CN108368775B - 内燃机 - Google Patents

内燃机 Download PDF

Info

Publication number
CN108368775B
CN108368775B CN201680071623.5A CN201680071623A CN108368775B CN 108368775 B CN108368775 B CN 108368775B CN 201680071623 A CN201680071623 A CN 201680071623A CN 108368775 B CN108368775 B CN 108368775B
Authority
CN
China
Prior art keywords
locking
clutch
connecting rod
eccentric sleeve
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680071623.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108368775A (zh
Inventor
V.科尼利厄斯
M.莱因哈特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of CN108368775A publication Critical patent/CN108368775A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108368775B publication Critical patent/CN108368775B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/04Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/045Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable connecting rod length

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

在一种内燃机中,其带有气缸(12)、在气缸(12)内部可活动地导引的活塞(18)、曲轴(14)和将活塞(18)与曲轴(14)的曲轴颈(30)相连的连杆(22),其中,在连杆(22)的连杆孔(26)内部可旋转地支承有可旋转地容纳曲轴颈(30)的偏心套筒(40),所述偏心套筒能够在相对于连杆(22)的至少两个旋转定向上借助锁紧设备(52)被锁紧,设有至少一个离合设备(100),借助所述离合设备能够使偏心套筒(40)暂时耦连在曲轴(14)上,以便使偏心套筒(40)相对于连杆旋转。因此根据本发明充分利用了在内燃机运行中曲轴(14)或者说曲轴颈(30)相对于连杆(22)的旋转,以便使偏心套筒暂时夹紧并且由此迅速且可靠地从一个旋转定向旋转至另一个旋转定向。

