AT519298A2 - Pleuelstange mit Verstellmechanismus zwischen Pleuelfuß und Kolbenstange - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit erstem und zweitem Pleuelteil, die mit mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit gegeneinander bewegbar sind, wobei die Zylinder-Kolben-Einheit eine Zylinderbohrung, einen darin längs bewegbar angeordneten Verstellkolben, eine Kolbenstange und mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen ersten Druckraum zur Aufnahme von Motoröl, der einseitig vom Verstellkolben begrenzt ist, umfasst. Erfindungsgemäß umfasst die Zylinder-Kolben-Einheit eine erste und eine zweite Schnittstelle, die Kolbenstange ist integral mit dem ersten Pleuelteil ausgebildet und über die erste Schnittstelle der Zylinder-Kolben-Einheit mit dem Verstellkolben verbunden, die Zylinderbohrung weist einen integralen oberen Anschlag für den Verstellkolben auf, die Zylinderbohrung ist über die zweite Schnittstelle der Zylinder-Kolben-Einheit mit dem zweiten Pleuelteil verbunden und die erste Schnittstelle der Zylinder-Kolben-Einheit ist eine rein mechanische, die zweite Schnittstelle eine mechanische und eine hydraulische Schnittstelle. Die Erfindung betrifft ferner ein Montageverfahren und die Verwendung einer solchen Pleuelstange in einem Verbrennungsmotor und einen Verbrennungsmotor.

Description

Pleuelstange mit Verstellmechanismus zwischen Pleuelfuß und Kolbenstange

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, und mit mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu verstellen, die Zylinder-Kolben-Einheit umfasst eine Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung längst bewegbar angeordneten Verstellkolben, eine Kolbenstange und mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen ersten Druckraum zur Aufnahme von Motoröl, der einseitig von dem bewegbaren Verstellkolben begrenzt 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.

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.

In der Praxis kann das Verdichtungsverhältnis nicht beliebig gesteigert werden, da ein zu hohes Verdichtungsverhältnis zu einer unbeabsichtigten Selbstentzündung des Verbrennungsgemischs 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. Für die Realisierung eines variablen Verdichtungsverhältnisses (VOR) 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 CCVAusstoßes 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 CCVAusstoß.

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 Verstellmechanismus mit einem Steuerventil mit federvorgespanntem Verschlusselement vorgesehen, das durch den Druck des Motoröls in eine geöffnete Stellung verschiebbar ist.

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.

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.

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 hydraulischen Verstellmechanismus mit einem Ölkanal und einem öldruckabhängigen Ventil mit Motoröl versorgt wird.

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 1000 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. 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.

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.

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.

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.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pleuelstange bereitzustellen, die eine einfache Herstellung ermöglicht und eine hohe Lebensdauer gewährleistet.

Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Zylinder-Kolben-Einheit eine erste und eine zweite Schnittstelle umfasst, die Kolbenstange integral mit dem ersten Pleuelteil ausgebildet ist, und über die erste Schnittstelle der Zylinder-Kolben-Einheit mit dem Verstellkolben verbunden ist, 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 und wobei die erste Schnittstelle der Zylinder-Kolben-Einheit eine rein mechanische Schnittstelle ist und die zweite Schnittstelle der Zylinder-Kolben-Einheit eine mechanische und eine hydraulische Schnittstelle ist. Üblicherweise sind der Verstellkolben und die Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit 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.

Durch die Ausbildung der Zylinderbohrung und des oberen Anschlags als ein Bauteil ist der obere Anschlag sehr robust. Die Verbindung zwischen dem zweiten Pleuelteil (Pleuelfuß) und der Zylinderbohrung ist sehr gut von außen zugänglich, sodass eine einfache und robuste Fertigung der Verbindung zwischen dem zweiten Pleuelteil und der Zylinderbohrung möglich ist und diese Verbindung einfach kontrolliert werden kann. Da der obere Anschlag integral mit der Zylinderbohrung ausgebildet ist, können die Zylinderbohrung, der obere Anschlag und eine Stangenführung für die Kolbenstange durch den oberen Anschlag gemeinsam gefertigt werden. Dadurch ist eine gute Koaxialität der Zylindermantelflächen der Stangenführung und der Zylinderbohrung möglich. Die aufwendige Bearbeitung der Zylinderfläche erfolgt an einem kleinen und gut handhabbaren Teil. Die erste Schnittstelle verbindet die Kolbenstange und damit das erste Pleuelteil mit dem Verstellkolben und damit der Zylinder-Kolben-Einheit. Die Verbindung der beiden Bauteile miteinander 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 Verbrennungsmotors 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 ebenfalls die Betrieb an der Pleuelstange auftretenden Kräfte, insbesondere die auftretenden Zug- und Druckkräfte von der Zylinder-Kolben-Einheit auf das zweite Pleuelteilübertragen. 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.

