CN108691646A - 用于改变内燃发动机的压缩比的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于改变内燃发动机的压缩比的装置。该装置包括：具有偏心轴承(2)的连杆头(1)；偏心件(3)，该偏心件可旋转地安装在该偏心轴承(2)中并且包括活塞销轴承(3)；活塞销(5)，该活塞销可旋转地安装在该活塞销轴承中，使得能够通过该偏心件的旋转来从上死点向下死点以及反向地调节该活塞销相对于该连杆头(1)的位置；以及用于在该上死点锁定该偏心件的锁定装置(8)。

Description

用于改变内燃发动机的压缩比的装置
技术领域
本发明涉及一种用于改变内燃发动机的压缩比的装置。
背景技术
DE102014004987 A1公开了一种用于改变内燃发动机的压缩比的装置。该装置包括连杆。在连杆头中设置有偏心件。偏心件能够借助于两个杠杆受限制地旋转。
发明内容
根据本发明的用于改变内燃发动机的压缩比的装置包括：具有偏心轴承的连杆头；偏心件，该偏心件可旋转地安装在该偏心轴承中并且包括活塞销轴承；活塞销，该活塞销可旋转地安装在该活塞销轴承中，使得能够通过该偏心件的旋转来从上死点向下死点以及反向地调节该活塞销相对于该连杆头的位置；以及用于在该上死点锁定该偏心件的锁定装置。
当该偏心件占据如下位置时，即该活塞销相对于该连杆头位于其最高位置处(即距连杆轴突出部最远)，该活塞销位于该上死点处；并且当该偏心件占据如下位置时，即该活塞销相对于该连杆头位于其最低位置处(即距连杆轴突出部最近)，该活塞销位于该下死点处。在此，相对于该偏心件的位置而言，±20°、优选±10°、特别优选±5°的偏差仍应被视为在该上死点处或在该下死点处。
这两个死点之间的间距决定了压缩比可变化的范围。由于根据本发明该活塞销既可以占据该上死点、也可以占据该下死点，可以利用该偏心件的偏心距并在大的范围上设定该压缩比。与仅可以在小的角度范围内调节该偏心件的解决方案相比，本发明允许在较小的偏心距下实现可比的±，这例如允许使用较小的和/或较轻的部件。此外，本发明允许良好地接收在燃烧期间作用于内燃发动机中使用的装置上的力，因为在上死点和下死点处由活塞销与偏心件之间的偏心距形成的杠杆沿作用力的方向定向。较小的负载使得可以实现该装置的有利的设计。即使存在从外部作用的力的情况下，该锁定装置也可以锁定该偏心件的位置并锁定该活塞销的位置并且由此锁定压缩比。
特别有利的是，该装置被设计为被动系统。也就是说，该偏心件的旋转以及由此该活塞销的旋转仅通过在运行期间作用于该装置的加速力或惯性力来实现。
该偏心件能够旋转至少140°、优选至少160°、并且特别优选至少180°。通过大的角度范围可以实现有利的、大的冲程。在180°的情况下，可以实现具有双偏心距长度的冲程。在优选的实施方式中，该偏心件是360°(即完全地)可旋转的。
另一个有利的实施方式包括自由轮，其中，该自由轮被安排在偏心件与连杆头之间并且阻挡该偏心件在两个可能的方向之一上的旋转。这有利地允许利用在内燃发动机中使用期间作用于该装置上的力，用于将该活塞销的位置调节至下死点和/或上死点。
根据本发明的连杆包括根据本发明的装置。根据本发明的内燃发动机包括根据本发明的连杆。
从属权利要求描述了本发明的其他有利的实施方式。
附图说明
借助于以下附图对优选实施例进行更详细的解释。在附图中：
图1示出根据本发明的用于改变内燃发动机的压缩比的装置的透视图，
图2示出自由轮的实施方式，
图3示出该装置的截面图，
图4示出该装置的截面图，并且
图5示出根据本发明的内燃发动机的替代性实施方式的截面图，该内燃发动机具有连杆，该连杆具有根据本发明的装置的替代性实施方式。
具体实施方式
图1、2和4示出了根据本发明的用于改变内燃发动机的压缩比的装置的实施方式的不同视图。
该装置包括：具有偏心轴承2的连杆头1；偏心件3，该偏心件可旋转地安装在该偏心轴承2中并且包括活塞销轴承4；以及活塞销5，该活塞销可旋转地安装在活塞销轴承4中。该装置被设计成使得能够通过偏心件3的旋转来从上死点向下死点以及反向地调节活塞销5相对于连杆头1的位置。此外，该装置包括用于在上死点锁定该偏心件的锁定装置8。在这个实施例中，锁定装置8还被设计成用于在下死点锁定该偏心件。为了润滑该装置以及为了冷却活塞，提供了具有多个用于导油的确定的通道的导油系统12。
偏心件3是完全地、即360°地可旋转的。通过将偏心件旋转180°，从下死点向上死点或反向地调节活塞销5的位置。在将该装置用于内燃发动机中时，偏心件的旋转是通过在运行期间作用于该装置上的力来实现的。为了实现从一个死点向另一个死点的有针对性的调节，该装置包括自由轮6。自由轮6被安排在偏心件3与连杆头1之间并且阻挡偏心件在两个可能的方向之一上的旋转。在这个实施例中，自由轮6包括多个夹紧体11，这些夹紧体在偏心件3沿着被阻挡的旋转方向旋转运动时竖起并夹紧连杆头1和偏心件3，也参见图2。在沿着另一方向旋转时，夹紧体11没有夹紧作用。
锁定装置8包括滑动件13。滑动件13能够从固定的第一位置向固定的第二位置运动以及反向地运动。在该第一位置上，滑动件13阻挡从上死点向下死点的旋转。在该第二位置上，滑动件13阻挡从下死点向上死点的旋转。
在这个实施例中，在偏心件3处在两端相应地提供了控制圈14a、14b。控制圈14a、14b在此彼此偏置180°。根据滑动件13的位置，在偏心件3旋转时，控制圈14a、14b的挡块15撞击在滑动件13的在两侧提供的伸出件16a、16b之一上，由此在下死点或上死点处阻挡该偏心件的位置，参见图4。自由轮6阻止了在相反方向上的旋转。通过使滑动件13运动至另一位置，在一侧撤消了阻挡并且伸出件16a、16b在滑动件13的另一侧被带到阻挡位置上。偏心件3可以旋转直至占据该另外的死点，直至进一步的旋转被伸出件16a、16b所阻挡。
在这个实施例中，借助于滑动件13的开关器17来将该滑动件13调节至该第一位置或第二位置。例如可以借助于在内燃发动机的气缸中提供的机构来机械地致动开关器17。此外，也可以轴向地致动开关器17或滑动件13。例如经由滑槽或以电磁方式来进行这种实施。
为了衰减尤其从该上死点至该下死点的过渡，该装置包括阻尼器7。在此，阻尼器7被设计为呈安装在连杆头1处的齿轮的形式的径向阻尼器，该齿轮接合到在该偏心件处设计的齿圈18中。该齿圈决定了应在哪个角度范围内衰减偏心件3的旋转运动。在此，在从上死点向下死点调节该偏心件时实现衰减。这是有利的，因为在向该下死点过渡时、在该装置用于内燃发动机中时在燃烧期间经由与活塞销5相连接的活塞19大的力作用于该装置，所述力可能导致过高的加速度。其他阻尼机构同样是可行的。在这个实施例中，在减少部件的意义上，齿圈18和控制圈14a以有利的方式被整合在一个圈中。
图5示出了根据本发明的具有连杆的内燃发动机的一部分，该连杆具有根据本发明的装置。除了连杆(其中展示了连杆头1和连杆轴突出部10)之外，该内燃发动机还包括与该连杆相连接的活塞19和气缸20，活塞19被安排在该气缸中。此外，图5示出了根据本发明的装置的另一个替代性实施方式。代替滑动件8，提供了开关器21。在该偏心件处提供了两个挡块22a、22b，这两个挡块彼此偏置180°。在相应的死点处锁定偏心件的旋转是通过以下方式实现的：挡块22a、22b止挡开关器21。自由轮6防止了在相反方向上的旋转。通过致动开关器来移开该开关器，由此撤消锁定并且偏心件3可以继续旋转。
根据另一个替代性的实施方式，该偏心件的旋转被限制到180°，其中，在0°时，该偏心件占据上死点；并且在180°时，该偏心件占据下死点。可以通过适合的挡块来限制旋转。在这个实施方式中，该偏心件能够在两个方向上旋转。经由可切换的自由轮来设定所期望的旋转方向。根据自由轮的切换，该偏心件可以从上死点向下死点以及反向地变换。所述旋转是由在运行期间作用在该装置上的力来实现的。
其他实施方式提出，该偏心件的旋转被限制到160°或140°。尽管在此没有利用整个偏心距，但相对于常规的解决方案而言这些实施方式基于有利的冲程长度提供了如下优点：偏心件的旋转被限制到基本上较小的角度范围上。
所描述的根据本发明的装置或根据本发明的连杆在其使用上不受限于特定的内燃发动机。该装置例如适合用于乘用机动车辆、商用车辆的内燃发动机或者用于大功率发动机(如船舶发动机)中。
此外，还可设想用于建筑机械或用于产生能量的固定式发动机中。就此而言，根据本发明的连杆也可以用于任何往复活塞式发动机，如压缩机或压气机。

