AT521268B1 - Längenverstellbare Pleuelstange mit hydraulischer Steuereinrichtung - Google Patents

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AT521268B1 ATA50867/2018A AT508672018A AT521268B1 AT 521268 B1 AT521268 B1 AT 521268B1 AT 508672018 A AT508672018 A AT 508672018A AT 521268 B1 AT521268 B1 AT 521268B1
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange (1) für einen Kolbenmotor, wobei die Pleuelstange (1) ein erstes Pleuelauge (7) zur Aufnahme eines Kolbenbolzens und ein zweites Pleuelauge (4) zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens aufweist, wobei der Abstand zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen in Längsrichtung (A) der Pleuelstange (1) mittels einer hydraulischen Steuereinrichtung (21) mit hydraulischem Steuerventil (34) einstellbar ist. Die hydraulische Steuereinrichtung (21) weist einen Steuerzylinder (36), einen in dem Steuerzylinder (36) verschiebbar geführten, mit Druck beaufschlagbaren Steuerschieber (35) und mindestens ein vom Steuerschieber (35) betätigbares Ablassventil (41, 42) auf, das mit einem überdrucklosen Abflusskanal (32, 33) verbunden ist, um ausströmendes Hydraulikmittel an die Umgebung abzugeben. Darüber hinaus betrifft die Erfindung die Verwendung einer derartigen längenverstellbaren Pleuelstange (1) mit einer hydraulischen Steuereinrichtung (21) in einem Kolbenmotor sowie einen entsprechenden Kolbenmotor.

Description

AT 521 268 B1 2019-12-15 österreichisches patentamt
Beschreibung
LÄNGENVERSTELLBARE PLEUELSTANGE MIT HYDRAULISCHER STEUEREINRICHTUNG [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Kolbenmotor, wobei die Pleuelstange ein erstes Pleuelauge zur Aufnahme eines Kolbenbolzens und ein zweites Pleuelauge zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens aufweist, wobei der Abstand zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen in Längsrichtung der Pleuelstange mittels einer hydraulischen Steuereinrichtung mit hydraulischem Steuerventil einstellbar ist, und wobei das hydraulische Steuerventil einen Steuerzylinder und einen in dem Steuerzylinder verschiebbar geführten, mit Druck beaufschlagbaren, Steuerschieber und mindestens ein Ablassventil aufweist. Weiter betrifft die Erfindung die Verwendung einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange und einen Kolbenmotor mit einer längenverstellbaren Pleuelstange.
[0002] Bei Verbrennungsmotoren mit Hubkolben gibt es Bestrebungen, das Verdichtungsverhältnis während des Betriebs zu verändern und auf den jeweiligen Betriebszustand des Motors anzupassen, um den thermischen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors zu verbessern. Mit steigendem Verdichtungsverhältnis nimmt der thermische Wirkungsgrad zu, jedoch kann ein zu hohes Verdichtungsverhältnis zu einer unbeabsichtigten Selbstzündung des Kolbenmotors führen. Eine solche frühzeitige Verbrennung des Kraftstoffes führt nicht nur zu einem unruhigen Lauf und dem sogenannten Klopfen des Motors, sondern kann auch zu Bauteilschäden am Motor führen. Im Teillastbereich ist die Gefahr der Selbstzündung geringer, so dass ein höheres Verdichtungsverhältnis möglich ist.
[0003] Zur Realisierung eines variablen Verdichtungsverhältnisses (VCR) existieren unterschiedliche Lösungen, mit denen die Lage des Hubzapfens der Kurbelwelle oder des Kolbenbolzens des Hubkolbens verändert oder die effektive Länge der Pleuelstange variiert wird. Hierbei gibt es jeweils Lösungen für eine kontinuierliche und diskontinuierliche Verstellung der Bauteile. Eine kontinuierliche Längenverstellung des Abstands zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen ermöglicht eine gleitende Einstellung des Verdichtungsverhältnisses auf den jeweiligen Betriebspunkt und damit einen optimalen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors. Demgegenüber ergeben sich bei einer diskontinuierlichen Verstellung der Pleuellänge mit wenigen Stufen konstruktive und betriebstechnische Vorteile und ermöglicht im Vergleich zu einem konventionellen Kolbenmotor trotzdem eine signifikante Verbesserung des Wirkungsgrades sowie entsprechende Einsparungen im Verbrauch und im Schadstoffausstoß.
[0004] Eine diskontinuierliche Verstellung des Verdichtungsverhältnisses für einen Kolbenmotor beschreibt die EP 1 426 584 A1, in der ein mit dem Kolbenbolzen des Hubkolbens verbundener Exzenter eine Anpassung des Verdichtungsverhältnisses ermöglicht, wobei die Fixierung des Exzenters in den jeweiligen Endstellungen des Schwenkbereichs mittels einer mechanischen Arretierung erfolgt. Demgegenüber offenbart die DE 10 2005 055 199 A1 eine längenverstellbare Pleuelstange, mit der unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse realisiert werden können, wobei der Exzenter durch zwei Zylinder-Kolben-Einheiten und den hydraulischen Druckunterschied des zugeführten Motoröls in seiner Position fixiert wird.
[0005] Die WO 2013/092364 A1 zeigt eine längenverstellbare Pleuelstange mit teleskopartig ineinander verschiebbaren Pleuelteilen, wobei ein Pleuelteil einen Verstellkolben und das zweite Pleuelteil einen Zylinder aufweist, in dem der Verstellkolben längsbeweglich angeordnet ist. Diese Zylinder-Kolben-Einheit wird über eine hydraulische Steuereinrichtung mit öldruckabhängigen Steuerventil mit Motoröl versorgt, um die Länge der Pleuelstange zu verstellen.
[0006] Vergleichbare Lösungen zeigen auch DE 10 2017 104 391 A1, AT 518 563 A1, WO 2018/060 457 A1 und WO 2017/207 070 A1.
