CN108869028A - 用于可变压缩内燃机的连杆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于可变压缩内燃机的连杆(1)，其具有至少一个在连杆本体(19)中构造成的液压室(10，11)，其中，液压室(10，11)可以借助于止回阀(14，15)与连杆(1)的轴承壳(16)或与储槽连接，其中，所述止回阀(14，15)包括关闭元件(20)和阀座(21)，该关闭元件(20)在封闭位置上通过贴合在所述阀座(21)上而封闭流体路径。根据本发明，关闭体(20)被布置在连杆本体(19)的孔(22)中并且所述阀座(21)设置为引入连杆本体(19)中。此外，本发明涉及一种具有至少一个连杆(1)的、具有可调节的压缩比的内燃机。

Description

用于可变压缩内燃机的连杆
技术领域
本发明涉及一种用于可变压缩内燃机的连杆，其具有至少一个在连杆本体中构造成的液压室，其中，液压室可以借助于止回阀与连杆的轴承壳或储槽连接，其中，所述止回阀包括关闭元件和阀座，该关闭元件在封闭位置上通过贴合在阀座上而封闭流体路径。此外，本发明涉及一种具有至少一个连杆的具有可调节的压缩比的内燃机。
背景技术
在内燃机中，高压缩比对内燃机的效率具有积极影响。压缩比通常被理解为压缩前的总气缸容积与压缩后的剩余气缸容积的比率。但是，在具有外源点火的内燃机，特别是具有固定的压缩比的汽油机中，只允许如此高地选择压缩比，即在满负荷运转时避免所谓的内燃机的“爆震”。但是，对于内燃机的频繁得多地发生的部分负荷范围，即在低的气缸充气下，可以选择具有较高的值的压缩比，而不会发生“爆震”。如果压缩比可以可变地调节，那么可以改善内燃机的重要的部分负荷范围。为了调节压缩比，例如已知一些具有可变连杆长度的系统，它们借助于可液压地或机械地操作的转换阀操作连杆的偏心轮调节装置。
这种连杆例如由DE102012112461A1中已知并且包括一个用于调节有效连杆长度的偏心轮调节装置，其中，该偏心轮调节装置具有与偏心杠杆共同作用的偏心轮，以及两个柱塞，它们各在一个液压室中可移动地引导并且偏心轮调节装置的作用在偏心杠杆上的偏心杆被支承在液压室中。偏心轮调节装置的调节行程可以借助于转换阀调节。通过改变调节行程可以改变有效连杆长度。由此可以控制内燃机的压缩。在连杆中的止回阀，其例如由DE102012112481A1中已知，防止液压流体从各液压室流回到轴承壳或储槽中。
发明内容
本发明的任务是提出一种改进的连杆，其具有高的可靠性和长的寿命并且同时允许简化和由此成本有利的制造和装配。
本发明的另一个任务是提供一种改进的具有连杆的可调节压缩比内燃机，该内燃机被简单并且成本有利地设计成。
上述任务根据本发明的一个方面通过独立权利要求的特征来实现。
本发明的有利的设计方案和优点由其他的权利要求、说明书和附图中得出。
建议一种用于可变压缩内燃机的、具有至少一个液压室的连杆，其中，液压室可以借助于止回阀与连杆的轴承壳或与储槽连接。止回阀包括关闭元件和阀座。关闭元件在封闭位置上通过贴合在阀座上封闭流体路径。在此，关闭体被布置在连杆本体的孔中并且阀座被引入连杆本体中地设置。止回阀由此由尽可能少的部件组成，从而可以特别成本有利地提供连杆。根据本发明可以取消附加的装配过程。
根据本发明的用于可变压缩内燃机的连杆例如包括用于调节有效连杆长度的偏心轮调节装置。偏心轮调节装置的调节行程在此情况下可以借助于转换阀调节地设置。
