DE102011120162A1 - Internal combustion engine has cylinder crankcase, variable compression and multiple connecting rods supported at piston, where connecting rods are mounted on crankshaft, and gear is provided for adjusting crankshaft position - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse, jeweils mit einer variablen Verdichtung, mit einer Mehrzahl an auf einer Kurbelwelle gelagerten, einen Hubkolben tragenden Pleuel, mit einer exzentrischen Kurbelwellenlagerung, mit einer torsionssteifen Verbindung zwischen den Kurbelwellenlagerungen und mit einem zumindest ein Zahnradsegment und ein Zahnrad umfassenden Getriebe, wobei das Zahnradsegment an einem axial äußeren Kurbelwellenlager befestigt ist und das Zahnrad zur Einleitung eines Drehmoments auf das Zahnradsegment zur Verstellung der exzentrischen Kurbelwellenlagerung einwirkt.The invention relates to an internal combustion engine with a cylinder crankcase, each with a variable compression, with a plurality of mounted on a crankshaft, a reciprocating piston connecting rod, with an eccentric crankshaft bearing, with a torsionally rigid connection between the crankshaft bearings and with at least one gear segment and a gear comprehensive gear, wherein the gear segment is fixed to an axially outer crankshaft bearing and the gear for applying a torque to the gear segment for adjusting the eccentric crankshaft bearing acts.
Die Entwicklung von Verbrennungskraftmaschinen und insbesondere Kolbenbrennkraftmaschinen steht vor unterschiedlichen Anforderungen. Beispielsweise wird ein geringer Kraftstoffverbrauch und eine geringe Schadstoffemission bei einem möglichst optimierten Wirkungsgrad angestrebt. Dieses gilt es bei einem möglichst weit ausgedehnten Betriebsbereich zu erfüllen. Ein Ansatz zur Verbrauchssenkung bei Verbrennungskraftmaschinen liegt darin, das Verdichtungsverhältnis variabel zu gestalten. Dabei wird beispielsweise das Verdichtungsverhältnis zu jedem Betriebspunkt so hoch wie möglich eingestellt, jedoch jeweils nur so hoch, dass eine motorschädigende, klopfende Verbrennung sicher vermieden wird. Als klopfende Verbrennung wird hierbei eine unkontrollierte Selbstzündung des Gasgemisches im Brennraum der Verbrennungskraftmaschine bezeichnet. Ein bestmöglicher Verdichtungsgrad liegt daher knapp unterhalb der Klopfgrenze. Zur Erzielung einer kontinuierlich variablen Verdichtung bei Verbrennungskraftmaschinen zum Einreichen eines bestmöglichen Verdichtungsgrades sind verschiedene Entwicklungen bekannt geworden.The development of internal combustion engines and in particular piston internal combustion engines faces different demands. For example, low fuel consumption and low pollutant emissions are aimed at optimally optimized efficiency. This is to be fulfilled in the widest possible operating range. One approach to reducing fuel consumption in internal combustion engines is to make the compression ratio variable. In this case, for example, the compression ratio is set as high as possible at each operating point, but in each case only so high that a motor damaging, knocking combustion is reliably avoided. Knocking combustion here is an uncontrolled auto-ignition of the gas mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine. A best possible degree of compaction is therefore just below the knock limit. To achieve a continuously variable compression in internal combustion engines to submit a best possible degree of compaction, various developments have become known.
Eine Möglichkeit zur Einflussnahme auf das Verdichtungsverhältnis in einer Verbrennungskraftmaschine beschreibt die
Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Einrichtung zur variablen Verdichtung bereitzustellen, die bauraumoptimiert in eine Verbrennungskraftmaschine integrierbar ist und die darüber hinaus konstruktiv einfach aufgebaut und somit kostengünstig zu fertigen ist.The object of the invention is to provide an improved device for variable compression, which is space-optimized integrated into an internal combustion engine and beyond the design is simple in construction and thus inexpensive to manufacture.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit einer variablen Verdichtung gemäß dem Patentanspruch 1 wie auch mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 18 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen. Einzelne Merkmale in einzelnen Ansprüchen sind jedoch nicht auf diesen beschränkt, sondern können mit anderen Merkmalen aus anderen Ansprüchen, aus der nachfolgenden Beschreibung wie auch aus anderen Figuren zu weiteren Ausgestaltungen verknüpft werden.This object is achieved by an internal combustion engine with a variable compression according to the
Es wird eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse vorgeschlagen, mit einer variablen Verdichtung, mit einer Mehrzahl an auf einer Kurbelwelle gelagerten, jeweils einen Hubkolben tragenden Pleuel, mit einer exzentrischen Kurbelwellenlagerung, mit einer torsionssteifen Verbindung zwischen den Kurbelwellenlagerungen zur Übertragung einer Stellbewegung und mit einem zumindest ein Schneckenradsegement und eine Schnecke umfassenden Getriebe zum Verstellen der Kurbelwellenlage, wobei das Getriebe in einem Endbereich der Kurbelwelle angeordnet ist und wobei das Schneckenradsegment zur Einleitung eines Drehmoments mit zumindest einem exzentrischen Kurbelwellenlager zusammenwirkt und die Schnecke im Zylinderkurbelgehäuse gelagert ist und tangential in das Zahnradsegment eingreift, wobei ein Eingriffsbereich der Schnecke in das Schneckenradsegment ausgehend von einem unteren Ende des Zylinderkurbelgehäuse zumindest auf einer Höhe einer Drehachse der Kurbelwelle liegt. Durch die Anordnung der Schnecke auf zumindest einer Höhe der Drehachse der Kurbelwelle ist nun die Möglichkeit geschaffen, eine Krafteinleitung beziehungsweise die Einleitung eines Drehmoments in die Kurbelwellenlagerung in einen Bereich zu verschieben, der eine leichte Integration der Komponente in einen vorhandenen Bauraum einer Verbrennungskraftmaschine ermöglicht.It is proposed an internal combustion engine with a cylinder crankcase, with a variable compression, with a plurality of mounted on a crankshaft, each carrying a reciprocating piston rod, with an eccentric crankshaft bearing, with a torsionally rigid connection between the crankshaft bearings for transmitting an actuating movement and with at least one Schneckenradsegement and a worm comprising gear for adjusting the crankshaft position, wherein the transmission is disposed in an end portion of the crankshaft and wherein the worm wheel for cooperating torque with at least one eccentric crankshaft bearing cooperates and the worm is mounted in the cylinder crankcase and engages tangentially in the gear segment, wherein an engaging portion of the worm into the worm wheel segment is at least at a height of a rotational axis of the crankshaft from a lower end of the cylinder crankcase. By the arrangement of Worm on at least one level of the axis of rotation of the crankshaft is now the possibility created to move a force or the introduction of torque in the crankshaft bearing in a range that allows easy integration of the component in an existing space of an internal combustion engine.
