AT519306B1

AT519306B1 - Length adjustable connecting rod with a cylinder-piston unit with gap seal, oil reservoir, oil filter and oil scraper

Info

Publication number: AT519306B1
Application number: ATA50919/2017A
Authority: AT
Inventors: Kai Arens Dr; Riba Zóltan; Bodensteiner Martin; Latz Steffen; Heller Malte
Original assignee: Avl List Gmbh; Iwis Motorsysteme Gmbh & Co Kg
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2017-11-03
Publication date: 2019-01-15
Also published as: AT519306A2; DE102016120963A1; AT519306A3

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 ersten 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) umfasst dabei eine Spaltdichtung (33.1), ein Ölreservoir (34.1), einen Ölfilter (36.1) und einen Ölabstreifer (35.1), wobei der Ölabstreifer (35.1) an dem dem ersten Druckraum (24.1) zugewandten Ende der Außenwandung (39.1) und das Ölreservoir (34.1) an der Außenwandung (39.1) zwischen Ölabstreifer (35.1) und Spaltdichtung (33.1) angeordnet ist und das Ölreservoir (34.1) über den Ölfilter (36.1) mit dem ersten Druckraum (24.1) in Fluidverbindung steht.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) relative to the first connecting rod part (18.1) 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 first pressure chamber (24.1) provided in the cylinder bore (22.1) and one 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). The sealing device (23.1) comprises a gap seal (33.1), an oil reservoir (34.1), an oil filter (36.1) and an oil scraper (35.1), wherein the oil scraper (35.1) at the end of the outer wall facing the first pressure chamber (24.1) ( 39.1) and the oil reservoir (34.1) on the outer wall (39.1) between the oil scraper (35.1) and gap seal (33.1) is arranged and the oil reservoir (34.1) via the oil filter (36.1) in fluid communication with the first pressure chamber (24.1).

Description

Beschreibungdescription

LÄNGENVERSTELLBARE PLEUELSTANGE MIT EINER ZYLINDER-KOLBEN-EINHEIT MIT SPALTDICHTUNG, ÖL-RESERVOIR, ÖLFILTER UND ÖLABSTREIFERLENGTH-ADJUSTABLE CONNECTING BAR WITH A CYLINDER PISTON UNIT WITH CLIP GASKET, OIL RESERVOIR, OIL FILTER AND OIL SCREENER

[0001] 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 der Außenwandung des Verstellkolbens und der 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, with a first connecting rod, a second connecting rod and at least one cylinder-piston unit to adjust the first connecting rod relative to the second connecting rod, the cylinder-piston unit comprises a Cylinder bore, a longitudinally movably arranged in the cylinder bore adjusting piston, at least one provided in the cylinder bore pressure chamber and arranged between the outer wall of the adjusting piston and the 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.

[0002] 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. E. the ratio of the total volume before compression to the compression volume (ε = (stroke volume Vh + compression volume Vc) / compression volume Vc). As the compression ratio increases, the thermal efficiency increases. The increase in the thermal efficiency via the compression ratio is degressive, but still relatively strong in the range of today's usual values.

[0003] In der Praxis kann das Verdichtungsverhältnis nicht beliebig gesteigert werden, da ein zu hohes Verdichtungsverhältnis zu einer unbeabsichtigten Selbstentzündung des Verbren-nungsgemischs durch Druck- und Temperaturerhöhung führt. Diese frühzeitige Verbrennung führt nicht nur zu einem unruhigen Lauf und dem sogenannten Klopfen bei Ottomotoren, sondern kann auch zu Bauteilschäden am Motor führen. Im Teillastbereich ist die Gefahr der Selbstentzündung 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.In practice, the compression ratio can not be increased arbitrarily, since too high a compression ratio leads to an inadvertent spontaneous combustion of the combustion mixture by increasing the pressure and temperature. This early combustion not only leads to a troubled run and the so-called knocking in gasoline engines, but can also lead to component damage to the engine. In the partial load range, the risk of spontaneous combustion 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.

[0004] Für die Realisierung eines variablen Verdichtungsverhältnisses (VCR) existieren unterschiedliche Lösungen, mit denen die Lage des Hubzapfens der Kurbelwelle oder des Kolbenbolzens des Motorkolbens verändert oder die effektive Länge der Pleuelstange variiert wird. Hierbei gibt es jeweils Lösungen für eine kontinuierliche und diskontinuierliche Verstellung der Bauteile. Eine kontinuierliche Verstellung ermöglicht eine optimale Reduzierung des CO2-Ausstoßes und des Verbrauchs aufgrund eines für jeden Betriebspunkt einstellbaren Verdichtungsverhältnisses.For the realization of a variable compression ratio (VCR) exist different solutions with which the position of the crank pin or the piston pin of the engine piston changes or the effective length of the connecting rod is varied. There are always solutions for a continuous and discontinuous adjustment of the components. Continuous adjustment allows optimal reduction of CO2 emissions and consumption due to a compression ratio that can be set for each operating point.

[0005] 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 CO2-Ausstoß.In contrast, allows a discontinuous adjustment with two trained as end stops the adjustment stages design and operational advantages and still allows compared to a conventional crank mechanism significant savings in consumption and CO2 emissions.

[0006] 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 movable connecting rod parts, 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.

[0007] 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 mechani- schen 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 permits adjustment of the compression ratio. In this case, a fixation of the eccentric in one or the other end position of the pivoting area by means of a mechanical locking takes place. DE 10 2005 055 199 A1 likewise discloses the mode of operation of a length-variable connecting rod with which different compression ratios are made possible. The realization is also done here via an eccentric in the small connecting rod, which is fixed in position by two hydraulic cylinders with variable resistance.

