CN106460656A - Vcr 活塞机器和用于调整vcr 活塞机器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种活塞机器，该活塞机器包括：‑曲轴，‑与该曲轴一起旋转的至少一个连杆(17)，其中该连杆(17)具有小孔眼(2)和大孔眼(3)，并且该连杆(17)具有连杆轴(17.1)，以及‑被安排在该连杆(17)上的压缩活塞，优选是可通过偏心件(5)和优选为调整联动装置的调整系统来偏心调整的燃烧室活塞。该调整系统是由至少一个支持活塞(27，27.1，27.2)支持的，该至少一个支持活塞可以在该连杆(17)的支持缸中移动，并且该连杆轴(17.1)具有支持缸。该支持缸被连接到油润滑系统，并且该油润滑系统具有受控的油压可变性，以便基于作用的外力而支持该调整系统的调整。本发明进一步涉及一种用于调整活塞机器的压缩活塞的行程的方法。

Description

VCR活塞机器和用于调整VCR活塞机器的方法

本专利申请要求2014年5月15日提交的德国专利申请10 2014 007 052.2的优先权，在此通过引用将该申请的全部内容结合到本专利申请的主题中。

本发明特别地涉及一种VCR活塞机器，该VCR活塞机器包括曲轴、至少一个连杆，该连杆被可旋转地安装在该曲轴上，其中该连杆具有小轴承孔眼和大轴承孔眼，并且其中该连杆具有连杆轴，该VCR活塞机器进一步包括压缩活塞，该压缩活塞被安排在该连杆上，该压缩活塞优选是可例如通过偏心件或一些其他调整元件和优选为调整联动装置的调整系统调整的燃烧室活塞，其中该调整系统是由至少一个支持活塞支持的，该至少一个支持活塞可以在该连杆的支持缸中移动。此外，提出了一种方法，在该方法中由作用在调整系统上的外力实现的调整是由附加的调整力补充或改进的。

在现有技术中存在用于在往复活塞机器的运行过程中改变压缩的大量不同的解决方案。因此，在DE-A-10 2007 040 699中，描述了一种磁性解决方案。然而，本发明取而代之以从DE-A-10 2005 055 199中已知类型的活塞机器开始。本发明的披露内容的范围是参考此公开专利的内容进行限定的，因为此公开专利披露了本活塞机器的基本构造以及可能的可使用的特殊连杆的基本构造。因此，此文件的内容通过引用结合到本专利申请的主题中。

从DE-A-10 2012 107 868、DE-A-10 2011 108 790和DE-A-10 2012 014 917中已知具有可变压缩比的往复活塞机器的另外的示例。后两个文件涉及通过发动机油系统中的用于对开关加以致动的压力脉冲来触发压缩比的切换，而不在随后的压缩比调整中使用增加的发动机油压力。

本发明的目的是提供在往复活塞机器中的针对多个不同运行范围的行程的可靠修改。

此目的是通过具有权利要求1的特征的活塞机器并且通过具有权利要求8的特征的方法来实现的。从随后的从属权利要求将显现另外的有利实施例和发展。然而，从单独的从属权利要求中显现的特征不局限于单独的实施例。相反，来自主权利要求和从属权利要求的一个或多个特征可以通过来自以下说明中的一个或多个特征而变得更具体或者甚至由其替代。特别地，本权利要求书并不旨在限制本发明。此外，可以组合来自多个不同实施例的一个或多个特征以给出本发明的进一步发展。

根据本发明，发动机油压力被短暂地或者在所述调整的持续时间内增大，以修改压缩比，也就是说不必或不排他地触发压缩比的修改。当压缩比从较低值调整到较高值时(涉及增加连杆的有效长度的过程)，这导致对惯性力的辅助，这些惯性力在行程运动被反向时在压缩活塞的上止点处“拉动”该压缩活塞并且根据现有技术用于此调整方向。然而，通过增大发动机油压力，也可以在将压缩比从较高值调整到较低值时实现改进的调整系统性能。在从较高压缩比调整到较低压缩比的过程中，气体力作用在压缩活塞上，这些气体力用于缩短该连杆的有效长度。这些力非常高，因此，油以高速从一个支持缸“泵送”到另一个支持缸。当使用具有带有双重作用支持活塞的单一支持缸的调整系统时，存在类似的情况。在该系统中，高油压和高油流速可能导致气蚀，这是不利的。因此，在切换该调整系统的这个阶段中，在支持这些气体力的支持缸的排油通道中通常存在孔口，所述孔口将油流出速率限制到最大允许值。这又是不利的，因为当需要在低载荷并且因此在较低气体力下从较高压缩比切换到较低压缩比时，该切换过程相对较慢地进行。如根据本发明所设想的，如果现在可以选择性地增大发动机油压力以及因此支持缸中的压力，则该系统可以在高载荷(即高气体力)下被制动，同时使用相对较大尺寸的孔口，其优点在于，通过在低载荷下牺牲这种(背压)制动从而使得压缩比的切换同样快速地进行。因此，根据本发明，在压缩比的两个切换方向上支持缸中的油压的选择性增大都是有利的。

