CN107893700B - 转换阀和可变压缩比内燃机的连杆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制可变压缩比内燃机的连杆(1)的液压流体流的转换阀(6)，所述连杆具有调节有效连杆长度的偏心轮调节装置(3)，所述转换阀具有阀壳体(8)，所述阀壳体具有第一工作接口(10)和第二工作接口(11)以及供流接口(12)。按照本发明，至少一个过滤元件(29，30，31)布置在转换阀的接口(10，11，12)的区域内。本发明还涉及可变压缩比内燃机的连杆。

Description

转换阀和可变压缩比内燃机的连杆

技术领域

本发明涉及一种转换阀以及一种可变压缩比内燃机的连杆,所述连杆具有调节有效连杆长度的偏心轮调节装置。

背景技术

在内燃机中，高的压缩系数对内燃机的效率起积极作用。压缩系数通常理解为压缩前的汽缸总容积与压缩后的剩余汽缸容积的比例。然而在外源点火的、具有固定压缩系数的内燃机、尤其是汽油发动机中，所述压缩系数仅能允许选择为这样高的，使得在全负荷运行中避免所谓的内燃机的“爆震”。然而对于内燃机的、出现频率高得多的部分负荷范围，亦即在汽缸充填程度较低的情况下，所述压缩系数可选择为具有更高值，而不会出现“爆震”。若能可变地调节所述压缩系数，就可改进内燃机的重要的部分负荷范围。为了调节所述压缩系数例如已知具有可变连杆长度的系统。

位于内燃机中的液压流体虽然已有过滤措施，但仍总是被污物颗粒污染。所述污物颗粒会损害所述连杆的液压部件的功能。

文献DE102015103205A1介绍了一种连杆，在所述连杆中，过滤元件防止污物通过液压油由曲轴出发侵入液压室。为此，例如将过滤元件集成到所述曲轴的液压管道中。此外，将过滤元件配设给止回阀，其中，在所述连杆的液压室中或在连杆的液压管道中分别集成有过滤元件。

发明内容

本发明的任务是提出一种用于连杆的转换阀，其具有防止污物带入、结实耐用的运转特性。

另一任务是提出一种连杆，其具有防止污物带入的、结实耐用的运转特性。

按照本发明的一个方面，上述各任务利用独立权利要求的特征解决。

本发明的有利设计方案和优点由其它权利要求、说明书和附图得出。

提出一种控制可变压缩比内燃机的连杆的液压流体流的转换阀，

所述连杆具有调节有效连杆长度的偏心轮调节装置，所述转换阀具有阀壳体，所述阀壳体具有第一工作接口和第二工作接口以及供流接口。按照本发明，至少一个过滤元件布置在转换阀的接口的区域内。

在内燃机的液压流体、尤其是机油中，由于内燃机的机械部件如缸体、曲轴传动机构、活塞的磨损，总会重新出现颗粒和/或碎屑。因此，根据本发明的转换阀在所述转换阀的接口的区域内具有至少一个过滤元件，所述过滤元件防止敏感的液压部件如止回阀和/或机械开关或液压开关受到所述颗粒和/或碎屑的损害，以便确保所述部件可靠且持久的功能。

上述功能可借助于过滤器或筛子实现，其过滤源自轴瓦的油，并且对此阻碍可能出现的颗粒到达液压部件。为此，所述过滤元件可布置在至少一个接口、亦即例如转换阀的第一和第二工作接口以及供流接口的区域内。所述过滤元件的备选位置也可以是转换阀的外周面，从而所述过滤元件围绕转换阀的外周面。

以这种方式能有利地过滤朝向转换阀的液压流，由此阻碍可能出现的颗粒和/或碎屑到达转换阀内部。

所述过滤元件也可直接集成到转换阀中。在这种情况下，也有效地过滤液压流体，并且防止转换阀在其功能方面受损。在这种情况下，本质优点在于不必改变装有转换阀的连杆，从而连杆加工不会增加耗费。

