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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 15. Dezember 2015 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2015-0179512 , deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme für alle Zwecke hierin einbezogen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Variables-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung und insbesondere eine Variables-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung, bei welcher ein Verdichtungsverhältnis eines Gemischs in einem Brennraum gemäß einem Betriebszustand eines Verbrennungsmotors variiert wird.
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Beschreibung der bezogenen Technik
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Im Allgemeinen ist die Wärmeeffizienz einer Wärmekraftmaschine erhöht, wenn ein Verdichtungsverhältnis hoch ist, und im Fall eines Zündkerzenzündungsverbrennungsmotors (z.B. eines Ottomotors) ist die Wärmeeffizienz erhöht, wenn die Zündungszeit auf ein bestimmtes Niveau nach vorne verlegt ist. Wenn jedoch die Zündungszeit eines Zündkerzenzündungsverbrennungsmotors bei einem hohem Verdichtungsverhältnis nach vorne verlegt ist, dann tritt eine den Verbrennungsmotor beschädigende, abnormale Verbrennung auf, sodass eine Einschränkung bezüglich des Vorrückens bzw. Vorverlegens der Zündungszeit vorhanden ist, und eine entsprechende Verschlechterung einer Ausgangsleistung sollte hingenommen werden.
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Eine Variables-Verdichtungsverhältnis(VCR)-Vorrichtung ist eine Vorrichtung zum Verändern eines Verdichtungsverhältnisses eines Gemischs (Gemischverdichtungsverhältnis) gemäß einem Betriebszustand eines Verbrennungsmotors. Gemäß der VCR-Vorrichtung wird ein Verdichtungsverhältnis eines Gemischs in einem Niedriglast-Zustand erhöht, um eine Kilometerleistung bzw. Reichweite (oder Kraftstoffeffizienz) zu verbessern, und das Verdichtungsverhältnis des Gemischs wird in einem Hochlast-Zustand verringert, um eine Erzeugung von Klopfen zu verhindern und eine Verbrennungsmotorausgangsleistung zu verbessern.
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Die VCR-Vorrichtung der bezogenen Technik führt eine Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses durch Ändern der Länge einer Verbindungsstange, welche einen Kolben und eine Kurbelwelle verbindet, durch. In der VCR-Vorrichtung weist der Teil, welcher den Kolben und die Kurbelwelle verbindet, mehrere Verbindungsglieder auf, wobei der Verbrennungsdruck direkt auf die Verbindungsglieder übertragen wird. Folglich lässt die Haltbarkeit der Verbindungsglieder nach.
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Zahlreiche Versuchsergebnisse bezogen auf die VCR-Vorrichtung zeigten, dass die Betriebszuverlässigkeit hoch ist, wenn ein Abstand zwischen dem Kurbelzapfen und dem Kolbenbolzen unter Verwendung eines Exzenter-Lagers verändert wird. Wenn jedoch Hydraulikdruck verwendet wird, um ein Exzenter-Lager zu drehen, dann sind ein Rotationsbetrag und eine Hydraulikausflussmenge der Exzenterscheibe eines jeden Zylinders unterschiedlich, was in Problemen dahingehend resultiert, dass ein Verdichtungsverhältnis eines jeden Zylinders nicht gleichmäßig ist und dass eine Zeit, während welcher ein Verdichtungsverhältnis verändert ist, gemäß Verbrennungsmotorbetriebszuständen variiert.
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Die obigen Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem Verbessern des Verständnisses des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
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Erläuterung der Erfindung
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Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet eine Variables-Verdichtungsverhältnis-(VCR-)Vorrichtung zu schaffen, welche die Vorteile des Veränderns eines Verdichtungsverhältnisses eines Gemischs durch Installieren einer Exzenterscheibe in einem Pleuelfuß-Abschnitt einer Pleuelstange und durch Drehen der Exzenterscheibe unter Verwendung von Verbindungselementen hat.
