AT519300A2

AT519300A2 - Length adjustable connecting rod with cylinder-piston unit with gap seal and elastic piston collar

Info

Publication number: AT519300A2
Application number: ATA50917/2017A
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: 2018-05-15
Also published as: DE102016120970A1; AT519300A3; AT519300B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange (6.1) für einen Verbrennungsmotor (1), mit einem ersten Pleuelteil (18.1), einem zweiten Pleuelteil (19.1) und mindestens einer Zylinder- Kolben-Einheit (20.1), um das erste Pleuelteil (18.1) relativ zum zweiten Pleuelteil (19.1) zu verstellen. Die Zylinder-Kolben-Einheit (20.1) umfasst eine Zylinderbohrung (22.1), einen in der Zylinderbohrung (22.1) längs bewegbar angeordneten Verstellkolben (21.1), mindestens einen in der Zylinderbohrung (22.1) vorgesehenen Druckraum (24.1) und eine zwischen der Außenwandung (39.1) des Verstellkolbens (21.1) und der Innenwandung (38.1) der Zylinderbohrung (22.1) angeordnete Dichtungseinrichtung (23.1). Die Dichtungseinrichtung (23.1) ist dabei als Spaltdichtung (33.1) mit einem dehnbaren Kolbenkragen (34.1) ausgebildet, wobei der dehnbare Kolbenkragen (34.1) an der dem Druckraum (24.1) zugewandten Seite der Außenwandung (39.1) des Verstellkolbens (21.1) ausgebildet ist. Der dehnbare Kolbenkragen (34.1) verringert bei einer Aktivierung den Spalt der Spaltdichtung (33.1) und verbessert dadurch die Dichtwirkung dieser berührungslosen Dichtungseinrichtung (23.1). Weiter betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor (1) mit einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange (6.1) sowie die Verwendung einer Zylinder-Kolben-Einheit (20.1) für eine längenverstellbare Pleuelstange (6.1) eines Verbrennungsmotors (1).The invention relates to a length-adjustable connecting rod (6.1) for an internal combustion engine (1), with a first connecting rod part (18.1), a second connecting rod part (19.1) and at least one cylinder piston unit (20.1) to the first connecting rod (18.1) relative to adjust the second connecting rod part (19.1). The cylinder-piston unit (20.1) comprises a cylinder bore (22.1), an adjusting piston (21.1) arranged longitudinally movably in the cylinder bore (22.1), at least one pressure chamber (24.1) provided in the cylinder bore (22.1) and one between the outer wall (22.1). 39.1) of the adjusting piston (21.1) and the inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) arranged sealing means (23.1). The sealing device (23.1) is designed as a gap seal (33.1) with an expandable piston collar (34.1), wherein the expandable piston collar (34.1) on the pressure chamber (24.1) facing side of the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) is formed. The expandable piston collar (34.1) reduces the gap of the gap seal (33.1) when activated, thereby improving the sealing effect of this non-contact sealing device (23.1). Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine (1) with such a length-adjustable connecting rod (6.1) and the use of a cylinder-piston unit (20.1) for a length-adjustable connecting rod (6.1) of an internal combustion engine (1).

Description

Längenverstellbare Pleuelstange mit Zylinder-Kolben-Einheit mit Spaltdichtung und dehnbarem KolbenkragenLength adjustable connecting rod with cylinder-piston unit with gap seal and elastic piston collar

Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor, mit einem ersten Pleuelteil, einem zweiten Pleuelteil und 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 längs bewegbar angeordneten Verstellkolben, mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen Druckraum und einer zwischen einer Außenwandung des Verstellkolbens und einer Innenwandung der Zylinderbohrung angeordneten Dichtungseinrichtung. Weiter betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor mit einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange sowie die Verwendung einer solchen Zylinder-Kolben-Einheit für eine längenverstellbare Pleuelstange eines Verbrennungsmotors.The present invention relates to a length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine, comprising a first connecting rod part, a second connecting rod part and at least one cylinder-piston unit for adjusting the first connecting rod part relative to the second connecting rod part, the cylinder-piston unit comprises a cylinder bore in the cylinder bore longitudinally movably arranged adjusting piston, at least one provided in the cylinder bore pressure chamber and arranged between an outer wall of the adjusting piston and an inner wall of the cylinder bore sealing means. Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine with such a length-adjustable connecting rod and the use of such a cylinder-piston unit for a length-adjustable connecting rod of an internal combustion engine.

Der thermische Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors, insbesondere von Ottomotoren, ist abhängig vom Verdichtungsverhältnis ε, d.h. dem Verhältnis vom Gesamtvolumen vor der Verdichtung zum Kompressionsvolumen (ε = (Hubvolumen Vh + Kompressionsvolumens 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, in particular gasoline engines, is dependent on the compression ratio ε, i. 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.

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 geringer, die neben dem Einfluss von Umgebungstemperatur und Druck, auch vom Betriebspunkt des Motors abhängig ist. 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 C02-Ausstoßes und des Verbrauchs aufgrund eines für jeden Betriebspunkt einstellbaren Verdichtungsverhältnisses.In practice, the compression ratio can not be increased arbitrarily, since too high a compression ratio leads to unintentional spontaneous combustion of the combustion mixture due to pressure and temperature increase. 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 is lower, which, in addition to the influence of ambient temperature and pressure, also depends on the operating point of the engine. 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. For the realization of a variable compression ratio (VOR) there are 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 CO 2 emissions and consumption due to a compression ratio that can be set for each operating point.

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 dem CCVAusstoß.In contrast, a discontinuous adjustment with two stages designed as end stops of the adjustment movement allows design and operational advantages and still allows significant savings in consumption and CCVA output compared to a conventional crank mechanism.

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.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 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.

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, das in seiner Position durch zwei Hydraulikzylinder mit veränderbarem Widerstand fixiert wird.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 makes it possible to adjust 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. 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.

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 hydraulischer 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.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 a hydraulic adjusting mechanism with an oil passage and an oil pressure-dependent valve with engine oil. A similar length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine with telescopically displaceable rod parts is shown in WO 2015/055582 A2.

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, z.B. Kolben, Zylinderkopf, Kurbelwelle, Ventilsteuerung etc.. Bei den bekannten längenverstellbaren Pleuelstangen wird die Pleuellänge hydraulisch zwischen zwei Stellungen variiert. Dabei ist die gesamte Pleuelstange mehrteilig ausgeführt, wobei die Längenänderung durch einen Teleskopmechanismus erfolgt, der mittels eines doppelwirkenden Hydraulikzylinders verstellbar ist. 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 einen hydraulischen Verstellmechanismus mit Motoröl versorgt, wobei dessen Versorgung mit Motoröl über die Schmierung des Pleuellagers erfolgt. Hierzu ist eine Öldurchführung vom Kurbelwellenzapfen über das Pleuellager zum Pleuel und dort über die Rückschlagventile des Verstellmechanismus in die Druckräume erforderlich.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 results in a lower compression ratio than a long connecting rod with otherwise identical geometrical dimensions, e.g. Piston, cylinder head, crankshaft, valve control etc. In the known length-adjustable connecting rods, the connecting rod length is hydraulically varied between two positions. The entire connecting rod is made in several parts, wherein the change in length is effected by a telescopic mechanism which is adjustable by means of 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 a hydraulic adjusting mechanism, 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 of the adjusting mechanism in the pressure chambers is required.

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 des Pleuels 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 dieser Kammer den Ölrücklauf unterbindet, steigt der Öldruck an, wobei in dem unteren Druckraum sehr hohe dynamische Drücke von deutlich über 1.000 bar entstehen können. Die Pleuellänge ändert sich nicht. Das Pleuel ist durch den Systemdruck in dieser Richtung hydraulisch gesperrt.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 chamber prevents the oil return, the oil pressure increases, which can result in the lower pressure chamber very high dynamic pressures of well over 1,000 bar. The connecting rod length does not change. The connecting rod is hydraulically locked in this direction by the system pressure.

In der kurzen Stellung des Pleuels 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.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.

Die Pleuellänge kann zweistufig verstellt werden, indem einer der beiden Druckräume entleert wird. Hierfür wird von dem Verstellmechanismus jeweils eines der beiden Rückschlagventile im Zulauf überbrückt oder ein zugeordneten Rücklaufkanal geöffnet. Durch diese Rücklaufkanäle kann Motoröl unabhängig von der Druckdifferenz zwischen dem Druckraum und der Versorgungseinrichtung in das Kurbelgehäuse fließen. Das jeweilige Rückschlageventil 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.The connecting rod length can be adjusted in two stages by emptying one of the two pressure chambers. For this purpose, one of the two non-return valves in the inlet is bridged by the adjusting mechanism or an associated return channel is opened. By means of these return passages, engine oil can flow into the crankcase independently of the pressure difference between the pressure chamber and the supply device. The respective check valve loses its effect accordingly. 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.

Der Bauraum für eine solche 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 Lagerauge zur Lagerung des Kurbelwellenzapfens und ein eventueller Verstellhub der Pleuelstange vorhanden.The space for such a 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 is anyway only the space between the small connecting rod for the storage of the piston pin and the large bearing eye for the storage of the crankshaft journal and a possible Verstellhub the connecting rod available.

