CN109236465A - 燃烧动力机械 - Google Patents

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CN109236465A CN201810749606.3A CN201810749606A CN109236465A CN 109236465 A CN109236465 A CN 109236465A CN 201810749606 A CN201810749606 A CN 201810749606A CN 109236465 A CN109236465 A CN 109236465A
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Abstract

本发明涉及一种尤其用于机动车的燃烧动力机械，所述燃烧动力机械具有：曲轴(3)；至少一个活塞(2)，该活塞(2)与所述曲轴(3)耦连以便由于曲轴(3)的旋转在气缸(30)中实施行程；和偏心轴(13)，该偏心轴(13)与所述曲轴(3)并且与所述活塞(2)如此耦连，使得活塞的行程可由偏心轴(13)加长；其中，所述燃烧动力机械具有相位调节器(100)，用于调节偏心轴(13)与曲轴(3)的耦连装置的相位，和/或所述燃烧动力机械具有行程调节器(200)，用于调节活塞(2)的行程、尤其活塞(2)行程的通过偏心轴(13)的加长。

Description

燃烧动力机械
技术领域
本发明涉及一种尤其用于机动车的燃烧动力机械、一种具有所述燃烧动力机械的机动车、尤其轿车以及一种用于运行所述燃烧动力机械的方法。
背景技术
由专利文献DE 10 2010 004 588 A1已知一种具有曲轴和偏心轴的燃烧动力机械，偏心轴通过连杆和耦连元件与曲轴连接以便加长燃烧动力机械活塞的膨胀行程，并且同时由曲轴通过圆柱齿轮传动机构以曲轴转速的一半转速被驱动，以便相对于吸气和压缩行程、也就是吸气和压缩冲程中的活塞行程增大膨胀和排气行程、也就是膨胀和排气冲程中的活塞行程。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，改善燃烧动力机械、尤其这种燃烧动力机械或其运行。
所述技术问题通过一种尤其用于机动车的燃烧动力机械解决，所述燃烧动力机械具有：曲轴；至少一个活塞，该活塞与所述曲轴耦连以便由于曲轴的旋转在气缸中实施行程；和偏心轴，该偏心轴与所述曲轴并且与所述活塞如此耦连，使得活塞的行程可由偏心轴加长；其中，所述燃烧动力机械具有：相位调节器，用于调节偏心轴与曲轴的耦连装置的相位；和/或，行程调节器，用于调节活塞的行程、尤其活塞的行程的通过偏心轴的加长。本发明还要求保护一种具有此处所述燃烧动力机械的机动车或一种用于运行此处所述燃烧动力机械的方法。本发明的有利的实施方式是从属权利要求的技术方案。
根据本发明的一种实施方式，尤其用于机动车、尤其轿车的燃烧动力机械、尤其机动车、尤其轿车的燃烧动力机械具有曲轴、至少一个活塞和偏心轴，所述活塞与所述曲轴为了由于曲轴的旋转在气缸中实施行程耦连，或者说如此耦连使得活塞由于曲轴的旋转在气缸中实施行程，所述偏心轴与曲轴并且与活塞、在一种实施方式中通过曲轴与活塞并且附加地为此与曲轴如此耦连，使得所述活塞的行程通过偏心轴可加长、尤其至少临时或在至少一个运行状态中被加长。
对此，补充地结合前述专利文献DE 10 2010 004 588 A1，并且该专利文献的内容完全收入本公开文本中。
在一种实施方式中，活塞由于曲轴的旋转在气缸中实施连续的循环，所述循环由吸气(向下)行程、接着的压缩(向上)行程、接着的膨胀(向下)行程和接着的排气(向上)行程构成，或为此或者说如此与曲轴耦连。行程的加长当前尤其以本领域常见的方式理解为上止点与下止点之间的(行程)路径的加长，上止点和下止点定义或者说限定行程(路径)。
根据本发明的一个方面，通过相位调节器调节偏心轴与曲轴的耦连装置或者说偏心轴与曲轴之间的耦连装置的相位。相应地，根据本发明的一种实施方式，燃烧动力机械具有相位调节器，偏心轴与曲轴的耦连装置或者说偏心轴与曲轴之间的耦连装置的相位通过相位调节器可调节、尤其被调节，或为此设置或使用相位调节器。
由此，在一种实施方式中，可以提供或使用附加的(控制)自由度，尤其各循环内的尤其连续的行程相对彼此或彼此间的比例、尤其压缩行程与随后的膨胀行程之间的比例和因此气缸的压缩比与膨胀比之间的比例可以有利地变化、尤其根据燃烧动力机械的运行状态被调整，并且由此在一种实施方式中可以改善燃烧动力机械的运行性能。
本发明的另一方面在一种实施方式中有利地与此处所述的相位调节或者说此处所述的相位调节器的方面相结合，并且在另一实施方式中在没有所述相位调节或相位调节器的情况下或者说独立地实施或设计，根据所述另一方面，(作为此处所述的相位调节或者说此处所述的相位调节器的方面的附加或备选，)活塞的行程、在一种实施方式中活塞行程通过偏心轴的加长通过行程调节器调节。相应地，根据本发明的一种实施方式，燃烧动力机械具有行程调节器，活塞行程、尤其活塞行程通过偏心轴的加长可调节、尤其被调节，或为此设置或使用行程调节器。此处所述的相位调节或者说此处所述的相位调节器然而也可以在一种实施方式中独立地或者说在没有此处所述的活塞行程、尤其活塞行程通过偏心轴的加长通过行程调节器调节的方面的情况下实施或设计。