作为本发明的发展，可以设想到的是，当需要时，该控制单元启动该油润滑系统的油泵，以便在相对于当前给该连杆的这个或这些旋转轴承供油所需要的油压经升高的压力下提供有待给送至该支持缸的油，更具体地用于辅助使该调整元件离开该第一调整位置朝向和/或进入该第二调整位置的调整，和/或用于衰减或节制使该调整元件离开该第二调整位置朝向和/或进入该第一调整位置的调整和/或调整速度。

此外，有利地，可以设想到的是，该油泵能够由该控制单元启动，以便为了辅助使该调整元件离开该第一调整位置朝向和/或进入该第二调整位置的调整而增大该油压，更具体地，能够基于当前运行模式以基本上独立于用于润滑和/或冷却该连杆的这个或这些轴承所需的油压的方式启动。

特别地，可能有利的是，该油泵能够由该控制单元启动，以便在该运行模式是在相对较低的转速下的部分或满载荷模式或者在接近于其中较低压缩比是足够的或所希望的运行模式或其中应发生切换到较低压缩比的运行模式的一些其他载荷模式时为了节制使该调整元件离开该第二调整位置朝向和/或进入该第一调整位置的调整速度而增大该油压。

因此，根据本发明，设想到的是，始终通过在往复活塞机器的基本上所有的运行模式下增大油压来辅助压缩比从较低值到较高值的调整。在反向调整的情况下，根据本发明这并非总是如此或总是需要的。如果在将压缩比从高值调整到低值的过程中相对较大的气体力正在作用，则需要使油压增大。在这种情况下，于是通过增大该油压来减小油从被提供用于支持这些气体力的支持缸涌出的速度，以保护该系统免于形成气穴。另一方面，如果在从高压缩比切换到低压缩比的过程中相对较小的气体力正在作用，则对调整移动的制动不是绝对必要的。

根据本发明的特别发展，提出了一种活塞机器，该活塞机器包括

-曲轴，

-至少一个连杆，该连杆被可旋转地安装在该曲轴上并且具有连杆轴，

-压缩活塞，该压缩活塞被安排在该连杆上，该压缩活塞优选是可通过偏心件或更一般地通过调整元件和优选为调整联动装置的调整系统来例如偏心调整的燃烧室活塞，其中该调整系统是由至少一个支持活塞支持的，该至少一个支持活塞可以在该连杆的支持缸中移动，其中该连杆轴具有该支持缸，其中该支持缸被连接到油润滑系统，并且该油润滑系统具有受控的油压可变性，以便基于外力而使该调整系统的调整最优化。

在此设想到的是，使用诸如惯性力和气体力的外力来调整。在第一运行范围中，行程调整优选是唯一地借助于作用的惯性力和气体力进行的。相比之下，在该活塞机器的第二运行范围中，是通过提供到至少一个支持缸的增大的油压来辅助调整的。

另一实施例设想，该活塞机器具有一个或多个连杆，其中在至少一个连杆的情况下，该连杆轴具有第一和第二支持缸，其中这两个支持缸的内部截面积不同。

本发明的一种发展设想，该连杆轴具有第一和第二支持缸，其中该第二缸中的支持活塞支持这些惯性力，并且该第一支持缸中的支持活塞支持这些气体力，并且其中该第一支持缸具有比第二支持缸更大的内部截面积。

此外，提供了一种活塞机器，其中该调整系统具有第一和第二杠杆臂，其中该第一杠杆臂具有与该第二杠杆臂不同的长度。这两个杠杆臂在用于使该压缩活塞相对于该连杆移动的调整元件的旋转中心的两侧延伸。

一种发展设想，提供了第一支持缸和第二支持缸，其中该第一支持缸支持这些气体力，并且该第二支持缸支持这些惯性力，其中该第一支持缸具有比该第二支持缸更大的内直径，该调整系统具有第一杠杆臂和第二杠杆臂，其中该第一杠杆臂使该第一支持缸中的第一活塞移动，并且该第二杠杆臂使该第二支持缸中的第二活塞移动，并且该第二杠杆臂比该第一杠杆臂更短。

