DE102016120943A1 - Connecting rod with adjusting mechanism between connecting rod and piston rod - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Ottomotor, mit einem ersten Pleuelteil und einem zweiten Pleuelteil, wobei das erste Pleuelteil gegenüber dem zweiten Pleuelteil bewegbar ist, und mit mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu verstellen, die Zylinder-Kolben-Einheit umfasst eine Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung längst bewegbar angeordneten Verstellkolben, eine Kolbenstange und mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen ersten Druckraum zur Aufnahme von Motoröl, der einseitig von dem bewegbaren Verstellkolben begrenzt ist. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine längenverstellbare Pleuelstange bereitzustellen, die einfach hergestellt werden kann und eine hohe Lebensdauer gewährleistet. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Zylinder-Kolben-Einheit eine erste und eine zweite Schnittstelle umfasst, die Kolbenstange integral mit dem ersten Pleuelteil ausgebildet ist, und über die erste Schnittstelle der Zylinder-Kolben-Einheit mit dem Verstellkolben verbunden ist, die Zylinderbohrung einen integralen oberen Anschlag für den Verstellkolben aufweist, und die Zylinderbohrung über die zweite Schnittstelle der Zylinder-Kolben-Einheit mit dem zweiten Pleuelteil verbunden ist und wobei die erste Schnittstelle der Zylinder-Kolben-Einheit eine rein mechanische Schnittstelle ist und die zweite Schnittstelle der Zylinder-Kolben-Einheit eine mechanische und eine hydraulische Schnittstelle ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Montage einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange, die Verwendung einer solchen Pleuelstange in einem Verbrennungsmotor und auf einen Verbrennungsmotor mit einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange.The present invention relates to a length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine, in particular a gasoline engine, with a first Pleuelteil and a second Pleuelteil, wherein the first Pleuelteil is movable relative to the second Pleuelteil, and at least one cylinder-piston unit, relative to the first Pleuelteil To adjust the second Pleuelteil, the cylinder-piston unit comprises a cylinder bore, a long in the cylinder bore arranged adjusting piston, a piston rod and at least one provided in the cylinder bore first pressure chamber for receiving engine oil, which is bounded on one side by the movable adjusting piston. It is the object of the present invention to provide a length-adjustable connecting rod, which can be easily manufactured and ensures a long service life. For this purpose, the invention provides that the cylinder-piston unit comprises a first and a second interface, the piston rod is formed integrally with the first Pleuelteil, and is connected via the first interface of the cylinder-piston unit with the adjusting piston, the cylinder bore a has integral upper stop for the adjusting piston, and the cylinder bore is connected via the second interface of the cylinder-piston unit with the second connecting rod part and wherein the first interface of the cylinder-piston unit is a purely mechanical interface and the second interface of the cylinder Piston unit is a mechanical and a hydraulic interface. Furthermore, the invention also relates to a method for mounting such a length-adjustable connecting rod, the use of such a connecting rod in an internal combustion engine and to an internal combustion engine with such a length-adjustable connecting rod.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Ottomotor, mit einem ersten Pleuelteil und einem zweiten Pleuelteil, wobei das erste Pleuelteil gegenüber dem zweiten Pleuelteil bewegbar ist, und mit mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu verstellen, die Zylinder-Kolben-Einheit umfasst eine Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung längst bewegbar angeordneten Verstellkolben, eine Kolbenstange und mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen ersten Druckraum zur Aufnahme von Motoröl, der einseitig von dem bewegbaren Verstellkolben begrenzt ist. Weiter betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Pleuelstange, die Verwendung einer solchen Pleuelstange in einem Verbrennungsmotor und ein Verfahren zur Montage der längenverstellbaren Pleuelstange.The present invention relates to a length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine, in particular a gasoline engine, with a first Pleuelteil and a second Pleuelteil, wherein the first Pleuelteil is movable relative to the second Pleuelteil, and at least one cylinder-piston unit, relative to the first Pleuelteil To adjust the second Pleuelteil, the cylinder-piston unit comprises a cylinder bore, a long in the cylinder bore arranged adjusting piston, a piston rod and at least one provided in the cylinder bore first pressure chamber for receiving engine oil, which is bounded on one side by the movable adjusting piston. Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine with such a connecting rod, the use of such a connecting rod in an internal combustion engine and a method for mounting the length-adjustable connecting rod.

Der thermische Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors, insbesondere bei Ottomotoren, ist abhängig vom Verdichtungsverhältnis ε, d. h. dem Verhältnis vom Gesamtvolumen vor der Verdichtung zum Kompressionsvolumen (ε = (Hubvolumen Vh + Kompressionsvolumen Vc/ Kompressionsvolumen Vc). Mit steigendem Verdichtungsverhältnis nimmt der thermische Wirkungsgrad zu. Die Zunahme des thermischen Wirkungsgrades über das Verdichtungsverhältnis ist degressiv, allerdings im Bereich heute üblicher Werte noch relativ stark ausgeprägt.The thermal efficiency of an internal combustion engine, in particular in gasoline engines, depends on the compression ratio ε, ie the ratio of the total volume before compression to the compression volume (ε = (stroke volume V h + compression volume V c / compression volume V c .) As the compression ratio increases, the thermal efficiency decreases The increase in the thermal efficiency via the compression ratio is degressive, but is still relatively strong in the range of today's usual values.

In der Praxis kann das Verdichtungsverhältnis nicht beliebig gesteigert werden, da ein zu hohes Verdichtungsverhältnis zu einer unbeabsichtigten Selbstentzündung des Verbrennungsgemischs durch Druck- und Temperaturerhöhung führt. Diese frühzeitige Verbrennung führt nicht nur zu einem unruhigen Lauf und dem sogenannten Klopfen bei Ottomotoren, sondern kann auch zu Bauteilschäden am Motor führen. Im Teillastbereich ist die Gefahr der Selbstentzündung, die neben dem Einfluss von Umgebungstemperatur und Druck auch vom Betriebspunkt des Motors abhängig ist, geringer. Entsprechend ist im Teillastbereich ein höheres Verdichtungsverhältnis möglich. In der Entwicklung von modernen Verbrennungsmotoren gibt es daher Bestrebungen, das Verdichtungsverhältnis an den jeweiligen Betriebspunkt des Motors anzupassen.In practice, the compression ratio can not be increased arbitrarily, since too high a compression ratio leads to unintentional spontaneous combustion of the combustion mixture due to pressure and temperature increase. This early combustion not only leads to a troubled run and the so-called knocking in gasoline engines, but can also lead to component damage to the engine. In the partial load range, the risk of spontaneous combustion, which depends not only on the influence of ambient temperature and pressure but also on the operating point of the engine, is lower. Accordingly, a higher compression ratio is possible in the partial load range. In the development of modern internal combustion engines, there are therefore efforts to adjust the compression ratio to the respective operating point of the engine.

Für die Realisierung eines variablen Verdichtungsverhältnisses (VCR) existieren unterschiedliche Lösungen, mit denen die Lage des Hubzapfens der Kurbelwelle oder des Kolbenbolzens des Motorkolbens verändert oder die effektive Länge der Pleuelstange variiert wird. Hierbei gibt es jeweils Lösungen für eine kontinuierliche und diskontinuierliche Verstellung der Bauteile. Eine kontinuierliche Verstellung ermöglicht eine optimale Reduzierung des CO2-Ausstoßes und des Verbrauchs aufgrund eines für jeden Betriebspunkt einstellbaren Verdichtungsverhältnisses. Demgegenüber ermöglicht eine diskontinuierliche Verstellung mit zwei als Endanschläge der Verstellbewegung ausgebildeten Stufen konstruktive und betriebstechnische Vorteile und ermöglicht trotzdem im Vergleich zu einem konventionellen Kurbeltrieb noch signifikante Einsparungen im Verbrauch und im CO2-Ausstoß.For the realization of a variable compression ratio (VCR), there are different solutions with which the position of the crank pin or the piston pin of the engine piston changed or the effective length of the connecting rod is varied. There are always solutions for a continuous and discontinuous adjustment of the components. Continuous adjustment allows optimal reduction of CO 2 emissions and consumption due to a compression ratio that can be set for each operating point. In contrast, a discontinuous adjustment with two trained as end stops the adjustment stages design and operational advantages and still allows compared to a conventional crank mechanism significant savings in consumption and CO 2 emissions.

Bereits die Druckschrift US 2,217,721 beschreibt einen Verbrennungsmotor mit einer längenverstellbaren Pleuelstange mit zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Pleuelteilen, die gemeinsam einen Hochdruckraum ausbilden. Zur Befüllung und Entleerung des Hochdruckraums mit Motoröl und damit zur Längenänderung der Pleuelstange ist ein hydraulischer Verstellmechanismus mit einem Steuerventil mit federvorgespanntem Verschlusselement vorgesehen, das durch den Druck des Motoröls in eine geöffnete Stellung verschiebbar ist.Already the publication US 2,217,721 describes an internal combustion engine with a length-adjustable connecting rod with two telescopically displaceable connecting rods, which together form a high-pressure chamber. For filling and emptying of the high-pressure chamber with engine oil and thus to change the length of the connecting rod, a hydraulic adjusting mechanism is provided with a control valve with spring-biased closure element, which is displaceable by the pressure of the engine oil in an open position.

