DE102012113187B4 - Variable Kompressionsverhältnisvorrichtung - Google Patents

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Abstract

Variable Kompressionsverhältnisvorrichtung, die in einem Motor montiert ist, um ein Kompressionsverhältnis von Mischgas zu ändern, aufweisend:eine Kurbelwelle (10), die derart konfiguriert ist, dass eine Hin- und Herbewegung eines Kolbens (2) durch eine Verbrennungskraft des Mischgases in eine Drehbewegung umgewandelt wird;eine Pleuelstange (20), in deren einem Ende (210) ein Kolbenbolzen (3) derart eingesetzt ist, dass das eine Ende (210) über den Kolbenbolzen (3) mit dem Kolben (2) drehbar verbunden ist, und deren anderes Ende (220) mit der Kurbelwelle (10) drehbar verbunden ist;ein erstes und ein zweites Exzentergelenkstück (30a, 30b), die an beiden Seiten der Pleuelstange (20) montiert sind und an deren einen Enden (310a, 310b) der Kolbenbolzen (3) exzentrisch und drehbar installiert ist;ein Schwenkgelenk (40), dessen eines Ende (410) in zwei Abschnitte derart verzweigt ist, dass ein erster und ein zweiter Zweig (410a, 410b) gebildet werden, wobei der erste und der zweite Zweig (410a, 410b) mit den anderen Enden (320a, 320b) des ersten und des zweiten Exzentergelenkstücks (30a, 30b) verbunden sind; undeine Steuervorrichtung (50), die mit dem anderen Ende (420) des Schwenkgelenks (40) derart verbunden ist, dass das Schwenkgelenk (40) gesteuert wird,wobei die Kurbelwelle (10) einen Kurbelwellenlagerzapfen (110), der an einem Zylinderblock drehbar abgestützt ist, einen Kurbelzapfen (120), mit welchem das andere Ende (220) der Pleuelstange (20) drehbar verbunden ist, und eine Kurbelwange (130) aufweist, die derart konfiguriert ist, dass der Kurbelwellenlagerzapfen (110) und der Kurbelzapfen (120) verbunden sind,wobei die Kurbelwange (130) Führungsflächen (131) aufweist, die in einer vorbestimmten Dicke an einer Innenumfangsfläche der Kurbelwange (130) derart ausgebildet sind, dass sich der erste und der zweite Zweig (410a, 410b) des Schwenkgelenks (40) zwischen den Führungsflächen (131) gleitend bewegen können,wobei die Führungsflächen (131) jeweils in einer Ebene ausgebildet sind,wobei vorbestimmte Abschnitte (412a, 412b) zwischen den einen Enden und den anderen Enden des ersten und des zweiten Zweiges (410a, 410b) in mit den Führungsflächen (131) korrespondierenden Ebenen derart ausgebildet sind, dass sie zwischen den Führungsflächen (131) gleiten, undwobei Außenumfangsflächen von vorbestimmten Abschnitten (330a, 330b) an dem ersten und dem zweiten Exzentergelenkstück (30a, 30b) in nach außen vorstehenden Ebenen derart geformt sind, dass sie zwischen den Führungsflächen (131) gleiten.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine variable Kompressionsverhältnisvorrichtung, und insbesondere eine variable Kompressionsverhältnisvorrichtung zum Variieren eines Kompressionsverhältnisses von Mischgas innerhalb einer Brennkammer entsprechend einem Betriebszustand eines Motors.
  • Im Allgemeinen steigt der thermische Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine an, wenn ein Kompressionsverhältnis hoch ist, und der thermische Wirkungsgrad sinkt, wenn im Falle eines Ottomotors ein Zündzeitpunkt auf ein vorbestimmtes Niveau vorrückt. Jedoch wird, wenn in einem Ottomotor der Zündzeitpunkt bei einem hohen Kompressionsverhältnis vorrückt, eine abnormale Verbrennung erzeugt, was zu einer Beschädigung an einem Motor führt. Dementsprechend gibt es eine Grenze beim Vorrücken des Zündzeitpunktes, und es ist unumgänglich, aufgrund der Grenze eine Leistungsverschlechterung hinzunehmen.