[0007] Eine weitere teleskopartig längenverstellbare Pleuelstange beschreibt die WO 2015/055582 A2, wobei der im ersten Pleuelteil vorgesehene Verstellkolben den Zylinder in zwei Druckräume unterteilt, die von einer hydraulischen Steuereinrichtung mit Motoröl versorgt werden. Die beiden Druckräume dieser Zylinder-Kolben-Einheit werden über Rückschlagventile
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AT 521 268 B1 2019-12-15 österreichisches patentamt mit Motoröl versorgt, wobei sich jeweils nur in einem Druckraum unter Druck stehendes Motoröl befindet. Ist die längenverstellbare Pleuelstange in der langen Position, befindet sich in dem oberen Druckraum kein Motoröl, während der untere Druckraum hingegen vollständig mit Motoröl gefüllt ist. Während des Betriebs wird das Pleuel aufgrund der Gas- und Massenkräfte alternierend auf Zug und Druck belastet. In der langen Stellung der Pleuelstange wird eine Zugkraft durch den mechanischen Kontakt mit dem oberen Anschlag des Verstellkolbens aufgenommen. Die Pleuellänge ändert sich dadurch nicht. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf den motorölgefüllten unteren Druckraum übertragen. Da das Rückschlagventil dieser Kammer den Rücklauf des Motoröls unterbindet, steigt der Druck des Motoröls an, so dass die Pleuelstange in dieser Richtung hydraulisch gesperrt ist. Auch hier ändert sich die Pleuellänge nicht. In der kurzen Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange drehen sich die Verhältnisse in der Zylinder-Kolben-Einheit um. Der untere Druckraum ist leer, während der obere Druckraum mit Motoröl gefüllt ist. Entsprechend bewirkt eine Zugkraft einen Druckanstieg in der oberen Kammer und eine hydraulische Sperrung der längenverstellbaren Pleuelstange, während eine Druckkraft durch den mechanischen Anschlag des Verstellkolbens aufgenommen wird.
[0008] Die Pleuellänge dieser längenverstellbaren Pleuelstange kann zweistufig verstellt werden, indem einer der beiden Druckräume entleert wird, wobei jeweils eines der beiden Rückschlagventile im Zulaufkanal über einen entsprechenden Rücklaufkanal überbrückt wird. Durch diese Rücklaufkanäle strömt Motoröl zwischen dem Druckraum und der Versorgung mit Motoröl, wodurch das jeweilige Rückschlagventil seine Wirkung verliert. Die beiden Rücklaufkanäle werden durch ein öldruckabhängiges Steuerventil der hydraulischen Steuereinrichtung geöffnet und geschlossen, wobei immer ein Rücklaufkanal offen und der andere geschlossen ist. Der Aktuator zur Schaltung der beiden Rücklaufkanäle wird hydraulisch durch den Versorgungsdruck des Motoröls angesteuert, wobei die Versorgung mit Motoröl über entsprechende Hydraulikmittelkanäle im Pleuel und das Lager des Kurbelwellenzapfens im zweiten Pleuelauge erfolgt. Durch den Aktuator wird das dem jeweiligen Rücklaufkanal zugeordnete Ablassventil geöffnet oder geschlossen, wobei eine Rückstellung des Ablassventils üblicherweise selbstätig erfolgt, beispielsweise mittels einer Rückstellfeder. Die aktive Verstellung der Pleuellänge erfolgt dann durch ein gezieltes Entleeren des mit Motoröl gefüllten Druckraums unter Ausnutzung der an der Pleuelstange wirkenden Massen- und Gaskräfte, wobei der andere Druckraum über das zugehörige Rückschlagventil mit Motoröl versorgt und hydraulisch gesperrt wird.
[0009] Im Betrieb wird die Pleuelstange im ständigen Wechsel auf Zug und Druck belastet, so dass in den Druckräumen sowie den zugehörigen Hydraulikleitungen bis zum Ablassventil des Steuerventils ein schwellender Hydraulikmitteldruck von über 300 bar entsteht. Weiterhin erfordert die Funktion der hydraulischen Steuereinrichtung zur Schaltung der beiden Rücklaufkanäle neben geringen Toleranzen für die unterschiedlichen Bauteile und hochwirksamen Dichtungen zur Abgrenzung der verschiedenen Druckbereiche, auch eine sichere Versorgung des Steuerventils und der Druckräume mit dem unter Druck stehenden Motoröl über entsprechende Hydraulikmittelkanäle in der Pleuelstange. Hieraus ergeben sich allgemein sehr hohe Anforderungen an die Bauteile der Pleuelstange, unter anderem auch an die Komponenten der hydraulischen Steuereinrichtung, aber auch an die Funktionsweise des Steuerventils.
[0010] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Konstruktion und Funktion einer gattungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange bereitzustellen.
[0011] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das mindestens eine Ablassventil mit einem überdrucklosen Ablasskanal verbunden ist, um das aus einer Druckkammer der längenverstellbaren Pleuelstange ausströmenden Hydraulikmittel an die Umgebung abzugeben. Im Gegensatz zu herkömmlichen längenverstellbaren Pleuelstangen, bei denen zur schnellen Befüllung des Druckraums der hydraulischen Verstelleinrichtung eine Drainage der Ablassventile in den unter Druck stehenden Ölversorgungskanal der Druckräume bzw. der gemeinsamen Steuerdruckleitung der hydraulischen Steuereinrichtung erfolgt, ermöglicht das Vorsehen eines überdrucklosen Abflusskanal eine vollständige Ableitung des aus einem Druckraum ausströmenden Hydraulikmittels an die Umgebung und damit auch eine bessere Steue
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AT 521 268 B1 2019-12-15 österreichisches patentamt rung des Hydraulikmittelabflusses, beispielsweise durch eine anwendungsbezogene Dimensionierung des überdrucklosen Abflusskanals. Weiter wird eine kontinuierliche Kühlung oder Temperierung der längenverstellbaren Pleuelstange mit dem als Hydraulikmittel eingesetzten Motoröls des Kolbenmotors ermöglicht. Dies reduziert die thermische Belastung der längenverstellbaren Pleuelstange und insbesondere der Bauteile der hydraulischen Steuereinrichtung und erhöht damit die erreichbaren Betriebszeiten einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange. Gerade bei einer häufigen Verstellung der Länge der Pleuelstange führt die Verwendung des aus einem ersten Druckraum austretenden Hydraulikmittels zur Befüllung des zweiten Druckraums zu einer Aufheizung der längenverstellbaren Pleuelstange und insbesondere der hydraulischen Steuereinrichtung, da die im Hydrauliksystem beim Ein- und Ausströmen des Hydraulikmittels entstehende Wärme im System verbleibt. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der längenverstellbaren Pleuelstange ermöglichen die über einen überdrucklosen Abflusskanal mit der Umgebung verbundenen Ablassventile ein Abführen dieser Wärme und eine gleichmäßige Temperierung der längenverstellbaren Pleuelstange durch das aus dem Ölkreislauf des Kolbenmotors frisch hinzugeführte Motoröl.