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 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 by a connecting rod in an internal combustion engine 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 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.

Ein weiterer Aspekt einer längenverstellbaren Pleuelstange mit einer Zylinder-Kolben-Einheit für den Einsatz in einem Verbrennungsmotor ist, dass der hydraulische Verstellmechanismus üblicherweise von dem Motoröl des Verbrennungsmotors gespeist wird, dessen Viskosität nicht nur mit der Betriebstemperatur sondern auch mit zunehmender Betriebsdauer abnimmt und in dem schädliche Partikel in den Verstellmechanismus des Pleuels eingetragen werden. Neben Rußpartikeln, die bei der Verbrennung im Motor entstehen können, werden über das Motoröl auch Gussrestpartikel oder Späne aus der Herstellung und Bearbeitung des Motors transportiert. Unabhängig von einer Viskositätsabnahme des Motoröls sowie den durch das Motoröl in den Verstellmechanismus transportierten Partikeln, muss der Verstellmechanismus einer längenverstellbaren Pleuelstange auf Dauer funktionsfähig bleiben.Another aspect of a length-adjustable connecting rod with a cylinder-piston unit for use in an internal combustion engine is that the hydraulic adjusting mechanism is usually fed by the engine oil of the engine, the viscosity of which decreases not only with the operating temperature but also with increasing operating time and in the harmful particles are registered in the adjustment mechanism of the connecting rod. In addition to soot particles, which can be produced during combustion in the engine, casting oil particles or chips from the manufacture and processing of the engine are also transported via the engine oil. Regardless of a decrease in viscosity of the engine oil and the particles transported by the engine oil into the adjusting mechanism, the adjusting mechanism of a length-adjustable connecting rod must remain permanently functional.

Im Hinblick auf die extremen Druckdifferenzen in den Druckräumen einer Zylinder-Kolben-Einheit für eine längenverstellbare Pleuelstange von deutlich über 1.000 bar und dem Einfluss der Kraftübertragung über die Pleuelstange an die Kurbelwelle auf die Leistung des Verbrennungsmotors, werden in herkömmlichen längenverstellbaren Pleuelstangen hochwertige berührende Dichtungseinrichtungen oder konstruktiv ausgebildete Dichtungen eingesetzt. Eine Leckage aus dem jeweils gesperrten Druckraum führt zu einem Einrücken des Verstellkolbens in den jeweiligen Druckraum, wodurch ein Arbeitsbetrag entsprechend der Kraft auf den Verstellkolben und dem Weg des Verstellkolbens dissipiert wird, was zum Leistungsverlust des Verbrennungsmotors führt. Dieser Leistungsverlust ist entsprechend den jeweiligen Konstruktionen der Zylinder-Kol-ben-Einheiten von dem verbesserten thermischen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors durch ein variables Verdichtungsverhältnis abzuziehen. In herkömmlichen längenverstellbaren Pleuelstangen mit einer Zylinder-Kolben-Einheit werden als Dichtungseinrichtungen einfache Spaltdichtungen oder Kolbendichtungen verwendet. Während Spaltdichtungen konstuktionsbedingt eine gewisse Leckage aufweisen, können Kolbendichtungen als berührende Dichtungseinrichtungen eine Leckage nahezu vermeiden. Die Vorteile von Spaltdichtungen sind die einfache Montage, aufgrund der geringeren Bauteilanzahl und ein geringerer Bauraum der Zylinder-Kolben-Einheit. Demgegenüber verursacht die systemimmanente Leckage bei Spaltdichtungen neben einem Leistungsverlust auch eine Erwärmung des Systems. Hohe Temperaturen in der längenverstellbaren Pleuelstange könnten neben einer verstärkten Alterung des Motoröls zu Schäden an der Hydraulikmittelversorgung und zu Problemen an weiteren Bauteilen der längenverstellbaren Pleuelstange aufgrund thermischer Ausdehnungen führen.In view of the extreme pressure differences in the pressure chambers of a cylinder-piston unit for a length-adjustable connecting rod of well over 1,000 bar and the influence of power transmission via the connecting rod to the crankshaft on the performance of the internal combustion engine, in conventional length-adjustable connecting rods high-quality contacting sealing devices or constructively trained seals used. A leakage from the respective locked pressure chamber leads to engagement of the adjusting piston in the respective pressure chamber, whereby an amount of work is dissipated according to the force on the adjusting piston and the path of the adjusting piston, resulting in power loss of the internal combustion engine. This power loss is to be subtracted from the improved thermal efficiency of the internal combustion engine by a variable compression ratio according to the respective constructions of the cylinder piston units. In conventional length-adjustable connecting rods with a cylinder-piston unit are used as sealing devices simple gap seals or piston seals. While gap seals have a certain leakage due to their design, piston seals as contacting sealing devices can virtually prevent leakage. The advantages of gap seals are the ease of installation, due to the smaller number of components and a smaller space of the cylinder-piston unit. In contrast, the system-inherent leakage in gap seals causes not only a loss of power but also a heating of the system. High temperatures in the length-adjustable connecting rod, in addition to increased aging of the engine oil could lead to damage to the hydraulic fluid supply and problems with other components of the length-adjustable connecting rod due to thermal expansion.

Obwohl in vielen Bereichen der Technik Kolbenhubmaschinen hinlänglich bekannt sind und im Bereich der Automobilindustrie Hubkolben-Motoren beständig optimiert, verbessert und weiterentwickelt werden, ist die Dichtungssituation bei Zylinder-Kolben-Einheiten längenverstellbarer Pleuelstangen trotz umfangreicher Entwicklungs- und Forschungsarbeiten weiterhin unbefriedigend, insbesondere im Hinblick auf die notwendige Lebensdauer längenverstellbarer Pleuelstangen gegenüber der gesamten Laufzeit von Verbrennungsmotoren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Hubkolbenmaschinen unterliegen berührende Kolbendichtungen in einer Zylinder-Kolben-Einheit längenverstellbarer Pleuelstangen zusätzlich zum Verschleiß durch die metallische Berührung einer erhöhten Belastung durch den geringen zur Verfügung stehenden Bauraum, die extreme Temperaturbelastung durch extrem hohe Drücke und wechselnden Kraftrichtungen sowie die Verschmutzung des Motoröls mit Rußpartikeln und Spänen. Dies führt zu einem schnellen Verschleiß der Kolbendichtungen und Riefenbildungen in den Wandungen der Zylinder-Kolben-Einheit und schlussendlich zu einem Versagen der Dichtungseinrichtung und Leistungsverlust des Verbrennungsmotors. Entsprechend werden in neueren Entwicklungen längenverstellbarer Pleuelstangen bevorzugt Spaltdichtungen eingesetzt, die zumindest den Vorteil einer geringeren Bauteilanzahl und eines geringen Bauraums ermöglichen. Funktional unterliegen Spaltdichtungen in Zylinder-Kolben-Einheiten längenverstellbarer Pleuelstangen auch einem Verschleiß, da der Spalt zwischen Zylinder und Verstellkolben zur Erzielung einer für die extreme Druckdifferenz ausreichende Dichtwirkung verhältnismäßig klein gewählt werden muss, so dass sich Rußpartikel und Späne zwischen der Zylinderwandung und dem Kolbenmantel verklemmen können, was zu starken Beschädigungen an den Oberflächen und letztlich zu einem Verschleiß und Ausfall der Zylinder-Kolben-Einheit führen kann.Although piston lifting machines are well known in many fields of technology and piston engines are constantly being optimized, improved and developed in the automotive industry, the sealing situation in cylinder-piston assemblies of length-adjustable connecting rods continues to be unsatisfactory, in spite of extensive development and research work, in particular with regard to the necessary service life of length-adjustable connecting rods over the entire life of internal combustion engines. In contrast to conventional reciprocating engines touching piston seals are exposed in a cylinder-piston unit length adjustable connecting rods in addition to wear from the metallic contact increased load by the small available space, the extreme temperature load by extremely high pressures and changing force directions and the pollution of the engine oil with soot particles and chips. This leads to rapid wear of the piston seals and grooves in the walls of the cylinder-piston unit and ultimately to a failure of the sealing device and power loss of the internal combustion engine. Accordingly, in recent developments of length-adjustable connecting rods preferred gap seals are used, which allow at least the advantage of a smaller number of components and a small space. Functionally, gap seals in cylinder-piston units of length-adjustable connecting rods are also subject to wear, since the gap between the cylinder and adjusting piston must be relatively small in order to achieve a sealing effect sufficient for the extreme pressure difference, so that soot particles and chips get jammed between the cylinder wall and the piston skirt which can lead to severe damage to the surfaces and ultimately to wear and failure of the cylinder-piston unit.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine längenverstellbare Pleuelstange mit einer Zylinder-Kolben-Einheit mit einer verbesserten Dichtungseinrichtung bereitzustellen, die trotz hoher Druckdifferenzen, geringem Bauraum, hohen Temperaturbelastungen und Verschmutzungen des Motoröls eine verbesserten dauerhafte Dichtwirkung ermöglicht.The present invention is therefore based on the object to provide a length-adjustable connecting rod with a cylinder-piston unit with an improved sealing device, which allows for improved permanent sealing effect despite high pressure differences, low space, high temperature loads and contamination of the engine oil.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Dichtungseinrichtung als Spaltdichtung mit einem dehnbaren Kolbenkragen ausgebildet ist, wobei der dehnbare Kolbenkragen an der dem Druckraum zugewandten Seite der Außenwandung des Verstellkolbens ausgebildet ist. Der dehnbare Kolbenkragen verringert bei einer Aktivierung den Spalt der Spaltdichtung und verbessert dadurch die Dichtwirkung dieser berührungslosen Dichtungseinrichtung. Durch das Vorsehen eines dehnbaren Kolbenkragens kann auch bei einerderart klein dimensionierten Zylinder-Kolben-Einheit und den hohen Systemdrücken ein relativ großes Spaltmaß der Spaltdichtung verwendet werden, so dass sich im Motoröl vorhandene Partikel, beispielsweise Rußpartikel und Späne, aus dem Spalt der Spaltdichtung leicht ausgespült werden können. Auf diese Weise werden trotz einer guten Dichtwirkung der Dichtungseinrichtung die Beschädigungen an der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung durch im Motoröl vorhandene Partikel weitgehend vermieden und ein Verklemmen des Verstellkolbens verhindert. 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.The object is achieved in that the sealing device is designed as a gap seal with a stretchable piston collar, wherein the expandable piston collar is formed on the pressure chamber facing side of the outer wall of the adjusting piston. The expandable piston collar reduces the gap of the gap seal upon activation and thereby improves the sealing effect of this contactless sealing device. By providing a stretchable piston collar, a relatively large gap dimension of the gap seal can be used even with a thus sized small cylinder-piston unit and the high system pressures, so that particles present in the engine oil, such as soot particles and chips, easily rinsed out of the gap of the gap seal can be. In this way, despite a good sealing effect of the sealing device, the damage to the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore largely avoided by particles present in the engine oil and prevents jamming of the adjusting. 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.

