CN104797797A - 用于具有可变压缩比的内燃机的液压的自由轮 - Google Patents

Abstract

往复式活塞内燃机，具有液压的调节机构，它分配给一个连杆并且包括至少一个布置在连杆轴承孔中或连杆的活塞销座孔中的偏心轮，其用于通过借助于调节机构改变连杆的有效长度来调整在往复式活塞内燃机的至少一个缸中的至少一个可变压缩比，其中，调节机构包括具有在第一流体室中的第一活塞的第一液压缸和具有在第二流体室中的第二活塞的第二液压缸，并且液压缸借助于一种流体运行和借助于至少第一活塞在第一液压缸中的运动实现至少一个可变压缩比的调整，其中，第一和第二流体室借助于第一流体管路连接起来，用于在第一活塞在第一液压缸中运动期间流体在第一和第二流体室之间直接往返流动，其中，第一流体管路布置在连杆中。此外建议一种用于改变连杆的有效长度的方法。

Description

用于具有可变压缩比的内燃机的液压的自由轮

本发明涉及一种往复式活塞内燃机，具有液压的调节机构，该调节机构被分配给连杆并且包括至少一个布置在连杆轴承孔中或连杆的活塞销座孔中的偏心轮，其用于借助于调节机构改变连杆的有效长度来调整在往复式活塞内燃机的至少一个缸中的燃烧的至少一个可变压缩比。

由现有技术中已知有不同的方法用于可变压缩比。在使用可变调节的发动机部件下尤其描述以下可能性:

具有可变长度的连杆，

具有可变压缩高度的活塞，和

具有可变曲柄半径的曲轴。

除了其它方面以外，所有这些技术手段都旨在实现一种可变的压缩。

为了改变发动机的运动学上的有效长度，即连杆长度，压缩高度或曲柄半径，已知不仅有伸缩式的部件而且有偏心式的支承。部分地在一些解决方案中应用“将发动机力用于调节”的作用原理。在此情况下将作用于偏心支承上的或者伸缩式部件上的力用于调节。调节到希望的位置上在此应该一方面尽可能快速地但是另一方面没有损伤地和不产生相当大的噪声地进行。在实验研究中已经显示，虽然在小连杆孔中的偏心轮从一个终端位置到另一个终端位置的调节可以在一个工作循环内实现，但是在到达机械的终端止挡时发生部件的损伤。其结果是，调节过程必须被减速并且延伸到多个工作循环以外，这可以称为多循环原理。这又需要一种装置，它防止非人愿的反向调节，即一个自由轮，其中，自由轮方向必须能够切换。这种可切换的自由轮可以通过一种液压系统实现。用于实现这种可切换的自由轮的已知系统的共同之处是，具有两个支持室，它们可以支持力或力矩并且防止非人愿的反向调节。这种支持室可以构造成往复式活塞或旋转活塞。由DE102005055199中描述了已知长度可变的连杆，用于实现可变的压缩，缩写为VCR。自由轮方向的切换在此情况下通过交替地打开或关闭两个支持缸来实现，其中，为了控制出现的机油流动，使用一个3/2换向阀。这个换向阀在以下的图中借助于图1详细解释，它显示了液压线路图，如其在DE102005055199使用的那样。此外参见该文献的内容，以便说明VCR机构的基本结构。

这样实施的VCR系统具有以下缺点:

a.在调节期间存在大的机油体积流需求用于填充正在扩展的支持缸。为了提供该相当大的瞬时体积流，需要在曲轴的曲柄销中的足够大的尺寸的供给孔以及在连杆轴承中供给槽。特别地，在连杆轴承中的槽削弱了轴承承载能力。反过来这意味着，调节速度必须被强烈地限制，以便即使以小的供给管路系统也能够可靠地对扩展的支持缸进行供给。

b.在止回阀之前存在连杆轴承的供给压力。在填充扩展的支持缸期间，通过止回阀流动的机油体积流在止回阀上产生压力降。调节速度的最大值此时必须如此程度地被限制，即机油压力在止回阀之后在支持缸中仍然位于机油的蒸气压力以上，以避免空穴作用。在设计的结构中已经显示，这种空穴作用标准已经比脉冲标准更早地起作用，即由于支持缸在机械的末端止挡上的过大的冲击速度导致的机械破坏。

c.如果系统已经占据它的终端位置，那么继续有机油体积流从供给系统中取出。这例如在当在图1中示出的左边的支持活塞已经到达它在下方的终端位置时，是这种情况。此时来自供给系统的机油继续通过止回阀流入左边的支持缸并且从那里经由3/2换向阀流入曲轴箱中。

本发明的目的是，实现更快速的切换并且由此降低对发动机的机油管理的影响。

该目的通过一种具有权利要求1的特征的往复式活塞机以及一种具有权利要求1的特征的方法来实现。其它的有利的设计方案和扩展方案由随后的从属权利要求给出。但是由各个从属权利要求给出的特征不限于各个设计方案。相反，由主权利要求以及从属权利要求的一个或者多个特征可以通过以下的说明中的一个或者多个特征来具体指定或者也可以由其替换。尤其是目前的权利要求应该理解为仅仅是用文字表达本发明的第一种尝试，而不是想由此限制本发明。不同的设计方案中的一个或多个特征也可以结合形成其它的扩展方案。