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Gemäß zahlreichen Aspekten der vorliegenden Erfindung kann eine Variables-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung, welche in einem Verbrennungsmotor, bei welchem eine Kurbelwelle beim Erhalten einer Verbrennungsleistung (z.B. einer Explosionskraft) eines Gemischs von einem Kolben in Drehung versetzt wird, zum Verändern eines Verdichtungsverhältnisses des Gemischs bereitgestellt ist, aufweisen: eine Pleuelstange, welche Verbrennungsleistung des Gemischs von dem Kolben an die Kurbelwelle überträgt und welche einen Pleuelkopf (bzw. Pleuelkopf-Abschnitt), welcher drehbar mit dem Kolben verbunden ist, und einen Pleuelfuß (bzw. Pleuelfuß-Abschnitt), welcher ein erstes Loch (z.B. ein kreisförmiges Loch) zur drehbaren (bzw. drehfähigen) und exzentrischen Verbindung mit der Kurbelwelle aufweist (z.B. bildet), aufweist, einen Kurbelzapfen, welcher an der Kurbelwelle angeordnet ist, eine Exzenterscheibe, welche angeordnet ist, so dass sie in dem Loch des Pleuelfußes konzentrisch drehbar ist, zur exzentrischen Einbringung und drehbaren (bzw. drehfähigen) Verbindung des Kurbelzapfens, ein Exzenter-Verbindungsglied (z.B. ein exzentrisches Verbindungsglied), welches ein erstes Ende aufweist, an welchem die Exzenterscheibe angeordnet ist, um sich gemeinsam mit der Exzenterscheibe zu drehen, ein Verstell-Verbindungsglied (z.B. ein verstellbares Verbindungsglied), welches ein erstes Ende aufweist, das mit einem zweiten Ende des Exzenter-Verbindungsglieds drehbar verbunden ist, ein Steuerverbindungsglied, welches ein erstes Ende aufweist, das mit einem zweiten Ende des Verstell-Verbindungsglieds drehbar verbunden ist, und eine an einem zweiten Ende des Steuerverbindungsglieds anzuordnende bzw. angeordnete Steuerwelle, welche durch eine Steuereinrichtung gesteuert wird und sich gemeinsam mit dem Steuerverbindungsglied dreht.
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Die Drehung des Steuerverbindungsglieds, welches sich gemeinsam mit der Steuerwelle dreht, kann das Exzenter-Verbindungsglied mittels des Verstell-Verbindungsglieds drehen bzw. in Drehung versetzen.
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Die Steuerwelle kann durch die Steuereinrichtung gesteuert werden, so dass sie sich gemäß Betriebszuständen des Verbrennungsmotors dreht.
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Die Exzenterscheibe kann aufweisen: einen Hauptkörper, an welchem das Exzenter-Verbindungsglied ausgebildet ist oder angeordnet ist und an welchem ein erster Teil des Lochs (z.B. eines zweiten Lochs), in welches der Kurbelzapfen eingebracht ist, ausgebildet ist, und einen Unterkörper (bzw. Subkörper), an welchem ein zweiter Teil des Lochs (z.B. des zweiten Lochs), in welches der Kurbelzapfen eingebracht ist, ausgebildet ist, und wobei ein Unterkörper-Einbringungsraum an dem Hauptkörper ausgebildet ist und der Unterkörper in dem Unterkörper-Einbringungsraum angeordnet ist.
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Der Unterkörper-Einbringungsraum kann in einer Form ausgebildet sein, welche entlang einer Radialrichtung von einem Außenumfang der Exzenterscheibe aus ausgespart / vertieft ist.
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Der Unterkörper kann in einer Halbkreisform ausgebildet sein, und der Unterkörper-Einbringungsraum kann in einer mit dem Unterkörper korrespondierenden (bzw. dem Unterkörper entsprechenden) Form ausgebildet sein.
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Das Loch (z.B. das zweite Loch), in welches der Kurbelzapfen eingebracht ist, ist / wird beispielsweise durch Einbringen (z.B. Einsetzen) des Unterkörpers der Exzenterscheibe in den Unterkörper-Einbringungsraum des Hauptkörpers gebildet.