Eine zweckmäßige Ausbildung sieht vor, dass der dehnbare Kolbenkragen hydraulisch betätigbar ist, bevorzugt von dem im Druckraum aufgenommenen Motoröl hydraulisch betätigbar ist. Die hydraulische Betätigung des dehnbaren Kolbenkragens, insbesondere von dem im Druckraum vorhandenen, unter Druck stehenden Motoröl, vermeidet eine anderweitige komplexe, mechanische oder elektromechanische Ansteuerung des dehnbaren Kolbenkragens.An expedient embodiment provides that the expandable piston collar is hydraulically actuated, preferably hydraulically actuated by the motor oil accommodated in the pressure chamber. The hydraulic actuation of the expandable piston collar, in particular of the present in the pressure chamber, pressurized engine oil, avoids otherwise complex, mechanical or electromechanical control of the expandable piston collar.

Bevorzugt kann der Verstellkolben eine den Druckraum begrenzende Stirnseite aufweisen und der dehnbare Kolbenkragen von mindestens einer in der Stirnseite vorgesehenen Tasche ausgebildet sein. Das Vorsehen von Taschen in der Stirnseite des Verstellkolbens kann relativ einfach während des Herstellverfahrens des Verstellkolbens umgesetzt werden. Das im Druckraum vorhandene Motoröl dringt in die Taschen an der Stirnseite ein und drückt den als Kolbenkragen ausgebildeten Rand der Außenwandung in Richtung der Innenwandung der Zylinderbohrung und reduziert den Spalt der Spaltdichtung zwischen Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung, so dass sich bei einer Druckbeaufschlagung des dehnbaren Kolbenkragens durch das im Druckraum vorhandene Motoröl der Spalt der Spaltdichtung verengt. Dabei ist es von Vorteil, wenn die an der Stirnseite vorgesehenen Taschen jeweils als schmale, tiefe und ringabschnittsförmige Einstiche ausgebildet sind, um das kompressible Ölvolumen im Druckraum nicht übermäßig zu vergrößern und einen möglichen negativen Einfluss durch dasPreferably, the adjusting piston may have an end face delimiting the pressure chamber, and the expandable piston collar may be formed by at least one pocket provided in the end face. The provision of pockets in the end face of the adjusting piston can be implemented relatively easily during the manufacturing process of the adjusting piston. The engine oil present in the pressure chamber penetrates into the pockets on the end face and presses the edge of the outer wall designed as a piston collar in the direction of the inner wall of the cylinder bore and reduces the gap of the gap seal between the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore, so that at a pressurization the expandable piston collar narrows the gap of the gap seal due to the engine oil present in the pressure chamber. It is advantageous if the provided on the front side pockets are each formed as narrow, deep and ring-shaped recesses in order not to increase the compressible oil volume in the pressure chamber excessively and a possible negative impact of the

Absinken des Verstellkolbens bei einer Druckbeaufschlagung durch die längenverstellbare Pleuelstange zu vermeiden. Alternativ kann der dehnbare Kolbenkragen auch von einer die Stirnseite umgebenden Hülse ausgebildet sein. Eine solche, bevorzugt dünnwandige und lange Hülse, die an der Außenwandung des Verstellkolbens im Bereich der Stirnseite zum Druckraum angeordnet ist, ermöglicht gute Dehnbarkeit des Kolbenkragens und damit auch einen sehr geringen Spalt zwischen Verstellkolben und Innenwandung der Zylinderbohrung. Auch weitere konstruktive Lösungen zur Ausbildung des dehnbaren Kolbenkragens sind denkbar, wobei eine gute Formänderungsmöglichkeit des dehnbaren Kolbenkragens zur Erzielung eines möglichst geringen Spaltmaßes der Spaltdichtung bei einer geringstmöglichen Zunahme des Motorölvolumens des Druckraums berücksichtigt werden muss.Falling of the adjusting piston to avoid pressurization by the length-adjustable connecting rod. Alternatively, the expandable piston collar can also be formed by a sleeve surrounding the end face. Such, preferably thin-walled and long sleeve, which is arranged on the outer wall of the adjusting piston in the region of the end face to the pressure chamber, allows good extensibility of the piston collar and thus a very small gap between the adjusting and inner wall of the cylinder bore. Also, further constructive solutions for the formation of the expandable piston collar are conceivable, with a good formability of the expandable piston collar to achieve the smallest possible gap of the gap seal must be taken into account with a minimum increase in the engine oil volume of the pressure chamber.

Eine besondere Ausführungsform sieht vor, dass der Verstellkolben der Zylinder-Kolben-Einheit als zweiseitig wirkender Verstellkolben ausgebildet ist, wobei der in der Zylinderbohrung längs bewegbar angeordnete Verstellkolben einen ersten Druckraum und einen zweiten Druckraum zur Aufnahme von Motoröl ausbildet und jeweils einseitig begrenzt. Ein zweiseitig wirkender Verstellkolben ermöglicht die Fixierung der Kolbenstange sowohl in Richtung eines größeren Verdichtungsverhältnisses als auch in Richtung eines geringeren Verdichtungsverhältnisses mit einer einzelnen Zylinder-Kolben-Einheit. Es wird also derselbe Verstellkolben, anders als bei der DE 10 2005 055 199 A1, zur bidirektionalen Einstellung des Kolbenhubs, bzw. des Verdichtungsverhältnisses verwendet. Günstigerweise kann hierein Stufenkolben eingesetzt werden, mittels dessen größerer Stirnseite bei einer entsprechenden Druckbeaufschlagung die Pleuelstange in ihrer ausgefahrenen Stellung gehalten wird. Aufgrund der vorherrschenden Kraftverhältnisse in einem Verbrennungsmotor reicht die kleinere Stirnfläche für die Fixierung in die entgegengesetzte Richtung üblicherweise aus. Dabei kann der Verstellkolben an den Stirnseiten, die den ersten Druckraum und den zweiten Druckraum begrenzen, jeweils einen dehnbaren Kolbenkragen aufweisen. Dadurch wird eine hydraulische Betätigung des dehnbaren Kolbenkragens durch das in dem Druckraum aufgenommene Motoröl ermöglicht.A particular embodiment provides that the adjusting piston of the cylinder-piston unit is designed as a double-acting adjusting piston, wherein the longitudinally movably arranged in the cylinder bore adjusting piston forms a first pressure chamber and a second pressure chamber for receiving engine oil and bounded on one side. A two-way adjusting piston allows the fixing of the piston rod both in the direction of a larger compression ratio and in the direction of a lower compression ratio with a single cylinder-piston unit. So it is the same adjusting, unlike in DE 10 2005 055 199 A1, used for bidirectional adjustment of the piston stroke, or the compression ratio. Conveniently, a stepped piston can be used, by means of which the larger end face is held in its extended position with a corresponding pressurization, the connecting rod. Due to the prevailing force conditions in an internal combustion engine, the smaller end face usually suffices for fixing in the opposite direction. In this case, the adjusting piston at the end faces, which limit the first pressure chamber and the second pressure chamber, each having an expandable piston collar. As a result, a hydraulic actuation of the expandable piston collar is made possible by the engine oil accommodated in the pressure chamber.