建议，在调节机构的液压缸之间在连杆中设置内部的机油再循环。优选地，在该内部的机油再循环中经由可控制的阀或阀线路实现从一个液压缸到另一个液压缸的溢流。

如果从阀或阀线路，例如3/2换向阀出来的机油不释放到曲轴箱中，而是再次输入到供给系统中，这可以避免或减少所述缺点。在这一点上应该为此引入术语“内部机油传送”。

建议一种具有液压的调节机构的往复式活塞内燃机，其中，为该液压的调节机构分配一个连杆并且该液压的调节机构包括至少一个布置在连杆轴承孔中或连杆的活塞销座孔中的偏心轮，其用于通过借助于调节机构改变连杆的有效长度来调整在往复式活塞内燃机的至少一个缸中的至少一个可变压缩比，其中，调节机构包括具有在第一流体室中的第一活塞的第一液压缸和具有在第二流体室中的第二活塞的第二液压缸，和液压缸借助于一种流体运行并且借助于至少在第一液压缸中的第一活塞的运动实施至少一个可变压缩比的调整，其中，第一和第二流体室与在第一活塞在第一液压缸中运动期间用于流体在第一和第二流体室之间的直接的往或返流动的第一流体管路连接，其中，第一流体管路布置在连杆中。按照一个设计方案第一流体管路在一个端部处与第一流体室连接和在另一个端部处与第二流体室连接。

第一流体管路优选地通过一个或多个孔产生，该孔实现流体的通流。在此情况下，第一流体管路的至少一个区段也可以以通道的形式构造，其中，该通道沿着连杆的一个部件的分离面延伸。因此，可以在该部件的第一半部分中布置该通道的第一半和在第二半部分中布置该通道的第二半，它们相互上下放置时可以一起形成一个孔。因此，这例如可以设置在与活塞销座孔相邻的区域中。

优选地，在第一流体管路中布置一个阀系统，借此中断在第一流体管路中的流体流。阀系统可以例如包括3/2，3/3，4/2或4/3换向阀。

另一个设计方案例如规定，一个流体供给系统连接到第一流体管路上，由此在第一活塞在第一液压缸中运动时附加需要的流体量流入第一流体室中和第一液压缸中的第一流体室中的过剩的流体量流入流体供给系统中并且流体供给系统包括流体容器，在其中收集过剩的流体量和从其中供给附加需要的流体量，其中，流体供给系统直接地连接到第一流体管路上或经由第二流体管路连接到第一流体管路上，第二流体管路是第一流体管路和流体供给系统之间的一个连接部分。

流体容器和尤其是流体供给系统布置在连杆中。

第一流体管路用于流体在液压缸之间的往或返流动和必要时附加地用于来自流体供给系统的流体。相反，第二流体管路被设置只用于来自流体供给系统的流体。

此外建议一种往复式活塞内燃机，其中，第一活塞和第二活塞具有不同大小的活塞面和第一和第二液压缸相应地具有不同大小的横截面。

另一个设计方案规定，连杆中的第一流体管路具有第一液压的阻力，通过它流体的往或返流动被节流。例如可以由此限制在调整至少一个可变压缩比时的速度。优选地，为此设置一个孔板（隔板）。它允许影响调节速度。

例如在第一流体管路中安装止回阀，以便在第一流体管路中的某一个在其处布置该止回阀的位置上将流体的往或返流动限制在一个方向上。由此第一流体管路可以具有多个分支，它们分别从阀出发延伸到或者一个或者另一个液压缸。

液压的阻力的特征可以例如如下描述:相对于例如摩擦制动器，借助于液压的阻力限制偏心轮旋转速度已经具有与速度成比例的制动作用的优点。作为阻力不仅可以使用节流阀而且可以使用孔板以及这两个的组合。使用孔板具有优点，即在体积流和压力差之间的关系与温度只有很小的依赖性。由此机油温度对调节时间的影响也很小。在一个实施的系统中，从压力加载的支持缸直到曲轴箱或直到扩展的支持缸的路段的通流特性位于在一个纯的节流阀流动和一个纯的孔板流动之间的特性。尽可能小的温度依赖性可以由此实现，即通向和来自阻力的所有的管路在尽可能大的程度上减小节流，也就是说提供相应地大的管路横截面。因此作为纯孔板实施的阻力是最主要的阻力。

优选如下地实现该液压的阻力:

阶梯式的孔，

分开的嵌件被插入、压入或（螺纹）拧入，和/或集成到另一些部件中，例如换向阀的部件中。

优选的是液压的调节机构包含用于液压的调节机构的确定的位置识别的系统。以这种方式可以确定，例如是否活塞位于一个确定的位置上。存在可能性，即例如监控调节速度，例如通过监控连杆中的调节机构的活塞的行程或速度。也存在可能性，即记录偏心轮的旋转和由此推断出活塞或调节机构的其它的部件的位置。也可以设置止挡的探测机构，其中，通过该止挡确定一个位置。优选地，为此利用调节机构的一个部件的终端位置。