[0008] Die WO 2013/092364 A1 beschreibt eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Stangenteilen, wobei ein Stangenteil einen Zylinder und das zweite Stangenteil ein längsverschiebbares Kolbenelement ausbildet. Zwischen dem Verstellkolben des ersten Stangenteils und dem Zylinder des zweiten Stangenteils ist ein Hochdruckraum ausgebildet, der über einen 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.

[0009] 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 Rückschlagventile mit Motoröl versorgt, wobei die 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 in die Druckräume erforderlich.According to WO 2015/055582 A2, the compression ratio in the internal combustion engine is to 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 check valves, whereby the supply of engine oil takes place via the lubrication of the connecting rod bearing. For this purpose, an oil passage from the crankshaft journal over the connecting rod bearing to the connecting rod and there via the check valves in the pressure chambers is required.

[0010] Ist die Pleuelstange in der langen Position, befindet sich kein Motoröl in der 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 in dieser Richtung hydraulisch gesperrt.If the connecting rod 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.

[0011] In der kurzen Stellung des Pleuels drehen sich die Verhältnisse um. Der untere Druckraum ist leer, die 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.

[0012] Die Pleuellänge kann zweistufig verstellt werden, indem eine 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 Versor- gungsdruck angesteuert.The connecting rod length can be adjusted in two stages by one of the two pressure chambers is emptied. 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 here by the supply pressure.

[0013] 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. Axial 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. Axial 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.

[0014] Die in einem Verbrennungsmotor von einer Pleuelstange zu übertragenden Kräfte sind beträchtlich, weshalb auch die Drücke in den Druckraum des Verstellmechanismus erheblich sein können. Angesichts der hohen Innendrücke bei einem solchen Verstellmechanismus ist die Dauerfestigkeit der verwendeten Werkstoffe problematisch, aber auch die Konstruktion des Verstellmechanismus im Hinblick auf den geringen Bauraum.The forces to be transmitted in a combustion engine by a connecting rod are considerable, which is why the pressures in the pressure chamber of the adjusting mechanism can be considerable. In view of the high internal pressures in such an adjustment mechanism, the fatigue strength of the materials used is problematic, but also the construction of the adjustment mechanism in view of the small installation space.

[0015] Ein weiterer Aspekt einer längenverstellbaren Pleuelstange mit einer Zylinder-KolbenEinheit 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 powered by the engine oil of the engine, the viscosity decreases not only with the operating temperature but also with increasing operating time and in the harmful particles are registered in the adjusting 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.

[0016] Im Hinblick auf die extremen Druckdifferenzen in den Druckräumen einer ZylinderKolben-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 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 ZylinderKolben-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 konstuktionsbe-dingt 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 ZylinderKolben-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 dem 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 engine, in conventional length-adjustable connecting rods touching 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 designs 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 almost avoid a 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.

[0017] 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 Zylin-der-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 wechselndenAlthough in many areas of the art reciprocating machines are well known and optimized in the automotive industry reciprocating engines resistant, improved and developed, the sealing situation in cylinder-piston units length adjustable connecting rods despite extensive development and research continues unsatisfactory, 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, contacting piston seals in a cylinder-and-piston unit of length-adjustable connecting rods are subjected to increased stress due to the small available installation space, the extreme temperature load due to extremely high pressures and changing wear, in addition to wear from the metallic contact

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 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.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 of 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.

[0018] 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 an object of the invention to provide a length-adjustable connecting rod with a cylinder-piston unit with an improved sealing device, which allows an improved permanent sealing effect despite high pressure differences, low space, high temperature loads and contamination of the engine oil.

[0019] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Dichtungseinrichtung eine Spaltdichtung, ein Ölreservoir, einen Ölfilter und einen Ölabstreifer umfasst, wobei der Ölabstreifer an dem ersten Druckraum zugewandten Ende der Außenwandung und in einem Abstand zur ersten Stirnseite angeordnet und das Ölreservoir an der Außenwandung zwischen Ölabstreifer und Spaltdichtung angeordnet ist, und wobei das Ölreservoir über den Ölfilter mit dem ersten Druckraum in Fluidverbindung steht. Der Ölabstreifer, der umlaufend an dem ersten Druckraum zugewandten Ende der Außenwandung angeordnet ist und in Kontakt mit der Innenwandung der Zylinderbohrung steht, verhindert das Eindringen von Rußpartikeln, Spänen und anderen Schmutzteilen aus dem Motoröl in den Spalt der Spaltdichtung, so dass der Spalt der berührungslosen Spaltdichtung relativ klein gewählt werden kann. Bei einer Bewegung des Verstellkolbens in der Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit entsteht hinter dem Ölabstreifer ausgehend von den hohen Systemdrücken in einer solchen Zylinder-Kolben-Einheit ein hoher Unterdruck, der ohne einen Druckausgleich parallel zum Ölabstreifer zu einem einseitigen Ausreißen des am Verstellkolben angeordneten Ölabstreifers oder gar zu einem vollständigen Einziehen des Ölabstreifers in die Spaltdichtung und einem nachfolgenden Ausfall der Zylinder-Kolben-Einheit führen kann. Daher ist zwischen dem Ölabstreifer und der eigentlichen Spaltdichtung der Dichtungseinrichtung ein Ölreservoir vorgesehen, das über einen Ölfilter mit dem ersten Druckraum in Fluidverbindung steht. Dieser parallel zum Ölabstreifer angeordnete Bypass verhindert durch einen schnellen Druckausgleich ein Einziehen des Ölabstreifers in die Spaltdichtung, wobei zwischen Ölreservoir und dem ersten Druckraum ein Ölfilter vorgesehen ist, um ein Einströmen von Partikeln aus dem Motoröl in das Ölreservoir und schlussendlich in die Spaltdichtung zu verhindern. Da diese erfindungsgemäße Dichtungseinrichtung einen Eintrag von Rußpartikeln und Spänen aus dem Motoröl mittels des Ölabstreifers und des Ölfilters verhindert, kann der Spalt der Spaltdichtung relativ klein gewählt werden und so eine sehr gute Dichtwirkung erzielt werden.The object is achieved in that the sealing device comprises a gap seal, an oil reservoir, an oil filter and a Ölabstreifer, wherein the oil scraper at the first pressure chamber facing the end of the outer wall and arranged at a distance from the first end face and the oil reservoir at the Outside wall between the oil scraper and gap seal is arranged, and wherein the oil reservoir is in fluid communication with the first pressure chamber via the oil filter. The oil scraper, which is arranged circumferentially at the first pressure chamber facing the end of the outer wall and is in contact with the inner wall of the cylinder bore, prevents the penetration of soot particles, chips and other dirt particles from the engine oil into the gap of the gap seal, so that the gap of the non-contact Gap seal can be chosen relatively small. During a movement of the adjusting piston in the cylinder bore of the cylinder-piston unit arises behind the oil scraper, starting from the high system pressures in such a cylinder-piston unit, a high negative pressure, which arranged without pressure equalization parallel to the oil scraper to a one-sided tearing of the adjusting piston Oil scraper or even a complete retraction of the oil scraper in the gap seal and a subsequent failure of the cylinder-piston unit can result. Therefore, an oil reservoir is provided between the oil scraper and the actual gap seal of the sealing device, which is in fluid communication with the first pressure chamber via an oil filter. This arranged parallel to the oil scraper bypass prevents by a rapid pressure equalization, a retraction of the oil scraper in the gap seal, between oil reservoir and the first pressure chamber, an oil filter is provided to prevent an influx of particles from the engine oil into the oil reservoir and finally into the gap seal. Since this sealing device according to the invention prevents an entry of soot particles and chips from the engine oil by means of the oil scraper and the oil filter, the gap of the gap seal can be chosen to be relatively small and thus a very good sealing effect can be achieved.