Eine sinnvolle Ausgestaltung sieht vor, dass die Spaltdichtung zwischen der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung ein Spaltmaß von mindestens 30 pm, bevorzugt von mindestens 50 pm, aufweist. Beim Durchmesser des Verstellkolbens einer Zylinder-Kolben-Einheit einer längenverstellbaren Pleuelstange von ca. 12 bis 18 mm, maximal 20 mm, ermöglicht ein derart großes Spaltmaß, d.h. des durchschnittlichen Abstands der umlaufenden Spaltdichtung zwischen Außenwandung des Verstellkolbens und Innenwandung der Zylinderbohrung, bei einem nicht aktiven Kolbenkragen, beispielsweise bei einem Wechsel zwischen hohem und niedrigem Verdichtungsverhältnis, ein einfaches Ausspülen von Partikeln, die aus dem Motoröl kommend in den Spalt der Spaltdichtung gelangt sind und sich dort möglicherweise auch verklemmt haben.A useful embodiment provides that the gap seal between the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore has a gap of at least 30 pm, preferably of at least 50 pm. The diameter of the adjusting piston of a cylinder-piston unit of a length-adjustable connecting rod of about 12 to 18 mm, a maximum of 20 mm, allows such a large gap, i. the average distance of the circumferential gap seal between the outer wall of the adjusting and inner wall of the cylinder bore, with a non-active piston collar, for example, when switching between high and low compression ratio, a simple rinsing of particles that have come from the engine oil coming into the gap of the gap seal and possibly also got stuck there.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der dehnbare Kolbenkragen zwischen der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung ein Spaltmaß von höchstens 10 pm, bevorzugt von höchstens 5 pm, aufweist. Ein derart geringes Spaltmaß der Spaltdichtung im Bereich des aktivierten dehnbaren Kolbenkragens ermöglicht im Vergleich zu herkömmlichen längenverstellbaren Pleuelstangen mit berührungslosen Dichtungseinrichtungen von Zylinder-Kolben-Einheiten, eine deutliche Verbesserung der Dichtwirkung und entsprechend der Leistung des Verbrennungsmotors durch die Begrenzung des Absinkens des Verstellkolbens in den Druckraum. Für einen einfachen Aufbau der längenverstellbaren Pleuelstange kann das erste Pleuelteil mit dem Verstellkolben der Zylinder-Kolben-Einheit verbunden sein und das zweite Pleuelteil die Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit aufweisen.A further embodiment provides that the expandable piston collar between the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore has a gap of at most 10 pm, preferably of at most 5 pm. Such a small gap of the gap seal in the region of the activated stretchable piston collar allows in comparison to conventional length-adjustable connecting rods with non-contact sealing devices of cylinder-piston units, a significant improvement in the sealing effect and corresponding to the performance of the internal combustion engine by limiting the sinking of the adjusting piston in the pressure chamber , For a simple construction of the length-adjustable connecting rod, the first connecting rod part can be connected to the adjusting piston of the cylinder-piston unit and the second connecting rod part can have the cylinder bore of the cylinder-piston unit.

Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung einer Zylinder-Kolben-Einheit mit einer Dichtungseinrichtung für eine längenverstellbaren Pleuelstange eines Verbrennungsmotors mit einem ersten Pleuelteil und einem zweiten Pleuelteil, die mittels der Zylinder-Kolben-Einheit verstellbar sind, die Zylinder-Kolben-Einheit umfasst eine Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung längs bewegbar angeordneten Verstellkolben, mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen Druckraum und die zwischen der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung angeordneten Dichtungseinrichtung, wobei die Dichtungseinrichtung als Spaltdichtung mit einem dehnbaren Kolbenkragen ausgebildet ist, und der dehnbare Kolbenkragen an der dem Druckraum zugewandten Seite der Außenwandung des Verstellkolbens ausgebildet ist. Der Einsatz einer mittels Motoröl des Verbrennungsmotors hydraulisch verstellbaren Zylinder-Kolben-Einheit für eine längenverstellbare Pleuelstange mit einer als Spaltdichtung mit dehnbarem Kolbenkragen ausgebildeten Dichtungseinrichtung, ermöglicht trotz der sehr kleinen Abmessung der Zylinder-Kolben-Einheit und des extrem hohen Systemdrucks die Verwendung eines relativ großen Spaltmaßes der Spaltdichtung, um Rußpartikel und Späne aus dem Motoröl ausspülen zu können, und trotzdem eine für den hohen Systemdruck notwendige Dichtwirkung zu erzielen, um bei einer Belastung ein Einrücken des Verstellkolbens in den Druckraum und einen entsprechenden Leistungsverlust zu vermeiden. Dabei erfolgt die Aktuierung der Zylinder-Kolben-Einheit mittels der an den Pleuelteilen angreifenden Gas- und Massenkräfte des Verbrennungsmotors, während die Position der Pleuelteile durch das in dem mindestens einen Druckraum vorhandene Motoröl arretiert wird. In den Zylinder-Kolben-Einheiten herkömmlicher längenverstellbarer Pleuelstangen werden entweder Spaltdichtungen mit einem mittleren Spaltmaß eingesetzt, um den Leistungsverlust bei einem Einrücken des Verstellkolbens in den Druckraum in Grenzen zu halten und gleichzeitig ein Verklemmen der vom Motoröl eingetragenen Partikel und entsprechende Beschädigungen an den Oberflächen der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung zu vermeiden. Alternativ sind auch berührende Dichtungen, wie Kolbendichtungen, bekannt, die durch die größere Bauteilanzahl und die aufwändigere Montage kostenintensiver sind und einen größeren Bauraum erfordern, aber eine Leckage sicher verhindern, jedoch wegen den im Motoröl vorhandenen Partikeln und den im Bereich der Dichtungseinrichtung auftretenden Schäden eine geringere Betriebssicherheit und Lebensdauer aufweisen.Furthermore, the invention relates to the use of a cylinder-piston unit with a sealing device for a length-adjustable connecting rod of an internal combustion engine with a first connecting rod and a second connecting rod, which are adjustable by means of the cylinder-piston unit, the cylinder-piston unit comprises a cylinder bore, a piston arranged to be movable longitudinally in the cylinder bore, at least one pressure chamber provided in the cylinder bore, and the sealing device arranged between the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore, wherein the sealing device is designed as a gap seal with an expandable piston collar, and the expansible Piston collar is formed on the pressure chamber facing side of the outer wall of the adjusting piston. The use of a motor oil of the internal combustion engine hydraulically adjustable cylinder-piston unit for a length-adjustable connecting rod with a designed as a gap seal with expandable piston collar sealing device allows, despite the very small size of the cylinder-piston unit and the extremely high system pressure, the use of a relatively large Gap of the gap seal to rinse soot particles and chips from the engine oil, and still achieve a necessary for the high system pressure sealing effect to avoid engagement of the adjusting piston in the pressure chamber and a corresponding loss of power under load. In this case, the actuation of the cylinder-piston unit by means of acting on the connecting rod gas and mass forces of the internal combustion engine, while the position of the Pleuelteile is locked by the present in the at least one pressure chamber engine oil. In the cylinder-piston units of conventional length-adjustable connecting rods either gap seals are used with a medium gap to limit the loss of power at an engagement of the adjusting piston in the pressure chamber and at the same time jamming of the motor oil registered particles and corresponding damage to the surfaces of the To avoid outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore. Alternatively, contact seals, such as piston seals, are known, which are more expensive due to the larger number of components and the more complex installation and require a larger space, but reliably prevent leakage, however, due to the particles present in the engine oil and the damage occurring in the region of the sealing device lower reliability and durability have.

In einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung 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 der vorbeschriebenen 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. Zweckmäßigerweise kann die Zylinder-Kolben-Einheit der längenverstellbaren Pleuelstange an die Motorölhydraulik des Verbrennungsmotors angeschlossen sein. Dadurch können die im Motorölkreislauf vorhandenen Drücke zur Aktivierung des dehnbaren Kolbenkragens zur Anwendung kommen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass im Motoröl Rußpartikel und Späne vorhanden sind, die eine Unempfindlichkeit der Dichtungseinrichtung erfordern. Je größer das freie Spaltmaß der Spaltdichtung ist, desto eher kann ein sicherer Betrieb der Zylinder-Kolben-Einheit gewährleistet werden. Darüber hinaus kann auch der Verstellmechanismus der längenverstellbaren Pleuelstange mittels des unter Druck stehenden Motoröls angesteuert werden.In a further aspect, the invention 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 above-described embodiments. 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. Conveniently, the cylinder-piston unit of the length-adjustable connecting rod can be connected to the engine oil of the internal combustion engine. As a result, the pressures present in the engine oil circuit can be used to activate the extensible piston collar. It should be noted that soot particles and chips are present in the engine oil, which require insensitivity of the sealing device. The greater the free gap of the gap seal, the sooner a safe operation of the cylinder-piston unit can be ensured. In addition, the adjustment mechanism of the length-adjustable connecting rod can be controlled by means of the pressurized engine oil.

