (26.1) is provided, which ensures an inflow or outflow of a hydraulic fluid into or out of the at least one pressure chamber (24.1) and thus permits or locks a movement of the adjusting piston (21.1).

2. Length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to claim 1, characterized in that on the second connecting rod part (19.1), a lower stop (52.1) for the adjusting piston (21.1) is formed.

3. Length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to claim 1 or 2, characterized in that the cylinder bore (23.1) with the upper stop (50.1) in a cylinder housing (55.1) is formed.

4. Length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cylinder housing (55.1) consists of a different material than the other connecting rod parts.

5. Length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cylinder bore (23.1) and / or the adjusting piston (21.1) is / are coated.

6. Length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cylinder bore (23.1) and / or the adjusting piston (21.1) is heat treated / are.

7. Length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cylinder housing (55.1) has an elongated cross section, preferably an elliptical cross section.

8. A method for assembling a length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 7, characterized by the following steps: - Provide at least one piston rod seal and / or at least one piston rod scraper in the region of the piston rod (22.1) and at least a piston seal in the region of the adjusting piston (21.1); - Inserting the adjusting piston (21.1) with the piston rod (22.1) in the cylinder bore (23.1); - connecting the piston rod (22.1) to the first connecting rod part (17.1) at the first interface (53.1); - Connecting the cylinder bore (23.1) with the second connecting rod part (19.1) at the second interface (54.1).

9. The method according to claim 8, characterized in that on the cylinder-piston unit (18.1) an anti-rotation device is mounted.

10. The method according to any one of claims 8 or 9, characterized in that a functional test of the cylinder-piston unit (18.1) is performed.

11. The method according to any one of claims 8 to 10, characterized in that the connecting the piston rod (22.1) with the first connecting rod part (17.1) and connecting the cylinder bore (23.1) with the second connecting rod part (19.1) by means of screwing, pressing, shrinking by means of temperature difference, gluing, welding or soldering.

12. Use of a length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 7 in an internal combustion engine (1) with at least one reciprocating piston (3.1, 3.2, 3.3).

13. Internal combustion engine (1) with at least one reciprocating piston (3.1, 3.2, 3.3) and with at least one adjustable compression ratio in a cylinder (2.1, 2.2, 2.3) and connected to the reciprocating piston (3.1, 3.2, 3.3) connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 7.

14. Internal combustion engine according to claim 13, characterized in that a control drive with at least one timing chain (12), a clamping and / or guide rail (15) and / or a chain tensioner (16) is provided or are the crankshaft (4) with at least one camshaft (14) connects.