DE102015111441A1

DE102015111441A1 - Adjustment device for an internal combustion engine with variable compression ratio

Info

Publication number: DE102015111441A1
Application number: DE102015111441.0A
Authority: DE
Inventors: Markus Meyer; Roger Budde
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2035-07-16
Also published as: DE102015111441B4

Abstract

Die Erfindung stellt eine erfindungsgemäß vorteilhafte Verstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis bereit, bei welcher eine für die Beibehaltung eines eingestellten Verdichtungsverhältnisses erforderliche Haltekraft reduziert ist. Die Verstelleinrichtung weist dazu wenigstens eine erste Exzenterwelle, ein erstes Koppelgetriebe und einen Verstellantrieb auf. Durch eine Verdrehung der in einem Gehäuse der Brennkraftmaschine drehbar gelagerten ersten Exzenterwelle wird der Abstand zwischen Brennraumdach und Kolbenboden und somit das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine verändert. Die erste Exzenterwelle ist dazu mittels des ersten Koppelgetriebes mit dem Verstellantrieb verbunden, wobei das erste Koppelgetriebe als ebenes sechsgliedriges Koppelgetriebe in Form eines Stephenson-3-Getriebes ausgeführt ist.The invention provides an inventive advantageous adjustment for an internal combustion engine with variable compression ratio, in which a required for maintaining a set compression ratio holding power is reduced. For this purpose, the adjusting device has at least one first eccentric shaft, a first coupling gear and an adjusting drive. By a rotation of the rotatably mounted in a housing of the internal combustion engine first eccentric shaft, the distance between the combustion chamber roof and piston crown and thus the compression ratio of the internal combustion engine is changed. The first eccentric shaft is connected by means of the first linkage with the adjustment, wherein the first coupling mechanism is designed as a flat six-link coupling mechanism in the form of a Stephenson-3 transmission.

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. The present invention relates to an adjusting device for a variable compression ratio internal combustion engine according to the features of patent claim 1.

Stand der Technik State of the art

Der Wirkungsgrad einer Brennkraftmaschine wird unter anderem vom Verdichtungsverhältnis bestimmt, wobei mit steigendem Verdichtungsverhältnis der Wirkungsgrad steigt. Die höchstmögliche Verdichtung wird jedoch durch die mechanisch und thermisch zulässige Beanspruchung der Brennkraftmaschine begrenzt. The efficiency of an internal combustion engine is determined inter alia by the compression ratio, with increasing compression ratio, the efficiency increases. However, the highest possible compression is limited by the mechanically and thermally permissible stress of the internal combustion engine.

Im Besonderen wird das maximale Verdichtungsverhältnis von Ottomotoren durch die Klopffestigkeit des verwendeten Kraftstoffs im Volllastbetrieb bestimmt. Dadurch müssen jedoch Wirkungsgradnachteile im Teillastbetrieb hingenommen werden. In particular, the maximum compression ratio of gasoline engines is determined by the knock resistance of the fuel used in full load operation. As a result, however, efficiency disadvantages must be tolerated in partial load operation.

Zur Optimierung des Wirkungsgrads der Brennkraftmaschine erfolgt eine betriebspunktabhängige Anpassung des Verdichtungsverhältnisses. Dazu sind Brennkraftmaschinen bekannt, welche ein variables geometrisches Verdichtungsverhältnis aufweisen, wobei eine Veränderung des Brennraumvolumens mittels Verstellmechanismen erfolgt. Dies erfolgt durch Verändern des Abstands zwischen Brennraumdach und Kolbenboden. To optimize the efficiency of the internal combustion engine is an operating point-dependent adjustment of the compression ratio. For this purpose, internal combustion engines are known which have a variable geometric compression ratio, wherein a change in the combustion chamber volume is effected by means of adjusting mechanisms. This is done by changing the distance between the combustion chamber roof and piston crown.

Weiter erfolgt eine kraftstoffabhängige beziehungsweise brennverfahrensabhängige Anpassung des Verdichtungsverhältnisses. Durch eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung lassen sich Brennverfahren von Ottomotoren und Dieselmotoren miteinander vereinen. Next is a fuel-dependent or combustion process-dependent adjustment of the compression ratio. By an internal combustion engine with variable compression combustion methods of gasoline engines and diesel engines can be combined.