Eine weitere Modifikation sieht vor, das der Systemdruck des Motoröls im Druckraum der Zylinder-Kolben-Einheit zwischen 1.000 bar und 3.000 bar, bevorzugt zwischen 2.000 bar und 2.500 bar, beträgt. Die Begrenzung des Systemdrucks ermöglicht die sichere konstruktive Auslegung des Innendurchmessers der Zylinderbohrung und der Wandstärke des Zylinders, und ermöglicht damit eine sichere konstruktive Auslegung der erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange.Another modification provides that the system pressure of the engine oil in the pressure chamber of the cylinder-piston unit is between 1,000 and 3,000 bar, preferably between 2,000 and 2,500 bar. The limitation of the system pressure allows the safe structural design of the inner diameter of the cylinder bore and the wall thickness of the cylinder, and thus allows a safe structural design of the length-adjustable connecting rod according to the invention.

Gemäß einer Weiterbildung können ein Steuertrieb mit mindestens einer Steuerkette, einer Spann- und/oder Führungsschiene, und/oder einem Kettenspanner vorgesehen sein, der die Kurbelwelle mit der mindestens einen 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 ausgebildet sein, der mittels einer Spannvorrichtung mit Spannrolle vorgespannt ist.According to a further development, a control drive can be provided with at least one timing chain, a tensioning and / or guide rail, and / or a chain tensioner, which connects the crankshaft to 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 or a drive belt, for example a toothed belt, which is prestressed by means of a tensioning device with tensioning roller.

Im Folgenden wird eine Ausführungsform anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following, an embodiment will be explained in more detail with reference to a drawing. Show it:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungsmotor,1 shows a schematic cross section through an internal combustion engine,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der längenverstellbaren Pleuelstange aus Fig. 1 in teilweiser geschnittener Darstellung,2 is a schematic representation of the length-adjustable connecting rod of FIG. 1 in a partially sectioned illustration,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Verstellkolbens der Zylinder-Kol-ben-Einheit aus Fig. 2,3 is a sectional view of a first embodiment of an adjusting piston of the cylinder piston unit of FIG. 2,

Fig. 4 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Verstellkolbens der Zylinder-Kolben-Einheit aus Fig. 2, undFig. 4 is a sectional view of a second embodiment of an adjusting piston of the cylinder-piston unit of Fig. 2, and

Fig. 5 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines Verstellkolbens der Zylinder-Kol-ben-Einheit aus Fig. 2.5 shows a sectional view of a third embodiment of an adjusting piston of the cylinder piston unit from FIG. 2.

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 und 5.4 drehbar gelagert ist. Die Kurbelwelle 4 ist mittels der Pleuelstangen 6.1,6,2 und 6.3 jeweils mit dem 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. Dabei ist den Begriffen kleines Pleuelauge 9.1, 9.2 und 9.3 und großes Pleuelauge 8.1, 8.2 und 8.3 weder eine absolute noch relative Größenzuordnung zu entnehmen, sondern sie dienen lediglich zur Unterscheidung derIn 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 supported by means of crankshaft bearings 5.1, 5.2, 5.3 and 5.4. The crankshaft 4 is connected by means of connecting rods 6.1,6,2 and 6.3 each with the 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 respectively mounted on the associated crankshaft journal 7.1.7.2 and 7.3. The small connecting rod 9.1.9.2 and 9.3 is respectively 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. The terms small connecting rod 9.1, 9.2 and 9.3 and large connecting rod 8.1, 8.2 and 8.3 neither an absolute nor relative size assignment refer to, but they are only to distinguish the

Bauteile und Zuordnung zu dem in Fig. 1 dargestellten Verbrennungsmotor. Entsprechend können die Abmessungen der Durchmesser der kleinen Pleuelaugen 9.1,9.2 und 9.3 kleiner, gleich groß oder größer als die Abmessungen der Durchmesser der großen Pleuelaugen 8.1, 8.2 und 8.3 sein.Components and assignment to the internal combustion engine shown in Fig. 1. Accordingly, the dimensions of the diameter of the small connecting rods 9.1,9.2 and 9.3 may be smaller, equal to or greater than the dimensions of the diameter of the large connecting rods 8.1, 8.2 and 8.3.

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 ergibt sich das Verdichtungsverhältnis ε. Im Detail errechnet sich das Verdichtungsverhältnis ε 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.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. 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 centrally under the cylinders 2.1, 2.2 and 2.3. The reciprocating piston 3.1 is shown in Fig. 1 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 is calculated, the compression volume Vc. 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 results. In detail, the compression ratio 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.

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

In Fig. 2 ist beispielhaft die längenverstellbare Pleuelstange 6.1 dargestellt, die identisch zu den Pleuelstangen 6.2 und 6.3 ausgestaltet ist. Die Beschreibung gilt daher entsprechend. Die Pleu-elstange 6.1 weist einen Pleuelstangenkopf 17.1 mit dem besagten kleinen Pleuelauge 9.1, einem ersten Pleuelteil 18.1, das teleskopierbar in einem zweiten Pleuelteil 19.1 geführt ist, auf. Die relative Bewegung des ersten Pleuelteils 18.1 in Längsrichtung zum zweiten Pleuelteil 19.1 erfolgt mittels einer Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 mit einem Verstellkolben 21.1. und einer Zylinderbohrung 22.1 sowie einer Dichtungseinrichtung 23.1 zwischen dem Verstellkolben 21.1 und der Zylinderbohrung 22.1. Am zweiten Pleuelteil 19.1 ist eine untere Lagerschale angeordnet, die zusammen mit dem unteren Bereich des zweiten Pleuelteils 19.1 das große Pleuelauge 8.1 umgibt. Die untere Lagerschale und das zweite Pleuelteil 19.1 werden in üblicher Weise mittels Befestigungsmitteln miteinander verbunden. Das untere Ende des ersten Pleuelteils 18.1 ist mit dem Verstellkolben 21.1 verbunden, der in der Zylinderbohrung 22.1 des zweiten Pleuelteils 19.1 verschiebbar geführt ist. Am oberen Ende weist das zweite Pleuelteil 19.1 einen Deckel 19a.1 auf, durch den das erste Pleuelteil 18.1 hindurch geführt und abgedichtet ist. Somit dichtet der Deckel 19a. 1 insgesamt die Zylinderbohrung 22.1 ab. Der Verstellkolben 21.1 ist als Stufenkolben ausgestaltet. Unterhalb des Verstellkolbens 21.1 ist ein erster Druckraum 24.1 mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet und oberhalb des Verstellkolbens 21.1 ist ein kreisringförmiger zweiter Druckraum 25.1 ausgebildet. Der Verstellkolben 21.1 und die Zylinderbohrung 22.1 sind Bestandteil eines Verstellmechanismus zur Veränderung der Pleuelstangenlänge. Zu dem Verstellmechanismus gehört auch eine unten näher beschriebene hydraulische Schaltung 26.1, die entsprechend für einen Zu- bzw. Ablauf des Hydraulikfluids in bzw. aus den Druckräumen 24.1 und 25.1 und somit für eine Fixierung des mittels der an der Pleuelstange 6.1 wirkenden Kräfte aktuierten Verstellkolbens 21.1 sorgt.In Fig. 2, the length-adjustable connecting rod 6.1 is exemplified, which is configured identically to the connecting rods 6.2 and 6.3. The description therefore applies accordingly. The Pleu-elstange 6.1 has a connecting rod head 17.1 with said small Pleuelauge 9.1, a first Pleuelteil 18.1, which is guided telescopically in a second Pleuelteil 19.1 on. The relative movement of the first connecting rod part 18.1 in the longitudinal direction to the second connecting rod part 19.1 takes place by means of a cylinder-piston unit 20.1 with an adjusting piston 21.1. and a cylinder bore 22.1 and a sealing device 23.1 between the adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 22.1. On the second connecting rod part 19.1, a lower bearing shell is arranged, which surrounds the large connecting rod eye 8.1 together with the lower region of the second connecting rod part 19.1. The lower bearing shell and the second connecting rod 19.1 are connected to each other in the usual way by means of fastening means. The lower end of the first connecting rod part 18.1 is connected to the adjusting piston 21.1, which is guided displaceably in the cylinder bore 22.1 of the second connecting rod part 19.1. At the upper end, the second connecting rod part 19.1 has a cover 19a.1, through which the first connecting rod part 18.1 is guided and sealed. Thus, the lid 19a seals. 1 total of the cylinder bore 22.1 from. The adjusting piston 21.1 is designed as a stepped piston. Below the adjusting piston 21.1, a first pressure chamber 24.1 is formed with a circular cross-section and above the adjusting piston 21.1, an annular second pressure chamber 25.1 is formed. The adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 22.1 are part of an adjusting mechanism for changing the connecting rod length. The adjusting mechanism also includes a hydraulic circuit 26.1 described in more detail below, which is correspondingly adapted for an inlet and outlet of the hydraulic fluid into and out of the pressure chambers 24.1 and 25.1 and thus for a fixing of the adjusting piston 21.1 actuated by the forces acting on the connecting rod 6.1 provides.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt des zweiten Pleuelteils 19.1 im Bereich der Druckräume 24.1 und 25.1 sowie des Verstellkolbens 21.1 im Querschnitt kreisringförmig (mit Ausnahme eventuell vorhandener Hydraulikleitungen) ausgestaltet. Andere geometrische Abmessungen sind denkbar. Entsprechend ergibt sich hier die Wandstärke Dw aus dem zugehörigen Außenradius ra des oberen Abschnitts des zweiten Pleuelteils 19.1 abzüglich des Innenradius n der Zylinderbohrung 22.1. Bei einer solchen symmetrischen Ausgestaltung ist die Wandstärke Dw über den Umfang des zweiten Pleuelteils 19.1 gleichmäßig dick und die Spannungen im Werkstoff des zweiten Pleuelteils 19.1 gleichmäßig gering, so dass aufgrund eines relativ großen Kolbendurchmessers für den Verstellkolben 21.1 der in der Pleuelstange 6.1 auftretende maximale Systemdruck in beherrschbaren Grenzen bleibt.In the present embodiment, the section of the second connecting rod part 19.1 in the area of the pressure chambers 24.1 and 25.1 and the adjusting piston 21.1 in cross-section annular (except possibly existing hydraulic lines) configured. Other geometric dimensions are conceivable. Accordingly, here the wall thickness Dw results from the associated outer radius ra of the upper portion of the second connecting rod part 19.1 minus the inner radius n of the cylinder bore 22.1. In such a symmetrical embodiment, the wall thickness Dw over the circumference of the second connecting rod 19.1 uniformly thick and the stresses in the material of the second connecting rod 19.1 uniformly low, so that due to a relatively large piston diameter for the adjusting 21.1 occurring in the connecting rod 6.1 maximum system pressure in manageable limits remains.