通过这样调节活塞行程、尤其活塞行程通过偏心轴的加长，在一种实施方式中可以提供或使用附加的(控制)自由度，在一种实施方式中各循环内的尤其依次的行程相对彼此或彼此间的比例、和/或在不同的、尤其依次的循环中的尤其同类行程相对彼此或彼此间的比例、尤其在不同循环中的压缩行程与随后的膨胀行程之间的比例、和/或不同循环的压缩行程、膨胀行程、排气行程和/或吸气行程之间的比例可以有利地改变、尤其根据燃烧动力机械的运行状态被调整，并且由此在一种实施方式中可以改善燃烧动力机械的运行性能。在此，在一种实施方式中可以通过相位调节与行程(加长)调节的结合使燃烧动力机械特别灵活地适应于不同的运行条件。
在一种实施方式中，偏心轴如此与曲轴和活塞耦连，使得循环的确定的行程相对于该循环的另外的行程由所述偏心轴尤其无级地或者说连续地和/或分别根据相位调节器的位置可加长，尤其膨胀行程相对于压缩行程和/或排气行程可加长，尤其膨胀行程可选地或者说分别根据相位调节器的位置相对于压缩行程或排气行程可加长。
附加或备选地，在一种实施方式中，偏心轴如此与曲轴和活塞耦连，使得循环的确定的行程相对于另外的循环的相同(类型)的行程尤其无级地或者说连续地和/或分别根据行程调节器的位置可加长。
在一种实施方式中，偏心轴尤其作为耦连装置的附加与燃烧动力机械的一个或多个活塞通过曲轴如此、尤其机械地用曲轴耦连，使得偏心轴以与曲轴或相对于曲轴的确定的转速比、尤其以曲轴转速的一半转速、和/或以通过相位调节器可调节或恒定的相位相对于曲轴旋转、尤其由曲轴驱动，其中，在一种实施方式中，相位以本领域常见的方式取决于(到达)曲轴的尤其预先规定的参考(角)位置与(尤其随后或先到达)偏心轴的尤其预先规定的参考(角)位置之间的距离、尤其给定该距离。在一种实施方式中，曲轴和偏心轴绕相互平行设置的转动轴线可转动地尤其支承在燃烧动力机械的一件式或多件式的壳体中。
在一种实施方式中，燃烧动力机械具有至少一个另外的活塞，所述另外的活塞与曲轴为了由于曲轴的旋转在气缸中实施行程耦连或如此耦连，使得另外的活塞由于曲轴的旋转在另外的气缸中实施行程、尤其依次的循环，所述循环由吸气(向下)行程、接着的压缩(向上)行程、接着的膨胀(向下)行程和接着的排气(向上)行程构成。
在一种实施方式中，偏心轴如此与曲轴并且、在一种扩展设计中作为偏心轴和曲轴的具有可调节相位的耦连装置的附加利用曲轴和/或通过曲轴与另外的活塞耦连，使得所述另外的活塞的行程、尤其循环的确定的行程相对于该循环的另外的行程、尤其膨胀行程相对于压缩行程和/或排气行程、尤其可选地或者说分别根据相位调节器的位置相对于压缩行程或排气行程(也)可通过偏心轴加长。
由此，在用于多个气缸的实施方式中，各个气缸的各循环内的尤其依次的行程相对彼此或彼此间的比例、尤其压缩行程与随后的膨胀行程之间的比例和因此压缩比与膨胀比之间的比例可以有利地、尤其均匀地被改变、尤其根据燃烧动力机械的运行状态被调整，并且由此在一种实施方式中可以改善燃烧动力机械的运行性能。
附加或备选地，在一种实施方式中，偏心轴如此与曲轴并且、在一种扩展设计中作为它们的具有可调节相位的耦连装置的附加利用曲轴和/或通过曲轴与另外的活塞耦连，使得所述另外的活塞的行程、尤其另外的活塞的行程的加长可选地或者说分别根据另外的行程调节器的位置(也)可通过偏心轴调节、尤其加长。
由此，在用于多个气缸的实施方式中，各循环内的尤其依次的行程相对彼此或彼此间的比例和/或在不同的、尤其依次的循环中的尤其同类行程相对彼此或彼此间的比例、尤其在不同循环中的压缩行程与随后的膨胀行程之间的比例、和/或不同循环的压缩行程、膨胀行程、排气行程和/或吸气行程之间的比例可以有利地被改变、尤其根据燃烧动力机械的运行状态被调整，并且由此在一种实施方式中可以改善燃烧动力机械的运行性能。
在一种实施方式中，曲轴、偏心轴和至少一个活塞、尤其除此之外在一种实施方式中偏心轴与曲轴的相位可调节的耦连装置通过(第一)曲柄连杆机构、尤其多关节曲柄连杆机构耦连，所述曲柄连杆机构、尤其该曲柄连杆机构的传动比在一种实施方式中通过行程调节器可调节或被调节，在一种扩展设计中曲轴、偏心轴和至少一个另外的活塞通过另外的曲柄连杆机构耦连，所述另外的曲柄连杆机构、尤其另外的曲柄连杆机构的传动比在一种实施方式中通过另外的行程调节器可调节或被调节。在一种实施方式中，偏心轴和/或至少一个活塞(分别)通过连杆与尤其曲柄连杆机构的尤其共同的和/或与曲轴耦连的耦连元件耦连，在一种实施方式中通过行程调节器可调节。在一种扩展设计中，偏心轴和/或至少一个另外的活塞尤其(分别)通过连杆与尤其另外的曲柄连杆机构的尤其共同的和/或与曲轴耦连的另外的耦连元件耦连，尤其通过另外的行程调节器可调节。
由此，在一种实施方式中可以改善、尤其紧凑、可靠和/或精确地实现机械的耦连装置。
在一种实施方式中，(第一)曲柄连杆机构的与偏心轴耦连的连杆的(有效)长度或者说该连杆与偏心轴和与耦连元件的连接点之间的距离通过行程调节器可调节或被调节，或为此设置燃烧动力机械、尤其行程调节器。
附加或备选地，在一种实施方式中，(第一)曲柄连杆机构的与偏心轴耦连的连杆的与偏心轴的连接装置、尤其偏心轴的连杆与偏心轴相互连接的关节(支点)或者说半径通过行程调节器可调节或被调节、尤其在偏心轴和/或连杆上可移动或被移动，或为此设置燃烧动力机械、尤其行程调节器。