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Es ist zu verstehen, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-...“ oder irgendein ähnlicher Begriff, welcher hier verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen, wie z.B. Personenkraftfahrzeuge, einschließlich sogenannter Sportnutzfahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, zahlreiche kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl an Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen einschließt und Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Treibstoffe (z.B. Treibstoffe, welche aus anderen Ressourcen als Erdöl hergestellt werden) einschließt. Ein Hybridfahrzeug, auf welches hier Bezug genommen wird, ist ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Energiequellen hat, z.B. Fahrzeuge, welche sowohl mit Benzin als auch elektrisch betrieben werden.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden oder darin detaillierter ausgeführt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein schematisches Diagramm einer Variables-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine perspektivische Ansicht einer Exzenterscheibe gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Exzenterscheibe gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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4A und 4B sind Ansichten, welche Betriebe der Variables-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bei einem niedrigen Verdichtungsverhältnis und einem hohen Verdichtungsverhältnis darstellen.
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Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, einschließlich z.B. konkrete Abmessungen, Richtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, enthalten sein können.
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1 ist ein schematisches Diagramm einer Variables-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt einen Abschnitt eines Verbrennungsmotors zum Darstellen einer Konfiguration einer Variables-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung 1. Das heißt, dass ein Darstellen eines Zylinderblocks 3 und einer Ölwanne 5 durch Abschnitte zum einfachen Zeigen der Konfiguration dient, bei welcher Elemente der Variables-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung 1 miteinander in dem Verbrennungsmotor verbunden sind.
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Wie in 1 gezeigt, ist eine Variables-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung 1 gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung an einem Verbrennungsmotor, bei welchem eine Kurbelwelle 40 in Drehung versetzt wird, wenn eine Verbrennungsleistung eines Gemischs von einem Kolben 10 erhalten wird, montiert, um ein Verdichtungsverhältnis des Gemischs gemäß Betriebszuständen des Verbrennungsmotors zu verändern.
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Der Kolben 10 führt eine Vertikalbewegung innerhalb eines Zylinders 7 durch, und ein Brennraum (bzw. eine Verbrennungskammer) ist zwischen dem Kolben 10 und dem Zylinder 7 ausgebildet.
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Die Kurbelwelle 40 erhält eine Verbrennungsleistung von dem Kolben 10 und wandelt diese Verbrennungsleistung in ein Drehmoment um, um dieses an ein Getriebe zu übertragen. Die Kurbelwelle 40 in dem Zylinder 7 ist in einem Kurbelwellengehäuse angebracht, welches an einem unteren Ende des Zylinders 7 ausgebildet ist. Außerdem ist eine Mehrzahl von Ausgleichsgewichten 42 an der Kurbelwelle 40 angebracht. Die Ausgleichsgewichte 42 verringern Vibrationen, welche bei der Drehung der Kurbelwelle 40 erzeugt werden.
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Der Brennraum, welcher ausgebildet ist, indem ein Zylinderkopf mit dem Zylinderblock 3 verbunden ist, und das Kurbelwellengehäuse, welches gebildet ist durch Verbinden eines oberen Kurbelwellengehäuses, welches an dem Zylinderblock 3 ausgebildet ist, und eines unteren Kurbelwellengehäuses, welches an der Ölwanne 5 ausgebildet ist, sind einem Fachmann in der Technik bekannt, so dass eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
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Die Variables-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung 1 gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weist eine Pleuelstange 20, ein Exzenter-Verbindungsglied (z.B. ein exzentrisches Verbindungsglied) 34, eine Exzenterscheibe 30, ein Verstell-Verbindungsglied (z.B. ein verstellbares Verbindungsglied) 50, ein Steuerverbindungsglied 65 und eine Steuerwelle (bzw. einen Steuerschaft) 60 auf.
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Die Pleuelstange 20 erhält eine Verbrennungsleistung von einem Kolben 10 und überträgt die Verbrennungsleistung an eine Kurbelwelle 40. Um die Verbrennungsleistung zu übertragen, ist ein Ende (z.B. ein erstes Ende) der Pleuelstange 20 mit dem Kolben 10 mittels eines Kolbenbolzens 15 drehbar verbunden und ist das andere Ende (z.B. ein zweites Ende) der Pleuelstange 20 mit der Kurbelwelle 40 exzentrisch und drehbar verbunden. Ein Endabschnitt der Pleuelstange 20, welcher mit dem Kolben 10 verbunden ist, wird im Allgemeinen als ein Pleuelkopf-Abschnitt bezeichnet, und der andere Endabschnitt der Pleuelstange 20 wird als ein Pleuelfuß-Abschnitt bezeichnet.