Wird eine untere plane Ebene des Zylinderkurbelgehäuses, die bevorzugt horizontal ausgerichtet ist, an der beispielsweise eine Ölwanne montierbar ist, als eine erste Ebene bezeichnet, so greift das Getriebe beziehungsweise die Schnecke in das Schneckenradsegment in einer zu dieser ersten Ebenen parallelen zweiten Ebene, wobei die zweite Ebene bevorzugt auf einer Höhe der Drehachse der Kurbelwelle liegt, in die exzentrische Kurbelwellenlagerung ein. Die torsionssteife Verbindung zwischen den exzentrischen Kurbelwellenlagerungen ermöglicht es hierbei, dass mittels lediglich eines Angriffspunktes, der bevorzugt an einem axial äußeren Ende der Kurbelwelle liegt, eine gleichmäßige Verstellung sämtlicher exzentrischer Kurbelwellenlager ermöglicht wird. Eine torsionssteife Verbindung zwischen den exzentrischen Kurbelwellenlagern kann dabei beispielsweise aus Blechbögen gebildet werden, die einerseits torsionssteif und drehfest mit den einzelnen Kurbelwellenlagerungen verbunden sind und andererseits die Bewegung der Pleuel beziehungsweise Kurbelwelle nicht einschränken.If a lower plane of the cylinder crankcase, which is preferably aligned horizontally, on which, for example, an oil pan is mounted, referred to as a first plane, the gear or the worm engages the worm in a parallel to this first plane second plane, said second plane is preferably at a height of the axis of rotation of the crankshaft, in the eccentric crankshaft bearing a. The torsionally rigid connection between the eccentric crankshaft bearings makes it possible in this case for a uniform adjustment of all eccentric crankshaft bearings to be made possible by means of only one point of application, which preferably lies at an axially outer end of the crankshaft. A torsionally rigid connection between the eccentric crankshaft bearings can be formed for example from sheet metal arches, which are on the one hand torsionally rigid and rotationally fixed to the individual crankshaft bearings and on the other hand, do not restrict the movement of the connecting rod or crankshaft.
Das Schneckenradsegment ist bevorzugt an einem axial äußeren Kurbelwellenlager befestigt. Eine Kurbelwelle weist zwei axiale Enden auf. Axial bedeutet hierbei eine Erstreckung entlang der Drehachse der Kurbelwelle. An einem axialen Ende wird das in der Kurbelwelle und mittels der Kolben generierte Drehmoment als Abtrieb zumeist an ein Getriebe weitergeleitet. Exzentrisch gelagerte Kurbelwellen können zum Beispiel, zum Ausgleich der Exzentrizität ein zwischen der Kurbelwelle und dem Getriebe angeordnetes Parallelkurbelgetriebe aufweisen. Wirkt das Parallelkurbelgetriebe einseitig mit der Kurbelwelle zusammen, so kann das Parallelkurbelgetriebe auf der der Kurbelwelle gegenüberliegenden Seite beispielsweise mit einem Schwungrad ausgestattet sein.The worm wheel segment is preferably attached to an axially outer crankshaft bearing. A crankshaft has two axial ends. Axial here means an extension along the axis of rotation of the crankshaft. At one axial end, the torque generated in the crankshaft and by means of the pistons is usually forwarded as an output to a transmission. Eccentrically mounted crankshafts can, for example, to compensate for the eccentricity arranged between the crankshaft and the transmission parallel crank gear. If the parallel crank mechanism interacts with the crankshaft on one side, then the parallel crank gear on the side opposite the crankshaft, for example, can be equipped with a flywheel.
Das Schneckenradsegment zur Verstellung der exzentrischen Kurbelwellenlager ist bevorzugt an dem dem Parallelkurbelgetriebe gegenüberliegenden axialen Ende der Kurbelwelle befestigt. Das Schneckenradsegment kann beispielsweise mit dem axial äußeren Kurbelwellenlager verschraubt sein. Hierbei wird das antreibende Getriebe zumindest aus dem mit dem axial äußeren Exzenterring verschraubten oder in sonstiger Weise befestigten Schnecken- oder Zahnradsegment und dem in das Schnecken- oder Zahnradsegment eingreifenden Zahnrad in Form der Schnecke gebildet. Die Schnecke oder das Zahnrad selbst kann hierbei beispielsweise aus einer separaten Schnecke oder Zahnrad und einer die Schnecke oder das Zahnrad antreibenden Schneckenwelle oder Zahnradwelle oder einem einstückig mit einer Welle ausgebildeten Schnecke oder Zahnrad gebildet sein. Eine Drehachse der Schnecke oder der Schneckenwelle ist hierbei bevorzugt nahezu senkrecht bzw. senkrecht zu einer Drehachse der Kurbelwelle und nahezu rechtwinkelig bzw. rechtwinklig zu einer Zylinderachse des Zylinderkurbelgehäuses ausgerichtet. Bevorzugt wird sie auch so in der Verbrennungskraftmaschine aufgenommen. Die Drehachse des Zahnrads beziehungsweise der Zahnradwelle kann dabei senkrecht oder nahezu senkrecht auf einer Ebene durch die Kurbelwellenlängsachse, die bevorzugt parallel zu einer Montageebene des Zylinderkurbelgehäuses ausgerichtet ist angeordnet sein. Dabei greift die Schnecke tangential in das Schneckenradsegment ein.The worm wheel segment for adjusting the eccentric crankshaft bearing is preferably fastened to the axial end of the crankshaft opposite the parallel crank gear. The worm wheel segment may for example be screwed to the axially outer crankshaft bearing. Here, the driving gear is formed at least from the screwed or otherwise secured to the axially outer eccentric ring screw or gear segment and engaging in the worm or gear segment gear in the form of the screw. The worm or the gearwheel itself may in this case be formed, for example, from a separate worm or toothed wheel and a worm shaft or gearwheel driving the worm or the gearwheel, or a worm or gear formed integrally with a shaft. An axis of rotation of the worm or of the worm shaft is in this case preferably aligned almost perpendicularly or perpendicular to a rotational axis of the crankshaft and almost at right angles or at right angles to a cylinder axis of the cylinder crankcase. Preferably, it is also included in the internal combustion engine. The axis of rotation of the gear or the gear shaft can be arranged perpendicular or nearly perpendicular to a plane through the crankshaft longitudinal axis, which is preferably aligned parallel to a mounting plane of the cylinder crankcase. The worm engages tangentially into the worm wheel segment.
In einer Ausführungsform der Erfindung greift die Schnecke oberhalb der Drehachse der Kurbelwelle in das Schneckenradsegment ein. Oberhalb umfasst hierbei auch, dass der Bereich des Eingriffs zwischen Schnecke und Schneckenradsegment unmittelbar oberhalb, das heißt senkrecht zur Kurbelwellenlängsachse, angeordnet sein kann, wodurch die Schneckenwelle im Wesentlichen parallel zu einer unteren Ebene des Zylinderkurbelgehäuses ausgerichtet sein kann. Der Eingriffspunkt des Getriebes beziehungsweise des Zusammenspiels des Schneckenradsegments und der Schnecke kann oberhalb der Kurbelwelle beziehungsweise der Drehachse der Kurbelwelle liegen. Dadurch, dadurch wird zum Beispiel die Möglichkeit geschaffen, die konstruktive Einheit, das heißt insbesondere das Getriebe, in einen Bereich der Verbrennungskraftmaschine zu legen, der eine leichte konstruktive Integration des Getriebes in zum Beispiel das Zylinderkurbelgehäuse ermöglicht. Insbesondere wird durch die Lage des Eingriffspunkts beziehungsweise des Getriebes zur Kurbelwelle lediglich Bauraum in einem seitlichen Bereich, das heißt entlang einer Erstreckung des Zylinderkurbelgehäuses in Richtung der Hubkolbenachsen benötigt. Der hierdurch freiwerdende oder freibleibende Bauraum im Bereich der Ölwanne steht somit weiteren Aggregaten außerhalb des Zylinderkurbelgehäuses wie beispielsweise einem Abgassystem, einem Kühler und/oder einer Pumpe zur Verfügung. Darüber hinaus steht der Bauraum unterhalb der Kurbelwelle für weitere Aggregate innerhalb der Zylinderkurbelgehäuses, wie beispielsweise einem Massenausgleichsgetriebe, zur Verfügung.In one embodiment of the invention, the worm meshes with the worm wheel segment above the axis of rotation of the crankshaft. Above this also includes that the area of engagement between the worm and Schneckenradsegment immediately above, that can be arranged perpendicular to the crankshaft longitudinal axis, whereby the worm shaft can be aligned substantially parallel to a lower plane of the cylinder crankcase. The point of engagement of the transmission or of the interaction of the worm wheel segment and the worm can lie above the crankshaft or the axis of rotation of the crankshaft. Thereby, for example, the possibility is created, the constructive unit, that is, in particular the transmission to put in a range of the internal combustion engine, which allows easy structural integration of the transmission in, for example, the cylinder crankcase. In particular, the location of the engagement point or the transmission to the crankshaft only space in a lateral region, that is required along an extension of the cylinder crankcase in the direction of Hubkolbenachsen. The space thus released or remaining free in the area of the oil pan is thus available to further units outside the cylinder crankcase, such as an exhaust system, a radiator and / or a pump. In addition, the space below the crankshaft for other units within the cylinder crankcase, such as a mass balancing gear available.
