DE102010036555B4

DE102010036555B4 - Internal combustion engine with variable compression ratio

Info

Publication number: DE102010036555B4
Application number: DE102010036555.6A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Heiler
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2030-07-23
Also published as: DE102010036555A1

Abstract

Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis, wobei ein Kurbelgehäuse (2) Zylinderlaufbuchsen (5) und in diesen geführte Kolben (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Zylinderlaufbuchse (5) axial unverschieblich gelagert ist und auf ihrer dem Brennraum (4) dieses Zylinders zugewandten Seite ein den Brennraum (4) begrenzender Ring (8) angeordnet ist, sowie Mittel (16, 22) zum axialen Verstellen des Rings (8) vorgesehen sind.Internal combustion engine with variable compression ratio, wherein a crankcase (2) has cylinder liners (5) and pistons (6) guided in these, characterized in that the respective cylinder liner (5) is mounted in an axially immovable manner and on its side facing the combustion chamber (4) of this cylinder A ring (8) delimiting the combustion chamber (4) is arranged on the side, and means (16, 22) are provided for the axial adjustment of the ring (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis, wobei ein Kurbelgehäuse Zylinderlaufbuchsen und in diesem geführten Kolben aufweist.The invention relates to an internal combustion engine with a variable compression ratio, a crankcase having cylinder liners and pistons guided in them.

Grundsätzlich ist es bekannt, das Verdichtungsverhältnis einer Brennkraftmaschine mit Hilfe einer verschiebbaren Zylinderlaufbuchse zu verändern. Durch Verschiebung der Zylinderlaufbuchse lässt sich das Volumen des Brennraums verändern. Wird die Zylinderlaufbuchse in Richtung des Zylinderkopfes der Brennkraftmaschine axial verschoben, reduziert sich das Volumen des Brennraums mit der Folge eines größeren Verdichtungsverhältnisses. Wird hingegen die Zylinderlaufbuchse vom Zylinderkopf weg bewegt, vergrößert sich das Brennraumvolumen mit der Folge eines geringeren Verdichtungsverhältnisses. Das variable Verdichtungsverhältnis ist für einen besseren Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine von Bedeutung. Bei niedriger Drehzahl ist eine hohe Verdichtung, bei hoher Drehzahl eine niedrigere Verdichtung von Vorteil.In principle, it is known to change the compression ratio of an internal combustion engine with the aid of a displaceable cylinder liner. The volume of the combustion chamber can be changed by moving the cylinder liner. If the cylinder liner is axially displaced in the direction of the cylinder head of the internal combustion engine, the volume of the combustion chamber is reduced, resulting in a higher compression ratio. If, on the other hand, the cylinder liner is moved away from the cylinder head, the volume of the combustion chamber increases, resulting in a lower compression ratio. The variable compression ratio is important for better engine efficiency. High compression is advantageous at low engine speeds, and lower compression at high engine speeds.

Aus der DE 42 27 699 A1 ist eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art bekannt, bei der zur variablen Einstellung des Verdichtungsverhältnisses die Zylinderlaufbuchse hydraulisch verschoben wird.From the DE 42 27 699 A1 an internal combustion engine of the type mentioned is known in which the cylinder liner is hydraulically displaced for variable adjustment of the compression ratio.

Aus der GB 193 948 A ist eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der das Verdichtungsverhältnis mittels einer mechanisch verschiebbaren Zylinderlaufbuchse verändert werden kann.From the GB 193 948 A an internal combustion engine is known in which the compression ratio can be changed by means of a mechanically displaceable cylinder liner.

In der FR 2 668 201 A1 ist eine Brennkraftmaschine beschrieben, bei der das Verdichtungsverhältnis durch eine mechanische Verstellung der Zylinderlaufbuchse veränderbar ist.In the FR 2 668 201 A1 describes an internal combustion engine in which the compression ratio can be changed by mechanical adjustment of the cylinder liner.