通过内燃机的惯性力和负载力的作用引发可调节的偏心轮调节装置的转动，该惯性力和负载力在内燃机的一个工作冲程期间作用到偏心轮调节装置上。在一个工作冲程期间，作用到偏心轮调节装置上的力的作用方向连续地改变。转动运动或调节运动通过至少一个用液压流体，尤其是用机油加载的、在液压室中引导的柱塞来辅助支持，或者该柱塞防止偏心轮调节装置由于作用到偏心轮调节装置上的力的改变的作用方向而复位。
柱塞被可移动地布置在液压室中并且经由液压流体管道从连杆轴承孔的轴承壳或从储槽出发用液压流体经由止回阀进行加载。止回阀在此防止液压流体从液压室回流到液压流体管道中进入连杆轴承孔的轴承壳或储槽中并且实现将液压流体再抽吸到液压室中。
优选地，孔直接地连接到液压室上。由此，制造该孔可以在一个加工过程中与液压室的制造一起进行工并且可以取消在止回阀和液压室之间的单独的入口管道。
关闭元件例如可以被设计成球并且阀座可以至少部分地作为该孔的凹入地构造的底部来提供。在此情况下，该球如通常那样由金属制成，其中，陶瓷关闭元件由于重量低和耐磨强度高也可以是有利的。阀座可以直接地设置在连杆本体中并且在制造孔期间形成。有利地，阀座在一个唯一的加工过程中与该孔一起进行加工。
一个备选的实施方式规定，关闭元件被设计成板。这个实施方式的阀座设置为平面式的底部。
为了保证对止回阀的通流，关闭元件具有比该孔较小的直径并且由此在关闭元件和该孔之间提供了一定的间隙。
如果需要限制在关闭元件和该孔之间的间隙，则关闭元件可以具有一个或多个溢流通道。因此，溢流通道在关闭元件和孔之间间隙很小的情况下同时实现所要求的液压流体流。
根据本发明的一个有利的实施方式，关闭元件在一个布置在所述孔中的嵌入元件中被引导地设置，其中，所述嵌入元件具有流动缺口，由此尤其是在将球作为关闭元件使用时可以保证足够的流体流，而不使对球的引导变差。
优选地，升程限制件可以被布置在连杆本体中，该升程限制件限制关闭元件在所述孔内的升程，由此可以防止关闭元件脱落并且同时保证快速地关闭止回阀。
本发明的一个有利的实施方案规定，作为升程限制件，设置圆柱销，该圆柱销被压入连杆本体中地设置。圆柱销作为标准部件是特别成本有利的。
附图说明
其它的优点由以下的附图说明中得出。在附图中示意地示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求书包含大量组合的特征。本领域技术人员也适宜地单独地考虑这些特征并且概括成有意义的其它的组合。
附图示例性地示出：
图1是机动车辆的根据本发明的可变压缩内燃机的连杆的部分横剖面B-B，其中在低压缩(ε-low)的位置上以示意图示出止回阀的两个实施例用于；
图2是根据图1的连杆的剖面C-C的一个放大的局部；
图3是根据图1的连杆的部分横剖面B-B的一个放大的局部Z；
图4是根据图1的连杆的部分横剖面B-B的一个放大的局部X；
图5是根据图1的连杆的仰视图；
图6是在根据图1的连杆的立体图中的止回阀实施方案的嵌入元件；
图7是根据图1的连杆的部分横剖面B-B的一个放大的局部W；
图8是机动车辆的根据本发明的可变压缩内燃机的连杆的仰视图，其中在高压缩(ε-high)的位置上以示意图示出止回阀的两个实施例；
图9是根据图8的根据本发明的连杆的部分横剖面B-B；
图10是根据图8和图9的连杆的剖面C-C的一个放大的局部；
图11是根据图8和图9的连杆的部分横剖面B-B的一个放大的局部Z；
图12是根据图8和图9的连杆的部分横剖面B-B的一个放大的局部X；
图13是在立体图中的根据图8和图9的连杆的止回阀实施方案的关闭体，和
图14是根据图8和图9的连杆的部分横剖面B-B的一个放大的局部W。
具体实施方式
在附图中相同的或相同类型的部件用相同的附图标记编号。这些附图仅仅示出一些示例而不应该理解是限制性的。