Weiterhin kann das Getriebe in das Zylinderkurbelgehäuse der Verbrennungskraftmaschine integriert werden. Durch eine parallele oder nahezu parallele Ausrichtung des Getriebes beziehungsweise der Schneckenwelle des Getriebes zu einer Hubkolbenachse wird eine Lage des Getriebes erzielt, die es ermöglicht, das Getriebe in das Zylinderkurbelgehäuse bevorzugt zu integrieren. Das Getriebe kann hierbei ohne ein separates Gehäuse ausgeführt werden und in das Zylinderkurbelgehäuse eingesetzt vorliegen. Dabei kann eine Aufnahme für das Getriebe, beziehungsweise eine Schnecke oder eine Schneckenwelle des Getriebes, unmittelbar während des Herstellens des Zylinderkurbelgehäuses an das Zylinderkurbelgehäuse angeformt werden. Das Zylinderkurbelgehäuse wird beispielsweise durch Gießen hergestellt. Durch das unmittelbare An- oder Mitgießen von Lagerstellen und/oder Aufnahmen für das Getriebe reduziert sich die Anzahl der notwendigen Bauteile zur Verstellung der exzentrischen Kurbelwellenlagerung. Darüber hinaus ist gleichzeitig eine spielfreie und ausreichend stabile Aufnahme für das Getriebe bereitstellbar.Furthermore, the transmission can be integrated into the cylinder crankcase of the internal combustion engine. By a parallel or nearly parallel alignment of the transmission or the worm shaft of the transmission to a Hubkolbenachse a position of the transmission is achieved, it allows to integrate the transmission in the cylinder crankcase preferred. The transmission can be performed without a separate housing and used in the cylinder crankcase. In this case, a receptacle for the transmission, or a worm or a worm shaft of the transmission, be formed directly during the manufacture of the cylinder crankcase to the cylinder crankcase. The cylinder crankcase is manufactured by casting, for example. The immediate arrival or pouring of bearings and / or recordings for the transmission reduces the number of components required to adjust the eccentric crankshaft bearing. In addition, at the same time a backlash-free and sufficiently stable recording for the transmission can be provided.
Als weiterhin vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass der Verbrennungsmotor dann konstruktiv einfach auszuführen ist, wenn eine Lagerung der Schneckenwelle des Getriebes zumindest ein Axiallager, bevorzugt ein Doppelschrägkugellager, und ein Radiallager umfasst. Die Schneckenwelle kann dabei über ein Axiallager und reines Radiallager im Motorgehäuse beziehungsweise Zylinderkurbelgehäuse aufgenommen sein und beispielsweise über einen Einschraubring fixiert werden. Das Axiallager ist bevorzugt als Doppelschrägkugellager ausgeführt. Die Lager sind bevorzugt im Zylinderkurbelgehäuse aufgenommen. Die Lager unterstützen den Eingriff zwischen Schnecke und Schneckenradsegment, wobei die Lager eine ausreichende radiale und axiale Fixierung der Schnecke beziehungsweise der Schneckenwelle gewährleisten. Wird beispielsweise ein axial unteres Ende, das heißt ein Ende der Schneckenwelle, das sich unterhalb einer Drehachse der Kurbelwelle befindet, mittels eines Radiallagers aufgenommen und ein oberes Ende, das heißt ein Ende der Schneckenwelle, das oberhalb der Kurbelwelle in Richtung der Zylinder angeordnet ist, in einem Doppelschrägkugellager aufgenommen, so kann eine konstruktiv einfache und kostengünstige Lösung einer Getriebelagerung realisiert werden. Die Schneckenwelle kann hierbei zum Beispiel durch entsprechende Absätze in der Schneckenwelle und mittels eines Einschraubrings im Zylinderkurbelgehäuse fixiert werden. Der Einschraubring kann unmittelbar in das Zylinderkurbelgehäuse eingeschraubt werden, wodurch gleichzeitig eine ausreichende Fixierung des Doppelschrägkugellagers und/oder des Axiallagers gewährleistet werden kann.As further advantageous has been found that the internal combustion engine is structurally simple to perform when a bearing of the worm shaft of the transmission comprises at least one thrust bearing, preferably a double angular contact ball bearings, and a radial bearing. The worm shaft can be accommodated via a thrust bearing and pure radial bearing in the motor housing or cylinder crankcase and fixed for example via a screw-in. The thrust bearing is preferably designed as a double angular contact ball bearings. The bearings are preferably received in the cylinder crankcase. The bearings support the engagement between the worm and Schneckenradsegment, the bearings ensure sufficient radial and axial fixation of the worm or the worm shaft. If, for example, an axially lower end, that is to say one end of the worm shaft, which is located below an axis of rotation of the crankshaft, is received by means of a radial bearing and an upper end, that is to say one end of the worm shaft, which is arranged above the crankshaft in the direction of the cylinders, accommodated in a double angular contact ball bearings, so a structurally simple and cost-effective solution of a gearbox mounting can be realized. The worm shaft can be fixed in this case, for example, by appropriate heels in the worm shaft and by means of a screw-in ring in the cylinder crankcase. The screw-in can be screwed directly into the cylinder crankcase, which at the same time a sufficient fixation of the double angular contact ball bearing and / or the thrust bearing can be ensured.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst eine Antriebseinheit des Getriebes mindestens einen Motor, bevorzugt einen Elektromotor und noch bevorzugter einen Schrittmotor. Mittels der Antriebseinheit kann die exzentrische Lagerung der Kurbelwelle verstellt werden, wodurch beispielsweise eine kontinuierlich variable Verdichtung an der Verbrennungskraftmaschine einstellbar ist. Der Elektromotor bietet dabei den Vorteil, dass dieser sehr kurze Reaktionszeiten aufweist, die sich wiederum positiv auf eine Adaptierung der Verdichtung an die jeweiligen Betriebsbereiche der Verbrennungskraftmaschine auswirkt, wodurch letztlich ein optimierter Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine erzielbar ist. Durch die Lage des Getriebes beziehungsweise der Drehachse der Schneckenwelle wird es hierbei ermöglicht, den Motor unmittelbar neben dem Zylinderkurbelgehäuse und bevorzugt in einer axialen Verlängerung der Schneckenwelle am Verbrennungsmotor anzuordnen. Dies ermöglicht einerseits eine leichte Montierbarkeit, wie auch eine Austauschbarkeit des Motors der Antriebseinheit. Ein Elektromotor bietet dabei den Vorteil, dass die Energieversorgung keine zusätzlichen Aggregate benötigt, da die entsprechende Energie, beispielsweise ein Gleichstrom, in der Verbrennungskraftmaschine generierbar ist und somit zur Verfügung steht. Ein Schrittmotor beziehungsweise Synchronmotor bietet dabei den Vorteil, dass dieser mit einer sehr hohen Schrittgenauigkeit steuerbar ist.In a further embodiment, a drive unit of the transmission comprises at least one motor, preferably an electric motor and more preferably a stepper motor. By means of the drive unit, the eccentric bearing of the crankshaft can be adjusted, whereby, for example, a continuously variable compression of the internal combustion engine is adjustable. The electric motor has the advantage that it has very short reaction times, which in turn has a positive effect on an adaptation of the compression of the respective operating ranges of the internal combustion engine, which ultimately an optimized efficiency of the internal combustion engine can be achieved. Due to the position of the transmission or the axis of rotation of the worm shaft, this makes it possible to arrange the engine immediately adjacent to the cylinder crankcase and preferably in an axial extension of the worm shaft on the internal combustion engine. On the one hand, this makes possible easy assembly, as well as exchangeability of the motor of the drive unit. An electric motor offers the advantage that the power supply requires no additional units, since the corresponding energy, for example a direct current, can be generated in the internal combustion engine and is thus available. A stepper motor or synchronous motor offers the advantage that it can be controlled with a very high step accuracy.
