CN112177771A - 具有可变压缩的内燃机的连杆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于具有可变压缩的内燃机的连杆(1)，该连杆包括用于将该连杆(1)连接到该内燃机的曲轴上的曲柄销轴承孔眼(12)、用于将该连杆(1)连接到该内燃机的气缸活塞(30)上的连杆轴承孔眼(13)、用于调节有效连杆长度的调节装置(2)以及用于该连杆(1)的位置识别的装置。根据本发明，在连杆(1)的区域中设置有至少一个带有活塞冷却喷嘴(32)的活塞冷却单元以及用于连杆(1)的位置识别的传感器(33)。本发明还涉及一种具有可设定的压缩比的内燃机，该内燃机具有至少一个连杆(1)。

Description

具有可变压缩的内燃机的连杆

技术领域

本发明涉及一种用于调节具有可设定的压缩比的内燃机的有效连杆长度的连杆以及一种具有连杆的内燃机。

背景技术

在内燃机中，高的压缩比对内燃发动机的效率产生积极的影响。压缩比通常理解为压缩之前的整个气缸容积与压缩之后剩余的气缸容积的比例。然而，在具有固定压缩比的带有外源点火的内燃机、尤其是汽油发动机中，压缩比只能选择得如此高，以致在满负荷运行时避免内燃机的所谓的“爆震”。然而，对于内燃机的更加频繁出现的部分负荷范围，也就是说在较低的气缸充气量的情况下，可以选择具有较高值的压缩比，而不会出现“爆震”。如果能够可变地设定压缩比，则能够改善内燃机的重要的部分负荷范围。为了调节压缩比，例如已知具有可变的连杆长度的系统。

根据机动车的车载诊断(OBD)的法律要求，在马达运行期间必须能够确定内燃机的压缩比。对于具有可变连杆长度的连杆，内燃机的压缩比通常由实际的连杆长度改变。例如，通过偏心件的扭转，连杆长度可以变化。用于确定压缩比的现有技术是通过安装到内燃机的对应活塞上的相应发送器几何形状来检测连杆长度。例如，连杆长度的测量可以通过传感器来进行，该传感器是安装在燃烧活塞中的发送器(例如磁体)。这决定了在活塞式马达中存在的燃烧活塞的对于应用情况特定的设计变化。

发明内容

本发明的任务是提供一种连杆，该连杆具有连杆长度的识别部，该连杆易于安装并且能够承受高负荷。

另一个任务是，给出一种具有这种连杆的内燃机。

根据本发明的一个方面，提出了一种用于具有可变压缩的内燃机的连杆，该连杆包括用于将该连杆连接到该内燃机的曲轴上的曲柄销轴承孔眼、用于将该连杆连接到该内燃机的气缸活塞上的连杆轴承孔眼、以及用于调节有效连杆长度的调节装置。此外，设置有用于连杆的位置识别的装置。

根据本发明，在连杆的区域中设置有至少一个带有活塞冷却喷嘴的活塞冷却单元以及用于连杆的位置识别的传感器。

本发明允许连杆的可简单装配的位置识别部，其中不需要或几乎不需要附加的结构空间。

活塞冷却单元和传感器可以根据一个有利的实施方式构造为模块。

根据本发明的另一个方面，提出一种具有可设定的压缩比的内燃机，该内燃机具有至少一个连杆。在此，连杆能够有利地具有如前所述的活塞冷却单元以及传感器。因此，车载诊断(OBD)的法律要求能够得到满足。