  • Die variable Kompressionsverhältnis (VCR)-Vorrichtung ist eine Vorrichtung zur Änderung eines Kompressionsverhältnisses von Mischgas entsprechend einem Betriebszustand eines Motors. Gemäß der variablen Kompressionsverhältnisvorrichtung wird durch Erhöhen eines Kompressionsverhältnisses des Mischgases in einem Niedriglastbetriebszustand des Motors der Kraftstoffwirkungsgrad verbessert, und durch Verringern des Kompressionsverhältnisses des Mischgases in einem Hochlastbetriebszustand des Motors wird die Bildung von Klopfen verhindert und die Motorleistung verbessert.
  • Die variable Kompressionsverhältnisvorrichtung nach der bezogenen Technik führt eine Änderung eines Kompressionsverhältnisses durch Ändern der Länge einer Pleuelstange durch, die einen Kolben mit einer Kurbelwelle verbindet. Bei einem solchen Typ der variablen Kompressionsverhältnisvorrichtung ist ein Teil, das den Kolben mit der Kurbelwelle verbindet, aus mehreren Gelenkstücken gebildet, so dass der Verbrennungsdruck direkt an die Gelenkstücke übertragen wird. Dementsprechend verschlechtert sich die Haltbarkeit der Gelenkstücke.
  • Infolge verschiedener Experimente zu der variablen Kompressionsverhältnisvorrichtung nach der bezogenen Technik ist zu erkennen, dass die Betriebszuverlässigkeit durch Änderung eines Abstandes zwischen einem Kurbelzapfen und einem Kolbenbolzen mittels eines Exzenterlagers verbessert wird.
  • Eine Mehrzahl von Gelenkstücken wird verwendet, um das Exzenterlager zu drehen, und es gibt ein Problem dadurch, dass die Gelenkstücke horizontal ausgeweitet oder getrennt werden, wenn der Kolben heruntergeht. Nach der bezogenen Technik muss eine separate Vorrichtung in die Pleuelstange oder das Gelenkstück einbezogen werden, um eine Bewegungsbahn des Gelenkstücks zu begrenzen, so dass es ein Problem dadurch gibt, dass eine Struktur der Pleuelstange oder des Gelenkstücks kompliziert ist.
  • Die US 2012/0 000 444 A1 , DE 100 58 206 A1 und DE 10 2005 055 199 A1 beschreiben jeweils eine variable Kompressionsverhältnisvorrichtung, aufweisend eine Kurbelwelle, die einen Kurbelwellenlagerzapfen, einen Kurbelzapfen und eine Kurbelwange aufweist und eine Hin- und Herbewegung eines Kolbens in eine Drehbewegung umwandelt, eine Pleuelstange, in deren einem Ende ein Kolbenbolzen eingesetzt ist, so dass deren eines Ende mit dem Kolben und deren anderes Ende mit der Kurbelwelle drehbar verbunden ist, ein Exzentergelenkstück, das an der Pleuelstange montiert ist und an dessen einem Ende der Kolbenbolzen exzentrisch und drehbar installiert ist, ein Schwenkgelenk, dessen eines Ende mit dem anderen Ende des Exzentergelenkstücks verbunden ist, und eine Steuervorrichtung, die mit dem anderen Ende des Schwenkgelenks verbunden ist.
  • Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind auf die Schaffung einer variablen Kompressionsverhältnisvorrichtung gerichtet, welche die Vorteile der wirksamen Begrenzung einer Bewegungsbahn eines Gelenkstücks, das ein Exzenterlager dreht, und der Vereinfachung einer Struktur hat.
  • Dies wird gemäß der Erfindung durch eine variable Kompressionsverhältnisvorrichtung nach den Merkmalen aus dem Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die variable Kompressionsverhältnisvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Bewegungsbahn eines Exzentergelenks sogar ohne eine separate Vorrichtung wirksam begrenzen.
  • Ferner hat die variable Kompressionsverhältnisvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine einfache Struktur, wodurch die Betriebsstabilität verbessert wird und die Herstellungskosten verringert werden.
  • Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin einbezogen sind, und der folgenden ausführlichen Beschreibung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erläutern, ersichtlich sind oder darin ausführlicher dargelegt sind.
    • 1 und 2 sind perspektivische Ansichten, die eine variable Kompressionsverhältnisvorrichtung gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schematisch zeigen.
    • 3 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Kurbelwelle einer variablen Kompressionsverhältnisvorrichtung gemäß den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
    • 4 ist eine perspektivische Ansicht, welche die übrigen Teile mit Ausnahme der Kurbelwelle in der variablen Kompressionsverhältnisvorrichtung gemäß den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
    • 5 ist eine Ansicht, die eine Änderung einer Höhe eines Kolbens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
    • 6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine variable Kompressionsverhältnisvorrichtung gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
    • 7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Kurbelwelle der variablen Kompressionsverhältnisvorrichtung gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
  • Es versteht sich, dass die angehängten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Eigenschaften darstellen, welche die grundlegenden Prinzipien der Erfindung aufzeigen. Die speziellen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, die zum Beispiel spezielle Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen umfassen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise durch die jeweils beabsichtigte Anwendung und Nutzungsumgebung bestimmt.
  • In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf dieselben oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung durch die einzelnen Figuren der Zeichnung hinweg.
  • Nun wird auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en) ausführlich Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung(en) in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben ist, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu bestimmt ist, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist die Erfindung(en) dazu bestimmt, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche im Sinn und Bereich der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert ist, enthalten sein können.
  • Nachfolgend werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
  • Die beispielhafte Ausführungsform, welche eine beispielhafte Ausführungsform gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, kann in diversen unterschiedlichen Ausgestaltungen ausgeführt werden, und daher ist der Bereich der vorliegenden Erfindung nicht auf eine beispielhafte Ausführungsform beschränkt, die unten beschrieben wird.
  • Die 1 und 2 sind perspektivische Ansichten, die eine variable Kompressionsverhältnisvorrichtung gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigen, 3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Kurbelwelle der variablen Kompressionsverhältnisvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt, und 4 ist eine perspektivische Ansicht, welche die übrigen Teile mit Ausnahme der Kurbelwelle in der variablen Kompressionsverhältnisvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
  • Die variable Kompressionsverhältnisvorrichtung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in einem Motor zum Drehen einer Kurbelwelle durch Aufnehmen einer Verbrennungskraft von Mischgas von einem Kolben montiert, um ein Kompressionsverhältnis zu ändern.
  • Wie in den 1 bis 4 gezeigt, kann die variable Kompressionsverhältnisvorrichtung 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Kurbelwelle 10, eine Pleuelstange 20, ein Exzentergelenk 30, ein Schwenkgelenk 40 und eine Steuervorrichtung 50 aufweisen.
  • Die Kurbelwelle 10 nimmt die Verbrennungskraft von einem Kolben 2 auf, wandelt die Verbrennungskraft in Drehmoment um und überträgt das umgewandelte Drehmoment an ein Getriebe. Die Kurbelwelle 10 kann in einem Kurbelgehäuse montiert sein, das an einem unteren Ende eines Zylinders ausgebildet ist.
  • Wie in 3 gezeigt, kann die Kurbelwelle 10 einen Kurbelwellenlagerzapfen 110, der an einem Zylinderblock des Motors drehbar abgestützt ist, einen Kurbelzapfen 120, mit welchem die Pleuelstange 20 drehbar verbunden ist, und eine Kurbelwange 130 zum Verbinden des Kurbelwellenlagerzapfens 110 mit dem Kurbelzapfen 120 aufweisen.
  • Der Kurbelzapfen 120 kann mit einem schmalen Ende der Kurbelwange 130 verbunden sein, und ein Ausgleichsgewicht 133 kann einstückig an einem breiten Ende der Kurbelwange 130 montiert sein. Das Ausgleichsgewicht 133 verringert die Drehschwingung, die erzeugt wird, wenn sich die Kurbelwelle 10 dreht.
  • Gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Führungsfläche 131, die in einer vorbestimmten Dicke derart ausgebildet ist, dass beide Seitenflächen des Schwenkgelenks 40 gleitend bewegbar sein können, in eine Innenumfangsfläche der Kurbelwange 130 einbezogen sein.
  • Nach einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen kann sich, wie in 3 gezeigt, die Führungsfläche 131 von einer Seite unter dem Kurbelzapfen 120 zu dem breiten Ende der Kurbelwange 130 erstrecken, an dem das Ausgleichsgewicht 133 ausgebildet ist. Ferner kann die Führungsfläche 131 in einer Ebene ausgebildet sein und kann einstückig mit einer Innenumfangsfläche der Kurbelwange 130 ausgebildet sein.
  • Die Pleuelstange 20 nimmt die Verbrennungskraft von dem Kolben 2 auf und überträgt die aufgenommene Verbrennungskraft an die Kurbelwelle 10.
  • Gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Pleuelstange 20 das eine Ende 210 und das andere Ende 220 aufweisen. Ein Kolbenbolzen 3 ist in das eine Ende 210 der Pleuelstange 20 derart eingesetzt, dass der Kolben 2 über den Kolbenbolzen 3 mit dem einen Ende 210 der Pleuelstange 20 drehbar verbunden ist, und die Kurbelwelle 10 kann über den Kurbelzapfen 120 mit dem anderen Ende 220 der Pleuelstange 20 drehbar verbunden sein.
  • Das Exzentergelenk 30 ist über den Kolbenbolzen 3 mit dem Kolben 2 verbunden und wird gemäß der Steuerung der Steuervorrichtung 50 gedreht, um durch Verstellen einer Höhe des Kolbens 2 in dem Zylinder ein Kompressionsverhältnis zu ändern.
  • Gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Exzentergelenk 30 ein Doppelexzentergelenk und kann ein erstes Exzentergelenkstück 30a und ein zweites Exzentergelenkstück 30b aufweisen, die an beiden Seiten der Pleuelstange 20 symmetrisch installiert sind, wie in den 1 bis 4 gezeigt ist.
  • Mit Bezug auf die 1 bis 4 können das erste und das zweite Exzentergelenkstück 30a und 30b die einen Enden 310a und 310b, die anderen Enden 320a und 320b und vorbestimmte Abschnitte 330a und 330b zwischen den einen Enden 310a und 310b und den anderen Enden 320a und 320b aufweisen.
  • Mit Bezug auf die 1 bis 4 können Exzenterlager 311a und 311b, in welchen der Kolbenbolzen 3 exzentrisch montiert ist, einstückig mit den einen Enden 310a und 310b des ersten und des zweiten Exzentergelenkstücks 30a und 30b ausgebildet sein, das eine Ende 410 des Schwenkgelenks 40 kann mit den anderen Enden 320a und 320b des ersten und des zweiten Exzentergelenkstücks 30a und 30b drehbar verbunden sein, und die vorbestimmten Abschnitte 330a und 330b des ersten und des zweiten Exzentergelenkstücks 30a und 30b können in Ebenen ausgebildet sein, die nach außen derart vorstehen, dass sie an der Führungsfläche 131 der Kurbelwelle 10 gleiten.
  • Nach einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen können, wie in den 1 bis 4 gezeigt, die vorbestimmten Abschnitte 330a und 330b des ersten und des zweiten Exzentergelenkstücks 30a und 30b derart ausgebildet sein, dass sie in drei Stränge geteilt sind, und Außenflächen davon können in einer Ebene ausgebildet sein, um an der Führungsfläche 131 der Kurbelwange 130 zu gleiten, wenn sich die Kurbelwelle 10 dreht. Da die vorbestimmten Abschnitte 330a und 330b des ersten und des zweiten Exzentergelenkstücks 30a und 30b mit der Führungsfläche 131 der Kurbelwange 130 während des Gleitens im engen Kontakt stehen, können die Bewegungsbahnen des ersten und des zweiten Exzentergelenkstücks 30a und 30b ohne eine separate Vorrichtung stabil begrenzt werden.