[0012] In einer zweckmäßigen Ausbildung können zwei vom Steuerschieber betätigbare Ablassventile vorgesehen sein, wobei jedes Ablassventil jeweils mit einem überdrucklosen Abflusskanal verbunden ist, um das aus einem zugehörigen Druckraum der längenverstellbaren Pleuelstange austretende Hydraulikmittel an die Umgebung abzugeben. Dabei ermöglicht das Vorsehen von zwei vom hydraulisch betätigbaren Steuerschieber ansteuerbare Ablassventile einen einfachen Aufbau des hydraulischen Steuerventils, insbesondere des Steuerschiebers, bei einer gekoppelten Betätigung der Ablassventile. Da beide Ablassventile jeweils mit einem überdrucklosen Abflusskanal gekoppelt sind entstehen keine Wechselwirkungen zwischen dem Abströmen des Hydraulikmittels aus den jeweiligen Druckräumen und der Versorgung der Druckräume mit Hydraulikmittel, insbesondere des Versorgungsdrucks. Weiter ist auch nur eine Dichtungsstelle am Steuerschieber notwendig. Die Verbindung der beiden Ablassventile mit je einem überdrucklosen Abflusskanal kann darüber hinaus eine sichere Wärmeabfuhr aus der hydraulischen Steuereinrichtung und gute Temperierung der längenverstellbaren Pleuelstange gewährleisten. Günstigerweise können die zwei Ablassventile wechselweise von dem Steuerschieber betätigbar sein. Dies ermöglicht eine sichere Funktion der hydraulischen Steuereinrichtung mit einer wechselweisen Befüllung der zugeordneten Druckräume sowie das sichere Positionieren der Pleuelstange in der eingestellten Längenposition.
[0013] Die bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das hydraulische Stellventil eine Rückstellfeder aufweist, um den Steuerschieber in einer ersten Ausgangsstellung zu halten oder in die erste Ausgangsstellung zurückzustellen, wobei die Rückstellfeder bevorzugt um den Steuerschieber herum angeordnet ist. Mit anderen Worten umgibt vorzugsweise die Rückstellfeder den Steuerschieber zumindest abschnittsweise. Die Rückstellfeder ermöglicht es, in der hydraulischen Steuereinrichtung zwei unterschiedliche Schaltstellungen vorzusehen, ohne aktiven Rückstellmechanismus, zusätzliche Druckkammern oder Versorgungsleitungen. Dadurch können die Herstellungskosten gering gehalten werden, bei einer gleichzeitigen Erhöhung der Funktionssicherheit. Weiterhin kann eine solche Rückstellfeder in einfacher Weise an unterschiedliche Steuerdrücke angepasst werden, ohne die gesamte Konstruktion der hydraulischen Steuereinrichtung oder sogar der längenverstellbaren Pleuelstange verändern zu müssen. Dabei reduziert die Anordnung der Rückstellfeder um den Steuerschieber herum den benötigten Bauraum für das Steuerventil und gleichzeitig auch den Herstellungsaufwand.
[0014] Eine besondere Variante sieht vor, dass der Steuerschieber einen mittig angeordneten Steuerkolben aufweist, wobei die zwei Ablassventile auf beiden Seiten des in Richtung einer Steuerschieberachse bewegbaren Steuerkolbens angeordnet sind. Die mittige Anordnung des Steuerkolbens ermöglicht einen einfachen Aufbau des hydraulischen Steuerventils und damit auch der hydraulischen Steuereinrichtung. Darüber hinaus können die Komponenten des Steuerventils so von beiden Seiten schnell und einfach montiert werden, wodurch auf komplexe und verschachtelte Konstruktionen und Anordnungen der Bauteile verzichtet werden kann.
[0015] Für einen einfachen Zusammenbau der Pleuelstange bzw. eine schnelle Montage des
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AT 521 268 B1 2019-12-15 österreichisches patentamt hydraulischen Steuerventils können zwei Ablassventile koaxial zur Steuerschieberachse des Steuerschiebers angeordnet sein. Dabei bezieht sich die Anordnung der Ablassventile auf die Öffnungsrichtung der Ventilkörper in den Ablassventilen. Weiter bezieht sich die koaxiale Anordnung auf die Raumrichtung der Öffnungsrichtung der Ventilkörper, sodass auch achsparallele Anordnungen der beiden Ablassventile mit umfasst sind.
[0016] In einer alternativen Ausbildung sind die zwei Ablassventile geneigt zur Steuerschieberachse, bevorzugt senkrecht zur Steuerschieberachse, angeordnet. Diese geneigte Anordnung der Ablassventile ermöglicht eine kompaktere Bauweise des hydraulischen Steuerventils und somit auch insgesamt geringere Abmessungen der Pleuelstange bei einer entsprechenden Massenreduktion. Des Weiteren können durch eine geneigte Anordnung der Ablassventile störende Einflüsse auf die weiteren Komponenten des hydraulischen Steuerventils minimiert werden sowie negative Einflüsse der Trägheit des Hydraulikmittels in den Hydraulimittelkanälen und den Komponenten der hydraulischen Steuereinrichtung berücksichtigt werden.
[0017] Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Steuerschieber einen Steuerkolben, der an einem ersten Ende eines Steuerschiebers angeordnet ist, und eine an einem zweiten Ende des Steuerschiebers angeordnete Schaltkontur aufweist, wobei die zwei Ablassventile wechselweise mittels der Schaltkontur betätigbar sind. Ein solcher pilzförmiger Steuerschieber mit einem kopfseitigen Steuerkolben und einer fußseitigen Schaltkontur ermöglicht eine einseitige Montage des hydraulischen Steuerventils durch eine einzelne Öffnung in der längenverstellbaren Pleuelstange. Darüber hinaus ermöglicht ein solcher Steuerschieber eine Vormontage mehrerer Komponenten oder des gesamten Steuerventils, wodurch sich die Herstellungskosten reduzieren. Die fußseitige Schaltkontur des Steuerschiebers ermöglicht neben einer einfachen und wechselweisen Ansteuerung der Ablassventile auch eine direkte Übertragung der axialen Bewegung vom Steuerschieber in eine Hubbewegung der Ablassventile. Dabei kann die Schaltkontur als Abflachung des Hohlschiebers mit Vertiefungen oder Vorsprüngen ausgebildet sein, um die mindestens zwei Ablassventile gekoppelt zu steuern.