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Die Pleuelstange 20 weist ein Kolbenbolzen-Montageloch (bzw. Kolbenbolzen-Anbringungsloch) 22 und ein Exzenterscheibe-Montageloch (bzw. Exzenterscheibe-Anbringungsloch) 24 auf.
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Das Kolbenbolzen-Montageloch 22 ist in dem Pleuelkopf-Abschnitt der Pleuelstange 20 ausgebildet. Außerdem hat das Kolbenbolzen-Montageloch 22 eine runde Form (z.B. eine Kreisform), um es dem Pleuelkopf-Abschnitt der Pleuelstange 20 zu erlauben, drehbar mit dem Kolben 10 verbunden zu sein. Das bedeutet, dass der Kolbenbolzen 15 in das Kolbenbolzen-Montageloch 22 eingebracht ist, um den Pleuelkopf-Abschnitt der Pleuelstange 20 mit dem Kolben 10 zu verbinden.
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Das Exzenterscheibe-Montageloch 24 ist in dem Pleuelfuß-Abschnitt der Pleuelstange 20 ausgebildet. Außerdem hat das Exzenterscheibe-Montageloch 24 eine runde Form (z.B. eine Kreisform), so dass der Pleuelfuß-Abschnitt der Pleuelstange 20 mit der Kurbelwelle 40 drehbar verbunden ist.
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Wie oben beschrieben, kann eine Gesamtkonfiguration der Pleuelstange 20 ähnlich einer existierenden Pleuelstange 20 sein. Folglich kann die VCR-Vorrichtung installiert sein, wobei eine Veränderung hinsichtlich der Struktur eines existierenden Verbrennungsmotors minimiert ist.
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Eine Exzenterscheibe 30 ist an einem Ende (z.B. einem ersten Ende) des Exzenter-Verbindungsglieds 34 angeordnet. Das Exzenter-Verbindungsglied 34 und die Exzenterscheibe 30 sind durch eine Verbindungseinheit, wie z.B. einen Bolzen, miteinander verbunden oder sind integral oder monolithisch (bzw. stofflich einstückig / materialeinstückig) ausgebildet, um sich miteinander zu drehen (bzw. drehfest miteinander verbunden zu sein). Indem die Exzenterscheibe 30 in das Exzenterscheibe-Montageloch 24 der Pleuelstange 20 drehbar eingebracht (z.B. eingesetzt) ist, ist das Exzenter-Verbindungsglied 34 mit dem Pleuelfuß-Abschnitt der Pleuelstange 20 drehbar verbunden. Ferner kann die Exzenterscheibe 30 in das Exzenterscheibe-Montageloch 24 konzentrisch (z.B. konzentrisch zum Exzenterscheibe-Montageloch 24) eingebracht sein und kann in einer runden Form (z.B. einer Kreisform), welche einen Außendurchmesser hat, der im Wesentlichen (z.B. annähernd) gleich einem Innendurchmesser des Exzenterscheibe-Montagelochs 24 ist, ausgebildet sein.
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Die Exzenterscheibe 30 weist ein Kurbelzapfen-Montageloch 32 auf.
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Das Kurbelzapfen-Montageloch 32 ist exzentrisch an (z.B. in) der Exzenterscheibe 30 ausgebildet. Außerdem ist ein Kurbelzapfen 45 in das Kurbelzapfen-Montageloch 32 eingebracht, um die Pleuelstange 20 und das Exzenter-Verbindungsglied 34 mit der Kurbelwelle 40 drehbar zu verbinden. Das heißt, dass das Exzenter-Verbindungsglied 34 und die Exzenterscheibe 30 sich um den Kurbelzapfen 45 herum drehen und ein Zentrum (ein Mittelpunkt) des Kurbelzapfens 45 von einem Zentrum (einem Mittelpunkt) der Exzenterscheibe 30 entfernt (z.B. mit Abstand dazu) angeordnet ist (bzw. dass ein Zentrum des Kurbelzapfens 45 exzentrisch zum Zentrum der Exzenterscheibe 30 im Abstand dazu angeordnet ist).
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Falls sich die Exzenterscheibe 30 dreht, verändert sich eine Relativposition des Kurbelzapfens 45 bezüglich des Zentrums der Exzenterscheibe 30. Das heißt, dass Relativpositionen der Pleuelstange 20 und des Kolbens 10 bezüglich der Kurbelwelle 40 verändert werden. Folglich wird ein Verdichtungsverhältnis eines Gemischs variiert.