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.

Eine einfache Ausgestaltung ist möglich, wenn die Zylinderbohrung mit dem oberen Anschlag in einem Zylindergehäuse ausgebildet ist.

In einer weiteren Variante kann vorgesehen werden, dass das Zylindergehäuse aus einem anderen Material gefertigt ist 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.

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.

In noch einerweiteren 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.

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-Kolben-Einheit. 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, 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 der Pleuelstange kann die Pleuelstange größere Abmessungen aufweisen. Dadurch entstehen dort Materialanhäufungen, die die Stabilität erhöhen und Platz für Ölbohrungen etc. bieten.

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: - Vorsehen mindestens einer Kolbenstangendichtung und/oder mindestens eines Kolbenstangenabstreifers im Bereich der Kolbenstange sowie mindestens einer Kolbendichtung im Bereich des Verstellkolbens;

Einsetzen des Verstellkolbens und der Kolbenstange in die Zylinderbohrung; - Verbinden der Kolbenstange mit dem Verstellkolben an der ersten Schnittstelle;

Verbinden der Zylinderbohrung mit dem zweiten Pleuelteil an der zweiten Schnittstelle.

Als Dichtungen können Spaltichtungen 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 Kolbenstange können stangenseitig als Kolbendichtung oder zylindergehäuseseitig als Stangendichtungen ausgeführt sein.

Dadurch dass die Zylinderbohrung und die Stangenführung koaxial gefertigt werden, sind enge Toleranzen und eine gute Führung des Verstellkolbens in der Zylinderbohrung möglich. Die Verbindungsstelle zwischen der Zylinder-Kolben-Einheit und dem zweiten Pleuelteil sind gut von außen zugänglich, sodass eine einfache Montage und Kontrolle der Verbindungen möglich ist.

Das Verfahren kann einen weiteren Schritt enthalten, in dem eine Verdrehsicherung an der Zy-linder-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.

In einer weiteren Variante kann vorgesehen werden, dass eine Funktionsprüfung der ZylinderKolben-Einheit durchgeführt wird. Die Funktionsprüfung kann vor dem Verbinden der ZylinderKolben-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.

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 erzeugt wird. Hierdurch sind eine gute und einfache Fertigung sowie eine sichere Verbindung zwischen den jeweiligen Teilen möglich.

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 ZylinderKolben-Einheit ermöglicht und eine gute Führung des Verstellkolbens in der Zylinderbohrung ermöglicht, sodass der Verschleiß verringert werden kann.

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.

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 einem Antriebsriemen, beispielsweise einem Zahnriemen, der mittels einer Spannvorrichtung mit Spannrolle vorgespannt ist, ausgebildet sein. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1: einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungsmotor,

Figur 2: eine Pleuelstange aus Fig. 1 mit einer Zylinder-Kolben-Einheit zur Längenverstel lung der Pleuelstange,

Figur 3: eine Schaltanordnung in einer ersten Schaltstellung für die in Fig. 2 dargestellte

Pleuelstange, und

Figur 4: die Schaltanordnung aus Fig. 3 in einer zweiten Schaltstellung für die in Fig. 2 dargestellte Pleuelstange.

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 Kurbelwellenlager 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.

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.

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. Der Hubkolben 3.1 ist in Fig. 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 fürs zwischen 10 und 14.

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.

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 erste Pleuelteil 17.1 ist integral mit einer Kolbenstange 22.1 ausgebildet. Die Kolbenstange 22.1 und das Pleuelteil 17.1 mit dem kleinen Pleuelauge 9.1 bilden also ein Bauteil aus. 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, wie z.B. Schrauben, miteinander verbunden. Zwischen dem ersten Pleuelteil 17.1 und dem zweiten Pleuelteil 19.1 ist die Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 angeordnet. Die Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 umfasst einen Verstellkolben 21.1 der in einer in einem Zylindergehäuse 55.1 ausgebildeten Zylinderbohrung 23.1 geführt ist. 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 kreisförmigem 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. Es sind auch andere Alternativen für die Steuerung möglich, z. B. eine elektrische oder elektromagnetische Steuerung.