Aus der Offenlegungsschrift DE 102 21 334 A1 geht eine Einrichtung zum Verlagern des Zylinderblocks und Zylinderkopfs gegenüber dem Kurbelgehäuse zum Verändern des Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine hervor. Dazu ist ein Verstellmechanismus vorgesehen, welcher Stellwellen mit Exzentern parallel zur Kurbelwelle beiderseits der Zylinder aufweist. Die Stellwellen sind mit ihren Exzentern im oberen Bereich nahe zum Zylinderkopf am Zylinderblock und weiter in einer Lagergasse am Kurbelgehäuse drehbar gelagert. Für eine stabile Lagerung des Verstellmechanismus sind unterhalb der Lagergasse hohlträgerartig ausgebildete Tragleisten ausgebildet, wobei die Stabilität der Kurbelgehäusestruktur wesentlich erhöht wird. From the publication DE 102 21 334 A1 A device for displacing the cylinder block and cylinder head relative to the crankcase for varying the compression ratio of an internal combustion engine emerges. For this purpose, an adjusting mechanism is provided, which has actuating shafts with eccentrics parallel to the crankshaft on both sides of the cylinder. The control shafts are rotatably mounted with their eccentrics in the upper region near the cylinder head on the cylinder block and further in a bearing lane on the crankcase. For a stable mounting of the adjusting hollow carrier-like support strips are formed below the storage lane, the stability of the crankcase structure is substantially increased.

Aus der Offenlegungsschrift DE 103 04 694 A1 geht eine Vorrichtung zum linearen Verlagern des Zylinderblocks und Zylinderkopfs einer Verbrennungskraftmaschine gegenüber dem Kurbelgehäuse mittels beiderseits der Kurbelwelle am Kurbelgehäuse synchron verstellbarer Exzenterwellen und Verstellstangen hervor. Die Verstellstangen sind am Exzenter der Exzenterwellen und am Zylinderblock schwenkbar angelenkt. Der Zylinderblock ist weiter über eine Linearführung mit dem Kurbelgehäuse verbunden. Über diese Linearführung werden horizontale Kräfte aufgenommen. Die Linearführung ist dafür in entsprechend versteiften Bereichen im Kurbelgehäuse angeordnet. Mittels der Vorrichtung wird ein Verklemmen der Verstellstangen in den Führungen und den Lagerstellen der Verstellstangen weitestgehend vermieden. Weiter wird eine günstige Krafteinleitung vom Zylinderblock ins Kurbelgehäuse erzielt. From the publication DE 103 04 694 A1 is a device for linear displacement of the cylinder block and cylinder head of an internal combustion engine relative to the crankcase by means of both sides of the crankshaft on the crankcase synchronously adjustable eccentric shafts and adjustment rods out. The adjusting rods are articulated pivotably on the eccentric of the eccentric shafts and on the cylinder block. The cylinder block is further connected via a linear guide with the crankcase. Horizontal forces are absorbed by this linear guide. The linear guide is arranged in accordance stiffened areas in the crankcase. By means of the device jamming of the adjusting rods in the guides and the bearing points of the adjusting rods is largely avoided. Furthermore, a favorable introduction of force from the cylinder block into the crankcase is achieved.

Aus der Offenlegungsschrift DE 198 41 381 A1 ist eine Kolbenbrennkraftmaschine mit einer in Exzenterringen gelagerten Kurbelwelle bekannt, wobei durch die Verdrehung der in Traglagergehäusen drehbar gelagerten Exzenterringe das Verdichtungsverhältnis verändert wird. Die Exzenterringe sind über Verdreheinrichtungen und ein Koppelelement mit einem Stellantrieb verbunden, wobei die Verdreheinrichtungen mit dem Koppelelement als Koppelgetriebe oder Zahnstangengetriebe ausgeführt sind. From the publication DE 198 41 381 A1 is a piston internal combustion engine with a crankshaft mounted in Exzenterringen known, wherein the compression ratio is changed by the rotation of the rotatably mounted in support bearing housings eccentric rings. The eccentric rings are connected via twisting means and a coupling element with an actuator, wherein the twisting means are designed with the coupling element as a coupling gear or rack and pinion.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2008 040 459 A1 ist ein Verbrennungsmotor mit verstellbarem Kompressionsverhältnis bekannt. Dazu weist der Verbrennungsmotor eine Verstellvorrichtung mit einer Verstellwelle und einem daran angeordneten Exzenter auf. Die Verstellwelle wird zur Veränderung des Kompressionsverhältnisses über ein Getriebe, eine schaltbare Kupplung und eine schaltbare Bremse von einem Antriebselement angetrieben, wobei die schaltbare Bremse geschlossen ist, um ein eingestelltes Kompressionsverhältnis konstant zu halten. From the publication DE 10 2008 040 459 A1 is known an internal combustion engine with adjustable compression ratio. For this purpose, the internal combustion engine has an adjusting device with an adjusting shaft and an eccentric arranged thereon. The adjusting shaft is driven to vary the compression ratio via a transmission, a shiftable clutch and a switchable brake by a drive element, wherein the switchable brake is closed in order to keep a set compression ratio constant.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2008 050 827 A1 ist eine Verstelleinrichtung für Einstelllager bekannt, mittels welcher eine in den Einstelllagern gelagerte Kurbelwelle zwischen einer Minimalverdichtungslage und einer Maximalverdichtungslage positionierbar ist. Die Verstelleinrichtung umfasst einen Verstellwellenantrieb und einen Verriegelungsmechanismus, wobei mittels des Verriegelungsmechanismus eine selbsttätige Verstellung der Kurbelwelle in Richtung der Minimalverdichtungslage verhindert wird. From the publication DE 10 2008 050 827 A1 An adjusting device for adjusting bearing is known, by means of which a bearing in the bearing bearings crankshaft between a minimum compression position and a maximum compression position can be positioned. The adjusting device comprises an adjusting shaft drive and a locking mechanism, wherein an automatic adjustment of the crankshaft in the direction of the minimum compression position is prevented by means of the locking mechanism.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2009 000 772 A1 ist eine Einstellvorrichtung für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis bekannt, mittels welcher das Verdichtungsverhältnis unter Verwendung einer verdrehbaren Exzenterwelle veränderbar ist. Zum Antrieb der Exzenterwelle ist ein Linearmotor vorgesehen, welcher als Zahnstangenantrieb ausgeführt ist und reib- oder formschlüssige Fixierelemente zur Beibehaltung des vom Linearmotor eingestellten Verdichtungsverhältnisses aufweist. From the publication DE 10 2009 000 772 A1 is an adjusting device for a reciprocating internal combustion engine with variable Compression ratio known, by means of which the compression ratio is variable using a rotatable eccentric shaft. To drive the eccentric shaft, a linear motor is provided, which is designed as a rack drive and friction or positive fixing has to maintain the set by the linear motor compression ratio.