Description

内燃机
本发明涉及一种内燃机,其带有气缸、在气缸内部可活动地导引的活塞、曲轴和将活塞与曲轴的曲轴颈相连的连杆,其中,在连杆的连杆孔内部可旋转地支承有可旋转地容纳曲轴颈的偏心套筒,所述偏心套筒能够在至少两个相对连杆的旋转定向上借助锁紧设备被锁紧。
这种内燃机实现了具有可变的压缩比的运行,基于根据偏心套筒的旋转定向形成的、在曲轴孔与活塞之间的可变间距调整所述压缩比。鉴于根据内燃机的不通过运行状态对压缩比的调整,可以改进内燃机的热动力功能并且由此尤其改进在不同负载范围内的能量利用的效率和/或功率输出。
该类型的内燃机例如由文献DE 197 03 948C1已知。其中还公开,偏心套筒在两个规定的旋转定向之间的旋转通常完全自动地通过根据曲轴的旋转或者所配属的连杆运动而作用在偏心套筒上的力实现。此外还可以规定,在连杆中集成液压发动机,通过所述液压发动机可以实现偏心套筒的在未被锁紧设备锁紧的状态下的旋转。
在实践中显示,偏心套筒的旋转在该类型的内燃机中不可靠或至少不够迅速地工作,该旋转应仅基于由于内燃机的运行而作用在偏心套筒上的力。此外,在文献DE 197 03948C1中提供用于激活偏心套筒的旋转的液压发动机的集成,该集成一方面在设计上非常复杂,并且另一方面以显著程度提高了连杆的质量,这尤其鉴于连杆的平移式往复运动连同在此出现的较大的加速度是有问题的。
该类型的内燃机此外由文献DE 0 438 121C1已知。然而其中并未提及该处的偏心套筒应如何在两个规定的旋转定向之间旋转。
基于该现有技术本发明所要解决的技术问题在于,提供一种可行方案,在该类型的内燃机中确保偏心套筒在至少两个旋转定向之间的可靠的和/或迅速的旋转。
所述技术问题借助根据本发明的内燃机解决。根据本发明的内燃机的有利的设计方式是本申请的技术方案并且通过以下对本发明的描述给出。
为了解决所述技术问题提供一种内燃机,所述内燃机包括至少一个气缸、在气缸内部可移动地导引的活塞、曲轴和将活塞与曲轴的曲轴颈相连的连杆,其中,在连杆的连杆孔内部可旋转地支承有可旋转地容纳曲轴颈的偏心套筒,所述偏心套筒能够以至少两个相对连杆的旋转定向借助锁紧设备被锁紧,根据本发明在所述内燃机中设置了离合设备,借助所述离合设备能够使偏心套筒暂时耦连在曲轴上并且尤其耦连在曲轴颈的一个或两个曲拐臂上,以便使偏心套筒相对于连杆旋转。
因此根据本发明充分利用了在内燃机运行中曲轴或者说曲轴颈相对于连杆的旋转,以便使偏心套筒暂时夹紧(mitnehmen或联动)并且由此迅速且可靠地从一个旋转定向旋转至另一个旋转定向。这优选始终当偏心套筒未在多个旋转定向之一上借助锁紧设备锁紧时实现。由于内燃机的曲轴通常沿一个旋转方向旋转,由此还实现了偏心套筒相对于连杆始终沿(相同的)一个旋转方向的旋转。
在根据本发明的内燃机的一种优选设计方式中可以规定,离合设备(特别优选仅仅)力配合地发挥作用。由此尤其可以简化离合设备的结构设计,并且由此可以避免偏心套筒被曲轴的突然夹紧,例如在同样可以考虑的形状配合作用的情况下所可能出现的。这方面是特别重要的,因为在该类型内燃机的运行中、在以多个旋转定向之一相对连杆抗扭地布置的偏心套筒与曲轴或者曲轴所配属的曲轴颈的一个或多个曲拐臂之间会存在较大的角速度差。
这种力配合作用的离合设备可以在根据本发明的内燃机的一种优选设计方式中优选构造为,曲轴和偏心套筒分别具有离合面,所述离合面构成带有沿径向方向(也即基于偏心套筒在连杆孔内部的旋转轴线沿径向向内或沿径向向外)减小的间隙宽度的离合间隙,其中,离合元件能够处于第一位置中和第二位置中,所述第一位置和第二位置在离合间隙内部的径向位置方面和由此在离合元件与偏心套筒和曲轴的离合面之间的接触压力方面有所不同。因此这种离合设备沿径向被操作,然而主要沿轴线方向发挥作用、也即法向指向的压力(所述压力在相互接触的离合面中实现了力配合)相较于径向、至少更多地沿轴向(径向、轴向都参照连杆孔内部的偏心套筒的旋转轴线)定向。
优选地可以规定,离合元件的第一位置的特征在于相对较大的接触压力而第二位置的特征在于相对较小的接触压力。此外还可以规定,离合元件的其中一个(尤其第一)位置中的接触压力较大,从而通过曲轴设置了偏心套筒的基本上无滑动的夹紧。同样还可以优选地规定,离合元件的另一个(尤其第二)位置中的接触压力尽可能低,并且尤其基本上为零,从而通过有利的方式,当锁紧设备沿基于连杆的一个旋转定向借助锁紧设备被锁紧时,尽可能避免在一方面离合面与另一方面离合元件之间的接触式相对运动的摩擦损耗,并且因此内燃机以暂时不可变的压缩比运行。
在另一种优选设计方式中可以规定,力配合地作用的离合设备设计为自增强式的,从而使得一方面曲轴和偏心套筒的与另一方面离合元件的离合面之间基于初始加载导致的摩擦力、尤其出于几何形状原因、实现离合元件在变窄的离合间隙中的进一步引入,这同时还导致接触压力的相应提高。借助这种离合设备,可以利用相应较低的初始加载形成相对较高且尤其直至不打滑的耦连、自增强的摩擦力。用于这种离合设备的离合元件的初始加载尤其由离合元件的弹性加载实现。作为对此的备选或补充,这也可以基于惯性力(尤其重力和/或离心力)形成。同样也可以规定,借助促动器主动施加初始加载。
优选地还可以规定,曲轴和/或偏心套筒的(一个或多个)离合面(和优选离合元件的一个或多个离合面)与基于偏心套筒在连杆孔内部的旋转轴线沿径向定向的平面形成角度,所述角度为≤5°且优选约为3°。在离合设备的特定设计方式中,针对基于摩擦力被引入离合间隙中的离合元件的较大的自增强作用可以实现更小的角度,从而由此明显阻碍耦合设备的可靠松开。在角度过大时相反需要相对较大的径向指向的力,以便在偏心套筒和曲轴的与离合元件的离合面之间的必要的接触压力。
此外在根据本发明的内燃机的一种优选的设计方式中还可以规定,离合元件可弹性加载。这应理解为,离合元件能够借助预紧的弹簧元件沿离合元件的运动的方向加载至其中一个位置,所述弹簧元件也可以是离合元件本身。这种弹性加载可以实现的是,只要离合元件不受其他措施影响,该离合元件就自动运动至初始位置。
在这种根据本发明的内燃机的另一种优选设计方式中还可以规定,离合元件在弹性非加载状态下或基于结构上的弹性加载占据第一位置,相较而言第二位置可以借助可激活的调整设备调整。在此,所述第一位置尤其可以是这样的位置,在该位置中在一方面偏心套筒与曲轴的离合面与另一方面离合元件的离合面之间的接触压力高于在第二位置中的接触压力。“结构性弹性加载”是指加载离合元件的弹簧元件的(或者自身弹性偏转的离合元件的)预紧,所述预紧在没有弹簧元件的主动影响的情况下基于通过弹簧元件的两个部段、尤其端部部段在离合设备的元件上的支承来实现在离合设备中的结构性集成。
优选还可以规定,调整设备具有用于离合元件的可调节的止挡元件。这还可以进一步优选地构造为,止挡元件是可激活且可去激活的,其中,止挡元件在激活状态中构成用于离合元件的止挡,并且在去激活状态中不构成用于离合元件的止挡。为此可以特别优选地规定,在去激活的止挡元件的情况下,离合元件鉴于弹性非加载的状态或结构性弹性加载这样程度地向离合间隙运动,从而(必要时结合离合设备的自增强作用)使得偏心套筒被曲轴夹紧并且尤其相对于连杆旋转,相较而言,在激活的止挡元件的情况下,离合元件的由于偏心套筒的旋转而撞击在止挡元件上的部段会导致该离合元件从变窄的离合间隙中引出,从而不再通过曲轴实现对偏心套筒的夹紧,并且尤其基本上不再形成一方面偏心套筒和曲轴的离合面和另一方面离合元件的离合面之间的明显摩擦。
在根据本发明的内燃机的一种优选设计方式中可以规定,离合元件构成离合面,所述离合面相对于曲轴和偏心套筒的离合面(分别)平行地定向。由此可以有利地实现各个共同作用的离合面之间的力配合的作用。
可以进一步优选地规定,锁紧设备的(尤其形状配合地发挥作用的)锁紧元件还用作离合设备的止挡元件。合理的尤其可以在于,应借助止挡元件实现离合设备的松开(也即力配合的作用的降低或消除),因为这在根据本发明的内燃机中、应在通过锁紧设备使得偏心套筒相对于连杆在一个旋转定向上锁紧的同时实现。针对锁紧元件因此可以实现结构上有利的双重功能。