附加或备选地，在一种实施方式中，(第一)曲柄连杆机构的与偏心轴耦连的连杆的与耦连元件的连接装置、尤其耦连元件的连杆与耦连元件相互连接的关节(支点)或者说半径通过行程调节器可调节或被调节、尤其在耦连元件和/或连杆上可移动或被移动，或为此设置燃烧动力机械、尤其行程调节器。
附加或备选地，在一种实施方式中，(第一)曲柄连杆机构的与至少一个活塞耦连的连杆的(有效)长度或者说该连杆与活塞的连接点和与耦连元件的连接点之间的距离通过行程调节器可调节或被调节，或为此设置燃烧动力机械、尤其行程调节器。
附加或备选地，在一种实施方式中，(第一)曲柄连杆机构的与至少一个活塞耦连的连杆的与耦连元件的连接装置、尤其耦连元件的连杆与耦连元件相互连接的关节(支点)或者说半径、和/或该连杆与至少一个活塞的连接装置、尤其连杆的连杆与活塞相互连接的关节(支点)通过行程调节器可调节或被调节、尤其在耦连元件或活塞和/或连杆上可移动或被移动，或为此设置燃烧动力机械、尤其行程调节器。
附加或备选地，在一种实施方式中，(第一)曲柄连杆机构的耦连元件的(有效)长度或耦连元件与两个连杆的连接点之间的距离通过行程调节器可调节或被调节，或为此设置燃烧动力机械、尤其行程调节器。
在一种实施方式中，另外的曲柄连杆机构的与偏心轴耦连的连杆的(有效)长度或者说该连杆与偏心轴和与另外的耦连元件的连接点之间的距离通过行程调节器可调节或被调节，或为此设置燃烧动力机械、尤其行程调节器。
附加或备选地，在一种实施方式中，另外的曲柄连杆机构的与偏心轴耦连的连杆的与偏心轴的连接装置、尤其偏心轴的连杆与偏心轴相互连接的关节(支点)或者说半径通过另外的行程调节器可调节或被调节、尤其在偏心轴和/或连杆上可移动或被移动，或为此设置燃烧动力机械、尤其另外的行程调节器。
附加或备选地，在一种实施方式中，另外的曲柄连杆机构的与偏心轴耦连的连杆的与耦连元件的连接装置、尤其耦连元件的连杆与耦连元件相互连接的关节(支点)或者说半径通过另外的行程调节器可调节或被调节、尤其在耦连元件和/或连杆上可移动或被移动，或为此设置燃烧动力机械、尤其另外的行程调节器。
附加或备选地，在一种实施方式中，另外的曲柄连杆机构的与至少一个另外的活塞耦连的连杆的(有效)长度或者说该连杆与另外的活塞的连接点和与耦连元件的连接点之间的距离通过另外的行程调节器可调节或被调节，或为此设置燃烧动力机械、尤其另外的行程调节器。
附加或备选地，在一种实施方式中，另外的曲柄连杆机构的与至少一个另外的活塞耦连的连杆的与耦连元件的连接装置、尤其耦连元件的连杆与耦连元件相互连接的关节(支点)或者说半径、和/或该连杆与至少一个另外的活塞的连接装置、尤其连杆的连杆与活塞相互连接的关节(支点)通过另外的行程调节器可调节或被调节、尤其在耦连元件或另外的活塞和/或连杆上可移动或被移动，或为此设置燃烧动力机械、尤其另外的行程调节器。
附加或备选地，在一种实施方式中，另外的曲柄连杆机构的耦连元件的(有效)长度或耦连元件与两个连杆的连接点之间的距离通过另外的行程调节器可调节或被调节，或为此设置燃烧动力机械、尤其另外的行程调节器。
由此，在一种实施方式中，分别尤其在机械学上、运动学上和/或控制技术上有利地调节至少一个或另外的活塞的行程、尤其所述活塞的行程的加长可以由偏心轴实现。在此，尤其调节、尤其移动曲柄连杆机构的连杆与偏心轴的连接装置、或在一种实施方式中调节相应的半径可以尤其在机械学上、运动学上和/或控制技术上特别有利。
在一种实施方式中，偏心轴在相位调节器的一个位置中以一量值相对于至少一个活塞的吸气行程和/或压缩行程加长所述活塞的膨胀行程和/或排气行程，并且在相位调节器的至少一个另外的位置中以大于所述一量值的另一量值相对于所述活塞的吸气行程和/或压缩行程加长所述活塞的膨胀行程和/或排气行程，尤其在相位调节器的第一位置中以第一量值相对于至少一个活塞的吸气行程和/或压缩行程加长所述活塞的膨胀行程和/或排气行程，并且在相位调节器的第二位置中以大于第一量值的第二量值相对于所述活塞的吸气行程和/或压缩行程加长所述活塞的膨胀行程和/或排气行程，或为此设置或为此使用该偏心轴。
在一种扩展设计中，偏心轴在相位调节器的所述一个位置中(也)以尤其所述一量值相对于至少一个另外的活塞的吸气行程和/或压缩行程加长所述另外的活塞的膨胀行程和/或排气行程，并且在相位调节器的至少一个另外的位置中(也)以大于所述一量值的另一、尤其所述另一量值相对于所述另外的活塞的吸气行程和/或压缩行程加长所述另外的活塞的膨胀行程和/或排气行程，尤其在相位调节器的第一位置中以同样的或另外的第一量值相对于至少一个另外的活塞的吸气行程和/或压缩行程加长所述另外的活塞的膨胀行程和/或排气行程，并且在相位调节器的第二位置中以同样的或大于第一量值的另外的第二量值相对于所述另外的活塞的吸气行程和/或压缩行程加长所述另外的活塞的膨胀行程和/或排气行程，或为此设置或为此使用该偏心轴。
膨胀行程当前尤其以本领域常见的方式理解为燃烧动力机械的膨胀冲程(中)的行程或活塞在气缸中的燃烧驱动的增大容积的运动的行程，排气行程相应地尤其理解为燃烧动力机械的尤其接着的排气冲程(中)的、尤其与膨胀行程反向的行程或活塞在气缸中的用于排出废气的减小容积的运动，吸气行程相应地尤其理解为燃烧动力机械的尤其接着的吸气冲程(中)的、尤其与排气行程反向的行程或活塞在气缸中的用于吸入燃烧用空气或燃烧用空气混合物的增大容积的运动，并且压缩行程相应地尤其理解为燃烧动力机械的尤其接着的压缩冲程(中)的、尤其与吸气行程反向的行程或活塞在气缸中的用于压缩燃烧用空气或燃烧用空气混合物的减小容积的运动。