Darüber hinaus ist in der DE 44 17 309 A1 eine Brennkraftmaschine mit einer Verdichtungssteuerung beschrieben, bei der zur Variation des Verdichtungsverhältnisses eine Zu- bzw. Abschaltung von Zusatzvolumina im Brennraum vorgesehen ist. Hierzu sind die Zusatzvolumina in Gestalt von Umfangsvertiefungen in einen Schieber integriert, sodass je nach Stellung des Schiebers ein bestimmtes Verdichtungsverhältnis im Brennraum eingestellt wird.In addition, in the DE 44 17 309 A1 an internal combustion engine with a compression control is described in which additional volumes in the combustion chamber are switched on or off in order to vary the compression ratio. For this purpose, the additional volumes are integrated into a slide in the form of circumferential depressions, so that a specific compression ratio is set in the combustion chamber depending on the position of the slide.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass in Bezug auf den jeweiligen Zylinder, baulich einfach eine variable Einstellung des Verdichtungsverhältnisses möglich ist und die zu verstellende Masse relativ klein ist.The object of the present invention is to further develop an internal combustion engine of the type mentioned at the outset in such a way that, in relation to the respective cylinder, a variable adjustment of the compression ratio is structurally simple and the mass to be adjusted is relatively small.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass die jeweilige Zylinderlaufbuchse axial unverschieblich gelagert ist und auf ihrer dem Brennraum dieses Zylinders zugewandten Seite ein den Brennraum begrenzender Ring angeordnet ist, sowie Mittel zum axialen Verstellen des Rings vorgesehen sind.The object is achieved in that the respective cylinder liner is mounted in an axially non-displaceable manner and a ring delimiting the combustion chamber is arranged on its side facing the combustion chamber of this cylinder, and means are provided for axial adjustment of the ring.

Es ist somit nicht die Zylinderlaufbuchse axial zu verstellen, um das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine zu verändern, sondern es muss nur der Ring in Axialrichtung der Zylinderlaufbuchse relativ zu dieser verstellt werden. Der Ring weist eine wesentlich geringere Erstreckung und damit geringere Masse auf als eine Zylinderlaufbuchse.It is therefore not necessary to adjust the cylinder liner axially in order to change the compression ratio of the internal combustion engine, rather only the ring has to be adjusted in the axial direction of the cylinder liner relative to the latter. The ring has a much smaller extension and therefore smaller mass than a cylinder liner.

Wird der Ring in Richtung des Zylinderkopfs bewegt, reduziert sich das Volumen des Brennraums, mit der Folge eines höheren Verdichtungsverhältnisses. Wird der Ring vom Zylinderkopf weg bewegt, erhöht sich das Volumen des Brennraums, mit der Folge der Reduzierung des Verdichtungsverhältnisses.If the ring is moved towards the cylinder head, the volume of the combustion chamber is reduced, resulting in a higher compression ratio. If the ring is moved away from the cylinder head, the volume of the combustion chamber increases, resulting in a reduction in the compression ratio.

Baulich besonders einfach ist die Brennkraftmaschine im Bereich der Zylinderlaufbuchse und des Rings ausgebildet, wenn die Zylinderlaufbuchse im Bereich des dem Brennraum zugewandten Endes eine umlaufende Nut zur Aufnahme des Rings aufweist. Vorzugsweise ist diese Nut so gestaltet, dass sie nicht nur zum Zylinderkopf hin offen ist, sondern auch nach radial außen, somit zum Motorblock, in dem die Zylinderlaufbuchse gelagert ist.The internal combustion engine is structurally particularly simple in the area of the cylinder liner and the ring if the cylinder liner has a circumferential groove for receiving the ring in the area of the end facing the combustion chamber. This groove is preferably designed in such a way that it is not only open towards the cylinder head, but also radially outwards, ie towards the engine block in which the cylinder liner is mounted.