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Das Verstell-Verbindungsglied 50 fungiert dazu, das Exzenter-Verbindungsglied 34 um den Kurbelzapfen 45 herum zu drehen (z.B. das Exzenter-Verbindungsglied 34 relativ zum Kurbelzapfen 45 zu verstellen). Ein Ende (z.B. ein erstes Ende) des Verstell-Verbindungsglieds 50 ist außerdem mit dem anderen Ende (z.B. dem zweiten Ende) des Exzenter-Verbindungsglieds 34 drehbar verbunden.
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Das Steuerverbindungsglied 65 fungiert dazu, das Exzenter-Verbindungsglied 34 um den Kurbelzapfen 45 herum unter Verwendung des Verstell-Verbindungsglieds 50 zu drehen (z.B. relativ zum Kurbelzapfen 45 zu verstellen). Außerdem ist ein Ende (z.B. ein erstes Ende) des Steuerverbindungsglieds 65 mit dem anderen Ende (z.B. einem zweiten Ende) des Verstell-Verbindungsglieds 50 drehbar verbunden.
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Die Steuerwelle 60 wird gemäß Betriebszuständen des Verbrennungsmotors gedreht und dreht das Steuerverbindungsglied 65. Außerdem ist das Steuerverbindungsglied 65 mit der Steuerwelle 60 mittels einer Verbindungseinheit, wie z.B. einen Bolzen, verbunden oder ist integral oder monolithisch (bzw. stofflich einstückig / materialeinstückig) mit der Steuerwelle 60 ausgebildet, um sich gemeinsam mit der Steuerwelle 60 zu drehen (bzw. drehfest mit der Steuerwelle 60 verbunden zu sein). Das bedeutet, dass das Steuerverbindungsglied 65 durch eine Drehung der Steuerwelle 60 (mit)gedreht wird. Außerdem ist die Steuerwelle 60 an dem anderen Ende (z.B. einem zweiten Ende) des Steuerverbindungsglieds 65 angeordnet und dreht sich das Steuerverbindungsglied 65 um die Steuerwelle 60 herum (z.B. mit der Steuerwelle 60 mit).
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Die Steuerwelle 60 kann ferner mit einem Betätiger verbunden sein. Außerdem kann der Betrieb des Betätigers durch eine Steuereinrichtung 70 gesteuert werden. Das bedeutet, dass die Steuereinrichtung 70 ein Verdichtungsverhältnis eines Gemischs gemäß Betriebszuständen des Verbrennungsmotors ermittelt und den Betätiger betreibt. Die Steuerwelle 60 wird deshalb durch den Betätiger, welcher abhängig von einer Steuerung der Steuereinrichtung 70 gesteuert wird, gedreht, so dass ein Verdichtungsverhältnis eines Gemischs variiert wird. Der Betätiger hierin kann ein Elektromotor sein, welcher ein Drehmoment durch Erhalten von elektrischer Leistung erzeugt, und die Steuereinrichtung 70 kann eine konventionelle elektronische Steuereinheit (ECU) sein, welche die elektronischen Komponenten eines Fahrzeugs umfangreich steuert.
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In der Beschreibung beziehen sich drehbare Verbindungen zwischen Verbindungsglied-Elementen 34, 50 und 65 darauf, dass die Verbindungsglied-Elemente 34, 50 und 65 mittels Verbindungseinheiten, wie z.B. Bolzen / Zapfen 55 und 65, oder dergleichen verbunden sind und relativ drehbar sind. Das Steuerverbindungsglied 65 kann hier ein Verbindungszapfen / Verbindungsbolzen 65 sein, welcher von der Steuerwelle 60 aus exzentrisch vorsteht.
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2 ist eine perspektivische Ansicht einer Exzenterscheibe gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, und 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Exzenterscheibe gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 2 und 3 gezeigt, weist die Exzenterscheibe 30 einen Hauptkörper 31 und einen Unterkörper bzw. Subkörper 39 auf.