根据上述描述的具有两个不同长度的杠杆臂的调整机构的实施例在本专利申请的背景下具有独立的发明意义。

此外，还可以设想在油润滑系统中提供油泵，该油泵确保了油压的可变性、更具体地用于当对应作用的气体力或惯性力形式的外力正在产生作用时用于选择性地增大该第一支持缸或该第二缸中的压力，以用于辅助由于对应作用的气体力或惯性力形式的外力而对该调整系统进行的调整。

还提出的是，提供了控制单元，该控制单元在将行程从低压缩调整到高压缩时对该油润滑系统中的压力增加加以协调，和/或反之亦然。

根据本发明的可以单独地和与本发明的一个或多个其他概念相结合地提出的另一概念，提出一种用于调整活塞机器(优选是如以上和/或以下描述的活塞机器)的压缩活塞的行程的方法，其中通过该压缩活塞的连杆上的调节系统短暂地增大油压，以便辅助通过作用的外力的调整。

该方法的一种发展设想，在油润滑系统中产生压力增大，更具体地，以便辅助正在作用在该调整系统或压缩活塞上的并且用于将行程从低压缩调整到较高压缩的惯性力、和/或以便当需要时加速将行程从较高压缩到较低压缩的调整(为此目的使用了气体力)。

该方法的另一实施例进一步设想，在该油润滑系统中产生压力脉冲，该脉冲被选择性地给送到支持缸，以更具体地用于主动地将行程从较低压缩调整到较高压缩，和/或反之亦然，其中油被“泵送”出该油润滑系统以用于调整。

在2级或多级VCR系统中，由气体力和惯性力产生的扭矩是由位于这些支持缸中的对应油垫上的支持机构支持的。在这方面，引用DE-A-10 2013 021 065的内容，此内容通过引用结合到本专利申请的主题中。

借助于经由活塞而在偏心件或压缩活塞调整元件上作为扭矩起作用的外力，进行调整是可能的。对于从高压缩比到低压缩比的调整，使用气体力。即使在适度的载荷下，这些气体力也导致偏心件上的相对较高的扭矩或调整元件上的调节扭矩，因此切换方向可以涉及附加辅助或无需附加辅助。相比之下，在从低压缩比到高压缩比的调整的情况下，对预料使得连杆“拉伸”的惯性力添加辅助是优选的。这是因为惯性力

1.)仅作用在行程循环的相对较短的区域中，即行程运动的反转在该压缩活塞的上止点(TDC)处的区域中(运动反转TDC)，并且

2.)在低速(<1000rpm)下相对较低(偏心件上<1Nm)。

在低速时，该扭矩水平几乎不高于VCR连杆的脱逃扭矩。因此，例如这些支持活塞的密封件的摩擦的非常小的差异可能对切换速度具有大的影响。通过增大油压的辅助就使用于从低压缩比调整到高压缩比的扭矩水平升高，其方式为使得所述调整可靠地进行。

VCR连杆的这些支持缸优选地设计成具有不同的内直径。这是有利的，因为有待支持的惯性力通常显著低于气体力。因此，活塞直径的差异具有积极的副作用：当存在从曲柄销轴承施加的油压时，在调整元件上存在附加扭矩，这使得该调整元件朝高压缩比的方向转变。可以利用这种效果，其中优选地涉及以下方面中的一者或多者：

-不同支持活塞直径的选择

-此外，用于支持气体和惯性力的调整元件的不同调整杠杆长度的选择

-发动机油压力的可变性

-在低速(例如<2000rpm)下从低压缩比到高压缩比的调整的情况下，选择高的发动机油压力，即使这对轴承润滑是实际并不需要的

-在调整之后，例如约1s后，油压可以再次降低到发动机可靠运行所需的油压。

运动学(例如不同支撑活塞直径和可能的不同杠杆长度)和增大发动机油压力的组合导致调整元件上的附加扭矩，该附加扭矩在量值上与由低速下的惯性力产生的扭矩是可比较的。根据一个实施例，该附加扭矩此外在整个循环中而不仅是在运动反转TDC处起作用。其结果是，切换时间显著减小。

此外，通过适当选择发动机油压力还以及从高压缩比到低压缩比的调整，可以实现积极的效果，这将在下面解释。

通常，对于此切换方向而言，在到这些支持缸的供油系统中提供孔口，此孔口具有小的尺寸使得该系统对于压缩活塞气缸中的最高可能的峰值压力并不太快地调整。否则，例如，在与对应的支持缸相关联的返回阀上可能存在气蚀。如果然后需要在相对较低的载荷(往复活塞机器的部分载荷模式)下切换到低压缩比，则孔口的尺寸较大会是有利的，这将导致该系统的调整速度的可允许的增大。由此可得出，对于从高压缩比到低压缩比的调整将选择较大的孔口，并且对于较高载荷的情况，该系统将通过发动机油压力的短暂增大而被“制动”。此外，存在使用不同孔口的可能性，例如使用具有不同孔口或可调孔口的两个不同管线。