[0018] Ein Ausführungsbeispiel der längenverstellbaren Pleuelstange sieht vor, dass zwei Pleuelteile vorgesehen sind, wobei das erste Pleuelteil das erste Pleuelauge und das zweite Pleuelteil das zweite Pleuelauge aufweist, und wobei das erste Pleuelteil zur Verstellung des Abstands zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen gegenüber dem zweiten Pleuelteil in Längsrichtung der Pleuelstange bewegbar, bevorzugt telekopierbar, ist. Im Gegensatz zu Pleuelstangen mit Exzentern ermöglichen zwei in Längsrichtung der Pleuelstange zueinander bewegbare Pleuelteile einen stabilen Aufbau sowie einen sicheren und dauerhaften Betrieb der längenverstellbaren Pleuelstange. Dabei kann mindestens eine mit der hydraulischen Steuereinrichtung hydraulisch verbundene Zylinder-Kolben-Einheit vorgesehen sein, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu bewegen, wobei das erste Pleuelteil mit einem Verstellkolben der Zylinder-Kolben-Einheit verbunden ist und das zweie Pleuelteil eine Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit aufweist, insbesondere zur Aufnahme des Verstellkolbens des ersten Pleuelteils. Dies ermöglicht neben einem sehr robusten Aufbau der längenverstellbaren Pleuelstange auch einfache und kostengünstige Pleuelteile, wobei der Verstellkolben des ersten Pleuelteils bevorzugt direkt mit der Kolbenstange und dem Pleuelkopf mit dem ersten Pleuelauge verbunden ist und das zweite Pleuelteil ein Gehäuse aufweist, in dem neben der Zylinderbohrung auch die hydraulische Steuereinrichtung vorgesehen ist.
[0019] Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung einer längenverstellbaren Pleuelstange mit einem hydraulischen Steuerventil in einem Kolbenmotor, wobei das hydraulische Steuerventil der Steuereinrichtung einen Steuerzylinder, einen in dem Steuerzylinder verschiebbar geführten, mit Druck beaufschlagbaren Steuerschieber und mindestens zwei Ablassventile aufweist, wobei die zwei Ablassventile jeweils mit einem überdrucklosen Abflusskanal verbunden sind, um das aus einem Druckraum der längenverstellbaren Pleuelstange ausströmende Hydraulikmittel an die Umgebung abzugeben. Die Kopplung der mindestens zwei Ablassventile mit einem überdrucklosen Abflusskanal ermöglicht die sichere Abführung des Hydraulikmittels aus der längenverstellbaren Pleuelstange und die notwendige Bereitstellung von frischem, kühlerem Hydraulikmittel zur erneuten Längenverstellung der Pleuelstange
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AT 521 268 B1 2019-12-15 österreichisches patentamt aus dem zugeordneten Motorölkreis des Kolbenmotors und so eine sichere Kühlung und Temperierung der längenverstellbaren Pleuelstange auf die Betriebstemperatur des Kolbenmotors. Darüber hinaus wird durch den regen Austausch des Hydraulikmittels eine Verschmutzung und Versottung der hydraulischen Steuereinrichtung vermieden.
[0020] In einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf einen Kolbenmotor mit mindestens einem Motor-Zylinder, einem sich in dem Motor-Zylinder bewegenden Hubkolben und mindestens einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis in dem Motor-Zylinder, sowie mit einer mit dem Hubkolben verbundenen längenverstellbaren Pleuelstange gemäß den vorbeschriebenen Ausführungsformen. Bevorzugt sind sämtliche Hubkolben des Kolbenmotors mit einer derartigen längenverstellbaren Pleuelstange ausgestattet und die Steuereinrichtung der längenverstellbaren Pleuelstange mit der Motorölhydraulik des Kolbenmotors verbunden. Die Kraftstoffeinsparung eines solchen Kolbenmotors kann beträchtlich sein, wenn in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszustand das Verdichtungsverhältnis entsprechend eingestellt wird. Mittels des überdrucklosen Abflusskanals, der mit dem mindestens einen Ablassventil des hydraulischen Steuerventils verbunden ist, kann das aus einem Druckraum der längenverstellbaren Pleuelstange ausströmende Hydraulikmittel direkt an die Umgebung abgeben werden und dabei eine Temperierung der hydraulischen Steuereinrichtung bzw. der gesamten längenverstellbaren Pleuelstange ermöglichen.
[0021] Im Folgenden wird eine nicht einschränkende Ausführungsform der Erfindung anhand beispielhafter Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
[0022] Fig. 1 [0023] Fig. 2 [0024] Fig. 3 eine schematische Ansicht einer teilweise freigeschnittenen, erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange, eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer teilweise freigeschnittenen, erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange, und eine schematische Ansicht der längenverstellbaren Pleuelstange aus Fig. 1 oder 2 mit einer schematischen Darstellung der hydraulischen Steuereinrichtung.
[0025] Die in der schematischen Ansicht in Fig. 1 dargestellte längenverstellbare Pleuelstange 1 umfasst zwei teleskopierbar zueinander bewegbare Pleuelteile 2, 3. Das in der Darstellung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 in Fig. 1 unten angeordnete untere Pleuelteil 2 weist ein großes Pleuelauge 4 auf, mit dem die längenverstellbare Pleuelstange 1 auf der Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Kolbenmotors gelagert ist. Dazu ist am unteren Pleuelteil 2 weiter eine Lagerschale 5 angeordnet, die zusammen mit dem ebenfalls lagerschalenartig ausgebildeten unteren Bereich der unteren Pleuelstange 2 das große Pleuelauge 4 ausbildet.
[0026] Die Lagerschale 5 und das untere Pleuelteil 2 werden mittels Pleuelschrauben (schematisch als gestrichelte Linien dargestellt) miteinander verbunden. Das obere Pleuelteil 3 weist einen Pleuelkopf 6 mit einem kleinen Pleuelauge 7 auf, das den Kolbenbolzen (nicht gezeigt) eines Hubkolbens im Kolbenmotor aufnimmt. Der Pleuelkopf 6 ist mit der Kolbenstange 8 und über die Kolbenstange 8 mit dem Verstellkolben 9 der hier als Zylinder-Kolben-Einheit 10 ausgebildeten Verstelleinrichtung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 verbunden. Dabei ist der Pleuelkopf 6 üblicherweise mit der Kolbenstange 8 verschraubt oder verschweißt, während der Verstellkolben 9 und die Kolbenstange 8 dann einteilig ausgebildet sein können. Dies ermöglicht vor einem Zusammenbau des oberen Pleuelteils 3, den Zylinderdeckel 15 der ZylinderKolben-Einheit und die Stangendichtung 16 auf der Kolbenstange 8 sowie die Kolbendichtungen 17, 18 an dem Verstellkolben 9 einfach und beschädigungsfrei anzuordnen.