Eine weitere Ausführungsform umfasst eine Antriebseinheit mit einem Getriebe und einem Vorgelege. Eine zweistufige Getriebeeinheit bestehend aus Vorgelege und Getriebe ermöglicht es, ein Übersetzungsverhältnis beispielsweise derart zu gestalten, dass in Haltephasen nur geringe Momente durch den Motor aufgebracht werden müssen. Haltephasen bezeichnen dabei die Zeiträume in denen die Exzenter keine Bewegung, das heißt Adaptierung an das Verdichtungsverhältnis, vollziehen. Die exzentrisch gelagerte Kurbelwelle bewegt sich während der Haltephasen nicht, wobei zur Einhaltung der Betriebsposition der Verbrennungskraftmaschine ein Haltemoment erforderlich ist, das beispielsweise durch den Motor zur Verfügung gestellt werden kann. Das Vorgelege ermöglicht es hierbei, dass das Übersetzungsverhältnis zwischen Motor der Antriebseinheit und exzentrischer Kurbelwellenlagerung definierbar ist, so dass ein Motor mit entsprechend geringerer Leistung einsetzbar ist. Mittels des Übersetzungsverhältnis kann somit unmittelbar Einfluss auf die durch den Motor bereitzustellenden Halte- aber auch Verstellkräfte genommen werden.Another embodiment comprises a drive unit with a transmission and a countershaft. A two-stage gear unit consisting of countershaft and gearbox makes it possible to design a transmission ratio, for example, such that in holding phases only small moments must be applied by the engine. Holding phases denote the periods in which the eccentric no movement, ie adaptation to the compression ratio, perform. The eccentrically mounted crankshaft does not move during the holding phases, to maintain the operating position of the internal combustion engine, a holding torque is required, which can be made available for example by the engine. The countershaft makes it possible here that the transmission ratio between the motor of the drive unit and eccentric crankshaft bearing is definable, so that a motor with correspondingly lower power can be used. By means of the gear ratio can thus be taken directly influence on the to be provided by the engine holding but also adjusting forces.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht ein Vorgelege mit einer Stirnradverzahnung oder einer Kegelradverzahnung oder einer Spiralverzahnung vor. Je nach eingesetzter Verzahnung ergeben sich unterschiedliche Ausbildungen der Auslegung der Antriebseinheit. Das Vorgelege kann mit einer Spiralverzahnung versehen sein, wodurch sich beispielsweise eine bessere Laufruhe und Haltbarkeit beziehungsweise Langlebigkeit des Vorgeleges ermöglichen lässt. Eine Stirnradverzahnung bietet hingegen zum Beispiel den Vorteil einer kostengünstigen Verzahnung und beispielsweise gleichzeitig eine konstruktiv gering bauende Möglichkeit einer Aneinanderreihung der Getriebestufen der Antriebseinheit. A further advantageous embodiment provides a countershaft with a spur gear or a bevel gear or a spiral toothing. Depending on the gearing used, different designs result in the design of the drive unit. The countershaft can be provided with a spiral toothing, whereby, for example, a smoother running and durability or longevity of the intermediate gear can be made possible. By contrast, a spur gear toothing, for example, offers the advantage of cost-effective toothing and, for example, at the same time a structurally low-build possibility of a juxtaposition of gear stages of the drive unit.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Vorgelege ein Winkelgetriebe auf. Hierbei so kann eine Kegelradverzahnung eine vorteilhafte Ausgestaltungsform des Vorgeleges darstellen. Wird ein Vorgelege eingesetzt, so kann der Motor beispielsweise parallel oder im rechten Winkel etwa parallel zur Kurbelwelle am Zylinderkurbelgehäuse beziehungsweise der Verbrennungskraftmaschine montiert werden. Dies bietet die Möglichkeit, die Antriebseinheit für die variable Verdichtung bauraumoptimiert, das heißt mit einem möglichst geringen Anteil an Bauraum in bzw. an der Verbrennungskraftmaschine zu montieren. Mittels des Einsatzes eines Winkelgetriebes kann der Motor unmittelbar in einer Ebene oberhalb des Kurbelgehäuses außerhalb der Projektionsfläche der Zylinder-Querschnittssflächen auf diese Ebene und bevorzugt in eine Ebene neben den Zylindern an einer äußeren Oberfläche des Zylinderkurbelgehäuses befestigt werden. Des Weiteren kann der Motor in einem Bereich zwischen der Kurbelwelle und dem oberen Totpunkt des Kolbens der Verbrennungskraftmaschine befestigt werden.In a further embodiment, the countershaft has an angle gear. In this case, a bevel gear toothing represent an advantageous embodiment of the intermediate gear. If a countershaft is used, the engine can be mounted, for example, parallel or at right angles approximately parallel to the crankshaft on the cylinder crankcase or the internal combustion engine. This offers the possibility of optimizing the installation space of the drive unit for the variable compression, that is to install it with the smallest possible amount of installation space in or on the internal combustion engine. By means of the use of an angular gear, the engine can be mounted directly in a plane above the crankcase outside the projection surface of the cylinder cross-sectional areas on this plane and preferably in a plane adjacent to the cylinders on an outer surface of the cylinder crankcase. Further, the engine may be mounted in a range between the crankshaft and the top dead center of the piston of the internal combustion engine.