一个扩展方案例如规定，液压的调节机构具有确定的位置。在此应该理解为可以检查调节机构是否位于一个确定的位置上。以这种方式例如可以确定错误位置。也可以由此例如确定其它的偏差，例如由于错误切换例如无切换、通过磨损或通过其它的影响导致的偏差。因此例如可以实现再调整或再设置，例如应该确定一个偏差。该偏差可以相对于连杆的调节机构进行探测。但是也存在可能性，即对不同的连杆的液压的调节机构的位置，状态和尤其是偏差相互进行比较。这允许例如监控，全部调节机构位于相同的位置上。由此可以纠正一个或多个调节机构的错误位置。一个设计方案在此例如规定，全部连杆的全部调节机构被相同地操纵。这可意味着，例如全部连杆在其有效长度被相同地调节。另一个设计方案例如规定，不同的连杆具有不同的有效长度。因此例如可以在断开缸情况下仅仅操作激活的缸，而未激活的、被断开的缸在不改变与它们相关的连杆的有效长度下继续运行。为了保证相同的位置和因此全部连杆的相同的有效长度，也可以设置一个复位位置（重设位置）。如果位置的偏差被确定，可以触发一个复位定位，其中至少一个或多个调节机构移动到一个确定的位置上并且从那里可以再次以确定的可预见的方式进行调节。

优选地，往复式活塞内燃机具有布置在每个连杆处的用于调节机构的切换系统，最好形式为阀系统，它位于在连杆外侧面处的活塞销座孔的区域中，因此切换系统例如以阀系统的形式可以从外部在连杆处操纵。

因此，依据发动机结构的类型和与其相关的缸的布置，切换系统可以布置在不同的位置上。位置对于直列式发动机、对置气缸发动机、V型发动机和与此相伴随地、连杆相对于机油壳的位置导致调节机构要不同地布置，尤其是在节省空间方面的情况下。

按照本发明的另一个构想，该构想也可以独立地以及与上述往复式活塞机组合地实施，建议一种用于通过操作液压的调节机构来改变往复式活塞内燃机的缸中的可调整的压缩比的方法，其中，调节机构被分配给往复式活塞内燃机的一个连杆，并且连杆在一个端部处包括活塞销座孔和在另一个端部出包括连杆轴承孔，其中，只要第一活塞在第一液压缸中运动和与此反方向地第二活塞在第二液压缸中运动，在活塞销座孔或连杆轴承孔中一个支承在那里的偏心轮就进行旋转，其中，连杆的有效长度被改变，并且在连杆中引起偏心轮的调节的活塞运动通过从第一液压缸经由第一流体管路直接地进入第二液压缸的流体溢流实施。

按照一个扩展方案规定，实施流体从第一液压缸经由第一流体管路进入第二液压缸的溢流，其中，这个溢流借助于阀系统中断。

此外可以规定，第一流体管路中的流体的过剩量流入一个流体供给系统中并且在第一流体管路中的流体的附加的需要量由流体供给系统供给。

优选地，调节机构被运动到一个确定的（限定的）位置上，以便例如将其用于发动机控制装置作为用于调节VCR机构的初始位置。

另外的有利的设计方案和扩展方案由下面的附图中得出。但是由附图中得到的特征不限于单独的设计方案。相反，来自一个或者多个设计方案中的一个或者多个特征可以相互结合并且也可以与上面的一般说明中的特征结合以形成本发明的另外的设计方案。因此下面的设计方案用于说明本发明的不同的可能性和方面，而不是意指将本发明限制于这些设计方案。附图中所示:

图1是一个液压的自由轮的示意图，如其由DE102005055199中已知那样;

图2是具有设置在按照本发明的连杆中的3/2换向阀和内部机油传送的液压回路图，

图3是具有带内部机油传送的3/3换向阀的液压的自由轮，

图4是具有带内部机油传送的4/2换向阀的液压的自由轮，

图5是具有带内部机油传送的4/3换向阀的液压的自由轮，

图6，7是具有不带内部机油传送的3/3或3/2换向阀的不同的系统，

图8，9是具有带内部机油传送的3/3或3/2换向阀的不同的系统，

图10是具有4/3或4/2换向阀的不同的系统，

图11至图14是一个具有3/2-换向阀功能和内部机油传送的系统的一个示例性的实施例，

图15至图17是连杆长度的调节，

图18是具有支持活塞和/或支持杆的不同的尺寸实施例，

图19和20是与偏心轮的一定的旋转方向以及结构的适配的其它的细节，

图21至图28是具有不同的部件的连杆的结构示例，

图29是具有带部分的内部机油传送的4/2换向阀液压的自由轮，用于朝着低压缩的方向上的调节，

图30是具有带部分的内部机油传送的4/2换向阀液压的自由轮，用于朝着高压缩的方向上的调节，

图31是一个具有不带内部机油传送的3/2换向阀的系统的设计方案，

图32是在图31中示出的系统的剖视图，

图33是在图31和图32中示出的孔板的详图，

图34是在一个前视和侧视图中的具有3/2换向阀和内部机油传送的实施例，

图35是在图34中示出的示例的剖视图，

图36至40是在一个不同的细节的液压模块中的液压的线路，

图41至45是在不同的视图中连杆孔（连杆小头）的实施例，

图46至50是机油从曲轴输入到连杆里面的不同的可能性，

图48至图50是从曲柄销到连杆的不同的机油供给系统，

图51是蓄压器的布置，

图52至图54是不同的蓄压器变型，

图55是往复式活塞内燃机中的连杆，

图56是调节机构的液压回路图和

图57是具有调节机构的连杆。

图1显示了具有3/2换向阀的液压的自由轮，如其由DE102005055199中已知的那样。在示出的切换位置1上左边的支持活塞2可以沉入。从该缸中挤出的机油经由阀3进入曲轴箱4中。变大的支持缸5从供给槽6经由止回阀7吸入新鲜的机油。在这种布置中具有状态:

a)偏心轮可以在顺时针方向上旋转

b)偏心轮可以在逆时针方向上旋转。

由此具有两种稳定的压缩级，因此也可以称为一种两级的VCR-系统。但是该VCR-系统在运行中可能产生如在上面详细说明的问题。

图2显示了一种具有3/2换向阀9和内部机油传送10的液压回路图8。挤出的机油量被用于填充扩展的支持缸11。依据支持缸的直径比和杠杆比，挤出的机油比用于填充扩展的缸所需要的要多，或者反之亦然。过剩的机油通过连杆轴承的润滑间隙进入曲轴箱中。附加需要的机油通过供给槽12输送。这种内部机油传送10的优点在于，发动机的机油管理的负担较小。在这种情况下供给槽12可以设计得较小。这种内部机油传送的缺点是，可能一次吸入的空气较长时间地留在VCR-连杆中并且在切换时被从一个支持缸移动到另一个支持缸，而不是被新鲜的机油置换掉。但是这种情况可以通过合适的通风进行抵抗。在这种布置中也具有两个稳定的压缩级。

图3显示了具有带内部机油传送10的3/3换向阀14的液压的自由轮13。通过用3/3换向阀14替换3/2换向阀可以实现另一种状态，即“偏心轮被闭锁”的状态。以这种方式也可以保持中间位置。在图3中示出一种这样的带有内部机油传送的布置。

在此处建议的内部机油传送可以在供给系统的给定的输送能力的情况下显著地减小调节速度的限制（极限），及实现显著更高的调节速度。在此处，在相应的方向上以不同的程度限制调节速度可以是有意义的。例如借助于液压的阻力，例如孔板。在汽油发动机中值得期望的是实现从高压缩到低压缩的尽可能短的切换持续时间，以便在朝着高负荷方向上的负荷变换时避免爆燃。相反，在另一个方向上，可以显著缓慢地进行调节。可以利用这种情况，其中支持缸和它们的运动学耦合机构被如此地设计，即在从高压缩调节到低压缩期间产生机油过剩量。在这种情况下，仅仅在过渡到高压缩期间从供给系统中取出机油，此外这可能还在一个相当长的时间段上延伸。供给系统的输送能力可以因此设计得很小，结果只需要牺牲很小的支撑轴承面。作为另一个正效应，在此处应该提及的是，引回到供给系统中的机油体积流也短时间地导致在止回阀之前的压力升高，这抵制了在扩展的支持缸中的空穴作用。

图4显示了具有4/2换向阀15的一种布置。在此处不必再考虑空穴作用。因此基本上可以实现更高的调节速度。挤出的机油在此情况下被直接地移动到对应的扩展的缸16中。这种线路的先决条件是，挤出的体积流在任何时间点也必须对应于吸入的体积流。这在此处考虑的VCR-连杆中不能够直接地实现。但是，在具有旋转活塞的系统中，这个要求能够很好地满足。为了补偿泄漏，两个支持缸分别通过一个止回阀17还附加地连接到供给系统上。供给系统由此只需要补偿泄漏并且可以相应小尺寸地设计成。

图5显示了具有4/3换向阀18的液压的自由轮。通过使用4/3换向阀取代4/2换向阀，也可以实现闭锁偏心轮，如在图5中显示的那样。

以下尤其也参见不同的几何结构，它们可以被描述为对一个液压的阻力的布置。在借助于图8和9详细解释专门的有利的其它的设计结构之前，这在以下借助于图6和7一般地进行解释。

对偏心轮旋转速度的限制可以由此实现，即对挤出的机油施加一个阻力。在图6和图7中示出在使用3/2或3/3换向阀19，20情况下各不带有内部机油传送的这种阻力31，32，33的两个可能的布置。在一个布置中在每个流出管路中安装一个阻力，其中，在另一个布置中使用一个共同的阻力。在使用两个阻力下可以使调节方向在它们的速度上分开地进行限制。

在具有带内部机油传送的3/3或3/2换向阀34，35的系统的布置中，同样可以使用两个阻力36，37或仅仅使用一个阻力38，如图8和图9中所示。

图10也显示了具有4/3或4/2换向阀39的系统。在使用4/3或4/2换向阀39情况下需要两个阻力23，24，它们可以如在图10中被定位那样。止回阀21，22也允许从一个缸到另一个缸进行直接的、内部的机油供给。如图所示，缸可以具有不同的直径。