Im Folgenden wird anhand der Fig. 2 die in der Pleuelstange 6.1 verwendete hydraulische Schaltung 26.1 näher erläutert. Der Verstellkolben 21.1 der Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 ist als Stufenkolben ausgebildet. Unter einem Stufenkolben wird im Allgemeinen ein zweiseitig wirkender Kolben mit unterschiedlich großen Wirkflächen verstanden. Eine erste Stirnseite 27.1 ist kreisförmig ausgestaltet und dem ersten Druckraum 24.1 zugeordnet. Eine zweite Stirnseite 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 Motoröl der hydraulischen Schaltung 26.1 zugeführt werden kann oder gegebenenfalls aus dieser abfließt. Anschließend an denÖlversorgungskanals 29.1 ist eine Rückströmdrossel 30.1 mit einem Rückschlagventil und einer parallel dazu geschalteten Drossel vorgesehen. Von der Rückströmdrossel 30.1 aus gelangt das Motoröl über den Kanal 31.1 zu einem Steuerventil 32.1. Das Steuerventil 32.1 umfasst einen Stellkolben 32a.1, der gegen eine Druckfeder 32b. 1 verschiebbar geführt ist.In the following, the hydraulic circuit 26.1 used in the connecting rod 6.1 will be explained in more detail with reference to FIG. The adjusting piston 21.1 of the cylinder-piston unit 20.1 is designed as a stepped piston. Under a stepped piston is generally understood to mean a two-sided piston with different sized effective surfaces. A first end face 27.1 is circular in shape and associated with the first pressure chamber 24.1. A second end face 28.1 is designed annular and associated with the second pressure chamber 25.1. 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 motor oil of the hydraulic circuit 26.1 can be supplied or optionally flows out of this. Subsequent to the oil supply channel 29.1, a return flow restrictor 30.1 with a check valve and a throttle connected in parallel thereto is provided. From the Rückströmdrossel 30.1 from the engine oil passes through the channel 31.1 to a control valve 32.1. The control valve 32.1 comprises a control piston 32a.1 which abuts against a compression spring 32b. 1 is guided displaceably.

Aus dem ersten Druckraum 24.1 führt ein Rücklaufkanal 40.1 zum Steuerventil 32.1. Ein durch ein Rückschlagventil 41.1 absperrbarer 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. 2 gezeigten Stellung des Stellkolbens 32a.1 verschlossen. Öl aus dem ersten Druckraum 24.1 kann aufgrund des geschlossenen Rückschlagventils 41.1 nicht entweichen. Der Verstellkolben 21.1 fährt oder ist in der finalen ausgefahrenen oberen Stellung und ist dort hydraulisch gesperrt. Hierdurch befindet sich die Pleuelstange 6.1 in ihrer längeren Stellung. Aus dem zweiten Druckraum 25.1 führt eine Rücklaufleitung 43.1 zum Steuerventil 32.1. In der in Fig. 2 dargestellten Stellung des Steuerventils 32.1 kann Motoröl aus dem zweiten Druckraum 25.1 über die Rücklaufleitung 43.1 und das Steuerventil 32.1 sowie 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 weiteres Rückschlagventil 46.1 angeordnet.From the first pressure chamber 24.1 leads a return channel 40.1 to the control valve 32.1. An isolatable by a check valve 41.1 oil passage 42.1 is also in communication 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 32a.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 or is in the final extended upper position and is hydraulically locked there. As a result, the connecting rod 6.1 is in its extended position. From the second pressure chamber 25.1 leads a return line 43.1 to the control valve 32.1. In the position of the control valve 32.1 shown in FIG. 2, engine oil can flow out of the second pressure chamber 25.1 via the return line 43.1 and the control valve 32.1 as well as the outlet 44.1 into the crankcase. In the outgoing from the second pressure chamber 25.1 to the control valve 32.1 oil passage 45.1 another check valve 46.1 is arranged.

Wird aber nunmehr der Druck des in die hydraulische Schaltung 26.1 einströmenden Motoröls über die Ölpumpe des Verbrennungsmotors erhöht, kommt es zu einem Verschieben des Stellkolbens 32a. 1 im Steuerventil 32.1 entgegen der Kraft der Druckfeder 32b. 1. Hierdurch wird der erste Rücklaufkanal 40.1 geöffnet und das Motoröl kann aus dem ersten Druckraum 24.1 über den Kanal 31.1 und die Rückstromdrossel 30.1 abfließen. Hierdurch sinkt der Verstellkolben 21.1 ab. 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, und die Pleuelstange 6.1 nimmt ihre kurze Stellung ein. Diese eingefahrene Stellung ist vorteilhaft bei Volllast, wohingegen die ausgefahrene Stellung entsprechend Fig. 2 für den Teil- und Niedriglastbetrieb vorteilhaft ist.However, if the pressure of the engine oil flowing into the hydraulic circuit 26.1 is now increased via the oil pump of the internal combustion engine, the actuating piston 32a is displaced. 1 in the control valve 32.1 against the force of the compression spring 32b. 1. 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 via the channel 31.1 and the return flow throttle 30.1. As a result, the adjusting piston 21.1 decreases. 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, 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, and the connecting rod 6.1 assumes its short position. This retracted position is advantageous at full load, whereas the extended position shown in FIG. 2 for the partial and low load operation is advantageous.