所述过滤元件可有利地构造为筛子。在此，例如可将压力注塑包封的金属筛网、压力注塑包封的多孔板件、多孔板件亦或深冲的板件用作筛子。

按照本发明的过滤元件可有利地包括例如滤纸、金属滤网、烧结青铜、纤维网材料、塑料网或类似材料。

所述过滤元件例如能以插入、夹入或压入的方式布置在转换阀中。

所述过滤器元件过滤元件可优选有利地设置为耐用构件寿命件，在其用作过滤器部件过滤使用期间无需更换。

按照一种有利的设计方案，所述第一工作接口、第二工作接口以及供流接口可分别具有一个过滤元件。以这种方式能将液压流体中的污物如颗粒或碎屑有效地从液压流体中滤出。当所述转换阀的两个工作接口以及供流接口均设有过滤元件时，能很可靠地使污物远离转换阀的敏感构件，所述敏感构件以较窄的公差设计和制成，因此，它们的功能会对污物颗粒敏感地作出反应。

按照一种有利的设计方案，所述转换阀可设计为液压阀或设计为机械的转换阀。不仅在利用液压流体控制的液压阀中、而且也在机械控制的机械的转换阀中有利的是，滤出液压流体中可能出现的污物颗粒，因为所述两个实施方式的功能会因为各个构件的较小公差被颗粒损坏。

按照一种有利的设计方案，所述过滤元件可布置在阀壳体的凹部中。由此，与无过滤元件的制造结构相比，所述阀壳体、进而转换阀的外轮廓得以保持。借以能在无其它改变的情况下将所述具有过滤元件的转换阀布置在连杆的设置好的安装位置处。以这种方式，连杆也可有利地以配件的方式配备具有过滤元件的转换阀。

按照一种有利的设计方案，所述过滤元件可构造为筛子。筛子非常有效地将较粗大的污物颗粒从液压流体中滤出。筛子可有利地以大范围的筛孔规格制成并且成本有利地制成。此外，由于所述筛子可有利地由金属材料或塑料制成，因此其基于材料具有很长的使用寿命。筛子在恶劣环境条件下使用时也是非常结实耐用的。

按照一种有利的设计方案，所述过滤元件可构造为围绕阀壳体外周面的环带。因此，例如可构造为位于阀壳体周面上的孔的工作接口或供流接口能分别有效地利用过滤元件盖住，从而能对穿流所述孔的液压流体有效地过滤污物颗粒。此外，这样的、作为过滤元件的环带能有利地安装到阀壳体上。因此，环带有效地防止转换阀受到液压流体中的颗粒或碎屑的损害。

按照一种有利的设计方案，所述过滤元件可集成到阀壳体中。当所述过滤元件是阀壳体的集成部件时，确保所述过滤元件的可靠的安装。

按照本发明的另一方面，提出一种可变压缩比内燃机的连杆，所述连杆具有调节有效连杆长度的偏心轮调节装置，其中所述偏心轮调节装置具有两个作为支承腔的压力缸。此外，既分别设置有入口以用于将液压流体分别通过供流管道供给至所述压力缸，又分别设置有出口以用于分别从压力缸中引离液压流体。所述连杆包括按照本发明的转换阀。在此，所述转换阀在接口、尤其在转换阀的第一和第二工作接口以及供流接口的区域内具有至少一个过滤元件。

所述过滤元件可有利地布置在转换阀的接口的邻近区域内。所述过滤元件的备选位置也可以是转换阀的外周面，从而所述过滤元件围绕转换阀的外周面。

以这种方式能有利地过滤朝向转换阀的液压流，由此阻碍可能出现的颗粒和/或碎屑到达转换阀内部。

所述过滤元件也可直接集成到转换阀中。在这种情况下也有效地过滤液压流体，并且防止转换阀在其功能方面受损。在这种情况下，本质优点在于不必改变装有转换阀的连杆，从而连杆加工不会增加耗费。