在一种实施方式中，通过膨胀行程和/或排气行程相对于吸气行程和/或压缩行程的可变加长能够实现可变的阿特金森循环，并且由此在一种扩展设计中，废气可以更强烈地被卸载和/或降温并且由此包含在气体中的能量可以被更好地利用，和/或气缸可以被更好地扫气并且因此可以进一步改善燃烧动力机械的运行性能。
附加或备选地，在一种实施方式中，偏心轴在相位调节器的一个位置中以一量值相对于至少一个活塞的吸气行程和/或排气行程加长所述活塞的压缩行程和/或膨胀行程，并且在相位调节器的至少一个另外的位置中以大于所述一量值的另一量值相对于所述活塞的吸气行程和/或排气行程加长所述活塞的压缩行程和/或膨胀行程，尤其在相位调节器的(另外的)第一位置中以第一量值相对于至少一个活塞的吸气行程和/或排气行程加长所述活塞的压缩行程和/或膨胀行程，并且在相位调节器的(另外的)第二位置中以大于第一量值的第二量值相对于所述活塞的吸气行程和/或排气行程加长所述活塞的压缩行程和/或膨胀行程，或为此设置或为此使用该偏心轴。
在一种扩展设计中，偏心轴在相位调节器的所述一个位置中(也)以尤其一量值相对于至少一个另外的活塞的吸气行程和/或排气行程加长所述另外的活塞的压缩行程和/或膨胀行程，并且在相位调节器的至少一个另外的位置中以大于所述一量值的另一量值相对于所述另外的活塞的吸气行程和/或排气行程加长所述另外的活塞的压缩行程和/或膨胀行程，尤其在相位调节器的(另外的)第一位置中以同样的或另外的第一量值相对于至少一个另外的活塞的吸气行程和/或排气行程加长所述另外的活塞的压缩行程和/或膨胀行程，并且在相位调节器的(另外的)第二位置中以相同的或大于第一量值的另外的第二量值相对于所述另外的活塞的吸气行程和/或排气行程加长所述另外的活塞的压缩行程和/或膨胀行程，或为此设置或为此使用该偏心轴。
在一种实施方式中，通过压缩行程和/或膨胀行程相对于吸气行程和/或排气行程的可变加长能够实现可变的反向的阿特金森循环，并且由此在一种扩展设计中，尤其如果增压器件、尤其涡轮增压器还未提供增压压力或提供较小的增压压力，燃烧用空气或燃烧用空气混合物可以更强烈地被压缩，并且由此可以提高效率并且因此可以进一步改善燃烧动力机械的运行性能。在一种实施方式中，可以通过可变的反向的阿特金森循环改善燃烧动力机械的起动过程、尤其在低负荷下或在部分负荷范围中的效率、功率密度和/或不稳定性能、尤其响应性能。
附加或备选地，在一种实施方式中，偏心轴在相位调节器的一个位置中相对于至少一个活塞的吸气行程和/或压缩行程加长所述活塞的膨胀行程和/或排气行程，并且在相位调节器的至少一个另外的位置中相对于所述活塞的吸气行程和/或排气行程加长所述活塞的压缩行程和/或膨胀行程，尤其在相位调节器的第一位置中相对于至少一个活塞的吸气行程和/或压缩行程加长所述活塞的膨胀行程和/或排气行程，并且在相位调节器的另外的第一位置中相对于所述活塞的吸气行程和/或排气行程加长所述活塞的压缩行程和/或膨胀行程，或为此设置或为此使用该偏心轴。
在一种扩展设计中，偏心轴在相位调节器的所述一个位置中(也)相对于至少一个另外的活塞的吸气行程和/或压缩行程加长所述另外的活塞的膨胀行程和/或排气行程，并且在相位调节器的所述至少一个另外的位置中相对于所述另外的活塞的吸气行程和/或排气行程加长所述另外的活塞的压缩行程和/或膨胀行程，尤其在相位调节器的第一位置中相对于至少一个另外的活塞的吸气行程和/或压缩行程加长所述另外的活塞的膨胀行程和/或排气行程，并且在相位调节器的另外的第一位置中相对于所述另外的活塞的吸气行程和/或排气行程加长所述另外的活塞的压缩行程和/或膨胀行程，或为此设置或为此使用该偏心轴。
由此，在一种实施方式中，可以可选地在阿特金森循环与反向的阿特金森循环之间变换，并且因此可以进一步改善燃烧动力机械的运行性能。
附加或备选地，在一种实施方式中，在相位调节器的(中间)位置，偏心轴将膨胀行程、排气行程、吸气行程和压缩行程之间的偏差尤其降低到最大(可能或可调节)偏差的最高50％、尤其最高10％、尤其最高1％、尤其(至少基本上或在调节精度的范畴内)降低到零，或为此设置或为此使用该偏心轴。
由此，在一种实施方式中，在没有行程加长的情况下尤其可选地实施或执行(反向的)阿特金森循环或常规的循环、尤其奥拓循环或者说汽油机循环或狄塞尔循环或者说柴油机循环，在一种扩展设计中根据燃烧动力机械的一个或多个运行参数、尤其运行状态、尤其负荷范围、转速、转矩、温度和/或燃烧动力机械、尤其增压器件、尤其至少一个涡轮增压器的增压压力。由此，在一种实施方式中可以进一步改善燃烧动力机械的运行性能。