Eine diskontinuierliche Verstellung des Verdichtungsverhältnisses für einen Verbrennungsmotor zeigt die EP 1 426 584 A1 , bei der ein mit dem Kolbenbolzen verbundener Exzenter eine Einstellung des Verdichtungsverhältnisses ermöglicht. Dabei erfolgt eine Fixierung des Exzenters in der einen oder anderen Endstellung des Schwenkbereichs mittels einer mechanischen Arretierung.A discontinuous adjustment of the compression ratio for an internal combustion engine shows the EP 1 426 584 A1 in which an eccentric connected to the piston pin allows adjustment of the compression ratio. In this case, a fixation of the eccentric in one or the other end position of the pivoting area by means of a mechanical locking.

Aus der DE 10 2005 055 199 A1 geht ebenfalls die Funktionsweise eines längenvariablen Pleuels hervor, mit dem verschiedene Verdichtungsverhältnisse ermöglicht werden. Die Realisierung erfolgt auch hier über einen Exzenter im kleinen Pleuelauge, der in seiner Position durch zwei Hydraulikzylinder mit veränderbarem Widerstand fixiert wird.From the DE 10 2005 055 199 A1 The function of a variable-length connecting rod also emerges, with which different compression ratios are made possible. The realization is also done here via an eccentric in the small connecting rod, which is fixed in position by two hydraulic cylinders with variable resistance.

Die WO 2013/092364 A1 beschreibt eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Stangenteilen, wobei ein Stangenteil einen Zylinder und das zweite Stangenteil ein längsverschiebbares Kolbenelement ausbildet. Zwischen dem Verstellkolben des ersten Stangenteils und dem Zylinder des zweiten Stangenteils ist ein Hochdruckraum ausgebildet, der über einen hydraulischen Verstellmechanismus mit einem Ölkanal und einem öldruckabhängigen Ventil mit Motoröl versorgt wird.The WO 2013/092364 A1 describes a length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine with two telescopically movable rod parts, wherein a rod part forms a cylinder and the second rod part forms a longitudinally displaceable piston element. Between the adjusting piston of the first rod part and the cylinder of the second rod part, a high-pressure space is formed, which is supplied via a hydraulic adjusting mechanism with an oil passage and an oil pressure-dependent valve with engine oil.

Eine ähnliche längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit teleskopartig verschiebbaren Stangenteilen ist in der WO 2015/055582 A2 gezeigt. Gemäß der WO 2015/055582 A2 soll das Verdichtungsverhältnis im Verbrennungsmotor durch die Pleuellänge verstellt werden. Die Pleuellänge beeinflusst das Kompressionsvolumen im Verbrennungsraum, wobei das Hubvolumen durch die Position des Kurbelwellenzapfens und die Zylinderbohrung vorgegeben ist. Eine kurze Pleuelstange führt daher zu einem geringeren Verdichtungsverhältnis als eine lange Pleuelstange bei ansonsten gleichen geometrischen Abmessungen, wie Kolben, Zylinderkopf, Kurbelwelle, Ventilsteuerung, etc. Die Pleuellänge wird hydraulisch zwischen zwei Stellungen variiert. Die gesamte Pleuelstange ist mehrteilig ausgeführt, wobei die Längenänderung durch einen Teleskopmechanismus mit einem doppelwirkenden Hydraulikzylinder erfolgt. Das kleine Pleuelauge, üblicherweise zur Aufnahme des Kolbenbolzens, ist mit einer Kolbenstange verbunden (teleskopierbarer Stangenteil). Der zugehörige Verstellkolben ist axial verschiebbar in einem Zylinder geführt, der in dem Pleuelteil mit dem großen Pleuelauge, üblicherweise zur Aufnahme des Kurbelwellenzapfens, angeordnet ist. Der Verstellkolben trennt den Zylinder in zwei Druckräume, einen oberen und einen unteren Druckraum. Diese beiden Druckräume werden über Rückschlagventile mit Motoröl versorgt, wobei die Versorgung mit Motoröl über die Schmierung des Pleuellagers erfolgt. Hierzu ist eine Öldurchführung vom Kurbelwellenzapfen über das Pleuellager zur Pleuelstange und dort über die Rückschlagventile in die Druckräume erforderlich. Ist die Pleuelstange in der langen Position, befindet sich kein Motoröl in dem oberen Druckraum. Der untere Druckraum hingegen ist vollständig mit Motoröl gefüllt. Während des Betriebs wird die Pleuelstange aufgrund der Gas- und Massenkräfte alternierend auf Zug und Druck belastet. In der langen Position der Pleuelstange wird eine Zugkraft durch den mechanischen Kontakt mit einem oberen Anschlag des Verstellkolbens aufgenommen. Die Pleuellänge ändert sich dadurch nicht. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf den ölgefüllten unteren Druckraum übertragen. Da das Rückschlagventil dieses Druckraums den Ölrücklauf unterbindet, steigt der Öldruck an, wobei in dem unteren Druckraum Drücke von deutlich über 1000 bar entstehen können. Die Pleuellänge ändert sich nicht. Die Pleuelstange ist in dieser Richtung hydraulisch gesperrt. In der kurzen Stellung der Pleuelstange drehen sich die Verhältnisse um. Der untere Druckraum ist leer, der obere Druckraum ist mit Motoröl gefüllt. Eine Zugkraft bewirkt einen Druckanstieg in dem oberen Druckraum. Eine Druckkraft wird durch einen mechanischen Anschlag aufgenommen. Die Pleuellänge kann zweistufig verstellt werden, indem einer der beiden Druckräume entleert wird. Hierbei wird jeweils eines der beiden Zulaufrückschlagventile durch einen zugeordneten Rücklaufkanal überbrückt. Durch diese Rücklaufkanäle kann Motoröl unabhängig von der Druckdifferenz zwischen dem Druckraum und der Versorgungseinrichtung fließen. Das jeweilige Rückschlagventil verliert entsprechend seine Wirkung. Die beiden Rücklaufkanäle werden durch ein Steuerventil geöffnet und geschlossen, wobei immer genau ein Rücklaufkanal offen, der andere geschlossen ist. Der Aktuator zur Schaltung der beiden Rücklaufkanäle wird hier hydraulisch durch den Versorgungsdruck angesteuert.A similar length adjustable connecting rod for an internal combustion engine with telescopically displaceable rod parts is in the WO 2015/055582 A2 shown. According to the WO 2015/055582 A2 the compression ratio in the combustion engine should be adjusted by the connecting rod length. The connecting rod length affects the compression volume in the combustion chamber, the Stroke volume is determined by the position of the crankshaft journal and the cylinder bore. A short connecting rod therefore leads to a lower compression ratio than a long connecting rod with otherwise the same geometric dimensions, such as piston, cylinder head, crankshaft, valve control, etc. The connecting rod length is hydraulically varied between two positions. The entire connecting rod is made of several parts, wherein the change in length is effected by a telescopic mechanism with a double-acting hydraulic cylinder. The small connecting rod eye, usually for receiving the piston pin, is connected to a piston rod (telescopic rod part). The associated adjusting piston is axially displaceably guided in a cylinder which is arranged in the connecting rod part with the large connecting rod eye, usually for receiving the crankshaft journal. The adjusting piston separates the cylinder into two pressure chambers, an upper and a lower pressure chamber. These two pressure chambers are supplied with engine oil via check valves, whereby the supply of engine oil takes place via the lubrication of the connecting rod bearing. For this purpose, an oil passage from the crankshaft journal over the connecting rod bearing to the connecting rod and there via the check valves in the pressure chambers is required. If the connecting rod is in the long position, there is no engine oil in the upper pressure chamber. The lower pressure chamber, however, is completely filled with engine oil. During operation, the connecting rod is loaded alternately due to the gas and inertial forces on train and pressure. In the long position of the connecting rod, a tensile force is absorbed by the mechanical contact with an upper stop of the adjusting piston. The connecting rod length does not change as a result. An applied compressive force is transmitted via the piston surface to the oil-filled lower pressure chamber. Since the check valve of this pressure chamber prevents the oil return, the oil pressure increases, which can arise in the lower pressure chamber pressures of well over 1000 bar. The connecting rod length does not change. The connecting rod is hydraulically locked in this direction. In the short position of the connecting rod, the conditions turn around. The lower pressure chamber is empty, the upper pressure chamber is filled with engine oil. A tensile force causes a pressure increase in the upper pressure chamber. A compressive force is absorbed by a mechanical stop. The connecting rod length can be adjusted in two stages by emptying one of the two pressure chambers. Here, one of the two inlet check valves is bridged by an associated return channel. Engine oil can flow through these return passages independently of the pressure difference between the pressure chamber and the supply device. The respective check valve loses its effect accordingly. The two return channels are opened and closed by a control valve, always exactly one return channel open, the other is closed. The actuator for switching the two return channels is controlled hydraulically by the supply pressure here.