[0020] Üblicherweise sind der Verstellkolben und die Zylinderbohrung der Zylinder-KolbenEinheit rotationssymmetrisch ausgebildet, aber nicht auf eine solche geometrische Form beschränkt. Eine längenverstellbare Pleuelstange gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst auch ovale, mehreckige oder anderweitige Querschnittsformen des Verstellkolbens und der Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit.Usually, the adjusting piston and the cylinder bore of the cylinder-piston unit are rotationally symmetrical, but not limited to such a geometric shape. A length-adjustable connecting rod according to the present invention also includes oval, polygonal or other cross-sectional shapes of the adjusting piston and the cylinder bore of the cylinder-piston unit.

[0021] Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, dass das Ölreservoir als eine an der Außenwandung umlaufende Nut ausgebildet ist. Die umlaufende Nut an der Außenwandung des Verstellkolbens ermöglicht eine einfache Herstellung des Ölreservoirs zwischen Ölabstreifer und Spaltdichtung und gleichzeitig auch eine gute Einbindung eines Ölfilters.An expedient embodiment provides that the oil reservoir is formed as a circumferential groove on the outer wall. The circumferential groove on the outer wall of the adjusting allows easy production of the oil reservoir between the oil scraper and gap seal and at the same time a good integration of an oil filter.

[0022] Für eine sichere Versorgung des Ölreservoirs mit Motoröl können zwischen dem erstenFor a secure supply of the oil reservoir with engine oil can between the first

Druckraum und dem Ölreservoir mindestens ein Ölzulaufkanal, bevorzugt mindestens zwei Ölzulaufkanäle, vorgesehen sein. Eine sinnvolle Ausbildung sieht dabei vor, dass der Ölfilter im Ölreservoir angeordnet ist und den mindestens einen Zulaufkanal gegenüber dem Ölreservoir abgrenzt. Die Lage des Ölfilters vor dem Auslauf des mindestens einen Ölzulaufkanals im Ölreservoir ermöglicht eine sichere Anordnung und Positionierung des Ölfilters sowie eine sichere Funktion der Filtrierung des gesamten aus dem ersten Druckraum in das Ölreservoir einströmenden Motoröls. Eine einfache Variante sieht dabei vor, dass der Ölfilter zylinderförmig ausgebildet ist und als Filterring im Ölreservoir eine große Filterfläche gegenüber dem Ölzulaufkanal ausbildet.Pressure chamber and the oil reservoir at least one oil inlet channel, preferably at least two oil inlet channels may be provided. A useful training provides that the oil filter is arranged in the oil reservoir and delimits the at least one inlet channel with respect to the oil reservoir. The location of the oil filter before the outlet of the at least one oil inlet channel in the oil reservoir allows a secure arrangement and positioning of the oil filter and a secure function of filtering the entire from the first pressure chamber in the oil reservoir inflowing engine oil. A simple variant provides in this case that the oil filter is cylindrical and forms a filter surface in the oil reservoir a large filter surface with respect to the oil inlet channel.