Claims (9)

1.一种用于改变内燃发动机的压缩比的装置，该装置包括：具有偏心轴承(2)的连杆头(1)；偏心件(3)，该偏心件可旋转地安装在该偏心轴承(2)中并且包括活塞销轴承(4)；活塞销(5)，该活塞销可旋转地安装在该活塞销轴承(4)中，使得能够通过该偏心件(3)的旋转来从上死点向下死点以及反向地调节该活塞销(5)相对于该连杆头(1)的位置；以及用于在该上死点锁定该偏心件(3)的锁定装置(8)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，该偏心件(3)能够旋转至少140°、优选至少160°、并且特别优选至少180°。
3.根据前述权利要求之一所述的装置，其中，该装置被设计成使得该偏心件(3)的旋转被动地进行。
4.根据前述权利要求之一所述的装置，该装置包括自由轮(6)，其中，该自由轮(6)被安排在偏心件(3)与连杆头(1)之间并且阻挡该偏心件(3)在两个可能的方向之一上的旋转。
5.根据前述权利要求之一所述的装置，该装置包括阻尼器(7)，该阻尼器至少在一个区段中衰减该偏心件(3)从该上死点向该下死点的旋转。
6.根据前述权利要求之一所述的装置，其中，该锁定装置(8)具有滑动件(13)，该滑动件能够从第一位置运动至第二位置、并且在第一位置中阻挡该偏心件(3)从该上死点向该下死点的旋转、和/或在第二位置中阻挡该偏心件(3)从该下死点至该上死点的旋转。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，该滑动件(13)是能够被机械致动的。
8.一种具有根据权利要求1至7之一所述的装置的连杆。
9.一种具有根据权利要求8所述的连杆的内燃发动机。
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