Der Bauraum für eine solche längenverstellbare Pleuelstange ist sowohl axial als auch radial begrenzt. In Kurbelwellenrichtung wird der Bauraum durch die Lagerbreite und den Abstand der Gegengewichte begrenzt. In axialer Richtung ist ohnehin nur der Bauraum zwischen dem kleinen Pleuelauge zur Lagerung des Kolbenbolzens und dem großen Pleuelauge zur Lagerung des Kurbelwellenzapfens und ein eventueller Verstellhub der Pleuelstange vorhanden.The space for such a length-adjustable connecting rod is limited both axially and radially. In the crankshaft direction of the space is limited by the bearing width and the distance of the counterweights. In the axial direction, only the space between the small connecting rod eye for supporting the piston pin and the large connecting rod eye for supporting the crankshaft journal and a possible Verstellhub the connecting rod is anyway available.

Die in einem Verbrennungsmotor von einer Pleuelstange zu übertragenden Kräfte sind beträchtlich, weshalb auch die Drücke in den Druckräumen der Zylinder-Kolben-Einheit erheblich sein können. Angesichts der hohen Innendrücke bei einer solchen Zylinder-Kolben-Einheit ist die Dauerfestigkeit der verwendeten Werkstoffe problematisch, aber auch die Konstruktion der Komponenten im Hinblick auf den geringen Bauraum.The forces to be transmitted by a connecting rod in an internal combustion engine are considerable, which is why the pressures in the pressure chambers of the cylinder-piston unit can be considerable. In view of the high internal pressures in such a cylinder-piston unit, the fatigue strength of the materials used is problematic, but also the construction of the components in view of the small installation space.

In der oben genannten WO 2015/055582 A2 ist die Zylinderbohrung in dem zweiten Pleuelteil ausgebildet, während das erste Pleuelteil mit einer Kolbenstange des Verstellkolbens verbunden ist. Das zweite Pleuelteil muss daher relativ aufwendig hergestellt werden, um die Zylinderbohrung mit der gewünschten Präzision und guter Verschleißfestigkeit zu erhalten.In the above WO 2015/055582 A2 the cylinder bore is formed in the second connecting rod part, while the first connecting rod part is connected to a piston rod of the adjusting piston. The second connecting rod part must therefore be made relatively expensive in order to obtain the cylinder bore with the desired precision and good wear resistance.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pleuelstange bereitzustellen, die eine einfache Herstellung ermöglicht und eine hohe Lebensdauer gewährleistet.It is therefore the object of the present invention to provide a connecting rod, which allows easy manufacture and ensures a long service life.

Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Zylinder-Kolben-Einheit eine erste und eine zweite Schnittstelle umfasst, die Kolbenstange integral mit dem ersten Pleuelteil ausgebildet ist, und über die erste Schnittstelle der Zylinder-Kolben-Einheit mit dem Verstellkolben verbunden ist, die Zylinderbohrung einen integralen oberen Anschlag für den Verstellkolben aufweist und die Zylinderbohrung über die zweite Schnittstelle der Zylinder-Kolben-Einheit mit dem zweiten Pleuelteil verbunden ist und wobei die erste Schnittstelle der Zylinder-Kolben-Einheit eine rein mechanische Schnittstelle ist und die zweite Schnittstelle der Zylinder-Kolben-Einheit eine mechanische und eine hydraulische Schnittstelle ist.For this purpose, the invention provides that the cylinder-piston unit comprises a first and a second interface, the piston rod is formed integrally with the first Pleuelteil, and is connected via the first interface of the cylinder-piston unit with the adjusting piston, the cylinder bore a having integral upper stop for the adjusting piston and the cylinder bore is connected via the second interface of the cylinder-piston unit with the second connecting rod part and wherein the first interface of the cylinder-piston unit is a purely mechanical interface and the second interface of the cylinder piston Unit is a mechanical and a hydraulic interface.

Durch die Ausbildung der Zylinderbohrung und des oberen Anschlags als ein Bauteil ist der obere Anschlag sehr robust. Die Verbindung zwischen dem zweiten Pleuelteil (Pleuelfuß) und der Zylinderbohrung ist sehr gut von außen zugänglich, sodass eine einfache und robuste Fertigung der Verbindung zwischen dem zweiten Pleuelteil und der Zylinderbohrung möglich ist und diese Verbindung einfach kontrolliert werden kann. Da der obere Anschlag integral mit der Zylinderbohrung ausgebildet ist, können die Zylinderbohrung, der obere Anschlag und eine Stangenführung für die Kolbenstange durch den oberen Anschlag gemeinsam gefertigt werden. Dadurch ist eine gute Koaxialität der Zylindermantelflächen der Stangenführung und der Zylinderbohrung möglich. Die aufwendige Bearbeitung der Zylinderfläche erfolgt an einem kleinen und gut handhabbaren Teil. Die erste Schnittstelle verbindet die Kolbenstange und damit das erste Pleuelteil mit dem Verstellkolben und damit der Zylinder-Kolben-Einheit. Die Verbindung der beiden Bauteile miteinander an der ersten Schnittstelle ist eine rein mechanische Verbindung und kann beispielsweise durch Kraftschluss, Formschluss oder Stoffschluss erfolgen. An dieser Schnittstelle werden die im Betrieb des Verbrennungsmotors an der Pleuelstange auftretenden Zug- und Druckkräfte übertragen. Eine weitere Verbindung ist an der ersten Schnittstelle nicht vorgesehen. Die zweite Schnittstelle ist eine mechanische und eine hydraulische Schnittstelle. An dieser Schnittstelle, an der die Zylinderbohrung und damit die Zylinder-Kolben-Einheit mit dem zweiten Pleuelteil verbunden ist, werden somit ebenfalls die Betrieb an der Pleuelstange auftretenden Kräfte, insbesondere die auftretenden Zug- und Druckkräfte von der Zylinder-Kolben-Einheit auf das zweite Pleuelteilübertragen. Die mechanische Verbindung an der zweiten Schnittstelle kann wieder kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig erfolgen. Ferner ist an dieser Schnittstelle eine hydraulische Verbindung zwischen dem Motorölkreislauf und der Zylinder-Kolben-Einheit ausgebildet, so dass die Zylinder-Kolben-Einheit mit Motoröl versorgt wird.Due to the design of the cylinder bore and the upper stop as a component, the upper stop is very robust. The connection between the second Pleuelelfuß (big end) and the cylinder bore is very accessible from the outside, so that a simple and robust production of the connection between the second Pleuelteil and the Cylinder bore is possible and this connection can be easily controlled. Since the upper stopper is integrally formed with the cylinder bore, the cylinder bore, the upper stopper and a rod guide for the piston rod can be made common by the upper stopper. As a result, a good coaxiality of the cylinder jacket surfaces of the rod guide and the cylinder bore is possible. The complex processing of the cylinder surface takes place on a small and easy to handle part. The first interface connects the piston rod and thus the first connecting rod part with the adjusting piston and thus the cylinder-piston unit. The connection of the two components to each other at the first interface is a purely mechanical connection and can be done for example by adhesion, positive engagement or material connection. At this interface, the tensile and compressive forces occurring during operation of the internal combustion engine on the connecting rod are transmitted. Another connection is not provided at the first interface. The second interface is a mechanical and a hydraulic interface. At this interface, where the cylinder bore and thus the cylinder-piston unit is connected to the second connecting rod, thus also the operation occurring at the connecting rod forces, in particular the tensile and compressive forces occurring from the cylinder-piston unit on the transfer second connecting rod. The mechanical connection to the second interface can again be non-positively, positively or materially. Further, a hydraulic connection between the engine oil circuit and the cylinder-piston unit is formed at this interface, so that the cylinder-piston unit is supplied with engine oil.

Es kann ferner vorgesehen werden, dass am zweiten Pleuelteil ein unterer Anschlag für den Verstellkolben ausgebildet ist. Auch der untere Anschlag ist dadurch sehr robust und kann einfach gefertigt werden.It may further be provided that a lower stop for the adjusting piston is formed on the second connecting rod part. The lower stop is therefore very robust and can be easily manufactured.

Eine einfache Ausgestaltung ist möglich, wenn die Zylinderbohrung mit dem oberen Anschlag in einem Zylindergehäuse ausgebildet ist.A simple embodiment is possible if the cylinder bore is formed with the upper stop in a cylinder housing.

In einer weiteren Variante kann vorgesehen werden, dass das Zylindergehäuse aus einem anderen Material gefertigt ist als die übrigen Pleuelteile. Das Zylindergehäuse mit der Zylinderbohrung, in der die höchsten Belastungen auftreten, kann daher aus einem entsprechend hochwertigen Material gefertigt werden. Für die anderen Bauteile, insbesondere das erste und das zweite Pleuelteil, die geringeren Belastungen unterliegen, kann ein günstigeres Material gewählt werden bzw. ein Material das leichter bearbeitbar ist.In a further variant it can be provided that the cylinder housing is made of a different material than the other connecting rod parts. The cylinder housing with the cylinder bore, in which the highest loads occur, can therefore be made of a correspondingly high-quality material. For the other components, in particular the first and the second connecting rod, which are subject to lower loads, a cheaper material can be selected or a material that is easier to work.