[0023] Alternativ kann der Ölfilter an einer ersten, den ersten Druckraum begrenzenden, Stirnseite des Verstellkolbens zwischen dem ersten Druckraum und dem Ölzulaufkanal angeordnet sein. Die Anordnung des Ölfilters an der ersten Stirnseite reduziert zwar die Gefahr eines Zusetzen des Ölfilters durch Partikel aus dem Motoröl, jedoch ist die Größe des Ölfilters durch die Fläche der ersten Stirnseite und die notwendige Fixierung des Ölfilters und des Ölabstreifers im Randbereich der ersten Stirnseite begrenzt. Weiter ist die Anordnung des Ölfilters an der ersten Stirnseite im ersten Druckraum eine exponierte Lage und birgt Nachteile in der Funktionssicherheit. Darüber hinaus sind sowohl für die Anordnung und Ausbildung des Ölfilters als auch für das Ölreservoir andere konstruktive Lösungen denkbar, wobei neben einer guten Funktionalität und einem geringen Herstellungsaufwand auch auf eine geringstmögliche Zunahme des Motorölvolumens des Druckraums geachtet werden muss.Alternatively, the oil filter may be disposed at a first, the first pressure chamber limiting, end face of the adjusting between the first pressure chamber and the oil inlet channel. Although the arrangement of the oil filter on the first end face reduces the risk of clogging of the oil filter by particles from the engine oil, however, the size of the oil filter is limited by the surface of the first end face and the necessary fixation of the oil filter and the oil scraper in the edge region of the first end face. Next, the arrangement of the oil filter at the first end face in the first pressure chamber is an exposed position and involves disadvantages in the reliability. In addition, other constructive solutions are conceivable both for the arrangement and design of the oil filter as well as for the oil reservoir, in addition to good functionality and low production costs must be paid to a least possible increase in the engine oil volume of the pressure chamber.

[0024] Eine besondere Ausführungsform sieht vor, dass der Verstellkolben der Zylinder-KolbenEinheit als zweiseitig wirkender Verstellkolben ausgebildet ist, wobei der in dem 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 Verstellung des Hubs 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 Verstellung des Kolbenhubs, bzw. des Verdichtungsverhältnisses verwendet. Günstigerweise kann hier ein Stufenkolben eingesetzt werden, mittels dessen größerer Stirnseite bei entsprechender Druckbeaufschlagung die Pleuelstange in ihre ausgefahrene Stellung gedrückt wird. Aufgrund der vorherrschenden Kraftverhältnisse in einem Verbrennungsmotor reicht die kleinere Stirnfläche für die Verstellung in die entgegengesetzte Richtung üblicherweise aus. Dabei kann die Dichtungseinrichtung an der dem zweiten Druckraum zugewandten Seite der Außenwandung des Verstellkolbens einen zweiten Ölabstreifer aufweisen, wobei an der Außenwandung zwischen zweitem Ölabstreifer und Spaltdichtung ein zweites Ölreservoir angeordnet sein, und über einen zweiten Ölfilter mit dem zweiten Druckraum in Fluidverbindung stehen. Durch die Anordnung eines zweiten Ölabstreifers und eines zweiten Ölreservoirs mit Ölfilter auf der dem zweiten Druckraum zugewandten Seite der Spaltdichtung zwischen Außenwandung des Verstellkolbens und Innenwandung der Zylinderbohrung, ist auf beiden Seiten des zweiseitig wirkenden Verstellkolbens die Funktionssicherheit der erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung gewährleistet.A particular embodiment provides that the adjusting piston of the cylinder-piston unit is designed as a bidirectional adjusting piston, wherein the longitudinally movably arranged in the cylinder bore adjustment 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 adjustment of the stroke 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, and the compression ratio. Conveniently, here a stepped piston can be used, by means of which the larger end face is pressed with appropriate pressurization, the connecting rod in its extended position. Due to the prevailing force conditions in an internal combustion engine, the smaller end face usually suffices for the adjustment in the opposite direction. In this case, the sealing device on the side facing the second pressure chamber side of the outer wall of the adjusting piston have a second oil scraper, being arranged on the outer wall between the second oil scraper and gap seal a second oil reservoir, and are in fluid communication with the second pressure chamber via a second oil filter. By arranging a second oil scraper and a second oil reservoir with oil filter on the second pressure chamber side facing the gap seal between the outer wall of the adjusting and inner wall of the cylinder bore, the reliability of the sealing device according to the invention is ensured on both sides of the two-sided adjusting piston.

[0025] Eine sinnvolle Ausgestaltung der längenverstellbaren Pleuelstange sieht vor, dass die Spaltdichtung zwischen der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung derA useful embodiment of the length-adjustable connecting rod provides that the gap seal between the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the

Zylinderbohrung ein Spaltmaß von höchstens 20 μm, bevorzugt von höchstens 10 μm, aufweist. Bei einem Durchmesser des Verstellkolbens einer Zylinder-Kolben-Einheit einer längenverstell baren Pleuelstange von ca. 12 bis 18 mm, maximal 20 mm, ermöglicht ein derart geringes Spaltmaß der Spaltdichtung, d.h. des durchschnittlichen Abstands des umlaufenden Spalts zwischen Außenwandung des Verstellkolbens und Innenwandung der Zylinderbohrung, eine deutliche Verbesserung der Dichtwirkung und entsprechend der Leistung des Verbrennungsmotors durch die Begrenzung des Absinkens des Verstellkolbens in den Druckraum der ZylinderKolben-Einheit.Cylinder bore has a gap of at most 20 microns, preferably of at most 10 microns. At a diameter of the adjusting piston of a cylinder-piston unit of a length-adjustable ble connecting rod of about 12 to 18 mm, a maximum of 20 mm, allows such a small gap of the gap seal, i. the average distance of the circumferential gap between the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore, a significant improvement of 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 of the cylinder-piston unit.

[0026] Für einen einfachen Aufbau der längenverstellbaren Pleuelstange kann das erste Pleu- elteil mit dem Verstellkolben der Zylinder-Kolben-Einheit verbunden sein und das zweite Pleuelteil den Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit aufweisen.For a simple design 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.