  • Das Schwenkgelenk 40 ist zwischen der Steuervorrichtung 50 und dem ersten und dem zweiten Exzentergelenkstück 30a und 30b installiert, um die Steuerkraft der Steuervorrichtung 50 an das erste und das zweite Exzentergelenkstück 30a und 30b zu übertragen.
  • Das Schwenkgelenk 40 kann das eine Ende 410 und das andere Ende 420 aufweisen. Wie in den 1 bis 4 gezeigt, ist gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das eine Ende 410 des Schwenkgelenks 40 in zwei Abschnitte derart verzweigt, dass ein erster Zweig 410a und ein zweiter Zweig 410b gebildet werden, und das andere Ende 420 des Schwenkgelenks 40 kann mit der Steuervorrichtung 50 drehbar verbunden sein.
  • Der erste Zweig 410a und der zweite Zweig 410b des Schwenkgelenks 40 können mit dem anderen Ende 320a des ersten Exzentergelenkstücks 30a bzw. dem anderen Ende 320b des zweiten Exzentergelenkstücks 30b drehbar verbunden sein. Gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind, wie in 1 gezeigt, die einen Enden des ersten Zweiges 410a und des zweiten Zweiges 410b jeweils in zwei Abschnitte derart geteilt, dass sie Zweigabschnitte 411a und 411b bilden, und die anderen Enden 320a und 320b des ersten und des zweiten Exzentergelenkstücks 30a und 30b können mit den jeweiligen Zweigabschnitten 411a und 411b drehbar verbunden sein.
  • Indessen können vorbestimmte Abschnitte 412a und 412b des ersten und des zweiten Zweiges 410a und 410b des Schwenkgelenks 40 in Ebenen ausgebildet sein, die mit der Führungsfläche 131 der Kurbelwange 130 korrespondieren. Wie in den 1 und 2 gezeigt, können die vorbestimmten Abschnitte 412a und 412b in einer im Wesentlichen rechteckigen Form an Seitenflächen des ersten und des zweiten Zweiges 410a und 410b ausgebildet sein, und die vorbestimmten Abschnitte 412a und 412b können in einer Kreisform sogar an Seitenflächen der Zweigabschnitte 411a und 411b ausgebildet sein. Wenn sich die Kurbelwelle 10 entsprechend dem Hub des Kolbens 2 dreht, gleiten die Führungsfläche 131 der Kurbelwelle 10 und die vorbestimmten Abschnitte 412a und 412b des ersten und des zweiten Zweiges 410a und 410b gemeinsam, um zu verhindern, dass sich das erste und das zweite Exzentergelenkstück 30a und 30b horizontal bewegen. Dementsprechend ist es nicht erforderlich, eine spezielle Vorrichtung zur Verhinderung der Bewegung des Exzentergelenks wie bei der bezogenen Technik zu installieren, und daher ist es möglich, die Kosten zu reduzieren und eine Bewegungsbahn des Exzentergelenks gemäß einer einfachen Struktur wirksam zu begrenzen.
  • Die Steuervorrichtung 50 ist mit dem anderen Ende 420 des Schwenkgelenks 40 verbunden, um das Schwenkgelenk 40 zu steuern, wodurch das Kompressionsverhältnis variiert wird.
  • Die Steuervorrichtung 50 kann ein Steuergelenk 510 und eine Steuerwelle 520 aufweisen. Das Steuergelenk 510 weist das eine Ende 511 und das andere Ende 512 auf, das andere Ende 420 des Schwenkgelenks 40 ist mit dem einen Ende 511 des Steuergelenks 510 drehbar verbunden, und die Steuerwelle 520 ist mit dem anderen Ende 512 des Steuergelenks 510 gekuppelt. Dementsprechend drehen sich das Schwenkgelenk 40 und das erste und das zweite Exzentergelenkstück 30a und 30b sequentiell entsprechend der Drehung der Steuerwelle 520, wodurch ein Kompressionsverhältnis variiert wird.