环形的筛子或过滤元件也可有利地围绕位于连杆连接孔内的转换阀布置在连杆的槽或侧凹中。在此有利的是，可有效过滤朝向转换阀的液压流。

所述过滤元件可有利地构造为筛子。在此，例如可将压力注塑包封的金属筛网、压力注塑包封的多孔板件、多孔板件亦或深冲的板件用作筛子。

按照本发明的过滤元件可有利地包括例如滤纸、金属滤网、烧结青铜、纤维网材料、塑料网或类似材料。

所述过滤元件例如能以插入、夹入或压入的方式布置在转换阀中。

按照一种有利的设计方案，所述过滤元件可布置在连杆的连接孔的凹部中。以这种方式能在不改变转换阀或连杆的情况下，将常用的转换阀装入连接孔，由此可实现过滤液压流体的成本有利的解决方案。

按照一种有利的设计方案，可在入口中设置至少一个止回阀，其中在入口与止回阀接口之间布置过滤元件。以这种方式可有效防止所述止回阀由于液压流体中的颗粒或碎屑可能发生的故障。

按照本发明的另一方面，提出一种可变压缩比内燃机的连杆，所述连杆具有连杆主体和调节有效连杆长度的偏心轮调节装置，其中所述偏心轮调节装置具有两个作为支承腔的压力缸，并且其中既分别设置有入口以用于将液压流体分别通过至少一个与所述连杆的轴瓦相连的供流管道供给至所述压力缸，又分别设置有出口以用于分别从压力缸中引离液压流体。按照本发明，在所述连杆主体与轴瓦之间布置有至少一个过滤元件。所述过滤元件可有利地直接集成在连杆中。如上所述，所述过滤元件能进一步构造为筛子。通过在轴瓦与连杆主体之间的布置结构可有效地过滤从轴瓦供给液压流体，从而可能出现的污物颗粒或机械部件的磨损不会损害转换阀和/或止回阀的功能。

若液压流体供流装置位于连杆盖中，则所述过滤元件可相应有利地布置在轴瓦与连杆盖之间。

在此本质优点在于，过滤从轴瓦供给的液压流体，并且整个液压系统由此免受来自外部的颗粒的损害。以这种方式也无需对轴瓦的支承面作出其它改变，这有利地避免了所述支承接触面的结构削弱，所述支承面、能会提高增加轴瓦的机械负荷的结构削弱能力。

按照一种有利的设计方案，所述过滤元件可布置在至少位于所述轴瓦的部分周面之上的槽中。由此尽可能小地损害轴瓦的负荷，从而连杆能利用其连杆轴承孔保持在原始设计的负荷限度内运行。

按照一种有利的设计方案，所述过滤元件可集成到连杆主体中。所述过滤元件也可有利地直接集成在连杆中。当若仅存在一个有连杆的供流接口时，能借助于一个过滤元件有效过滤液压流体。

按照本发明的另一方面，提出一种可变压缩比内燃机的连杆，所述连杆具有连杆主体、转换阀和调节有效连杆长度的偏心轮调节装置，其中所述偏心轮调节装置具有两个作为支承腔的压力缸，并且其中既分别设置有入口以用于将液压流体分别通过与连杆的轴瓦相连的供流管道供给至压力缸，又分别设置有出口以用于分别从压力缸中引离液压流体。按照本发明，过滤元件布置在供流管道中，所述供流管道从轴瓦朝向转换阀引导。所述过滤元件尤其可直接集成到供流管道中。由此能在液压流体能到达敏感部件如转换阀和/或止回阀之前，有效过滤液压流体。此外，有效地预防由于颗粒和碎屑造成的轴瓦磨损，因为液压流体全都经由过滤元件过滤，从而可有利地避免由于受污染的液压流体可能对连杆和/或内燃机造成的损害。