Aufgabe der Erfindung Object of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis bereitzustellen, wobei eine für die Beibehaltung eines eingestellten Verdichtungsverhältnisses erforderliche Haltekraft reduziert ist. The object of the invention is to provide an adjusting device for a variable compression ratio internal combustion engine, wherein a holding force required for maintaining a set compression ratio is reduced.

Lösung der Aufgabe Solution of the task

Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem Ausführungsbeispiel. The object is achieved by the device according to the features of claim 1. Advantageous developments emerge from the subclaims and the embodiment.

Beschreibung der Erfindung Description of the invention

Die Erfindung stellt eine erfindungsgemäß vorteilhafte Verstelleinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit variablem Verdichtungsverhältnis bereit, bei welcher eine für die Beibehaltung eines eingestellten Verdichtungsverhältnisses erforderliche Haltekraft bei allen Verdichtungsstellungen reduziert ist. Die Verstelleinrichtung weist dazu wenigstens eine erste Exzenterwelle, ein erstes Koppelgetriebe und einen Verstellantrieb auf. Durch eine Verdrehung der in einem Gehäuse der Brennkraftmaschine drehbar gelagerten ersten Exzenterwelle wird der Abstand zwischen Brennraumdach und Kolbenboden und somit das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine verändert. Zur Veränderung des Abstands zwischen Brennraumdach und Kolbenboden ist die erste Exzenterwelle in einem Zylinderblock der Brennkraftmaschine und weiter in einem Kurbelgehäuse der Brennkraftmaschine zur Veränderung des Abstands zwischen Zylinderblock und Kurbelgehäuse, oder in dem Zylinderblock und weiter in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine zur Veränderung des Abstands zwischen Zylinderblock und Zylinderkopf drehbar gelagert. Die erste Exzenterwelle ist zur Verdrehung mittels des ersten Koppelgetriebes mit dem Verstellantrieb verbunden, wobei das erste Koppelgetriebe als ebenes sechsgliedriges Koppelgetriebe in Form eines Stephenson-3-Getriebes ausgeführt ist. The invention provides an advantageous adjustment device according to the invention for a variable compression ratio internal combustion engine, in which a holding force required for maintaining a set compression ratio is reduced in all compression positions. For this purpose, the adjusting device has at least one first eccentric shaft, a first coupling gear and an adjusting drive. By a rotation of the rotatably mounted in a housing of the internal combustion engine first eccentric shaft, the distance between the combustion chamber roof and piston crown and thus the compression ratio of the internal combustion engine is changed. To change the distance between the combustion chamber roof and piston crown, the first eccentric shaft in a cylinder block of the internal combustion engine and further in a crankcase of the internal combustion engine to vary the distance between the cylinder block and the crankcase, or in the cylinder block and further in a cylinder head of the internal combustion engine to change the distance between the cylinder block and cylinder head rotatably mounted. The first eccentric shaft is connected for rotation by means of the first linkage with the adjustment, wherein the first linkage is designed as a planar six-link coupling gear in the form of a Stephenson-3 gearbox.