Das Winkelgetriebe ist nicht auf eine Schrägverzahnung beschränkt, sondern kann ebenfalls geradverzahnte, bogenverzahnte Verzahnung oder auch schräg verzahnte Kegelräder aufweisen. Je nach Aufbau der Verbrennungskraftmaschine sind die Winkel der Achsen des Vorgeleges wählbar, bevorzugt beträgt der Winkel der Achsen zueinander im Vorgelege jedoch 90°.The angle gear is not limited to a helical toothing, but may also have straight toothed, curved toothing or helical bevel gears. Depending on the structure of the internal combustion engine, the angles of the axles of the countershaft are selectable, but preferably the angle of the axles in the countershaft is 90 °.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Vorgelege ein Gehäuse und der Motor ist am Gehäuse des Vorgeleges befestigt. Dabei kann das Gehäuse als separates Gehäuse ausgeführt sein. Durch die unmittelbare Befestigung des Motors an einem Gehäuse des Vorgeleges kann eine Vormontage von Motor und Vorgelege erfolgen, so dass ein Montage der Antriebseinheit erleichtert wird. Gleichzeitig wird beispielsweise die Anzahl der benötigten Bauteile zur Erzielung einer Verstellung der exzentrischen Lagerung reduziert. Darüber hinaus sind zum Beispiel keine zusätzlichen Halterungen an der Verbrennungskraftmaschine notwendig. Gleichzeitig hat die Verbindung aus Vorgelege und Motor den Vorteil, dass Motor und Vorgelege möglichst stets optimal zueinander ausgerichtet sind, wodurch ein optimierter Kraftverlauf und Eingriff zwischen Motor und Vorgelege gewährleistet wird.In a further embodiment, the countershaft comprises a housing and the motor is attached to the housing of the countershaft. In this case, the housing may be designed as a separate housing. Due to the direct attachment of the engine to a housing of the countershaft, a pre-assembly of engine and countershaft can be done so that an assembly of the drive unit is facilitated. At the same time, for example, the number of components required to achieve an adjustment of the eccentric bearing is reduced. In addition, for example, no additional brackets on the internal combustion engine are necessary. At the same time, the compound of countershaft and engine has the advantage that engine and countershaft are always optimally aligned with each other, whereby an optimized force curve and engagement between the engine and countershaft is guaranteed.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht eine Antriebseinheit mit einer zwischen dem Getriebe und einem Motor angeordneten Kupplung vor, bevorzugt eine Oldham-Kupplung. Durch den Einsatz einer Kupplung zwischen dem Vorgelege und dem Getriebe kann zum Beispiel ein toleranzbedingter Versatz zwischen einem Gehäuse des Vorgeleges und dem Kurbelgehäuse der Verbrennungskraftmaschine ausgeglichen werden. Als bevorzugte Kupplung kann hierbei eine Oldham-Kupplung eingesetzt werden. Mittels einer Oldham-Kupplung kann ein Achsversatz zwischen zwei parallelen Wellen ausgeglichen werden. Eine Oldham-Kupplung kann drei Scheiben aufweisen, insbesondere aus drei Scheiben aufgebaut sein, wobei die äußeren beiden Scheiben an den jeweiligen Wellen befestigt sind und eine mittlere in zwei orthogonal zueinander stehenden Nut- und Federverbindungen zu den beiden anderen Scheiben gelagert ist. Oldham-Kupplungen werden auch Kreuzscheibenkupplungen genannt und bilden formschlüssige Ausgleichskupplungen. Bevorzugt ist eine äußere Scheibe, die auch Mitnehmerscheibe genannt wird, mit der Zahnradwelle verbunden und die zweite größere Scheibe kann mit einem Tellerrad eines Winkelgetriebes verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet sein. Die mittlere Scheibe ist zwischen den äußeren Scheiben der Oldham-Kupplung bewegbar geführt. Eine Schmierung des Vorgeleges und/oder der Kupplung erfolgt hierbei durch eine Fettfüllung oder durch ein Motoröl. Natürlich sind auch andere Kupplungen einsetzbar, die beispielsweise einen möglichen toleranzbedingten Versatz ausgleichen können.A further advantageous embodiment provides a drive unit with a clutch arranged between the transmission and a motor, preferably an Oldham clutch. By using a clutch between the countershaft and the transmission, for example, a tolerance-related offset between a housing of the countershaft and the crankcase of the internal combustion engine can be compensated. As a preferred coupling this Oldham coupling can be used. By means of an Oldham coupling, an axial offset between two parallel shafts can be compensated. An Oldham coupling may have three discs, in particular be constructed of three discs, the outer two discs are fixed to the respective shafts and a middle in two mutually orthogonal groove and spring connections is mounted to the other two discs. Oldham couplings are also called cross-disc clutches and form positive-fit compensation couplings. Preferably, an outer disc, which is also called drive plate, connected to the gear shaft and the second larger disc can be connected to a ring gear of an angular gear or formed integrally therewith. The middle disc is movably guided between the outer discs of the Oldham clutch. A lubrication of the countershaft and / or the clutch takes place here by a grease or by an engine oil. Of course, other couplings can be used, for example, can compensate for a possible tolerance-related offset.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Antriebseinheit als ein Modul ausgebildet, wobei das Modul zumindest eine Schneckenwelle, eine Schnecke und einen Motor umfasst. Darüber hinaus kann das Modul ein Vorgelege und eine Kupplung umfassen. Als Modul wird hierbei eine vormontierbare Baugruppe bezeichnet, die als eine zusammenhängende Baugruppe in die Verbrennungskraftmaschine einführbar und montierbar ist. Ein modulartiger Aufbau der Antriebseinheit erleichtert somit die Montage. Beispielsweise ermöglicht dieser Aufbau, möglicherweise vorhandene Toleranzen und toleranzbedingte Versätze im Vorhinein auszugleichen, die Komponenten entsprechend gegeneinander auszurichten oder auch fehlerhafte Komponenten schon bei der Montage des Moduls erkennen und austauschen zu können.According to one embodiment, the drive unit is designed as a module, wherein the module comprises at least one worm shaft, a worm and a motor. In addition, the module may include a countershaft and a clutch. As a module in this case a pre-assembly is called, which can be inserted and mounted as a contiguous assembly in the internal combustion engine. A modular construction of the drive unit thus facilitates the assembly. For example, this design makes it possible to compensate for any tolerances and tolerance-related offsets in advance, to align the components correspondingly to one another or to recognize and replace defective components already during assembly of the module.
Eine bevorzugte Ausführungsform ergibt sich mit einem Schneckenradsegment aus Bronze, vorzugsweise CuSn12. Die Schnecke und/oder die mit der Schnecke verbundene Welle sind hierfür beispielsweise aus gehärtetem Stahl, vorzugsweise C45, gebildet. Die Verwendung von Bronzen für das Schneckenradsegment, das beispielsweise als Gussteil herstellbar ist, bietet den Vorteil einer maximalen Festigkeit bei hinreichender Zähigkeit des Schneckenradsegmentes. Die Schnecke und/oder die mit der Schnecke verbundene Welle wird bevorzugt aus einem gehärtetem Stahl, bevorzugt einem Vergütungsstahl, hergestellt. Ein bevorzugter Vergütungsstahl ist C45 mit 0,45% Kohlenstoff. Vergütungsstähle haben den Vorteil, dass sie eine hohe Zugdruck-Dauerfestigkeit aufweisen. Die Kombination des Schneckenradsegmentes aus Bronze und der Schnecke beziehungsweise der Welle und der Schnecke aus gehärtetem Stahl bietet somit eine optimale Kombination von Zugdruck-Dauerfestigkeit einerseits und maximaler Festigkeit und hinreichender Zähigkeit andererseits. Weiterhin ermöglicht die Kombination des Schneckenradsegmentes aus Bronze und der Schnecke aus gehärtetem Stahl eine hohe Gleitgeschwindigkeit zwischen dem Schneckenradsegment und der Schnecke im Vergleich zu einer Materialpaarung, welche ein Schneckenradsegment und eine Schnecke aus gehärtetem Stahl aufweist. Die höhere Gleitgeschwindigkeit zwischen dem Schneckenradsegment und der Schnecke ermöglicht zum Beispiel eine höhere Drehzahl und/oder eine höhere Leistungsübertragung während der Verstellung der Kurbelwellenlage.A preferred embodiment results with a worm wheel segment made of bronze, preferably CuSn12. The worm and / or the shaft connected to the worm are for this purpose made of hardened steel, for example, preferably C45. The use of bronzes for the worm wheel segment, which can be produced, for example, as a casting, offers the advantage of maximum strength with sufficient toughness of the worm wheel segment. The screw and / or the shaft connected to the screw is preferably made of a hardened steel, preferably a tempering steel. A preferred one Annealing steel is C45 with 0.45% carbon. Heat-treated steels have the advantage that they have a high tensile fatigue strength. The combination of the worm wheel segment made of bronze and the worm or the shaft and the worm made of hardened steel thus provides an optimum combination of tensile fatigue strength on the one hand and maximum strength and sufficient toughness on the other hand. Furthermore, the combination of the bronze worm wheel segment and the hardened steel worm enables a high sliding speed between the worm wheel segment and the worm as compared to a mating material comprising a worm wheel segment and a hardened steel worm. The higher sliding speed between the worm wheel segment and the worm allows, for example, a higher speed and / or a higher power transmission during the adjustment of the crankshaft position.