按照本发明的另一方面，提出一种可变压缩比内燃机的连杆，所述连杆具有连杆主体、转换阀和调节有效连杆长度的偏心轮调节装置，其中所述偏心轮调节装置包括摆动马达，所述摆动马达具有支承在定子中的转子。在所述转子的至少一个转子叶片与所述定子的至少一个定子叶片之间构造有至少一个第一支承腔和至少一个第二支承腔，其中所述第一支承腔的容积和所述第二支承腔的容积能够通过转子相对于定子的调节彼此互补地变化。按照本发明，过滤元件布置在供流管道中，所述供流管道从转换阀朝向支承腔引导。通过所述过滤元件可有效地从液压流体中滤出颗粒和/或碎屑，从而能最大程度地避免例如由于磨损或阻塞可能对连杆中的摆动马达或止回阀造成的损害。由此能有利地确保所述偏心轮调节装置的可靠运转。

附图说明

其它优点由下述附图说明得出。在附图中示意性地示出本发明的实施例。所述附图、说明书和权利要求书包括很多特征组合。对于这些特征，本领域技术人员也可符合目的地单独考虑并概括出合理的其它各种组合。

其中示例性地：

图1以标记了剖面A-A的俯视图示出按照本发明的连杆，其具有按照本发明实施例的转换阀；

图2以图1的纵剖图A-A示出连杆以及标记的放大局部Z；

图3以放大局部Z示出图2的转换阀；

图4以标记了剖面A-A的俯视图示出按照本发明的连杆，其具有按照本发明另一实施例的转换阀；

图5以图4的纵剖图A-A示出连杆以及标记的放大局部Z；

图6以放大局部Z示出图5的转换阀；

图7以标记了剖面A-A的侧视图示出按照本发明另一实施例的连杆，其具有位于连杆主体和轴瓦之间的过滤元件；

图8以图7的纵剖图A-A示出连杆以及标记的放大局部A；

图9以放大局部A示出图7的连杆；

图10以标记了剖面A-A的侧视图示出按照本发明另一实施例的连杆，其具有位于供流管道中的过滤元件；

图11以图10的纵剖图A-A示出连杆以及标记的放大局部A；和

图12以放大局部A示出图10的连杆。

具体实施方式

在附图中用相同的附图标记表示相同或同类的部件。所述附图仅示出示例而不应限制性地理解。

从图1至图6可看出具有转换阀6的连杆1的各实施例的不同视图和剖面、或放大视图，其中按照本发明地，至少一个过滤元件14、15、16设置在转换阀6的工作接口和/或供流接口10、11、12的区域内。

图1示出可变压缩比内燃机的、按照本发明的连杆1，所述连杆具有调节有效连杆长度的偏心轮调节装置3，所述连杆具有按照在标记了剖面A-A的俯视图中根据第一实施例的转换阀6。在图2中以图1的纵剖图A-A示出连杆以及标记的放大局部Z。图3以放大局部Z示出图2的转换阀。

连杆1具有连杆主体2和偏心轮调节装置3，所述偏心轮调节装置具有两个可在图8和图11中看到的、作为支承腔(惯性力侧(MKS)腔和燃气力侧(GKS)腔)的压力缸23、24，其中既分别设置有一入口25、26以用于将液压流体通过供流管道32、33供给至压力缸23、24中，又分别设置有一出口以用于从压力缸23、24中引离液压流体。

按照所示优选实施方式，偏心轮调节装置3具有两个压力缸，所述两个压力缸各具有一个柱塞27、28，所述柱塞能在缸孔中移动地引导并且与支撑杆4、5连接。

转换阀6设置用于控制连杆1的液压流体流，从而利用偏心轮调节装置3调节有效连杆长度。转换阀6包括阀壳体8，所述阀壳体具有第一工作接口10和第二工作接口11以及供流接口12。

在所述阀壳体8中可移动的柱塞9能选择性地转移到第一接通位置或第二接通位置，其中在第一接通位置，第一工作接口10与供流接口12连接并且与和所述连杆的轴瓦13连接的供流管道连接，以及在第二接通位置，第二工作接口11与供流接口12连接并且与和所述连杆的轴瓦13连接的供流管道连接。

按照本发明规定，在图1至图6中示出的实施例的按照本发明的连杆1中，各一过滤元件14、15、16分别布置在转换阀6的接口10、11、12的区域中。在此，两个过滤元件14和15分别配设给第一工作接口或第二工作接口10、11，并且过滤元件16配设给供流接口12。如在图3中可见地，所述过滤元件14、15、16构造为围绕阀壳体8外周面的环带。