[0027] Das obere Pleuelteil 3 ist über den Verstellkolben 9 teleskopierbar in dem unteren Pleuelteil 2 geführt, um den Abstand zwischen dem im kleinen Pleuelauge 7 aufgenommenen Kolbenbolzen des Hubkolbens und der in dem großen Pleuelauge 4 aufgenommenen Kurbelwelle des Kolbenmotors zu verstellen, um so das Verdichtungsverhältnis des Kolbenmotors an den jeweiligen Betriebszustand anzupassen. Dadurch ist es möglich, den Kolbenmotor im Teillastbereich mit einem höheren Verdichtungsverhältnis als unter Volllastbereich zu betreiben und so den Wirkungsgrad des Motors zu erhöhen.
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AT 521 268 B1 2019-12-15 österreichisches patentamt [0028] In dem Gehäuse 11 des unteren Pleuelteils 2 ist im oberen Bereich ein Zylinder 12 ausgebildet, der als Zylinderbohrung oder Zylinderhülse in das Gehäuse 11 des unteren Pleuelteils 2 eingebracht ist. In dem Zylinder 12 ist der Verstellkolben 9 des oberen Pleuelteils 3 in Längsrichtung A der Pleuelstange 1 bewegbar angeordnet, um gemeinsam mit dem Zylinder 12 und dem Zylinderdeckel 15 die Zylinder-Kolben-Einheit 10 auszubilden. Der Verstellkolben 9 ist in Fig. 1 in einer Mittelstellung dargestellt, in der der Verstellkolben 9 den Zylinder 12 in zwei Druckräume 13 und 14 unterteilt. Die Kolbenstange 8 erstreckt sich von dem Verstellkolben 9 durch den oberen Druckraum 14 und den Zylinderdeckel 15 hindurch, der das Gehäuse 11 und den Zylinder 12 nach oben hin begrenzt. An dem Zylinderdeckel 15 ist eine Stangendichtung 16 vorgesehen, die die Kolbenstange 8 umgibt und den oberen Druckraum 14 gegenüber der Umgebung abdichtet. Die beiden auf dem Verstellkolben 9 angeordneten Kolbendichtungen 17, 18 dichten den Verstellkolben 9 gegenüber dem Zylinder 12 und damit auch die Druckräume 13, 14 zueinander ab. Die Unterseite 19 des Zylinderdeckels 15 bildet einen oberen Anschlag aus, an dem der Verstellkolben 9 in der oberen Stellung, der langen Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange 1, anliegt, während in der unteren Stellung (Kurzstellung) der längenverstellbaren Pleuelstange 1 der Verstellkolben 9 an dem vom Zylinderboden 20 ausgebildeten unteren Anschlag anliegt.
[0029] Im Folgenden wird anhand der in Fig. 3 dargestellten hydraulischen Verschaltung die hydraulische Steuereinrichtung 21 zur Versorgung der von der Zylinder-Kolben-Einheit 10 ausgebildeten Verstelleinrichtung näher erläutert. Die beiden Druckräume 13, 14 sind jeweils über getrennte Hydraulikmittelleitungen 22, 23 und separate Rückschlagventile 24, 25 sowie einem gemeinsamen Ölversorgungskanal 26, der in dem großen Pleuelauge 4 mündet, mit dem Motorölkreislauf des Kolbenmotors verbunden. Ist die längenverstellbare Pleuelstange 1 in der langen Position, befindet sich im oberen Druckraum 14 kein Motoröl, während der untere Druckraum 13 hingegen vollständig mit Motoröl gefüllt ist. Während des Betriebs wird die Pleuelstange 1 aufgrund der Massen- und Gaskräfte alternierend auf Zug und Druck belastet. In der langen Stellung wird die Zugkraft durch den mechanischen Kontakt des Verstellkolbens 9 mit der Unterseite 19 des Zylinderdeckels 15 aufgenommen. Die Länge der Pleuelstange 1 verändert sich dadurch nicht. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf den mit Motoröl gefüllten unteren Druckraum 13 übertragen. Da das dem unteren Druckraum 13 zugeordnete Rückschlagventil 25 ein Ausströmen des Motoröls verhindert, steigt der Druck des Motoröls stark an und verhindert eine Änderung der Pleuellänge. Dadurch ist die längenverstellbare Pleuelstange 1 in dieser Bewegungsrichtung hydraulisch gesperrt.
[0030] In der Kurzstellung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 drehen sich die Verhältnisse um. Der untere Druckraum 13 ist vollständig leer und eine Druckkraft wird durch den mechanischen Anschlag des Verstellkolbens 9 am Zylinderboden 20 aufgenommen, während der obere Druckraum 14 mit Motoröl gefüllt ist, so dass eine Zugkraft auf die längenverstellbare Pleuelstange 1 einen Druckanstieg im oberen Druckraum 14 verursacht und damit eine hydraulische Sperrung bewirkt.
[0031] Die Pleuellänge der hier dargestellten längenverstellbaren Pleuelstange 1 kann zweistufig verstellt werden, indem einer der beiden Druckräume 13, 14 entleert wird und der jeweils andere Druckraum 13, 14 mit Motoröl gefüllt wird. Hierzu wird von der hydraulischen Steuereinrichtung 21 jeweils eines der Rückschlagventile 24, 25 überbrückt, so dass das Motoröl aus dem bisher gefüllten Druckraum 13, 14 abfließen kann. Das jeweilige Rückschlagventil 24, 25 verliert so seine Wirkung. Dazu umfasst die hydraulische Steuereinrichtung 21 ein Steuerventil 34, das hier als ein 4/2-Wegeventil 27, dargestellt ist, dessen beiden schaltbaren Anschlüsse 30 jeweils über eine Drossel 28, 29 mit einer der Hydraulikmittelleitungen 22, 23 und darüber hinaus mit einem der Druckräume 13, 14 verbunden sind. Dabei wird das 4/2-Wegeventil 27 über den Druck des Motoröls betätigt, der dem 4/2-Wegeventil 27 über eine mit dem Ölversorgungskanal 26 verbundene Steuerdruckleitung 31 zugeführt wird. Die Rückstellung des 4/2-Wegeventils 27 erfolgt durch eine Rückstellfeder 39.