Das erste Koppelgetriebe umfasst ein erstes Getriebeglied, welches drehfest mit der ersten Exzenterwelle verbunden ist, ein zweites Getriebeglied, welches mittels eines ersten Drehgelenks mit dem ersten Getriebeglied drehbar verbunden ist, ein drittes Getriebeglied, welches mittels eines zweiten Drehgelenks mit dem zweiten Getriebeglied und mittels eines dritten Drehgelenks mit dem Gehäuse der Brennkraftmaschine drehbar verbunden ist, ein viertes Getriebeglied, welches mittels eines vierten Drehgelenks mit dem zweiten Getriebeglied drehbar verbunden ist, und ein fünftes Getriebeglied, welches mittels eines fünften Drehgelenks mit dem vierten Getriebeglied drehbar und mittels eines ersten Schubgelenks mit dem Verstellantrieb linear verschiebbar verbunden ist. Der Verstellantrieb ist wiederum mit dem Gehäuse der Brennkraftmaschine verbunden. The first coupling gear comprises a first gear member, which is rotatably connected to the first eccentric shaft, a second gear member, which is rotatably connected by means of a first pivot joint with the first gear member, a third gear member, which by means of a second pivot joint with the second gear member and by means of a rotatably connected to the housing of the internal combustion engine, a fourth gear member, which is rotatably connected by means of a fourth pivot joint with the second gear member, and a fifth gear member, which rotates by means of a fifth pivot joint with the fourth gear member and by means of a first sliding joint with the Adjusting drive is connected linearly displaceable. The adjustment is in turn connected to the housing of the internal combustion engine.

In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ist das erste Koppelgetriebe als Kniehebelgetriebe ausgeführt, wobei das erste Drehgelenk, das zweite Drehgelenk und das dritte Drehgelenk zueinander in einer geraden Linie positioniert sind, so dass der beim Betrieb der Brennkraftmaschine auftretende Gasdruck über die erste Exzenterwelle und das erste Koppelgetriebe im Gehäuse der Brennkraftmaschine abgestützt werden kann, wenn die erste Exzenterwelle eine von einer Drehposition der ersten Exzenterwelle bei minimalem Verdichtungsverhältnis abweichende Drehposition bei maximalem Verdichtungsverhältnis eingenommen hat. Durch die Ausführung als Kniehebelgetriebe ist eine für die Beibehaltung eines eingestellten Verdichtungsverhältnisses erforderliche Haltekraft des zweiten Getriebeglieds reduziert. In accordance with the invention advantageously, the first coupling mechanism is designed as a toggle mechanism, wherein the first pivot, the second pivot and the third pivot are positioned to each other in a straight line, so that the occurring during operation of the internal combustion engine gas pressure on the first eccentric shaft and the first linkage in the Housing of the internal combustion engine can be supported when the first eccentric shaft has taken a deviating from a rotational position of the first eccentric shaft at a minimum compression ratio rotational position at maximum compression ratio. Due to the design as a toggle mechanism, a holding force of the second gear member required for maintaining a set compression ratio is reduced.

In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ist die erste Exzenterwelle in Drehposition bei minimalem Verdichtungsverhältnis derart ausgerichtet, dass durch den beim Betrieb der Brennkraftmaschine auftretenden Gasdruck kein Drehmoment an der ersten Exzenterwelle erzeugt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Hebelarm eines Exzenters der Exzenterwelle in Wirkrichtung der aus den Gaskräften resultierenden Kraft ausgerichtet ist. In accordance with the invention advantageously, the first eccentric shaft is aligned in the rotational position with minimum compression ratio such that no torque is generated at the first eccentric shaft by the gas pressure occurring during operation of the internal combustion engine. This is achieved by aligning a lever arm of an eccentric of the eccentric shaft in the effective direction of the force resulting from the gas forces.