Zweckmäßig weist die Nut im Wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt auf und es weist der Ring gleichfalls im Wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt auf. Ist die axiale Erstreckung des Rings größer als die axiale Erstreckung der Nut, können besonders vorteilhaft die Mittel zur axialen Verstellung des Rings zwischen dem Ring und dem Nutgrund angeordnet werden. Die Verstellung des Rings kann auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen. Unter diesem Aspekt sind die Mittel zum axialen Verstellen des Rings insbesondere mechanisch und/oder elektrisch und/oder hydraulisch wirksam. Die Verstellung des Rings kann ausschließlich hydraulisch erfolgen, beispielsweise mittels Motoröl der Brennkraftmaschine oder aber auch ausschließlich mechanisch, wie dies bei Verstelleinrichtungen für Einspritzpumpen von Brennkraftmaschinen der Fall ist. Andererseits sind kombinierte Wirkungsweisen, wie mechanisch-elektrisch oder mechanisch-hydraulisch denkbar.The groove expediently has a substantially rectangular cross-section and the ring likewise has a substantially rectangular cross-section. If the axial extension of the ring is greater than the axial extension of the groove, the means for the axial adjustment of the ring can be arranged between the ring and the bottom of the groove in a particularly advantageous manner. The ring can be adjusted in many different ways. From this point of view, the means for axially adjusting the ring are particularly effective mechanically and/or electrically and/or hydraulically. The ring can be adjusted exclusively hydraulically, for example by means of engine oil of the internal combustion engine, or else exclusively mechanically, as is the case with adjustment devices for injection pumps of internal combustion engines. On the other hand, combined modes of action such as mechanical-electrical or mechanical-hydraulic are conceivable.

Unter dem Aspekt einer hydraulischen Verstellung des Ringes, wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn zwischen dem Ring und der Zylinderlaufbuchse ein die Funktion einer Druckkammer aufweisender Raum zur Aufnahme von Motoröl ausgebildet ist, wobei die Mittel zum axialen Verstellen des Rings Motoröl in die Druckkammer fördern. In diesem Fall ist der Ring schwimmend gelagert und die Druckkammer nach außen hin abgedichtet. Mittels des Motoröls, das über eine Förderpumpe den relevanten Schmierstellen der Brennkraftmaschine und auch der Druckkammer zugefördert wird, lässt sich der Ring in Richtung des Zylinderkopfes im Sinne einer Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses verstellen. Die Rückstellung des Ringes erfolgt vorzugsweise über den auf den Ring einwirkenden Verdichtungsdruck im Brennraum. Es ist nur notwendig, die Versorgung von Motoröl unter Druck zu unterbrechen und eine Abförderung des Motoröls aus der Druckkammer unter Einwirkung des Verdichtungsdrucks zu ermöglichen.From the point of view of a hydraulic adjustment of the ring, it is considered to be particularly advantageous if a space having the function of a pressure chamber for receiving engine oil is formed between the ring and the cylinder liner is formed, wherein the means for axially adjusting the ring promote engine oil in the pressure chamber. In this case, the ring is floating and the pressure chamber is sealed to the outside. The ring can be adjusted in the direction of the cylinder head in order to increase the compression ratio by means of the engine oil, which is fed to the relevant lubrication points of the internal combustion engine and also to the pressure chamber via a feed pump. The ring is preferably reset by the compression pressure in the combustion chamber acting on the ring. It is only necessary to interrupt the supply of engine oil under pressure and allow the engine oil to be discharged from the pressure chamber under the action of the compression pressure.

Als bevorzugt wird ferner eine mechanische Verstellung des Rings angesehen. Der Ring ist insbesondere über ein Gewinde in der Laufbuchse gelagert und es dienen die Mittel zum axialen Verstellen des Rings dem Drehen des Rings relativ zur Laufbuchse. Durch Verdrehen des Rings relativ zur Laufbuchse verlagert sich der Ring somit in Axialrichtung der Laufbuchse zwecks Erhöhung oder Reduzierung des Verdichtungsverhältnisses. Insbesondere findet ein Gewinde mit einer relativ großen Steigung Verwendung, um so bei Drehung des Ringes um einen gewissen Winkel eine relativ große Axialverschiebung des Ringes zu erzielen.A mechanical adjustment of the ring is also regarded as preferred. The ring is mounted in the bush in particular via a thread and the means for axial adjustment of the ring serve to rotate the ring relative to the bush. Thus, by twisting the ring relative to the liner, the ring translates axially of the liner to increase or decrease the compression ratio. In particular, a thread with a relatively large pitch is used in order to achieve a relatively large axial displacement of the ring when the ring is rotated through a certain angle.