  • 5 ist eine Ansicht, welche beispielhaft die Veränderung einer Höhe des Kolbens 2 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die 5/links und 5/rechts zeigen eine Änderung einer Höhe des Kolbens 2 entsprechend der Drehung der Steuervorrichtung 50.
  • Zum Beispiel dreht sich, wenn sich die Steuerwelle 520 der Steuervorrichtung 50 im Uhrzeigersinn von 5/links nach 5/rechts dreht, das Steuergelenk 510 dementsprechend im Uhrzeigersinn. Das Schwenkgelenk 40 ist mit dem einen Ende 511 des Steuergelenks 510 drehbar verbunden, und das erste und das zweite Exzentergelenkstück 30a und 30b sind mit dem einen Ende 410 des Schwenkgelenks 40 drehbar verbunden. Dementsprechend drehen sich das erste und das zweite Exzentergelenkstück 30a und 30b und die Exzenterlager 311a und 311b ebenfalls im Uhrzeigersinn, so dass eine Höhe des Kolbens 2 um eine vorbestimmte Länge d ansteigt und somit ein Kompressionsverhältnis geändert wird.
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine variable Kompressionsverhältnisvorrichtung gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt, und 7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Kurbelwelle der variablen Kompressionsverhältnisvorrichtung gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
  • Die variable Kompressionsverhältnisvorrichtung 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in einem Motor zum Drehen einer Kurbelwelle 10 durch Aufnehmen der Verbrennungskraft von Mischgas von einem Kolben 2 montiert und kann die Kurbelwelle 10, eine Pleuelstange 20, ein Exzentergelenk 30, ein Schwenkgelenk 40 und eine Steuervorrichtung 50 wie die der ersten beispielhaften Ausführungsform aufweisen.
  • Das Exzentergelenk 30 kann ein erstes Exzentergelenkstück 30a und ein zweites Exzentergelenkstück 30b aufweisen, das Schwenkgelenk 40 kann einen ersten Zweig 410a und einen zweiten Zweig 410b aufweisen, und die Steuervorrichtung 50 kann eine Steuerwelle 520 und ein Steuergelenk 510 aufweisen.
  • Ferner kann die Kurbelwelle 10 einen Kurbelwellenlagerzapfen 110, der an einem Zylinderblock des Motors drehbar abgestützt ist, einen Kurbelzapfen 120, mit welchem die Pleuelstange 20 drehbar verbunden ist, und eine Kurbelwange 130 zum Verbinden des Kurbelwellenlagerzapfens 110 mit dem Kurbelzapfen 120 aufweisen. Eine Führungsfläche 131 kann in einer vorbestimmten Dicke an der Innenumfangsfläche der Kurbelwange 130 derart ausgebildet sein, dass der erste und der zweite Zweig 410a und 410b gleitend bewegbar sein können.
  • Eine allgemeine Konfiguration der variablen Kompressionsverhältnisvorrichtung gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen dieselbe wie die der ersten beispielhaften Ausführungsform. Dementsprechend wird unten vorrangig ein Teil der Konfiguration der zweiten beispielhaften Ausführungsform beschrieben, der sich von dem der ersten beispielhaften Ausführungsform unterscheidet.
  • Wie in 6 gezeigt, sind bei der variablen Kompressionsverhältnisvorrichtung 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Zweigabschnitte 321a und 321b, die in zwei Abschnitte geteilt sind, an den anderen Enden 320a und 320b des ersten und des zweiten Exzentergelenkstücks 30a und 30b derart ausgebildet, dass die einen Enden des ersten und des zweiten Zweiges 410a und 410b eingesetzt sind, und die einen Enden des ersten und des zweiten Zweiges 410a und 410b sind zwischen den Zweigabschnitten 321a und 321b derart eingesetzt, dass sie drehbar verbunden sind.
  • Dementsprechend ist, wie in 6 gezeigt, ein Verbindungsabschnitt 35, an welchem das erste und das zweite Exzentergelenkstück mit dem ersten und dem zweiten Zweig 410a und 410b verbunden sind, in den Zweigabschnitten 321a und 321b ausgebildet.