止回阀21和/或阻力23也可以布置在换向阀右边。以类似的方式，止回阀22和/或阻力24也可以布置在换向阀左边。此外，止回阀25，26用于引导流入的机油。

在图11至图14中示出具有3/2换向阀和内部机油传送的系统的实施例。3/2换向阀功能经由两个2/2换向阀40，41，42实现，交替地打开和/或关闭。在每个流出管路中，在此处示出的从支持缸出来的流出管路44，设置一个阻力。座阀经由一个随动件（分接件）被打开或关闭，其中，在座阀处布置止回阀43，45。在图14中示出供给槽45的位置。

图15至17也显示了有效连杆长度l_eff的调节，它由长度l和偏心率（偏心距）e的几何尺寸得出，和压缩比的改变，该压缩比由l₀和l_eff得出，以及偏心率e的一个示例性的设计方案。如示意表示的那样，可以通过传感器S例如监测偏心轮的位置φ。由此可以确定存在何种压缩。也可以利用末端止挡，ε-max或ε-min，以便能够探测调节装置的位置。这样采集的信号然后可以从传感器S输送到发动机控制器CPU，它在此处仅仅示意地表示。这些图15至17也示例性地显示了连杆49如何与偏心轮47中的活塞销46相互作用，它们布置在连杆孔中，其中，一个末端止挡48限制偏心调节。

图18显示了一个设计方案示例，其中也出现支持活塞50，51和/或支持杆52，53的不同的尺寸以及具有不同大小的基面的支持缸56，57。也可以实现在支撑杠杆58处的不同的杠杆臂长度54，55。由此例如通过允许不同的要挤出的机油量和/或调节速度，该系统可以匹配于发动机的主旋转方向。这种不同性是有意追求的，如下面还要借助于图31解释的那样。

图19和20显示了与特定的旋转方向以及与偏心轮的结构或经由轴承环59的机油供给的结构适配的另外的细节，轴承环例如可以以分开的方式用于偏心轮。该机油供给例如可以位于一个中心区域中，而仅仅在外部区域中轴承环59分别从侧面布置在偏心轮60处。偏心轮在此被集成在杠杆61中，该杠杆经由铰接头62和经由惯性力侧的支持缸63和气体力侧的支持缸64被运动。

图21至28示例性地显示了具有不同的部件的连杆的结构，它通过在连杆的一个外部边缘区域处的切换系统从外部实现液压的调节机构的切换。

图29和30显示了另一个布置，其中，内部机油传送仅仅在一个切换方向上实现。机油在切换到低的压缩时，按照图29，最好又被输送给输入系统。这个切换方向应该特别快速地进行，以避免爆震。在朝着低的压缩方向上的调节期间，参见图29，特别有利的是，借助于一个阻力强烈地节流机油流，因为有大的力作用。相反，在另一个方向上调节时，也就是说，在朝着高的压缩方向上调节时，按照图30，挤出的机油可以经由开口例如流出到曲轴箱65中或者流入收集管路中。朝着高的压缩方向上的调节可以设计得较缓慢地进行，因为不必考虑爆震危险。此外作用有很小的力。在朝着高的压缩方向上调节时可以设置机油再生。挤出的机油量，其例如流出到曲轴箱中或收集管路中，在此情况下通过另一个机油量替代。机油更换例如在气泡形成情况下是特别有利的。此时泡沫样的机油被通过新鲜的机油置换。此外存在优点，即在图30中的右边的支持缸的支持室中的压力比在具有完整的内部机油传送的布置的情况下要小，参见图2中的支持缸11。在朝着高的压缩方向上的调节借助于图30的布置要比借助于图2的布置可以更快地进行。在低的旋转速度下和当在上死点处在换气中仅仅有很小的惯性力作用于活塞上时，这特别有利地发生作用。

在图31中示出具有不带内部机油传送的3/2换向阀的系统的一种可能的设计方案。该说明性的示例用于展示一个不带内部机油传送的系统是如何工作的。惯性力侧的支持缸66和气体力侧的支持缸67有意地具有不同的直径。左边的缸支持通过气体力产生的偏心力矩。它称为气体力侧的支持缸67。右边的缸支持偏心力矩。它是由于在换气阶段期间作用的惯性力产生的。因此，右边的缸称为惯性力侧的支持缸66。最大气体力通常大于最大惯性力。通过这种直径差异，现在实现了使支持缸中形成的最大压力尽可能一样大。偏心轮68通过杠杆69调节，它经由支持缸调节。

图32显示了与图31的同一个设计方案示例的剖视图。偏心轮76与杠杆77一起支承在连杆孔中的最好由青铜材料制成的轴承环70中。在端面侧，轴承环70例如设有耐磨损的止推垫片71，因为在此处设置有在活塞中的上部导向机构（活塞端导向）。上部导向机构在此情况下具有优点，即随动件表面（分接面）72尽可能精确地对准曲轴箱和由此与机械的驱动相一致。阀体73与销平行地定向并且位于小连杆孔下方。在端面处，该阀体例如设有圆顶状的随动件表面72。为了切换阀，该圆顶被置于与一个凸轮盘作用关联。阀体可以占据两个确定的位置。在这些位置之间存在一个在此处大约4mm的移动行程。阀体73通过止动器74压入它的最终位置上，该止动器具有球、弹簧和阀体的相应的轮廓。阀体73的移动行程通过限制器75限制。阀在此处实施成滑阀。阀体具有控制边缘，控制边缘分别打开或关闭两个输入孔中的一个并且因此实现通过惯性力缸130的输入管路或气体力缸131的输入管路的机油流动，其中，在阀之后布置孔板132。偏心轮76经由杠杆77进行调节。