此外还可以针对根据本发明的内燃机规定,锁紧设备的(优选在连杆上可移动地支承的)锁紧元件能够移动至连杆的和(优选)偏心套筒的锁紧凹陷中,其中,锁紧凹陷基于锁紧元件的运行轨道与锁紧元件的设置用于嵌入锁紧凹陷中的部分相比具有更大的尺寸(优选大至少50%、尤其优选大至少100%),在偏心套筒与连杆之间相互旋转时,锁紧元件相对于构成锁紧凹陷的构件在所述运行轨道上运行。概念“锁紧凹陷”在此应该涵盖贯穿孔,锁紧元件或锁紧元件的至少一个部分可以嵌入所述贯穿孔中,从而构造形状配合作用的锁紧。这种相对于锁紧元件的运行轨道来说较大的锁紧凹陷即使在锁紧元件与构造锁紧凹陷的构件之间相对角速度较大时也能确保锁紧元件的更可靠的嵌合。
为了在锁紧元件嵌入锁紧凹陷中时,即使这种锁紧凹陷相对较大也尽可能确保尽可能避免或限制锁紧元件或承载锁紧元件的构件(尤其连杆)与构造锁紧元件的构件(尤其偏心套筒)之间的可运动性,此外还可以优选设置回止元件,所述回止元件可以连同锁紧元件共同嵌入锁紧凹陷中,并且由此可以填充锁紧凹陷的部段,锁紧元件在嵌入锁紧凹陷之后未布置在所述部段中。在此还可以规定,锁紧元件以及回止元件在嵌入锁紧凹陷中时不完全填充锁紧凹陷,因为在锁紧元件与回止元件之间构造有间距。锁紧元件则通过在锁紧凹陷的一个端部(就沿运行轨道的延伸部而言)上的止挡来阻止偏心套筒相对于连杆沿一个旋转方向的相对旋转,并且回止元件通过在锁紧凹陷的相应另一个端部上的止挡来阻止沿另一个旋转方向的相对旋转。
为了实现回止元件的自动功能可以规定,回止元件在面对锁止元件的侧面上这样斜切地构造,从而使回止元件能够基于与锁紧凹陷的边缘的接触从锁紧凹陷向外运动出来,其中,所述向外运动还优选导致弹簧元件的(不断增加的)预紧。当该锁紧凹陷或另一个锁紧凹陷基于偏心套筒的旋转而对应于回止元件定位时,弹簧元件的预紧可以确保回止元件在锁紧所述/某一个锁紧凹陷中的重新嵌合。
在根据本发明的带有主动调整设备的内燃机的一种优选的设计方式中可以设置至少两个离合设备,其中,第一离合设备的离合元件的第二(尤其松开)位置能够借助调整设备沿基于偏心套筒相对于连杆的第一旋转定向调整,并且第二离合设备的离合元件的第二(尤其松开)位置能够借助调整设备沿偏心套筒相对于连杆的第二旋转定向调整。这种设计可以使得通过曲轴对偏心套筒在至少两个旋转定向上的或从所述旋转定向起始的夹紧的实现或消除被简化,并且尤其通过相对简单设计的锁紧设备和/或调整设备实现。
由此尤其可以实现的是,锁紧设备的(必要时用作止挡元件的)第一锁紧元件和锁紧设备的(必要时用作止挡元件的)第二锁紧元件能够借助共同的操作元件交替操作,借助所述第一锁紧元件能够将偏心套筒在相对连杆的第一旋转定向上锁紧,借助第二锁紧元件能够将偏心套筒在相对于连杆的第二旋转定向上锁紧。
操作元件在此可以优选构造为,操作元件能够绕旋转销旋转,所述旋转销是螺纹连接的一部分,利用所述螺纹连接将连杆的构成连杆孔的两个部分相连。操作元件则是连杆的部分,并且在内燃机运行中随连杆共同运动。通过将螺纹连接是用作用于操作元件的旋转支承元件,可以将附加配重保持得较低,由操作元件在连杆中的集成形成所述附加配重。
此外在根据本发明的内燃机的另一种优选的设计方式中可以规定,操作元件还可以用作离合设备的止挡元件,借助所述止挡元件能够将离合元件运动至分别与所配属的离合设备的松开状态相对应的位置中。针对操作元件的双重功能可以导致根据本发明的内燃机的相对简单的结构设计。
尤其为了实现偏心套筒在相对于连杆的旋转定向之一上的尽可能可靠的锁紧,可以规定,操作元件能够借助锁定保护在两个操作最终位置中位置固定。该锁定保护在此优选设计为,锁定保护通过以切换操作元件为目的的主动作用仅利用力作用就可被松开,然而为此需要的力在内燃机的正常运行中不沿相应的方向作用在操作元件上。
操作元件的操作可以优选借助操作轨实现。“操作轨”在此是指导引元件,所述导引元件这样定位或可定位,从而使操作元件在曲轴的每个旋转中至少局部在该导引元件上运动,其中,导引元件为对操作元件进行操作能够从第一位置运动至第二位置。在操作轨的该运动之后,操作元件随之的轨迹运动导致与操作轨的导引面的接触,由此使操作元件移动或旋转并且由此切换。操作轨为此优选可以固定在内燃机的壳体上,或至少基于其他类型的额固定不随着曲轴或连杆连动,从而不会通过操作轨导致为内燃机的运行而运动的配重的提高。在此可以特别优选地规定,操作轨可旋转地固定在尤其内燃机的壳体上,因为由此与同样可能的、具备可移动地固定在壳体上的操作轨的设计方式相比,能够借助配属于操作轨的(例如液压、气动、电动或电磁)促动器实现简化的操作。
为了通过操作轨对操作元件尽可能无冲击的操作,可以优选规定,操作轨构成用于操作元件的在两侧弓形导入的(也即变窄的)导引槽。在此所述弓形可以优选构造为,只要操作元件沿操作轨运动,操作元件的运动方向在任何时刻都至少与操作轨正切地定向。
还可以优选规定,优选设置在根据本发明的内燃机中的用于操作元件的锁定保护构造为,操作元件与操作轨在操作最终位置中不接触。由此可以当操作元件处于其操作最终位置中时(这始终是不发生内燃机的压缩比切换的情况下,并且由此是在内燃机的绝大部分运行时间期间)避免基于操作元件沿导引轨的循环打滑的摩擦损耗,这不仅可以有利地影响操作元件和操作轨的磨损,而且还可以有利地影响内燃机的噪声比。
在设置有至少两个离合设备的根据本发明的内燃机的优选设计方式中可以规定,
-在偏心套筒相对于连杆的第一旋转定向上,第二离合设备的离合元件的第二位置借助被动的调整元件被调整,在所述第一旋转定向上第一离合设备的离合元件的第二位置借助配属于其的调整设备被调整,并且
-在偏心套筒相对于连杆的第二旋转定向上,第一离合设备的离合元件的第二位置借助被动的调整元件被调整,在所述第二旋转定向上第二离合设备的离合元件的第二位置借助配属于其的调整设备被调整。
由此尤其实现的是,在每个旋转定向上仅需主动地干预一个离合设备,以便将该离合设备保持断开或闭合,相较而言,其他的离合设备通过被动的调整元件仅基于偏心套筒的相应旋转定向自动地保持断开。那么如果在相应的旋转定向上被主动影响的离合设备被闭合,偏心套筒通过该离合设备所形成的夹紧(在偏心套筒相对于连杆的旋转的较小的角度范围内)能够克服将其他离合设备保持断开的被动的调整元件,从而随后使两个离合设备确保偏心套筒被曲轴的夹紧,直至到达相应其他的旋转定向。则上述借助被动的调整元件保持断开的离合设备可以被主动影响,相较而言,上述被主动干预的离合设备通过配属于其的被动的调整元件则保持断开。
在具有(至少)两个锁紧元件的根据本发明的内燃机的另一种优选的设计方式中,所述锁紧元件能够通过共同的操作元件交替操作,此外可以规定
-在偏心套筒相对于连杆的旋转定向之一上,第二锁紧元件借助操作元件保持在松开位置中,相较而言,第一锁紧元件借助支承在锁紧元件之间的弹簧元件向(将偏心套筒在旋转定向之一上锁紧的)锁紧位置加载,并且
-在偏心套筒相对于连杆的一个/其他旋转定向上,第一锁紧元件借助操作元件保持在松开位置中,相较而言,第二锁紧元件借助弹簧元件向锁紧位置加载。
由此为设置用于操作两个锁紧元件的操作元件实现了结构上有利的设计方式。
在本申请中,不定冠词(“(阳性或中性)一个”、“(阴性)一个”、“(阴性)一个的”和“(阳性或中性)一个”)本身并不作为特定的数字理解。由此相应具体化的部件被理解为至少出现了一次,并且会多次出现。
以下根据附图所示的实施例对本发明进行更详尽的阐述。在附图中:
图1示出穿过根据本发明的第一实施方式的内燃机的部分立体剖视图;
图2以拆解图示出对于改变内燃机的压缩来说关键的部件的立体图;
图3示出根据图2的部件的另一立体图;
图4示出根据图2和3(然而不具有内燃机的操作轨)的部件的另一立体图;
图5示出根据图4的部件的另一立体图;
图6示出根据图4和图5的部件的另一立体图;
图7示出自下观察根据图4至6的部件的视图的局部,其带有内燃机的在第一操作最终位置中的操作元件;
图8示出穿过内燃机的曲轴、连杆、偏心套筒、调整和锁紧设备以及两个离合设备的部段的径向剖视图,其中,锁紧设备的第一锁紧元件处于锁紧位置中,而锁紧设备的第二锁紧元件处于松开位置中;
图9示出根据图7的具有处于第二操作最终位置中的操作元件的视图;
图10示出根据图8的视图,然而其中此时第一锁紧元件处于松开位置中,而第二锁紧元件处于中间位置中;
图11示出根据图10的视图,然而其中此时第二锁紧元件处于锁紧位置中;