图1示出了机动车辆的可变压缩内燃机的、根据本发明的连杆的部分剖视的前视图，其中在低压缩(ε-low)的位置上以示意图示出止回阀。所示的是部分横剖面B-B，它在图5中示出的连杆1的仰视图中勾画出。连杆1包括用于调节有效连杆长度的偏心轮调节装置2。偏心轮调节装置2具有与单部件式或多部件式的偏心杠杆3共同作用的偏心轮4。在此情况下，偏心轮调节装置2的调节行程可以借助于转换阀5调节。从图2至图7中可以获知连杆1的其它的剖面和部分放大的视图和局部。
通过内燃机的惯性力和负载力的作用引发可调节的偏心轮调节装置2的转动，该惯性力和负载力在内燃机的一个工作冲程期间作用到偏心轮调节装置2上。在一个工作冲程期间，作用到偏心轮调节装置2上的力的作用方向连续地改变。转动运动或调节运动通过用液压流体尤其是用机油加载的、被集成在连杆1中的柱塞6，7来辅助支持，或者该柱塞6，7防止偏心轮调节装置2由于作用到偏心轮调节装置2上的力的改变的作用方向而复位。
柱塞6，7借助于偏心杆8，9在两侧与偏心轮调节装置2的偏心杠杆3有效连接。柱塞6，7可以移动地布置在液压室10，11中并且经由液压流体管道12，13用液压流体经由止回阀14，15进行加载。
液压流体管道12，13与转换阀5连接，该转换阀经由至少一个未示出的液压流体管道与连杆1的连杆轴承孔17的轴承壳16或与储槽连接。
有利地，连杆1可以被如此设计，即柱塞6，7的运动方向在液压室10，11的纵轴线的延长部上实现，以便能够达到尽可能大的柱塞行程。由此可以尽可能高效地实施偏心轮调节装置2的运行。
止回阀14，15在此防止液压流体从液压室10，11回流到液压流体管道12，13中并且实现将液压流体再抽吸到液压室10，11中。
所描述的连杆1的结构仅仅是示例性地示出的。因此例如可能的是将转换阀5布置在连杆盖18的区域中。转换阀5可以被设计成液压阀或备选地设计成可机械操作的阀。此外可以设置与示出的实施方案不同的液压流体管道。原则上也可以设想，将偏心轮调节装置2设计成仅仅具有一个唯一的液压室和一个唯一的、双作用的柱塞。
止回阀14，15在图2至图4，图6，和图7中在放大的视图中并且被部分剖视地示出。在此，连杆1的止回阀14，15以不同的设计方案进行设计。但是原则上两个止回阀14，15可以相同地设计并且两个示出的和描述的实施方案中的每一个都可以与液压室10，11相配置。
第一止回阀14的第一实施方案可以从图2和图3中获知，各图示出连杆1的剖面C-C或局部Z。止回阀14包括关闭体20和阀座21，其中，关闭元件20在封闭位置上通过贴合在阀座21上而封闭流体路径。如从图2和图3中可以看见的那样，关闭体20直接地布置在连杆主体19的孔22中并且阀座21被直接地引入主体19中。由此可以完全取消单独的阀壳和其它的部件。液压流体管道12直接地连接到孔22或阀座21上，因此从孔22出发在转换阀5的方向上延伸。止回阀14由此由尽可能少的部件组成，从而可以特别成本有利地提供连杆1。
制造孔22有利地可以在一个加工过程中与液压室10的制造一起进行并且可以取消在止回阀14和液压室10之间的单独的入口管道。
第一止回阀14的关闭元件20被设计成球，其如通常那样由金属制成。由于重量低和耐磨强度高，也可以有利地考虑陶瓷关闭元件。阀座21作为孔22的凹入地构造的底部31来提供，由此该阀座可以与孔22同时地加工。阀座21的凹入的、环绕的形状例如可以以简单的方式借助于90°钻头尖被引入到连杆本体19中。
为了保证对止回阀14的通流，作为关闭元件20的球具有比孔22较小的直径，由此在关闭元件20和孔22之间提供了一定的间隙。