图33显示了图32的一个局部。出来的机油133从相应打开的输入孔中流动。这在调节期间通过集成在限制器中的孔板实施。示出了通过孔板流动的机油78以及为此通向活塞销轴承79的润滑机油孔。在限制器的上部的端面和杠杆之间形成一个间隙，通过该间隙机油最终例如可以流出进入到曲轴箱中。机油的一部分相反通过润滑机油孔流向活塞销轴承79。

图34显示了一个具有一个3/2换向阀和内部机油传送的实施例。在这个在制造技术上简化的设计方案中，阀80位于一个分开的液压模块81中，该液压模块经由连杆螺栓连接件与连杆轴承盖连接。通过这种结构方式，孔系统在连杆中的可以显著地简化。显示的实施例的另一个示例性的特征是的偏心轮82直接支承在没有轴承环的小连杆孔中。偏心轮82在安装时从一侧轴向地推入。两个偏心轮轴承为此具有不同的直径。为了轴向锁定，使用在偏心轮82中径向布置的锁定件83，它从内侧插入和锁定偏心轮。连杆在曲柄销处向下导引，用以在此处实现针对驱动的尽可能精确的定向。偏心轮82最好设置一个“钻石状的碳”覆层。为了减轻重量，在偏心轮中示例性地沿着轴向设置孔。此外，围绕小连杆孔的区域示例性地设计成梯形。

在图35中示出按照图34的实施例的剖视图。在惯性力侧的支持缸86，气体力侧的支持缸87和分开的液压模块81之间的连接管路84利用围绕连杆螺栓的环隙用于经由在连杆上部部件和下部部件之间的分离面的机油传送。一个特别优选的变型设有用于连杆螺栓连接的盲孔。补充管路90将连杆轴承中的机油供给槽85与液压模块相连接。在朝着低的压缩方向上的调节时，过剩的机油流入连杆轴承中的机油供给槽中。在另一个调节方向上附加需要的机油被吸入。止回阀91位于连杆上部部件中并且可以通过液压模块在轴向上锁止。为了轴向锁止，使用在偏心轮89中径向布置的锁定件83，它从内侧插入并且在外部由凸缘88防止滑出。

图36至图40显示了液压模块中的液压的线路。连接管路93和补充管路94通过液压模块95中的槽示出。孔板92通过下沉的孔示出。尤其是从图38和39中看见安装在阀体96处的止动器97和限制器98。

图41至图45显示了连杆孔的实施例，它例如在商用机动车中使用。实施例具有3/2换向阀和内部机油传送。3/2换向阀功能按照这个示例经由实施成座阀的两个2/2换向阀99来实现。它们交替地借助于推杆100打开或关闭。该推杆在图42，图43和图44中在剖视图中示出。在2/2换向阀上连接一个止回阀。由图42中看见通向支持缸的连接管路104。该连接管路经由连杆螺栓连接部引导，后者具有借助于O形环密封的套筒。图43中示出供给槽105和补充管路106。2/2换向阀99具有球阀，它为了实现“打开位置”通过推杆100被推开。在2/2换向阀99上连接孔板107。通过限制器108和止动器109锁定随动件101的位置。通过弹簧将推杆100径向地压向在随动件101上加工成的开口斜面102。这个弹簧的尺寸如此地设计，即防止由于离心力导致的打开。在每个流出管路中设置分开的阻力，由此例如可以不同地节流机油流。图45显示了示出的示例的侧视图。

图46至50显示了将机油从曲轴输送到连杆中的不同的可能性，具有机油供给槽和流体供给系统。在此，该流体供给系统可以是蓄压器，此外，它可以包括流体容器。在图46至50中各示出一个具有用于机油流动的供给槽110，供给孔111和传送窗口112的不同的设计方案的上轴瓦122和下轴瓦123。机油流动在图46至50中各示例性地通过箭头画出。

在偏心轮上产生的力矩导致偏心轮旋转。这个力矩又是活塞销上的气体力和惯性力的叠加的结果。这个力矩在时间上不是恒定的而是遵循一定的时间曲线或遵循一个作为曲轴转角的函数的曲线。曲线是周期性的并且发动机每转两转重复一次。在相应地非对称的支持缸直径设计情况下，如果调节是学朝着高压缩方向上进行，即如果气体力侧的支持活塞移出，则需要机油。在这个阶段期间必须保证，机油从连杆轴承流入连杆中，但是没有空气经由轴承间隙被非人愿地吸入。

在图46中示出在连杆轴承中的环绕360°的供给槽110和曲柄销表面上的供给孔111的仅仅一个流出点。在此情况下，供给槽110在任何时间点被供给新鲜的机油并且可以通过传送窗口112保证恒定的机油流。在任何时间点在此处可以满足连杆中的机油需求。