Vorteilhafterweise kann ferner vorgesehen sein, dass die Zylinderbohrung und/oder der Verstellkolben beschichtet ist/sind. Auch hierdurch können die gewünschte Festigkeit und die gewünschten Gleiteigenschaften zwischen Zylinderbohrung und Verstellkolben erzeugt werden.Advantageously, it may further be provided that the cylinder bore and / or the adjusting piston is / are coated. This also allows the desired strength and the desired sliding properties between the cylinder bore and adjusting piston can be generated.

In noch einer weiteren Variante kann vorgesehen werden, dass die Zylinderbohrung und/oder der Verstellkolben wärmebehandelt ist/sind. Auch hierdurch können die gewünschten Festigkeitseigenschaften der Zylinderbohrung bzw. des Verstellkolbens eingestellt werden.In yet another variant can be provided that the cylinder bore and / or the adjusting is heat treated / are. This also makes it possible to set the desired strength properties of the cylinder bore or of the adjusting piston.

Eine sehr stabile Pleuelstange kann erhalten werden, wenn das Zylindergehäuse einen länglichen Querschnitt, bevorzugt einen elliptischen Querschnitt, aufweist. Der Querschnitt ist ein Schnitt durch die Pleuelstange senkrecht zur Längsrichtung der Pleuelstange und somit senkrecht zur Längsachse des Verstellkolbens bzw. der Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit. Die Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit ist im Querschnitt kreisförmig und weist die damit verbundenen Vorteile wie eine einfache Fertigung und eine gute Führung des Verstellkolbens in der Zylinderbohrung, etc., auf. Durch den länglichen Querschnitt, bevorzugt einen elliptischen Querschnitt, wobei die Hauptachse der Ellipse senkrecht zur Breite der Pleuelstange verläuft, wird die durch die Kurbelwelle festgelegte Breite der Pleuelstange eingehalten. Senkrecht zur Breite der Pleuelstange kann die Pleuelstange größere Abmessungen aufweisen. Dadurch entstehen dort Materialanhäufungen, die die Stabilität erhöhen und Platz für Ölbohrungen etc. bieten.A very stable connecting rod can be obtained if the cylinder housing has an elongate cross section, preferably an elliptical cross section. The cross section is a section through the connecting rod perpendicular to the longitudinal direction of the connecting rod and thus perpendicular to the longitudinal axis of the adjusting piston or the cylinder bore of the cylinder-piston unit. The cylinder bore of the cylinder-piston unit is circular in cross section and has the advantages associated therewith, such as simple production and good guidance of the adjusting piston in the cylinder bore, etc. Due to the elongate cross section, preferably an elliptical cross section, wherein the main axis of the ellipse is perpendicular to the width of the connecting rod, the specified by the crankshaft width of the connecting rod is maintained. Perpendicular to the width of the connecting rod, the connecting rod may have larger dimensions. This creates accumulations of material that increase stability and provide space for oil drilling, etc.

Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Montage der oben beschriebenen längenverstellbaren Pleuelstange. Es soll ein Verfahren bereitgestellt werden, dass eine einfache Fertigung einer längenverstellbaren Pleuelstange mit engen Toleranzen und guter Führung ermöglicht. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Verfahren zur Montage die folgenden Schritte umfasst:

  • - Vorsehen mindestens einer Kolbenstangendichtung und/oder mindestens eines Kolbenstangenabstreifers im Bereich der Kolbenstange sowie mindestens einer Kolbendichtung im Bereich des Verstellkolbens;
  • - Einsetzen des Verstellkolbens und der Kolbenstange in die Zylinderbohrung;
  • - Verbinden der Kolbenstange mit dem Verstellkolben an der ersten Schnittstelle;
  • - Verbinden der Zylinderbohrung mit dem zweiten Pleuelteil an der zweiten Schnittstelle.
Furthermore, the invention also relates to a method for mounting the length-adjustable connecting rod described above. It is a method should be provided that allows easy production of a length-adjustable connecting rod with tight tolerances and good leadership. For this purpose, it is provided according to the invention that the method for assembly comprises the following steps:
  • Providing at least one piston rod seal and / or at least one piston rod scraper in the region of the piston rod and at least one piston seal in the region of the adjusting piston;
  • - Inserting the adjusting piston and the piston rod in the cylinder bore;
  • - Connecting the piston rod with the adjusting piston at the first interface;
  • - Connecting the cylinder bore with the second connecting rod part at the second interface.

Als Dichtungen können Spaltichtungen oder berührende Dichtungen wie z. B. Kunststoffringe vorgesehen werden. Bei berührenden Dichtungen kann der Abstreifer entfallen. Ein Abstreifer wird bevorzugt dem Zylindergehäuse zugeordnet, die Dichtungen an der Kolbenstange können stangenseitig als Kolbendichtung oder zylindergehäuseseitig als Stangendichtungen ausgeführt sein. As seals can gap seals or touching seals such. B. plastic rings are provided. With touching seals the scraper can be omitted. A scraper is preferably assigned to the cylinder housing, the seals on the piston rod can be designed rod side as a piston seal or cylinder housing side as rod seals.

Dadurch dass die Zylinderbohrung und die Stangenführung koaxial gefertigt werden, sind enge Toleranzen und eine gute Führung des Verstellkolbens in der Zylinderbohrung möglich. Die Verbindungsstelle zwischen der Zylinder-Kolben-Einheit und dem zweiten Pleuelteil sind gut von außen zugänglich, sodass eine einfache Montage und Kontrolle der Verbindungen möglich ist.The fact that the cylinder bore and the rod guide are made coaxially, close tolerances and good guidance of the adjusting piston in the cylinder bore are possible. The joint between the cylinder-piston unit and the second connecting rod part are easily accessible from the outside, so that an easy assembly and control of the connections is possible.

Das Verfahren kann einen weiteren Schritt enthalten, in dem eine Verdrehsicherung an der Zylinder-Kolben-Einheit angebracht wird. Die Verdrehsicherung kann zwischen dem Verstellkolben und der Zylinderbohrung oder zwischen der Kolbenstange und dem Zylindergehäuse angebracht sein. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Verstellkolben immer in der richtigen Position in der Zylinderbohrung läuft.The method may include a further step in which an anti-rotation device is attached to the cylinder-piston unit. The rotation can be mounted between the adjusting piston and the cylinder bore or between the piston rod and the cylinder housing. This ensures that the adjusting piston always runs in the correct position in the cylinder bore.

In einer weiteren Variante kann vorgesehen werden, dass eine Funktionsprüfung der Zylinder-Kolben-Einheit durchgeführt wird. Die Funktionsprüfung kann vor dem Verbinden der Zylinder-Kolben-Einheit mit den beiden Pleuelteilen erfolgen oder nach dem Verbinden der Zylinder-Kolben-Einheit mit dem ersten der beiden Pleuelteile, d. h. je nach Montagereihenfolge nach dem Verbinden mit dem ersten bzw. zweiten Pleuelteil und vor dem Verbinden mit dem zweiten bzw. ersten Pleuelteil. Eventuell vorhandene Fehler können zu diesem Zeitpunkt noch leicht behoben werden.In a further variant it can be provided that a functional test of the cylinder-piston unit is performed. The functional test can be done before connecting the cylinder-piston unit with the two connecting rods or after connecting the cylinder-piston unit with the first of the two connecting rods, d. H. depending on the order of assembly after connecting to the first and second connecting rod and before connecting to the second or first connecting rod. Any existing errors can still be easily remedied at this time.

Ferner kann vorgesehen werden, dass das Verbinden der Kolbenstange mit dem ersten Pleuelteil sowie das Verbinden der Zylinderbohrung mit dem zweiten Pleuelteil mittels Einschrauben, Einpressen, Aufschrumpfen mittels Temperaturdifferenz, Kleben, Schweißen oder Löten erzeugt wird. Hierdurch sind eine gute und einfache Fertigung sowie eine sichere Verbindung zwischen den jeweiligen Teilen möglich.Furthermore, it can be provided that the connection of the piston rod to the first connecting rod part and the connection of the cylinder bore with the second connecting rod part by means of screwing, pressing, shrinking by means of temperature difference, gluing, welding or soldering is generated. As a result, a good and simple production and a secure connection between the respective parts are possible.

Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auch auf die Verwendung der oben beschriebenen längenverstellbaren Pleuelstange in einem Verbrennungsmotor mit mindestens einem Hubkolben. Hierdurch wird ein Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis bereitgestellt, der sehr einfach gefertigt und kontrolliert werden kann, enge Toleranzen in der Zylinder-Kolben-Einheit ermöglicht und eine gute Führung des Verstellkolbens in der Zylinderbohrung ermöglicht, sodass der Verschleiß verringert werden kann.The invention further relates to the use of the above-described length-adjustable connecting rod in an internal combustion engine with at least one reciprocating piston. As a result, an internal combustion engine with an adjustable compression ratio is provided, which can be very easily manufactured and controlled, allows close tolerances in the cylinder-piston unit and allows a good guidance of the adjusting piston in the cylinder bore, so that the wear can be reduced.

In einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auch auf einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Hubkolben und mit zumindest einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis in einem Zylinder und einer mit dem Hubkolben verbundenen längenverstellbaren Pleuelstange entsprechend den oben beschriebenen Ausführungsformen. Bevorzugt sind sämtliche Hubkolben eines Verbrennungsmotors mit einer derartigen längenverstellbaren Pleuelstange ausgestattet, erforderlich ist dies jedoch nicht. Die Kraftstoffeinsparung eines solchen Verbrennungsmotors kann beträchtlich sein und bis zu 20 % betragen, wenn in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszustand das Verdichtungsverhältnis entsprechend eingestellt wird.In a further aspect, the invention also relates to an internal combustion engine having at least one reciprocating piston and having at least one adjustable compression ratio in a cylinder and a length-adjustable connecting rod connected to the reciprocating piston according to the embodiments described above. Preferably, all the reciprocating piston of an internal combustion engine are equipped with such a length-adjustable connecting rod, but this is not required. The fuel economy of such an internal combustion engine can be considerable and up to 20% if, depending on the respective operating state, the compression ratio is adjusted accordingly.

Gemäß einer Weiterbildung des Verbrennungsmotors können ein Steuertrieb mit mindestens einer Steuerkette, einer Spann-und/oder Führungsschiene, und/oder einem Kettenspanner vorgesehen sein, der die Kurbelwelle mit der mindestens eine Nockenwelle des Verbrennungsmotors verbindet. Der Steuertrieb ist insofern wichtig, weil dieser maßgeblichen Einfluss auf die dynamische Belastung des Verbrennungsmotors und somit auch auf die längenverstellbare Pleuelstange haben kann. Bevorzugt wird dieser so ausgestaltet, dass keine zu hohen dynamischen Kräfte über den Steuertrieb eingeleitet werden. Alternativ kann ein solcher Steuertrieb auch mit einer Stirnradverzahnung oder einem Antriebsriemen, beispielsweise einem Zahnriemen, der mittels einer Spannvorrichtung mit Spannrolle vorgespannt ist, ausgebildet sein. Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1: einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungsmotor,
  • 2: eine Pleuelstange aus 1 mit einer Zylinder-Kolben-Einheit zur Längenverstellung der Pleuelstange,
  • 3: eine Schaltanordnung in einer ersten Schaltstellung für die in 2 dargestellte Pleuelstange, und
  • 4: die Schaltanordnung aus 3 in einer zweiten Schaltstellung für die in 2 dargestellte Pleuelstange.
According to a development of the internal combustion engine, a control drive can be provided with at least one timing chain, a tensioning and / or guide rail, and / or a chain tensioner which connects the crankshaft to the at least one camshaft of the internal combustion engine. The timing drive is important because it can have a significant influence on the dynamic load of the engine and thus also on the length-adjustable connecting rod. This is preferably designed so that no excessive dynamic forces are introduced via the control drive. Alternatively, such a timing drive can also be formed with a spur gear or a drive belt, for example a toothed belt, which is prestressed by means of a tensioning device with a tensioning roller. In the following the invention will be explained in more detail with reference to drawings. Show it:
  • 1 FIG. 2: a schematic cross section through an internal combustion engine, FIG.
  • 2 : a connecting rod 1 with a cylinder-piston unit for length adjustment of the connecting rod,
  • 3 a switching arrangement in a first switching position for in 2 shown connecting rod, and
  • 4 : the switching arrangement off 3 in a second switching position for in 2 illustrated connecting rod.

In 1 ist in schematischer Darstellung ein Verbrennungsmotor (Ottomotor) 1 dargestellt. Der Verbrennungsmotor 1 hat drei Zylinder 2.1, 2.2 und 2.3, in denen sich jeweils ein Hubkolben 3.1, 3.2, 3.3 auf und ab bewegt. Des Weiteren umfasst der Verbrennungsmotor 1 eine Kurbelwelle 4, die mittels Kurbelwellenlager 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 drehbar gelagert ist. Die Kurbelwelle 4 ist mittels Pleuelstangen 6.1, 6,2 und 6.3 jeweils mit zugehörigen Hubkolben 3.1, 3.2 und 3.3 verbunden. Für jede Pleuelstange 6.1, 6.2 und 6.3 weist die Kurbelwelle 4 einen exzentrisch angeordneten Kurbelwellenzapfen 7.1, 7.2 und 7.3 auf. Das große Pleuelauge 8.1, 8.2, und 8.3 ist jeweils auf dem zugehörigen Kurbelwellenzapfen 7.1, 7.2 und 7.3 gelagert. Das kleine Pleuelauge 9.1, 9.2 und 9.3 ist jeweils auf einem Kolbenbolzen 10.1, 10.2 und 10.3 gelagert und so mit dem zugehörigen Hubkolben 3.1, 3.2 und 3.3 schwenkbar verbunden.In 1 is a schematic representation of an internal combustion engine (gasoline engine) 1 shown. The internal combustion engine 1 has three cylinders 2.1 . 2.2 and 2.3 , in each of which a reciprocating piston 3.1 . 3.2 . 3.3 moved up and down. Furthermore, the internal combustion engine includes 1 a crankshaft 4 that by means of crankshaft bearing 5.1 . 5.2 . 5.3 . 5.4 is rotatably mounted. The crankshaft 4 is by means of connecting rods 6.1 , 6.2 and 6.3 each with associated reciprocating 3.1 . 3.2 and 3.3 connected. For every connecting rod 6.1 . 6.2 and 6.3 points the crankshaft 4 an eccentrically arranged crankshaft journal 7.1 . 7.2 and 7.3 on. The big connecting rod eye 8.1 . 8.2 , and 8.3 is each on the associated crankshaft journal 7.1 . 7.2 and 7.3 stored. The small connecting rod eye 9.1 . 9.2 and 9.3 is each on a piston pin 10.1 . 10.2 and 10.3 stored and so with the associated reciprocating piston 3.1 . 3.2 and 3.3 pivotally connected.

Die Kurbelwelle 4 ist mit einem Kurbelwellenkettenrad 11 versehen und mittels einer Steuerkette 12 mit einem Nockenwellenkettenrad 13 gekoppelt. Das Nockenwellenkettenrad 13 treibt eine Nockenwelle 14 mit ihren zugehörigen Nocken zur Betätigung der Ein- und Auslassventile (nicht näher dargestellt) eines jeden Zylinders 2.1, 2.2 und 2.3 an. Das Leertrum der Steuerkette 12 wird mittels einer schwenkbar angeordneten Spannschiene 15 gespannt, die mittels eines Kettenspanners 16 an diese angedrückt wird. Das Zugtrum der Steuerkette 12 kann entlang einer Führungsschiene gleiten. Die wesentliche Funktionsweise dieses Steuertriebs einschließlich der Kraftstoffeinspritzung und Zündung mittels Zündkerze wird nicht näher erläutert und als bekannt vorausgesetzt.The crankshaft 4 is with a crankshaft sprocket 11 provided and by means of a timing chain 12 with a camshaft sprocket 13 coupled. The camshaft sprocket 13 drives a camshaft 14 with their associated cams for actuating the intake and exhaust valves (not shown in detail) of each cylinder 2.1 . 2.2 and 2.3 at. The empty strand of the timing chain 12 is by means of a pivotally mounted clamping rail 15 strained, by means of a chain tensioner 16 is pressed to this. The Zugtrum the timing chain 12 can slide along a guide rail. The essential operation of this control drive including the fuel injection and ignition by spark plug is not explained in detail and assumed to be known.

Die Exzentrizität der Kurbelwellenzapfen 7.1, 7.2 und 7.3 gibt maßgeblich den Hubweg HK vor, insbesondere wenn, wie im vorliegenden Fall, die Kurbelwelle 4 exakt zentrisch unter den Zylindern 2.1., 2.2 und 2.3 angeordnet ist. Der Hubkolben 3.1 ist in 1 in seiner untersten Stellung dargestellt, während der Hubkolben 3.2 in seiner obersten Stellung dargestellt ist. Die Differenz ergibt im vorliegenden Fall den Hubweg HK . Die verbleibende Höhe HC (siehe Zylinder 2.2) ergibt die verbleibende Kompressionshöhe im Zylinder 2.2. In Verbindung mit dem Durchmesser des Hubkolbens 3.1, 3.2 oder 3.3 bzw. der zugehörigen Zylinder 2.1, 2.2 und 2.3 ergibt sich aus dem Hubweg HK das Hubvolumen Vh und aus der verbleibenden Kompressionshöhe HC errechnet sich das Kompressionsvolumen Vc . Selbstverständlich hängt das Kompressionsvolumen Vc maßgeblich von der Gestaltung des Zylinderdeckels ab. Aus diesen Volumen Vh und Vc berechnet sich das Verdichtungsverhältnis ε. ε errechnet sich aus der Summe des Hubvolumens Vh und des Kompressionsvolumens Vc dividiert durch das Kompressionsvolumen Vc . Heute übliche Werte für Ottomotoren liegen für ε zwischen 10 und 14.The eccentricity of the crankshaft journals 7.1 . 7.2 and 7.3 Significantly gives the stroke H K especially if, as in the present case, the crankshaft 4 exactly centric under the cylinders 2.1 ., 2.2 and 2.3 is arranged. The reciprocating piston 3.1 is in 1 shown in its lowest position during the reciprocating 3.2 is shown in its uppermost position. The difference results in the present case, the stroke H K , The remaining height H C (see cylinder 2.2 ) gives the remaining compression height in the cylinder 2.2 , In conjunction with the diameter of the reciprocating piston 3.1 . 3.2 or 3.3 or the associated cylinder 2.1 . 2.2 and 2.3 results from the stroke H K the stroke volume V h and from the remaining compression height H C the compression volume is calculated V c , Of course, the compression volume depends V c significantly from the design of the cylinder cover. Out of these volumes V h and V c the compression ratio is calculated ε , ε is calculated from the sum of the stroke volume V h and the compression volume V c divided by the compression volume V c , Today common values for gasoline engines are for ε between 10 and 14.