此外，呈圆柱销形式的升程限制件23被布置在连杆本体19中，该升程限制件限制关闭元件20在孔22内升程，由此可以防止关闭元件20脱落并且同时保证快速地关闭止回阀14。圆柱销在此情况下被压入横向孔24中地设置，该横向孔穿过孔22突出。
升程限制件23优选设计成圆柱销，其作为标准部件是特别成本有利的。但是也可以考虑限制升程的其它部件。
在图1至图7中示出的第二止回阀15的实施方案规定，在布置在孔22中的嵌入元件25中引导作为关闭元件20的球，该嵌入元件例如由塑料制成。嵌入元件25在此具有至少一个或多个流动缺口26，由此尤其是在将球作为关闭元件20使用时可以保证足够的流体流，而不使对球的引导变差。
作为升程限制件23在此处也设置被压入的圆柱销，其也同时将嵌入元件25锁止在孔22中。阀座21也凹入地构造在孔22的底部27上。与止回阀14的第一实施方案不同，底部27附加地具有用于固定嵌入元件25的凸肩，该凸肩过渡到用于球的凹入的环绕的阀座21中。
从图8至图12中可以获知连杆1的第二实施例，该实施例仅仅在第二止回阀的实施方案上不相同。与第一实施例不同，在第二实施例中示出的止回阀15作为关闭元件20具有在连杆本体19的孔22中引导的板28。该板28以小的间隙在孔22中被引导地设置并且在其外侧面上具有一个或多个呈纵向槽形式的溢流通道29。在该实施方案中，溢流通道29在关闭元件20和孔22之间间隙很小的情况下也同时实现所要求的液压流体流。如尤其是从图14中可以获知的那样，孔22的平面式的底部30与板28的打开方向成直角地构造并且由此形成阀座21。

Claims (10)

1.一种用于可变压缩内燃机的连杆(1)，其具有至少一个在连杆本体(19)中构造成的液压室(10，11)，其中，所述液压室(10，11)可借助于止回阀(14，15)与连杆(1)的轴承壳(16)或与储槽连接，其中，所述止回阀(14，15)包括关闭元件(20)和阀座(21)，该关闭元件(20)在封闭位置上通过贴合在所述阀座(21)上而封闭流体路径，其特征在于，关闭体(20)被布置在连杆本体(19)的孔(22)中并且所述阀座(21)被引入连杆本体(19)中地设置。
2.根据权利要求1所述的连杆(1)，其特征在于，所述孔(22)直接地连接到所述液压室(10，11)上。
3.根据权利要求1或2所述的连杆(1)，其特征在于，所述关闭元件(20)被设计成球并且所述阀座(21)至少部分地作为所述孔的凹入地构造的底部(27，31)来设置。
4.根据权利要求2所述的连杆(1)，其特征在于，所述关闭元件(20)被设计成板(28)。
5.根据权利要求1或2所述的连杆(1)，其特征在于，所述关闭元件(20)具有比孔(22)较小的直径。
6.根据权利要求4所述的连杆(1)，其特征在于，所述关闭元件(20)具有一个或多个溢流通道(29)。
7.根据权利要求3所述的连杆(1)，其特征在于，所述关闭元件(20)在布置在所述孔(22)中的嵌入元件(25)中被引导地设置，其中，所述嵌入元件(25)具有流动缺口(26)。
8.根据权利要求1或2所述的连杆(1)，其特征在于，升程限制件(23)被布置在所述连杆本体(19)中，所述升程限制件限制所述关闭元件(20)在所述孔(22)中的升程。
9.根据权利要求8所述的连杆(1)，其特征在于，作为升程限制件(23)，设置圆柱销，所述圆柱销被压入所述连杆本体(19)中地设置。
10.一种具有可调节的压缩比的内燃机，其具有前述权利要求的至少一个连杆(1)。
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