附图说明

其它优点由以下附图说明给出。在附图中示出本发明的实施例。附图、说明书包含大量组合的特征。本领域技术人员也可以适当地单独考虑这些特征并且总结出有意义的其它组合。

示例性地示出：

图1以带有绘出的剖平面A-A的侧视图示出根据本发明的连杆；

图2以正视图示出根据图1的根据本发明的连杆；

图3以剖平面A-A的纵剖面示出根据图1的连杆；

图4示出具有用于位置识别的模块的根据本发明的连杆，该连杆具有示意示出的气缸活塞和气缸；

图5示出用于位置识别的模块的空间视图；

图6示出用于位置识别的模块的第二空间视图；并且

图7示出用于位置识别的模块的第三空间视图。

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表示。附图仅示出示例并且不应理解为限制性的。

图1至图3以示意图示出根据本发明的用于具有可变压缩的内燃机的连杆1，该连杆具有用于调节有效连杆长度的偏心件调节装置2，该偏心件调节装置被定义为曲柄销轴承孔眼12的中轴线与偏心件4的孔的中轴线之间的距离。偏心件调节装置2具有与单件式或多件式的偏心件杠杆3配合作用的偏心件4，在该偏心件中能够容纳气缸活塞的未示出的活塞销。偏心件调节装置2的调节行程能够借助转换阀5来调节。调节装置2不强制地构造为偏心件调节装置。在本发明的范围内同样可以考虑调节装置的其它已知的备选实施方案。

可调节的偏心件调节装置2的扭转通过内燃发动机的惯性力和负载力的作用来引起，所述惯性力和负载力在内燃发动机的工作冲程中作用到偏心件调节装置2上。在工作冲程期间，作用到偏心件调节装置2上的力的作用方向连续地改变。旋转运动或调节运动通过一个或多个被液压液体、尤其是被机油加载的、集成在连杆1中的柱塞6、7来支持，或者柱塞6、7防止偏心件调节装置2由于作用到偏心件调节装置2上的力的力作用方向变化而复位。

柱塞6、7分别在连杆1的液压缸14、15的缸孔8、9中可移动地引导并且与支撑杆10、11连接，所述支撑杆本身与偏心件杠杆3例如通过圆柱滚子46、47铰接地连接。

连杆1具有用于将连杆1连接到内燃机的曲轴上的曲柄销轴承孔眼12以及用于将连杆1连接到该内燃机的气缸活塞30上的连杆轴承孔眼13。

柱塞6、7可移动地布置在由缸孔8、9形成的作为液压室的缸14、15中并且经由进口16、17从曲柄销轴承孔眼12起经过止回阀18、19加载液压液体、例如发动机油。在此，这些止回阀防止液压液体从液压室14、15回流到进口16、17中，但是能够实现将液压液体补充抽吸到液压室14、15中。

液压室14、15还通过未示出的出口与转换阀5连接，该转换阀可以构造为液压阀或机械阀并且通过排出管路22与曲柄销轴承孔眼12连接。

如例如由图3可见，连杆1具有连杆体20和紧固在连杆体上的连杆盖21。

在连杆体20的区域中，在曲柄销轴承孔眼12的环周上设置有凹槽23，进口16、17以及排出管路22通入到该凹槽中。由于凹槽23仅布置在曲柄销轴承孔眼12的环周的一部分上，因此曲柄销轴承孔眼12内的轴承的承载能力也受到尽可能小的损害。

所述连杆1的结构也仅示例性示出，并且偏心件杠杆连接部也可以应用在具有偏心件调节装置的连杆的其它实施变型方案中。因此例如可以将转换阀5布置在连杆盖21的区域中。此外，所描述的止回阀18、19可以集成地设置在转换阀5中。液压室14、15的液压供给也可以与所描述的实施方案不同。

根据机动车的车载诊断(OBD)的法律要求，在马达运行期间必须能够确定内燃机的压缩比。对于具有可变连杆长度的连杆，内燃机的压缩比通常由实际的连杆长度改变。因此设置有用于连杆1的位置识别的装置，该装置根据本发明设置在连杆1的区域中。用于连杆1的位置识别的装置设置为传感器33，该传感器如此布置，即，利用该传感器可以探测气缸活塞30的活塞内壁或活塞外壁。

在连杆1的区域中，根据本发明还设置有至少一个带有活塞冷却喷嘴32的活塞冷却单元。

活塞冷却单元以及传感器33可以有利地构造为模块31，由此装配能够被显著简化。然而，也可以想到单独的布置。

图4示出具有根据本发明的模块31以及具有内燃机的示意地通过虚线示出的气缸活塞30和气缸34的连杆1。

在图5至图7中以不同的空间视图示出的模块31包括具有活塞冷却喷嘴32的活塞冷却单元和传感器33。活塞冷却喷嘴32优选构造为配属于气缸34的喷射喷嘴，该喷射喷嘴将冷却剂喷射到背离燃烧室的气缸内腔35中并且由此保护气缸活塞30免于过热并且由此保护内燃机免于严重损坏。由于燃烧的热量，在气缸34中并且由此在活塞底部处具有非常高的温度，对于钢活塞来说大约高于500℃。