图12示出根据图7至图11的部件的横剖图;
图13以拆解图示出内燃机的操作元件的立体图;
图14示出穿过根据本发明的第二实施方式的内燃机的部分立体剖视图;
图15示出根据图14的内燃机的曲轴传动的侧视图;
图16示出图15中以XVI表示的局部放大剖视图;
图17以拆解图示出对改变根据图14的内燃机的压缩来说关键的部件(曲轴除外)的立体图;
图18示出根据图17的部件的另一立体图;
图1至13示出根据本发明的内燃机、例如汽油或柴油发动机的第一实施方式。所述内燃机根据图1包括气缸曲轴箱10,在所述气缸曲轴箱内部构造一个或多个气缸12。在气缸曲轴箱10的在图1中的上端部上,在气缸曲轴箱上连接了未示出的气缸盖,相较而言,气缸曲轴箱10的下端部设计用于与同样未示出的油槽相连。容纳内燃机的曲轴14的曲轴腔16则基本上全面封闭地构造。
活塞18(基于气缸12和气缸18的纵轴线20)沿轴向可活动地支承在所述(或每个)气缸12的内部。活塞18的顶侧、所谓的活塞底部连同气缸盖限定了燃烧室,在内燃机运行中的做功冲程期间使燃料和新鲜气体混合物在所述燃烧室中燃烧,以便实施做功。在燃烧室内部鉴于燃烧所实现的压力升高通过已知的方式导致活塞18的向下指向的运动,该运动借助连杆22转换为可旋转地支承在气缸曲轴箱10内部的曲轴14的旋转运动。因此连杆22的上端部上可旋转地支承在活塞18上,为此连杆22构造有第一连杆孔38、即所谓的小连杆孔38(参照图15),所述小连杆孔可旋转地容纳活塞18的活塞销24。此外,连杆22的下端部利用同样构造在该处的所谓的大连杆孔26(参照例如图2)可旋转地支承在相对于曲轴14的旋转轴线28偏心布置的曲轴颈30上(尤其参照图15),从而使作用在活塞底部上的、通过连杆22传递至曲轴颈30的压力形成围绕曲轴14的旋转轴线28的转矩。
尤其如图15所示,这种曲轴14包括筒状的支承部段32,所述支承部段相对于曲轴14的旋转轴线28共轴地布置,并且一方面使相邻的曲轴颈30(在多气缸内燃机的情况下)相互连接,并且另一方面至少部分用于气缸曲轴箱10内部的曲轴14的可旋转的支承。可旋转地支承在连杆22的大连杆孔26内部的曲轴颈30从两侧被曲轴的盘状部段限制,所述盘状部段一方面构成所谓的曲柄臂34,所述曲柄臂将曲轴颈30与支承部段32相连,并且所述盘状部段另一方面构成基于旋转轴线28沿径向与所述曲柄臂34相对置的平衡配重36,由此应尽可能避免在曲轴14旋转时失去惯性力和惯性力矩。
为了在内燃机运行时的压缩比(也即在活塞18的下部止点时燃烧室的体积与活塞18的上部止点时燃烧室的体积的比例)能够通过两个等级改变而规定,所述多个/一个曲轴颈30在中间连接(各一个)偏心套筒40的情况下支承在所述一个/多个大连杆孔26的内部。(每个)所述偏心套筒40包括管状的支承部段42,所述支承部段的筒状内侧面用作用于容纳在支承部段中的曲轴颈30的旋转支承的滑动面,并且支承部段的筒状外侧面用作用于偏心套筒40在所配属的连杆22的大连杆孔26内部的旋转支承的滑动面。支承部段42的内侧面和外侧面在此不是共轴的,而是沿径向以规定的间距相互错移,由此小连杆孔的转动轴线或旋转轴线44相对于偏心套筒的筒状内侧面的旋转轴线46之间的间距、和由此活塞18与所配属的曲轴颈30之间的间距根据偏心套筒40在大连杆孔26内部的旋转定向而改变。
在两个纵轴向端部上,偏心套筒40的管状的支承部段42分别过渡至分别由环形盘构成的限制部段48,所述环形盘从支承部段42开始沿径向外延伸,并且由此限制偏心套筒40在大连杆孔26内部沿基于大连杆孔26的纵轴线50的轴向的可活动性。
借助锁紧设备52能够锁紧偏心套筒40在连杆22的大连杆孔26内部在两个定义的旋转定向上的可旋转性,其中,在本实施例中规定,两个旋转定向对应于活塞18与所配属的曲轴颈30之间的最小间距以及最大间距。
尤其如图8至11可知,锁紧设备52包括两个相互共轴定向的、在连杆22的筒状容纳孔54内部可移动地布置的锁紧元件56。在此,容纳孔54布置在连杆22的最外侧的(构造大连杆孔26的)端部上,并且由此定位在连杆22的连杆柄58的延长线上。在此尤其可以规定,连杆22的纵轴线60穿过容纳孔54,并且尤其还与容纳孔54的纵轴线相交。在两个锁紧元件56之间布置了呈筒状螺旋弹簧形式的预紧的弹簧元件62,所述弹簧元件将两个锁紧元件56相互远离地加载,并且由此分别朝容纳孔54的所配属的端部的方向和偏心套筒40的相邻接的限制部段48的方向加载。
锁紧元件56在容纳孔54内部的轴向可活动性根据操作元件64的位置可变地被限制。为此,在图13中拆解示出的操作元件64的夹紧凸缘66嵌入锁紧元件56的(基于容纳孔54纵轴线的或锁紧元件56的运动轴线)环绕的夹紧槽68中,由此一方面锁紧元件56在容纳孔54内部的可活动性,并且为了改变在内燃机中可使用的压缩比可以通过操作元件64在容纳孔54内部的两个操作最终位置之间的切换来移动锁紧元件。
图7和图8在此示出处于第一操作最终位置的操作元件64,此外在所述第一操作最终位置中还可以将第一锁紧元件56(所述第一锁紧元件在图8、10和11中在右侧示出)嵌入作为贯穿孔(对应于根据图7至11的设计方式)或边缘侧凹陷(对应于根据图1至6的设计方式)构造在偏心套筒40的所配属的限制部段48中的锁紧凹陷70中,只要偏心套筒40相对于连杆22或大连杆孔26处于相应的旋转定向即可。图9和11相反则示出处于第二操作最终位置中的操作元件64,当偏心套筒40处于相应的旋转定向时,在所述第二操作最终位置中还可以将第二锁紧元件56(所述第二锁紧元件在图8、10和11中在左侧示出)嵌入同样构造在偏心套筒40的所配属的限制部段48的锁紧凹陷70中,所述旋转定向基于偏心套筒40的第一旋转定向(根据图8和10)以约180°错移。在偏心套筒40的这两个借助锁紧设备52锁紧的旋转定向中,活塞18与所配属的曲轴颈30之间的间距基于偏心套筒40的偏心构造而有所不同。不同的所述间距则通过图8和11的对比示出,其中,示出了偏心套筒40的管状支承部段42在曲轴颈30与连杆22的容纳锁紧设备52的部段之间的部段中的不同的壁厚。较之于根据图11的旋转定向,在根据图8的旋转定向中偏心套筒40的支承部段42的相应区域的壁厚更大,由此曲轴颈30与活塞22之间的间距在根据图8的旋转定向中比在根据图11的旋转定向中更小。
图10示出在操作元件64从大致图7所示的第一操作最终位置切换至大致图9所示的第二操作最终位置之后锁紧元件56的位置,然而偏心套筒40尚未从根据图8的旋转定向旋转至根据图11所示的旋转定向。在图10中示出,右侧示出的第一锁紧元件56处于松开位置中,第一锁紧元件在所述松开位置中与偏心套筒40的所配属的锁紧凹陷70不形成啮合,并且此外相对于偏心套筒40的所配属的限制部段48以规定的间距布置。右侧示出的第一锁紧元件56从根据图8的锁紧位置开始向根据图10的松开位置的运动是通过操作元件64从根据图7的第一操作最终位置开始向根据图9的第二操作最终位置的切换实现的,其中,操作元件绕旋转轴线72旋转。在此,操作元件64的相应的夹紧凸缘66鉴于与夹紧槽68的内置的限制壁的接触将第一锁紧元件56夹紧,并且使所述第一锁紧元件在容纳孔64内部朝其纵轴向中央移动。同时,左侧示出的第二锁紧元件56能够继续朝容纳孔64的相应端部的方向继续运动,其中,该运动通过支承在锁紧元件56之间的且朝容纳孔64的纵轴向中央的方向预紧的弹簧元件62的预紧实现。只要偏心套筒40尚未旋转至图11所示的第二旋转定向,第二锁紧元件56的可活动性就通过与偏心套筒40的所配属的限制部段48的内侧的接触而受到限制。一旦即将达到第二旋转定向,第二锁紧元件56就嵌入配属于相应定位的锁紧凹陷70中,并且由此运动至图11所示的锁紧位置中。
在操作元件64再次切换时,也就是说大致从图9所示的第二操作最终位置切换至大致图7所示的第一操作最终位置中时,以相应相反的顺序使第二锁紧元件56运动至所配属的松开位置,而第一锁紧元件56松脱,由此一旦偏心套筒重新在大连杆孔26内部以约180°旋转,第一锁紧元件再次能够嵌入所配属的锁紧凹陷70中。