[0032] Die beiden schaltbaren Anschlüsse 30 des 4/2-Wegeventils 27 sind jeweils mit einem überdrucklosen Abflusskanal 32, 33 verbunden, der das aus den Druckräumen 13, 14 abgeführ
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AT 521 268 B1 2019-12-15 österreichisches patentamt te Motoröl direkt an die Umgebung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 abgibt. In der in Fig. 3 dargestellten Vorzugslage des 4/2-Wegeventils 27 ist der obere Druckraum 14 geöffnet. Zur Befüllung des jeweils anderen Druckraums 13, 14 wird über das große Pleuelauge 4, den Ölversorgungskanal 26 und das zugehörige Rückschlagventil 24, 25 neues Motoröl zugeführt.
[0033] Bei dem 4/2-Wegeventil 27 ist jeweils einer der schaltbaren Anschlüsse 30 geöffnet, so dass der zugehörige Druckraum 13, 14 geleert ist, während der andere Anschluss 30 geschlossen ist. Bei einer Veränderung der Schaltstellung des 4/2-Wegeventils 27, durch das Anliegen eines höheren Steuerdrucks über die Steuerdruckleitung 31 oder durch eine Rückstellung über die Rückstellfeder 39 bei einem abnehmenden Steuerdruck, wird der bisher geöffnete Anschluss 30 geschlossen und der bisher geschlossene Anschluss 30 geöffnet. Infolgedessen strömt aus dem bisher mit Motoröl gefüllten Druckraum 13, 14 das unter hohem Druck stehende Motoröl über die jeweilige Hydraulikmittelleitung 22, 23 sowie die zugehörige Drossel 28, 29 durch den geöffneten Anschluss 30 des 4/2-Wegeventils 27 und den Abflusskanal 32, 33 zur Umgebung. Gleichzeitig entsteht durch die in einem Kolbenmotor während der Hubbewegung der Pleuelstange 1 wirkenden Massen- und Gaskräfte in dem bisher leeren Druckraum 13, 14 eine Sogwirkung, durch die sich das zugehörige Rückschlagventil 24, 25 öffnet, so dass sich der bisher leere Druckraum 13, 14 mit Motoröl füllt. Mit zunehmender Entleerung des bisher gefüllten Druckraums 13, 14 über den geöffneten Anschluss 30, wird dem anderen Druckraum 13, 14 zunehmend Motoröl zugeführt, wodurch sich die Länge der Pleuelstange 1 ändert.
[0034] Je nach Ausgestaltung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 sowie der hydraulischen Steuereinrichtung 21 und dem Betriebszustand des Kolbenmotors können mehrere Hübe der Pleuelstange 1 erforderlich sein, bis der von der hydraulischen Steuereinrichtung 21 gesperrte Druckraum 13, 14 vollständig mit Motoröl gefüllt ist sowie der andere geöffnete Druckraum 13, 14 vollständig geleert ist und so die maximal mögliche Längenänderung der Pleuelstange 1 erreicht wird.
[0035] Die in Fig. 1 gezeigte hydraulische Steuereinrichtung 21 weist ein als einfaches Schieberventil ausgebildetes hydraulisches Steuerventil 34 auf mit einem zylindrischen Steuerschieber 35, der in einem Steuerzylinder 36 verschiebbar ist.
[0036] In Fig. 1 und Fig. 2 ist die Bewegungsachse des Steuerschiebers 35 im Wesentlichen normal zur Längsrichtung A der Pleuelstange 1 und normal zur Längsachse der (nicht dargestellten) Kurbelwelle verlaufend dargestellt. Demnach bewegt sich der Steuerschieber 35 in einer Ebene, die durch die Längsrichtung A der Pleuelstange 1 und normal auf die Längsachse der Kurbelwelle verläuft, im Wesentlichen also in der Blattebene der Fig. 1 und Fig. 2 liegt. Es wird darauf hingewiesen, dass auch dazu unterschiedliche Bewegungsrichtungen des Steuerschiebers 35 möglich sind, also z.B. in der beschriebenen Ebene, aber unter einem schrägen Winkel zur Längsachse A der Pleuelstange, in einer Richtung parallel zur Längsachse der Kurbelwelle oder schräg zur Längsachse der Kurbelwelle und/oder zur Längsachse A der Pleuelstange 1. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind diese Richtungen in den Figuren nicht dargestellt.
[0037] Der Steuerschieber 35 weist einen mittig angeordneten Steuerkolben 37 auf, der zusammen mit dem Steuerzylinder 36 einen von der Steuerdruckleitung 31 versorgten Steuerdruckraum 38 ausbildet. Auf der dem Steuerdruckraum 38 abgewandten Seite des Steuerkolbens 37 ist in einem drainierten Niederdruckraum eine Rückstellfeder 39 angeordnet, die bei einem abnehmenden Druck des Hydraulikmittels in dem Steuerdruckraum 38 den Steuerkolben 37 in seine unbelastete Ausgangsstellung zurückstellt. In Richtung der Steuerschieberachse des Steuerschiebers 35 stehen stirnseitig am Steuerkolben 37 zwei Steuerstößel 40 vor, die auf zwei koaxial zur Steuerschieberachse angeordnete Ablassventile 41, 42 wirken. Dabei sind die Steuerstößel 40 so ausgebildet, dass je nach Stellung des Steuerkolbens 37 ein erstes Ablassventil 41 geöffnet ist, während das gegenüberliegende zweite Ablassventil 42 geschlossen ist. Bei einem im Steuerdruckraum 38 anliegenden hohen hydraulischen Steuerdruck wird der Steuerkolben 37 gegen die Vorspannkraft der Rückstellfeder 39 in Richtung des ersten Ablassventils 41 geschoben. Dabei drückt der Steuerstößel 40 den federvorgespannten kugelförmigen
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Ventilkörper 43 aus einem Ventilsitz 44. Durch dieses geöffnete Ablassventil 41 strömt das Hydraulikmittel aus dem oberen Druckraum 14 über die Hydraulikmittelleitung 22 in das Ablassventil 41 und von dort über den überdrucklosen Abflusskanal 32 direkt in die Umgebung der längenverstellbaren Pleuelstange 1.