Damit in Abhängigkeit vom Betriebspunkt (Drehzahl n, Temperatur T, Drosselklappenstellung) des Verbrennungsmotors 1 das Verdichtungsverhältnis ε angepasst werden kann, sind die Pleuelstangen 6.1, 6.2 und 6.3 erfindungsgemäß in ihrer Länge verstellbar ausgestaltet. Hierdurch kann z.B. im Teillastbereich mit einem höheren Verdichtungsverhältnis gefahren werden als im Volllastbereich.Thus, depending on the operating point (speed n , Temperature T , Throttle position) of the engine 1 the compression ratio ε can be adjusted, are the connecting rods 6.1 . 6.2 and 6.3 According to the invention designed adjustable in length. In this way, for example, can be driven in the partial load range with a higher compression ratio than in the full load range.

In 2 ist beispielhaft die Pleuelstange 6.1 dargestellt, die jedoch identisch zu den Pleuelstangen 6.2 und 6.3 ausgestaltet ist. Die folgende Beschreibung gilt daher entsprechend für alle Pleuelstangen. Die Pleuelstange 6.1 weist ein erstes Pleuelteil 17.1 und ein zweites Pleuelteil 19.1 auf. In dem ersten Pleuelteil 17.1 ist das besagte kleine Pleuelauge 9.1 ausgebildet. Das erste Pleuelteil 17.1 ist integral mit einer Kolbenstange 22.1 ausgebildet. Die Kolbenstange 22.1 und das Pleuelteil 17.1 mit dem kleinen Pleuelauge 9.1 bilden also ein Bauteil aus. Das zweite Pleuelteil 19.1 umgibt zusammen mit einer unteren Lagerschale 20.1 das besagte große Pleuelauge 8.1. Die untere Lagerschale 20.1 und das zweite Pleuelteil 19.1 werden in üblicher Weise mittels Befestigungsmitteln, wie z.B. Schrauben, miteinander verbunden. Zwischen dem ersten Pleuelteil 17.1 und dem zweiten Pleuelteil 19.1 ist die Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 angeordnet. Die Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 umfasst einen Verstellkolben 21.1 der in einer in einem Zylindergehäuse 55.1 ausgebildeten Zylinderbohrung 23.1 geführt ist. Der Verstellkolben 21.1 ist als Stufenkolben ausgestaltet. Unterhalb des Verstellkolbens 21.1 wird durch den Verstellkolben 21.1 und die Zylinderbohrung 23.1 ein erster Druckraum 24.1 mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Oberhalb des Verstellkolbens 21.1 wird durch den Verstellkolben 21.1 und die Zylinderbohrung 23.1 ein zweiter Druckraum 25.1 mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Die Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 mit dem Verstellkolben 21.1 und der Zylinderbohrung 23.1 ist Bestandteil eines Verstellmechanismus zur Veränderung der Länge der Pleuelstange 6.1. Zu dem Verstellmechanismus gehört auch eine unten näher beschriebene hydraulische Schaltung, die für einen Zu- bzw. Ablauf des Hydraulikfluids in bzw. aus den Druckräumen 24.1 und 25.1 sorgt und somit eine Bewegung des Verstellkolbens 21.1 zulässt oder diesen arretiert. Es sind auch andere Alternativen für die Steuerung möglich, z. B. eine elektrische oder elektromagnetische Steuerung.In 2 is an example of the connecting rod 6.1 but identical to the connecting rods 6.2 and 6.3 is designed. The following description applies accordingly to all connecting rods. The connecting rod 6.1 has a first connecting rod part 17.1 and a second connecting rod part 19.1 on. In the first connecting rod part 17.1 is the said small connecting rod eye 9.1 educated. The first connecting rod part 17.1 is integral with a piston rod 22.1 educated. The piston rod 22.1 and the connecting rod part 17.1 with the small connecting rod eye 9.1 So form a component. The second connecting rod part 19.1 surrounds with a lower bearing shell 20.1 the said big connecting rod eye 8.1 , The lower bearing shell 20.1 and the second connecting rod part 19.1 are connected together in the usual way by means of fasteners, such as screws. Between the first connecting rod part 17.1 and the second connecting rod part 19.1 is the cylinder-piston unit 18.1 arranged. The cylinder-piston unit 18.1 includes an adjusting piston 21.1 in one in a cylinder housing 55.1 trained cylinder bore 23.1 is guided. The adjusting piston 21.1 is designed as a stepped piston. Below the adjusting piston 21.1 is through the adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 23.1 a first pressure room 24.1 formed with a circular cross-section. Above the adjusting piston 21.1 is through the adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 23.1 a second pressure chamber 25.1 formed with a circular cross-section. The cylinder-piston unit 18.1 with the adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 23.1 is part of an adjustment mechanism for changing the length of the connecting rod 6.1 , The adjusting mechanism also includes a hydraulic circuit described in greater detail below, which is responsible for an inflow or outflow of the hydraulic fluid into and out of the pressure chambers 24.1 and 25.1 ensures and thus a movement of the adjusting piston 21.1 allows or arrest this. There are also other alternatives for the control possible, for. B. an electrical or electromagnetic control.

An ihrem oberen Ende, d. h. an dem dem ersten Pleuelteil 17.1 zugeordneten Ende, weist die Zylinderbohrung 23.1 einen oberen Anschlag 50.1 für den Verstellkolben 21.1 auf. Der obere Anschlag 50.1 ist integral mit der Zylinderbohrung 23.1 in dem Zylindergehäuse 55.1 ausgebildet, sodass diese beiden Teile ein Bauteil ausbilden. Dadurch ist der obere Anschlag 50.1 sehr robust. Im oberen Anschlag 50.1 ist eine Stangenführung 51.1 ausgebildet, durch die die Kolbenstange 22.1 aus der Zylinderbohrung 23.1 nach außen geführt ist. Befindet sich die Pleuelstange 6.1 in ihrer langen Position, so liegt der Verstellkolben 21.1 mit seiner zweiten Verstellkolbenseite 28.1 an dem oberen Anschlag 50.1 an. An dem zweiten Pleuelteil 19.1 ist ein unterer Anschlag 52.1 für den Verstellkolben 21.1 ausgebildet. Befindet sich die Pleuelstange 6.1 in ihrer kurzen Position, so liegt der Verstellkolben 21.1 mit seiner ersten Verstellkolbenseite 27.1 an dem unteren Anschlag 52.1 an.At its upper end, ie at the first connecting rod part 17.1 associated end, has the cylinder bore 23.1 an upper stop 50.1 for the adjusting piston 21.1 on. The top stop 50.1 is integral with the cylinder bore 23.1 in the cylinder housing 55.1 formed so that these two parts form a component. This is the top stop 50.1 pretty tough. In the upper stop 50.1 is a rod guide 51.1 formed by the piston rod 22.1 from the cylinder bore 23.1 led to the outside. Is the connecting rod 6.1 in its long position, so is the adjusting piston 21.1 with its second adjusting piston side 28.1 at the top stop 50.1 at. At the second connecting rod part 19.1 is a bottom stop 52.1 for the adjusting piston 21.1 educated. Is the connecting rod 6.1 in its short position, so lies the adjusting piston 21.1 with its first adjusting piston side 27.1 at the bottom stop 52.1 at.