Die Verstellung kann durchaus auch mechanisch-hydraulisch erfolgen, indem hydraulisch der Ring gedreht wird und die Verstellung des Ringes axial bezüglich der Laufbuchse über das Gewinde zwischen Ring und Laufbuchse erfolgt.The adjustment can also take place mechanically and hydraulically, in that the ring is rotated hydraulically and the ring is adjusted axially with respect to the bushing via the thread between the ring and the bushing.

Bei Verwendung eines Gewindes ist durchaus auch eine elektrische Verdrehung des Ringes möglich.If a thread is used, the ring can also be twisted electrically.

Ausschließlich elektrisch kann ein Ring ohne Gewinde beispielsweise durch magnetisch wirksame Mittel axial verstellt werden.A ring without a thread can be adjusted axially exclusively electrically, for example by magnetically effective means.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiele, ohne auf diese beschränkt zu sein.Further features of the invention emerge from the subclaims, the attached drawing and the description of the exemplary embodiments shown in the drawing, without being restricted to these.

Es zeigt in vereinfachter Darstellung:

1 ein Schnitt durch die Brennkraftmaschine im Bereich eines Zylinders, veranschaulicht im Längsmittelschnitt der Zylinderlaufbuchse für eine erste Ausführungsform von Laufbuchse und mechanisch bezüglich dieser axial verstellbarem Ring,
2 eine Ansicht gemäß Pfeil II in 1, veranschaulicht über einen Halbkreisabschnitt des Zylinders,
3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit hydraulischer Verstellung des Ringes, veranschaulicht für den Bereich von Zylinderlaufbuchse und Ring,
4 eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit mechanischer oder elektromechanischer Verstellung des Rings, veranschaulicht für den Bereich von Zylinderlaufbuchse und Ring.

It shows in a simplified representation:

1 a section through the internal combustion engine in the area of a cylinder, illustrated in the longitudinal center section of the cylinder liner for a first embodiment of liner and mechanically with respect to this axially adjustable ring,
2 a view according to arrow II in 1 , illustrated over a semicircular section of the cylinder,
3 a second embodiment of the invention with hydraulic adjustment of the ring, illustrated for the area of the cylinder liner and ring,
4 a third embodiment of the invention with mechanical or electromechanical adjustment of the ring, illustrated for the area of the cylinder liner and ring.

Veranschaulicht ist in der 1 die Brennkraftmaschine für den Bereich eines Zylinders der mehrzylindrischen Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine im Bereich des Zylinders im erfindungsgemäßen Sinne ausgebildet ist.Illustrated is in the 1 the internal combustion engine for the area of a cylinder of the multi-cylinder internal combustion engine, the internal combustion engine being designed in the area of the cylinder in the sense of the invention.

Gezeigt ist, nur in den zugewandten Teilbereichen, ein Zylinderkopf 1 und ein Kurbelgehäuse 2 mit zwischen diesen angeordneter Zylinderkopfdichtung 3. Auf der dem Kurbelgehäuse 2 zugewandten Seite ist der Zylinderkopf 1 mit einem Brennraum 4 versehen. Dem Brennraum 4 zugeordnete, bei einer Kolben-Kraftmaschine übliche Bauteile, wie Einlasskanal mit Einlassventil, Auslasskanal mit Auslassventil, Einspritzdüse, Zündkerze und dergleichen sind nicht veranschaulicht, da diese Bauteile für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich sind.A cylinder head 1 and a crankcase 2 with a cylinder head gasket 3 arranged between them are shown, only in the facing partial areas. On the side facing the crankcase 2 , the cylinder head 1 is provided with a combustion chamber 4 . Components associated with combustion chamber 4 that are common in a piston engine, such as intake port with intake valve, exhaust port with exhaust valve, injection nozzle, spark plug and the like are not illustrated since these components are not essential for understanding the present invention.