[0038] Bei einem niedrigen Steuerdruck im Steuerdruckraum 38 wird der Steuerkolben 37 von der Rückstellfeder 39 in Richtung des zweiten Ablassventils 42 gedrückt, sodass sich das erste Ablassventil 41 wieder schließt. Der in Richtung des zweiten Ablassventils 42 vorstehende Steuerstößel 40 drückt anschließend in dem zweiten Ablassventil 42 den Ventilkörper 43 aus dem Ventilsitz 44, sodass das im unteren Druckraum 13 befindliche Motoröl dann über die Hydraulikmittelleitung 23 in das zweite Ablassventil 42 und von dort über den Abflusskanal 33 an die Umgebung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 abgegeben wird. Gleichzeitig kann der obere Druckraum 14 sich über das Rückschlagventil 24 der hydraulischen Steuereinrichtung 21 wieder mit Motoröl füllen. Wie in Fig. 3 gezeigt, können die Anschlüsse 30 der Hydraulikmittelleitungen 22, 23 an den Ablassventilen 41, 42 gedrosselt sein, um ein zu schnelles, unkontrolliertes Ausströmen des Motoröls aus den Druckräumen 13, 14 zu vermeiden.
[0039] In Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine längenverstellbare Pleuelstange 1 mit einer anderen Variante des Steuerventils 34 gezeigt. Dabei ist der Aufbau des eigentlichen Steuerventils 34 sehr ähnlich zu der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, weshalb hier nicht im Detail darauf eingegangen wird. Im Gegensatz zu in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die Ablassventile 41, 42 nicht koaxial zur Steuerschieberachse angeordnet, sondern senkrecht dazu. Auch hier wird, wie in Fig. 2 gezeigt, der kugelförmige Ventilkörper 43 des ersten Ablassventils 41 von dem in Richtung des ersten Ablassventils 41 vorstehenden Steuerstößel 40 aus dem Ventilsitz 44 gedrückt. Durch dieses geöffnete Ablassventil 41 strömt das Motoröl aus dem oberen Druckraum 14 über die Hydraulikmittelleitung 22 und durch das Ablassventil 41 in den überdrucklosen Abflusskanal 32. Durch die radiale Anordnung der Ablassventile 41, 42 können in dieser Ausführungsform die Abflusskanäle 32, 33 in Richtung der Steuerschieberachse verlaufen und entsprechend kurz und unverwinkelt sein. Bei einem abnehmenden hydraulischen Steuerdruck in dem Steuerdruckraum 38, der auch hier wieder über die Steuerdruckleitung 31 aus dem großen Pleuelauge 4 versorgt wird, drückt die Rückstellfeder 39 den Steuerkolben 37 in Richtung des zweiten Ablassventil 42, sodass sich das erste Ablassventil 41 wieder schließt und der in Richtung des zweiten Ablassventils 42 vorstehende Steuerstößel 40 das zweite Ablassventil 42 öffnet. Dabei drückt das angefaste Ende des Steuerstößels 40 den kugelförmigen Ventilkörper 43 aus seinem Ventilsitz 44 in das zweite Ablassventil 42 und öffnet den unteren Druckraum 13, sodass das Motoröl aus dem unteren Druckraum 13 über die Hydraulikmittelleitung 23, das zweite Ablassventil 42 und den koaxial zur Steuerschieberachse verlaufenden überdrückfreien Abflusskanal 33 an die Umgebung der längenverstellbaren Pleuelstange 1 strömt.
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BEZUGSZEICHENLISTE längenverstellbare Pleuelstange unteres Pleuelteil oberes Pleuelteil
Pleuelauge
Lagerschale
Pleuelkopf
Pleuelauge
Kolbenstange
Verstellkolben
Zylinder-Kolben-Einheit
Gehäuse
Zylinder
Druckraum
Druckraum
Zylinderdeckel
Stangendichtung
Kolbendichtung
Kolbendichtung
Unterseite
Zylinderboden hydraulische Steuereinrichtung
Hydraulikmittelleitung
Hydraulikmittelleitung
Rückschlagventil
Rückschlagventil
Ölversorgung
4/2-Wegeventil
Drossel
Drossel
Anschlüsse
Steuerdruckleitung
Abflusskanal
Abflusskanal
Schieberventil
Steuerschieber
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Steuerzylinder
Steuerkolben
Steuerdruckraum
Rückstellfeder
Steuerstößel
Ablassventil
Ablassventil
Ventilkörper
Ventilsitz
A Längsrichtung
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Patentansprüche

Claims (12)

1. Längenverstellbare Pleuelstange (1) für einen Kolbenmotor, wobei die Pleuelstange (1) ein erstes Pleuelauge (7) zur Aufnahme eines Kolbenbolzens und ein zweites Pleuelauge (4) zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens aufweist, wobei der Abstand zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen in Längsrichtung (A) der Pleuelstange (1) mittels einer hydraulischen Steuereinrichtung (21) mit hydraulischem Steuerventil (34) einstellbar ist und das hydraulische Steuerventil (34) einen Steuerzylinder (36), einen in dem Steuerzylinder (36) verschiebbar geführten, mit Druck beaufschlagbaren Steuerschieber (35) und mindestens ein vom Steuerschieber (35) betätigbares Ablassventil (41, 42) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Ablassventil (41, 42) mit einem überdrucklosen Abflusskanal (32, 33) verbunden ist, um das aus einem Druckraum (13, 14) der längenverstellbare Pleuelstange (1) ausströmende Hydraulikmittel an die Umgebung abzugeben.
2. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei vom Steuerschieber (35) betätigbare Ablassventile (41, 42) vorgesehen sind, wobei jedes Ablassventile (41, 42) jeweils mit einem überdrucklosen Abflusskanal (32, 33) verbunden ist, um das aus einem zugehörigen Druckraum (13, 14) der längenverstellbare Pleuelstange (1) ausströmende Hydraulikmittel an die Umgebung abzugeben.
3. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Ablassventile (41, 42) wechselweise von dem Steuerschieber (35) betätigbar sind.
4. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Steuerventil (34) eine Rückstellfeder (39) aufweist, um den Steuerschieber (35) in einer ersten Ausgangsstellung zu halten oder in die erste Ausgangsstellung rückzustellen, wobei die Rückstellfeder (39) bevorzugt um den Steuerschieber (35) herum angeordnet ist.
5. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (35) einen mittig angeordneten Steuerkolben (37) aufweist, wobei die zwei Ablassventile (41, 42) auf beiden Seiten des sich in Richtung einer Steuerschieberachse bewegbaren Steuerkolbens (37) angeordnet sind.
6. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Ablassventile (41, 42) koaxial zur Steuerschieberachse angeordnet sind.
7. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Ablassventile (41, 42) geneigt zur Steuerschieberachse, bevorzugt senkrecht zur Steuerschieberachse angeordnet sind.
8. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (35) einen Steuerkolben (37), der an einem ersten Ende des Steuerschiebers (35) angeordnet ist, und eine an einem zweiten Ende des Steuerschiebers (35) angeordnete Schaltkontur aufweist, wobei die zwei Ablassventile (41,42) wechselweise mittels der Schaltkontur betätigbar sind.
9. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Pleuelteile (2, 3) vorgesehen sind, wobei das erste Pleuelteil (3) das erstes Pleuelauge (7) und das zweite Pleuelteil (2) das zweite Pleuelauge (4) aufweist und das erste Pleuelteil (3) zur Verstellung des Abstands zwischen dem Kolbenbolzen und dem Kurbelwellenzapfen gegenüber dem zweiten Pleuelteil (2) in Längsrichtung (A) der Pleuelstange (1) bewegbar, bevorzugt teleskopierbar bewegbar ist.
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10. Längenverstellbare Pleuelstange (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine mit der hydraulischen Steuereinrichtung (21) hydraulisch verbundene Zylinder-Kolben-Einheit (10) vorgesehen ist, um das erste Pleuelteil (3) relativ zum zweiten Pleuelteil (2) zu bewegen, wobei das erste Pleuelteil (3) mit einem Verstellkolben (9) der Zylinder-Kolben-Einheit (10) verbunden ist und das zweite Pleuelteil (2) eine Zylinderbohrung (12) der Zylinder-Kolben-Einheit (10), insbesondere zur Aufnahme des Verstellkolbens (9) des ersten Pleuelteils (3) aufweist.
11. Verwendung einer längenverstellbaren Pleuelstange (1) mit einem hydraulischen Steuerventil (34) in einem Kolbenmotor, wobei das hydraulisches Steuerventil (34) der Steuereinrichtung (21) einen Steuerzylinder (36), einen in dem Steuerzylinder (36) verschiebbar geführten, mit Druck beaufschlagbaren Steuerschieber (35) und mindestens zwei Ablassventile (41, 42) aufweist, wobei die zwei Ablassventile (41, 42) jeweils mit einem überdrucklosen Abflusskanal (32, 33) strömungsverbunden sind, um das aus einem Druckraum (13, 14) der längenverstellbare Pleuelstange (1) ausströmende Hydraulikmittel an die Umgebung abzugeben.
12. Kolbenmotor mit mindestens einem Motor-Zylinder, einem sich in dem Motor-Zylinder bewegenden Hubkolben und mindestens einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis in dem Motor-Zylinder, sowie mit einer mit dem Hubkolben verbundenen längenverstellbaren Pleuelstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1426584A1 (de) * 2002-11-27 2004-06-09 FEV Motorentechnik GmbH Pleuel zur Verwendung an einer Hubkolbenmaschine mit veränderbar einstellbarem Verdichtungsverhältnis
DE102005055199A1 (de) * 2005-11-19 2007-05-24 Fev Motorentechnik Gmbh Hubkolbenverbrennungskraftmaschine mit einstellbar veränderbarem Verdichtungsverhältnis
WO2013092364A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-27 Avl List Gmbh Pleuelstange für eine hubkolbenmaschine
WO2015055582A2 (de) * 2013-10-18 2015-04-23 Avl List Gmbh Längenverstellbare pleuelstange
AT518563A1 (de) * 2016-04-29 2017-11-15 Avl List Gmbh Längenverstellbare pleuelstange
WO2017207070A1 (de) * 2016-05-31 2017-12-07 Avl List Gmbh Längenverstellbare pleuelstange mit einer hydraulisch betätigbaren steuerungseinrichtung und einem elektromagnetisch betätigbaren schaltventil, hubkolbenmaschine und fahrzeug
WO2018060457A1 (de) * 2016-09-30 2018-04-05 Avl List Gmbh Längenverstellbares pleuel mit steuerungseinrichtung
DE102017104391A1 (de) * 2017-03-02 2018-09-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Umschalteinrichtung zur Steuerung einer Verstellvorrichtung und Pleuel für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer derartigen Umschalteinrichtung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6365570B2 (ja) * 2016-02-29 2018-08-01 トヨタ自動車株式会社 可変長コンロッド及び可変圧縮比内燃機関
AT519140B1 (de) * 2016-09-30 2018-11-15 Avl List Gmbh Längenverstellbares Pleuel mit mechanischer Verstellung
CN106958550B (zh) * 2017-05-18 2018-04-20 重庆交通大学 Vcr发动机曲轴连杆液压控制系统及其控制方法
AT521256B1 (de) * 2018-10-08 2019-12-15 Avl List Gmbh Hydraulisches Steuerventil für eine längenverstellbare Pleuelstange mit geteilter Drainage

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1426584A1 (de) * 2002-11-27 2004-06-09 FEV Motorentechnik GmbH Pleuel zur Verwendung an einer Hubkolbenmaschine mit veränderbar einstellbarem Verdichtungsverhältnis
DE102005055199A1 (de) * 2005-11-19 2007-05-24 Fev Motorentechnik Gmbh Hubkolbenverbrennungskraftmaschine mit einstellbar veränderbarem Verdichtungsverhältnis
WO2013092364A1 (de) * 2011-12-23 2013-06-27 Avl List Gmbh Pleuelstange für eine hubkolbenmaschine
WO2015055582A2 (de) * 2013-10-18 2015-04-23 Avl List Gmbh Längenverstellbare pleuelstange
AT518563A1 (de) * 2016-04-29 2017-11-15 Avl List Gmbh Längenverstellbare pleuelstange
WO2017207070A1 (de) * 2016-05-31 2017-12-07 Avl List Gmbh Längenverstellbare pleuelstange mit einer hydraulisch betätigbaren steuerungseinrichtung und einem elektromagnetisch betätigbaren schaltventil, hubkolbenmaschine und fahrzeug
WO2018060457A1 (de) * 2016-09-30 2018-04-05 Avl List Gmbh Längenverstellbares pleuel mit steuerungseinrichtung
DE102017104391A1 (de) * 2017-03-02 2018-09-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Umschalteinrichtung zur Steuerung einer Verstellvorrichtung und Pleuel für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer derartigen Umschalteinrichtung

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