在一种实施方式中，行程调节器、在一种实施方式中借助偏心轴、尤其借助(第一)曲柄连杆机构在行程调节器的第一位置中或行程调节器处在第一位置时相对于行程调节器的第二位置中或行程调节器处在第二位置时的膨胀行程、排气行程、吸气行程和/或压缩行程加长至少一个活塞的膨胀行程、排气行程、吸气行程和/或压缩行程，在一种实施方式中，在行程调节器的第一位置中或行程调节器处在第一位置时相对于行程调节器的第二位置中或行程调节器处在第二位置时的膨胀行程加长膨胀行程，和/或在行程调节器的一个、尤其所述第一位置中或当行程调节器处在一个、尤其所述第一位置时相对于行程调节器的一个、尤其所述第二位置中或行程调节器处在一个、尤其所述第二位置时的排气行程加长排气行程，和/或在行程调节器的一个、尤其所述第一位置中或当行程调节器处在一个、尤其所述第一位置时相对于行程调节器的一个、尤其所述第二位置中或行程调节器处在一个、尤其所述第二位置时的吸气行程加长吸气行程，和/或在行程调节器的一个、尤其所述第一位置中或当行程调节器处在一个、尤其所述第一位置时相对于行程调节器的一个、尤其所述第二位置中或行程调节器处在一个、尤其所述第二位置时的压缩行程加长压缩行程，或为此设置燃烧动力机械、尤其行程调节器。在一种实施方式中，行程调节器相对于至少一个活塞的行程的通过偏心轴在行程调节器的一个、尤其所述第二位置中的加长增大所述至少一个活塞的行程的通过偏心轴在行程调节器的一个、尤其所述第一位置中的一个或所述加长，或为此设置燃烧动力机械、尤其行程调节器。
在一种实施方式中，另外的行程调节器、在一种实施方式中借助偏心轴、尤其借助另外的曲柄连杆机构在另外的行程调节器的一个位置中或另外的行程调节器处在一个位置时相对于另外的行程调节器的另一位置中或另外的行程调节器处在另一位置时的膨胀行程、排气行程、吸气行程和/或压缩行程加长至少一个另外的活塞的膨胀行程、排气行程、吸气行程和/或压缩行程，在一种实施方式中，在另外的行程调节器的第一位置中或另外的行程调节器处在第一位置时相对于另外的行程调节器的第二位置中或另外的行程调节器处在第二位置时的膨胀行程加长膨胀行程，和/或在另外的行程调节器的一个、尤其所述第一位置中或当另外的行程调节器处在一个、尤其所述第一位置时相对于另外的行程调节器的一个、尤其所述第二位置中或另外的行程调节器处在一个、尤其所述第二位置时的排气行程加长排气行程，和/或在另外的行程调节器的一个、尤其所述第一位置中或当另外的行程调节器处在一个、尤其所述第一位置时相对于另外的行程调节器的一个、尤其所述第二位置中或另外的行程调节器处在一个、尤其所述第二位置时的吸气行程加长吸气行程，和/或在另外的行程调节器的一个、尤其所述第一位置中或当另外的行程调节器处在一个、尤其所述第一位置时相对于另外的行程调节器的一个、尤其所述第二位置中或另外的行程调节器处在一个、尤其所述第二位置时的压缩行程加长压缩行程，或为此设置燃烧动力机械、尤其另外的行程调节器。在一种实施方式中，另外的行程调节器相对于至少一个另外的活塞的行程的通过偏心轴在另外的行程调节器的一个、尤其所述第二位置中的加长增大所述至少一个另外的活塞的行程的通过偏心轴在另外的行程调节器的一个、尤其所述第一位置中的一个或所述加长，或为此设置燃烧动力机械、尤其另外的行程调节器。
在一种实施方式中，燃烧动力机械具有传动机构，所述传动机构将偏心轴与曲轴、尤其作为一个或多个耦连装置的附加通过曲轴与一个或多个活塞、尤其作为一个或多个曲柄连杆机构的附加机械地耦连、尤其如此耦连，使得偏心轴以与曲轴或相对于曲轴的确定的转速比、尤其以曲轴转速的一半转速、和/或以在一种实施方式中通过相位调节器可调节的相位相对于曲轴旋转、尤其被曲轴驱动，或为此设置或使用传动机构。
在一种扩展设计中，所述传动机构具有第一传动元件和第二传动元件，第二传动元件相对于第一传动元件的相位偏移通过用于调节偏心轴与曲轴的耦连装置的相位的相位调节器可调节或被调节，或为此设置或使用该传动机构，其中，在一种实施方式中，相位以本领域常见的方式取决于(到达)第一传动元件的尤其预先规定的参考(角)位置与(尤其随后或先到达)第二传动元件的尤其预先规定的参考(角)位置之间的距离、尤其给定该距离。
由此，在一种实施方式中可以改善、尤其紧凑、可靠和/或精确地实现机械的耦连装置和/或其相位调节。
在一种扩展设计中，所述传动机构具有、尤其是齿(轮)传动机构和/或尤其摩擦配合和/或形状配合的牵引件传动机构、尤其推链或拉链和/或皮带传动机构。
由此，在一种实施方式中可以改善、尤其紧凑、可靠和/或精确地实现机械的耦连装置。
在一种实施方式中，相位调节器液压和/或电气、尤其电磁和/或电动地工作，和/或液压和/或电气、尤其电磁和/或电动地被致动和/或控制，或者说是液压和/或电气的相位调节器。附加或备选地，在一种实施方式中，行程调节器和/或另外的行程调节器液压和/或电气、尤其电磁和/或电动地工作，和/或液压和/或电气、尤其电磁和/或电动地被致动和/或控制，或者说是液压和/或电气的(另外的)行程调节器。
由此，在一种实施方式中可以改善、尤其紧凑、可靠和/或精确地实现机械的耦连装置的相位调节和/或调节行程、尤其行程的通过偏心轴的加长。
在一种实施方式中，燃烧动力机械具有增压器件、尤其至少一个涡轮增压器，用于增压地填充至少一个气缸，在一种扩展设计中也用于增压地填充至少一个另外的气缸。
尤其在增压式燃烧动力机械中，反向的阿特金森循环可以有利地以缺少或较小的增压的相位提高燃烧用空气或燃烧用空气混合物的压力并且因此改善燃烧动力机械的运行。