Das Kurbelgehäuse 2 weist im Bereich des jeweiligen Zylinders eine Zylinderlaufbuchse 5 auf, die unter dem Aspekt der erfindungsgemäßen Ausbildung der Brennkraftmaschine nicht axial verschieblich, sondern stationär im Kurbelgehäuse 2 gelagert ist. Die Niveaus von Kurbelgehäuse 2 und Zylinderlaufbuchse 5 auf deren dem Zylinderkopf 1 zugewandten Seite stimmen überein.In the area of the respective cylinder, the crankcase 2 has a cylinder liner 5 which, in view of the design of the internal combustion engine according to the invention, is not mounted in an axially displaceable manner, but is mounted in a stationary manner in the crankcase 2 . The levels of crankcase 2 and cylinder liner 5 on the side facing cylinder head 1 match.

Die Zylinderlaufbuchse 5 dient der Führung des dem Zylinder zugeordneten Kolbens 6 der Brennkraftmaschine. Zwei Kolbenringe 7 kontaktieren die Zylinderlaufbuchse 5.The cylinder liner 5 serves to guide the piston 6 of the internal combustion engine associated with the cylinder. Two piston rings 7 contact the cylinder liner 5.

Die axial unverschieblich im Kurbelgehäuse 2 gelagerte Zylinderlaufbuchse 5 nimmt auf ihrer dem Brennraum 4 zugewandten Seite einen den Brennraum 4 begrenzenden, axial verstellbaren Ring 8 auf. Kurbelgehäuseseitig begrenzen somit, bezogen auf die Darstellung des Kolbens 6 im oberen Totpunkt gemäß 1, die Kolbenstirnfläche 9, die Stirnfläche 10 der Zylinderlaufbuchse 5 und die Stirnfläche 11 des Ringes 8 den Brennraum 4. Durch die Position dieser Stirnflächen 9, 10 und 11 ist im oberen Totpunkt des Kolbens 6 somit das maximale Verdichtungsverhältnis dieses Zylinders vorgegeben.On its side facing the combustion chamber 4 , the cylinder liner 5 , which is mounted in the crankcase 2 in an axially non-displaceable manner, accommodates an axially adjustable ring 8 that delimits the combustion chamber 4 . Crankcase side thus limit, based on the representation of the piston 6 in top dead center according to 1 , the piston end face 9, the end face 10 of the cylinder liner 5 and the end face 11 of the ring 8 the combustion chamber 4. The position of these end faces 9, 10 and 11 at the top dead center of the piston 6 thus defines the maximum compression ratio of this cylinder.

Das maximale Verdichtungsverhältnis lässt sich durch axiale Verstellung des Ringes 8, somit Verstellung des Ringes in Richtung des Doppelpfeils A verändern. Hierzu ist bei der Ausführungsform gemäß der 1 die Laufbuchse 5 im Bereich des dem Brennraum zugewandten Endes, auf ihrer Außenseite, mit einer umlaufenden Nut 12 zur Aufnahme des Rings 8 versehen. Im Bereich der Nut 12 ist die Zylinderlaufbuchse 5 mit einem Außengewinde 13 versehen, die mit einem Innengewinde 14 des Rings 8 zusammenwirkt. Durch Drehen des Ringes um die Längsmittelachse 15 der Zylinderlaufbuchse 5 lässt sich der Ring 8 in Richtung des Doppelpfeils A in Richtung des axialen Nutgrundes in der Nut 12 eindrehen oder in entgegengesetzter Richtung in die in 1 veranschaulichte strichlierte Position herausdrehen, womit das Volumen des Brennraums 4 vergrößert bzw. verkleinert wird. Eine Vergrößerung des Volumens bedingt eine Verringerung des maximalen Verdichtungsverhältnisses, eine Verkleinerung des Volumens eine Vergrößerung des maximalen Verdichtungsverhältnisses.The maximum compression ratio can be changed by adjusting the ring 8 axially, thus adjusting the ring in the direction of the double arrow A. For this purpose, in the embodiment according to FIG 1 the liner 5 in the area of the end facing the combustion chamber, on its outside, is provided with a circumferential groove 12 for receiving the ring 8 . In the area of the groove 12 the cylinder liner 5 is provided with an external thread 13 which interacts with an internal thread 14 of the ring 8 . By rotating the ring around the longitudinal center axis 15 of the cylinder liner 5, the ring 8 can be screwed in the direction of the double arrow A in the direction of the axial groove base in the groove 12 or in the opposite direction in the 1 unscrew illustrated dashed position, whereby the volume of the combustion chamber 4 is increased or decreased. An increase in volume causes a reduction in the maximum compression ratio, and a reduction in volume causes an increase in the maximum compression ratio.