Durch die Ausführung des ersten Koppelgetriebes wird der beim Betrieb der Brennkraftmaschine auftretende Gasdruck, welcher an der ersten Exzenterwelle ein Drehmoment erzeugt, im Gehäuse abgestützt. Dies wird dadurch erreicht, dass eine durch das erste Getriebeglied aus dem Drehmoment der ersten Exzenterwelle resultierende Kraft über die gerade Ausrichtung des ersten Drehgelenks, des zweiten Drehgelenks und des dritten Drehgelenks zueinander in das Gehäuse der Brennkraftmaschine eingeleitet wird. Mit zunehmender Abweichung der Drehposition der ersten Exzenterwelle von der Drehposition der ersten Exzenterwelle bei minimalem Verdichtungsverhältnis wird die Kniehebelwirkung verstärkt, wobei die für die Beibehaltung eines eingestellten Verdichtungsverhältnisses erforderliche Haltekraft des zweiten Getriebeglieds reduziert ist. Die mittels des Verstellantriebs über das vierte Getriebeglied auf das dritte Getriebeglied ausgeübte erforderliche Haltekraft zum Halten des zweiten Getriebeglieds ist somit stark reduziert. By the execution of the first coupling gear occurring during operation of the internal combustion engine gas pressure, which generates a torque on the first eccentric shaft, supported in the housing. This is achieved by introducing a force resulting from the torque of the first eccentric shaft by the first transmission element via the straight alignment of the first rotary joint, the second rotary joint and the third rotary joint into the housing of the internal combustion engine. With increasing deviation of the rotational position of the first eccentric shaft from the rotational position of the first eccentric shaft with minimum compression ratio, the toggle action is enhanced, wherein the required for maintaining a set compression ratio holding force of the second gear member is reduced. The means of the adjustment over the fourth Gear member exerted on the third gear member required holding force to hold the second gear member is thus greatly reduced.

In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ist der Verstellantrieb als Linearantrieb, insbesondere als Gewindetrieb ausgeführt und im ersten Schubgelenk integriert. Demnach sind eine Gewindespindel des Gewindetriebes mit einer elektrischen Maschine und eine Gewindehülse des Gewindetriebes in dem fünften Getriebeglied integriert oder mit dem fünften Getriebeglied verbunden. Durch die selbsthemmende Eigenschaft des Gewindetriebes in Abhängigkeit von der Ganghöhe des Gewindetriebes kann die vom Verstellantrieb aufzubringende Haltekraft zum Halten des zweiten Getriebeglieds weiter stark reduziert werden. Alternativ ist der Linearantrieb als Zahnstangenantrieb ausgeführt und im ersten Schubgelenk integriert oder als Hydraulik- oder Pneumatikantrieb realisiert. Mittels des Verstellantriebs ist bei einer Einfachverstellung die erste Exzenterwelle kontinuierlich von einer ersten Drehposition bei minimalem Verdichtungsverhältnis in eine zweite Drehposition bei maximalem Verdichtungsverhältnis überführbar. In accordance with the invention advantageously, the adjustment is designed as a linear drive, in particular as a screw drive and integrated in the first sliding joint. Accordingly, a threaded spindle of the screw drive with an electric machine and a threaded sleeve of the screw drive are integrated in the fifth gear member or connected to the fifth gear member. Due to the self-locking property of the screw drive in dependence on the pitch of the screw drive, the holding force to be applied by the adjusting drive for holding the second gear member can be further greatly reduced. Alternatively, the linear drive is designed as a rack drive and integrated in the first sliding joint or realized as a hydraulic or pneumatic drive. By means of the adjusting drive, the first eccentric shaft can be continuously transferred from a first rotational position with minimal compression ratio into a second rotational position at maximum compression ratio in a single adjustment.

In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise ist ein ebenes zweites Koppelgetriebe vorgesehen, mittels welchem die Drehbewegung der ersten Exzenterwelle auf eine parallel zur ersten Exzenterwelle in Gehäuse der Brennkraftmaschine drehbar gelagerte zweite Exzenterwelle übertragen wird. Das zweite Koppelgetriebe umfasst ein sechstes Getriebeglied, welches drehfest mit der ersten Exzenterwelle verbunden ist, ein siebentes Getriebeglied, welches drehfest mit der zweiten Exzenterwelle verbunden ist, und ein achtes Getriebeglied, welches mittels eines sechsten Drehgelenks mit dem sechsten Getriebeglied und mittels eines siebenten Drehgelenks mit dem siebenten Getriebeglied drehbar verbunden ist. In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise sind das erste Getriebeglied des ersten Koppelgetriebes und das sechste Getriebeglied des zweiten Koppelgetriebes als gemeinsames Getriebeglied ausgeführt, wobei das gemeinsame Getriebeglied mit der ersten Exzenterwelle drehfest verbunden ist und mittels des ersten Drehgelenks mit dem zweiten Getriebeglied und mittels des sechsten Drehgelenks mit dem achten Getriebeglied drehbar verbunden ist. Demnach sind mittels des Verstellantriebs bei einer Doppelverstellung die erste Exzenterwelle und die zweite Exzenterwelle kontinuierlich von einer ersten Drehposition bei minimalem Verdichtungsverhältnis in eine zweite Drehposition bei maximalem Verdichtungsverhältnis überführbar. Das zweite Koppelgetriebe ist in vorteilhafter Weise derart ausgeführt, dass eine synchrone Verdrehung der ersten Exzenterwelle und zweiten Exzenterwelle erfolgt. In accordance with the invention advantageously a planar second coupling mechanism is provided, by means of which the rotational movement of the first eccentric shaft is transmitted to a second eccentric shaft rotatably mounted parallel to the first eccentric shaft in the housing of the internal combustion engine. The second linkage comprises a sixth gear member which is rotatably connected to the first eccentric shaft, a seventh gear member, which is rotatably connected to the second eccentric shaft, and an eighth gear member, which by means of a sixth pivot joint with the sixth gear member and by means of a seventh rotary joint the seventh gear member is rotatably connected. In accordance with the invention advantageously, the first gear member of the first linkage and the sixth gear member of the second linkage are designed as a common gear member, wherein the common gear member is rotatably connected to the first eccentric shaft and by means of the first pivot joint with the second gear member and by means of the sixth pivot joint with the eighth gear member is rotatably connected. Accordingly, by means of the adjusting drive in a double adjustment, the first eccentric shaft and the second eccentric shaft can be continuously transferred from a first rotational position with minimum compression ratio into a second rotational position at maximum compression ratio. The second coupling mechanism is advantageously designed such that a synchronous rotation of the first eccentric shaft and the second eccentric shaft takes place.