Die Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 umfasst ferner eine erste Schnittstelle 53.1 und eine zweite Schnittstelle 54.1. Die erste Schnittstelle 53.1 ist zwischen dem Ende der Kolbenstange 22.1, , das zum Pleuelfuß, d. h. dem zweiten Pleuelteil 19.1 mit dem großen Pleuelauge 8.1 hinweist und dem Verstellkolben 21.1 ausgebildet. Über diese erste Schnittstelle 53.1 ist die Kolbenstange 22.1 mit dem Verstellkolben 21.1 verbunden. Diese erste Schnittstelle 53.1 ist eine rein mechanische Schnittstelle. Die Kolbenstange 22.1 und der Verstellkolben 21.1 sind an der ersten Schnittstelle 53.1 kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig so miteinander verbunden, dass die im Betrieb des Verbrennungsmotors 1 an der Pleuelstange 6.1 auftretenden Kräfte, d.h. die Zug- und Druckkräfte, von dem einen der beiden Bauteile auf das jeweils andere der beiden Bauteile übertragen werden. Die zweite Schnittstelle 54.1 der Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 ist zwischen der Zylinderbohrung 23.1 und dem zweiten Pleuelteil 19.1 ausgebildet. Über diese zweite Schnittstelle 54.1 ist das Zylindergehäuse 55.1 mit der Zylinderbohrung 23.1 mit dem zweiten Pleuelteil 19.1 verbunden. Die zweite Schnittstelle 54.1 ist eine mechanische und hydraulische Schnittstelle. D.h., dass an der zweiten Schnittstelle 54.1 die im Betrieb des Verbrennungsmotors 1 an der Pleuelstange auftretenden Kräfte, insbesondere die Zugkräfte, von dem Zylindergehäuse 55.1 mit der Zylinderbohrung 23.1 und dem darin angeordneten Verstellkolben 21.1 auf das zweite Pleuelteil 19.1 und umgekehrt übertragen werden. Die Verbindung zwischen dem Zylindergehäuse 55.1 mit der Zylinderbohrung 23.1 und dem zweiten Pleuelteil 19.1 an der zweiten Schnittstelle 54.1 kann ebenfalls kraftschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig erfolgen. Zudem ist an der zweiten Schnittstelle 24.1 eine hydraulische Verbindung zwischen dem zweiten Pleuelteil 19.1 und der Zylinderbohrung 23.1 ausgebildet, sodass die Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 mit Motoröl aus dem Motorölkreislauf versorgt wird.Die Verbindung zwischen dem ersten Pleuelteil 17.1 und der Kolbenstange 22.1 sowie die Verbindung zwischen dem Zylindergehäuse 55.1 mit der Zylinderbohrung 23.1 und dem zweiten Pleuelteil 19.1 kann beispielsweise mittels Einschrauben, Einpressen, Aufschrumpfen mittels Temperaturdifferenz, Kleben, Schweißen oder Löten erzeugt werden. Dadurch, dass die Verbindung zwischen dem zweiten Pleuelteil 19.1 und der Zylinderbohrung 23.1 gut von außen zugänglich ist, kann diese Verbindung einfach gefertigt und gut kontrolliert werden.The cylinder-piston unit 18.1 further includes a first interface 53.1 and a second interface 54.1 , The first interface 53.1 is between the end of the piston rod 22.1 , that to the connecting rod, ie the second connecting rod part 19.1 with the big eye 8.1 indicates and the adjusting piston 21.1 educated. About this first interface 53.1 is the piston rod 22.1 with the adjusting piston 21.1 connected. This first interface 53.1 is a purely mechanical interface. The piston rod 22.1 and the adjusting piston 21.1 are at the first interface 53.1 non-positively, form-fitting or cohesively so interconnected that in the operation of the internal combustion engine 1 at the connecting rod 6.1 occurring forces, ie the tensile and compressive forces are transmitted from the one of the two components to the other of the two components. The second interface 54.1 the cylinder-piston unit 18.1 is between the cylinder bore 23.1 and the second connecting rod part 19.1 educated. About this second interface 54.1 is the cylinder housing 55.1 with the cylinder bore 23.1 with the second connecting rod part 19.1 connected. The second interface 54.1 is a mechanical and hydraulic interface. Ie that at the second interface 54.1 in the operation of the internal combustion engine 1 occurring at the connecting rod forces, in particular the tensile forces of the cylinder housing 55.1 with the cylinder bore 23.1 and the adjusting piston arranged therein 21.1 on the second connecting rod part 19.1 and vice versa. The connection between the cylinder housing 55.1 with the cylinder bore 23.1 and the second connecting rod part 19.1 at the second interface 54.1 can also be done non-positively, positively or materially. In addition, at the second interface 24.1 a hydraulic connection between the second Pleuelteil 19.1 and the cylinder bore 23.1 designed so that the cylinder-piston unit 18.1 is supplied with engine oil from the engine oil circuit. The connection between the first connecting rod part 17.1 and the piston rod 22.1 and the connection between the cylinder housing 55.1 with the cylinder bore 23.1 and the second connecting rod part 19.1 can be generated for example by means of screwing, pressing, shrinking by means of temperature difference, gluing, welding or soldering. In that the connection between the second connecting rod part 19.1 and the cylinder bore 23.1 Well accessible from the outside, this connection can be easily made and well controlled.

Um eine gute Stabilität der hochbelasteten Zylinderbohrung 23.1 zu gewährleisten, ist das Zylindergehäuse 55.1, in dem die Zylinderbohrung 23.1 angeordnet ist, vorzugsweise aus einem anderen Material gefertigt als die übrigen Pleuelteile, d.h. das erste Pleuelteil 17.1, das zweite Pleuelteil 19.1, der Verstellkolben 21.1 und die Kolbenstange 22.1. Vorzugsweise ist die Zylinderbohrung 23.1 daher aus einem festen Material. Die Zylinderbohrung 23.1 und/oder der Verstellkolben 21.1 kann/können auch eine Beschichtung aufweisen oder wärmebehandelt sein. Die Zylinderbohrung 23.1 und der Verstellkolben 21.1 sind im Querschnitt, also senkrecht zu ihrer Längsachse, vorzugsweise kreisförmig. Der Zylindergehäuse 55.1 weist vorzugsweise einen anderen Querschnitt, beispielsweise einen länglichen Querschnitt auf, dessen Längsachse quer zur Breite der Pleuelstange angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Querschnitt des Zylindergehäuses 55.1 elliptisch, wobei die Hauptachse der Ellipse quer zur Breite der Pleuelstange verläuft. Dadurch kann die Breite der Pleuelstange 6.1, die durch die baulichen Gegebenheiten der Kurbelwelle vorgegeben ist, eingehalten werden. Dennoch ist es möglich, die Pleuelstange quer zur Breite massiv auszugestalten. Die Pleuelstange 6.1 weist also Materialanhäufungen auf, die für eine bessere Stabilität sorgen und in denen beispielsweise die benötigten Ölkanäle angeordnet werden können.To ensure good stability of the heavily loaded cylinder bore 23.1 to ensure is the cylinder housing 55.1 in which the cylinder bore 23.1 is arranged, preferably made of a different material than the other connecting rod parts, that is, the first Pleuelteil 17.1 , the second connecting rod part 19.1 , the adjusting piston 21.1 and the piston rod 22.1 , Preferably, the cylinder bore 23.1 therefore made of a solid material. The cylinder bore 23.1 and / or the adjusting piston 21.1 may also have a coating or be heat treated. The cylinder bore 23.1 and the adjusting piston 21.1 are in cross-section, that is perpendicular to its longitudinal axis, preferably circular. The cylinder housing 55.1 preferably has a different cross-section, for example, an elongated cross section, whose longitudinal axis is arranged transversely to the width of the connecting rod. Preferably, the cross section of the cylinder housing 55.1 elliptical, the major axis of the ellipse being transverse to the width of the connecting rod. This allows the width of the connecting rod 6.1 , which is determined by the structural conditions of the crankshaft, are complied with. Nevertheless, it is possible to make the connecting rod across the width massive. The connecting rod 6.1 So has accumulations of material that provide better stability and in which, for example, the required oil channels can be arranged.

Bei der Montage der längenverstellbaren Pleuelstange 6.1 wird in folgenden Schritten vorgegangen: Zuerst werden mindestens eine Stangendichtung und mindestens ein Kolbenstangenabstreifer im Bereich der Stangenführung 51.1 im Zylindergehäuse 55.1 oder auf der Kolbenstange 22.1 montiert. Der Abstreifer ist bevorzugt dem Zylindergehäuse zugeordnet. Anschließend wird die Kolbendichtung auf dem Verstellkolben 21.1 befestigt. Prinzipiell sind auch Spaltdichtungen möglich. Werden berührende Dichtungen eingesetzt, kann der Abstreifer auch entfallen. Sind die Dichtungen und der Kolbenstangenabstreifer angebracht, so wird die Kolbenstange 22.1 durch die Stangenführung 51.1 in die Zylinderbohrung 23.1 im Zylindergehäuse 55.1 eingeschoben. Der Verstellkolben 21.1 wird in das offene Ende der Zylinderbohrung 23.1 im Zylindergehäuses 55.1 eingeführt. Anschließend wird der Verstellkolben 21.1 an der ersten Schnittstelle 53.1 der Kolbenstange 22.1 mit der Kolbenstange 22.1 verbunden. Dies kann beispielsweise durch Einschrauben, Einpressen, Aufschrumpfen mittels Temperaturdifferenz, Kleben, Schweißen oder Löten erfolgen. Zwischen dem Verstellkolben 21.1 und der Zylinderbohrung 23.1 oder zwischen der Kolbenstange 22.1 und dem Zylindergehäuse 55.1 wird eine Verdrehsicherung, beispielsweise ein Stift, montiert.When mounting the length-adjustable connecting rod 6.1 The procedure is as follows: First, at least one rod seal and at least one piston rod scraper in the area of the rod guide 51.1 in the cylinder housing 55.1 or on the piston rod 22.1 assembled. The scraper is preferably associated with the cylinder housing. Subsequently, the piston seal on the adjusting piston 21.1 attached. In principle, gap seals are also possible. If contacting seals are used, the wiper can also be omitted. When the seals and the piston rod wiper are attached, the piston rod becomes 22.1 through the bar guide 51.1 into the cylinder bore 23.1 in the cylinder housing 55.1 inserted. The adjusting piston 21.1 gets into the open end of the cylinder bore 23.1 in the cylinder housing 55.1 introduced. Subsequently, the adjusting piston 21.1 at the first interface 53.1 the piston rod 22.1 with the piston rod 22.1 connected. This can be done for example by screwing, pressing, shrinking by means of temperature difference, gluing, welding or soldering. Between the adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 23.1 or between the piston rod 22.1 and the cylinder housing 55.1 is an anti-rotation, such as a pin mounted.