Nicht näher veranschaulicht sind die Mittel zum axialen Verstellen des Ringes 8. Diese Mittel, die durch Drehen des Ringes 8 die axiale Verstellung des Ringes 8 herbeiführen, sind insbesondere mechanisch, elektrisch oder hydraulisch wirkend. Sie sind insbesondere im Kurbelgehäuse 2 gelagert und wirken mit dem Ring 8 zusammen. Der Ring 8 ist radial innen, somit zur Zylinderlaufbuchse 5, und radial außen, somit zum Kurbelgehäuse 2 abgedichtet, sodass der axial zwischen Ring 8 und Zylinderlaufbuchse 9 befindliche Raum 24 der Nut 2 nicht als Verdichtungsraum unter dem Aspekt des maximalen Verdichtungsverhältnisses wirksam wird.The means for the axial adjustment of the ring 8 are not illustrated in any more detail. These means, which bring about the axial adjustment of the ring 8 by rotating the ring 8, act in particular mechanically, electrically or hydraulically. In particular, they are mounted in the crankcase 2 and interact with the ring 8 . The ring 8 is sealed radially on the inside, i.e. to the cylinder liner 5, and radially on the outside, i.e. to the crankcase 2, so that the space 24 of the groove 2 located axially between the ring 8 and the cylinder liner 9 does not become effective as a compression space in terms of the maximum compression ratio.

2 zeigt die erfindungsrelevanten Bauteile der Brennkraftmaschine, vom Brennraum 4 gesehen. 2 shows the components of the internal combustion engine relevant to the invention, seen from the combustion chamber 4.

Bei der Ausführungsform nach der 3 weist die Zylinderlaufbuchse 5 keine Nut 12 zur Aufnahme des Ringes 8 auf, sondern es schließt sich der Ring 8 axial an das dem Brennraum 4 zugewandte Ende der Zylinderlaufbuchse 5 an. Zwischen dieser und dem Ring ist ein Ölraum 16 gebildet. Radial innen und außen ist der Ring 8 mit Dichtringen 17 versehen, die mit dem Kolben 6 in dessen oberer Totpunktposition sowie mit dem Kurbelgehäuse 2 zusammenwirken. Dem ringförmigen Ölraum 16 wird über entsprechende Zuführ-/Abführbohrungen im Kurbelgehäuse 2, die nicht veranschaulicht sind, Motoröl zugeführt bzw. abgeführt. Bei Zuführung des Motoröls in den Ölraum 16 wird der Ring 8 axial verstellt, in Richtung von der Zylinderlaufbuchse 5 weg, sodass sich das maximale Verdichtungsverhältnis erhöht. Die Rückverschiebung des Rings 8 erfolgt vorzugsweise nach dem Zünden des Gemisches im Brennraum 4 durch den Verbrennungsdruck.In the embodiment according to the 3 the cylinder liner 5 has no groove 12 for receiving the ring 8, but the ring 8 is axially connected to the end of the cylinder liner 5 facing the combustion chamber 4. An oil chamber 16 is formed between this and the ring. The ring 8 is provided radially on the inside and outside with sealing rings 17 which interact with the piston 6 in its top dead center position and with the crankcase 2 . Motor oil is supplied to or removed from the annular oil chamber 16 via corresponding supply/removal bores in the crankcase 2, which are not illustrated. When the engine oil is fed into the oil chamber 16, the ring 8 is axially adjusted in the direction away from the cylinder liner 5, so that the maximum compression ratio increases. The ring 8 is preferably pushed back after the mixture in the combustion chamber 4 has been ignited by the combustion pressure.