作为优选选项，选择一种方法，在该方法中

-在VCR连杆的调整过程中适配了发动机油压力

-特别是：在低发动机速度下，在VCR连杆从低压缩比到高压缩比的调整过程中发动机油压力增大，以及

-在高载荷(即高气缸峰值压力)下，在从高压缩比到低压缩比的调整(例如，部分载荷模式)过程中发动机油压力增大。

从以下附图将清楚另外的有利实施例和发展。然而，从附图中显现的特征不局限于单独的实施例。相反，可以使来自一个或多个实施例的一个或多个特征彼此地、或可替代地与来自以上总体说明的多个特征相组合，从而给出本发明的进一步的实施例。因此，以下实施例用于展示本发明的多种不同可能性和方面，而不存在将其限制于这些实施例的任何意图。在附图中：

图1示出了具有多个支持缸的连杆的示意图，其中油压的增大可以用于辅助起作用来调整行程的外力(惯性力或气体力)，

图2示出了与通过外力对活塞机器的这些运行范围中的压缩比执行的基本调整有关的另一示意图，

图3示出了在压缩比的调整过程中通过提高两个支持缸中的油压来辅助外力的另一示意图

图4和图5示出了在将压缩比从高值到低值(图4)和从低值到高值(图5)的调整过程中液压系统的回路图。

图1示出了一个实施例，通过该实施例，可以在具有用4指示的壳体的往复活塞内燃发动机形式的活塞机器1中实现压缩比的可调变化，其中任选地，至少一个连杆17具有连杆轴17.1，套管26.1、26.2形式的两个支持缸26被紧固在该连杆轴之上/之中。在这一说明性实施例中，套管26.1、26.2被压配合在连杆轴17.1中。在这一说明性实施例中，用于这些支持缸的套管26.1、26.2是由与连杆轴17.1不同的材料生产的；例如连杆轴17.1是由铸钢生产的，并且这些支持缸的套管26.1、26.2是由铝生产的。

连杆17具有大连杆轴承孔眼3和小连杆轴承孔眼2，连杆17通过该大连杆轴承孔眼安装在曲轴15上，该小连杆轴承孔眼通过销14支持压缩活塞13。进而，可旋转地安装的偏心件5被安排在小连杆轴承孔眼2中。偏心件5具有用于接纳活塞销14的孔18。偏心件5在其外表面上具有多个齿19。通过这些齿19，偏心件5被强制地连接到杠杆系统20，该杠杆系统用作支持机构并且优选地还用作止回机构。杠杆系统20具有枢转杠杆16，该枢转杠杆被强制地连接到偏心件5的齿19并且在需要时使偏心件5枢转。枢转杠杆16和偏心件5形成用于调整压缩活塞13的调整元件11。从运动学上看，调整元件11具有两个杠杆21、22，这两个杠杆从调整元件11的旋转中心9延伸，并且其中杠杆22比杠杆21更长。枢转转杆16通过其第一杠杆21和第二杠杆22被支持在支持单元7上，如以下所描述的。

此外，从图1中可以看出，杠杆系统20被轴向引导。此外，杠杆系统20在枢转杠杆16之间或在其两个杠杆21、22上具有连接接头24。这些连接接头24用于枢转地附接(活塞)杆25.1、25.2。例如套管26.1、26.2形式的支持缸部件10进而作为支持缸26被安排在连杆17的连杆轴17.1中。在这些套管26.1、26.2中引导支持活塞27，杆25.1、25.2对应地枢转附接到这些支持活塞上。在由气体力或惯性力引起和允许的偏心件5的转动运动过程中，这两个支持活塞27.1、27.2在对应的支持缸26(套管26.1、26.2)中移动。连杆17中的这些支持缸26具有通道28.1、28.2，这些通道各自通向套管26.1、26.2(支持缸26)中的工作室29.1、29.2。连杆轴承外壳30被安排在大连杆轴承孔眼3上。由于这些轴承外壳30配备有通过曲轴连接到供油装置的周向槽，在该槽中始终存在油压。此外，从DE-A-10 2005 055 199中可更详细地获得在压缩比的修改过程中的运动顺序，在此引用该文件并且因此将其结合到本专利申请的主题中。

例如，可以从DE 10 2012 014 917 A1中获取由外力引起的对于压缩比的调整辅助，在此通过引用将该文件的全部内容结合到本专利申请的主题中。在此提出的解决方案中，DE 10 2012 014 917 A1中描述的脉冲可以用于辅助气体力或惯性力。

下面使用低压缩比的设定作为示例来说明用于设定不同压缩比的连杆17的操作。如果在发动机运行过程中希望低的压缩比，则多通阀例如被设定到一个位置，在该位置中用于油流出到工作室29.1中并且用于油流入到另一工作室29.2中的这两个通道是打开的。在由于燃烧而气体压力作用在连杆17上并且所述连杆朝曲轴的方向(即向下)移动的发动机阶段中，支持活塞27.1被进一步推入套管26.1中，其结果是位于第一工作室29.1中的油被排出到通道28.1中。同时，支持活塞27.2移动并且经由通道28.2将油抽吸到第二工作室29.2中。因此，偏心件5可以沿图1中的箭头37的方向逐步地转动。这两个支持活塞27.1、27.2的这种相反移动在连杆17的行程运动被反转并且该连杆再次向上移动时自动结束。现在，第二支持活塞27.2受到由该压缩活塞、偏心件5以及杠杆系统20的“加速”质量的惯性产生的力的作用。由于通道28.2不是打开的(阀(未示出)是关闭的)，支持活塞27.2是由在工作室29.2中的油体积所支持的。由于第一工作室29.1是关闭的并且第一支持活塞27.1不能插入其中，偏心件5不可能沿相反方向转动。

在连杆运动的下一次反转时，惯性力“拉动”第二支持活塞27.2，其结果是，油可以再次进入工作室29.2。同时，第一支持活塞27.1从工作室29.1排出油。因此，这两个支持活塞27.1、27.2的这种逐步相反运动可以在该活塞机器的多个工作循环上导致该偏心件旋转离开一个旋转末端位置(其中两个支持活塞27之一位于相关联的支持缸26的底部，而另一个支持活塞与“其”支持缸的底部相距一定距离)进入另一个旋转末端位置(其中关于由支持活塞占据的相应位置的情况恰好与上述相反)。

为了将压缩比从一个(或所述)较低值调整到一个(或所述)较高值，确保杠杆系统20的调整以及因此偏心件的与图1中的在在此示出的偏心位置的方向上的箭头37相反地旋转仅是在支持活塞27.2被“拉动”时(这是由于在压缩活塞向下运动开始时的惯性而将空气吸入燃烧室中的情况)才发生。根据一个或多个液压阻力和传动系力的大小的设计，活塞插入过程可能花费若干个工作循环。液压阻力优选地是由连接管线或者通过位于其中的限制件形成的。

该实施例的方法仅是说明性的而不是限制性的，连杆的构造也是如此。所使用的支持活塞具有限定的泄漏路径，该泄漏路径在此可以呈相对于第一支持活塞27.1以放大比例示出的密封元件的特殊密封设计的形式。

图2作为说明性实施例示出了基于可变连杆长度原理的至少两级VCR系统。该原理表示根据所提出的发明使用的调整的主要可能性。为此，用于接纳活塞销的偏心件被可枢转地安装在小连杆轴承孔眼中。作用在活塞上的气体力和惯性力导致作用在偏心件上的扭矩。具有杠杆、两个支持杆以及两个支持活塞的支持机构被连接到该偏心件并且将该扭矩传递到插入在该连杆中的两个支持缸。面向偏心距的方向的支持缸(即这两个支持缸中离该偏心件的旋转中心更远的支持缸)承担对由气体力产生的扭矩的支持，而另一个支持缸以等效的方式承担对惯性力的支持。因此，连杆的两侧在下文中称为“GFS”(气体力侧)和“IFS”(惯性力侧)。这两个支持缸都可以在需要时填充油。与每个支持缸相关联的止回阀允许油的间歇流入并防止油流出，并且反之亦然。例如，GFS和IFS可以通过两位三通切换阀选择性地打开。止回阀和切换阀的这种组合形成了液压自由轮，其运转方向是可选择的。在高压缩比(也称为“ε_高”)是所选定的位置的情况下，作用在该偏心件上的扭矩(在数学上是正的)被支持在GFS的油柱上。在这个位置，由具有在数学上为负作用的惯性力产生的扭矩通过IFS支持活塞与该连杆之间的直接金属接触传递。在用于低压缩比(缩写为“ε_低”)的位置中，情况相反。“ε_低”位置的积极的副作用是，在该位置通常较高的气体力现在不再被支持在该油柱上，并且因此该支持缸中的油压保持在相对低的水平。这种类型的支持系统的调整系统因此配备有第一和第二支持活塞，其中这两个支持活塞具有与对应的支持杆的不同连接：一个具有球头接头的支持活塞具有比另一个具有销接头的支持活塞具有更小的支持活塞直径。该杠杆将由偏心距产生的扭矩传递到这些支持杆，由于现代高度增压的火花点火式发动机的不断增加的燃烧峰值压力，该扭矩可以大于300Nm。例如，由偏心距与杠杆长度之间的比率产生的杠杆率大约为1/10。结合取决于对应的ε位置的支持杆与杠杆之间的力的攻角，因此获得了可以相当容易地上至10kN的支持力。该杠杆处的接头的优选类型是传统的销。该销以固定的方式连接至这些支持杆的上端的叉形结构并且被支持在该杠杆中。在此出现的表面压力例如上至200MPa。在这些支持活塞处的接头同样可以被实施为销轴承。另一个优选的实施例提供了球接头。一方面，这允许较小的支持活塞直径，这对其力显著低于GFS上的力的IFS具有两个积极的副作用：