  • Bei der variablen Kompressionsverhältnisvorrichtung 1 gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Kurbelwange 130 der Kurbelwelle 10 einen Erweiterungsabschnitt 132 auf, der sich in einer Radialrichtung an einem schmalen Ende derart erstreckt, dass er mit einer Außenumfangsfläche des Verbindungsabschnitts 35 im Kontakt stehen kann.
  • Ferner ist die Führungsfläche 131 an der Innenumfangsfläche des Erweiterungsabschnitts 132 derart ausgebildet, dass der Verbindungsabschnitt 35 gleitend bewegbar sein kann.
  • Nach einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen kann, wie in 6 oder 7 gezeigt, der Erweiterungsabschnitt 132 in einer vorbestimmten Größe derart ausgebildet sein, dass er mit einem Teil eines unteren Abschnitts des Verbindungsabschnitts 35 im Kontakt stehen kann.
  • Dementsprechend können, wie in 6 gezeigt, selbst wenn die Führungsfläche 131, die an einem breiten Ende der Kurbelwange 130 ausgebildet ist, nicht an dem ersten und dem zweiten Exzentergelenkstück 30a und 30b und dem ersten und dem zweiten Zweig 410a und 410b gleitet, die Bewegungsbahnen des ersten und des zweiten Exzentergelenkstücks 30a und 30b kontinuierlich von dem Erweiterungsabschnitt 132 begrenzt werden, der an dem schmalen Ende der Kurbelwange 130 ausgebildet ist. Daher ist es gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, die horizontale Bewegung des ersten und des zweiten Exzentergelenkstücks 30a und 30b wirksam zu begrenzen.
  • Zur Erleichterung der Erläuterung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“ und „außen“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen in Bezug auf die Positionen dieser Merkmale, wie in den Figuren gezeigt ist, zu beschreiben.

Claims (9)

  1. Variable Kompressionsverhältnisvorrichtung, die in einem Motor montiert ist, um ein Kompressionsverhältnis von Mischgas zu ändern, aufweisend: eine Kurbelwelle (10), die derart konfiguriert ist, dass eine Hin- und Herbewegung eines Kolbens (2) durch eine Verbrennungskraft des Mischgases in eine Drehbewegung umgewandelt wird; eine Pleuelstange (20), in deren einem Ende (210) ein Kolbenbolzen (3) derart eingesetzt ist, dass das eine Ende (210) über den Kolbenbolzen (3) mit dem Kolben (2) drehbar verbunden ist, und deren anderes Ende (220) mit der Kurbelwelle (10) drehbar verbunden ist; ein erstes und ein zweites Exzentergelenkstück (30a, 30b), die an beiden Seiten der Pleuelstange (20) montiert sind und an deren einen Enden (310a, 310b) der Kolbenbolzen (3) exzentrisch und drehbar installiert ist; ein Schwenkgelenk (40), dessen eines Ende (410) in zwei Abschnitte derart verzweigt ist, dass ein erster und ein zweiter Zweig (410a, 410b) gebildet werden, wobei der erste und der zweite Zweig (410a, 410b) mit den anderen Enden (320a, 320b) des ersten und des zweiten Exzentergelenkstücks (30a, 30b) verbunden sind; und eine Steuervorrichtung (50), die mit dem anderen Ende (420) des Schwenkgelenks (40) derart verbunden ist, dass das Schwenkgelenk (40) gesteuert wird, wobei die Kurbelwelle (10) einen Kurbelwellenlagerzapfen (110), der an einem Zylinderblock drehbar abgestützt ist, einen Kurbelzapfen (120), mit welchem das andere Ende (220) der Pleuelstange (20) drehbar verbunden ist, und eine Kurbelwange (130) aufweist, die derart konfiguriert ist, dass der Kurbelwellenlagerzapfen (110) und der Kurbelzapfen (120) verbunden sind, wobei die Kurbelwange (130) Führungsflächen (131) aufweist, die in einer vorbestimmten Dicke an einer Innenumfangsfläche der Kurbelwange (130) derart ausgebildet sind, dass sich der erste und der zweite Zweig (410a, 410b) des Schwenkgelenks (40) zwischen den Führungsflächen (131) gleitend bewegen können, wobei die Führungsflächen (131) jeweils in einer Ebene ausgebildet sind, wobei vorbestimmte Abschnitte (412a, 412b) zwischen den einen Enden und den anderen Enden des ersten und des zweiten Zweiges (410a, 410b) in mit den Führungsflächen (131) korrespondierenden Ebenen derart ausgebildet sind, dass sie zwischen den Führungsflächen (131) gleiten, und wobei Außenumfangsflächen von vorbestimmten Abschnitten (330a, 330b) an dem ersten und dem zweiten Exzentergelenkstück (30a, 30b) in nach außen vorstehenden Ebenen derart geformt sind, dass sie zwischen den Führungsflächen (131) gleiten.