Vorzugsweise ist auf der dem Ring 8 zugewandten Seite des Ölraums 16 noch zusätzlich ein Dichtring 18 vorgesehen, der den Ölraum 16 radial nach innen und außen abdichtet. Der Dichtring 18 besteht vorzugsweise aus Teflon ist damit besonders hitzebeständig.A sealing ring 18 is preferably additionally provided on the side of the oil chamber 16 facing the ring 8 , which seals the oil chamber 16 radially inwards and outwards. The sealing ring 18 is preferably made of Teflon and is therefore particularly heat-resistant.

Die Steuerung des Öldrucks im Ölraum 16 erfolgt beispielsweise durch ein elektromagnetisches Ventil, das den Zufluss von Motoröl zum Ölraum 16 bzw. den Abfluss aus dem Ölraum 16 steuert.The oil pressure in the oil chamber 16 is controlled, for example, by an electromagnetic valve which controls the inflow of engine oil to the oil chamber 16 and the outflow from the oil chamber 16 .

Bei der Ausführungsform nach 4 erfolgt eine mechanische oder elektromechanische axiale Verstellung des Rings 8. Entsprechend der Ausführungsform nach der 3 ist der Ring 8 in der axialen Verlängerung der Zylinderlaufbuchse 5 angeordnet, wobei aber die zugewandten Flächen 19 und 20 von Zylinderlaufbuchse 5 und Ring 8 nach radial innen konisch zulaufend angeordnet sind und den Raum 24 bilden. Radial angeordnete Stellglieder, die als Stangen 21 ausgebildet sind, sind im Bereich ihres radial inneren Endes mit Kugeln 22 versehen. Beim radial synchronen Einfahren der Stangen 21 kontaktieren die Kugeln 22 die Fläche 20 des Ringes 8 und bedingen hierdurch ein axiales Verstellen des Ringes 8 in Richtung des Zylinderkopfes 1, somit im Sinne einer Erhöhung der maximalen Verdichtungsverhältnisse. Die jeweilige Kugel 22 stützt sich hierbei auf der Fläche 19 der Zylinderlaufbuchse 5 ab, sodass nicht die Stangen 21 die Verdichtungskräfte aufnehmen müssen, sondern die Kraft über den Ring 8 und die Kugeln 22 in die Zylinderlaufbuchse 5 eingeleitet wird. Radial abgedichtet ist der zwischen den beiden Flächen 19 und 20 gebildete Ringraum 24 im Bereich jeder Stange 21 mittels eines Dichtrings 23, der vorzugsweise aus Teflon besteht.In the embodiment according to 4 there is a mechanical or electromechanical axial adjustment of the ring 8. According to the embodiment of the 3 For example, the ring 8 is arranged in the axial extension of the cylinder liner 5, but the facing surfaces 19 and 20 of the cylinder liner 5 and ring 8 are arranged tapered radially inward and form the space 24. Radially arranged actuators, which are designed as rods 21, are provided with balls 22 in the region of their radially inner end. When the rods 21 are retracted radially synchronously, the balls 22 contact the surface 20 of the ring 8 and thereby cause an axial adjustment of the ring 8 in the direction of the cylinder head 1, thus increasing the maximum compression ratios. The respective ball 22 is supported on the surface 19 of the cylinder liner 5 so that the rods 21 do not have to absorb the compression forces, but instead the force is introduced into the cylinder liner 5 via the ring 8 and the balls 22 . The annular space 24 formed between the two surfaces 19 and 20 is radially sealed in the area of each rod 21 by means of a sealing ring 23, which preferably consists of Teflon.