在一种实施方式中，(分别)根据燃烧动力机械的一个或多个、在一种实施方式中同样的运行参数、尤其运行状态、尤其负荷范围、转速、转矩、温度和/或燃烧动力机械、尤其增压器件、尤其至少一个涡轮增压器的增压压力，通过相位调节器调节偏心轴与曲轴的耦连装置的相位，和/或通过行程调节器调节至少一个活塞的行程、尤其至少一个活塞的行程的通过偏心轴的加长，和/或通过另外的行程调节器调节至少一个另外的活塞的行程、尤其至少一个另外的活塞的行程的通过偏心轴的加长，或相应地控制相位调节器和/或行程调节器和/或另外的行程调节器。相应地，在一种实施方式中，燃烧动力机械具有控制器件，所述控制器件尤其通过硬件技术和/或软件技术为此设置或使用或者说设置用于(分别)根据燃烧动力机械的一个或多个运行参数、尤其运行状态、尤其负荷范围、转速、转矩、温度和/或燃烧动力机械、尤其增压器件、尤其至少一个涡轮增压器的增压压力，控制用于调节偏心轴与曲轴的耦连装置的相位的相位调节器、和/或用于调节至少一个活塞的行程、尤其至少一个活塞的行程的通过偏心轴的加长的行程调节器、和/或用于调节至少一个另外的活塞的行程、尤其至少一个另外的活塞的行程的通过偏心轴的加长的另外的行程调节器。
由此，在一种实施方式中，可以有利地改变行程和/或它们的比例、尤其使行程和/或它们的比例(相应地)适应于燃烧动力机械的运行状态，并且由此，在一种实施方式中可以进一步改善燃烧动力机械的运行性能。
本发明意义上的器件可以通过硬件技术和/或软件技术构造，所述器件具有尤其优选与存储器和/或总线系统以数据或信号连接的、尤其数字处理单元、尤其微处理单元(CPU)和/或一个或多个程序或程序模块。可以构造CPU用于处理指令，该指令作为保存在存储系统中的程序被执行，CPU还用于检测数据总线的输入信号和/或将输出信号发送至数据总线上。存储系统可以具有一个或多个尤其不同的存储介质、尤其光学的、磁性的固体介质和/或另外的非易失性介质。所述程序可以具有这种特性，即，该程序代表或能够实施此处描述的方法，从而CPU可以实施这种方法的步骤并且因此可以运行、尤其控制尤其燃烧动力机械、尤其燃烧动力机械的相位调节器和/或行程调节器和/或另外的行程调节器。
在一种实施方式中，所述方法的一个或多个、尤其所有步骤完全或部分地自动地、尤其由所述控制器件实施。
附图说明
本发明另外有利的扩展设计可由从属权利要求和以下对优选实施方式的说明中得出。在附图中局部示意性地示出：
图1示出按照本发明的一种实施方式的燃烧动力机械的一部分，该燃烧动力机械具有相位调节器和行程调节器，其中，相位调节器处在第一位置并且行程调节器处在第二位置；
图2示出具有相位调节器和行程调节器的燃烧动力机械，其中，相位调节器处在另外的第一位置并且行程调节器处在第一位置；
图3示出当相位调节器处在第一位置和另外的第一位置并且行程调节器处在第一位置时燃烧动力机械的活塞的行程；
图4示出按照本发明的一种实施方式的用于运行燃烧动力机械的方法；
图5示出具有相位调节器和行程调节器的燃烧动力机械，其中，相位调节器处在图1的第一位置并且行程调节器处在第二位置；
图6示出当相位调节器处在图1的第一位置并且行程调节器处在第一位置以及第二位置时活塞的行程；和
图7示出按照本发明的一种实施方式的用于运行燃烧动力机械的方法。
具体实施方式
图1示出按照本发明的一种实施方式的燃烧动力机械的一部分。
该燃烧动力机械具有绕转动轴线7可转动支承的曲轴3和多个、例如四个、六个、八个、十个或十二个活塞，在图1中为了更好地观察，在这些活塞中示意性地示出仅一个活塞2，该燃烧动力机械还具有绕转动轴线14可转动支承的偏心轴13。转动轴线7、14相互平行设置。多个活塞的结构和功能相同，从而以下仅阐述示意性示出的活塞2，并且关于另外的、未示出的活塞结合活塞2。补充地也结合前述专利文献DE 10 2010 004 588A1。为此该专利文献的附图标记被部分沿用。
偏心轴13通过齿轮传动机构15耦连，齿轮传动机构15具有与曲轴3抗扭的齿轮17和与齿轮17啮合的齿轮18，齿轮18具有两倍于齿轮17的齿数，并且与齿轮传动机构15的与偏心轴13抗扭的输出元件110通过相位调节器100耦连，偏心轴13与曲轴3的耦连装置的相位通过相位调节器以本身已知的方式、例如由凸轮轴调节装置可调节或被调节。
活塞2与曲轴3通过曲柄连杆机构16耦连，以便由于曲轴3的旋转在气缸30中实施行程，由吸气行程、压缩行程、膨胀行程和排气行程构成的循环内的确定的行程可通过曲柄连杆机构16被加长。
为此，曲柄连杆机构16具有共同的耦连元件8，耦连元件8在相对于转动轴线7偏心的连杆轴颈关节6中支承在曲轴3上并且与活塞2通过在转动关节11中支承在耦连元件8上的(活塞)连杆4耦连。(转向)连杆19在相对于转动轴线14偏心的转动关节20中与偏心轴13连接，并且在转动关节23中与耦连元件8连接。
在实施例中，转动关节20或连接装置通过行程调节器200在偏心轴13上可移动，在转动关节20或连接装置中偏心轴13与连杆19相互耦连，或者说偏心轴13与连杆19连接的半径可调节。这可以尤其简化行程调节器200的控制或致动。在未示出的变型中，附加或备选地，连杆19上的转动关节20、和/或连杆19和/或耦连元件8上的转动关节23、和/或耦连元件8和/或连杆4上的转动关节11、和/或连杆4与活塞2的连接装置通过行程调节器200可移动或被移动。
由此，活塞2的行程、尤其活塞2的行程通过偏心轴13的加长可调节。如图1中通过点划线画出的信号箭头所示，发动机的ECU(电子控制单元)120此外从用于增压地填充气缸30的涡轮增压器31收到数据并且控制相位调节器100和行程调节器200。
以下结合图1至图4首先仅阐述按照本发明的一个方面的相位调节，其中，行程调节器200恒定地保持在其在图1和图2中示出的第一位置。相应地，行程调节器200在未示出的变型中也可以取消，或转动关节20或者说连杆19与偏心轴13的连接装置是恒定的或者说相对于连杆19和偏心轴13是位置固定的。
接着结合图1、图5至图7单独地仅阐述按照本发明的另一方面的行程调节，其中，相反地，相位调节器100恒定地保持在其在图1和图5中示出的第一位置。相应地，相位调节器100在未示出的变型中也可以取消。
在一种实施方式中，相位调节和行程调节彼此结合，其中，相位调节和行程调节的一方面结合图1至图4(阐述相位调节)并且另一方面结合图1、图5至图7(阐述行程调节)的单独阐述仅是为了更紧凑的图示。
在相位调节器100的在图1中示出的第一位置S10(参见图4)，偏心轴13相对于吸气冲程S中的吸气行程和压缩冲程K中的压缩行程加长膨胀冲程E中的膨胀行程和排气冲程A中的排气行程，如图3中实线所示，在图3中示出活塞2的随曲轴3的曲轴角KW变化的运动x，并且因此实现了阿特金森循环。
根据燃烧动力机械的至少一个运行参数，例如如果涡轮增压器31的增压压力低于预定的限值，则ECU 120控制相位调节器100移至在图2中示出的另外的第一位置S100(参见图4)。在相位调节器100的另外的第一位置，偏心轴13相对于吸气冲程S中的吸气行程和排气冲程A中的排气行程加长膨胀冲程E中的膨胀行程和压缩冲程K中的压缩行程，如图3中虚线所示，并且因此实现了反向的阿特金森循环。
根据燃烧动力机械的至少一个运行参数，ECU 120控制相位调节器100重新移至第一位置S10(参见图4)。
附加或备选地，ECU 120根据燃烧动力机械的至少一个运行参数、例如负荷范围控制相位调节器100从图1中示出的第一位置S10开始移至第二位置S20(参见图4)，在第二位置S20，偏心轴13相对于吸气和压缩行程以较大的量值加长膨胀和排气行程。
附加或备选地，ECU 120根据燃烧动力机械的至少一个运行参数、例如负荷范围控制相位调节器100从图2中示出的另外的第一位置S100开始移至另外的第二位置S200(参见图4)，在另外的第二位置S200，偏心轴13相对于吸气和排气行程以较大的量值加长压缩和膨胀行程。
这时根据图1、图5至图7仅阐述行程调节，其中，相位调节器100恒定地保持在其在图1和图5中示出的第一位置。相应地，在未示出的变型中也可以取消相位调节器100。然而在一种实施方式中，前述相位调节与以下阐述的行程调节相互结合或者说进行相互结合。
如图1、图5以及图6的对照表明，通过移动偏心轴13上的转动关节20或相应地调节连杆19与偏心轴13的连接装置或偏心轴13与连杆19连接的半径，通过在图1中示出的第一位置中的行程调节器200，膨胀、排气、吸气和压缩行程相对于在图5中示出的第二位置中的相应行程被加长。
相应地，活塞2在循环内的各行程的前述加长也由偏心轴13通过行程调节器200调节。
在行程调节器200的在图1中示出的第一位置S1000(参见图7)，偏心轴13相对于吸气冲程S中的吸气行程和压缩冲程K中的压缩行程加长膨胀冲程E中的膨胀行程和排气冲程A中的排气行程，如前面根据图1至图4阐述并且在图6中同样用实线示出，在图6中类似于图3地示出活塞2随曲轴3的曲轴角KW变化的运动x。
根据燃烧动力机械的至少一个运行参数，ECU 120控制行程调节器200移至图5中示出的第二位置S2000(参见图7)。在此位置，偏心轴13也相对于吸气冲程S中的吸气行程和压缩冲程K中的压缩行程加长膨胀冲程E中的膨胀行程和排气冲程A中的排气行程，如图6中双点划线示出，但与第一位置S1000相比加长的量较小。
如已多次强调的，此处所述的相位调节和此处所述的行程调节可以单独实现或在一种实施方式中有利地彼此结合，这有利地提高了燃烧动力机械(循环)或燃烧动力机械的运行、尤其燃烧动力机械的控制的灵活性。因此，例如可以分别根据燃烧动力机械的运行状态或运行参数从图2的状态变换为图5的状态，也就是说相位和行程或行程的加长被调节。
尽管在以上说明中阐述示例性的实施方式，但应指出，存在大量的变型。此外应该指出，示例性的实施方案仅是实例，其不应以任何方式限制保护范围、用途和结构。而是通过以上说明给本领域技术人员提供用于实施至少一个示例性实施方案的指导，其中，可以尤其在所述构件的功能和布置方式方面进行各种变化，只要不脱离例如由权利要求书和与其等效的技术特征组合得出的保护范围即可。
附图标记列表
2 活塞
3 曲轴
4 (活塞)连杆
6 连杆轴颈关节
7 曲轴的转动轴线
8 耦连元件
11 转动关节
13 偏心轴
14 偏心轴的转动轴线
15 齿轮传动机构
16 曲柄连杆机构
17 第一齿轮
18 第二齿轮
19 (转向)连杆
20,23 转动关节
30 气缸
31 涡轮增压器
100 相位调节器
110 齿轮传动机构输出元件
120 发动机的ECU
200 行程调节器

Claims (15)

1.一种尤其用于机动车的燃烧动力机械，所述燃烧动力机械具有：
曲轴(3)；
至少一个活塞(2)，该活塞(2)与所述曲轴(3)耦连以便由于曲轴(3)的旋转在气缸(30)中实施行程；和
偏心轴(13)，该偏心轴(13)与所述曲轴(3)并且与所述活塞(2)如此耦连，使得活塞的行程可通过偏心轴(13)加长；
其中，所述燃烧动力机械具有：
相位调节器(100)，用于调节偏心轴(13)与曲轴(3)的耦连装置的相位；和/或，
行程调节器(200)，用于调节活塞(2)的行程、尤其活塞(2)的行程的通过偏心轴(13)的加长。
2.按照权利要求1所述的燃烧动力机械，所述燃烧动力机械具有至少一个另外的活塞，所述另外的活塞与所述曲轴(3)耦连以便由于曲轴(3)的旋转在另外的气缸中实施行程，其中，所述偏心轴(13)与所述曲轴(3)并且与所述另外的活塞如此耦连，使得所述另外的活塞的行程通过偏心轴(13)、尤其通过另外的行程调节器可调节、可加长。
3.按照权利要求1或2所述的燃烧动力机械，其中，所述曲轴(3)、所述偏心轴(13)和所述至少一个活塞(2)通过尤其可调节的曲柄连杆机构(16)耦连。
4.按照权利要求3所述的燃烧动力机械，其中，所述偏心轴(13)和/或所述至少一个活塞(2)尤其通过连杆(4、19)和/或可调节地、与尤其共同的和/或与所述曲轴(3)耦连的耦连元件(8)耦连。
5.按照权利要求4所述的燃烧动力机械，与所述偏心轴(13)耦连的连杆(19)的长度和/或该连杆(19)在偏心轴(13)和/或在耦连元件(8)上的连接装置和/或与所述至少一个活塞(2)耦连的连杆(4)的长度和/或该连杆(4)在耦连元件(8)和/或在活塞(2)上的连接装置和/或耦连元件(8)的长度能通过所述行程调节器(200)调节。
6.按照前述权利要求之一所述的燃烧动力机械，其中，所述偏心轴(13)通过传动机构(15)与所述曲轴(3)耦连。
7.按照权利要求6所述的燃烧动力机械，其中，所述传动机构(15)具有第一传动元件(18)和第二传动元件(110)，第二传动元件(110)相对于第一传动元件(18)的相位偏移通过用于调节偏心轴(13)与曲轴(3)的耦连装置的相位的相位调节器(100)可调节，和/或所述传动机构(15)具有、尤其是齿轮传动机构和/或尤其摩擦配合和/或形状配合的牵引件传动机构。
8.按照前述权利要求之一所述的燃烧动力机械，其中，所述偏心轴(13)在所述相位调节器(100)的一个位置(S10)中使膨胀行程和/或排气行程相对于吸气行程和/或压缩行程以一量值加长，并且在相位调节器(100)的至少一个另外的位置(S20)中使膨胀行程和/或排气行程相对于吸气行程和/或压缩行程以大于所述一量值的另一量值加长；和/或，其中，偏心轴(13)在相位调节器(100)的一个位置(S100)中使压缩行程和/或膨胀行程相对于吸气行程和/或排气行程以一量值加长，并且在相位调节器(100)的至少一个另外的位置(S200)中使压缩行程和/或膨胀行程相对于吸气行程和/或排气行程以大于所述一量值的另一量值加长；和/或，其中，偏心轴(13)在相位调节器(100)的一个位置(S10)中使膨胀行程和/或排气行程相对于吸气行程和/或压缩行程加长，并且在相位调节器(100)的至少一个另外的位置(S100)中使压缩行程和/或膨胀行程相对于吸气行程和/或排气行程加长，和/或在相位调节器(100)的一个位置，偏心轴(13)将膨胀行程、排气行程、吸气行程和压缩行程之间的偏差降低、尤其降低到最大偏差的最高50％。
9.按照前述权利要求之一所述的燃烧动力机械，其中，所述行程调节器(200)在第一位置(S1000)中使膨胀行程、排气行程、吸气行程和/或压缩行程相对于行程调节器(200)的第二位置(S2000)中的膨胀行程、排气行程、吸气行程和/或压缩行程加长。
10.按照前述权利要求之一所述的燃烧动力机械，其中，所述相位调节器是液压和/或电气的相位调节器(100)，和/或所述行程调节器是液压和/或电气的行程调节器(200)。
11.按照前述权利要求之一所述的燃烧动力机械，其中，所述燃烧动力机械具有增压器件、尤其至少一个涡轮增压器(31)，用于增压地填充至少一个气缸(30)。
12.按照前述权利要求之一所述的燃烧动力机械，其中，所述燃烧动力机械具有控制器件(120)，所述控制器件(120)用于根据燃烧动力机械、尤其增压器件、尤其至少一个涡轮增压器(31)的至少一个运行参数、尤其运行状态、尤其负荷范围、转速、转矩、温度和/或增压压力，来控制用于调节偏心轴(13)与曲轴(3)的耦连装置的相位的相位调节器(100)和/或来控制用于调节至少一个活塞(2)的行程、尤其至少一个活塞(2)的行程的通过偏心轴(13)的加长的行程调节器(200)。
13.一种机动车、尤其轿车，其中，所述机动车具有按照前述权利要求之一所述的燃烧动力机械。
14.一种用于运行按照前述权利要求之一所述的燃烧动力机械的方法，其中，通过相位调节器(100)调节偏心轴(13)与曲轴(3)的耦连装置的相位，和/或通过行程调节器(200)调节至少一个活塞(2)的行程、尤其至少一个活塞(2)的行程的通过偏心轴(13)的加长。
15.按照权利要求14所述的方法，其中，根据燃烧动力机械、尤其增压器件、尤其至少一个涡轮增压器(31)的至少一个运行参数、尤其运行状态、尤其负荷范围、转速、转矩、温度和/或增压压力，来控制用于调节偏心轴(13)与曲轴(3)的耦连装置的相位的相位调节器(100)和/或来控制用于调节至少一个活塞(2)的行程、尤其至少一个活塞(2)的行程的通过偏心轴(13)的加长的行程调节器(200)。
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Application publication date: 20190118

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