Hinsichtlich der weiteren Wirkungs- und Funktionsweise wird ergänzend auf die WO 2015/055582 A2 verwiesen, die den hier gezeigten Verstellmechanismus und Varianten hierzu im Detail 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 in detail the adjustment mechanism shown here and variants thereof, which may also be used.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht der Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 der längenverstellbaren Pleuelstange 6.1 aus Fig. 2 mit einem zweistufigen Verstellkolben 21.1, der in der Zylinderbohrung 22.1 längs beweglich verschiebbar ist. Die zwischen der Innenwandung 38.1 der Zylinderbohrung 22.1 und der Außenwandung 39.1 des Verstellkolbens 21.1 vorgesehene Dichtungseinrichtung 23.1 ist als Spaltdichtung 33.1 mit einem dehnbaren Kolbenkragens 34.1 ausgebildet, wobei das Spaltmaß S der Spaltdichtung 33.1 an der unten dargestellten ersten Stirnseite 27.1 und der zweiten Stirnseite 28.1 des Verstellkolbens 21.1 abhängig ist von der Aktivierung des dehnbaren Kolbenkragens 34.1 an der Außenwandung 38.1 des Verstellkolbens 21.1 im Bereich der ersten Stirnseite 27.1 bzw. der zweiten Stirnseite 28.1. Während das Spaltmaß S bei einem typischen Verstellkolben 21.1 einer Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 für eine teleskopierbare Pleuelstange 6.1 mit einem Durchmesser zwischen 12 und 20 mm mindestens 30 μm beträgt, reduziert ein dehnbarer Kolbenkragen 34.1 das Spaltmaß S im Bereich des dehnbaren Kolbenkragens 34.1 auf unter 10 μm, so dass die Spaltdichtung 33.1 das im Druckraum 24.1 bzw. 25.1 vorhandene Motoröl daran hindert durch die Spaltdichtung 33.1 hindurch zu strömen, um so ein Absinken des Verstellkolbens 21.1 bei einer Druckbeaufschlagung durch die längenverstellbare Pleuelstange 6.1 zu verhindern. In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform des Verstellkolbens 21.1 ist der dehnbare Kolbenkragen 34.1 als ringförmiger Fortsatz einteilig mit dem Körper des Verstellkolbens 21.1 ausgebildet. Bei einer Druckbeaufschlagung durch das im ersten Druckraum 24.1 befindliche Motoröl (entsprechend der in Fig. 3 dargestellten Pfeile) wird der dehnbare Kolbenkragen 34.1 in Richtung der Zylinderbohrung 22.1 gedrückt, so dass sich in diesem Bereich das Spaltmaß S der Spaltdichtung 33.1 verringert. Bei einem Wechsel der Druckbeaufschlagung entspannt sich der dehnbare Kolbenkragen 34.1 wieder und das im ersten Druckraum 24.1 vorhandene unter hohem Systemdruck stehende Motoröl strömt zumindest teilweise durch die Spaltdichtung 33.1 in den zweiten Druckraum 25.1 und spült die in dem Spalt vorhandenen Partikel aus dem Motoröl aus der Spaltdichtung 33.1 heraus. Beim Wechsel zu einer zusammengedrückten Pleuelstange 6.1 wird der zweite Druckraum 25.1 über das Steuerventil 32.1 mit Motoröl gefüllt und der an der zweiten Stirnseite 28.1 vorgesehene dehnbare Kolbenkragen 34.1 wird über die in dem Druckraum 25.1 wirkende hydraulische Kraft des Motoröls nach außen gedrückt und verengt das Spaltmaß S der Spaltdichtung 33.1 in diesem bidirektional wirkenden Verstellkolben 21.1.Fig. 3 shows a sectional view of the cylinder-piston unit 20.1 of the length-adjustable connecting rod 6.1 of FIG. 2 with a two-stage adjusting piston 21.1, which is longitudinally movable in the cylinder bore 22.1. The sealing device 23.1 provided between the inner wall 38.1 of the cylinder bore 22.1 and the outer wall 39.1 of the adjusting piston 21.1 is designed as a gap seal 33.1 with a stretchable piston collar 34.1, wherein the gap dimension S of the gap seal 33.1 on the first end face 27.1 and the second end face 28.1 of the adjusting piston shown below 21.1 is dependent on the activation of the expandable piston collar 34.1 on the outer wall 38.1 of the adjusting piston 21.1 in the region of the first end face 27.1 or the second end face 28.1. While the gap dimension S in a typical adjusting piston 21.1 of a cylinder-piston unit 20.1 for a telescopic connecting rod 6.1 with a diameter between 12 and 20 mm is at least 30 .mu.m, an expandable piston collar 34.1 reduces the gap S in the region of the extensible piston collar 34.1 to below 10 .mu.m, so that the gap seal 33.1 prevents the engine oil present in the pressure chamber 24.1 or 25.1 from flowing through the gap seal 33.1 in order to prevent the adjustment piston 21.1 from dropping when pressure is applied by the length-adjustable connecting rod 6.1. In the embodiment of the adjusting piston 21.1 shown in FIG. 3, the expandable piston collar 34.1 is designed as an annular extension in one piece with the body of the adjusting piston 21.1. When pressure is applied by the engine oil located in the first pressure chamber 24.1 (corresponding to the arrows shown in FIG. 3), the expandable piston collar 34.1 is pressed in the direction of the cylinder bore 22.1, so that the gap S of the gap seal 33.1 is reduced in this area. When changing the pressurization of the expandable piston collar 34.1 relaxes and the existing in the first pressure chamber 24.1 under high system pressure engine oil flows at least partially through the gap seal 33.1 in the second pressure chamber 25.1 and flushes the particles present in the gap from the engine oil from the gap seal 33.1 out. When changing to a compressed connecting rod 6.1, the second pressure chamber 25.1 is filled via the control valve 32.1 with engine oil and provided on the second end face 28.1 expandable piston collar 34.1 is pressed over the force acting in the pressure chamber 25.1 hydraulic force of the engine oil to the outside and narrows the gap size S. the gap seal 33.1 in this bidirectionally acting adjusting piston 21.1.

Eine zweite Ausführungsform eines Verstellkolbens 21.1 der Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 der längenverstellbaren Pleuelstange 6.1 ist in Fig. 4 gezeigt. Dieser wiederum bidirektional wirkendeA second embodiment of an adjusting piston 21.1 of the cylinder-piston unit 20.1 of the length-adjustable connecting rod 6.1 is shown in FIG. This again bidirectional acting

Verstellkolben 21.1 weist sowohl an der ersten Stirnseite 27.1 als auch an der zweiten Stirnseite 28.1 einen dehnbaren Kolbenkragen 34.1 auf. Der dehnbare Kolbenkragen 34.1 ist entsprechend der Ausführungsform des Verstellkolbens 21.1 in Fig. 3 einteilig mit dem Verstellkolben 21.1 an dessen Außenwandung 39.1 ausgebildet, wobei dieser Verstellkolben 21.1 lediglich mittels einer umlaufenden Tasche 35.1 in der ersten Stirnseite 27.1 bzw. der zweiten Stirnseite 28.1 von dem dehnbaren Kolbenkragen 34.1 getrennt ist. Die Taschen 35.1 an der ersten Stirnseite 27.1 und der zweiten Stirnseite 28.1 können bei der Herstellung einfach als schmale, tiefe und ringförmige oder ringabschnittsförmige Einstiche eingearbeitet werden. Im Gegensatz zu dem in der Fig. 3 gezeigten wannenförmigen Zwischenraum des dehnbaren Kolbenkragens 34.1 begrenzen die an der ersten Stirnseite 27.1 und der zweiten Stirnseite 28.1 vorgesehenen Taschen 35.1 eine Vergrößerung des Motorölvolumens im ersten Druckraum 24.1 bzw. dem zweiten Druckraum 25.1. Die Begrenzung des kompressiblen Motorölvolumens im ersten Druckraum 24.1 und dem zweiten Druckraum 25.1 vermeidet einen negativen Einfluss des Motorölvolumens auf das Absinken des Verstellkolbens 21.1 in den ersten Druckraum 24.1 bzw. den zweiten Druckraum 25.1.Adjusting piston 21.1 has a stretchable piston collar 34.1 both on the first end face 27.1 and on the second end face 28.1. According to the embodiment of the adjusting piston 21.1 in FIG. 3, the expandable piston collar 34.1 is formed integrally with the adjusting piston 21.1 on its outer wall 39.1, wherein this adjusting piston 21.1 is only expandable by means of a circumferential pocket 35.1 in the first end side 27.1 or the second end side 28.1 Piston collar 34.1 is separated. The pockets 35.1 on the first end face 27.1 and the second end face 28.1 can be easily incorporated in the production as narrow, deep and annular or ring-shaped recesses. In contrast to the trough-shaped intermediate space of the expandable piston collar 34.1 shown in FIG. 3, the pockets 35.1 provided on the first end side 27.1 and the second end side 28.1 limit an enlargement of the engine oil volume in the first pressure chamber 24.1 or the second pressure chamber 25.1. The limitation of the compressible engine oil volume in the first pressure chamber 24.1 and the second pressure chamber 25.1 avoids a negative influence of the engine oil volume on the decrease of the adjusting piston 21.1 in the first pressure chamber 24.1 and the second pressure chamber 25.1.

In der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform des Verstellkolbens 21.1 drückt das Motoröl aus dem ersten Druckraum 24.1 entsprechend der Pfeilrichtung in die ringförmige Tasche 35.1 an der ersten Stirnseite 27.1 und drückt den dehnbaren Kolbenkragen 34.1 in Richtung der Zylinderbohrung 22.1, so dass sich das Spaltmaß S der Spaltdichtung 33.1 reduziert und die Dichtwirkung gegen einen Leckagestrom durch die Spaltdichtung 33.1 aus dem ersten Druckraum 24.1 reduziert wird und die längenverstellbare Pleuelstange 6.1 in der ausgefahrenen Position gehalten wird, trotz eines Systemdrucks in der ersten Druckraum 24.1 von bis zu 3.000 bar.In the embodiment of the adjusting piston 21.1 shown in FIG. 4, the engine oil from the first pressure chamber 24.1 presses in the annular pocket 35.1 at the first end side 27.1 and presses the expandable piston collar 34.1 in the direction of the cylinder bore 22.1, so that the gap dimension S the gap seal 33.1 reduced and the sealing effect against a leakage flow through the gap seal 33.1 from the first pressure chamber 24.1 is reduced and the length-adjustable connecting rod 6.1 is held in the extended position, despite a system pressure in the first pressure chamber 24.1 of up to 3,000 bar.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform eines Verstellkolbens 21.1 der Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 der Pleuelstange 6.1 aus Fig. 2 in einer Schnittansicht gezeigt. Dieser Verstellkolben 21.1 ist lediglich einseitig mit einem dehnbaren Kolbenkragen 34.1 ausgebildet und wird bevorzugt in einer einseitig wirkenden Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 eingesetzt. Dabei ist der dehnbare Kolbenkragen 34.1 als dünne Hülse 36.1 ausgebildet, die separat vom Verstellkolben 21.1 hergestellt ist und bevorzugt auf eine Stufe 37.1 im Verstellkolben 21.1 fixiert ist und einen Teil der Außenwandung 39.1 des Verstellkolbens 21.1 ausbildet. Zwischen der dünnwandigen Hülse 36.1 und dem Verstellkolben 21.1 ist zwischen der Stufe 37.1 und der ersten Stirnseite 27.1 wieder eine umlaufende schmale ringförmige Tasche 35.1 oder mehrere Abschnitte der Tasche 35.1 ausgebildet, die ein Einströmen des Motoröls aus dem ersten Druckraum 24.1 und damit ein zumindest bereichsweises Aufdehnen des als Hülse 26.1 ausgebildeten dehnbaren Kolbenkragen 34.1 ermöglicht. Auch hier wird durch die Aktivierung des dehnbaren Kolbenkragens 34.1 wieder das Spaltmaß S der Spaltdichtung 33.1 verringert und die Dichtwirkung gegenüber dem ersten Druckraum 24.1 erhöht.FIG. 5 shows a further embodiment of an adjusting piston 21.1 of the cylinder-piston unit 20.1 of the connecting rod 6.1 from FIG. 2 in a sectional view. This adjusting piston 21.1 is formed only on one side with a stretchable piston collar 34.1 and is preferably used in a unilaterally acting cylinder-piston unit 20.1. In this case, the expandable piston collar 34.1 is formed as a thin sleeve 36.1, which is manufactured separately from the adjusting piston 21.1 and is preferably fixed to a stage 37.1 in the adjusting piston 21.1 and forms part of the outer wall 39.1 of the adjusting piston 21.1. Between the thin-walled sleeve 36.1 and the adjusting piston 21.1 between the step 37.1 and the first end side 27.1 again a circumferential narrow annular pocket 35.1 or more portions of the pocket 35.1 is formed, which is an inflow of engine oil from the first pressure chamber 24.1 and thus an at least regional expansion of the sleeve 26.1 designed as a stretchable piston collar 34.1 allows. Again, the gap S of the gap seal 33.1 is reduced by the activation of the expandable piston collar 34.1 again and increases the sealing effect compared to the first pressure chamber 24.1.