在图47示出一个180°的供给槽，最好在下轴瓦中以及一个通过曲柄销中心的孔。在此情况下也可以在任何时间点满足连杆中的机油需求。180°供给槽可以在圆周上被任意地转动。在此处，角度定向最好如此选择，即该槽位于承受尽可能小的负荷的区域中。

在图49中示出两个90°槽，它们最好与分离面对称地定向，以及两个供给孔，其中，其中的一个孔超前另一个孔90°。在此情况下也可以在任何时间点满足连杆中的机油需求。两个槽可以在圆周上被任意转动，只要在槽之间的间距等于单个槽的长度。在此处，最好选择一种角度定向，它也位于承受尽可能小的负荷的区域中。

在图46，47和49中示出的变型中，在每个任意的曲轴转角下在曲柄销中的供给孔和连杆轴瓦中的传送窗口之间形成连接。在此处，产生附加的制造费用，因为连杆轴承要配设槽来替代惟一的孔。作为这种措施的结果，在连杆轴承中可能产生承载能力问题。

图48中的变型只包含一个槽和一个供给孔。在此情况下只经由一个确定的曲轴转角范围可以就满足连杆中的机油需求。在曲柄销表面上的供给孔的流出口的给定的位置和已知的曲轴转角范围的情况下，此时存在机油需求，可以设计槽在连杆轴承中的一个最小要求的角度上的伸展范围。但是此时问题是，在其期间存在机油需求的阶段是随着发动机的运行点改变的，即不是恒定的。

在图50中的变型中，在这个窗口附近仅仅设置一个传送窗口或一个非常短的槽。由此仅仅形成对连杆轴承的非常小的削弱，尤其是在传送窗口设置在承受最小负荷的区域中的情况下。仅仅在一个相当小的曲轴转角范围期间形成与连杆的连接。这个曲轴转角范围在正常情况下小于一个曲轴转角范围，在后者的曲轴转角范围期间在连杆中存在机油需求。

在图48和图50中的变型情况下因此给出一种对连杆的间歇供给。

图51显示了液压回路图125，它被补充一个流体供给系统124。在这个示例中，流体供给系统124包括流体容器113，后者示例性地实施成蓄压器。通过流体容器113的这种布置保证液压系统被连续地供给机油。流体容器113位于连杆轴承中的传送窗口和液压系统之间。在此处示例性地示出的蓄压器由于惯性力矩最好与曲轴轴线平行地设置。在图51中示意的情况下气体力侧的支持活塞刚刚出来，因此存在机油需求。但是在这个时间点曲柄销中的供给孔的出口还没有位于传送窗口上。机油需求通过蓄压器满足，其中蓄压器的弹簧114移动活塞115，该活塞相应地挤出一个机油体积（机油量）。如果供给孔处于传送窗口上，则蓄压器又被充满。最好蓄压器活塞的轴线平行于曲轴轴线地定向，由此作用于蓄压器活塞上的惯性力垂直于活塞轴线并且由此不影响弹簧力。施加在连杆孔上的机油压力优选为在3至8 bar之间。蓄压器负责不出现压力降，因为否则机油从润滑间隙中流出并且导致部件损坏或者吸入空气。

蓄压器可以例如如图52中所示的那样实施成弹簧蓄能器，具有弹簧116和活塞117，和/或如图53中那样实施成气囊式蓄能器，也就是说，具有膜118和充气119。按照图54的另一个方式是充气的球20，它们借助于机油可通过的滤网121与机油室分开。

图55示例性地显示了连杆203，它布置在具有缸224和活塞254的往复式活塞内燃机201中。往复式活塞内燃机201，活塞254和缸224在此处仅仅示意地示出。连杆的有效长度l_eff通过操作调节机构202来改变。连杆的有效长度l_eff的这种改变使活塞254的行程改变并且因此改变压缩比。

图56显示了液压回路图250，它具有带有第一活塞209和第一流体室210的第一液压缸208。第一流体室210被填充流体21。如果第一液压缸按照运动方向251变小并且挤出流体214，则流体流217通过第一流体管路215流入具有第二活塞212的第二液压缸211的第二流体室213。由此第二液压缸211按照运动方向252变大。第一流体管路215可以用阀系统216中断。阀系统在此处示例性地具有3/2换向阀的功能。此外，止回阀220将在第一流体管路215中的流体流217的方向限制在一个方向上并且第一阻力219，该第一阻力例如布置在第一流体管路215中，限制第一液压缸208变小的速度。液压回路图250此外包括具有流体容器227的流体供给系统226。过剩的流体可以被收集并且例如储存在流体容器227中和从流体容器227再次供给到流体流217中。在此，流体供给系统226例如可以直接地连接到第一流体管路215上，或流体供给系统226可以例如经由第二流体管路218与第一流体管路215连接。在此情况下，第二流体管路218例如也可以利用第一流体管路215。利用该液压回路图250，流体214可以第一液压缸208或者直接地溢流入第二液压缸211中和/或过剩的或附加需要的流体可以通过流体供给系统226补偿。