连杆22包括两个相互螺纹连接的部分:构成小连杆孔38、连杆柄58以及大连杆孔26的一个半部的连杆主体74以及构成大连杆孔26的第二半部且集成有锁紧设备52的连杆盖76。连杆22在大连杆孔26区域中的这种两件式能够在内燃机装配的范畴内实现连杆22与一件式的曲轴14的相应的支承销30的连接。连杆主体74与连杆盖76之间的分界面垂直于连杆22(或连杆柄58)的纵轴线60延伸。此外,偏心套筒40在大连杆孔26内部的旋转轴线50在分界面内部延伸,由此实现该分界面基于大连杆孔26的径向定向。尤其如图12所示,连杆主体74与连杆盖76之间的螺纹连接78的螺栓用作用于操作元件64的旋转销。操作元件64能够绕所述旋转轴线72摆动,以便从操作元件的两个操作最终位置之间往复运动,该旋转轴线由此相当于螺纹连接78的螺栓的纵轴线。
操作元件64在其两个操作最终位置中的固定借助锁定保护80完成,所述锁定保护根据图12和图13通过在弹簧元件82的加载下在连杆22或连杆盖76中的导引孔中可移动地导引的锁定球84、结合两个相邻布置、壳状的锁定凹陷86中的一个构成,所述锁定凹陷集成在操作元件64的相邻接的部段中。为了使操作元件64在其操作最终位置之间切换,锁定球84必须分别在所配属的弹簧元件82进一步预紧情况下抬升,以便克服布置在两个锁定凹陷86之间的隔板88。为此需要切换转矩(绕操作元件64的旋转轴线72),所述切换转矩通常不会通过在内燃机运行中出现的力引发。由此通过锁定保险80避免操作元件64的不期望的自动切换。另一方面,为了切换仅需要将相应的切换转矩施加在操作元件64上,而无需松开形状配合作用的锁紧。
操作元件6的操作借助可旋转地固定在气缸曲轴箱10上的操作轨90实现,如在图1至3中所示。在此,操作轨90在图1中以拆解图方式与汽缸曲轴箱10上的连接位置保持间隔,并且由此示出其自身在曲轴腔16内部的作用位置。在其实际的作用位置(参照图2和3)中,操作轨90接近曲轴14的旋转轴线28,从而使与连杆22相连的操作元件64利用由其构成的导引元件92在与活塞18的下部止点相对应的位置中且至少在规定的角度区域中在到达该位置之前布置在由操作轨的两个侧壁所构成的导引槽94中。在此,导引槽94的宽度从入口、也即在曲轴14的每个旋转范畴内操作元件64的导引元件92进入导引槽94所处的端部开始、连续减小。此外,操作轨90的纵向延伸部借助弯曲走向根据操作元件64的导引元件92的运行轨道调整,导引元件鉴于曲轴14的旋转描述所述运行轨道,从而尤其可以规定,导引元件92的底侧相对于操作轨90的导引槽94的槽底部96所保持的间距在导引元件92在导引槽94内部运动的走向上基本上保持相同。在此优选规定,操作元件64的导引元件92在任何时刻都不与导引槽94的槽底96接触。
如果操作元件64处于其一个操作最终位置中并且操作轨90处于所配属的作用位置中,操作元件64的导引元件92在曲轴14的每次旋转时都在不与操作轨90的通过操作轨90的侧壁构成的内侧的导引面98接触的情况下导引通过导引槽94。尤其可以规定,导引元件92至少在导引槽94的端部上基本上精确地在两个侧壁之间居中地导引。相反,如果从这种初始位置开始,操作轨90借助未示出的、由内燃机同样未示出的发动机控制器所控制的促动器旋转至相应的另一个作用位置,则操作元件64的导引元件92在下次进入导引槽94中时与通过对操作轨90的操作而压入导引元件92的运行轨道中的导引面98相接触,从而使导引元件92沿该导引面98导引,并且在此操作元件64鉴于变窄的导引槽94朝其另一操作最终位置的方向运动或者旋转。在此,通过操作元件64的与相应导引面98的接触所实现的旋转运动的程度仅在于,锁定保险80的锁定球84越过构造在两个锁定凹陷86之间的隔板88运动。操作元件64向其规定的操作最终位置的旋转运动的最后、相对较小的部段通过锁定球84在相应锁定凹陷88中的卡锁实现。由此可以实现,操作元件64的导引元件92尚且与操作轨90的实现切换的导引面98以一定程度远离,并且由此在随后的内燃机运行中不形成与操作轨或与操作轨90的两个侧壁的接触。
操作轨90的导引面98弯曲地构造,从而使操作元件64的导引元件92在操作轨90切换之后在相应的导引面98上沿切向延伸,由此能够以尽可能均匀增加的力曲线实现操作元件64的切换。这可以有利地作用于所涉及的部件的使用寿命以及内燃机的声学特性。
为了在操作元件64借助操作轨90从一个操作最终位置旋转至另一个操作最终位置之后,实现偏心套筒40在可通过锁紧设备52锁紧的旋转定向之间的可靠且迅速的旋转,根据本发明的内燃机包括两个力配合作用的离合设备100,借助所述离合设备偏心套筒40能够暂时耦连在曲轴14上,以便使偏心套筒40相对于连杆22或大连杆孔26旋转。每个离合设备100包括镰刀状或弧形的离合元件102,所述离合元件布置在偏心套筒40的每个限制部段48的外侧面上和由此布置在偏心套筒40与曲轴14的相邻接的曲柄臂34之间所构造的离合间隙104中。在此,离合元件102的端部部段可旋转地固定在偏心套筒40的所配属的限制部段48上,并且离合元件从该旋转支承朝偏心套筒40的旋转定向106的方向延伸,所述偏心套筒在内燃机运行中(并且在其中一个旋转定向上锁紧时)相对于所配属的曲柄臂具有所述旋转定向(参照图2和3)。
尤其如图8、10和11所示,离合间隙104的间隙宽度沿径向向外减小,这通过曲柄臂34的用作(面向偏心套筒40的)离合面的内侧面与这样的定向呈约3°的倾斜形态实现,所述定向垂直于偏心套筒40在大连杆孔26内部的旋转轴线50或曲轴颈30在偏心套筒40内部的旋转轴线46。每个离合元件102的横截面相应地收拢地或楔形地构造,从而使离合元件102的离合面相对于由曲柄臂34构造成的离合面形成平行的定向。两个离合设备100的离合元件102分别借助预紧的弹簧元件108沿径向向外的方向且由此朝变窄的离合间隙104加载。弹簧加载导致用于离合设备100的初始加载,通过所述初始加载将离合元件102的离合面压在曲柄臂34和偏心套筒40的离合面上(所述离合面通过偏心套筒40的限制部段48的外侧面构成)。所形成的初始加载导致摩擦力,所述摩擦力抑制偏心套筒40与曲柄臂34之间的相对运动并且其作用方向为,该摩擦力还形成了离合元件102绕旋转支承部朝继续向外旋转的方向的力矩和由此向相应的变窄的离合间隙104中的进一步引入。由此实现了离合设备100在相应的闭合状态下的力配合作用的自增强。
在内燃机运行中并且在偏心套筒40在其中一个旋转定向上的锁紧时,离合设备100通常断开,其方式在于,离合元件102分别通过与止挡元件110的接触在相应的弹簧元件108进一步预紧的情况下向内偏转,从而形成曲柄臂34的至少一个离合面与离合元件102的相邻的离合面之间的尽可能小的力配合。在此,可旋转地支承在偏心套筒40的限制部段48上的离合元件102借助操作元件64的所配属的止挡元件110向内偏转,基于相应选择的操作元件64的操作最终位置使所配属的锁紧元件56在所述限制部段中嵌入锁紧凹陷70中,相较而言,相应另一个离合元件102的偏转借助被动的不可活动的止挡元件110实现。
如果切换操作元件64,则之前被操作元件偏转保持的离合元件102被释放,从而使离合元件基于弹簧负载向外且由此朝所配属的变窄的离合间隙104旋转,由此至少闭合相应的离合设备100。闭合的离合设备100则首先仅实现偏心套筒40与相对于大连杆孔26旋转的曲柄臂34共同旋转。该共同旋转实现了另一个离合元件102与被动的止挡元件110的偏转式接触的松开,从而随后使该离合元件102鉴于弹簧负载被压入变窄的离合间隙104中,并且由此还闭合该离合设备100。对于偏心套筒以180°旋转直至另一个旋转定向的剩余部分来说,两个离合设备100实现了偏心套筒40在曲轴14的所配属的曲柄臂34上的力配合的耦连。在偏心套筒40即将达到新的旋转定向之前,则另外的锁紧元件56如上借助图10和11所述那样、嵌入偏心套筒40的所配属的限制部段48的锁紧凹陷70中,并且两个离合设备100的离合元件102则延伸至相应的止挡元件110:其中一个是操作元件64的鉴于操作元件64的切换而脱离的第二止挡元件110,并且另一个是又在两侧从偏心套筒40突伸的被动的止挡元件110,由此所述止挡元件在弹簧元件108重新预紧的情况下再次向内偏转并且由此松开离合设备100。内燃机可以以变化的压缩比继续运行,其中,偏心套筒40以新的旋转定向相对于连杆22锁紧,并且鉴于松开的离合设备100重新相对于曲柄臂34基本上无摩擦地旋转。