为此，模块31布置在气缸活塞30的活塞裙的区域中，直接布置在活塞裙上、气缸34上或内燃机的其它合适的构件上。

传感器33优选地被构造为感应开关或接近传感器，例如被构造为涡流传感器(无接触的开关)。这些传感器实施方案的优点是，不需要永磁体。备选地，例如可以使用霍尔传感器。

传感器33的结构形式可以不同地设置，只要结构空间足够即可。因此，可以想到方形或圆形的外部形状以及具有外螺纹的外部形状。

活塞冷却喷嘴32和传感器33可以以不同的方式彼此连接。例如可以考虑借助于硬钎焊进行连接。备选地，该连接可以通过塑料注塑包封来实现。其它连接方式(传力配合和/或形状配合的连接)也可以在本发明的范围中组合。

由于气缸34中的高温，传感器33具有金属壳体或塑料壳体，所述壳体承受高于150℃的温度。

设置在内燃机中的模块31可以如此连接，使得能够一起探测所有的气缸活塞30并且仅仅需要一个输出电缆。

因为这种模块31能够以简单的方式集成到现有的结构空间中，所以该布置是用于获取连杆1的连杆长度并且由此检测内燃机的压缩比的非常成本低廉的并且同时稳健的解决方案。

Claims (10)

1.一种用于具有可变压缩的内燃机的连杆(1)，包括

用于将所述连杆(1)连接到所述内燃机的曲轴上的曲柄销轴承孔眼(12)，

用于将所述连杆(1)连接到所述内燃机的气缸活塞(30)上的连杆轴承孔眼(13)，

用于调节有效连杆长度的调节装置(2)，

以及用于所述连杆(1)的位置识别的装置，

其特征在于，

在所述连杆(1)的区域中设置有至少一个带有活塞冷却喷嘴(32)的活塞冷却单元以及用于所述连杆(1)的位置识别的传感器(33)。

2.根据权利要求1所述的连杆(1)，其特征在于，所述活塞冷却单元和所述传感器(33)构造为模块(31)。

3.根据权利要求1或2所述的连杆(1)，其特征在于，所述传感器(33)构造为感应式接近传感器或感应式开关。

4.根据权利要求1或2所述的连杆(1)，其特征在于，所述传感器(33)构造为霍尔传感器。

5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的连杆(1)，其特征在于，所述传感器(33)布置在所述连杆(1)的区域中，使得能够探测所述气缸活塞(30)的活塞内壁或者活塞外壁。

6.根据前述权利要求1至5中任一项所述的连杆(1)，其特征在于，所述活塞冷却喷嘴(32)和所述传感器(33)材料接合或传力配合地连接。

7.根据前述权利要求1至6中任一项所述的连杆(1)，其特征在于，所述传感器(33)具有金属壳体或塑料壳体，所述金属壳体或塑料壳体承受高于150℃的温度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的连杆(1)，其特征在于，所述调节装置(2)构造为偏心件调节装置(2)，其中所述偏心件调节装置(2)具有与偏心件杠杆(3)配合作用的并且不可相对旋转地连接的偏心件(4)，在所述偏心件中能够容纳所述气缸活塞的活塞销，其中所述偏心件调节装置(2)具有两个液压室(14、15)，所述液压室分别具有柱塞(6、7)，所述柱塞在缸孔(8、9)中可移动地引导并且与支撑杆(10、11)连接，所述支撑杆在另一个端部上与所述偏心件杠杆(3)连接，其中所述偏心件调节装置(2)的至少两个切换位置被设置用于调节所述连杆长度。

9.一种具有可设定的压缩比的内燃机，所述内燃机具有至少一个根据权利要求1至8中至少任一项所述的连杆(1)，其特征在于，所述活塞冷却单元和所述传感器(33)布置在所述气缸活塞(30)的活塞裙的区域中、直接布置在所述活塞裙上或者布置在所述气缸(34)上。

10.根据权利要求9所述的内燃机，其特征在于，每个活塞分别设置有由活塞冷却单元和传感器(33)形成的模块(31)，其中所述模块(31)被连接成使得能够共同探测所有的气缸活塞(30)。

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