CN109804150B - 具有利用机械式操作可调节的连杆长度的连杆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于往复活塞式发动机、特别是用于往复活塞式内燃机的长度可调的连杆(100，200)，其具有：用于对连杆(100，200)的有效连杆长度(L)进行调节的液压缸，该液压缸具有至少一个活塞以及第一液压工作腔(21)和第二液压工作腔(22)；可液压操作的和至少在两个切换状态之间可切换的控制装置(8)，该控制装置具有对连杆(100，200)的调节进行控制的调节活塞(23)；和可机械式操作的操作装置(9)，其用于切换控制装置(8)，该控制装置经由至少一个液压操作管道(11，12)与控制装置(8)的调节活塞(23)作用连接以对其进行液压操作。

Description

具有利用机械式操作可调节的连杆长度的连杆
技术领域
本发明涉及一种用于往复活塞式发动机、特别是用于往复活塞式内燃机的连杆，该连杆具有：用于对连杆的有效长度或实际(effektiv)长度进行调节的长度调节设备、特别是至少一个液压缸，所述液压缸具有至少一个活塞以及第一液压工作腔和第二液压工作腔；可液压操作的和至少在两个切换状态之间可切换的控制装置，该控制装置具有用于对连杆的调节进行控制的调节活塞，其中，在控制装置的第一切换状态中从第一工作腔中的液压介质回流被阻断并且第二工作腔排液，而在第二切换状态中第一工作腔排液并且从第二工作腔中的液压介质回流被阻断。
此外，本发明还涉及一种具有根据本发明的连杆的往复活塞式发动机、特别是一种这种类型的构造为往复活塞式内燃机的往复活塞式发动机以及一种具有这样的往复活塞式发动机的车辆。
背景技术
往复活塞式发动机的连杆一般来说将曲轴与活塞连接，其中，所述连杆将动力活塞或工作活塞的直线运动转换为曲轴的圆形运动(线性振动的轴向运动)或反过来将圆形运动转换为直线运动。
优选地，活塞以活塞销紧固在较小连杆孔上，在较大连杆孔上一般来说设置有连杆轴承，连杆经由该连杆轴承紧固在旋转的曲轴上。在此，一般来说连杆体设置在位于连杆小头上的较小连杆孔与位于连杆大头上的较大连杆孔之间。
可调节的连杆特别是在具有可变压缩比的往复活塞式发动机中用于对压缩比进行调节。通过调节连杆长度可以改变压缩比，这是因为使活塞运动的上止点移动。长度可调的连杆在现有技术中基本上是已知的，例如由WO 2015/055582A2、AT 512 334 A1或DE 102012 020 999 A1公知。
特别是本申请人的PCT/EP2016/064194涉及用于往复活塞式发动机的长度可调的联杆或者说长度可调的连杆，其至少具有一个第一联杆部分和一个第二联杆部分，其中，这两个联杆部分借助长度调节设备沿着该联杆的纵轴线特别是可伸缩地彼此相对和/或交错地滑移，其中，长度调节设备经由至少一个液压通道可被装填液压介质，并且所述至少一个液压通道通过控制装置与至少一个液压介质供应通道可流通连接，其中，控制装置具有第一阀和第二阀，这些阀分别具有一个设置在阀室中的阀体，其中，阀体能够分别通过复位力压靠到阀座上，其中，第一阀的第一阀室与第一液压通道流通连接而第二阀的第二阀室与第二液压通道流通连接，并且阀体经由至少在第一位置与第二位置之间可滑移的连接装置相互作用连接，其中，在连接装置的第一位置中第一阀体以及在该连接装置的第二位置中第二阀体通过连接装置分别克服复位力能从配置的第一或者第二阀座上抬起，并且相应的第一或者第二阀室与液压介质供应通道可流通连接，并且相应地在连接装置的其它位置中第一阀体靠置在第一阀座上或者第二阀体靠置在第二阀座上并且阻断到液压介质供应通道的流通连接。通过明确的参考使这个申请PCT/EP2016/064193的内容也成为本申请的内容。特别是长度调节设备以及控制装置的实施形式、该控制装置和长度调节设备的液压式连接和/或机械式连接以及控制装置的设置和定向根据本发明可以设计为如在所述的PCT/EP 2016/064193中说明的那样。
长度可调的连杆基本上面临如下问题：如何能够将往复活塞式发动机的操作系统对连杆长度调节的操作或控制传递给线性振动的连杆。
在现有技术中针对机械式传递具有下述方案：
文献WO 2014/019684 A1涉及一种可变压缩的往复活塞式内燃机，其具有用于改变往复活塞式内燃机的可变压缩的操作单元，该操作单元为了改变可变压缩而对往复活塞式内燃机的可变传动机构构件进行操作，该传动机构构件形式为长度可变的连杆、压缩高度可变的活塞和/或曲轴半径可变的曲轴，并且所述操作单元设置在往复活塞式内燃机的下部区域中。
文献DE 10 2005 055 199 A1涉及一种往复活塞式内燃机，其具有至少一个在往复活塞中借助调节机构可调节可改变的压缩比，所述调节机构包括：至少一个设置在连杆轴承孔中或连杆的往复轴承孔(Hublagerauge)上的偏心轮，该偏心轮用于改变连杆的实际长度；偏心轮的调节行程，偏心轮借助通过连杆的运动引起的、起作用的扭矩能够沿着该调节行程运动；和至少一个可变的阻力，该阻力对偏心轮的调节运动产生影响并且导致偏心轮的至少一个经缓冲的调节运动。
文献DE 10 2012 020 999 A1涉及一种往复活塞式内燃机，其具有液压式调节机构，该液压式调节机构配置给连杆并且该液压式调节机构包括至少一个设置在连杆轴承孔中或连杆的往复轴承孔上的偏心轮，该偏心轮用于通过借助调节机构改变连杆的实际长度Leff来对往复活塞式内燃机的至少一个汽缸中的至少一个可变压缩比进行调节，其中，所述调节机构包括具有第一流体室中的第一活塞的第一液压缸和具有第二流体室中的第二活塞的第二液压缸并且所述液压缸利用流体运行且借助于至少所述第一活塞在第一液压缸中的运动进行对至少所述一个可变压缩比的调节，其中，第一和第二流体室与第一流体管道连接，该第一流体管道用于流体在第一活塞在第一液压缸中运动期间在第一与第二流体室之间的直接往复流动，其中，第一流体管道设置在连杆中。
文献DE 197 03 948 C1涉及一种设备，该设备用于改变往复活塞式内燃机的压缩，所述往复活塞式内燃机具有：牢固地支承在发动机外壳中的曲轴；支承在曲轴的曲柄上的连杆；支承在连杆上的、在固定在发动机外壳上的汽缸内部可上下运动的活塞；和偏心衬套，该偏心衬套以其柱形的内表面支承在曲柄上并以其相对所述内表面偏心的柱形的外表面支承在连杆上，使得通过衬套相对连杆的扭转能够改变连杆的有效长度，其中，偏心衬套构造有至少两个锁定槽，并且在连杆上安装有锁定件，该锁定件在向着一个方向运动时插入衬套的一个锁定槽中而在向着另一个方向运动时插入衬套的另一个锁定槽中，其中，衬套的一个锁定的旋转位置相当于大致最大的有效连杆长度而另一个锁定的旋转位置相当于大致最小的有效连杆长度。
文献DE 102 13 890 B4涉及一种设备，其用于改变往复活塞式发动机、特别是内燃机中的几何压缩比，该设备在每个汽缸具有经由偏心轴承环支承在曲轴的曲柄销上的联杆，其中，轴承环相对联杆在用于最小压缩比的至少一个第一位置与用于最大压缩比的至少一个第二位置之间可扭转；该设备具有用于将轴承环固定在第一和/或第二位置中的固定装置，该固定装置具有至少一个通过弹簧被向着锁定位置加载的锁紧件，该锁紧件在与轴承环的第一和/或第二位置相对应的锁定位置中插入轴承环的卡锁开口中，其中，该锁紧件经由解锁装置可从卡锁开口中移出，并且具有至少一个边缘凸缘的轴承环在锁紧件被解锁时通过扭转装置能够从至少一个位置扭转到另一个位置中，其中，扭转装置具有扭转件，该扭转件具有至少一个可相对曲轴径向运动的斜坡，该斜坡能够与轴承环的边缘凸缘之一的至少一个外周面滚动接触，优选地，至少一个斜坡构成解锁装置的解锁件，该解锁件在解锁过程期间抵抗弹簧而直接作用到锁紧件上，并且所述斜坡针对曲轴不能相对扭转地与往复活塞式发动机的外壳连接。
发明内容
本发明的目的是：提供一种改进的用于往复活塞式发动机的连杆，其有效连杆长度或者说实际连杆长度可以调节。特别地，本发明的目的是提供一种改进的用于调节有效连杆长度的操作机构。
所述目的通过根据本发明的用于往复活塞式发动机的连杆得以实现，该连杆具有：用于对所述连杆的有效连杆长度进行调节的长度调节设备，所述长度调节设备具有至少一个活塞以及第一液压工作腔和第二液压工作腔，可液压操作的和至少在两个切换状态之间可切换的控制装置，该控制装置具有用于对所述连杆的调节进行控制的调节活塞，和从所述连杆外部可机械式操作的操作装置，该操作装置用于切换所述控制装置，该操作装置经由至少一个液压操作管道与所述控制装置的调节活塞作用连接以对该控制装置进行液压操作。另外，所述目的通过具有这样的连杆的往复活塞式发动机得以实现。
本发明的第一观点涉及一种用于活塞式发动机、特别是用于往复活塞式内燃机的连杆，该连杆具有：
-用于对连杆的有效连杆长度进行调节的长度调节设备、特别是至少一个液压缸，其具有至少一个活塞以及第一液压工作腔和第二液压工作腔，
-可液压操作的和至少在两个切换状态之间可切换的控制装置，该控制装置具有用于对连杆的调节进行控制的调节活塞，和
-可机械式操作的操作装置，该操作装置用于对控制装置进行切换，该控制装置经由至少一个液压操作管道而与控制装置的调节活塞作用连接以对该调节活塞进行液压操作，
其中，在控制装置的第一切换状态中从第一工作腔中的液压介质回流被阻断并且第二工作腔排液，而在第二切换状态中第一工作腔排液并且从第二工作腔中的液压介质回流被阻断。
本发明的第二观点涉及一种往复活塞式发动机，其具有至少一个根据本发明第一观点所述的长度可调的连杆。
本发明的第三观点涉及一种车辆，其具有根据本发明第二观点所述构造的往复活塞式发动机、特别是往复活塞式内燃机。
本发明意义上的连杆是通常存在于往复活塞式发动机中的、构造为长形的和设置在活塞与曲轴之间的连接元件，活塞经由该连接元件与曲轴机械式连接。
本发明意义上的往复活塞式发动机是一种机器，利用该机器能够将活塞的直线往复运动转换为轴的旋转运动或者反过来将轴的旋转运动转换为活塞的直线往复运动。
本发明意义上的连杆体区段是连杆的区段，其中，第一连杆体区段优选是根据本发明的连杆在往复活塞式发动机中的根据功能的安装状态中面向曲轴的连杆体区段，而第二连杆体区段是面向活塞的连杆体区段。优选地，第二连杆体区段为了与活塞机械式联接而具有较小的连杆孔，而第一连杆体区段为了与曲轴连接、特别是为了与曲轴的连杆轴颈连接而具有较大的连杆孔。
本发明意义上的液压介质回流是指工作腔中的液压介质、特别是油的减少。
本发明意义上的排液意味着：能够实现液压介质回流，也就是说能够实现工作腔中的液压介质的减少。在此特别是通过力或者压力进行所述排液，这些力或压力从连杆外部作用到该连杆上、例如通过内燃机中的点火过程，或者这些力或压力通过由于曲轴运动引起的活塞运动被导入、例如上止点上的离心力。
本发明特别是以下述认识为基础：优选应该机械式地进行对长度可调的连杆的操作，这是因为电气操作需要连杆内部的电气/电子部件，这些部件一方面遭受在连杆运动时出现的大力并且另一方面遭受较高的温度，该温度例如在作为往复活塞式发动机的内燃机中出现。在此，本发明特别是以下述方法为基础：将对液压缸(该液压缸引起对有效连杆长度的原本调节)的控制与机械式操作分离，该机械式操作通过在可机械式操作的操作装置与用于液压缸的原本的控制装置之间的另外的液压系统得以实现。特别是因此可能的是：使从操作装置到原本的控制装置的切换方向、也就是说操作装置和控制装置的可滑移的元件、在当前情况中优选操作装置的操作活塞和控制装置的调节活塞的运动方向沿任意不同的方向定向。这是有利的，因为控制装置或者其元件如调节活塞或例如还有球阀可以设置为关于向心力或者离心力是减少力的。优选由此例如也可以使控制装置的调节活塞平行于连杆体的纵向中心面定向。在这种相对连杆的定向中，对于这样的运动来说比垂直于平面的情况有利地具有多得多的空间，这是因为连杆只有有限的宽度。作为补充方案，可以将操作装置和控制装置在空间上完全分离地设置、特别是设置在较大的连杆孔的两个相反侧上，例如控制装置设置在连杆体的下部区域上，而操作装置则设置在连杆大头中。由此也可以将连杆中强烈受制的空间情况更好地用于安置对活塞长度调节进行操作所需的元件。
根据本发明的连杆在此优选构造为：不仅仅有效连杆长度或者说实际连杆长度、就是说在较小连杆孔中的旋转轴线与较大连杆孔中的旋转轴线之间的间距是可调节的，而且连杆的绝对长度也是可调节的。
因此经由连杆外部的操作装置的机械式操作、特别是通过往复活塞式发动机的操作元件可引起控制装置的切换。控制装置的这个切换又用于对液压缸的两个工作腔的填充进行控制。第一工作腔和第二工作腔在这种情况下优选设置在液压缸中的活塞的相反侧上，然而优选地，工作腔也可以设置在两个不同的液压缸中，如例如在文首已经引用的WO2014/019684 A1中示出的那样。
下面对本发明的有益构造设计进行阐述。只要没有明确排除，各个构造设计的特征能够相互组合。
在一种有益的构造设计中，根据本发明的连杆具有：第一连杆区段和第二连杆体区段，所述第一连杆区段紧固在长度调节设备的外侧上和/或容纳所述长度调节设备，所述第二连杆体区段紧固在所述至少一个活塞上，其中，两个连杆体区段为了对连杆体长度进行调节特别是沿着连杆的纵轴线相对彼此可滑移、优选可伸缩地、特别是可相互交错伸缩地。
原则上可以通过任意方式设计连杆的长度调节设备。然而优选地，长度调节设备设计为：两个连杆体区段之一构造为引导体，而另一个杆体区段则构造为在所述引导体中可滑移的活塞元件，特别是在该活塞元件的第一端侧与引导体之间展开第一工作腔而在该活塞元件的第二端侧与引导体之间展开第二工作腔，其中，第一液压通道通入第一工作腔中而第二液压通道通入第二工作腔中，所述液压通道来自控制装置。利用如此构造的连杆体能够通过特别简单的方式实现一个可控制调节的(lenkverstellbar)连杆、特别是长度可液压调节的连杆。在这种情况下，两个连杆体区段特别是构成一个液压缸。
为了如此构造的根据本发明的连杆的长度可调的位置，可以特别是经由液压介质供应通道为控制装置输送优选施加压力的液压介质。可以经由控制装置使两个分别与两个工作腔之一连接的液压通道之一分别与液压介质供应通道流通连接。
根据控制装置的状态、特别是根据该控制装置的调节活塞的位置，不是第一液压通道和因此第一工作腔、就是第二液压通道和因此第二工作腔与液压介质供应通道流通连接。
根据在两个工作腔中的哪一个工作腔中存在较高的压力或者两个工作腔中的哪一个工作腔排液，通过曲轴的运动和从外部起作用的力使连杆的两个杆体区段可伸缩地伸出移动或收缩移动，使得有效连杆长度或者说实际连杆长度增加或减小。
在另一种有益的构造设计中，根据本发明的连杆具有至少一个液压介质输入管道，该液压介质输入管道能够与第一工作腔和第二工作腔流通连接，其中，连杆、特别是控制装置构造为：在该控制装置的第一切换状态中第一工作腔能够经由液压介质输入管道填充液压介质，而在该控制装置的第二切换状态中第二工作腔能够经由液压介质输入管道填充液压介质。
在连杆的另一种有益的构造设计中，第一工作腔和第二工作腔分别经由一个止回阀特别是持续地与液压介质输入管道流通连接。在这种实施方式中，原则上可以为工作腔不断地填充液压介质，其中，经由排液对连杆长度进行控制。
在这种情况下，液压介质输入管道优选与曲轴上的连杆轴承座流通连接，使得在那里用于润滑的液压介质流入液压介质输入管道中。在这种情况下，工作腔特别是高压腔，该高压腔在技术公差的范围内、即使在大于1200bar的高压下也能够不透液压介质地封闭。
在根据本发明的连杆的另一种有益的构造设计中，控制装置的调节活塞至少在第一切换位置与第二切换位置之间可轴向滑移地设置在控制腔中，其中，控制腔与至少一个操作管道已流通连接或能流通连接。
调节活塞在这种构造设计中优选在连杆的纵向中心平面中可滑移。若控制装置构造得如在PCT/EP2016/064193中那样，那么提升阀优选设置为：阀体的提升轴线平行于曲轴轴线定向。这些提升阀由此与在连杆中出现的竖直加速度和离心加速度分离。因此对于阀体来说较小的弹簧复位力就足以将提升阀保持关闭。这导致控制装置的良好的动作性能。在弹簧复位力较大的情况中会需要很大的力、也就是说液压介质的高压力以将阀打开。然而即使在这种情况中，在曲轴转速很高时、特别是大于4000转/分钟时、优选在7000至8000转/分钟的范围内，所述加速度也可能导致阀体从阀座上抬起。
进一步优选地，控制腔构造为控制缸。
在根据本发明的连杆的另一种有益的构造设计中，控制装置的控制腔构造为双侧起作用的控制系统，其中，该控制装置的控制系统经由第一液压操作管道和第二液压操作管道而与操作装置作用连接，其中，调节活塞将控制腔分为第一控制压力腔和第二控制压力腔，并且控制腔的第一控制压力腔与第一操作管道已流通连接或能流通连接，并且该控制腔的第二控制压力腔与第二操作管道已流通连接或能流通连接。在这种有益的构造设计中，可以摒弃用于调节活塞的复位弹簧，这是因为调节活塞通过第一控制压力腔中的压差在控制装置中的第一控制压力腔与第二控制压力腔之间滑移或者说运动，也就是说，在第一切换位置与第二切换位置之间轴向滑移。由此特别是可以摒弃改变液压介质的压力。液压介质的压力可以保持始终恒定不变并且不是存在于所述第一控制压力腔中就是存在于所述第二控制压力腔中。这特别是在液压介质也用于对连杆轴承进行润滑的情况中是有益的。
原则上调节活塞可以任意取向并且在PCT/EP2016/064193中示出了可能取向中的若干种取向。
在根据本发明的连杆的另一种有益的构造设计中，操作装置具有在第一操作位置与第二操作位置之间可轴向滑移地设置在操作腔中的操作活塞，该操作活塞优选能够垂直于连杆体的纵向中心平面轴向滑移。原则上，操作活塞以及调节活塞可以任意取向。
这就是说，操作缸的纵轴线优选平行于曲轴。由此可以避免滑移，这些滑移能够通过曲轴旋转运动的加速或者减速引起。操作装置在操作活塞位于第一操作位置中时优选处于第一操作状态中，而在操作活塞位于第二操作位置中时处于第二操作状态中。优选地也可以设置有三种操作状态，例如一个中间位置，利用该中间位置可以闭锁控制装置。
优选地，操作装置具有锁止装置、特别是经由弹簧预紧的球体，这些球体被压入操作活塞中的槽中，以避免操作活塞不期望地滑动。
在根据本发明的连杆的另一种有益的构造设计中，操作装置的操作腔构造为双侧起作用的操作腔，其中，操作活塞优选将操作腔分为第一操作压力腔和第二操作压力腔，其中，特别是第一操作压力腔与第一操作管道已流通连接或能流通连接，并且第二操作压力腔与第二操作管道已流通连接或能流通连接。
优选地，连杆、特别是操作装置和控制装置构造为：通过操作活塞从第一操作位置到第二操作位置的滑移和反过来能够分别促使控制装置的切换、优选从第一切换状态到第二切换状态和反过来。特别地，操作活塞从第一操作位置到第二操作位置的滑移和反过来可促使控制装置的调节活塞从第一切换位置到第二切换位置的滑移和反过来。
优选地，操作腔、操作管道和控制系统被填充液压介质，使得操作活塞的轴向滑移经由操作腔中的、操作管道中的和控制腔中的液压介质传递到调节活塞上。操作活塞的轴向滑移由此造成调节活塞轴向滑移并由此造成控制装置的切换。通过这种方式可以通过由连杆外部造成的操作活塞的机械滑移(优选借助往复活塞式发动机曲轴箱中的操作元件)经由控制管道中的液压介质造成对控制装置的操作并且由此还导致长度调节设备的工作腔中的液压介质压力或者液压介质量的改变并且由此又导致连杆体的实际长度的改变。如果通过控制装置使第一工作腔排液，那么优选实际连杆长度变小，而如果使第二工作腔排液，那么优选连杆长度增大。
为此，操作活塞优选在垂直于连杆体的纵向中心平面延伸的槽中被引导。特别是这个槽在第一连杆体区段上设置在较大连杆孔下部。优选地，这个槽还至少部分地构成操作腔，其中，操作活塞特别是至少在其滑动距离的一部分上至少以其端部之一从这个槽中侧向伸出。通过这种方式可以从连杆外部对操作活塞进行操作。
优选地，操作活塞通过如下方式从连杆中侧向伸出，即，在连杆体的工作行程期间的往复运动中如下地在固定不动地设置在曲轴箱中的操作元件(该操作件进一步优选通过执行器可滑移)旁经过，即，借助操作元件可机械式地造成操作活塞优选从第一操作位置到第二操作位置或者反过来的轴向滑移。优选地，操作活塞的轴向滑移也可分到连杆的多个行程上。
优选地，操作活塞具有向外伸出的栓形或者棒形的、特别是柱形的区段。进一步优选地，操作活塞类似于减震器中的从减震器外壳中引出的活塞杆那样从控制腔中引出，从而可以保障控制腔的密封性。
曲轴箱中的操作元件优选通过滑槽引导装置、特别是通过可调节的滑槽引导装置构成。不言而喻地，操作元件也可以是执行设备的组成部分并且例如是可液压操作或可电磁式操作的。
操作活塞的至少一个端部有利地构造为控制面。优选地，这个控制面可以成形为楔面。通过这种方式能够实现连同固定不动的操作元件的简单滑移，其中，通过操作元件在所述楔面上的滑动导致滑移。为此有利的是：楔角、压紧力等相互协调。
在另一种有益的构造设计中，根据本发明的连杆具有至少一个液压介质输入管道，其中，操作管道中的至少一个操作管道、优选全部操作管道分别与所述液压介质输入管道流通连接，使得操作管道能够经由所述液压介质输入管道被供应液压介质。优选从连杆轴承中为液压介质输入管道供应润滑介质。
在根据本发明的连杆的另一种有益的构造设计中，操作管道分别经由止回阀与所述液压介质输入管道流通连接。由此可以保障：操作活塞滑移到操作装置的操作腔中可以建立使控制装置的调节活塞滑移的操作压力。此外可以经由液压介质输入管道再次消除该压力的一部分。通过设置一个所述止回阀或者多个所述止回阀特别是在操作装置与控制装置之间产生封闭的液压系统。
在根据本发明的连杆的另一种有益的构造设计中，第一操作管道和第一操作压力腔构成第一液压体积，而第二控制压力腔、第二操作管道和第二操作压力腔构成第二液压体积，优选地第一液压体积和/或第二液压体积构造为基本上封闭的液压体积，并且特别是为了对控制装置进行切换和/或在对控制装置进行切换时是未排液的。由此产生封闭的液压设备。
特别地，可以完全不对第一和/或第二液压体积进行排液。进一步优选地，既不对控制腔、也不对操作腔、也不对操作管道进行排液。由此实现了在操作装置与控制装置之间的持续封闭的液压介质循环系统。因此不会发生从这个循环系统中的液压介质回流。然而在此在技术公差范围内也存在泄漏。优选经由通向液压介质输入管道的止回阀对这些泄漏进行补偿。液压管道加载有液压介质的压力、例如润滑压力。
在另一种可选的有益构造设计中，操作装置的第一液压体积和/或第二液压体积是可排液的，其中，连杆优选构造为：使得要么第一液压体积、要么第二液压体积可排液。在这种构造设计中，特别是可以摒弃操作管道与液压介质输入管道之间的止回阀。
在另一种有益的构造设计中，操作装置具有用于第一液压体积排液和/或用于第二液压体积排液的至少一个排液通道，其中，操作装置优选构造为：在操作活塞的第一操作位置中第二液压体积是经排液的，而在第二操作位置中第一液压体积是经排液的。
不仅工作腔、而且液压体积在阻断状态或者封闭状态中由功能决定地可以理解为不透液压介质的。然而在实际中在技术公差范围内可能出现泄漏。
优选地，经由操作管道对液压体积进行排液。然而作为可选方案，优选也可以规定：分别对控制压力腔或操作压力腔进行排液。进一步优选地，发生到曲轴箱中的排液。
在另一种有益的构造设计中，操作活塞具有至少一个排液通道，所述排液通道优选构造为用于将液压介质从第一液压体积和/或第二液压体积中导出到曲轴箱中，其中，操作装置特别是构造为：使得排液通道在第一操作位置中与第二液压体积、优选与第二操作管道流体连通地连接，而在第二操作位置中与第一液压体积、特别是与第一操作管道流体连通地连接。
在根据本发明的连杆的另一种有益的构造设计中，操作活塞具有沿轴向方向在该操作活塞的整个长度上延伸的轴向排液通道以及优选至少一个第一和第二径向排液通道，其中，径向排液通道特别是流体连通地与轴向排液通道流体连通地连接。通过在操作活塞中设置排液通道能够实现液压体积的特别简单的排液。
在另一种有益的构造设计中，操作装置构造为：使得在第一操作位置中第二液压系统、优选第二操作管道与第二径向排液通道流体连通地连接，并且在第二操作位置中第一液压体积与第一径向排液通道流体连通地连接。
在连杆的另一种有益的构造设计中，控制装置和操作装置设置在较大的连杆孔的相反侧上。由此特别有效地利用连杆中的可用空间。此外，在连杆的一侧上通过控制装置的附加元件导致的重量增加在连杆孔的另一侧上通过操作装置的附加元件得到补偿，因而可以降低连杆的不平衡度。
在连杆的另一种有益的构造设计中，控制装置在连杆体中、特别是在第一连杆体区段中优选设置得距离较大的连杆孔比距离较小的连杆孔更近。
前面所述的关于本发明第一观点的特征和优点也相应地适用于本发明的第二和第三观点。
在根据本发明的往复活塞式发动机的有益的构造设计中，操作活塞通过固定不动地设置在曲轴箱中的操作元件能够进行优选从第一操作位置到第二操作位置中和反过来的机械式滑移。优选地，在这种情况下操作元件构造为执行器元件，该执行器元件的位置可以改变。
这些以及另外的特征和优点除了由权利要求和由说明中获得之外，还由附图中获得，其中，各个特征能够分别单独实现或者以多个本发明构造设计中的子组合的形式实现并且能够构成有益的以及本身可取得专利的实施方式，只要该实施方式在技术上是有意义的，同样为该实施方式申请权利保护。
附图说明
下面借助在附图中示出的非限制性的实施例详细阐述本发明。其中至少部分示意性地示出：
图1a为根据本发明的连杆的第一实施例的第一透视图；
图1b为图1a所示的根据本发明的连杆围绕该连杆的纵轴线转动180°的第二透视图；
图1c为图1a和1b所示的根据本发明的连杆沿着剖切面B-B(参见图1e)的剖视图；
图1d为图1a至1c所示的根据本发明的连杆沿着剖切面x-x(参见图1c)的剖视图；
图1e为图1a至1d所示的根据本发明的连杆的纵剖视图；
图1f为图1a至1e所示的根据本发明的连杆沿着剖切面A-A(参见图1e)的剖视图；
图1g为图1a至1f所示的根据本发明的连杆的液压系统示意图；
图2a为根据本发明的连杆的第二实施例的第一透视图；
图2b为图2a所示的根据本发明的连杆围绕该连杆的纵轴线转动180°的第二透视图；
图2c为图2a和2b所示的根据本发明的连杆沿着剖切面B-B(参见图2e)的剖视图；
图2d为图2a至2c所示的根据本发明的连杆沿着剖切面x-x(参见图2c)的剖视图；
图2e为图2a至2d所示的根据本发明的连杆的纵剖视图；
图2f为图2a至2e所示的根据本发明的连杆沿着剖切面A-A(参见图2e)的剖视图；
图2g为图2a至2f所示的第二实施例的第一液压系统示意图；
图2h为图2a至2f所示的第二实施例的第二液压系统示意图；
图3a为第二实施例的变型方案的部分透明的透视性局部视图；
图3b为图3a所示的视图略微围绕连杆的纵轴线转动的视图；
图3c为图3a所示的视图围绕连杆纵轴线转动180°的视图；
图3d为图3a至3c所示的根据本发明的连杆沿着连杆纵轴线的剖视图；
图3e为图3a至3d所示的变型方案的操作活塞的透视图；
图3f为图3e所示的操作活塞沿着其纵轴线的剖视图；
图3g为图3a至3d所示的第二实施例的变型方案的液压系统示意图；
图4a为第二实施例的另一变型方案的部分透明的第一透视性局部视图；
图4b为图4a所示的视图略微围绕连杆的纵轴线转动的视图；
图4c为图4a所示的变型方案的部分透明的第二透视性局部视图；
图4d为图4a所示的视图围绕连杆纵轴线转动180°的视图；
图4e为图4a至4d所示的根据本发明的连杆沿着连杆纵轴线的剖视图；
图4f为图4a至4e所示变型方案的操作活塞沿着其纵轴线的剖视图；
图4g为图4f所示的操作活塞的透视图；
图4h为图4a至4e所示的第二实施例的变型方案的液压系统示意图；
图5为用于图4a至4e所示的第二实施例的变型方案的可选的液压系统示意图；
图6a为第二实施例的又一变型方案的部分透明的第一透视性局部视图；
图6b为图6a所示的视图略微围绕连杆纵轴线转动的视图；
图6c为图6a所示的视图围绕连杆纵轴线转动180°的视图；
图6d为图6a至6c所示的第二实施例的变型方案的液压系统示意图。
相同的元件在附图中标注相同的附图标记。若无其它说明，对各个元件的说明适用于所有示出所述元件的附图。
具体实施方式
图1a至1f示出根据本发明的连杆100的第一实施例的不同视图，其用于此处未示出的往复活塞式内燃机。图1g示出这样的连杆100的液压系统示意图。
连杆100具有用于将该连杆100与往复活塞式发动机的活塞连接的小连杆孔1以及用于将该连杆100与往复活塞式发动机的曲轴的连杆轴颈连接的大连杆孔2，该大连杆孔2具有可取下的连杆轴承盖26，该连杆轴承盖经由连杆螺栓5与连杆体紧固连接。
小连杆孔1是上部第二连杆体区段3的组成部分，而大连杆孔2是下部第一连杆体区段4的组成部分。
第二连杆体区段3能够相对第二连杆体区段4在拉出位置与在图1a至1f中示出的推入位置之间沿着连杆100的纵轴线的方向在调节范围(△L)内调节，其中，第二连杆体区段3和第一连杆体区段4特别是能够可伸缩地收缩和伸出移动，使得有效连杆长度L可调节。在此，下部第一连杆体区段4构成引导体、特别是引导缸，上部第二连杆体区段3被容纳在该引导缸中并被引导。
上部第二连杆体区段3在此构成双侧起作用的液压缸的活塞，而下部第一连杆体区段4构成汽缸腔，其中，下侧面、亦即面向大连杆孔2的侧面构成活塞的第一作用面，并且上部第二连杆体区段3上的向上取向的、此处未详细标出的环形面构成第二作用面。
上部第二连杆体区段3的第一作用面在此与下部第一连杆体区段4的引导缸的下部部分共同构成第一液压工作腔21，而上部第二连杆体区段3的第二作用面则与下部第一连杆体区段4的引导缸的上部部分以及在上端部上嵌入下部第一连杆体区段4的引导缸中的、此处未详细标出的止挡元件共同构成第二液压工作腔22。
上部连杆体区段上的作用面构成用于引导到工作腔21和22中的液压介质的压力作用面
Figure GDA0003012145390000151
在这种情况中将用于对往复活塞式内燃机进行润滑的发动机油用作液压介质。第一液压通道19通入第一工作腔21中，而第二液压通道20通入第二工作腔22中。
若为下部第一工作腔21填充液压介质、阻断从第一工作腔21的回流并且对上部第二工作腔22进行排液，那么连杆体区段3和4伸出移动且有效连杆长度L增加。若与此相反，对下部第一工作腔21进行排液、为上部第二工作腔22填充液压介质并且阻断从第二工作腔22的回流，那么连杆体区段3和4收缩移动并且有效连杆长度缩短。
经由液压介质输入管道6进行第一和第二液压通道19、20的供油，所述液压介质输入管道经由供油槽7与大连杆孔2的连杆轴承流体连通地连接。
为了对工作腔21和22的液压介质填充进行控制和为了对工作腔21和22进行排液和因此为了对有效连杆长度L的调节进行控制，连杆100具有控制装置8，该控制装置8在根据本发明的连杆100的这个实施例中设置在下部第一连杆体区段4中。所述控制装置8在此原则上构造为如在PCT/EP2016/064193中说明的控制装置，控制装置的此处未说明的另外的细节参阅该文献。
控制装置8具有第一提升阀14，该第一提升阀设置在液压介质输入管道6与第一液压通道19或者第一工作腔21之间的流动路径中，该第一提升阀具有第一阀室，在该第一阀室中，通过第一阀弹簧预紧的第一阀体压靠向第一阀座，其中，第一液压通道19通入第一阀室中。
另外，控制装置8具有第二阀13，该第二阀设置在液压介质输入管道6与第二液压通道20或者第二工作腔22之间的流动路径中，该第二阀具有第二阀室，在该第二阀室中通过第二阀弹簧预紧的第二阀体压靠向第二阀座，其中，第二液压通道20通入第二阀室中。两个提升阀13和14的第一和第二阀体在此在所示出的实施例中通过球体构成。
此外，在这个根据本发明的连杆100中，控制装置8具有调节活塞23，该调节活塞能够在连杆平面中并且正交于连杆的纵轴线地、在双侧起作用的控制腔24中的此处示出的第一切换位置与未示出的第二切换位置之间轴向滑移，该调节活塞具有沿着轴向方向延伸的杆状端部并且该调节活塞在第一提升阀14与第二提升阀13之间延伸，该调节活塞23在此构造为：其面向第一提升阀13的端部在第一切换位置中将第一提升阀13的阀体从阀座上抬起并且因此将第二工作腔22经由第二液压通道20到液压介质输入管道6的流动路径开放，使得第二工作腔22得以排液，而调节活塞23的面向第二阀14的第二阀体的端部则与所述第二提升阀14的阀体间隔开，使得该阀体贴靠在阀座上并且阻断从第一工作腔21到液压介质输入管道6中的回流。
如果因而在连杆100的往复运动期间、也就是说在工作行程期间，惯性力作用到连杆100上，该惯性力将第一连杆体区段3向上拉，那么经由原本关闭的第一提升阀14通过如下方式抽吸液压介质，即，通过在第一工作腔21中产生的抽吸作用克服第一阀弹簧的复位力将第一阀体抬起。下部第一工作腔21由此经由第一液压通道19填充液压介质，而将液压介质从上部第二工作腔22压入第二液压通道20中并且经由借助于操作活塞23打开的第二提升阀13将其导出到液压介质输入管道6中。连杆100由此变长。在此，直到达到最大的有效连杆长度为止，可能需要多个工作行程。
调节活塞23相应地在第二切换位置中促使第二提升阀14的阀体从阀座上抬起，从而对第一工作腔21进行排液，而第一提升阀13的阀体则贴靠在阀座上，从而阻断从第二工作腔22的回流。
如果因而在连杆100的往复运动期间、也就是说在工作行程期间，惯性力作用到连杆100上，该惯性力将第一连杆体区段3向下压，那么经由原本关闭的第二提升阀13通过如下方式抽吸液压介质，即，通过在第二工作腔22中产生的抽吸作用克服第二阀弹簧的复位力将第二阀体抬起。上部第二工作腔22由此经由第二液压通道20填充液压介质，而将液压介质从下部第一工作腔21压入第一液压通道19中并且经由借助于控制活塞23打开的第一提升阀14将其导出到液压介质输入管道6中。连杆100由此变短。直到达到最小的有效连杆长度为止，同样一定可能需要多个工作行程。
为了更快地填充工作腔21或者22，控制装置8在连杆100的这个实施例中附加地还具有旁通液压管道，这些旁通液压管道分别经由一个止回阀16或15直接与工作腔21或22之一和液压介质输入管道6连接，其中，止回阀15设置在液压介质输入管道6与第二工作腔22之间的流动路径中，而止回阀16设置在液压介质输入管道6与第一工作腔21之间的流动路径中。
在一些液压通道中在流动路径中附加地设置有节流阀31，以避免液压长度调节系统中的压力波，该压力波一方面可能导致非预期的长度调节，并且另一方面可能对往复活塞式内燃机的整个液压循环系统产生不利影响或者甚至可能造成损害。
为了将控制装置8从第一切换状态切换到第二切换状态和反过来、也就是说为了使调节活塞23从第一切换位置滑移到第二切换位置中和反过来，连杆100根据本发明具有机械式操作装置9，该机械式操作装置在这个根据本发明的连杆100中经由第一液压操作管道11和第二液压操作管道12与控制装置8的调节活塞23作用连接。
调节活塞23为此将控制腔24(所述调节活塞23可轴向滑移地设置在该控制腔中)分为第一控制压力腔24a和第二控制压力腔24b，其中，在这个根据本发明的连杆100中第一控制压力腔24a与第一操作管道11流体连通地连接并且第二控制压力腔24b与第二操作管道12流体连通地连接。
通过在调节活塞23上产生压差、特别是第一控制压力腔24a与第二控制压力腔24b之间的压差，可以使调节活塞23从第一切换位置运动到第二切换位置中。
为了在控制装置8的调节活塞23上产生压差，操作装置9具有操作活塞10，该操作活塞在第一操作位置与第二操作位置之间可轴向滑移地设置在操作腔25中，该操作活塞10优选垂直于连杆100的纵向中心平面可轴向滑移、也就是说平行于曲轴轴线。
为了借助设置在曲轴箱中的调节元件进行机械式轴向滑移，操作活塞10在根据本发明的连杆100中在垂直于连杆100的纵向中心平面延伸的槽中被引导、特别是在一个在第二连杆体区段4中在大连杆孔2下部被引导的槽中，该槽还至少部分地构成操作腔25，其中，操作活塞10特别是至少在其移动行程的一部分上至少以一个端部从所述槽中侧向伸出。
在这种连杆100中，操作活塞10具有从操作腔25中伸出的栓形或者棒形的端部，其中，操作活塞的端部如下地从操作腔25中被引出，即，保障对于控制装置8的操作功能来说必要的操作腔25的密封性。
由此能够实现对操作活塞10和因此对控制装置8的特别简单的机械式操作，例如通过此处未示出的设置在曲轴箱中的操作元件、特别是可调节的操作元件。该操作元件例如可以是滑槽引导装置和/或执行设备的组成部分并且例如可以构造为可液压操作或可电磁式操作的调节元件、特别是调节活塞。
特别是由此在往复运动中、也就是说在连杆的工作行程期间，操作活塞10能够特别简单地被引导经过设置在曲轴箱中的操作元件旁、特别是滑槽引导装置旁，因而能够通过简单的方式机械式地造成操作活塞10的轴向滑移、优选从第一操作位置到第二操作位置和反过来。在此，优选利用一个工作行程就能够实现操作活塞10从第一操作位置到第二操作位置的滑移。
操作装置9的操作腔25同样构造为双侧起作用的操作腔25，其中，操作活塞10将该操作腔25分为第一操作压力腔25a和第二操作压力腔25b。在此，第一操作压力腔25a与第一操作管道11流通连接、也就是说流体流通地连接，而第二操作压力腔25b则与第二操作管道12流通连接。
在连杆100中，第一控制压力腔24a、第一操作管道11和第一操作压力腔25a构成基本上封闭的第一液压体积，而第二控制压力腔24b、第二操作管道12和第二操作压力腔25b则构成同样基本上封闭的第二液压体积。
在此，第一液压体积和第二液压体积不被排液，然而分别经由一个止回阀17或18与液压介质输入管道6流通连接，使得操作管道11、12能够分别经由液压介质输入管道6被供应液压介质并且始终填充有足够的液压介质，其中，通过往复活塞式内燃机中持续存在的油压通常确保了为操作管道11、12充分填充液压介质、特别是发动机油。
由于液压介质经由液压介质输入管道6能够再填充到第一和第二液压体积中的实际情况，所以只将第一和第二液压体积称为仅仅基本上封闭的液压体积、而不称为完全封闭的液压体积。此外，可能发生泄漏。然而通过泄漏造成的液压介质损耗由于操作管道11和12经由止回阀17和18与液压介质输入管道6的连接之故能够通过简单的方式得到补偿。
如果在根据本发明的连杆100的这个说明的第一实施例中操作活塞10从图1c示出的第一操作位置针对图1c中的示图向右滑移，那么由于两个封闭的液压体积之故经由操作管道12将压力向右施加到调节活塞23上并且经由操作管道11施加沿相同方向起作用的抽吸力，该抽吸力导致调节活塞23向右轴向滑移并且因此促使第一工作腔21的排液和第二工作腔22的填充。由此再次造成对有效连杆长度L的调节、特别是使连杆长度L缩短。
在此，操作腔25、操作管道11和12和控制腔24被填充液压介质并且相互作用连接，使得操作活塞10的轴向滑移经由操作腔25中、操作管道11和12中以及控制腔24中的液压介质传递到调节活塞23上，即，操作活塞10的轴向滑移导致调节活塞23的轴向滑移并因此导致控制装置的切换和因此导致连杆100的长度调节。
还在图1g中的液压系统示意图中示出了功能性。出于清楚的原因和与可能的结构设计无关，液压介质输入管道6设置在大连杆孔2的面向小连杆孔1(图1g未示出)的上部区域上并且未示出供油槽7。另外，图1g以示意的形式示出了用于操作活塞10和调节活塞23的被弹性支承的锁止元件42例如被弹性支承的在相应孔中得到引导的销，这些锁止元件将活塞10、23保持在其相应的位置中，例如通过将锁止元件42插入活塞10、23的外周上的相应凹深部中。由此防止了活塞10、23在联杆100的运行期间从其位置中移出并且造成连杆的错误位置或错误切换。
图2a至2f、2g和2h示出了根据本发明的连杆200的第二实施例，在这种连杆200中与之前借助图1a至1f说明的连杆100不同，第一液压体积和第二液压体积可排液，其中，在操作装置的一个操作状态中第一液压体积排液，而在其它操作状态中第二液压体积排液。
操作装置9为此具有用于第一液压体积排液的排液通道28、29和用于第二液压体积排液的排液通道28、30，其中，操作装置9构造为：在操作活塞10的第一操作位置中使第二液压体积排液，而在第二操作位置中使第一液压体积排液。
经由排液通道28、29、30可将在经排液的液压体积中被引导的液压介质导出到曲轴箱中，由此由于其它的未排液的液压体积中存在的液压压力和因此在控制装置23的调节活塞23上产生的压差之故导致所述调节活塞23轴向滑移。在此，未排液的液压体积中存在的压力与往复活塞式内燃机的油压相符，这是因为在这个实施例中、也就是说在连杆200中，操作管道11和12也分别直接与液压介质输入管道6和/或直接与大连杆孔2的连杆轴承流体连通连接。然而这种变型实施方案(在图2g中示出了其液压系统示意图)具有的优点是：可以省略第一连杆100的止回阀17和18。在图2g中可以看到控制腔24与连杆轴承连接，该连接经由液压介质输入管道6和附加液压介质管道6’得以实现。图2h示出了第二实施例的一种变型方案的液压系统示意图，其中，在附加液压介质管道6’与控制腔24或者第二控制压力腔24b之间设置有止回阀18’。经由该止回阀18’能够拦截压力波，这些压力波能够在调节活塞23的液压引起的往复运动中形成并且延伸到连杆轴承中。
在此，排液通道28、29和30设置在操作活塞10中，该排液通道28、29和30构造为将液压介质从第一液压体积或者第二液压体积导出到曲轴箱中。
在第一操作位置中(参见例如图2g和2h)排液通道29和28与第二液压体积、特别是与第二操作管道12流体连通地连接，而在第二操作位置中排液通道30和28与第一液压体积、特别是与第一操作管道11连接。
操作活塞10具有沿着轴向方向在该操作活塞10的整个长度上延伸的轴向排液通道28以及第一径向排液通道29和第二径向排液通道30，其中，径向排液通道29、30与轴向排液通道28流体连通地连接。
在此，操作装置9构造为：在第一操作位置中使第二液压体积、优选第二操作管道12与第一径向排液通道29流体连通地连接，而在第二操作位置中使第一液压体积与第二径向排液通道30流体连通地连接。
在图3a至3f中和图3g的液压系统示意图中示出了第二实施例的另一变型方案。
其中在图3a和3b中示出了一个液压介质输入管道60，该液压介质输入管道设置在大连杆孔2的背向(图3a和3b未示出的)小连杆孔1的下部区域中并且与操作装置9直接流体连通地连接。液压介质输入管道60因此在大连杆孔2的连杆轴承的恰好与小连杆孔1对置的区域上分出。
在所示出的实施例中，在液压介质输入管道60中设置有止回阀32，该止回阀用于改善功能并且防止液压介质从液压体积回流到连杆轴承中。在此，第一液压介质输入管道区段60’在连杆轴承的供油槽7与止回阀32之间延伸，而第二液压介质输入管道区段60”则在止回阀32与操作装置9之间延伸。
与图2a至2h的变型方案不同，在此通过操作装置9既控制对液压体积的填充也控制对其的排液。如特别是从图3d至3f中可获知的那样，操作活塞10没有贯通的轴向排液通道，而是具有两个轴向排液通道区段28’、28”，这些排液通道区段设置在操作活塞10的对置的窄侧上并且分别与一个径向排液通道29、30流体连通地连接。在径向排液通道29、30与操作活塞10的外周面相接的地方设计有相应环绕的排液槽。第一轴向排液通道区段28’与第一径向排液通道29连接并且由此能够建立与第二液压体积的流体连接，而第二轴向排液通道区段28”可与第二径向排液通道30和第一液压体积、特别是第一操作管道11连接。操作活塞10由此起到三位五通换向阀的作用。
另外，操作活塞10具有填充长形槽40和引导长形槽41。填充长形槽40根据操作活塞10的操作位置将液压介质输入管道60或与第一操作管道11连接或与第二操作管道12连接并且由此与相应的附属的液压体积连接。
引导长形槽41借助插入其内的、装弹簧的引导销33用作用于操作活塞10轴向运动的止挡，所述操作活塞由此尽管其运动但依然保持在容纳孔中。与图1g中示出的锁止元件42类似，引导长形槽41与引导销33的组合可用于将操作活塞10保持在相应占据的操作位置之一中，为此例如可以在引导长形槽41中设置两道附加的凹深部，这些附加的凹深部对应相应的操作位置并且引导销33卡锁到这些凹深部中。在一种未示出的实施方式中，也可以设置一道部分或完全环绕操作活塞10的表面的槽，该槽与填充长形槽40和引导长形槽41组合。
在图3a至3d示出的第一操作位置中，第一液压体积与供油槽7连接：油压经由第一液压介质输入管道区段60’作用到止回阀32上、克服阀的弹簧压力将阀体从其阀座中压出并且经由第二液压介质输入管道区段60”流入填充长形槽40中且从那里继续流到第一操作管道11中且从那里流到控制腔24中，但是出于清楚的原因在图3a至3d中未示出该控制腔。第二液压体积同时与第一径向排液通道29和第一轴向排液通道区段28’流体连通地连接，液压介质被从第二操作管道12导出到曲轴箱中。实现了连杆的缩短。
图3g中的液压系统示意图同样示出了第一操作位置，在该第一操作位置中对第一液压体积进行填充并且经由第一(径向)排液通道29和第一轴向排液通道区段28’对第二液压体积进行排液。
在图4a至4g中和图4h的液压系统示意图中示出了图3a至3g所示出的实施例的大同小异的变型方案。
原则上，填充的功能与在图3a至3g所示的变型方案中同样地实现，然而在排液方面有所不同：设置有环绕的排液槽29’、30’(参见例如图4g)以代替设置在操作活塞10内部的轴向排液通道区段28’、28”和径向排液通道29、30，如其例如在图3f中示出的那样。
这些排液槽29’、30’建立了在相应需排液的液压体积与配置的虹吸通道110、120之间的流体连接，所述虹吸通道从连杆轴承盖26的下部区域起在第一连杆体区段4内部通向小连杆孔1的方向并且经由虹吸通道开口110a、120a与曲轴箱连接。
图4a至4c清楚示出了操作活塞10的第二操作位置，在该第二操作位置中对第一液压体积进行排液：第一操作管道11与第二排液槽30’流体连通地连接，并且液压介质经由所述槽流到第一虹吸通道110中。液压介质经由第一虹吸通道110沿着大连杆孔2和(图4a至4c未示出的)连杆螺栓5上升直到第一虹吸通道开口110a为止，液压介质从那里流出到曲轴箱中。在此，第一虹吸通道开口110a在所示出的实施例中设置在用于容纳连杆螺栓5的槽的上部开口50附近。
第二操作管道12配置有具有第一虹吸通道开口120a的第二虹吸通道120，但是它们在第二操作位置中相互不流体连通地连接：第二液压体积通过填充长形槽40经由液压介质输入管道60与连杆轴承中的供油槽7连接并且被填充液压介质，该液压介质经由第二操作管道12流入(图4a至4e未示出的)控制腔24中。在这种变型方案中规定：用于对设置在连杆中的腔进行排液的、从操作装置8引离的管道在连杆的常规使用中在测地学方面观察向上、即向着小连杆孔1的方向延伸并且具有至少一个开口，所述开口定位在距控制装置9尽可能近的地方。由此可以实现在控制装置9与操作装置8或者排液通道之间的管道中的油柱和油压的补偿。为此设置有虹吸通道110、120和配置的虹吸通道开口110a、120a。虹吸通道110、120具有以下优点：缓慢且受控地将液压体积排空并且在联杆运行期间没有空气能够进入系统中。
图5示出了可选的液压系统示意图，在该液压系统示意图中设置有仅仅一个用于将两个液压体积排空的总虹吸通道100，该总虹吸通道另外与第二液压介质输入管道区段60”流体连通地连接：不仅经排液的液压介质、而且设置用于填充的液压介质都汇流在第二液压介质输入管道区段60”中。由此能够便于生产，因为须在连杆中设计更少的孔。
在图6a至6c中和在图6d的液压系统示意图中示出了第二实施例的另一变型方案。在此，如上面已经说明的那样，即，经由第一液压介质输入管道区段60’和第二液压介质输入管道区段60”为液压体积填充液压介质，其中，在区段60’、60”之间设置有止回阀32。可以通过操作活塞10的位置来控制为哪个液压体积进行填充。
经由已经结合图4a至5说明的、设计在操作活塞10的外周上的排液槽29’、30’对液压体积进行排液。在连杆轴承盖26中设置有第三排液通道290和第四排液通道300，这些排液通道汇集向一个总排液通道280，该总排液通道经由排液止回阀34通入曲轴箱中。
可以根据操作活塞10的位置将第一或第二液压体积与其配置的排液通道290、300流体连通地连接，从而对相应的液压体积进行排液。
图6a至6c示出了第一操作位置，在该第一操作位置中对第一液压体积进行填充而对第二液压体积进行排液：第一操作管道11经由操作活塞10中的填充长形槽40与连杆轴承流体连接，并且液压介质经由第一液压介质输入管道区段60’、止回阀32和第二液压介质输入管道区段60”流入第一液压体积中。第二操作管道12与第一排液槽29’流通连接，并且液压介质从第二液压体积流到第三排液通道290和总排液通道280中并且通过排液止回阀34流出到曲柄箱中。通过排液止回阀34防止在运行期间空气从曲柄箱中被吸出并到达系统中。
在图中未示出的第二操作位置中，经由第二排液槽30’、第四排液通道300、总排液通道280和排液止回阀34对第一液压体积进行排液，并且从连杆轴承中对第二液压体积进行填充。
图6d中的液压系统示意图示出了图6a至6c的实施方式，该实施方式具有小小的补充，即，类似于在图5中那样使第二液压介质输入管道区段60”与排液通道280、290、300、例如与总排液通道280流体连接。利用这种实施方式同样能够减少孔数或者简化地置入孔。
如从相应的液压系统示意图中可获知的那样，在图3a至3d、4a至4e和6a至6c中示出的变型方案的控制装置8分别设计为如在图1a至1f和2a至2f中示出的那样。当然其它的实施方式也是可能的。结合图1a至1g和图2a至2h说明的方式也实现了用于延长和缩短联杆的功能，所以不再赘述。
利用根据本发明的连杆能够实现对液压长度调节的特别简单的机械式操作。
附图标记列表
100，200 根据本发明的连杆
1 小连杆孔
2 大连杆孔
3 第二连杆体区段
4 第一连杆体区段
5 连杆螺栓
6，60 液压介质输入管道
6’ 附加液压介质管道
7 供油槽
8 控制装置
9 操作装置
10 操作活塞
11 第一操作管道
12 第二操作管道
13 通向第二工作腔22的提升阀
14 通向第一工作腔21的提升阀
15 液压介质输入管道6与第二工作腔22之间的止回阀
16 液压介质输入管道与第二工作腔21之间的止回阀
17 液压介质输入管道6与第一操作管道11之间的止回阀
18 液压介质输入管道6与第二操作管道12之间的止回阀
18’ 附加液压介质管道6’与控制腔24(或者第二控制压力腔24b)之间的止回阀
19 通向第一工作腔21的液压通道
20 通向第二工作腔22的液压通道
21 第一工作腔
22 第二工作腔
23 调节活塞
24 控制腔
24a 第一控制压力腔
24b 第二控制压力腔
25 操作腔
25a 第一操作腔
25b 第二操作腔
26 连杆轴承盖
27 连杆轴瓦
28 轴向排液通道
28’ 第一轴向排液通道区段
28” 第二轴向排液通道区段
29 第一径向排液通道
29’ 第一排液槽
30 第二径向排液通道
30’ 第二排液槽
31 节流阀
32 供油槽7与操作装置9之间的止回阀，设置在第一液压介质输入管道区段60’与第二液压介质输入管道区段60”之间
33 (装弹簧的)引导销
34 排液止回阀
40 填充长形槽
41 引导长形槽
42 (装弹簧的)锁止元件
50 用于容纳连杆螺栓5的槽的上部开口
60’ 第一液压介质输入管道区段
60” 第二液压介质输入管道区段
100 总虹吸通道
110 第一虹吸通道
110a 第一虹吸通道开口
120 第二虹吸通道
120a 第二虹吸通道开口
280 总排液通道
290 第三排液通道
300 第四排液通道
L 有效连杆长度

Claims (44)

1.用于往复活塞式发动机的连杆(100，200)，该连杆具有：
-用于对所述连杆(100，200)的有效连杆长度(L)进行调节的长度调节设备，所述长度调节设备具有至少一个活塞以及第一液压工作腔(21)和第二液压工作腔(22)，
-可液压操作的和至少在两个切换状态之间可切换的控制装置(8)，该控制装置具有用于对所述连杆(100，200)的调节进行控制的调节活塞(23)，和
-从所述连杆(100，200)外部可机械式操作的操作装置(9)，该操作装置用于切换所述控制装置(8)，该操作装置经由至少一个液压操作管道与所述控制装置(8)的调节活塞(23)作用连接以对该控制装置进行液压操作。
2.根据权利要求1所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述连杆用于往复活塞式内燃机。
3.根据权利要求1所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述长度调节设备是至少一个液压缸。
4.根据权利要求1所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述调节活塞(23)用于通过工作腔的排液来对所述连杆(100，200)的调节进行控制。
5.根据权利要求1所述的连杆(100，200)，其特征在于：在控制装置(8)的第一切换状态中，从第一液压工作腔(21)中的液压介质回流被阻断并且第二液压工作腔(22)排液，而在第二切换状态中第一液压工作腔(21)排液并且从第二液压工作腔(22)中的液压介质回流被阻断。
6.根据权利要求1至5之一所述的连杆(100，200)，其特征在于：操作装置(9)、控制装置(8)和所述至少一个液压操作管道确定基本上封闭的液压体积。
7.根据权利要求1至5之一所述的连杆(100，200)，其特征在于：控制装置(8)和操作装置(9)设置在连杆(100，200)内部。
8.根据权利要求1至5之一所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述连杆(100，200)具有：第一连杆体区段(4)和第二连杆体区段(3)，所述第一连杆体区段在外侧紧固在长度调节设备上和/或容纳该长度调节设备，所述第二连杆体区段紧固在所述至少一个活塞上，其中，所述第一连杆体区段(4)和所述第二连杆体区段(3)为了对有效连杆长度(L)进行调节能够相对彼此滑移。
9.根据权利要求8所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述第一连杆体区段(3)和所述第二连杆体区段(4)为了对有效连杆长度(L)进行调节能够沿着连杆(100，200)的纵轴线相对彼此滑移。
10.根据权利要求8所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述第一连杆体区段(3)和所述第二连杆体区段(4)为了对有效连杆长度(L)进行调节能够可伸缩地相对彼此滑移。
11.根据权利要求10所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述第一连杆体区段(3)和所述第二连杆体区段(4)为了对有效连杆长度(L)进行调节能够可相互交错地伸缩地相对彼此滑移。
12.根据权利要求1至5之一所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述连杆(100，200)具有至少一个液压介质输入管道(6)，所述液压介质输入管道能够与第一液压工作腔(21)和第二液压工作腔(22)流通连接，其中，控制装置(8)构造为：在该控制装置(8)的第一切换状态中，使第一液压工作腔(21)能够经由液压介质输入管道(6)填充液压介质，而在该控制装置(8)的第二切换状态中，使第二液压工作腔(22)能够经由液压介质输入管道填充液压介质。
13.根据权利要求12所述的连杆(100，200)，其特征在于：第一液压工作腔(21)和/或第二液压工作腔(22)分别经由止回阀(15，16)与液压介质输入管道(6)流通连接。
14.根据权利要求1至5之一所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述控制装置(8)的调节活塞(23)至少在第一切换位置与第二切换位置之间可轴向滑移地设置在控制腔(24)中，所述控制腔(24)与所述至少一个液压操作管道能流通连接。
15.根据权利要求1至5之一所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述控制装置(8)的控制腔(24)构造为双侧起作用的控制腔(24)，其中，该控制装置(8)的控制腔(24)经由第一液压操作管道(11)和第二液压操作管道(12)与操作装置(9)作用连接，其中，调节活塞(23)将控制腔(24)分为第一控制压力腔(24a)和第二控制压力腔(24b)，并且控制腔(24)的第一控制压力腔(24a)与第一液压操作管道(11)能流通连接并且该控制腔(24)的第二控制压力腔(24b)与第二液压操作管道(12)能流通连接。
16.根据权利要求15所述的连杆(100，200)，其特征在于：操作装置(9)具有在第一操作位置与第二操作位置之间可轴向滑移地设置在操作腔(25)中的操作活塞(10)。
17.根据权利要求16所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述操作活塞(10)能够垂直于连杆体的纵向中心平面轴向滑移。
18.根据权利要求16所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述操作装置(9)的操作腔(25)构造为双侧起作用的操作腔，其中，操作活塞(10)将所述操作腔(25)分为第一操作压力腔(25a)和第二操作压力腔(25b)，其中，第一操作压力腔(25a)与第一液压操作管道(11)能流通连接并且第二操作压力腔(25b)与第二液压操作管道(12)能流通连接。
19.根据权利要求1至5之一所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述连杆(100，200)具有至少一个液压介质输入管道(6)，其中，所述液压操作管道中的至少一个液压操作管道与所述至少一个液压介质输入管道(6)流通连接，使得液压操作管道能够经由所述至少一个液压介质输入管道(6)被供应液压介质。
20.根据权利要求19所述的连杆(100，200)，其特征在于：全部液压操作管道分别与所述至少一个液压介质输入管道(6)流通连接，使得液压操作管道能够经由所述至少一个液压介质输入管道(6)被供应液压介质。
21.根据权利要求19所述的连杆(100，200)，其特征在于：至少一个液压操作管道经由止回阀(17，18)与所述至少一个液压介质输入管道(6)流通连接。
22.根据权利要求21所述的连杆(100，200)，其特征在于：两个液压操作管道分别经由止回阀(17，18)与所述至少一个液压介质输入管道(6)流通连接。
23.根据权利要求18所述的连杆(100，200)，其特征在于：第一控制压力腔(24a)、第一液压操作管道(11)和第一操作压力腔(25a)构成第一液压体积，而第二控制压力腔(24b)、第二液压操作管道(12)和第二操作压力腔(25b)构成第二液压体积，其中，所述第一液压体积和/或所述第二液压体积构造为基本上封闭的液压体积。
24.根据权利要求23所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述第一液压体积和/或所述第二液压体积为了对控制装置(8)进行切换和/或在对控制装置进行切换时是未排液的。
25.根据权利要求21所述的连杆(100，200)，其特征在于：第一控制压力腔(24a)、第一液压操作管道(11)和第一操作压力腔(25a)构成第一液压体积，而第二控制压力腔(24b)、第二液压操作管道(12)和第二操作压力腔(25b)构成第二液压体积，并且所述第一液压体积和/或所述第二液压体积可排液。
26.根据权利要求25所述的连杆(100，200)，其特征在于：操作装置(9)具有用于所述第一液压体积排液和/或用于所述第二液压体积排液的至少一个排液通道，其中，所述操作装置(9)构造为：在操作活塞(10)的第一操作位置中，所述第二液压体积是经排液的，而在操作活塞(10)的第二操作位置中所述第一液压体积是经排液的。
27.根据权利要求25或26所述的连杆(100，200)，其特征在于：操作活塞(10)具有至少一个排液通道，所述排液通道构造为用于将液压介质从所述第一液压体积和/或所述第二液压体积导出到在常规使用中包围连杆(100，200)的曲柄箱中。
28.根据权利要求27所述的连杆(100，200)，其特征在于：操作装置(9)构造为：使排液通道在第一操作位置中与第二液压体积流体连通地连接而在第二操作位置中与第一液压体积流体连通地连接。
29.根据权利要求28所述的连杆(100，200)，其特征在于：操作装置(9)构造为：使排液通道在第一操作位置中与第二液压操作管道(12)流体连通地连接。
30.根据权利要求28或29所述的连杆(100，200)，其特征在于：操作装置(9)构造为：使排液通道在第二操作位置中与第一液压操作管道(11)流体连通地连接。
31.根据权利要求15所述的连杆(100，200)，其特征在于：操作活塞(10)具有沿轴向方向在该操作活塞(10)的整个长度上延伸的轴向排液通道(28)以及至少一个第一径向排液通道(29)和至少一个第二径向排液通道(30)。
32.根据权利要求31所述的连杆(100，200)，其特征在于：径向排液通道与轴向排液通道流体连通地连接。
33.根据权利要求31所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述操作装置(9)构造为：在第一操作位置中使第二液压体积与第二径向排液通道(30)流体连通地连接，而在第二操作位置中使第一液压体积与第一径向排液通道(29)流体连通地连接。
34.根据权利要求33所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述操作装置(9)构造为：在第一操作位置中使第二液压操作管道(12)与第二径向排液通道(30)流体连通地连接。
35.根据权利要求1至5之一所述的连杆(100，200)，其特征在于：控制装置(8)和操作装置(9)设置在较大连杆孔(2)的相反侧上。
36.根据权利要求1至5之一所述的连杆(100，200)，其特征在于：控制装置(8)以如下方式构成，即，使得调节活塞(23)根据切换状态将第一提升阀(14)或第二提升阀(13)释放。
37.根据权利要求36所述的连杆(100，200)，其特征在于：控制装置(8)以如下方式构成，即，使得调节活塞(23)根据切换状态将第一提升阀(14)或第二提升阀(13)打开。
38.根据权利要求36所述的连杆(100，200)，其特征在于：所述第一提升阀和第二提升阀通过球体构成。
39.往复活塞式发动机，其特征在于：所述往复活塞式发动机具有长度可调的根据权利要求1至38之一所述的连杆(100，200)。
40.根据权利要求39所述的往复活塞式发动机，其特征在于，所述往复活塞式发动机是往复活塞式内燃机。
41.根据权利要求39所述的往复活塞式发动机，其中，活塞借助活塞销紧固在连杆(100，200)上。
42.根据权利要求39至41之一所述的往复活塞式发动机，其特征在于：操作活塞(10)能够通过固定不动地设置在曲轴箱中的操作元件机械式地轴向滑移。
43.根据权利要求42所述的往复活塞式发动机，其特征在于：操作活塞(10)能够通过固定不动地设置在曲轴箱中的操作元件机械式地从第一操作位置直到第二操作位置中和反过来地轴向滑移。
44.车辆，其特征在于：所述车辆具有根据权利要求39至43之一所述的往复活塞式发动机。
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