基于内燃机运行、例如为驱动汽车所规定的高转速,在暂时借助离合设备100与曲柄臂34耦连的偏心套筒40与集成了锁紧设备52的连杆22之间形成高角速度差。为了尽管在高角速度差的情况下仍确保在旋转定向的改变过程中分别通过弹簧加载压在偏心套筒40的所配属的限制部段48的内侧面上的锁紧元件56的可靠锁定,每个锁紧凹陷70在所配属的锁紧元件56的运行轨道方面(在相对于连杆22旋转的偏心套筒40中)、具有比锁紧元件56的设计用于嵌入锁紧凹陷70中的部分更大的尺寸。锁紧凹陷70为此构造为弧形延伸、纵长的贯穿孔或凹陷。锁紧元件56由此能够不仅沿一个具体的旋转定向而且还在较大的角范围中嵌入所配属的锁紧凹陷70内,从而尽管角速度差相对较高且尽管存在锁紧元件56鉴于弹簧加载朝所配属的锁紧凹陷70加速所具有的惯性,仍能以充分的安全性完成。
锁紧凹陷70与锁紧元件56的嵌入该锁紧凹陷中的部分相比具有更大的尺寸,这使得尽管通过其中一个锁紧元件56锁紧但原则上仍导致偏心套筒40与大连杆孔26之间(有限的)旋转活动性。为了消除或尽可能大程度地降低该可旋转活动性,为每个锁紧元件56还配置了固定在连杆22和具体而言连杆盖76上的被动的回止元件112,当所配属的锁紧元件56啮合在相应的锁紧凹陷70的基于偏心套筒40的旋转方向106相对于曲柄臂34的前端部上时,所述回止元件则同样啮合在该锁紧凹陷70的另一个端部中,并且由此连同锁紧元件56将偏心套筒49基本上无旋转缝隙地与连杆22相连。当所配属的锁紧元56基于操作元件64的切换而从所配属的锁紧凹陷70中运动脱出时,啮合在锁紧凹陷70中的回止元件112自动实现脱出运动的方式在于,回止元件112分别构造具有斜面,从而使回止元件在偏心套筒40通过曲轴14实现夹紧时、在与各个锁紧凹陷70的边缘接触的情况下、通过弹簧元件114的进一步预紧而偏转。为将两个回止元件112结构有利地集成在连杆22中规定,所述回止元件分别固定在构造为U形板簧形式的弹簧元件114的自由端部上,并且弹簧元件114在其弓形部段(弹簧元件在所述弓形部段中不发生偏转)的区域中固定在操作元件64上。
如连杆22在大连杆孔26的区域中那样,偏心套筒40也由两个部或者说两个半壳构成,其中,所述部分之间的分界面116优选布置为,曲轴颈30在偏心套筒40内部的旋转轴线46或偏心套筒40在大连杆孔26内部的旋转轴线50在分界面116内部延伸。为了尽可能有利地装配偏心套筒40此外还规定,用于偏心套筒40的所配属的限制部段48中的离合元件102的旋转支承的轴承孔(和尤其轴承孔的纵轴线)同样布置在该分界面116中。同样适用于相对于偏心套筒的旋转轴线46、50沿径向定向的、用于在所配属的离合元件102的内侧面上弓形导引的且在离合元件的旋转支承的区域中抗扭固定地集成的弹簧元件108的可偏转端部的导引孔118。偏心套筒40的两个部分的单独连接是不必要的,因为所述部分通过鉴于布置在大连杆孔26内部而保持组合。
根据本发明的内燃机的在图14至17中所示出的第二实施方式与根据图1至13的第一实施方式的区别主要仅在于离合设备100的设计方式和为松开离合设备100可被主动影响的调整设备的设计方式方面。
在所述内燃机中也设有两个力配合作用的离合设备100,所述离合设备分别具有离合元件102,所述离合元件弹性加载在将各个离合设备100闭合的且由此将偏心套筒40与曲轴14的旋转运动关联的位置中。相较而言在根据图1至13的实施方式中设置多个离合元件102,所述离合元件借助独立预紧的弹簧元件108被加载,而在根据图14至17的实施方式中离合元件102本身就可弹性偏转地构造。具体而言,离合元件分别构造成螺旋弹簧的形式,所述螺旋弹簧的一个端部嵌入偏心套筒40的所配属的限制部段48的开口中并由此位置固定,并且从该端部开始以360°以上并且确切地说以约450°围绕由偏心套筒40构成的用于曲轴14的所配属的曲轴颈30的支承孔导引。每个螺旋弹簧状的离合元件102的第二端部弯折地定向,并且以该弯折的部段支承在偏心套筒40的所配属的限制部段48的边缘侧。在此,螺旋弹簧状的离合元件102的几何形状选择为,离合元件在利用弯折的端部贴靠在限制部段48的边缘上时弹性地扩展并且由此预紧,这导致离合元件102试图向更窄或者说更小的直径合拢。这导致离合元件102的结构弹性的加载,因为离合元件由此自动引入在离合设备100的该实施方式中沿径向向内变窄的离合间隙104中(参照图16),并且由此实现偏心套筒40在曲柄臂34上力配合的耦连,如果离合元件102不通过在止挡元件110上的止挡沿径向扩展,则离合元件102与曲柄臂34以及偏心套筒40的离合面之间的力配合取消。
根据图14至18的内燃机与根据图1至13的内燃机相比另外的区别在于,可激活和可去激活的止挡元件110不由操作元件64、而由各个锁紧元件56构成,其中,在偏心套筒40的可分别借助锁紧设备52锁紧的两个旋转方向的每一个上、一个止挡元件作用在其中一个离合元件102上,与此同时另一个离合元件102则通过与被动的止挡元件110的接触而径向扩展(参照图18)。为此规定,还啮合在偏心套筒40的所配属的锁紧凹陷70中的相应的锁紧元件56穿过构造为偏心套筒40的相应的限制部段48中的穿孔的锁紧凹陷70,一直突伸至所配属的离合间隙104中,从而使在离合设备100闭合且由此在偏心套筒40通过曲轴14夹紧的情况下,相应的离合元件102的在边缘侧支承在相应的限制部段48上的端部、当偏心套筒40到达相应的旋转定向时、撞到相应的锁紧元件56的突伸进离合间隙104中的部分上,并且由此使离合元件102沿径向扩展(参照图17)。同时,另一个离合元件102的相应的端部撞到所配属的被动的止挡元件110的外侧上,并且同样扩展。由此使两个离合设备100断开并且基本上消除在和偏心套筒40形状配合相连的离合元件102与曲轴14的曲柄臂34之间的力配合。
如果基于该设计方式,其中,内燃机以恒定的压缩比运行,操作元件64借助操作轨90根据按照图1至13的内燃机中的设定进行切换,那么又首先将处于锁止位置中的锁紧元件56运动至松开位置。然后不再通过锁紧元件56扩展的离合元件102则首先仅导致通过曲轴14对偏心套筒40的夹紧,由此在偏心套筒40相对于大连杆孔26旋转的较小的第一部段中、第二离合元件102与被动的止挡元件110脱离啮合。所述第二离合元件102则同样使偏心套筒40力配合地耦连在曲轴14的所配属的曲柄臂34上。当偏心套筒40到达其他旋转定向时就嵌入所配属的锁紧凹陷70中的第二锁紧元件56则使得所配属的离合元件102沿径向扩展,与此同时另一个离合元件102通过所配属的被动的止挡元件110沿径向扩展,从而使得两个离合设备100重新断开。
附图标记清单
10 气缸曲轴箱
12 气缸
14 曲轴
16 曲轴腔
18 活塞
20 气缸/活塞的纵轴线
22 连杆
24 活塞销
26 大连杆孔
28 曲轴的旋转轴线
30 曲轴颈
32 曲轴的支承部段
34 曲柄臂
36 曲轴的补偿配重
38 小连杆孔
40 偏心套筒
42 偏心套筒的支承部段
44 小连杆孔的旋转轴线
46 偏心套筒的筒状内侧面的旋转轴线
48 偏心套筒的限制部段
50 大连杆孔的纵轴线/偏心套筒的筒状外侧面的旋转轴线
52 锁紧设备
54 连杆的容纳孔
56 锁紧元件
58 连杆柄
60 连杆的纵轴线
62 锁紧设备的弹簧元件
64 操作元件
66 操作元件的夹紧凸缘
68 锁紧元件的夹紧槽
70 锁紧凹陷
72 操作元件的转动轴线
74 连杆主体
76 连杆盖
78 连杆主体与连杆盖之间的螺纹连接
80 锁定保险
82 锁定保险的弹簧元件
84 锁定保险的锁定球
86 锁定保险的锁定凹陷
88 锁定保险的隔板
90 操作轨
92 操作元件的导引元件
94 操作元件的导引槽
96 导引槽的槽底
98 导引槽的导引面
100 离合设备
102 离合元件
104 离合间隙
106 偏心套筒相对于曲柄臂的旋转方向
108 离合设备的弹簧元件
110 止挡元件
112 回止元件
114 回止元件的弹簧元件
116 偏心套筒的部分之间的分界面
118 用于离合设备的弹簧元件的导引孔