-该连杆更轻，因为该支持缸周围的结构可以相应地重新建模。

-借助于尽可能小的IFS支持活塞直径，就由于该油压在该偏心件上获得了朝ε_高的方向的小的但连续作用的扭矩。在低发动机速度时，这对切换行为具有有利的影响，因为在这种情况下，由调整所必需的惯性力产生的扭矩相应地是低的。另一方面，销的消除允许利用该支持活塞的整个高度作为密封长度。这在消除附加密封元件方面是有利的，因为尽管该系统可以容忍一定的泄漏(例如在杠杆率为约1/10，支持活塞的泄漏引起的例如为0.1mm的下沉仅影响有效连杆长度约10μm)，如果泄露太大，则该压缩比可能以不希望的方式“漂移”。这些密封元件同样在调整过程中产生附加摩擦扭矩。因此，只有在克服该扭矩时才能启动调整。密封元件因此还可以包括由O形环和矩形截面环构成的密封系统，该矩形截面环被安置在该O形环的上方并且由PTFE复合材料构成。例如，该密封元件的摩擦导致0.5Nm至0.8Nm的偏心件的脱逃扭矩(Losbrechmoment)。然而，朝“ε_高”方向切换在低速下仅稍微超过这种明显较低的扭矩水平，因为在这些运行点处的惯性力同样非常低。由于进而仅少量的过量扭矩与切换速度的损失相关联，因此上述措施在这些极端的运行点处是非常重要的。

图3示出了基于增大这些调整缸之一中的油压而对作用的外力加以辅助的另一示意图。在这方面，特别地引用2014年4月7日的德国专利申请10 2014 004 987.6和2015年4月7日的PCT申请PCT/EP 2015/057474的内容，通过引用将这些申请的内容结合到本专利申请的主题中。

图3示出了根据本发明用于辅助或制动图1中的压缩活塞调整元件11的调整的液压系统。该液压系统最终是该往复活塞机器的油润滑和冷却系统40，该油润滑和冷却系统对这些连杆轴承和曲轴轴承供应油。图3示意性地展示出，该油润滑系统40具有油泵42，该油泵可以通过控制单元44启动，以便供应使该往复活塞机器运行所需的相应油压。油通过该连杆中的多个不同管线或通道被供应到图1的影响支持和调整的单元7(即这些支持缸26)，这些管线或通道终止在连杆的曲轴轴承孔眼中或在那里排出。

图3中用①(以及图5中的回路图)示出了在压缩比从ε_低到ε_高的调整过程中的状况，而图3中用②(以及图4中的回路图)示出了在压缩比从ε_高到ε_低的调整过程中的状况。由图3中的用于情形①的实线箭头和用于情形②的虚线箭头指示在这两种情形下获得的对应移动以及相应的方向。

在状态①中(另见图2)，发动机油压力超过当前润滑和/或冷却该往复活塞机器的这些轴承所需的水平的短暂增大辅助支持活塞27.1从与其相关联的支持缸26.1中延伸出。在该过程中，增大的发动机压力对支持缸26.2(另见图5)没有影响。

如果需要从高压缩比切换到低压缩比(参见图3和图4中的情形②)，当在这种状态下存在大的气体力时，可以使油从支持缸26.1过快地流出，通过由于压力增大而在油润滑系统40中建立背压，可以实现流速的延迟或减慢，先前这通常是通过孔口或类似的限制元件来实现的，因此根据本发明可以消除这些孔口或类似的限制元件。这具有的优点是，在从高压缩比到低压缩比的转换过程中，在相对较小的气体力下没有这样的孔口来限制流速，并且因此在该阶段中获得了比现有技术更高的切换速度。

上面已经通过说明性实施例(其中连杆具有带与其相关联的支持活塞的两个支持缸)描述了本发明。然而，同样可想到将本发明实施成，连杆仅具有单一支持缸，该支持缸具有两个工作室以及在工作室之间的双重作用支持活塞。对于本发明来说同样不是绝对必要的是，如图1所示的这些支持缸应当是由安装在支持活塞的轴上的分开的部件实现的。这些支持活塞的实施例的方式对于本发明是完全不重要的。特别地，本发明还可以用于调整多个连杆上的压缩活塞，其中连杆具有多个一体形成的支持缸或至少一个一体形成的支持缸。此外，本发明不限于压缩活塞相对于其连杆的偏心件调整。其他调整机构同样是可能的，并且可以在本发明的范围内实现。主要是以油压的特定变化来辅助或制动将压缩比从第一位置到第二位置的调整来看待本发明。

作为替代方案，本发明还可以通过以下特征组之一来描述，其中这些特征组可以根据需要彼此组合，并且一个特征组的多个单独特征也可以与一个或多个其他特征组的一个或多个特征和/或一个或多个上述实施例相组合。

1.一种活塞机器，包括

-曲轴，

-至少一个连杆(17)，该至少一个连杆与该曲轴一起旋转，其中该连杆(17)具有小轴承孔眼(2)和大轴承孔眼(3)，并且其中该连杆(17)具有连杆轴(17.1)，

-压缩活塞，该压缩活塞被安排在该连杆(17)上，该压缩活塞优选是可通过偏心件(5)和优选为调整联动装置的调整系统偏心地调整的燃烧室活塞，其中该调整系统是由至少一个支持活塞(27，27.1，27.2)支持的，该至少一个支持活塞可以在该连杆(17)的支持缸中移动，其中该连杆轴(17.1)具有该支持缸，其中该支持缸被连接到油润滑系统，并且该油润滑系统由于从较低压缩比到较高压缩比作用的外力而本身产生的用于辅助该调整系统的调整的油压、和/或当需要时用于衰减减慢从较高压缩比到较低压缩比的调整。

2.根据编号1所述的活塞机器，其中该连杆轴具有第一和第二支持缸，其中该第一支持缸的内部截面积不同于该第二支持缸的内部截面积，其中当调整该调整系统时该油压增大。

3.根据编号1或2所述的活塞机器，其中该连杆轴具有第一和第二支持缸，其中该第二支持缸支持惯性力并且具有比该第一支持缸更小的内部截面积，该第一支持缸支持气体力。

4.根据以上编号之一所述的活塞机器，其中该调整系统具有第一和第二杠杆臂，其中该第一杠杆臂具有与该第二杠杆臂不同的长度。

5.根据以上编号之一所述的活塞机器，其中提供了第一支持缸和第二支持缸，其中该第一支持缸支持气体力，并且该第二支持缸支持惯性力，其中该第一支持缸具有比该第二支持缸更大的内部截面积，并且其中该调整系统具有第一杠杆22和第二杠杆20，其中该第一杠杆22使该第一支持缸(26)中的第一活塞27.1移动，并且该第二杠杆20使该第二支持缸26中的第二活塞27.2移动，并且该第二杠杆20比该第一杠杆22更短。

6.根据以上编号之一所述的活塞机器，其中油泵被提供在该油润滑系统中，该油泵确保该油压在需要时的可变性，以便当这些气体力作用在该第一支持缸26中的支持活塞27.1上时增大压力以用于减慢将调整元件11从第二调整位置离开朝向和/或进入第一调整位置的转移，或者持续地确保所述压力以便将调整元件11从第二调整位置离开朝向和/或进入第一调整位置转移、辅助在将该调整元件从第一调整位置离开朝向和/或进入第二调整位置的调整中的惯性力。

7.根据以上编号之一所述的活塞机器，其中提供了控制单元，该控制单元对该油润滑系统中的压力增加加以协调，以用于将行程从低压缩调整到高压缩。

8.一种用于通过调整系统来调整活塞机器、优选为根据编号1至7之一所述的活塞机器的压缩活塞的行程的方法，该调整系统位于该压缩活塞的连杆上，其中该调整系统的两个支持缸中的油压短暂地增大以便辅助和/或加速该压缩活塞相对于连杆的调整。

9.根据编号8所述的方法，其中致使该油润滑系统中的油压增大以便辅助用于从低压缩行为调整到高压缩行为而作用的惯性力，或者以便加速调节基于气体力发生的从高压缩比到低压缩比的调整。