按照在图1至图3中示出的实施例，所述过滤元件14、15、16布置在连杆1或连杆主体2的连接孔7的凹部17、18、19中。由此有利地过滤液压流体朝向转换阀6的全部流量。所述转换阀6能在不改变其外部尺寸的情况下投入使用。

所述过滤元件14、15、16可有利地构造为筛子，以便挡住液压流体中的污物颗粒。

图4以标记了剖面A-A的俯视图示出连杆1，其具有按照本发明另一实施例的转换阀6，而图5以图4的纵剖图A-A示出连杆1以及标记的放大局部Z，并且图6以放大局部Z示出图5的转换阀6。

在所述另一实施例中，过滤元件14、15、16布置在阀壳体8的凹部20、21、22内。所述过滤元件14、15、16甚至可有利地完全集成到阀壳体8中。在该实施例中，也能有利地过滤液压流体朝向转换阀6的全部流量。然而，通过过滤元件14至16在阀壳体8中的布置方式省去了连杆主体2的耗费的加工。在连杆主体2中用于容纳转换阀6的连接孔7能不做改变地使用。

在图3和图6中示出的转换阀6作为液压阀在连杆主体2的连接孔7中布置、例如压入。

按照本发明，如所示地，所述转换阀6可构造为液压阀。然而在本发明范围内也可设想，所述转换阀6设置为机械阀。

图7至图9示出本发明另一实施例。图7以标记了剖面A-A的侧视图示出具有转换阀6的连杆1，所述连杆具有位于连杆主体2与轴瓦13之间的过滤元件29，而图8以图7的纵剖图A-A示出连杆1以及标记的放大局部A。图9以放大局部A示出连杆1的一部分。

按照图7至图9中的实施例，按照本发明规定，在连杆主体2与轴瓦13之间布置过滤元件29。在此，所述过滤元件29布置在至少位于轴瓦13部分周面之上的槽40中。优选在该实施方式中，对从所述轴瓦13供给的全部液压流体进行过滤。通过在仅位于轴瓦13部分周面之上的槽40中安装过滤元件29确保：用于朝向轴瓦13的接触支承面在其结构方面以尽可能低的程度地削弱轴瓦的结构，并且轴瓦13的负荷因此基本得以维持。所述过滤元件29可有利地完全集成到连杆主体2中。

在图8中进一步示出，正如根据连杆1的另一实施方式，在入口25、26中设置有止回阀42、44，其中在入口25、26与止回阀42、44的接口之间分别布置一个过滤元件34、35。因此有利地，对于流向止回阀42、44的液压流体流，可额外有效地过滤污物颗粒。对于过滤元件34、35来说，例如可使用更精细的筛子，从而也可将更小的颗粒或碎屑从液压流体滤出。然而，在止回阀42、44上游的两个过滤元件34、35呈现过滤液压流体的其它可能途径，并且不一定必须结合位于轴瓦13和连杆主体2之间的过滤元件29关联使用，而是例如也可与直接布置在转换阀6处的过滤元件14、15、16共同使用。

图10至图12示出本发明另一实施例。图10以标记了剖面A-A的侧视图示出示出具有转换阀6的连杆1，所述连杆具有位于供流管道32、33中的过滤元件30、31，而图11以图10的纵剖图A-A示出连杆1以及标记的放大局部A。图12以放大局部A示出连杆1。

在此，在图10至图12的实施例中，所述过滤元件30、31布置在供流管道32、33中，所述供流管道从轴瓦13朝向转换阀6引导。优选地，仅设有唯一一个由轴瓦朝向转换阀6的、具有过滤元件30、31的供流管道32、33。所述过滤元件30、31可有利地完全集成到供流管道32、33中。优选在该实施方式中，对从所述轴瓦13供给的全部液压流体进行过滤。