Claims (19)

1.一种内燃机,其带有气缸(12)、在气缸(12)内部可活动地导引的活塞(18)、曲轴(14)和将活塞(18)与曲轴(14)的曲轴颈(30)相连的连杆(22),其中,在连杆(22)的连杆孔(26)内部可旋转地支承有可旋转地容纳曲轴颈(30)的偏心套筒(40),所述偏心套筒能够在相对于连杆(22)的至少两个旋转定向上借助锁紧设备(52)被锁紧,其特征在于,设有力配合地作用的离合设备(100),借助所述离合设备能够使偏心套筒(40)暂时耦连在曲轴(14)上,以便使偏心套筒(40)相对于连杆(22)旋转,其中,曲轴(14)和偏心套筒(40)分别具有离合面,所述离合面构成具有有沿径向方向减小的间隙宽度的离合间隙(104),其中,离合元件(102)能够处于第一位置中和第二位置中,所述第一位置和第二位置在离合间隙(104)内部的径向位置方面不同并且由此在离合元件(102)与离合面之间的接触压力方面不同。
2.根据权利要求1所述的内燃机,其特征在于,离合设备(100)设计为自增强式的。
3.根据权利要求1所述的内燃机,其特征在于,离合元件(102)能够弹性加载。
4.根据权利要求1所述的内燃机,其特征在于,离合元件(102)在弹性非加载状态下或基于结构上的弹性加载占据第一位置,相较而言第二位置能够借助激活的调整设备被调整。
5.根据权利要求4所述的内燃机,其特征在于,调整设备具有用于离合元件(102)的可调整的止挡元件(110),所述止挡元件是可激活或可去激活的,其中,止挡元件在激活状态下构成用于离合元件(102)的止挡,并且在去激活状态下不构成用于离合元件(102)的止挡。
6.根据权利要求1所述的内燃机,其特征在于,锁紧设备(52)的锁紧元件(56)也用作离合设备(100)的止挡元件。
7.根据权利要求1所述的内燃机,其特征在于,锁紧设备(52)的锁紧元件(56)能够运动到连杆(22)或偏心套筒(40)的锁紧凹陷(70)中,其中,锁紧凹陷(70)在锁紧元件(56)的运行轨道方面、较之于锁紧元件(56)的设计用于嵌入锁紧凹陷(70)中的部分具有更大的尺寸,在偏心套筒(40)与连杆(22)之间相互旋转时,锁紧元件相对于构成锁紧凹陷的构件在所述运行轨道上运行。
8.根据权利要求7所述的内燃机,其特征在于,设有回止元件(112),所述回止元件能够连同锁紧元件(56)一起嵌入锁紧凹陷(70)中。
9.根据权利要求8所述的内燃机,其特征在于,回止元件(112)斜切地构成,从而使回止元件由于与锁紧凹陷(70)的边缘的接触能够从锁紧凹陷(70)运动脱出。
10.根据权利要求4所述的内燃机,其特征在于,设有至少两个离合设备(100),其中,第一离合设备(100)的离合元件(102)的第二位置能够借助调整设备在偏心套筒(40)相对于连杆(22)的第一旋转定向上调整设定,并且第二离合设备(100)的离合元件的第二位置能够借助调整设备在偏心套筒(40)相对于连杆(22)的第二旋转方向上调整设定。
11.根据权利要求10所述的内燃机,其特征在于,锁紧设备(52)的第一锁紧元件(56)和锁紧设备的第二锁紧元件(56)能够借助共同的操作元件(64)交替操作,借助所述第一锁紧元件能够将偏心套筒(40)在相对于连杆(22)的第一旋转定向上锁紧,借助第二锁紧元件能够将偏心套筒(40)在相对于连杆(22)的第二旋转定向上锁紧。
12.根据权利要求11所述的内燃机,其特征在于,操作元件(64)能够绕旋转销转动,所述旋转销是螺纹连接(78)的一部分,利用所述螺纹连接将连杆(22)的构成连杆孔(26)的两个部分相连。
13.根据权利要求11所述的内燃机,其特征在于,操作元件(64)还用作离合设备(100)的止挡元件(110)。
14.根据权利要求11所述的内燃机,其特征在于,操作元件(64)能够借助锁定保险(80)在至少两个操作最终位置中位置固定。
15.根据权利要求11所述的内燃机,其特征在于,操作元件(64)能够借助操作轨(90)操作,所述操作轨为此可转动地固定在内燃机的壳体上。
16.根据权利要求15所述的内燃机,其特征在于,操作轨(90)构成在两侧弓形聚拢延伸的用于操作元件(64)的导引轨(94)。
17.根据权利要求15或16所述的内燃机,其特征在于,操作元件(64)能够借助锁定保险(80)在至少两个操作最终位置中位置固定,锁定保险(80)构造为,操作元件(64)在所述操作最终位置中不与操作轨(90)接触。
18.根据权利要求10所述的内燃机,其特征在于,
-在偏心套筒(40)相对于连杆(22)的第一旋转定向上,第二离合设备(100)的离合元件(102)的第二位置借助被动的调整元件被调整,在所述第一旋转定向上第一离合设备(100)的离合元件(102)的第二位置借助调整设备被调整,并且
-在偏心套筒(40)相对于连杆(22)的第二旋转定向上,第一离合设备(100)的离合元件(102)的第二位置借助被动的调整元件被调整,在所述第二旋转定向上第二离合设备(100)的离合元件(102)的第二位置借助调整设备被调整。
19.根据权利要求11所述的内燃机,其特征在于,
-在偏心套筒(40)相对于连杆(22)的旋转定向之一上,第二锁紧元件(56)借助操作元件(64)保持在松开位置中,相较而言,第一锁紧元件(56)借助支承在锁紧元件(56)之间的弹簧元件(62)向锁紧位置加载,并且
-在偏心套筒(40)相对于连杆(22)的另一个旋转定向上,第一锁紧元件(56)借助操作元件(64)保持在松开位置中,相较而言,第二锁紧元件(56)借助弹簧元件(62)向锁紧位置加载。
CN201680071623.5A 2015-12-10 2016-12-08 内燃机 Active CN108368775B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015224909.3 2015-12-10
DE102015224909.3A DE102015224909A1 (de) 2015-12-10 2015-12-10 Brennkraftmaschine
PCT/EP2016/080328 WO2017097934A1 (de) 2015-12-10 2016-12-08 Brennkraftmaschine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108368775A CN108368775A (zh) 2018-08-03
CN108368775B true CN108368775B (zh) 2020-07-03