[0027] Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung einer Zylinder-KolbenEinheit mit einer Dichtungseinrichtung für eine längenverstellbaren Pleuelstange eines Verbrennungsmotors mit einem ersten Pleuelteil und einem zweiten Pleuelteil, die mittels der Zylin-der-Kolben-Einheit verstellbar sind, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu bewegen, die Zylinder-Kolben-Einheit umfasst einen Zylinderbohrung, einen in dem Zylinderbohrung längs bewegbar angeordneten Verstellkolben, mindestens einen in den Zylinderbohrung vorgesehenen Druckraum und die zwischen der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung angeordneten Dichtungseinrichtung, wobei die Dichtungseinrichtung eine Spaltdichtung, ein Ölreservoir, einen Ölfilter und einen Ölabstreifer umfasst, der Ölabstreifer an dem ersten Druckraum zugewandten Ende der Außenwandung und das Ölreservoir an der Außenwandung zwischen Ölabstreifer und Spaltdichtung angeordnet ist, und wobei das Ölreservoir über den Ölfilter mit dem ersten Druckraum in Verbindung steht. Der Einsatz einer mittels Motoröl des Verbrennungsmotors hydraulisch verstellbaren ZylinderKolben-Einheit für eine längenverstellbare Pleuelstange mit einer solchen Spaltdichtung mit Ölreservoir und Ölabstreifer ermöglicht trotz der sehr kleinen Abmessung der Zylinder-KolbenEinheit und des extrem hohen Systemdrucks die Verwendung eines relativ kleinen Spaltmaßes der Spaltdichtung, da Rußpartikel und Späne aus dem Motoröl nicht in den Spalt gelangen können, um so eine für den hohen Systemdruck notwendige Dichtwirkung zu erzielen, die bei einer Belastung ein Einrücken des Verstellkolbens in den Druckraum und einen entsprechenden Leistungsverlust vermeidet. 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 Ausspülen der vom Motoröl eingetragenen Partikel zu ermöglichen, um 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 having a first connecting rod part and a second connecting rod part, which are adjustable by means of the cylinder-piston unit to the first To move connecting rod relative to the second Pleuelteil, the cylinder-piston unit comprises a cylinder bore, a longitudinally movably arranged in the cylinder bore adjusting piston, at least one provided in the cylinder bore pressure chamber and arranged between the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore sealing means, wherein the sealing device comprises a gap seal, an oil reservoir, an oil filter and an oil scraper, the oil scraper is arranged on the first pressure chamber facing the end of the outer wall and the oil reservoir on the outer wall between the oil scraper and gap seal, and wherein the oil reservoir communicates via the oil filter with the first pressure chamber. The use of an engine oil of the internal combustion engine hydraulically adjustable cylinder piston unit for a length-adjustable connecting rod with such a gap seal with oil reservoir and oil scraper allows despite the very small size of the cylinder-piston unit and the extremely high system pressure, the use of a relatively small gap size of the gap seal, as soot particles and chips from the engine oil can not get into the gap, so as to achieve a necessary for the high system pressure sealing effect, which avoids 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 size to keep the power loss at engagement of the adjusting piston in the pressure chamber and at the same time to allow rinsing of the motor oil registered particles to appropriate damage to to avoid the surfaces of the 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.

[0028] 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 bei der Verstellung und Arretierung des Verstellkolbens in der Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit zur Anwendung kommen. Die besondere Ausgestaltung der Dichtungseinrichtung mit einer Spaltdichtung, einem Ölabstreifer, einem Ölreservoir und einem Ölfilter verhindert, dass die im Motoröl vorhandenen Rußpartikel und Späne in den Spalt der Spaltdichtung eindringen und die Außenwandung des Verstellkolbens und die Innenwandung der Zylinderbohrung beschädigen.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 in the adjustment and locking of the adjusting piston in the cylinder bore of the cylinder-piston unit. The particular configuration of the sealing device with a gap seal, an oil scraper, an oil reservoir and an oil filter prevents the soot particles and chips present in the engine oil from penetrating into the gap of the gap seal and damaging the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore.

[0029] Eine weitere Modifikation sieht vor, das der Systemdruck des Motoröls im Druckraum der Zylinder-Kolben-Einheit zwischen 1000 bar und 3000 bar, bevorzugt zwischen 2000 bar und 3000 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.A further modification provides that the system pressure of the engine oil in the pressure chamber of the cylinder-piston unit between 1000 bar and 3000 bar, preferably between 2000 and 3000 bar 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.

[0030] 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 timing drive with at least one timing chain, a clamping and / or guide rail, and / or a chain tensioner may be provided, which connects the crankshaft with the at least one camshaft of the internal combustion engine. The timing drive is important because it can have a significant influence on the dynamic load of the engine and thus also on the length-adjustable connecting rod. This is preferably designed so that no excessive dynamic forces are introduced via the control drive. Alternatively, such a timing drive can also be formed with a spur gear or a drive belt, for example a toothed belt, which is prestressed by means of a tensioning device with tensioning roller.

[0031] Im Folgenden wird eine Ausführungsform anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: [0032] Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungsmotor, [0033] Fig. 2 eine schematische Darstellung der längenverstellbaren Pleuelstange aus Fig. 1 in teilweiser geschnittener Darstellung, [0034] Fig. 3 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Verstellkolbens der Zylinder-Kolben-Einheit aus Fig. 2, und [0035] Fig. 4 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Verstellkolbens der Zylinder-Kolben-Einheit aus Fig. 2.In the following an embodiment will be explained in more detail with reference to a drawing. 1 shows a schematic cross section through an internal combustion engine, [0033] FIG. 2 shows a schematic illustration of the length-adjustable connecting rod from FIG. 1 in a partially cutaway view, [0034] FIG. 3 shows a sectional view of a first embodiment of an adjusting piston FIG. 4 is a sectional view of a second embodiment of an adjusting piston of the cylinder-piston unit of FIG. 2. [0035] FIG.