An ihrem oberen Ende, d. h. an dem dem ersten Pleuelteil 17.1 zugeordneten Ende, weist die Zylinderbohrung 23.1 einen oberen Anschlag 50.1 für den Verstellkolben 21.1 auf. Der obere Anschlag 50.1 ist integral mit der Zylinderbohrung 23.1 in dem Zylindergehäuse 55.1 ausgebildet, sodass diese beiden Teile ein Bauteil ausbilden. Dadurch ist der obere Anschlag 50.1 sehr robust. Im oberen Anschlag 50.1 ist eine Stangenführung 51.1 ausgebildet, 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 seiner 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 seiner ersten Verstellkolbenseite 27.1 an dem unteren Anschlag 52.1 an.

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 zum Pleuelfuß, d. h. dem zweiten Pleuelteil 19.1 mit dem großen Pleuelauge 8.1 hinweist und dem Verstellkolben 21.1 ausgebildet. Über diese erste Schnittstelle 53.1 ist die Kolbenstange 22.1 mit dem Verstellkolben 21.1 verbunden. Diese erste Schnittstelle 53.1 ist eine rein mechanische Schnittstelle. Die Kolbenstange 22.1 und der Verstellkolben 21.1 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 der Zylinderbohrung 23.1 und dem zweiten Pleuelteil 19.1 ausgebildet. Über diese zweite Schnittstelle 54.1 ist das Zylindergehäuse 55.1 mit der 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 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 55.1 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 24.1 eine hydraulische Verbindung zwischen dem zweiten Pleuelteil 19.1 und der Zylinderbohrung 23.1 ausgebildet, sodass 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 dem Zylindergehäuse 55.1 mit 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 zweiten Pleuelteil 19.1 und der Zylinderbohrung 23.1 gut von außen zugänglich ist, kann diese Verbindung einfach gefertigt und gut kontrolliert werden.

Um eine gute Stabilität der hochbelasteten Zylinderbohrung 23.1 zu gewährleisten, ist das Zylindergehäuse 55.1, in dem die Zylinderbohrung 23.1 angeordnet ist, 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 die Zylinderbohrung 23.1 daher aus einem festen Material. Die Zylinderbohrung 23.1 und/oder der Verstellkolben 21.1 kann/können auch eine Beschichtung aufweisen oder wärmebehandelt sein. Die Zylinderbohrung 23.1 und der Verstellkolben 21.1 sind im Querschnitt, also senkrecht zu ihrer Längsachse, vorzugsweise kreisförmig. Der 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 zur Breite massiv 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.

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 ist bevorzugt dem Zylindergehäuse zugeordnet. Anschließend wird die Kolbendichtung auf dem Verstellkolben 21.1 befestigt. Prinzipiell sind auch Spaltdichtungen möglich. Werden berührende Dichtungen eingesetzt, kann der Abstreifer auch entfallen. Sind die Dichtungen und der Kolbenstangenabstreifer angebracht, so wird die Kolbenstange 22.1 durch die Stangenführung 51.1 in die Zylinderbohrung 23.1 im Zylindergehäuse 55.1 eingeschoben. Der Verstellkolben 21.1 wird in das offene Ende der Zylinderbohrung 23.1 im Zylindergehäuses 55.1 eingeführt. Anschließend wird der Verstellkolben 21.1 an der ersten Schnittstelle 53.1 der Kolbenstange 22.1 mit der Kolbenstange 22.1 verbunden. Dies kann beispielsweise durch Einschrauben, Einpressen, Aufschrumpfen mittels Temperaturdifferenz, Kleben, Schweißen oder Löten erfolgen. Zwischen dem Verstellkolben 21.1 und der Zylinderbohrung 23.1 oder zwischen der Kolbenstange 22.1 und dem Zylindergehäuse 55.1 wird eine Verdrehsicherung, beispielsweise ein Stift, montiert.

Die so vormontierte 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 beispielsweise durch Einschrauben, ein Pressen, auf schrumpfen mittels Temperaturdifferenz, kleben, Schweißen oder Löten. Die Verbindung der Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 mit den beiden Pleulteilen 17.1, 19.1 kann auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen. Entsprechend erfolgt die Funktionsprüfung vor dem Verbinden der Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 mit dem ersten Pleuelteil 17.1. Die Funktionsprüfung kann auch gänzlich vor dem Verbinden erfolgen.

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 erste Verstellkolbenseite 27.1 ist kreisförmig ausgestaltet und dem ersten Druckraum 24.1 zugeordnet. Eine zweite Verstellkolbenseite 28.1 ist kreisringförmig ausgestaltet und dem zweiten Druckraum 25.1 zugeordnet. 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.

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 oberste Stellung und wird dann hydraulisch gesperrt. Hierdurch befindet sich die Pleuelstange 6.1 in ihrer ausgefahrenen, längeren Stellung. 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.