Family

ID=57539249

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680071623.5A Active CN108368775B (zh) 2015-12-10 2016-12-08 内燃机

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP3387234B1 (zh)
CN (1) CN108368775B (zh)
DE (1) DE102015224909A1 (zh)
WO (1) WO2017097934A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3085431B1 (fr) * 2018-08-30 2020-12-04 MCE 5 Development Moteur a rapport volumetrique pilote

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10218740A1 (de) * 2002-04-26 2003-11-13 Bayerische Motoren Werke Ag Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine
DE10309651A1 (de) * 2003-03-06 2004-09-23 Daimlerchrysler Ag Hubkolbenmaschine
DE102004053225A1 (de) * 2004-11-04 2006-05-11 Daimlerchrysler Ag Hubkolbenmaschine
DE102012008783A1 (de) * 2012-04-28 2013-10-31 Audi Ag Brennkraftmaschine
CN203488252U (zh) * 2012-09-04 2014-03-19 福特环球技术公司 曲轴传动装置
DE102013021635A1 (de) * 2013-12-18 2015-06-18 Daimler Ag Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0438121B1 (en) 1990-01-17 1995-04-05 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Variable compression ratio apparatus for internal combustion engine
JPH0828314A (ja) * 1994-07-13 1996-01-30 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の可変圧縮比装置
DE19703948C1 (de) 1997-02-03 1998-06-18 Meta Motoren Energietech Vorrichtung zur Veränderung der Verdichtung einer Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE10230429A1 (de) * 2002-07-06 2004-01-15 Bayerische Motoren Werke Ag Exzenter-Verstellvorrichtung für einen Kurbeltrieb

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10218740A1 (de) * 2002-04-26 2003-11-13 Bayerische Motoren Werke Ag Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine
DE10309651A1 (de) * 2003-03-06 2004-09-23 Daimlerchrysler Ag Hubkolbenmaschine
DE102004053225A1 (de) * 2004-11-04 2006-05-11 Daimlerchrysler Ag Hubkolbenmaschine
DE102012008783A1 (de) * 2012-04-28 2013-10-31 Audi Ag Brennkraftmaschine
CN203488252U (zh) * 2012-09-04 2014-03-19 福特环球技术公司 曲轴传动装置
DE102013021635A1 (de) * 2013-12-18 2015-06-18 Daimler Ag Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
CN108368775A (zh) 2018-08-03
EP3387234A1 (de) 2018-10-17
EP3387234B1 (de) 2020-02-19
DE102015224909A1 (de) 2017-06-14
WO2017097934A1 (de) 2017-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7546820B2 (en) Variable compression ratio engine with lost motion coupling
US7533638B1 (en) Variable compression ratio engine with dedicated bumper
US7685974B2 (en) Variable compression ratio engine with isolated actuator
US7469663B1 (en) Tapered latch pin
US8813605B2 (en) Pendulum absorber snubber
JP2003529711A (ja) ピストン
US20110155106A1 (en) Internal combustion engine with variable compression ratio
US20180328275A1 (en) Device for changing a compression ratio of an internal combustion engine
US7527026B1 (en) Variable compression ratio engine with external actuation impulse
WO2007043093A1 (en) Automatic regulator of the compression-ratio for explosion engines
CN108368775B (zh) 内燃机
US10781746B2 (en) Variable compression ratio mechanism
US10774885B2 (en) Clutch device and switching device
US10184408B2 (en) Device for changing a compression ratio of a cylinder unit of a reciprocating-piston internal combustion engine
US20090283073A1 (en) Link type variable stroke engine
CN109891122B (zh) 离心力摆和驱动系统
WO2017202777A1 (en) Connecting rod for an internal combustion engine with adjustable compression ratio
WO2013160535A1 (en) A piston pin assembly
CN109952416B (zh) 用于内燃机的凸轮轴
CN107709808B (zh) 扭转刚性的补偿联轴器和具有这种补偿联轴器的设备
EP4028646A1 (en) Internal combustion engine with camshaft valve phase variation device
US10718262B2 (en) Variable stroke constant compression ratio engine
GB2245646A (en) (64) Variable compression ratio i.c. engine
WO2001006092A1 (en) Reciprocating internal combustion engine with hypocycloid crank mechanism
CN107208503B (zh) 用于调整内燃机的气门正时的调整装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant