CN110199097B

CN110199097B - 具有带缸套的缸-活塞单元的长度可调的连杆棒

Info

Publication number: CN110199097B
Application number: CN201780068189.XA
Authority: CN
Inventors: 佐尔坦·里巴; 凯·阿伦斯; 马丁·博登施泰纳; 斯特芬·拉茨; 马尔特·黑勒
Original assignee: AVL List GmbH; Evis Engine Systems Co ltd
Current assignee: AVL List GmbH; Evis Engine Systems Co ltd
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2017-11-03
Publication date: 2021-08-31
Anticipated expiration: 2037-11-03
Also published as: DE102016120964A1; AT519294A2; CN110199097A; AT519294B1; WO2018083261A1; AT519294A3

Abstract

本发明涉及用于内燃机的长度可调的连杆棒，其具有第一连杆部分、第二连杆部分和至少一个缸‑活塞单元，以便相对于第二连杆部分调节第一连杆部分。缸‑活塞单元包括壳体、缸膛、在缸膛内可纵向运动的调节活塞以及至少一个用于容纳发动机油的第一和第二压力腔。在缸‑活塞单元的壳体的壳体孔内布置有缸套，其中，缸套构成缸膛，并且至少一个油输送通道沿缸套延伸，以便将发动机油供给第二压力腔。本发明此外涉及具有这种长度可调的连杆棒的内燃机，以及这种缸‑活塞单元的用于内燃机的长度可调的连杆棒的应用。

Description

具有带缸套的缸-活塞单元的长度可调的连杆棒

技术领域

本发明涉及用于内燃机的长度可调的连杆棒，其具有第一连杆部分、第二连杆部分和至少一个缸-活塞单元，以便相对于第二连杆部分调节第一连杆部分，其中，缸-活塞单元包括壳体、缸膛、可纵向运动地布置在缸膛内的调节活塞以及至少一个设置在缸膛内的压力腔。本发明此外还涉及具有这种长度可调的连杆棒的内燃机，以及这种缸-活塞单元的用于内燃机的长度可调的连杆棒的应用。

背景技术

内燃机的、尤其是汽油发电机的热效率依赖于压缩比ε，也就是说或压缩前的总体积相对压缩体积的比(ε＝(冲程体积V_h+压缩体积V_c) /压缩体积V_c)。随着压缩比的提升，热效率增加。热效率关于压缩比的升高是递减的，当然在目前通常的值的范围内仍显得相对较强。

在实践中，压缩比不能任意地升高，这是因为过高的压缩比将导致由于压力和温度升高所引起的燃烧混合物意外自点燃。该过早的燃烧不仅导致不安静的运行和在汽油发动机中发生所谓的爆震，而且也可能导致发动机的构件损坏。在部分负载中，自点燃的风险较低，该风险除了环境温度和压力的影响外还与发动机的运行点有关。因此，在部分负载范围内能够实行较高的压缩比。因此，在开发现代的内燃机中，力求使得压缩比与发动机的各运行点相匹配。

为了实现可变的压缩比(VCR)，存在不同的解决方案，以这些解决方案来改变曲轴的冲程轴颈的位置或发动机活塞的活塞销的位置，或改变连杆棒的有效长度。在此，分别存在有用于连续地和非连续地调节构件的解决方案。连续的调节基于可针对每个运行点调整的压缩比能够实现CO₂排放和油耗的最优的减少。与之相应地，非连续的调节利用两个构造为调节运动的端部止挡的级能够实现结构上的和运行技术上的优点，并且尽管如此但与传统的曲柄传动机构相比仍然能够实现在油耗和CO₂排放方面的显著节约。

文献US 2,217,721已描述了一种具有长度可调的连杆棒的内燃机，连杆棒具有两个可相对彼此伸缩式地移动的连杆部分，它们一起构成高压腔。为了给高压腔填充发动机油并排空，进而为了使连杆棒的长度变化，设置有液压的调节机构，其具有控制阀，控制阀具有弹簧预紧的封闭元件，封闭元件可通过发动机油的压力移动到打开的位置中。

EP 1 426 584 A1示出了对用于内燃机的压缩比的非连续的调节，其中，与活塞销连接的偏心件能够实现对压缩比的调节。在此，偏心件在枢转范围的一个或另一端部位置中的固定借助机械的锁定部来实现。由DE 10 2005 055 199 A1同样得知一种长度可变的连杆的工作方式，利用它能够实现不同的压缩比。该实现方案在此也经由小的连杆孔眼内的偏心件来实现，该偏心件通过具有可变阻力的两个液压缸来固定在其定位中。

WO 2013/092364 A1描述了一种用于内燃机的长度可调的连杆棒，其具有两个可相对彼此伸缩式地移动的连杆部分，其中，一个连杆部分构成缸，而第二连杆部分构成长度可调的活塞元件。在第一连杆部分的调节活塞与第二连杆部分的缸之间构造有高压腔，高压腔经由具有油通道和与油压有关的阀的液压调节机构被供给以发动机油。在WO 2015/055582 A2中示出了一种类似的具有可伸缩式地移动的杆部分的用于内燃机的长度可调的连杆棒。

根据WO 2015/055582 A2，内燃机中的压缩比应通过连杆长度来调节。连杆长度影响燃烧室内的挤压体积，其中，冲程体积通过曲轴轴颈的定位和缸膛来预设。因此，在例如活塞、缸盖、曲轴、气门控制部等的其他几何尺寸相同的情况下，短的连杆棒将导致比的长连杆棒更低的压缩比。在所公知的长度可调的连杆棒中，连杆长度在两个位置之间以液压方式变化。在此，整个连杆棒多件式地实施，其中，长度改变通过伸缩机构实现，伸缩机构可借助双作用的液压缸调节。通常用于容纳活塞销的小的连杆孔眼与活塞杆连接(可伸缩的杆部分)。所属的调节活塞在缸内轴向可移动地被引导，该缸布置在具有通常用于容纳曲轴轴颈的大的连杆孔眼的连杆部分内。调节活塞将缸分为两个压力腔，即上部的和下部的压力腔。这两个压力腔经由液压的调节机构被供给以发动机油，其中，给压力腔供应发动机油经由连杆轴承的润滑部来实现。为此，需要从曲轴轴颈经由连杆轴承到连杆的并且在那里经由调节机构的止回阀到压力腔的油贯通部。

如果连杆棒处于长的定位中，则在上部的压力腔内无发动机油。而下部的压力腔完全被填充以发动机油。在运行期间，由于燃气作用力和惯性力，使得连杆棒交替地受到拉力和压力。在连杆的长的定位中，拉力通过与调节活塞的上部的止挡的机械接触而被吸收。因此，连杆长度不改变。起作用的推压力经由活塞面被传递到以油填充的下部的压力腔。因为该腔室的止回阀阻止了油回流，所以油压升高，其中，在下部的压力腔内可能出现明显高压1,000bar的很高的动态的压力。连杆长度不改变。连杆通过沿该方向的系统压力被液压闭锁。

在连杆棒的短的位置中，关系发生转向。下部的压力腔是空的，上部的压力腔被填充以发动机油。拉力导致上部的压力腔内的压力升高。推压力被机械的止挡所吸收。

连杆长度可以通过如下方式分两级地调节，即，将两个压力腔中的一个排空。为此，由调节机构分别将入口中的两个止回阀中的一个跨接或打开所配属的返回通道。通过这些返回通道可以使发动机油与压力腔和供给装置之间的压力差无关地排流到曲轴箱内。各止回阀相应地失去其作用。两个返回通道通过控制阀来打开和关闭，其中，总是恰好一个返回通道是打开的，而另一个返回通道是关闭的。用于切换两个返回通道的致动器在此例如以液压的方式通过供给压力来驱控。

用于这种连杆棒的结构空间在轴向和径向上都受到限制。该结构空间沿曲轴方向受到轴承宽度和配重距离限制。沿轴向方向，反正仅存在有在用于支承活塞销的小的连杆孔眼与用于支承曲轴轴颈的大的连杆孔眼之间的结构空间和连杆棒的可能的调节冲程。

在内燃机中由连杆棒所要传递的力是相对大的，因此缸-活塞单元的压力腔内的压力也会相当大。鉴于在这种缸-活塞单元和所属的液压的调节机构中的高的内部压力，所使用的材料的疲劳强度是成问题的，而在较小的结构空间方面，部件的设计结构和承载能力以及发动机油供应的接入也是成问题的。

在将发动机油供给接入到长度可调的连杆棒中时，从设计结构的观点来看，上部的压力腔的填充是特别重要的。对于发动机油供给而言位于远处的压力腔的、通常是位于朝小的轴承孔眼的方向的上部的压力腔的液压接入，在长度可调的连杆棒的传统的设计方案中借助在缸-活塞单元的壳体内的经钻孔的油通道来实现。这不仅导致具有相应地增加的壁厚的连杆部分的花费高的设计结构，而且由于凹陷部、槽、孔和横向孔的切口效应而导致局部的应力集中。用于发动机油的液压的供给通道的切口效应的问题由于缸-活塞单元内的高的系统压力以及发动机油内的颗粒负载而再次被提高。

虽然活塞冲程机器在许多技术领域中已被众所周知，并且在汽车行业领域中往复式活塞-发动机被不断地优化、改进和进一步开发，但是长度可调的连杆棒的缸-活塞单元的液压的调节和供给机构尽管做了广泛的研发工作却仍是不令人满意的，尤其是在相对于内燃机的总运转时间而言长度可调的连杆棒的必需的寿命方面。在传统的往复式活塞机器中，长度可调的连杆棒的缸-活塞单元的液压供给由于可供使用的结构空间较小、由于极高的压力和交替的力方向所导致的温度负载极高、以及由于具有烟灰颗粒和切屑的发动机油的污染而受到更高的负载。这不仅导致密封装置的快速磨损，而且导致活塞-缸单元的液压供给部的损坏且最终导致其失效，并且因此导致内燃机的功率损失。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种具有缸-活塞单元的长度可调的连杆棒，其能够实现对缸-活塞单元的压力腔的可靠的且无问题的油供给。

该任务根据本发明通过如下方式解决，即，可纵向运动地布置的调节活塞还构造有且在一侧被限界了用于容纳发动机油的第二压力腔，其中，设置有缸套，缸套布置在缸-活塞单元的壳体内的壳体孔中，并且构成缸膛，其中，至少一个油输送通道沿缸套延伸，以便给第二压力腔供给以发动机油。经由设置在缸套的外部面和/或壳体孔的壳体壁上的油输送通道，优选是油引导槽，给缸-活塞单元的第二压力腔进行供给是制造上简单且易于装配的设计，并且能够实现给第二压力腔进行可靠且无问题的发动机油供给。在缸套的外部面和/或壳体孔的壳体壁上制造该油输送通道是简单的并且在部件生产中以高精度实现，其中，油输送通道相对于缸套和/或壳体壁的本来的周侧面被向内或向外错位。此外，在缸套生产时，缸膛的内器壁可以更容易且更精确地被加工，这可以导致制造成本的减少。此外，提供具有沿外部面的油输送通道的缸套导致在制造和运行长度可调的连杆棒时的协同效应。通常，缸-活塞单元的调节活塞和缸膛旋转对称地构成，但不限制于这种几何形状。根据本发明，长度可调的连杆棒也包括缸-活塞单元的调节活塞的和缸膛的椭圆的、多边形的或其他的横截面形状。

特别的设计方案设置的是，缸套在外部面上具有至少一个油引导槽，其通过壳体孔的孔壁限界，并且与孔壁构成至少局部地闭合的油输送通道。油引导槽的通过缸膛的孔壁限界是用于构成闭合的油输送通道的设计构造上简单的解决方案。在此，在壳体孔和缸套的相应的设计构造上的尺寸的情况下，在缸-活塞单元最终装配时自动构成了油输送通道。与用于长度可调的连杆棒的其他的解决方案相比，通过缸套的外部面上的油引导槽，使得缸-活塞单元的壳体的或所属的连杆棒的本来的器壁不因设置油通道而被削弱，这方面必要时必须以壳体的提高的壁厚和连杆棒的相应的更大的外尺寸来进行补偿。

为了尽可能快地给缸-活塞单元的第二压力腔填充以发动机油，在缸套的外部面上设置有至少两个、优选地至少三个油输送通道。适宜地，多个油引导槽均匀地布置在缸套的圆周上。

有意义的构造方案设置的是，至少一个油输送通道在远端的端部上具有油开口，其通过缸套延伸到第二压力腔内。在油输送通道的远端的端部上的油开口，也就是说在油输送通道的沿发动机油的流入方向在下游的端部上的开口，例如在油引导槽内的孔，能够实现发动机油到第二压力腔内的简单的进入，并且必要时也能够实现发动机油经由缸套的外部面上的至少一个油输送通道的相应的离开。在此，通常为每个油输送通道都设置有油开口，但是代替大的油开口地也可设置有多个小的油开口。

另外的实施方式设置的是，缸套与配属于第一压力腔的壳体底部流体密封地连接。缸套相对于第一压力腔的壳体底部的持久的流体密封的密封对于缸-活塞单元的可靠的无问题的功能是必需的。为第二压力腔进行供给的油引导槽与第一压力腔之间的泄漏流不仅会影响缸-活塞单元的功能，而且也会导致长度可调的连杆棒的明显的效率损失或故障。配属给第一压力腔的壳体底部通常也是容纳缸套的壳体孔的底部，从而使缸套必须流体密封地压入在壳体孔内，优选地压入在构造在壳体壁的延长部内的壳体底部上的槽内。替选地，当壳体孔同时构造在缸-活塞单元的第二连杆部分的互补的盖内且在装配时在缸套上伸缩式地被推动时，缸套也可以牢固地与配属于第一压力腔的壳体底部连接。在这种设计方案中，缸套与第二连杆部分整体地构成，替选地与第二连杆部分的所属的盖整体地构成。但通常，缸套也可以构造为单独的构件。构造为单独的构件的缸套可廉价地制造且可简单地装配，并且必要时可以由特定的材料制成。

为了实现长度可调的连杆棒的持久的运行和长的使用寿命，具有至少一个油引导槽的缸套可以由经硬化的材料制造或表面经硬化。由经硬化的基本材料或相应地表面经硬化的构件来制造缸套，例如表面硬化的、渗氮的或PVD覆层的构件，能够实现缸膛与可纵向运动地布置的调节活塞和必要时被构造其之间的密封装置之间的低磨损。此外，缸-活塞单元的壳体可由韧性的材料制造，例如由调质钢制造，其具有相应高的疲劳强度以用于吸收由于缸-活塞单元内的极高的系统压力导致的压力负载。

长度可调的连杆棒的优选的实施方式设置的是，在调节活塞的外器壁与缸膛的内器壁之间设置有密封装置。该密封装置防止了即使在高的系统压力下调节活塞缩入到分别被填充以发动机油的第一或第二压力腔内，并且因此能够实现可靠且持久地实施根据本发明的长度可调的连杆棒的功能。在此，调节活塞的外器壁与缸膛的内器壁之间的密封装置即使在有较大的力作用到调节活塞上的情况下，尤其在内燃机的各缸内的压缩过程和燃烧过程的情况下，也防止了调节活塞缩入到各压力腔内，以此能够实现缸内的可变的压缩比，并且防止所实现的内燃机的效率改进不由于调节活塞缩入到各压力腔内而又被减少。作为密封装置可以使用在设计构造上具有一定的泄漏的缝隙密封件，也可以使用几乎避免了泄漏的但在设计构造上花费更高的且功能上更易受损的接触式活塞密封件。在缸-活塞单元的压力腔内的高达 3,000bar的高的系统压力方面，缝隙密封件的缝隙量最高应为20μm，尤其最高应为10μm，优选地甚至更低。在如此低的缝隙量方面，应当除了密封装置外附加地还设置有油过滤器和/或刮油器，它们防止来自发动机油的大的烟灰颗粒或切屑被带入到压力腔内并且从那里进入到缝隙密封件的或者说活塞密封件的密封面之间的间隙内。由此可以防止存在于发动机油内的颗粒由于高的系统压力和调节活塞在缸膛内的运动而被带入到密封装置内。因此，防止或明显减少了缸膛的内器壁上或调节活塞的外器壁上或一个或多个活塞密封件的密封面上的磨损，以便最终防止缸-活塞单元的损坏和失效。

优选地，缸-活塞单元的调节活塞可以构造为双侧起作用的调节活塞，其中，可纵向运动地布置在缸膛内的调节活塞在第一端侧上限界了第一压力腔，且在第二端侧上限界了第二压力腔。双侧起作用的调节活塞能够实现活塞杆与单个的缸-活塞单元的沿较大压缩比的方向和沿较小压缩比的方向的固定。因此，该调节活塞与DE 10 2005 055 199 A1中的情况不同地被用于对活塞冲程或压缩比进行双向调节。有利地，在此可使用分级活塞，借助分级活塞的较大的端侧在相应的压力加载的情况下将连杆棒保持在其移出的位置中。基于在内燃机内存在的力关系，较小的端面通常足以用于沿相反的方向的固定。

有意义的设计方案设置的是，液压的调节机构包括控制阀，优选地包括被液压操作的控制阀，以便控制从第一和第二压力腔流出的发动机油从缸-活塞单元流出。在液压的调节机构内使用控制阀尤其是在两侧起作用的调节活塞的情况下有利于快速且可靠地操作长度可调的连杆棒，以便控制发动机油从缸-活塞单元流出。被液压操作的控制阀在此对于液压的调节机构的简单且持久可靠的功能是有意义的。控制阀在此也可以同时控制放泄阀。

另外的设计方案设置的是，设置有活塞杆，其中，活塞杆布置在调节活塞的第二端侧上，活塞杆延伸通过缸-活塞单元的第二压力腔且延伸通过缸-活塞单元的壳体内的杆孔进入到内燃机的曲轴箱内。活塞杆能够实现缸膛内的调节活塞的运动到第一连杆部分和第二连杆部分之间的相对运动的简单的传递，并且同时也能够实现杆孔与活塞杆之间的有意义的密封，例如借助杆密封件，该杆密封部可选地能够配属有刮油器，以便防止来自曲轴箱内的发动机油的颗粒被带入到缸-活塞单元内。因此，也可以实现调节活塞与缸膛之间的密封装置的相对小的间隙量。

为了实现长度可调的连杆棒的简单的结构，第一连杆部分可以与缸-活塞单元的调节活塞连接，而第二连杆部分可以具有缸-活塞单元的缸膛。

此外，本发明还涉及具有缸套的缸-活塞单元的用于内燃机的长度可调的连杆棒的应用，长度可调的连杆棒具有能借助缸-活塞单元调节的第一连杆部分和第二连杆部分，以便使第一连杆部分相对于第二连杆部分运动，缸-活塞单元包括壳体、缸膛、可纵向运动地布置在缸膛内的调节活塞以及至少一个用于容纳发动机油的第一压力腔和第二压力腔，它们在一侧被可纵向运动的调节活塞限界，其中，缸套布置在缸-活塞单元的壳体内的壳体孔内，并且构成缸膛，缸套在外部面上限界至少一个油输送通道，以便向第二压力腔供给以发动机油。这种缸- 活塞单元的用于内燃机的长度可调的连杆棒的使用尽管尺寸很小且系统压力极高但仍能够实现将发动机油用于调节缸-活塞单元。在此，缸- 活塞单元的致动借助作用到连杆部分上的内燃机的燃气作用力和惯性力来实现，而连杆部分的定位通过各压力腔内的存在的发动机油被锁定。此外，缸套能够实现基本上旋转对称的构件的用于缸-活塞单元和整个长度可调的连杆棒的使用，其在较小的可供使用的结构空间和材料和生产成本方面具有相应的优点。

在另外的方面中，本发明涉及一种内燃机，其具有至少一个往复式活塞、并且具有在缸和与往复式活塞连接的根据前述的实施方式的长度可调的连杆棒内的至少一个可调节的压缩比。优选地，内燃机的全部往复式活塞均配备有这种长度可调的连杆棒，但这不是必要的。当依赖于内燃机的各运行状态来相应地调节压缩比时，这种内燃机的燃料节约可以是显著的，且高达20％。适宜地，长度可调的连杆棒的缸-活塞单元可以与内燃机的发动机油液压系统联接。由此，在发动机油回路中存在的压力可用于控制液压的调节机构。在此应注意的是，在发动机油中存在烟灰颗粒和切屑，这要求了液压的调节机构、供给管路和所属的密封装置对此的不敏感性。来自发动机油的污物颗粒被带入得越少，则越可以保证缸-活塞单元的可靠的运行。

另外的修改方案设置的是，在缸-活塞单元的第一或第二压力腔内的发动机油的系统压力在1,000bar至3,000bar之间，优选在2,000bar 至2,500bar之间。所选择的系统压力能够实现缸膛的内径和缸的壁厚的可靠的设计结构上的设计方案，并且因此能够实现根据本发明的长度可调的连杆棒的可靠的结构上的设计方案。

根据改进方案可以设置有正时传动机构，其具有至少一个正时链、张紧和/或引导轨和/或链张紧器，正时传动机构将曲轴与内燃机的至少一个凸轮轴连接起来。正时传动机构在这方面是重要的，这是因为正时传动机构会对内燃机的动态负载进而是对长度可调的连杆棒具有决定性的影响。优选地，该正时传动机构被如下这样地设计，即，使得经由该正时传动机构不引入过高的动态力。替选地，这种正时传动机构也可以构造有正齿轮啮合部或驱动皮带，例如齿形带，其借助通过具有张紧辊的张紧设备预紧。

附图说明

在下文中根据附图详细解释实施方式。其中：

图1示出穿过内燃机的示意性的横截面；并且

图2在部分剖开的图示中示出图1中的长度可调的连杆棒的示意图。

具体实施方式

在图1中以示意图示出了内燃机(汽油机)1。内燃机1具有三个缸2.1、2.2和2.3，往复式活塞3.1、3.2和3.3分别在每个缸中上下运动。此外，内燃机1包括曲轴4，曲轴借助曲轴轴承5.1、5.2、5.3和 5.4可转动地被支承。曲轴4借助连杆棒6.1、6.2和6.3分别与所属的往复式活塞3.1、3.2和3.3连接。针对每个连杆棒6.1、6.2和6.3，曲轴4具有偏心布置的曲轴轴颈7.1、7.2和7.3。大的连杆孔眼8.1、8.2 和8.3分别支承在所属的曲轴轴颈7.1、7.2和7.3上。小的连杆孔眼9.1、 9.2和9.3分别支承在活塞销10.1、10.2和10.3上，并且因此可枢转地与所属的往复式活塞3.1、3.2和3.3连接。在此，术语“小的连杆孔眼 9.1、9.2和9.3”和“大的连杆孔眼8.1、8.2和8.3”并不意味着绝对的相对的大小关系，而是仅用于区分在图1中所示的内燃机的部件和关系。因此，小的连杆孔眼9.1、9.2和9.3的直径的尺寸可以小于、等于或大于大的连杆孔眼8.1、8.2和8.3的直径的尺寸。

曲轴4设有曲轴链轮11，并且借助正时链12与凸轮轴链轮13联接。凸轮轴链轮13驱动具有所属的凸轮的凸轮轴14，以用于操作每个缸2.1、2.2和2.3的进气门和排气门(未详细示出)。正时链12的松弛边借助可枢转地布置的张紧轨15张紧，该张紧轨借助链张紧器16被压到正时链上。正时链12的牵拉边可以沿引导轨滑动。该正时传动机构包括燃料喷射和借助点火线圈的点火在内的主要的功能方式不详细解释，并且假设为已公知。曲轴轴颈7.1、7.2和7.3的偏心性决定性地预设了冲程行程H_k，尤其是如在本情况中曲轴4精确地布置在气缸 2.1、2.2和2.3的中心下方。往复式活塞3.1在图1中示出在其最下方的位置中，而往复式活塞3.2示出在其最上方的位置中。在本情况中，该差距给出了冲程行程H_k。剩余的高度H_c(见缸2.2)给出了缸2.2 内的剩余的挤压高度。与往复式活塞3.1、3.2或3.3的直径以及所属的气缸2.1、2.2和2.3结合地，由冲程行程H_k得到冲程体积V_h，并且由剩余的挤压高度H_c计算出挤压体积V_c。当然，挤压体积V_c决定性地与缸盖的构造有关。由这些体积V_h和V_c得到压缩比ε。详细而言，由冲程体积V_h和挤压体积V_c的加和除以挤压体积V_c计算出压缩比ε。目前，针对汽油发动机的常见的ε值在10至14之间。

为了能够依赖于内燃机1的运行点(转速n、温度T、节气门位置) 匹配压缩比ε，根据本发明，将连杆棒6.1、6.2和6.3在其长度方面可调地设计。以此，可以在部分负载范围内以比满载范围内的更高的压缩比运行。

在图2中示例性地示出了长度可调的连杆棒6.1，其与连杆棒6.2 和6.3设计相同。因此，描述也相应地适用。连杆棒6.1具有连杆棒头 17.1，其具有所述的小的连杆孔眼9.1、第一连杆部分18.1，第一连杆部分可伸缩地在第二连杆部分19.1内引导。第一连杆部分18.1沿纵向方向相对于第二连杆部分19.1的相对运动借助缸-活塞单元20.1进行，缸-活塞单元具有调节活塞21.1和缸膛22.1以及在调节活塞21.1和缸膛22.1之间的密封装置23.1。在第二连杆部分19.1上布置有下部的轴承壳19b.1，其与第二连杆部分19.1的下部区域一起包围了大的连杆孔眼8.1。下部的轴承壳19b.1和第二连杆部分19.1以通常的方式借助紧固件相互连接。第二连杆部分19.1同时也构成了缸-活塞单元20.1的壳体，其中，在第二连杆部分19.1的壳体孔37.1内布置有缸套34.1，其构成缸-活塞单元20.1的缸膛22.1。活塞杆18a.1在第一连杆部分18.1 的下端部上与调节活塞21.1连接，调节活塞在缸套34.1的缸膛22.1内可移动地被引导。在上端部上，第二连杆部分19.1具有盖19a.1，第一连杆部分18.1的活塞杆18a.1被引导通过该盖，并且被密封。因此，盖19a.1整体上将壳体孔37.1密封。调节活塞21.1被设计为分级活塞。在调节活塞21.1下方构造有具有圆形的横截面的第一压力腔24.1，并且在调节活塞21.1上方构造有具有圆环形的横截面的第二压力腔25.1。为了借助调节活塞21.1在缸膛22.1内的运动来改变连杆长度，设置有液压的调节机构26.1。下文中将详述的液压的回路属于该调节机构 26.1，该液压的回路相应地被提供用于发动机油进入和离开压力腔24.1 和25.1，并且因此被提供用于对借助作用在连杆棒6.1上的力被致动的调节活塞2.1进行固定。

缸套34.1在其外部面34a.1上具有一个或多个油引导槽40.1，它们与壳体孔37.1一起形成了闭合的油输送通道41.1以用于向第二压力腔25.1供给以发动机油。缸套34.1在此布置在第二连杆部分19.1内的壳体孔37.1的壳体底部43.1上的呈圆环形的槽42.1内，并且由此相对于第一压力腔24.1被密封。沿发动机油的到第二压力腔25.1中的流入方向在油输送通道41.1的远端端部上，也就是说在第二连杆部分19.1 的盖19a.1的区域内分别设置有至少一个油开口44.1，通过油开口，发动机油从油输送通道41.1流动到第二压力腔25.1内。为这些油开口44.1 可以设置有一个或多个孔，这些孔从油引导槽40.1通过缸套34.1引导到第二压力腔25.1内或被构造为油引导槽40.1的端侧的进一步引导部。在图2中所示的缸套34.1在压力腔24.1和25.1的或调节活塞21.1 的区域内以呈圆环形的横截面来设计。能够想到其他的几何尺寸。在另一侧在外部面34a.1内设置有的油引导槽40.1的缸套34.1的壁厚由壳体孔37.1的半径减去缸膛22.1的半径得到，而在缸套34.1的区域内的壳体的壁厚由第二连杆部分19.1的所属的外半径减去壳体孔37.1的半径得到。在这种对称的设计方案中，壁厚在第二连杆部分19.1的圆周上具有均匀的厚度，并且在第二连杆部分19.1的材料内的应力为均匀的低应力，从而出现在连杆棒6.1内的最大的系统压力保持在可应对的极限内。

在下文中，根据图2详细解释在连杆棒6.1内所使用的液压的调节机构26.1。缸-活塞单元20.1的调节活塞21.1构造为分级活塞。分级活塞一般被理解为具有大小不同的作用面的双侧起作用的活塞。第一端侧27.1呈圆形设计，并且配属于第一压力腔24.1。第二端侧28.1呈圆环形地设计，并且配属于第二压力腔25.1。液压的调节机构26.1以发动机油运行。为此，机油供给通道29.1与大的连杆孔眼8.1连接，由此，可将发动机油输送给液压的调节机构26.1，或者在替选的回路中必要时可从该液压的调节机构排流。与机油供给通道29.1联接地设置有控制阀30.1，借助该控制阀来控制从缸-活塞单元20.1的第一压力腔24.1和第二压力腔25.1流出的发动机油的排流。借助作用到大的连杆孔眼18.1、19.1上的内燃机1的燃气作用力和惯性力被运送的发动机油从控制阀30.1出来经由第一油通道31.1到达第一压力腔24.1内，并且经由第二油通道32.1到达第二压力腔25.1内。沿流入的发动机油的流动方向，在第一油通道31.1通到第一压力腔24.1之前，在第一油通道31.1内设置有止回阀33.1且可选地设置有油过滤器。在止回阀33.1 与第一油通道31.1到第一压力腔24.1内的汇入部之间设置有出口通道 35.1的分路，该出口通道在第二连杆部分19.1的外侧上汇入到内燃机1的曲轴箱内。出口通道35.1配备有放泄阀36.1，其在发动机油经由第一油通道31.1流入到第一压力腔24.1内时是关闭的。

用于给第二压力腔25.1进行供给的第二油通道32.1从控制阀30.1 出来地朝止回阀的方向引导，并且然后从那里经由在壳体孔37.1内的出口45.1进入到缸套34.1的外部面34a.1与壳体孔37.1的壳体壁37a.1 之间的油输送通道41.1内。然后，发动机油在油引导槽40.1内进一步流向油输送通道41.1的远端端部上的油开口44.1，并且然后经由油开口44.1流入到第二压力腔25.1内。为了给第二压力腔25.1进行供给，在缸套34.1的外部面34a.1上设置有至少一个油引导槽40.1，但优选地设置有在缸套34.1的圆周上均匀分布的多个油引导槽40.1，它们分别通过各个出口45.1或经由在缸膛37.1内径向环绕的槽被供给以发动机油。在第二油通道32.1的前部区域内的止回阀33.1与通到至少一个油引导槽40.1内的出口45.1之间设置有出口通道35.1的分路，该出口通道在第二连杆部分19.1的外侧上汇入到内燃机1的活塞壳体内。出口通道35.1配备有放泄阀36.1，其在发动机油经由第二油通道32.1流入到第二压力腔25.1内时是关闭的。

当通过作用到连杆部分18.1、19.1上的燃气作用力和惯性力来驱动的液压的调节机构26.1的控制阀30.1将第一油通道31.1打开时，从大的连杆孔眼8.1经由机油供给通道29.1输送的发动机油经由止回阀 33.1流动到第一压力腔24.1内。调节活塞21.1通过在第一连杆部分18.1 与第二连杆部分19.1之间起作用的燃气作用力和惯性力驱动地行进到调节活塞21.1的上部的位置中，将发动机油运送到第一压力腔24.1内，并且然后在图2中所示的最终的移出的上部的位置中被液压闭锁，这是因为经由第一油通道34.1通过止回阀33.1的回流以及经由出口通道 35.1通过闭锁的放泄阀36.1的流出都被阻止。连杆棒6.1因此处于其较长的位置中。在控制阀30.1被转换以用于打开第一油通道34.1内的放泄阀36.1时，同时第二油通道32.1也被打开以用于受燃气作用力和惯性力驱动来给第二压力腔25.1填充发动机油，其中，同时处于第一压力腔24.1内的发动机油可以经由出口通道35.1流出到曲轴箱内。

同时，随着发动机油从第一压力腔24.1的流出，经由第二油通道 32.1将发动机油运送到壳体孔37.1与缸套34.1之间的输送通道41.1内，并且经由油输送通道41.1的远端端部处的油开口44.1到达第二压力腔 25.1内。在发动机油流入到第二压力腔25.1内期间，所属的出口通道 35.1内的放泄阀36.1是关闭的。调节活塞21.1通过作用在第一连杆部分18.1与第二连杆部分19.1之间的燃气作用力和惯性力驱动地行进到其下部的位置中，其中，发动机油流入到第二压力腔25.1内。在其下部的位置中(未示出)，调节活塞21.1然后被液压闭锁，这是因为通过放泄阀36.1的回流以及通过止回阀33.1的到第二油通道32.1内的回流都被阻止。

在发动机油受燃气作用力和惯性力驱动地从控制阀30.1经由第一油通道31.1进入到第一压力腔24.1内或经由第二油通道32.1进入到第二压力腔25.1时，全部流入的发动机油可选地被导引经过油过滤器，在油过滤器内滤除且捕获来自发动机油的较大的烟灰微粒和切屑。可选地设置的油过滤器优选地布置在第一油通道31.1的或第二油通道 32.1的出口通道35.1的分路与通到油引导槽40.1内的出口45.1或通到第一压力腔24.1内的出口之间，以便在发动机油从各压力腔24.1和25.1 流出时净化流出的且经由流出通道35.1流出到曲轴箱内的发动机油。由此，流入到缸膛22.1的压力腔24.1和25.1内的发动机油仅带有很少的污染物，从而使得调节活塞21.1的外壁39.1和缸膛22.1的内壁38.1 之间的密封装置23.1相应地受到很微小的磨损。由此，防止了密封装置23.1的表面上的更强的损坏的风险且改善了长度可调的连杆棒6.1 的必要的使用寿命。

长度可调的连杆棒6.1的液压的调节机构26.1的控制阀30.1主动地控制被分路的出口通道35.1内的配属于第一油通道31.1和第二油通道32.1的放泄阀36.1，以便定固长度可调的连杆棒6.1的定位，而发动机油的被燃气作用力和惯性力驱动的到第一油通道31.1和第二油通道32.1内的进入仅经由控制阀30.1被动地进行。在第一油通道31.1 或第二油通道32.1打开且发动机油流入到第一压力腔24.1或第二压力腔25.1内时，在液压的调节机构26.1的另外的分路内的，也就是说在第二油通道32.1或第一油通道31.1内的放泄阀36.1也必须同时打开，以便能够实现发动机油从各另外的压力腔，也就是说从第二压力腔25.1或从第一压力腔24.1的受控的流出，并且能够实现调节活塞21.1到第二压力腔25.1或第一压力腔24.1内的移入。优选地，对控制阀30.1的驱控以施加到机油供给通道29.1上的压力进行，以此可避免对控制阀 30.1或放泄阀36.1的其他的、替选的但也可能的电的、电子的、磁性的或机械的驱控。

附图标号列表

1 内燃机

2.1、2.2、2.3 缸

3.1、3.2、3.3 往复式活塞

4 曲轴

5.1、5.2、5.3 曲轴轴承

6.1、6.2、6.3 连杆棒

7.1、7.2、7.3 曲轴轴颈

8.1、8.2、8.3 大的连杆孔眼

9.1、9.2、9.3 小的连杆孔眼

10.1、10.2、10.3 活塞销

11 曲轴链轮

12 正时链

13 凸轮轴链轮

14 凸轮轴

15 张紧轨

16 链张紧器

17.1 连杆棒头

18.1 第一连杆部分

18a.1 活塞杆

19.1 第二连杆部分

19a.1 盖

19b.1 轴承壳

20.1 缸-活塞单元

21.1 调节活塞

22.1 缸膛

23.1 密封装置

24.1 第一压力腔

25.1 第二压力腔

26.1 液压的调节机构

27.1 第一端侧

28.1 第二端侧

29.1 油供给通道

30.1 控制阀

31.1 第一油通道

32.1 第二油通道

33.1 止回阀

34.1 缸套

34a.1 外部面

35.1 出口通道

36.1 放泄阀

37.1 壳体孔

37a.1 壳体壁

38.1 内器壁

39.1 外器壁

40.1 油输送槽

41.1 油输送通道

42.1 槽

43.1 壳体孔

44.1 油开口

45.1 出口

V_h 冲程体积

V_c 挤压体积

H_c 挤压高度

H_k 冲程行程

S 缝隙量

ε 压缩比

n 转速

T 温度

Claims

1.用于内燃机(1)的长度可调的连杆棒(6.1)，所述长度可调的连杆棒具有第一连杆部分(18.1)和第二连杆部分(19.1)，所述第一连杆部分(18.1)被构造成用于容纳活塞销(10.1)，并且所述第二连杆部分(19.1)被构造成用于容纳曲轴轴颈(7.1)，其中，所述第一连杆部分(18.1)相对于所述第二连杆部分(19.1)能运动，以便调节所述活塞销(10.1)和所述曲轴轴颈(7.1)之间的距离，并且具有至少一个缸-活塞单元(20.1)，以便相对于所述第二连杆部分(19.1)调节所述第一连杆部分(18.1)，所述缸-活塞单元(20.1)包括壳体、缸膛(22.1)、能纵向运动地布置在所述缸膛(22.1)内的调节活塞(21.1)、至少一个设置在所述缸膛(22.1)内的用于容纳内燃机(1)的发动机油的第一压力腔(24.1)，所述第一压力腔(24.1)在一侧被能运动的调节活塞(21.1)限界，

其特征在于，所述可纵向运动地布置在缸膛(22.1)内的调节活塞(21.1)还构造有且在一侧限界了用于容纳发动机油的第二压力腔，其中，设置有缸套(34.1)，所述缸套(34.1)布置在所述缸-活塞单元(20.1)的壳体内的壳体孔(37.1)内，并且构成所述缸膛(22.1)，其中，至少一个油输送通道(41.1)沿所述缸套(34.1)延伸，以便向所述第二压力腔供给以发动机油。

2.根据权利要求1所述的长度可调的连杆棒(6.1)，其特征在于，所述缸套(34.1)在外部面(34a.1)上具有至少一个油引导槽(40.1)，所述油引导槽通过所述壳体孔(37.1)的壳体壁(37a.1)限界，并且与所述壳体壁(37a.1)形成闭合的油输送通道(41.1)。

3.根据权利要求1或2所述的长度可调的连杆棒(6.1)，其特征在于，设置有至少两个油输送通道(41.1)。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的长度可调的连杆棒(6.1)，其特征在于，至少一个油输送通道(41.1)在远端端部具有油开口(44.1)，所述油开口通过所述缸套(34.1)延伸到所述第二压力腔内。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的长度可调的连杆棒(6.1)，其特征在于，所述缸套(34.1)与配属于所述第一压力腔(24.1)的壳体底部(43.1)流体密封地连接。

6.根据权利要求1至2中任一项所述的长度可调的连杆棒(6.1)，其特征在于，所述缸套(34.1)是单独的构件。

7.根据权利要求6所述的长度可调的连杆棒(6.1)，其特征在于，所述缸套(34.1)由经硬化的材料制造或表面被硬化。

8.根据权利要求1至2中任一项所述的长度可调的连杆棒(6.1)，其特征在于，在所述调节活塞(21.1)的外器壁(39.1)与所述缸膛(22.1)的内器壁(38.1)之间设置有密封装置(23.1)。

9.根据权利要求1至2中任一项所述的长度可调的连杆棒(6.1)，其特征在于，所述缸-活塞单元(20.1)的调节活塞(21.1)构造为双侧上作用的调节活塞(21.1)，其中，所述能纵向运动地布置在缸膛(22.1)内的调节活塞(21.1)在第一端侧(27.1)上限界了所述第一压力腔(24.1)，并且在第二端侧上限界了所述第二压力腔。

10.根据权利要求1至2中任一项所述的长度可调的连杆棒(6.1)，其特征在于，设置有活塞杆(18a.1)，其中，所述活塞杆(18a.1)布置在所述调节活塞(21.1)的第二端侧上，并且延伸通过所述缸-活塞单元(20.1)的第二压力腔且延伸通过所述缸-活塞单元(20.1)的壳体内的杆孔(36.1)进入到内燃机(1)的曲轴箱内。

11.根据权利要求1至2中任一项所述的长度可调的连杆棒(6.1)，其特征在于，所述第一连杆部分(18.1)与所述缸-活塞单元(20.1)的调节活塞(21.1)连接，而所述第二连杆部分(19.1)具有所述缸-活塞单元(20.1)的缸膛(22.1)。

12.根据权利要求1至2中任一项所述的长度可调的连杆棒(6.1)，其特征在于，所述连杆棒是用于汽油发动机的长度可调的连杆棒。

13.根据权利要求1或2所述的长度可调的连杆棒(6.1)，其特征在于，设置有至少三个油输送通道(41.1)。

14.具有缸套(34.1)的缸-活塞单元(20.1)的用于内燃机(1)的具有第一连杆部分(18.1)和第二连杆部分(19.1)的长度可调的连杆棒(6.1)的应用，所述第一连杆部分(18.1)和第二连杆部分(19.1)能借助缸-活塞单元(20.1)调节，以便使所述第一连杆部分(18.1)相对于所述第二连杆部分(19.1)运动，所述缸-活塞单元(20.1)包括壳体、缸膛(22.1)、能纵向运动地布置在所述缸膛(22.1)内的调节活塞(21.1)、至少一个设置在所述缸膛(22.1)内的用于容纳发动机油的第一压力腔(24.1)，所述第一压力腔(24.1)在一侧被能运动的调节活塞(21.1)限界，

其特征在于，所述能纵向运动地布置在缸膛(22.1)内的调节活塞(21.1)还构造有且在一侧限界了用于容纳发动机油的第二压力腔，其中，缸套(34.1)布置在所述缸-活塞单元(20.1)的壳体内的壳体孔(37.1)内并且构成所述缸膛(22.1)，所述缸套(34.1)以其外部面(34a.1)限界了至少一个油输送通道(41.1)，以便向所述第二压力腔供给以发动机油。

15.内燃机(1)，其具有至少一个往复式活塞(3.1、3.2、3.3)，并且具有在缸(2.1、2.2、2.3)内的至少一个可调节的压缩比和与所述往复式活塞(3.1、3.2、3.3)连接的根据权利要求1至13中任一项所述的长度可调的连杆棒(6.1)(6.1、6.2、6.3)。

16.根据权利要求15所述的内燃机(1)，其特征在于，缸-活塞单元(20.1)的第一压力腔(24.1)或第二压力腔内的发动机油的系统压力在1,200bar至3,000bar之间。

17.根据权利要求15或16所述的内燃机(1)，其特征在于，设置有正时传动机构，所述正时传动机构具有至少一个正时链(12)、张紧和/或引导轨(15)和/或链张紧器(16)，所述正时传动机构将曲轴(4)与内燃机(1)的至少一个凸轮轴(14)连接起来。

18.根据权利要求15所述的内燃机(1)，其特征在于，缸-活塞单元(20.1)的第一压力腔(24.1)或第二压力腔内的发动机油的系统压力在2,000bar至2,500bar之间。