[0036] 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 - 5.4 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 der 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.In Fig. 1, a combustion engine (gasoline engine) 1 is shown in a schematic representation. The internal combustion engine 1 has three cylinders 2.1, 2.2 and 2.3, in each of which a reciprocating piston 3.1, 3.2, 3.3 moves up and down. Furthermore, the internal combustion engine 1 comprises a crankshaft 4, which is rotatably mounted by means of crankshaft bearings 5.1 - 5.4. The crankshaft 4 is connected by means of the connecting rods 6.1, 6.2 and 6.3 respectively with the associated reciprocating piston 3.1, 3.2 and 3.3. For each connecting rod 6.1, 6.2 and 6.3, the crankshaft 4 has an eccentrically arranged crankshaft journals 7.1, 7.2 and 7.3. The large connecting rod 8.1, 8.2, and 8.3 is each mounted on the associated crankshaft journal 7.1, 7.2 and 7.3. The small connecting rod 9.1, 9.2 and 9.3 are each mounted on a piston pin 10.1, 10.2 and 10.3 and so pivotally connected to the associated reciprocating 3.1, 3.2 and 3.3. In this case, 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 used to distinguish the components and assignment to the 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.

[0037] 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.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 centered 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.

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 für ε zwischen 10 und 14.The remaining height HC (see cylinder 2.2) gives the remaining compression height in cylinder 2.2. In conjunction with the diameter of the reciprocating piston 3.1, 3.2 or 3.3 or the associated cylinder 2.1, 2.2 and 2.3 results from the stroke HK the stroke volume Vh and from the remaining compression height HC, the compression volume Vc is calculated. Of course, the compression volume Vc significantly depends on the design of the cylinder cover. From these volumes Vh and Vc, the compression ratio ε 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 for ε.

[0038] Damit in Abhängigkeit vom Betriebspunkt (n, 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, in dependence on the operating point (n, 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 their length. As a result, can be driven in the partial load range with a higher compression ratio than in the full load range.

[0039] 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 Pleuelstange 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 19b.1 angeordnet, die zusammen mit dem unteren Bereich des zweiten Pleuelteils 19.1 das große Pleuelauge 8.1 umgibt. Die untere Lagerschale 19b.1 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 connecting rod 6.1 has a connecting rod head 17.1 with the said small connecting-rod eye 9.1, a first connecting rod part 18.1, which is guided telescopically in a second connecting rod part 19.1. 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. At the second connecting rod part 19.1, a lower bearing shell 19b.1 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 19b.1 and the second Pleuelteil 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 cover 19a.1 seals the cylinder bore 22.1 in total. 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 greater detail below, which is correspondingly adapted for an inlet and outlet of the hydraulic fluid in or 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.

[0040] 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 Hydraulikfluidleitungen) ausgestaltet. Andere geometrische Abmessungen sind denkbar. Entsprechend ergibt sich die Wandstärke Dw aus dem zugehörigen Außenradius ra des oberen Abschnitts des zweiten Pleuelteils 19.1 abzüglich des Innenradius ri der Zylinderbohrung 22.1. Bei einer solchen symmetrischen Ausgestaltung ist die Wandstärke Dw über den Umfang des zweiten Pleuelteils 19.1 gleichmäßig und die Spannungen im Werkstoff des zweiten Pleuelteils 19.1 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 portion of the second connecting rod 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 fluid lines) configured. Other geometric dimensions are conceivable. Correspondingly, the wall thickness Dw results from the associated outer radius ra of the upper section of the second connecting rod part 19.1 minus the inner radius ri of the cylinder bore 22.1. In such a symmetrical embodiment, the wall thickness Dw over the circumference of the second Pleuelteils 19.1 evenly and the stresses in the material of the second Pleuelteils 19.1 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 within controllable limits remains.

[0041] 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 hydrau- lische 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 den Ölversorgungskanal 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 used in the connecting rod 6.1 6.1.1 will be explained in more detail with reference to FIG. 2. 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 Rückströmdrossel 30.1 is provided with a check valve and a throttle connected in parallel thereto. 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 is displaceably guided against a compression spring 32b.1.

[0042] 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 performs a return passage 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.

[0043] 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 und 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 für den Teil- und Niedriglastbetrieb vorteilhaft ist. 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.However, if now increases the pressure of the inflowing into the hydraulic circuit 26.1 engine oil via the oil pump of the engine, there is a displacement of the actuating piston 32a.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 and 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 is advantageous for partial and low load operation. 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.