Ausführungsbeispiel embodiment

Beispielhaft wird hier eine Ausführung einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine 2 mit variablem Verdichtungsverhältnis dargestellt. In den dazugehörigen Figuren zeigt: By way of example, an embodiment of an adjusting device according to the invention will be described here 1 for an internal combustion engine 2 shown with variable compression ratio. In the accompanying figures shows:

1: eine schematische Darstellung der Verstelleinrichtung 1 bei minimalem Verdichtungsverhältnis, und 1 : a schematic representation of the adjustment 1 at minimum compression ratio, and

2: eine schematische Darstellung der Verstelleinrichtung 1 bei maximalem Verdichtungsverhältnis. 2 : a schematic representation of the adjustment 1 at maximum compression ratio.

Die erfindungsgemäß vorteilhafte Verstelleinrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine 2 mit variablem Verdichtungsverhältnis, dargestellt in 1 und 2, umfasst eine erste Exzenterwelle 3, ein erstes Koppelgetriebe 4 und einen Verstellantrieb 5. Das erste Koppelgetriebe 4 weist ein mit der ersten Exzenterwelle 3 drehfest verbundenes erstes Getriebeglied 6, ein mittels eines ersten Drehgelenks 7 mit dem ersten Getriebeglied 6 drehbar verbundenes zweites Getriebeglied 8, ein mittels eines zweiten Drehgelenks 9 mit dem zweiten Getriebeglied 8 und mittels eines dritten Drehgelenks 10 mit einem Gehäuse 11 der Brennkraftmaschine 2 drehbar verbundenes drittes Getriebeglied 12, ein mittels eines vierten Drehgelenks 13 mit dem zweiten Getriebeglied 8 drehbar verbundenes viertes Getriebeglied 14, und ein mittels eines fünften Drehgelenks 15 mit dem vierten Getriebeglied 14 drehbar und mittels eines ersten Schubgelenks 16 mit dem Verstellantrieb 5 linear verschiebbar verbundenes fünftes Getriebeglied 17 auf. The invention advantageous adjustment 1 for an internal combustion engine 2 with variable compression ratio, shown in 1 and 2 , Includes a first eccentric shaft 3 , a first coupling gear 4 and an adjustment drive 5 , The first coupling gear 4 has one with the first eccentric shaft 3 rotatably connected first gear member 6 , a means of a first hinge 7 with the first gear member 6 rotatably connected second gear member 8th , a means of a second pivot joint 9 with the second gear member 8th and by means of a third rotary joint 10 with a housing 11 the internal combustion engine 2 rotatably connected third gear member 12 , a means of a fourth pivot 13 with the second gear member 8th rotatably connected fourth gear member 14 , and one by means of a fifth pivot 15 with the fourth gear member 14 rotatable and by means of a first sliding joint 16 with the adjustment drive 5 linearly connected connected fifth gear member 17 on.