  2. Variable Kompressionsverhältnisvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die einen Enden (310a, 310b) des ersten und des zweiten Exzentergelenkstücks (30a, 30b) Exzenterlager (311a, 311b) aufweisen, die zwischen dem einen Ende (210) der Pleuelstange (20) und dem Kolbenbolzen (3) derart montiert sind, dass der Kolbenbolzen (3) exzentrisch durch die Exzenterlager (311a, 311b) hindurchtritt.
  3. Variable Kompressionsverhältnisvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Exzenterlager (311a, 311b) einstückig mit dem ersten und dem zweiten Exzentergelenkstück (30a, 30b) ausgebildet sind.
  4. Variable Kompressionsverhältnisvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung (50) aufweist: ein Steuergelenk (510), dessen eines Ende (511) mit dem anderen Ende (420) des Schwenkgelenks (40) drehbar verbunden ist; und eine Steuerwelle (520), die mit dem anderen Ende (512) des Steuergelenks (510) derart verbunden ist, dass sie das Steuergelenk (510) drehen kann.
  5. Variable Kompressionsverhältnisvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Steuergelenk (510) und die Steuerwelle (520) einstückig ausgebildet sind.
  6. Variable Kompressionsverhältnisvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die einen Enden des ersten und des zweiten Zweiges (410a, 410b) mit Zweigabschnitten (411a, 411b) versehen sind, die jeweils in zwei Abschnitte geteilt sind, und wobei die anderen Enden (320a, 320b) des ersten und des zweiten Exzentergelenkstücks (30a, 30b) in die korrespondierenden Zweigabschnitte (411a, 411b) derart eingesetzt sind, dass sie mit diesen drehbar verbunden sind.
  7. Variable Kompressionsverhältnisvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die anderen Enden (320a, 320b) des ersten und des zweiten Exzentergelenkstücks (30a, 30b) mit Zweigabschnitten (321a, 321b) versehen sind, die jeweils in zwei Abschnitte geteilt sind, und wobei die einen Enden des ersten und des zweiten Zweiges (410a, 410b) in die korrespondierenden Zweigabschnitte (321a, 321b) derart eingesetzt sind, dass sie mit diesen drehbar verbunden sind.
  8. Variable Kompressionsverhältnisvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Führungsflächen (131) derart ausgebildet sind, dass sie sich von einem unteren Abschnitt des Kurbelzapfens (120) zu einem breiten Ende der Kurbelwange (130) derart erstrecken, dass die Pleuelstange (20) und der erste und der zweite Zweig (410a, 410b) dazwischen aufgenommen sind.
  9. Variable Kompressionsverhältnisvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kurbelwange (130) einen Erweiterungsabschnitt (132) aufweist, der sich in einer Radialrichtung an einem schmalen Ende derart erstreckt, dass er mit einer Außenumfangsfläche eines Verbindungsabschnitts (35) im Kontakt steht, an welchem das erste und das zweite Exzentergelenkstück (30a, 30b) mit dem ersten und dem zweiten Zweig (410a, 410b) verbunden sind, und wobei die Führungsflächen (131) an einer Innenumfangsfläche des Erweiterungsabschnitts (132) derart ausgebildet sind, dass sich der Verbindungsabschnitt (35) gleitend bewegen kann.
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