备选地，具有偏心轮调节装置的未示出的连杆可包括摆动马达，所述摆动马达具有支承在定子中的转子，其中在所述转子的至少一个转子叶片与所述定子的至少一个定子叶片之间构造有至少一个第一支承腔和至少一个第二支承腔，其中所述第一支承腔的容积和所述第二支承腔的容积能够通过转子相对于定子的调节彼此互补地变化。按照本发明，在该实施例中也可在供流管道中布置过滤元件，所述供流管道从转换阀朝向摆动马达的支承腔引导。有利地，在该实施方式中，对于通过转换阀流向支承腔的全部液压流体有效地过滤在所述液压流体中的污物颗粒。

在图1至图12所示的各实施例中使用的过滤元件14、15、16、29、30、31、34、35可有利地构造为筛子。在此，例如可将压力注塑包封的金属筛网、压力注塑包封的多孔板件、多孔板件亦或深冲的多孔板件用作筛子。

按照本发明的过滤元件14、15、16、29、30、31、34、35也可有利地包括例如滤纸、金属滤网、烧结青铜、纤维网材料、塑料网或类似材料。

所述过滤元件14、15、16、29、30、31、34、35例如能以插入、夹入、压入到在转换阀6或者连杆主体2中它们的各个容纳部的方式布置。

所述过滤器元件过滤元件14、15、16、29、30、31、34、35可优选有利地设置为耐用构件寿命件，在其用作过滤器部件的过滤使用期间无需更换。

然而不同实施例的过滤元件14、15、16、29、30、31、34、35的共同之处在于，它们能分别单独地或以与其它过滤元件组合的方式用在连杆1上或连杆1中，以便对所用的液压流体有效地过滤颗粒或碎屑，并且因此防止敏感的机械构件、如转换阀和/或止回阀受到损害或者停止运转。

Claims (11)

1.用于具有可变压缩比的内燃机的连杆(1)，所述连杆具有带有转换阀(6)的连杆主体(2)和用于调节有效连杆长度的偏心轮调节装置(3)，其中所述偏心轮调节装置(3)具有两个作为支承腔的压力缸(23，24)，并且其中既分别设置有一入口(25，26)以用于将液压流体分别通过至少一个与所述连杆的轴瓦(13)相连的供流管道(32，33)供给至所述压力缸(23，24)，又分别设置有一出口以用于分别从压力缸(23，24)中引离液压流体，

其特征在于，

在所述连杆主体(2)与轴瓦(13)之间或在连杆盖与轴瓦(13)之间布置有至少一个第一过滤元件；和/或

第二过滤元件布置在供流管道(32，33)中，所述供流管道将轴瓦(13)与转换阀(6)连接。

2.根据权利要求1所述的连杆，其中，所述第一过滤元件布置在至少位于所述轴瓦(13)的部分周面之上的槽(40)中。

3.根据权利要求1或2所述的连杆，其中，所述第一过滤元件集成到所述连杆主体(2)中。

4.根据权利要求1或2所述的连杆，其中，所述第二过滤元件集成到所述供流管道(32，33)中。

5.根据权利要求1或2所述的连杆，其特征在于，所述转换阀(6)具有阀壳体(8)，所述阀壳体具有第一工作接口(10)和第二工作接口(11)以及供流接口(12)，其中至少一个第三过滤元件布置在所述转换阀的接口(10，11，12)的区域内。

6.根据权利要求5所述的连杆，其特征在于，所述第一工作接口(10)、所述第二工作接口(11)以及所述供流接口(12)分别具有第三过滤元件。

7.根据权利要求1或2所述的连杆，其特征在于，所述转换阀构造为液压阀或构造为机械的转换阀。

8.根据权利要求5所述的连杆，其特征在于，所述第三过滤元件布置在所述阀壳体(8)的凹部(20，21，22)内。

9.根据权利要求5所述的连杆，其特征在于，所述第三过滤元件构造为筛子。

10.根据权利要求5所述的连杆，其特征在于，所述第三过滤元件构造为围绕所述阀壳体(8)外周面的环带。

11.根据权利要求5所述的连杆，其特征在于，所述第三过滤元件集成到所述阀壳体(8)中。

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