10.根据编号8或9所述的方法，其中该油润滑系统中的压力增大是借助于一个或多个压力脉冲来实现的。

参考号清单

1 活塞机器

2 小连杆轴承孔眼

3 大连杆轴承孔眼

5 偏心件

7 支持单元

9 旋转中心

10 支持缸部件

11 用于压缩活塞的调整元件

13 压缩活塞

14 活塞销

15 曲轴

16 枢转杠杆

17 连杆

17.1 连杆轴

18 孔

19 齿

20 杠杆系统或调整机构

21 第一杠杆

22 第二杠杆

24 连接接头

25 杆

26 支持缸

26.1 用作支持缸的套管

26.2 用作支持缸的套管

27 支持活塞

27.1 支持活塞

27.2 支持活塞

28 通道

28.1 通道

28.2 通道

29 工作室

29.1 工作室

29.2 工作室

30 连杆轴承外壳

37 箭头

40 油润滑和冷却系统

42 油泵

44 控制单元

Claims (4)

1.一种能够以诸如部分载荷和满载荷的多种不同运行模式运行的、具有可变压缩比的往复活塞机器，特别是往复活塞内燃发动机，该往复活塞机器具有

-壳体(2)，

-可旋转地安装的曲轴(15)，该曲轴被安排在该壳体(2)中，

-至少一个连杆(17)，该连杆在其第一端处具有用于将该连杆(17)可旋转地安装在该曲轴(15)上的旋转轴承，

-压缩活塞(13)，该压缩活塞被可旋转地安装在该连杆(17)的第二端上并且能够相对于该连杆(17)进行调整，该第二端与该连杆(17)的第一端相反，

-调整机构(20)，该调整机构用于相对于该连杆(17)的第二端调整该压缩活塞(13)、更具体地用于改变压缩比，

-其中该调整机构(20)具有联接至该压缩活塞(13)的调整元件(11)以及用于选择性地支持或锁定该调整元件(11)的至少一个影响支持和调整影响单元(7)，所述单元具有被安排在该连杆(17)之中和/或之上的至少一个支持缸(26)以及在所述缸中可移动的支持活塞(27)，该支持活塞具有与该调整元件(11)操作性连接的活塞杆(25)，

-其中该调整元件(11)的第一调整位置对应于第一压缩比，并且该调整元件(11)的至少一个第二调整位置对应于高于该第一压缩比的第二压缩比，以及

-油润滑系统(40)，该油润滑系统用于给该连杆(17)的这个和/或这些旋转轴承供应油，

-其中该油润滑系统(40)具有油泵(42)和控制单元(44)，该控制单元用于控制该油泵(42)以便产生根据该运行模式可变的油压并且

-其中该油润滑系统(40)与所述影响支持和调整的单元(7)的支持缸(26)流体连接，

其特征在于，

-当需要时，该控制单元(44)启动该油润滑系统(40)的油泵(42)，以便在相对于当前给该连杆(17)的这个或这些旋转轴承供油所需要的油压经修改的压力下提供有待给送至该支持缸(26)的油，更具体地用于辅助使该调整元件(11)离开该第一调整位置朝向和/或进入该第二调整位置的调整和/或用于衰减或节制使该调整元件(11)离开该第二调整位置朝向和/或进入该第一调整位置的调整和/或调整速度。

2.根据权利要求1所述的往复活塞机器，其特征在于，当需要时，该控制单元(44)启动该油润滑系统(40)的油泵(42)，以便在相对于当前给该连杆(17)的这个或这些旋转轴承供油所需要的油压经升高的压力下提供有待给送至该支持缸(26)的油，更具体地用于辅助使该调整元件(11)离开该第一调整位置朝向和/或进入该第二调整位置的调整，和/或用于衰减或节制使该调整元件(11)离开该第二调整位置朝向和/或进入该第一调整位置的调整和/或调整速度。

3.根据权利要求1或2所述的往复活塞机器，其特征在于，该油泵(42)能够由该控制单元(44)启动，以便为了辅助使该调整元件(11)离开该第一调整位置朝向和/或进入该第二调整位置的调整而增大该油压，更具体地，能够基于当前运行模式以基本上独立于用于润滑和/或冷却该连杆的这个或这些轴承所需的油压的方式启动。

4.根据权利要求1至3之一所述的往复活塞机器，其特征在于，该油泵(42)能够由该控制单元(44)启动，以便在该运行模式是在相对较低的转速下的部分或满载荷模式或者在接近于其中较低压缩比是足够的或所希望的运行模式或其中应发生切换到较低压缩比的运行模式的一些其他载荷模式时为了节制使该调整元件(11)离开该第二调整位置朝向和/或进入该第一调整位置的调整速度而增大该油压。