Eine Materialpaarung, welche ein Schneckenradsegment und eine Schnecke und eine Welle aus Stahl aufweist, hat eine höhere Festigkeit als eine Materialpaarung, welche ein Schneckenradsegment aus Bronze und eine Schnecke aus Stahl aufweist. Die höhere Festigkeit ermöglicht eine höhere Flächenbelastung an Kontaktflächen zwischen dem Schneckeradsegment und der Schnecke und im besonderen eine höhere Drehmomentübertragung und/oder eine höhere Leistungsübertragung während der Verstellung der Kurbelwellenlage.A pair of materials comprising a worm wheel segment and a worm and shaft made of steel has a higher strength than a pair of materials comprising a worm wheel segment made of bronze and a worm made of steel. The higher strength allows a higher surface load on contact surfaces between the Schneckeradsegment and the screw and in particular a higher torque transmission and / or a higher power transmission during the adjustment of the crankshaft position.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Getriebe eine Übersetzung von kleiner iS = 100 auf, bevorzugt eine Übersetzung von iS = 55 ± 20%. Ein Übersetzungsverhältnis zwischen Schnecke und Schneckenradsegment von kleiner iS = 100 bietet den Vorteil eines günstigen Verzahnungswirkungsgrads. Darüber hinaus kann es eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung darstellen, wenn ein Gesamtübersetzungsverhältnis des Getriebes und eines Vorgeleges einen Wert von iG = 220 ± 30% aufweist. Durch die Wahl eines Gesamtübersetzungsverhältnisses von iG = 220 ± 30% ist es möglich einerseits ein hohes Drehmoment zur Verstellung der exzentrischen Kurbelwellenlagerung bereitzustellen und andererseits einen Elektromotor einsetzen zu können, der lediglich einen geringen Platz aufgrund seiner kleinen Abmessungen benötigt und trotzdemeine ausreichende Leistung zur Verfügung stellt. Die Auswahl eines derartigen Gesamtübersetzungsverhältnisses bietet somit den Vorteil, eines geringen Platzbedarfs mit einer Zurverfügungstellung eines hohen Drehmoments an der Exzenterwelle zu kombinieren. Das Gesamtübersetzungsverhältnis ergibt sich hierbei zumindest aus dem Übersetzungsverhältnis des Vorgeleges und dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes, bestehend aus Schnecke und Schneckenradsegment.In a further embodiment, the transmission has a ratio of less than i S = 100, preferably a ratio of i S = 55 ± 20%. A gear ratio between worm and worm wheel segment of smaller i S = 100 offers the advantage of a favorable gear efficiency. Moreover, it can be an advantageous embodiment of the invention, when a total gear ratio of the gearbox and an additional gear has a value of i G = 220 ± 30%. By choosing a total gear ratio of i G = 220 ± 30%, it is possible on the one hand to provide a high torque for the adjustment of the eccentric crankshaft bearing and on the other hand to use an electric motor that requires only a small space due to its small dimensions and still sufficient power available provides. The selection of such a total transmission ratio thus offers the advantage of combining a small footprint with a provision of a high torque on the eccentric shaft. The overall gear ratio results here at least from the gear ratio of the intermediate gear and the transmission ratio of the transmission, consisting of worm and Schneckenradsegment.
Das Getriebe umfasst ein Schneckengetriebe, wobei eine Verzahnung des Getriebes zwei- oder mehrgängig und/oder selbsthemmend ausgebildet ist. Durch beispielsweise eine Auslegung einer Steigung einer vorzugsweise zweigängigen Schnecke nahe der Selbsthemmungsgrenze ist es dabei möglich, dass ein Motor der Antriebseinheit in den Haltephasen nur geringe Momente aufbringen muss.The transmission comprises a worm gear, wherein a toothing of the transmission is two- or multi-speed and / or self-locking. For example, by designing a pitch of a preferably double-flighted screw near the self-locking limit, it is possible that a motor of the drive unit in the holding phases must apply only small moments.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Schneckenradsegment mit einer Exzenterscheibe über einen parallel zur Drehachse der Kurbelwelle verschiebbaren Formschluss verbunden ist, wobei der Formschluss eine Bewegung in tangentialer und radialer Richtung in Bezug zu einer Umlaufbahn eines Punktes auf der drehbaren Exzenterscheibe verhindert. Der Formschluss weist zumindest einen ersten profilierten Sektor auf der Exzenterscheibe und einen dazu komplementären profilierten zweiten Sektor auf dem Schneckenradsegment auf. Der erste profilierte Sektor auf der Exzenterscheibe weist mindestens zwei nicht zu einander parallele Flächen auf, welche sich nicht tangential zu einer Umlaufbahn eines Punktes auf der Exzenterscheibe erstrecken. Diese zwei Flächen sind bei einer formschlüssigen Verbindung zwischen der Exzenterscheibe und dem Schneckenradsegment in Berührung mit zwei Flächen des zweiten profilierten Sektors auf dem Schneckenradsegment. Über diese Art des Formschlusses ist eine Drehmomentübertragung zwischen der Exzenterscheibe und dem Schneckenradsegment sichergestellt.In a further embodiment, it is provided that the worm wheel segment is connected to an eccentric disc via a form-locking connection which is displaceable parallel to the axis of rotation of the crankshaft, wherein the positive locking prevents movement in the tangential and radial directions with respect to an orbit of a point on the rotatable eccentric disc. The positive connection has at least a first profiled sector on the eccentric disc and a complementary profiled second sector on the worm wheel segment. The first profiled sector on the eccentric disc has at least two surfaces which are not parallel to one another and which do not extend tangentially to an orbit of a point on the eccentric disc. These two surfaces are in a positive connection between the eccentric disc and the Schneckenradsegment in contact with two surfaces of the second profiled sector on the Schneckenradsegment. About this type of positive connection torque transmission between the eccentric and the Schneckenradsegment is ensured.
Im Umfang der Offenbarung dieser Patentanmeldung wird im Übrigen auf die Offenlegungsschrift
Gemäß einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass ein Bauteil der Verbrennungskraftmaschine, vorzugsweise ein Zylinderkurbelgehäuse, eine Lagerung der Schnecke und eine axiale Führung des Schneckenradsegmentes aufweist. Die axiale Führung des Schneckenradsegmentes kann zum Beispiel durch zwei gegenüberliegende parallele Flächen, einen Schlitz oder eine Nut des Bauteils, insbesondere des Zylinderkurbelgehäuses, ausgebildet sein. Diese Ausführungsform sieht eine Aufnahme für eine Lagerung vor, beispielsweise in Ausgestaltung einer Bohrung. Insbesondere für eine Lagerschale, der Schneckenwelle, vor, wobei die Aufnahme am selben Bauteil wie die axiale Führung des Schneckenradsegmentes, insbesondere am Zylinderkurbelgehäuse, angeordnet ist. Eine Anordnung der axialen Führung des Schneckenrades und eine Anordnung einer Lagerung der Schneckenwelle am selben Bauteil, vorzugsweise am Zylinderkurbelgehäuse, bewirkt beispielsweise eine Reduktion einer Fertigungstoleranz um zwanzig bis dreißig Prozent bei einer Fertigung einer gesamten Aktuatorik zur Verstellung der exzentrisch gelagerten Kurbelwelle. According to a further embodiment, it is provided that a component of the internal combustion engine, preferably a cylinder crankcase, has a bearing of the worm and an axial guidance of the worm wheel segment. The axial guidance of the worm wheel segment can be formed, for example, by two oppositely parallel surfaces, a slot or a groove of the component, in particular of the cylinder crankcase. This embodiment provides a receptacle for storage, for example in the form of a bore. In particular, for a bearing shell, the worm shaft, before, wherein the receptacle on the same component as the axial guidance of the worm wheel, in particular on the cylinder crankcase, is arranged. An arrangement of the axial guidance of the worm wheel and an arrangement of a bearing of the worm shaft on the same component, preferably on the cylinder crankcase causes, for example, a reduction of a Manufacturing tolerance by twenty to thirty percent in a production of an entire actuator for adjusting the eccentrically mounted crankshaft.