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Das Exzenter-Verbindungsglied 34 ist ausgebildet oder angeordnet an dem Hauptkörper 31 der Exzenterscheibe 30. In 2 und 3 ist gezeigt, dass das Exzenter-Verbindungsglied 34 integral oder monolithisch (bzw. stofflich einstückig / materialeinstückig) an der Exzenterscheibe 30 ausgebildet ist, wobei es jedoch nicht darauf beschränkt ist. Außerdem ist ein Bolzen-Einsetzloch 36 an dem Exzenter-Verbindungsglied 34 ausgebildet, so dass ein Verbindungsbolzen 55, welcher das Exzenter-Verbindungsglied 34 mit dem Verstell-Verbindungsglied 50 verbindet, darin eingebracht ist. Ferner sind ein erster Montageloch-Ausbildungsabschnitt 32a, welcher einen Teil (z.B. einen ersten Teil) des Kurbelzapfen-Montagelochs 32 bildet, und ein Unterkörper-Einbringungsraum 33, an welchem bzw. wo der Unterkörper 39 angeordnet ist, an dem Hauptkörper 31 der Exzenterscheibe 30 ausgebildet.
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Der Unterkörper-Einbringungsraum 33 ist in einer Form ausgebildet, welche entlang einer Radialrichtung von einem Außenumfang der Exzenterscheibe 30 aus ausgespart / vertieft ist. Indem der Unterkörper-Einbringungsraum 33 ausgebildet ist, ist ferner jeweilig eine Unterkörperkontaktfläche 35 an den beiden Seiten (z.B. eine erste Unterkörperkontaktfläche 35 an einer ersten Seite und eine zweite Unterkörperkontaktfläche 35 an einer zweiten Seite) in einer Durchmesserrichtung bzw. Radialrichtung bezüglich des ersten Montageloch-Ausbildungsabschnitts 32a an dem Hauptkörper 31 ausgebildet.
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Eine Gesamtform des Unterkörpers 39 der Exzenterscheibe 30 ist in einer Halbkreisform (z.B. einer Form eines (entlang des Durchmessers) halbierten Hohlzylinders) ausgebildet, und der Unterkörper-Einbringungsraum 33 ist in einer Form ausgebildet, um mit dem Unterkörper 39 zu korrespondieren (bzw. um mit dem Unterkörper 39 zusammen zu passen). Außerdem ist ein zweiter Montageloch-Ausbildungsabschnitt 32b, welcher den anderen Teil (z.B. einen zweiten Teil) des Kurbelzapfen-Montagelochs 32 bildet, an dem Unterkörper 39 der Exzenterscheibe 30 ausgebildet, und eine Hauptkörperkontaktfläche 37 ist an den beiden Seiten (z.B. eine erste Hauptkörperkontaktfläche 37 an einer ersten Seite und eine zweite Hauptkörperkontaktfläche 37 an einer zweiten Seite) in einer Durchmesserrichtung bzw. Radialrichtung bezüglich des zweiten Montageloch-Ausbildungsabschnitts 32b ausgebildet.
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Der erste Montageloch-Ausbildungsabschnitt 32a und der zweite Montageloch-Ausbildungsabschnitt 32b sind jeweilig in einer Halbkreisform als eine Aussparung bzw. Nut ausgebildet, und der Unterkörper 39 der Exzenterscheibe 30 ist in den Unterkörper-Einbringungsraum 33 des Hauptkörpers 31 eingebracht, so dass das Kurbelzapfen-Montageloch 32 ausgebildet ist. Die Unterkörperkontaktfläche 35 berührt hierbei die Hauptkörperkontaktfläche 37 (bzw. die Unterkörperkontaktflächen 35 berühren hierbei die jeweils Zugehörige von den Hauptkörperkontaktflächen 37).
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Die Exzenterscheibe 30 ist folglich mit (bzw. aus) dem Hauptkörper 31 und dem Unterkörper 39 konstruiert, so dass die Exzenterscheibe 30 und der Kurbelzapfen 45 einfach miteinander verbunden werden können.
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4A und 4B sind Ansichten, welche Betriebe der Variables-Verdichtungsverhältnis-Vorrichtung gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bei einem niedrigen Verdichtungsverhältnis und einem hohen Verdichtungsverhältnis darstellen.