图57在剖视图中显示了具有调节机构202的连杆203，其中，调节机构202例如也可以包括按照图56的液压回路图250的液压线路。连杆具有带有偏心轮206的连杆轴承孔204。此外，在此处在连杆轴承孔处示例性地示出一个用于确定的位置识别221的可能的系统，借此例如可以接近和/或识别调节机构的一个确定的位置222。流体管路225在这个示例中在连杆203内部延伸。在这个示例中流体管路利用连杆螺栓并且连接调节机构的液压缸。一种可能的流体流在此处示例性地用箭头表示。它可以通过阀系统253中断。阀系统253在这个示例中在曲轴轴承205的区域中布置在连杆的外侧面223处。

建议的特征以及建议的方法可以按照扩展方案在其它的应用中如示例性地在活塞或曲轴中得到应用，这种扩展方案也可以作为独立的构想被继续追求。

Claims (13)

1.往复式活塞内燃机(201)，具有液压的调节机构(202)，该调节机构被分配给连杆(203)并且包括至少一个布置在连杆轴承孔(204)中或连杆的活塞销座孔(205)中的偏心轮(206)，用于通过借助于调节机构(202)改变连杆(203)的有效长度l_eff调整往复式活塞内燃机(201)的至少一个缸(224)中的至少一个可变压缩比，其中，调节机构(202)包括具有在第一流体室(210)中的第一活塞(209)的第一液压缸(208)和具有在第二流体室(213)中的第二活塞(212)的第二液压缸(211)，和液压缸借助于一种流体(214)运行并且借助于至少所述第一活塞(209)在第一液压缸(208)中的运动实现至少所述一个可变压缩比的调整，其中，第一和第二流体室通过第一流体管路(215)连接起来，用于在第一活塞(209)在第一液压缸(208)中运动期间使流体(214)在第一和第二流体室之间直接地往或返流动，其中，第一流体管路(215)布置在连杆(203)中。

2.根据权利要求1所述的往复式活塞内燃机(201)，其特征在于，在第一流体管路(215)中布置阀系统(216;253)，由此中断第一流体管路(215)中的流体流(217)。

3.根据权利要求1或2所述的往复式活塞内燃机(201)，其特征在于，在第一流体管路(215)上连接流体供给系统(124;226)，由此在第一活塞(209)在第一液压缸(208)中运动期间附加需要的流体(214)量例如流入第一流体室(210)中和在第一液压缸(208)中的第一流体室(210)中过剩的流体(214)量流入到流体供给系统(124;226)中并且流体供给系统(124;226)包括流体容器(113;227)，在其中收集过剩的流体(214)量和从其中供给附加需要的流体(214)量，其中，流体供给系统(124;226)直接地连接在第一流体管路(215)上或经由第二流体管路(218)连接在第一流体管路(215)上，第二流体管路是第一流体管路(215)和流体供给系统(124;226)之间的一个连接部分。

4.根据权利要求1，2或3所述的往复式活塞内燃机(201)，其特征在于，第一活塞(209)和第二活塞(212)具有不同大小的活塞面并且第一液压缸(208)和第二液压缸(211)具有相应地不同大小的横截面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的往复式活塞内燃机(201)，其特征在于，第一流体管路(215)具有第一阻力(219)，通过它流体(214)的往或返流动被节流并且由此用于调整至少一个可变压缩比的速度被限制。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的往复式活塞内燃机(201)，其特征在于，在第一流体管路(215)中安装止回阀(220)，用于在第一流体管路(215)中的一个在其处布置止回阀(220)的位置上在一个方向上限制流体(214)的往或返流动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的往复式活塞内燃机(201)，其特征在于，液压的调节机构(202)包括一个用于液压的调节机构(202)的确定的位置识别(221)的系统。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的往复式活塞内燃机，其特征在于，液压的调节机构(202)具有确定的位置(222)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的往复式活塞内燃机(201)，其特征在于，在每个连杆(203)上布置一个阀系统(216;253)，它位于活塞销座孔的区域中在连杆的一个外侧面(223)上，因此阀系统(216;253)可以从外部在连杆(203)处被操作。

10.用于通过操作液压的调节机构(202)改变在往复式活塞内燃机(201)的缸(224)中的可调整的压缩比的方法，该调节机构被分配给往复式活塞内燃机(201)的连杆(203)，并且连杆(203)包括在一个端部处的活塞销座孔(205)和在另一个端部处的连杆轴承孔(204)，其中，只要第一活塞(209)在第一液压缸(208)中运动和与此反方向地第二活塞(212)在第二液压缸(211)中运动，支承在那里的偏心轮(206)就在活塞销座孔(205)或连杆轴承孔(204)中旋转，其中，连杆(203)的有效长度被改变，并且在连杆(203)中产生偏心轮(206)的调节的活塞运动通过从第一液压缸(208)经由第一流体管路(215)直接地进入到第二液压缸(211)中的流体溢流来实现。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，流体(214)从第一液压缸(208)进入第二液压缸(211)中的溢流通过一个流体管路(225)实现，其中，该溢流借助于阀系统(216;253)中断。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在第一流体管路(215)中的流体(214)的过剩量流入流体供给系统(124;226)中并且在第一流体管路(215)中的流体(214)的附加的需要量从流体供给系统(124;226)中供给。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，调节机构(202)被运动到一个确定的位置(222)上。