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 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. Bei der erfindungsgemäßen Pleuelstange 6.1 ist daher eine diskontinuierliche Verstellung mit den zwei oben beschriebenen Endpositionen, einer kurzen und einer langen Endposition, vorgesehen.

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.

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 Zylindergehäuse

Vh Hubvolumen

Vc Kompressionsvolumen HC Kompressionshöhe HK Hubweg ε Verdichtungsverhältnis n Drehzahl T Temperatur

Claims (14)

Ansprüche

1. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) für einen Verbrennungsmotor (1), insbesondere einen Ottomotor, mit einem ersten Pleuelteil (17.1) und einem zweiten Pleuelteil (19.1) , wobei das erste Pleuelteil (17.1) gegenüber dem zweiten Pleuelteil (19.1) bewegbar ist, und mit mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit (18.1), um das erste Pleuelteil (17.1) relativ zum zweiten Pleuelteil (19.1) zu verstellen, die Zylinder-Kolben-Einheit (18.1) umfasst eine Zylinderbohrung (23.1), einen in der Zylinderbohrung (23.1) längst bewegbar angeordneten Verstellkolben (21.1), eine Kolbenstange (22.1) und 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, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Einheit (18.1) eine erste und eine zweite Schnittstelle (53.1,54.1) umfasst, die Kolbenstange (22.1) integral mit dem ersten Pleuelteil (17.1) ausgebildet ist und über die erste Schnittstelle (53.1) der Zylinder-Kolben-Einheit (18.1)mit dem Verstellkolben (21.1) verbunden ist, 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 und wobei die erste Schnittstelle (53.1) der Zylinder-Kolben-Einheit (18.1) eine rein mechanische Schnittstelle ist und die zweite Schnittstelle (54.1) der Zylinder-Kolben-Einheit (18.1) eine mechanische und eine hydraulische Schnittstelle ist.

2. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1,6.2,6.3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Pleuelteil (19.1) ein unterer Anschlag (52.1) für den Verstellkolben (21.1) ausgebildet ist.

3. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbohrung (23.1) mit dem oberen Anschlag (50.1) in einem Zylindergehäuse (55.1) ausgebildet ist.

4. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (55.1) aus einem anderen Material besteht als die übrigen Pleuelteile.

5. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbohrung (23.1) und/oder der Verstellkolben (21.1) beschichtet ist/sind.

6. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbohrung (23.1) und/oder der Verstellkolben (21.1) wärmebehandelt ist/sind.

7. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (55.1) einen länglichen Querschnitt, bevorzugt einen elliptischen Querschnitt, aufweist.

8. Verfahren zur Montage einer längenverstellbaren Pleuelstange (6.1,6.2, 6.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte : - Vorsehen mindestens einer Kolbenstangendichtung und/oder mindestens eines Kolbenstangenabstreifers im Bereich der Kolbenstange (22.1) sowie mindestens einer Kolbendichtung im Bereich des Verstellkolbens (21.1); - Einsetzen des Verstellkolbens (21.1) und der Kolbenstange (22.1) in die Zylinderbohrung (23.1); - Verbinden der Kolbenstange (22.1) mit dem Verstellkolben (21.1) an der ersten Schnittstelle (53.1); - Verbinden der Zylinderbohrung (23.1) mit dem zweiten Pleuelteil (19.1) an der zweiten Schnittstelle (54.1).

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zylinder-Kolben-Ein-heit (18.1) eine Verdrehsicherung montiert wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Funktionsprüfung der Zylinder-Kolben-Einheit (18.1) durchgeführt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der Kolbenstange (22.1) mit dem Verstellkolben (21.1) sowie das Verbinden der Zylinderbohrung (23.1) mit dem zweiten Pleuelteil (19.1) mittels Einschrauben, Einpressen, Aufschrumpfen mittels Temperaturdifferenz, Kleben, Schweißen oder Löten erfolgt.

12. Verwendung einer längenverstellbaren Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem Verbrennungsmotor (1) mit mindestens einem Hubkolben (3.1, 3.2, 3.3).

13. Verbrennungsmotor (1) mit mindestens einem Hubkolben (3.1, 3.2, 3.3) und mit zumindest einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis in einem Zylinder (2.1,2.2, 2.3) und einer mit dem Hubkolben (3.1,3.2, 3.3) verbundenen Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach einem der Ansprüche 1 - 7.

14. Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuertrieb mit mindestens einer Steuerkette (12), Spann-und/oder Führungsschiene (15) und/oder Kettenspanner (16) vorgesehen ist oder sind, der die Kurbelwelle (4) mit mindestens einer Nockenwelle (14) verbindet.