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Wie in 4A gezeigt, wird, wenn die Steuerwelle 60 unter einer Bedingung, dass der Verbrennungsmotor mit einem niedrigen Verdichtungsverhältnis betrieben werden sollte, in eine (z.B. einer erste) Richtung gedreht wird, das Steuerverbindungsglied 65 gemeinsam mit der Steuerwelle 60 gedreht, um das Verstell-Verbindungsglied 50 zu ziehen. Somit werden das Exzenter-Verbindungsglied 34 und die Exzenterscheibe 30 in einer Uhrzeigersinnrichtung gedreht, so dass eine Relativposition des Zentrums CC des Kurbelzapfens 45 bezüglich des Zentrums EC der Exzenterscheibe 30 in dem Exzenterscheibe-Montageloch 24 des Pleuelfuß-Abschnitts der Pleuelstange 20 hoch wird (z.B. höher wird). Zu dieser Zeit werden eine Relativposition der Pleuelstange 20 und eine Relativposition des Kolbens 10 bezüglich der Kurbelwelle 40 niedrig (z.B. niedriger), da die Absolutpositionen der Kurbelwelle 40 und des Kurbelzapfens 45 nicht verändert sind bzw. werden. Dadurch wird ein Abstand zwischen dem Kolbenbolzen 15 und dem Kurbelwellenzapfen 45 kurz (z.B. verkürzt), so dass das niedrige Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors realisiert wird.
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Wie in 4B gezeigt, wird, wenn die Steuerwelle 60 unter einer Bedingung, dass der Verbrennungsmotor mit einem hohen Verdichtungsverhältnis betrieben werden sollte, in die andere (z.B. eine zweite) Richtung gedreht wird, das Steuerverbindungsglied 65 gemeinsam mit der Steuerwelle 60 in einer Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht, um das Verstell-Verbindungsglied 50 zu drücken. Somit werden das Exzenter-Verbindungsglied 34 und die Exzenterscheibe 30 in der Gegenuhrzeigersinnrichtung gedreht, so dass eine Relativposition des Zentrums CC des Kurbelzapfens 45 bezüglich des Zentrums EC der Exzenterscheibe 30 in dem Exzenterscheibe-Montageloch 24 des Pleuelfuß-Abschnitts der Pleuelstange 20 niedrig wird (z.B. niedriger wird). Zu dieser Zeit werden eine Relativposition der Pleuelstange 20 und eine Relativposition des Kolbens 10 bezüglich der Kurbelwelle 40 hoch (z.B. höher), da die Absolutpositionen der Kurbelwelle 40 und des Kurbelzapfens 45 nicht verändert sind bzw. werden. Dadurch wird ein Abstand zwischen dem Kolbenbolzen 15 und dem Kurbelwellenzapfen 45 lang (z.B. verlängert), so dass das hohe Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors realisiert wird.
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In 4A und 4B sind zum sichtbaren Vergleichen der Zustände bei dem niedrigen Verdichtungsverhältnis und dem hohen Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors eine Höhe P1 des Kolbens 10 und eine Höhe E1 des Zentrums EC der Exzenterscheibe 30 als benachbarte Linien bei dem Zustand des niedrigen Verdichtungsverhältnisses in 4A dargestellt sowie eine Höhe P2 des Kolbens 10 und einer Höhe E2 der Exzenterscheibe 30 als benachbarte Linien bei dem Zustand des hohen Verdichtungsverhältnisses in 4B dargestellt.
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Gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, können eine Arbeitszeit zum Montieren der VCR-Vorrichtung und Herstellungskosten verringert werden und kann ein Kraftstoffverbrauch verbessert werden, indem das Verdichtungsverhältnis eines Gemischs abhängig von einem Betriebszustand des Verbrennungsmotors unter Verwendung der Verbindungsglied-Elemente 34, 50 und 65, welche sogar eine einfache Struktur haben, variiert wird. Ferner kann die VCR-Vorrichtung installiert werden, sogar während eine Veränderung der Struktur des existierenden Verbrennungsmotors durch Verwenden der Pleuelstange 20, welche auf einen existierenden Verbrennungsmotor anwendbar ist, minimiert ist.
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Zur Erleichterung der Erklärung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „obere(r)“, „untere(r)“, „innere(r)“ und „äußere(r)“ dazu verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf deren Positionen, wie sie in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben.
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Die vorhergehenden Beschreibungen von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienten dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2015-0179512 [0001]