Die erste Exzenterwelle 3 ist zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine 2 im Gehäuse 11 drehbar gelagert und der Verstellantrieb 5 mit dem Gehäuse 11 der Brennkraftmaschine 2 fest verbunden. Mittels des Verstellantriebs 5 ist die erste Exzenterwelle 3 kontinuierlich von einer ersten Drehposition bei minimalem Verdichtungsverhältnis, dargestellt in 1, in eine zweite Drehposition bei maximalem Verdichtungsverhältnis, dargestellt in 2, überführbar. In der zweiten Drehposition der ersten Exzenterwelle 3 bei gegenüber dem minimalen Verdichtungsverhältnis erhöhtem Verdichtungsverhältnis, sind das erste Drehgelenk 7, das zweite Drehgelenk 9 und das dritte Drehgelenk 10 gemeinsam auf einer gedachten geraden Linie 18 positioniert, so dass der beim Betrieb der Brennkraftmaschine 2 auftretende Gasdruck über die erste Exzenterwelle 3 und das erste Koppelgetriebe 4 im Gehäuse 11 der Brennkraftmaschine 2 abgestützt werden kann. The first eccentric shaft 3 is for adjusting the compression ratio of the internal combustion engine 2 in the case 11 rotatably mounted and the adjustment 5 with the housing 11 the internal combustion engine 2 firmly connected. By means of the adjustment drive 5 is the first eccentric shaft 3 continuously from a first rotational position with minimum compression ratio, shown in FIG 1 , in a second rotational position at maximum compression ratio, shown in 2 , convertible. In the second rotational position of the first eccentric shaft 3 when compared with the minimum compression ratio increased compression ratio, are the first pivot 7 , the second pivot 9 and the third pivot 10 together on an imaginary straight line 18 positioned so that when operating the internal combustion engine 2 occurring gas pressure over the first eccentric shaft 3 and the first linkage 4 in the case 11 the internal combustion engine 2 can be supported.

Die erfindungsgemäß vorteilhafte Verstelleinrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine 2 mit variablem Verdichtungsverhältnis umfasst weiter eine parallel zur ersten Exzenterwelle 3 im Gehäuse 11 drehbar gelagerte zweite Exzenterwelle 19 und ein zweites Koppelgetriebe 20. Das zweite Koppelgetriebe 20 umfasst ein mit der ersten Exzenterwelle 3 drehfest verbundenes sechstes Getriebeglied 21, ein mit der zweiten Exzenterwelle 19 drehfest verbundenes siebentes Getriebeglied 22, und ein mittels eines sechsten Drehgelenks 23 mit dem sechsten Getriebeglied 21 und mittels eines siebenten Drehgelenks 24 mit dem siebenten Getriebeglied 22 drehbar verbundenes achtes Getriebeglied 25. In erfindungsgemäß vorteilhafter Weise sind das erste Getriebeglied 6 des ersten Koppelgetriebes 4 und das sechste Getriebeglied 21 des zweiten Koppelgetriebes 20 als gemeinsames Getriebeglied ausgeführt. The invention advantageous adjustment 1 for an internal combustion engine 2 With variable compression ratio further includes a parallel to the first eccentric shaft 3 in the case 11 rotatably mounted second eccentric shaft 19 and a second linkage 20 , The second coupling mechanism 20 includes one with the first eccentric shaft 3 rotatably connected sixth gear member 21 , one with the second eccentric shaft 19 rotatably connected seventh gear member 22 , and one by means of a sixth rotary joint 23 with the sixth gear member 21 and by means of a seventh rotary joint 24 with the seventh gear member 22 rotatably connected eighth gear member 25 , In accordance with the invention advantageously, the first gear member 6 of the first linkage 4 and the sixth gear member 21 of the second linkage 20 designed as a common gear member.

Demnach sind mittels des Verstellantriebs 5 die erste Exzenterwelle 3 und die zweite Exzenterwelle 19 kontinuierlich von einer ersten Drehposition bei minimalem Verdichtungsverhältnis, dargestellt in 1, in eine zweite Drehposition bei maximalem Verdichtungsverhältnis, dargestellt in 2, überführbar. Accordingly, by means of the adjustment 5 the first eccentric shaft 3 and the second eccentric shaft 19 continuously from a first rotational position with minimum compression ratio, shown in FIG 1 , in a second rotational position at maximum compression ratio, shown in 2 , convertible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Verstelleinrichtung adjustment
22: Brennkraftmaschine Internal combustion engine
33: erste Exzenterwelle first eccentric shaft
44: erstes Koppelgetriebe first coupling gear
55: Verstellantrieb adjustment
66: erstes Getriebeglied first gear member
77: erstes Drehgelenk first rotary joint
88th: zweites Getriebeglied second gear member
99: zweites Drehgelenk second pivot
10 10: drittes Drehgelenk third pivot
11 11: Gehäuse casing
12 12: drittes Getriebeglied third gear member
13 13: viertes Drehgelenk fourth swivel joint
14 14: viertes Getriebeglied fourth gear member
15 15: fünftes Drehgelenk fifth pivot
16 16: erstes Schubgelenk first sliding joint
17 17: fünftes Getriebeglied fifth gear member
18 18: Linie line
19 19: zweite Exzenterwelle second eccentric shaft
20 20: zweites Koppelgetriebe second coupling mechanism
21 21: sechstes Getriebeglied sixth gear member
22 22: siebentes Getriebeglied seventh gear member
23 23: sechstes Drehgelenk sixth rotary joint
24 24: siebentes Drehgelenk seventh rotary joint
25 25: achtes Getriebeglied eighth gear member