[0044] 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 umfasst eine Spaltdichtung 33.1, die sich zumindest über den mittleren Bereich der Außenwandung 39.1 des Verstellkolbens 21.1 erstreckt, ein Ölreservoir 34.1 und ein Ölabstreifer 35.1, der an dem der ersten Stirnseite 27.1 zugewandten Ende der Außenwandung 39.1, bzw. dem der zweiten Stirnseite 28.1 zugeordneten Ende der Außenwandung 39.1 angeordnet ist. Das Ölreservoir 34.1 ist zwischen dem Ölabstreifer 35.1 und der Spaltdichtung 33.1 angeordnet und als umlaufende Nut in der Außenwandung 39.1 des Verstellkolbens 21.1 ausgebildet. In dem umlaufenden, nutförmigen Ölreservoir 34.1 ist ein zylinderförmiger Ölfilter 36.1 positioniert, der das Ölreservoir 34.1 in ein der Innenwandung 38.1 der Zylinderbohrung 22.1 zugewandten Teil und einem hinteren Teil der über einen Ölzulaufkanal 37.1 mit dem ersten Druckraum 24.1 bzw. dem zweiten Druckraum 25.1 verbunden ist. Bevorzugt ist der zylinderförmige Ölfilter 36.1 an einer Stufe in dem Ölreservoir 34.1 positioniert, um den hinteren Teil des Ölreservoirs 34.1 gut gegen den der Innenwandung 38.1 zugewandten Teil abzudichten. In dem hinteren Teil des Ölreservoirs 34.1 befindet sich ungefiltertes Motoröl, das über den ersten Druckraum 24.1 bzw. den zweiten Druckraum 25.1 in das Ölreservoir 34.1 einströmt, während in dem an der Innenwandung 38.1 angrenzenden vorderen Teil des Ölreservoir 34.1 über den zylinderförmigen Ölfilter 36.1 gefiltertes Motoröl sich befindet.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 comprises a gap seal 33.1 which extends at least over the middle region of the outer wall 39.1 of the adjusting piston 21.1, an oil reservoir 34.1 and an oil scraper 35.1 which is attached to the first end face 27.1 facing the end of the outer wall 39.1, and the second end face 28.1 associated end of the outer wall 39.1 is arranged. The oil reservoir 34.1 is arranged between the oil scraper 35.1 and the gap seal 33.1 and designed as a circumferential groove in the outer wall 39.1 of the adjusting piston 21.1. In the circumferential groove-shaped oil reservoir 34.1, a cylindrical oil filter 36.1 is positioned, which connects the oil reservoir 34.1 to a part of the inner wall 38.1 of the cylinder bore 22.1 and a rear part of an oil inlet channel 37.1 with the first pressure chamber 24.1 and the second pressure chamber 25.1 , Preferably, the cylindrical oil filter 36.1 is positioned at a step in the oil reservoir 34.1, to seal the rear part of the oil reservoir 34.1 well against the inner wall 38.1 facing part. In the rear part of the oil reservoir 34.1 is unfiltered engine oil, which flows through the first pressure chamber 24.1 and the second pressure chamber 25.1 in the oil reservoir 34.1, while in the adjacent to the inner wall 38.1 front part of the oil reservoir 34.1 via the cylindrical oil filter 36.1 filtered engine oil located.

[0045] Während das Spaltmaß S der Spaltdichtung 33.1 bei einer herkömmlichen ZylinderKolben-Einheit 20.1 für eine teleskopierbare Pleuelstange 6.1, mit einem Durchmesser desWhile the gap S of the gap seal 33.1 in a conventional cylinder-piston unit 20.1 for a telescopic connecting rod 6.1, with a diameter of the

Verstellkolben 21.1 von zwischen 12 und 20 mm, mindestens 30 μm, typischerweise über 50 μm, beträgt, kann die Dichtungseinrichtung 23.1 einer erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange 6.1 eine Spaltdichtung 33.1 aufweisen, bei der das Spaltmaß S unter 20 μm, bevorzugt unter 10 μm, beträgt. Dadurch kann die Spaltdichtung 33.1 eine Leckage des in dem ersten Druckraum 24.1 bzw. dem zweiten Druckraum 25.1 befindlichen Motoröl durch die Spaltdichtung 33.1 hindurch fast vollständig verhindern und so ein Absinken des Verstellkolbens 21.1 bei einer Druckbeaufschlagung durch die längenverstellbare Pleuelstange 6.1 vermeiden. Bei einer Veränderung der Position des Verstellkolbens 21.1 in der Zylinderbohrung 22.1 der Zylin-der-Kolben-Einheit 20.1 mittels der hydraulischen Schaltung 26.1, um die Länge der Pleuelstange 6.1 und entsprechend des Verdichtungsverhältnisses im Verbrennungsmotor 1 zu verändern, wird das an der Innenwandung 38.1 der Zylinderbohrung 22.1 anhaftende Motoröl und die im Motoröl befindlichen Partikel vom Ölabstreifer 35.1 im ersten Druckraum 24.1 bzw. dem zweiten Druckraum 25.1 gehalten, so dass das im Ölreservoir 34.1 befindliche Motoröl, das gegebenenfalls in den Spalt der Spaltdichtung 33.1 einströmen kann, über den Ölfilter 36.1 gefiltert ist und ein Eintrag von Partikeln aus dem Motoröl in die Spaltdichtung 33.1 sicher verhindert wird.Adjustment piston 21.1 of between 12 and 20 mm, at least 30 microns, typically over 50 microns, is, the sealing device 23.1 of a length-adjustable connecting rod 6.1 according to the invention can have a gap seal 33.1, wherein the gap S is less than 20 microns, preferably less than 10 microns. As a result, the gap seal 33.1 can almost completely prevent a leakage of the engine oil located in the first pressure chamber 24.1 or the second pressure chamber 25.1 through the gap seal 33.1 and thus prevent a drop of the adjusting piston 21.1 when the connecting rod 6.1 displaces the pressure. In a change in the position of the adjusting piston 21.1 in the cylinder bore 22.1 of the cylinder-the-piston unit 20.1 by means of the hydraulic circuit 26.1 to change the length of the connecting rod 6.1 and corresponding to the compression ratio in the internal combustion engine 1, which is on the inner wall 38.1 of Cylinder bore 22.1 adhering engine oil and the particles contained in the engine oil from the oil scraper 35.1 held in the first pressure chamber 24.1 and the second pressure chamber 25.1, so that the motor oil contained in the oil reservoir 34.1, which may optionally flow into the gap of the gap seal 33.1, filtered through the oil filter 36.1 is and an entry of particles from the engine oil in the gap seal 33.1 is reliably prevented.