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 kleine Pleuelauge 10.1.10.2.10.3 Kolbenbolzen II Kurbelwellenketterad 12 Steuerkette 13 Nockenwellenkettenrad 14 Nockenwelle 15 Spannschiene 16 Kettenspanner 17.1 Pleuelstangenkopf 18.1 erstes Pleuelteil 19.1 zweites Pleuelteil 19a.1 Deckel 20.1 Zylinder-Kolben-Einheit 21.1 Verstellkolben 22.1 Zylinderbohrung 23.1 Dichtungseinrichtung 24.1 erster Druckraum 25.1 zweiter Druckraum 26.1 hydraulische Schaltung 27.1 erste Stirnseite 28.1 zweite Stirnseite 29.1 Ölversorgungskanal 30.1 Rückströmdrossel 31.1 Kanal 32.1 Steuerventil 32a.1 Stellkolben 32b.1 Druckfeder 33.1 Spaltdichtung 34.1 dehnbarer Kolbenkragen 35.1 Tasche 36.1 Hülse 37.1 Stufe 38.1 Innenwandung 39.1 Außenwandung 40.1 Rücklaufkanal 41.1 Rückschlagventil 42.1 Ölkanal 43.1 Rücklaufleitung 44.1 Auslass 45.1 Ölkanal 46.1 RückschlagventilList of Reference Symbols 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 chain wheel 12 Timing chain 13 Camshaft sprocket 14 Camshaft 15 Clamping rail 16 Chain tensioner 17.1 Connecting rod end 18.1 First connecting rod 19.1 Second connecting rod 19a.1 Lid 20.1 Cylinder-piston unit 21.1 Adjusting piston 22.1 Cylinder bore 23.1 Sealing device 24.1 First pressure chamber 25.1 Second pressure chamber 26.1 hydraulic circuit 27.1 first end face 28.1 second end face 29.1 oil supply channel 30.1 return flow restrictor 31.1 channel 32.1 control valve 32a.1 actuating piston 32b.1 compression spring 33.1 gap seal 34.1 expandable piston collar 35.1 pocket 36.1 sleeve 37.1 stage 38.1 inner wall 39.1 outer wall 40.1 return channel 41.1 check valve 42.1 oil channel 43.1 return line 44.1 Outlet 45.1 Oil channel 46.1 Check valve

Dw WandstärkeDw wall thickness

Vh HubvolumenVh stroke volume

Vc Kompressionsvolumen HC Kompressionshöhe HK Hubweg ri Innendurchmesser ra Außendurchmesser S Spaltmaß ε Verdichtungsverhältnis n Drehzahl T TemperaturVc Compression volume HC Compression height HK Stroke ri Inner diameter ra Outer diameter S Gap ε Compression ratio n Speed T Temperature

Claims

claims

1. length-adjustable connecting rod (6.1) for an internal combustion engine (1), in particular a gasoline engine, with a first connecting rod (18.1) and a second connecting rod (19.1), the first connecting rod (18.1) has a small connecting rod (9.1) for receiving a piston pin (10.1) and the second connecting rod part (19.1) has a large connecting rod eye (8.1) for receiving a crankshaft journal (7.1), wherein the first connecting rod part (18.1) relative to the second connecting rod part (19.1) is movable to the distance between the large connecting rod eye (8.1) and the small connecting rod eye (9.1) and with at least one cylinder-piston unit (20.1) to adjust the first connecting rod part (18.1) relative to the second connecting rod part (19.1), the cylinder-piston unit ( 20.1) comprises a cylinder bore (22.1), an adjusting piston (21.1) arranged longitudinally movably in the cylinder bore (22.1), at least one first pressure chamber (24.1) provided in the cylinder bore (22.1) for receiving engine oil of the internal combustion engine, the pressure chamber (24.1) is bounded on one side by the movable adjusting piston (21.1), and a sealing device (23.1) arranged between an outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and an inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) characterized in that the sealing device (23.1) is designed as a gap seal (33.1) with an expandable piston collar (34.1), the expandable piston collar (34.1) being formed on the side of the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) facing the pressure chamber (24.1) is.

2. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to claim 1, characterized in that the expandable piston collar (34.1) is hydraulically actuated, preferably from the first pressure chamber (24.1) recorded engine oil is hydraulically actuated.

3. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to claim 1 or 2, characterized in that the adjusting piston (21.1) has a first pressure chamber (24.1) limiting first end face (27.1) and the expandable piston collar (34.1) of at least one in the first end face (27.1) provided pocket (35.1) is formed.

4. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to claim 1 or 2, characterized in that the adjusting piston (21.1) has a first pressure chamber (24.1) limiting the first end face (27.1) and the expandable piston collar (34.1) of a first end face (27.1 ) is formed surrounding sleeve (36.1).

5. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the adjusting piston (21.1) of the cylinder-piston unit (20.1) is designed as a bidirectional adjusting piston (21.1), wherein in the cylinder bore (22.1 ) longitudinally movably arranged adjusting piston (21.1) forms a first pressure chamber (24.1) and a second pressure chamber (25.1) for receiving engine oil and each limited on one side.

6. length-adjustable connecting rod (6.1) according to claim 5, characterized in that the adjusting piston (21.1) on the first end faces (27.1), which limits the first pressure chamber (24.1), and on a second end face (28.1), the second pressure chamber (25.1) limited, each having an expandable piston collar (34.1).

7. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the gap seal (33.1) between the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and the inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) has a gap (S ) of at least 30 μm, preferably of at least 50 μm.

8. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the expandable piston collar (34.1) between the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and the inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) in the activated state a gap (S) of at most 10 .mu.m, preferably of at most 5 .mu.m.

9. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first connecting rod part (18.1) with the adjusting piston (21.1) of the cylinder-piston unit (20.1) is connected and the second connecting rod part (19.1) Cylinder bore (22.1) of the cylinder-piston unit (20.1) has.

10. Use of a cylinder-piston unit (20.1) with a sealing device (23.1) for a length-adjustable connecting rod (6.1) of an internal combustion engine (1) with a first connecting rod part (18.1) and a second connecting rod part (19.1), which by means of the cylinder Piston unit (20.1) are adjustable to move the first Pleuelteil (18.1) relative to the second Pleuelteil (19.1), the cylinder-piston unit (20.1) comprises a cylinder bore (22.1), one in the cylinder bore (22.1) along movably arranged adjusting piston (21.1), at least one in the cylinder bore (22.1) provided first pressure chamber (24.1) and between the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and the inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) arranged sealing means (23.1) , characterized in that the sealing device (23.1) as a gap seal (33.1) with a stretchable piston collar (34.1) is formed, wherein the expandable piston collar (34.1) on the first Druc kraum (24.1) facing side of the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) is formed.

11. 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) length-adjustable connecting rod (6.1 ) (6.1,6.2,6.3) according to one of claims 1 to 9.

12. internal combustion engine (1) according to claim 11, characterized in that the cylinder-piston unit (20.1) of the length-adjustable connecting rod (6.1,6.2,6.3) to the engine oil hydraulics of the internal combustion engine (1) is connected.

13. internal combustion engine (1) according to claim 11 or 12, characterized in that the system pressure of the engine oil in the first pressure chamber (24.1) of the cylinder-piston unit (20.1) between 1,000 and 3,000 bar, preferably between 2,000 and 2,500 bar is.

14. internal combustion engine (1) according to one of claims 11 to 13, characterized in that a timing drive with at least one timing chain (12), a clamping and / or guide rail (15), and / or a chain tensioner (16) is provided the crankshaft (4) with the at least one camshaft (14) of the internal combustion engine (1) connects.