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10221334 A1 [0006]
DE 10304694 A1 [0007]
DE 19841381 A1 [0008]
DE 102008040459 A1 [0009]
DE 102008050827 A1 [0010]
DE 102009000772 A1 [0011]

Claims

Adjusting device ( 1 ) for an internal combustion engine ( 2 ) with variable compression ratio with one in a housing ( 11 ) of the internal combustion engine ( 2 ) rotatably mounted first eccentric shaft ( 3 ), wherein the first eccentric shaft ( 3 ) in a cylinder block of the internal combustion engine ( 2 ) and further in a crankcase of the internal combustion engine ( 2 ) for changing the distance between the cylinder block and the crankcase, or in the cylinder block and further in a cylinder head of the internal combustion engine ( 2 ) is rotatably mounted to change the distance between the cylinder block and the cylinder head, a first coupling gear ( 4 ) and one with the housing ( 11 ) of the internal combustion engine ( 2 ) fixedly connected adjusting drive ( 5 ), wherein the first coupling gear ( 4 ) one with the first eccentric shaft ( 3 ) rotatably connected first gear member ( 6 ), by means of a first pivot ( 7 ) with the first gear member ( 6 ) rotatably connected second gear member ( 8th ), by means of a second rotary joint ( 9 ) with the second gear member ( 8th ) and by means of a third rotary joint ( 10 ) with a housing ( 11 ) of the internal combustion engine ( 2 ) rotatably connected third gear member ( 12 ), by means of a fourth rotary joint ( 13 ) with the second gear member ( 8th ) rotatably connected fourth gear member ( 14 ), and one by means of a fifth rotary joint ( 15 ) with the fourth gear member ( 14 ) and by means of a first sliding joint ( 16 ) with the adjustment drive ( 5 ) linearly connected fifth transmission element ( 17 ), so that by means of the adjustment ( 5 ) the first eccentric shaft ( 3 ) is continuously convertible from a first rotational position at minimum compression ratio into a second rotational position at maximum compression ratio.

Adjusting device ( 1 ) for an internal combustion engine ( 2 ) with variable compression ratio according to claim 1, characterized in that in the second rotational position of the first eccentric shaft ( 3 ) at maximum compression ratio, the first pivot ( 7 ), the second pivot ( 9 ) and the third pivot ( 10 ) together on a straight line ( 18 ) are positioned so that during operation of the internal combustion engine ( 2 ) occurring gas pressure over the first eccentric shaft ( 3 ) and the first coupling gear ( 4 ) in the housing ( 11 ) of the internal combustion engine ( 2 ) can be supported.

Adjusting device ( 1 ) for an internal combustion engine ( 2 ) with variable compression ratio according to one of the preceding claims, characterized in that a parallel to the first eccentric shaft ( 3 ) in the housing ( 11 ) rotatably mounted second eccentric shaft ( 19 ) and a second coupling gear ( 20 ) is provided, wherein the second coupling gear ( 20 ) one with the first eccentric shaft ( 3 ) rotatably connected sixth gear member ( 21 ), one with the second eccentric shaft ( 19 ) rotatably connected seventh gear member ( 22 ), and by means of a sixth rotary joint ( 23 ) with the sixth gear member ( 21 ) and by means of a seventh rotary joint ( 24 ) with the seventh gear member ( 22 ) rotatably connected eighth gear member ( 25 ), so that by means of the adjustment ( 5 ) the first eccentric shaft ( 3 ) and the second eccentric shaft ( 19 ) can be continuously transferred from a first rotational position at minimum compression ratio into a second rotational position at maximum compression ratio.

Adjusting device ( 1 ) for an internal combustion engine ( 2 ) with variable compression ratio according to claim 3, characterized in that the first gear member ( 6 ) of the first linkage ( 4 ) and the sixth gear member ( 21 ) of the second linkage ( 20 ) are designed as a common transmission element.

Adjusting device ( 1 ) for an internal combustion engine ( 2 ) with variable compression ratio according to one of the preceding claims, characterized in that the adjusting drive ( 5 ) designed as a screw drive and in the first sliding joint ( 16 ), wherein a threaded spindle of the screw drive with an electric machine and a threaded sleeve of the screw drive in the fifth gear member ( 17 ) or with the fifth transmission element ( 17 ) are connected.