[0046] In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform eines Verstellkolbens 21.1 der ZylinderKolben-Einheit 20.1 der längenverstellbaren Pleuelstange 6.1 aus Fig. 2 in einer Schnittansicht gezeigt. Dieser Verstellkolben 21.1 ist lediglich einseitig mit einem Ölabstreifer 35.1, einem Ölreservoir 34.1, einem Ölzulaufkanal 37.1 und einem Ölfilter 36.1 ausgebildet und wird entsprechend in einer einseitig wirkenden Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 eingesetzt. Dabei ist der Ölfilter 36.1 als Filterscheibe an der ersten Stirnseite 27.1 angeordnet, so dass das Motoröl aus dem ersten Druckraum 24.1 zunächst durch den Ölfilter 36.1 und dann durch ein oder mehrere Ölzulaufkanäle 37.1 in das Ölreservoir 34.1 einströmt. Im Gegensatz zu dem zylinderförmigen Ölfilter 36.1 in Fig. 3, der durch die Zylinderfläche eine größere Filterfläche aufweist, verbleiben die von diesem scheibenförmigen Ölfilter 36.1 zurückgehaltenen Rußpartikel und Späne aus dem Motoröl in dem ersten Druckraum 24.1, so dass die Gefahr einer kompletten Verstopfung der Filterfläche entsprechend verringert ist. Darüber hinaus kann das als umlaufende Nut am Verstellkolben 21.1 ausgebildete Ölreservoir 34.1 flacher ausgebildet sein.FIG. 4 shows a further embodiment of an adjusting piston 21.1 of the cylinder-piston unit 20.1 of the length-adjustable connecting rod 6.1 from FIG. 2 in a sectional view. This adjusting piston 21.1 is formed only on one side with a Ölabstreifer 35.1, an oil reservoir 34.1, an oil inlet channel 37.1 and an oil filter 36.1 and is used accordingly in a unilaterally acting cylinder-piston unit 20.1. In this case, the oil filter 36.1 is arranged as a filter disc on the first end face 27.1, so that the engine oil flows from the first pressure chamber 24.1 first through the oil filter 36.1 and then through one or more oil inlet channels 37.1 in the oil reservoir 34.1. In contrast to the cylindrical oil filter 36.1 in FIG. 3, which has a larger filter surface through the cylindrical surface, the soot particles and chips retained by this disc-shaped oil filter 36.1 remain from the engine oil in the first pressure chamber 24.1, so that the risk of complete blockage of the filter surface is reduced accordingly. In addition, the formed as a circumferential groove on the adjusting piston 21.1 oil reservoir 34.1 may be made shallower.

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 19b.1 Lagerschale 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 Ölreservoir 35.1 Ölabstreifer 36.1 Ölfilter 37.1 Ölzulaufkanal 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 RückschlagventilREFERENCE LIST I Internal combustion engine 2.1.2.2.2.3 Cylinder 3.1.3.2.3.3 Reciprocating piston 4 Crankshaft 5.1.5.2,5.3,5.4 Crankshaft bearing 6.1.6.2.6.3 Connecting rod 7.1.7.2.7.3 Crankshaft journal 8.1.8.2.8.3 Large connecting rod 9.1.9.2.9.3 Small Connecting rod eye 10.1.10.2.10.3 Piston pin II Crankshaft 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 part 19.1 Second connecting rod part 19a.1 Cover 19b.1 Bearing shell 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 oil reservoir 35.1 oil scraper 36.1 oil filter 37.1 oil inlet channel 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 d it combustion engine, the pressure chamber (24.1) is bounded on one side by the movable adjusting piston (21.1), and between a outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and an inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) arranged sealing means (23.1), characterized characterized in that the sealing device (23.1) comprises a gap seal (33.1), an oil reservoir (34.1), an oil filter (36.1) and an oil scraper (35.1), wherein the oil scraper (35.1) at the first pressure chamber (24.1) facing the end of the outer wall (39.1) and the oil reservoir (34.1) on the outer wall (39.1) between the oil scraper (35.1) and gap seal (33.1) is arranged, and wherein the oil reservoir (34.1) via the oil filter (36.1) with the first pressure chamber (24.1) in fluid communication stands.

2. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to claim 1, characterized in that the oil reservoir (34.1) as a on the outer wall (36.1) circumferential groove is formed.

3. length-adjustable connecting rod (6.1) according to claim 1 or 2, characterized in that at least one oil inlet channel (37.1) between the first pressure chamber (24.1) and the oil reservoir (34.1) is provided.

4. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to claim 3, characterized in that the oil filter (36.1) in the oil reservoir (34.1) is arranged and the at least one oil inlet channel (37.1) with respect to the oil reservoir (34.1) demarcates.

5. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to claim 3, characterized in that the adjusting piston (21.1) has a first pressure chamber (24.1) limiting first end face (27.1) and the oil filter (36.1) on the first end face (27.1) between the the first pressure chamber (24.1) and the oil inlet channel (37.1) is arranged.

6. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to one of claims 1 to 5, 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 the first pressure chamber (24.1) and a second pressure chamber (25.1) for receiving engine oil and each limited on one side.

7. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to claim 6, characterized in that the sealing means (23.1) at the second pressure chamber (25.1) facing the end of the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) has a second oil scraper (35.1), wherein a second oil reservoir (34.1) is arranged between the second oil scraper (35.1) and gap seal (33.1), and wherein the second oil reservoir (34.1) is in fluid communication with the second pressure space (25.1) via a second oil filter (36.1) ,

8. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to one of claims 1 to 7, 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 most 20 μm, preferably of at most 10 μm.

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) comprises a gap seal (33.1), an oil reservoir (34.1), an oil filter (36.1) and an oil scraper (35.1), wherein the oil scraper (35. 1) at the first pressure chamber (24.1) facing the end of the outer wall (39.1) and the oil reservoir (34.1) on the outer wall (39.1) between the oil scraper (35.1) and gap seal (33.1) is arranged, and wherein the oil reservoir (34.1) on the Oil filter (36.1) with the first pressure chamber (24.1) is in fluid communication.

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.