Gemäß einem weiteren auch unabhängigen Gedanken der Erfindung wird ein Verfahren zur Montage einer Verbrennungskraftmaschine mit einem Zylinderkurbelgehäuse, mit einer variablen Verdichtung, mit einer Mehrzahl an auf einer Kurbelwelle gelagerten, jeweils einen Hubkolben tragenden Pleuel, mit einer exzentrischen Kurbelwellenlagerung, mit einer torsionssteifen Verbindung zwischen den Kurbelwellenlagerungen zur Übertragung einer Stellbewegung und mit einem zumindest ein Schneckenradsegement und eine Schnecke umfassenden Getriebe zum Verstellen der Kurbelwellenlage vorgeschlagen, wobei das Getriebe in einem Endbereich der Kurbelwelle angeordnet wird und wobei das Schneckenradsegment zur Einleitung eines Drehmoments mit zumindest einem exzentrischen Kurbelwellenlager zusammenwirkt, die Schnecke im Zylinderkurbelgehäuse gelagert wird und tangential in des Schneckenradsegment eingreift, wobei ein Eingriffsbereich der Schnecke in das Schneckenradsegment ausgehend von einem unteren Ende des Zylinderkurbelgehäuse zumindest auf einer Hohe einer Drehachse der Kurbelwelle liegt.According to another independent idea of the invention, a method for assembling an internal combustion engine with a cylinder crankcase, with a variable compression, with a plurality of mounted on a crankshaft, each carrying a reciprocating piston rod, with an eccentric crankshaft bearing, with a torsionally rigid connection between the Crankshaft bearings for transmitting an actuating movement and proposed with at least one Schneckenradsegement and a worm gear for adjusting the crankshaft position, wherein the transmission is disposed in an end portion of the crankshaft and wherein the worm wheel for cooperating with at least one eccentric crankshaft bearing to induce a torque, the worm in the Cylinder crankcase is mounted and engages tangentially in the worm wheel, wherein an engagement portion of the worm in the Schneckenradsegment starting from a lower end d Cylinder crankcase is at least at a height of an axis of rotation of the crankshaft.
In einem Schritt, bevorzugt einem ersten Schritt in Bezug auf eine Montage der Verstellung wird die exzentrische Kurbelwellenlagerung in eine Position bewegt, welche einer Position der Kurbelwellenlagerung (
In einem weiteren Schritt, bevorzugt einem zweiten Schritt wird das Getriebe und/oder eine Antriebseinheit des Getriebes als vormontierte Einheit auf einem Ende der exzentrischen Kurbelwellenlagerung angebracht.In a further step, preferably a second step, the transmission and / or a drive unit of the transmission is mounted as a preassembled unit on one end of the eccentric crankshaft bearing.
In einem anderen, insbesondere einem dritten Schritt wird der gesamte Kurbelwellentrieb mit der montierten Getriebeeinheit zum Verstellen des exzentrischen Kurbelwellenlagerung nach oben bewegt und in einer Position, die nahe dem max. bzw. min. Verdichtungsverhältnis, also nahe den Endlagen des Verstellbereiches liegt, welche einem geringeren Zylinderhub als dem maximalen Zylinderhub entspricht und in welcher sich das Schneckenradsegment zwischen den gegenüberliegenden Flächen der axialen Führung des Schneckradsegmentes befindet.In another, in particular a third step, the entire crankshaft drive with the assembled gear unit for adjusting the eccentric crankshaft bearing is moved upwards and in a position close to the max. or min. Compression ratio, that is near the end positions of the adjustment range, which corresponds to a smaller cylinder stroke than the maximum cylinder stroke and in which the worm wheel segment is located between the opposite surfaces of the axial guidance of the Schneckradsegmentes.
In einem weiteren, bevorzugt einem vierten Schritt wird ein mit der vormontierten Einheit verbundenes Teil mit dem Zylinderkurbelgehäuse verbunden, vorzugsweise verschraubt.In a further, preferably a fourth step, a part connected to the preassembled unit is connected to the cylinder crankcase, preferably screwed.
In einer Ausgestaltung können die obigen Schritte nacheinander ausgeführt werden, bevorzugt direkt hintereinander.In one embodiment, the above steps can be carried out successively, preferably directly one behind the other.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert, aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale hervorgehen. Die dort dargestellten Weiterbildungen sind jedoch nicht beschränkend auszulegen, sondern beispielhaft. Vielmehr können die dort jeweils beschriebenen Merkmale aus ein oder mehreren Figuren untereinander wie auch mit den oben beschriebenen Merkmalen zu weiteren Ausgestaltungen verknüpft werden. Des Weiteren sei darauf verwiesen, dass die in der Figurenbeschreibung angegebenen Bezugszeichen den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, sondern lediglich auf die in den Figuren dargestellten beispielhaften Einzelheiten von Ausführungsbeispielen verweisen, ohne, dass diese Beispiele abschließend sind. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to drawings, from which further advantageous embodiments and features emerge. However, the developments shown there are not construed restrictive, but exemplary. Rather, the features described in each case from one or more figures can be linked to each other as well as with the features described above to further embodiments. Furthermore, it should be noted that the reference numerals indicated in the figure description do not limit the scope of the present invention, but merely refer to the exemplary details of embodiments shown in the figures, without that these examples are exhaustive. Show it:
Die
In das Schneckenradsegment
Zwischen einem Winkelgetriebe
Das Getriebe
In der
An ein axial äußeres Ende
In der
Das Zylinderkurbelgehäuse
Das Getriebe
Eine erste Scheibe
In vorteilhafter Weise besteht ebenfalls die Möglichkeit, die Schneckenwelle
In der
In der
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4226361 A1 [0003] DE 4226361 A1 [0003]
- US 4860702 [0004] US 4860702 [0004]
- DE 10200800431 A1 [0027] DE 10200800431 A1 [0027]
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---|---|
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Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013216181A1 (en) * | 2013-08-14 | 2015-02-19 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Adjustment device for changing the compression ratio in an internal combustion engine |
DE102014201979A1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-06 | Ovalo Gmbh | Arrangement for driving an adjusting shaft for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio of an internal combustion engine |
DE102014201978A1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-06 | Ovalo Gmbh | Arrangement for driving an adjusting shaft for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio of an internal combustion engine |
DE102014201981A1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-06 | Ovalo Gmbh | Arrangement for driving an adjusting shaft for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio of an internal combustion engine |
DE102014210588A1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-06 | Ovalo Gmbh | Arrangement for driving an adjusting shaft for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio of an internal combustion engine |
DE102014201982A1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-06 | Ovalo Gmbh | Internal combustion engine with an actuator for driving a Verstellwelle for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio of the internal combustion engine |
DE102014013382A1 (en) | 2014-09-09 | 2016-03-10 | Meta Motoren- Und Energie-Technik Gmbh | Device for changing the dead center positions of a piston connected to a crankshaft via a connecting rod within a cylinder |
DE102015112695B3 (en) * | 2015-08-03 | 2016-10-06 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015112689B3 (en) * | 2015-08-03 | 2016-10-06 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015112692B3 (en) * | 2015-08-03 | 2016-10-13 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015112693A1 (en) | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015112684A1 (en) | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015112690A1 (en) | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Ovalo Gmbh | Actuator system, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015112691A1 (en) | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015112688A1 (en) | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015114823A1 (en) | 2015-09-04 | 2017-03-09 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for changing the expansion stroke and / or the compression ratio of an internal combustion engine |