Die axiale Verstellung des Ringes 8 erfolgt entweder ausschließlich mechanisch, durch mechanisches Verfahren der Stangen 21 oder aber elektromechanisch, indem die Stangen 21 mittels eines elektrischen Stellgliedes, beispielsweise elektromotorisch oder magnetisch verstellt werden.The ring 8 is axially adjusted either exclusively mechanically, by moving the rods 21 mechanically, or electromechanically, in that the rods 21 are adjusted by means of an electric actuator, for example by an electric motor or magnetically.

Auch bei dieser Ausführungsform erfolgt das Zurückverschieben des Rings 8 bei radial nach außen zurückgefahrenen Stangen 21, bevorzugt durch den Verbrennungsdruck.In this embodiment, too, the ring 8 is pushed back when the rods 21 are retracted radially outwards, preferably by the combustion pressure.

BezugszeichenlisteReference List

11: Zylinderkopfcylinder head
22: Kurbelgehäusecrankcase
33: Zylinderkopfdichtunghead gasket
44: Brennraumcombustion chamber
55: Zylinderlaufbuchsecylinder liner
66: KolbenPistons
77: Kolbenringpiston ring
88th: Ringring
99: Stirnfläche Kolbenface of the piston
1010: Stirnfläche Zylinderlaufbuchseface of cylinder liner
1111: Stirnfläche Ringface ring
1212: Nutgroove
1313: Außengewindeexternal thread
1414: Innengewindeinner thread
1515: Längsmittelachselongitudinal central axis
1616: Ölraumoil room
1717: Dichtringsealing ring
1818: Dichtringsealing ring
1919: Flächesurface
2020: Flächesurface
2121: Stangepole
2222: KugelBullet
2323: Dichtringsealing ring
2424: Raumspace

Claims

Internal combustion engine with variable compression ratio, wherein a crankcase (2) has cylinder liners (5) and pistons (6) guided in them, characterized in that the respective cylinder liner (5) is mounted in an axially non-displaceable manner and faces the combustion chamber (4) of this cylinder A ring (8) delimiting the combustion chamber (4) is arranged on the side, and means (16, 22) are provided for the axial adjustment of the ring (8).

internal combustion engine claim 1 , characterized in that between the ring (8) and the cylinder liner (5), in the axial direction of the cylinder liner (5), there is a space (16, 24) for receiving the means (16, 22 ) is formed for the axial adjustment of the ring (8).

internal combustion engine claim 1 , characterized in that the cylinder liner (5) in the region of the combustion chamber (4) facing end has a circumferential groove (12) for receiving the ring (8).

internal combustion engine claim 3 , characterized in that the groove (12) is arranged on the outside of the cylinder liner (5).

internal combustion engine claim 3 or 4 , characterized in that the groove (12) and the ring (8) have a substantially rectangular cross-section.

Internal combustion engine according to one of claims 3 until 5 , characterized in that the axial extent of the ring (8) is less than the axial extent of the groove (12) and means for axially adjusting the ring (8) are arranged between the ring (8) and the bottom of the groove.

Internal combustion engine according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the means for axially adjusting the ring (8) are mechanical and/or electrical and/or hydraulic.

internal combustion engine claim 7 , characterized in that a space (16) for receiving engine oil is formed between the ring (8) and the cylinder liner (5), the means for axially adjusting the ring (8) pumping engine oil into the oil space (16).

internal combustion engine claim 7 , characterized in that the ring (8) is mounted in the cylinder liner (5) via a thread (13, 14) and the means for axial adjustment of the ring (8) rotate the ring (8) relative to the cylinder liner (5).

internal combustion engine claim 7 , characterized in that the means for axial adjustment of the ring are magnetically effective.