DE102015013489A1 (en) | 2015-10-16 | 2017-04-20 | Peter Pelz | Internal combustion engine with double crank drive and variable compression |
DE102016212064A1 (en) * | 2016-07-04 | 2018-01-04 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Device for changing a compression ratio of a reciprocating internal combustion engine |
DE102016222807A1 (en) | 2016-11-18 | 2018-05-24 | Robert Bosch Gmbh | Method and system for operating a variable compression ratio internal combustion engine |
US10876473B2 (en) | 2015-08-03 | 2020-12-29 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine to adjust the expansion stroke and/or the compression ratio |
US20220112848A1 (en) * | 2020-10-12 | 2022-04-14 | Schaeffler Technologies AG & Co., KG | Actuation assembly for phaser system |
US20220136431A1 (en) * | 2019-07-28 | 2022-05-05 | Almir Gonçalves Pereira | Variable compression ratio device |
US20220252015A1 (en) * | 2021-02-11 | 2022-08-11 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Cranktrain phase adjuster for variable compression ratio |
DE102015017286B3 (en) | 2015-08-03 | 2023-05-04 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjustment shaft of an internal combustion engine for setting the expansion stroke and/or the compression ratio |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4860702A (en) | 1988-03-21 | 1989-08-29 | Doundoulakis George J | Compression ratio control in reciprocating piston engines |
DE4226361A1 (en) | 1992-08-10 | 1994-04-07 | Alex Zimmer | Fuel-air mixt. compressing IC engine - has remaining space during compression varied w.r.t. mixt. feed quality in direction of best compression ratio |
DE102008000431A1 (en) | 2008-02-28 | 2009-09-03 | Zf Friedrichshafen Ag | Component of internal and external teeth and method for producing the component |
-
2011
- 2011-12-06 DE DE201110120162 patent/DE102011120162A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4860702A (en) | 1988-03-21 | 1989-08-29 | Doundoulakis George J | Compression ratio control in reciprocating piston engines |
DE4226361A1 (en) | 1992-08-10 | 1994-04-07 | Alex Zimmer | Fuel-air mixt. compressing IC engine - has remaining space during compression varied w.r.t. mixt. feed quality in direction of best compression ratio |
DE102008000431A1 (en) | 2008-02-28 | 2009-09-03 | Zf Friedrichshafen Ag | Component of internal and external teeth and method for producing the component |
Cited By (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013216181A1 (en) * | 2013-08-14 | 2015-02-19 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Adjustment device for changing the compression ratio in an internal combustion engine |
DE102014201978B4 (en) | 2014-02-04 | 2021-10-28 | Ovalo Gmbh | Arrangement for driving an adjusting shaft for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio of an internal combustion engine |
DE102014201979A1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-06 | Ovalo Gmbh | Arrangement for driving an adjusting shaft for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio of an internal combustion engine |
DE102014201978A1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-06 | Ovalo Gmbh | Arrangement for driving an adjusting shaft for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio of an internal combustion engine |
DE102014201981A1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-06 | Ovalo Gmbh | Arrangement for driving an adjusting shaft for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio of an internal combustion engine |
DE102014210588A1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-06 | Ovalo Gmbh | Arrangement for driving an adjusting shaft for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio of an internal combustion engine |
DE102014201982A1 (en) * | 2014-02-04 | 2015-08-06 | Ovalo Gmbh | Internal combustion engine with an actuator for driving a Verstellwelle for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio of the internal combustion engine |
DE102014201979B4 (en) | 2014-02-04 | 2022-10-06 | Ovalo Gmbh | Arrangement for driving an adjusting shaft for adjusting the expansion stroke and/or the compression ratio of an internal combustion engine |
DE102014201981B4 (en) | 2014-02-04 | 2021-11-04 | Ovalo Gmbh | Arrangement for driving an adjusting shaft for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio of an internal combustion engine |
DE102014013382A1 (en) | 2014-09-09 | 2016-03-10 | Meta Motoren- Und Energie-Technik Gmbh | Device for changing the dead center positions of a piston connected to a crankshaft via a connecting rod within a cylinder |
DE102015112689B3 (en) * | 2015-08-03 | 2016-10-06 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015112695B3 (en) * | 2015-08-03 | 2016-10-06 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015112690A1 (en) | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Ovalo Gmbh | Actuator system, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015112691A1 (en) | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015112688A1 (en) | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015017286B3 (en) | 2015-08-03 | 2023-05-04 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjustment shaft of an internal combustion engine for setting the expansion stroke and/or the compression ratio |
DE102015112688A9 (en) | 2015-08-03 | 2017-04-20 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015112690B4 (en) | 2015-08-03 | 2023-04-20 | Ovalo Gmbh | Actuator system, in particular for coupling to the adjustment shaft of an internal combustion engine for setting the expansion stroke and/or the compression ratio |
DE102015112684A1 (en) | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015112692B3 (en) * | 2015-08-03 | 2016-10-13 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015112693A1 (en) | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
DE102015112688B4 (en) * | 2015-08-03 | 2018-11-08 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine for adjusting the expansion stroke and / or the compression ratio |
US10876473B2 (en) | 2015-08-03 | 2020-12-29 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for coupling to the adjusting shaft of an internal combustion engine to adjust the expansion stroke and/or the compression ratio |
DE102015114823B4 (en) | 2015-09-04 | 2019-05-09 | Ovalo Gmbh | An actuator configured to vary the expansion stroke and / or the compression ratio of an internal combustion engine; System including an actuator and an internal combustion engine |
DE102015114823A1 (en) | 2015-09-04 | 2017-03-09 | Ovalo Gmbh | Actuator, in particular for changing the expansion stroke and / or the compression ratio of an internal combustion engine |
WO2017063751A1 (en) | 2015-10-16 | 2017-04-20 | Peter Pelz | Internal combustion engine with double crank drive and variable compression ratio |
DE102015013489A1 (en) | 2015-10-16 | 2017-04-20 | Peter Pelz | Internal combustion engine with double crank drive and variable compression |
DE102016212064A1 (en) * | 2016-07-04 | 2018-01-04 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Device for changing a compression ratio of a reciprocating internal combustion engine |
DE102016222807A1 (en) | 2016-11-18 | 2018-05-24 | Robert Bosch Gmbh | Method and system for operating a variable compression ratio internal combustion engine |
US20220136431A1 (en) * | 2019-07-28 | 2022-05-05 | Almir Gonçalves Pereira | Variable compression ratio device |
US11879400B2 (en) * | 2019-07-28 | 2024-01-23 | Almir Gonçalves Pereira | Variable compression ratio device |
US20220112848A1 (en) * | 2020-10-12 | 2022-04-14 | Schaeffler Technologies AG & Co., KG | Actuation assembly for phaser system |
US11619182B2 (en) * | 2020-10-12 | 2023-04-04 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Actuation assembly for phaser system |
US20220252015A1 (en) * | 2021-02-11 | 2022-08-11 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Cranktrain phase adjuster for variable compression ratio |
US11519342B2 (en) * | 2021-02-11 | 2022-12-06 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Cranktrain phase adjuster for variable compression ratio |
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