Die so vormontierte Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 wird dann einer Funktionsprüfung unterzogen, bevor sie an der zweiten Schnittstelle 54.1 mit dem zweiten Pleuelteil 19.1 verbunden wird. Auch diese Verbindung erfolgt beispielsweise durch Einschrauben, ein Pressen, auf schrumpfen mittels Temperaturdifferenz, kleben, Schweißen oder Löten. Die Verbindung der Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 mit den beiden Pleulteilen 17.1, 19.1 kann auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen. Entsprechend erfolgt die Funktionsprüfung vor dem Verbinden der Zylinder-Kolben-Einheit 18.1 mit dem ersten Pleuelteil 17.1. Die Funktionsprüfung kann auch gänzlich vor dem Verbinden erfolgen.The pre-assembled cylinder-piston unit 18.1 is then subjected to a functional test before going to the second interface 54.1 with the second connecting rod part 19.1 is connected. This connection is made for example by screwing, pressing, shrink on temperature difference, bonding, welding or soldering. The Connection of the cylinder-piston unit 18.1 with the two Pleulteilen 17.1 . 19.1 can also be done in reverse order. Accordingly, the functional test is performed before connecting the cylinder-piston unit 18.1 with the first connecting rod part 17.1 , The functional test can also be done entirely before connecting.

Im Folgenden wird nunmehr anhand der 3 und 4 die in der Pleuelstange 6.1 verwendete hydraulische Schaltung 26.1 näher erläutert. Der Verstellkolben 21.1 ist als Stufenkolben ausgebildet. Unter einem Stufenkolben wird im Allgemeinen ein zweiseitig wirkender Kolben mit unterschiedlich großen Wirkflächen verstanden. Eine erste Verstellkolbenseite 27.1 ist kreisförmig ausgestaltet und dem ersten Druckraum 24.1 zugeordnet. Eine zweite Verstellkolbenseite 28.1 ist kreisringförmig ausgestaltet und dem zweiten Druckraum 25.1 zugeordnet. Die hydraulische Schaltung 26.1 wird mit Motoröl betrieben. Hierzu steht ein Ölversorgungskanal 29.1 mit dem großen Pleuelauge 8.1 in Verbindung, wodurch der hydraulischen Schaltung 26.1 Motoröl zugeführt werden kann oder gegebenenfalls aus dieser abfließt. Nachfolgend des Ölversorgungskanals 29.1 ist eine Rückströmdrossel 30.1 mit einem Rückschlagventil 30a.1 und einer parallel dazu geschalteten Drossel 30b.1 vorgesehen. Nachfolgend der Rückströmdrossel 30.1 gelangt das Motoröl über den Kanal 31.1 zu einem Steuerventil 32.1. Das Steuerventil 32.1 umfasst einen Stellkolben 33.1, der in einer Aufnahmebohrung 34.1 gegen eine Druckfeder 35.1 verschiebbar geführt ist. Der Stellkolben 33.1 weist eine erste Anschlagseite 36.1 und eine zweite Anschlagseite 37.1 auf, die mit entsprechenden Anschlägen 38.1 und 39.1 zur Anlage kommen können. Sofern der Druck im Kanal 31.1 nicht ausreicht, den Stellkolben 33.1 gegen die Druckfeder 35.1 zu verschieben, nimmt der Stellkolben 33.1 die in 3 dargestellte Stellung ein und liegt mit seiner ersten Anschlagseite 36.1 an dem ersten Anschlag 38.1 an.The following will now be based on the 3 and 4 in the connecting rod 6.1 used hydraulic circuit 26.1 explained in more detail. The adjusting piston 21.1 is designed as a stepped piston. Under a stepped piston is generally understood to mean a two-sided piston with different sized effective surfaces. A first adjusting piston side 27.1 is circular and the first pressure chamber 24.1 assigned. A second adjusting piston side 28.1 is configured annular and the second pressure chamber 25.1 assigned. The hydraulic circuit 26.1 is powered by engine oil. This is an oil supply channel 29.1 with the big eye 8.1 in connection, reducing the hydraulic circuit 26.1 Engine oil can be supplied or possibly flows out of this. Following the oil supply channel 29.1 is a backflow restrictor 30.1 with a check valve 30a.1 and a throttle connected in parallel thereto 30b.1 intended. Following the return flow restrictor 30.1 the engine oil passes through the duct 31.1 to a control valve 32.1 , The control valve 32.1 includes an actuator piston 33.1 standing in a receiving hole 34.1 against a compression spring 35.1 slidably guided. The adjusting piston 33.1 has a first stop side 36.1 and a second stop side 37.1 on that with appropriate stops 38.1 and 39.1 can come to the plant. Unless the pressure in the channel 31.1 not sufficient, the actuator piston 33.1 against the compression spring 35.1 to move, takes the actuator piston 33.1 in the 3 shown position and lies with its first stop page 36.1 at the first stop 38.1 at.

Aus dem ersten Druckraum 24.1 führt ein Rücklaufkanal 40.1 zum Steuerventil 32.1. Ein durch ein Rückschlagventil 41.1 sperrbarer Ölkanal 42.1 steht ebenfalls mit dem Steuerventil 32.1 in Verbindung und führt zum ersten Druckraum 24.1. Der erste Rücklaufkanal 40.1 ist in der in 3 gezeigten Stellung des Stellkolbens 33.1 verschlossen. Öl aus dem ersten Druckraum 24.1 kann aufgrund des geschlossenen Rückschlagventils 41.1 nicht entweichen. Der Verstellkolben 21.1 fährt durch die auftretenden Gas- und Massenkräfte in die oberste Stellung und wird dann hydraulisch gesperrt. Hierdurch befindet sich die Pleuelstange 6.1 in ihrer ausgefahrenen, längeren Stellung. Aus dem zweiten Druckraum 25.1 führt eine Rücklaufleitung 43.1 zum Steuerventil 32.1. In der in 3 dargestellten Stellung kann Motoröl aus dem zweiten Druckraum 25.1 über die Rücklaufleitung 43.1 und das Steuerventil 32.1 über den Auslass 44.1 ins Kurbelgehäuse abfließen. In dem ebenfalls aus dem zweiten Druckraum 25.1 zum Steuerventil 32.1 abgehenden Ölkanal 45.1 ist ein Rückschlagventil 46.1 angeordnet. Die Pfeile in der 3 symbolisieren die Ölflussrichtung bzw. die Bewegungsrichtung. Allerdings reicht der am Steuerventil 32.1 anliegende Druck nicht aus, die Sperrung des Verstellkolbens 21.1 aufzuheben.From the first pressure room 24.1 leads a return channel 40.1 to the control valve 32.1 , A through a check valve 41.1 lockable oil channel 42.1 also stands with the control valve 32.1 in connection and leads to the first pressure chamber 24.1 , The first return channel 40.1 is in the in 3 shown position of the actuating piston 33.1 locked. Oil from the first pressure chamber 24.1 can due to the closed check valve 41.1 do not escape. The adjusting piston 21.1 moves through the gas and mass forces occurring in the top position and is then hydraulically locked. This is the connecting rod 6.1 in her extended, extended position. From the second pressure chamber 25.1 leads a return line 43.1 to the control valve 32.1 , In the in 3 shown position, engine oil from the second pressure chamber 25.1 via the return line 43.1 and the control valve 32.1 over the outlet 44.1 drain into the crankcase. In the same from the second pressure chamber 25.1 to the control valve 32.1 outgoing oil channel 45.1 is a check valve 46.1 arranged. The arrows in the 3 symbolize the oil flow direction or the direction of movement. However, that's enough at the control valve 32.1 applied pressure is not off, the blocking of the adjusting piston 21.1 repealed.

Wird aber nunmehr der Druck über die Ölpumpe des Verbrennungsmotors erhöht, kommt es zu einem Verschieben des Stellkolbens 33.1 entgegen der Kraft der Druckfeder 35.1 (siehe 4). Hierdurch wird der erste Rücklaufkanal 40.1 geöffnet und das Motoröl kann aus dem ersten Druckraum 24.1 und über den Kanal 31.1 und die Rückstromdrossel 30.1 abfließen, wenn sich der Verstellkolben 21.1 bedingt durch die auftretenden Gas- und Massenkräfte nach unten bewegt. Gleichzeitig wird die Rücklaufleitung 43.1 geschlossen und über den Ölkanal 45.1 und das Rückschlagventil 46.1 der zweite Druckraum 25.1 mit Motoröl gefüllt. Sobald der Verstellkolben 21.1 am unteren Anschlag anliegt, ist der Verstellkolben 21.1 in dieser Stellung hydraulisch arretiert, solange ein ausreichender Druck am Steuerventil 32.1 anliegt. In der untersten Stellung des Verstellkolbens 21.1 nimmt die Pleuelstange 6.1 ihre kurze Stellung ein. Diese Stellung ist vorteilhaft bei Volllast, wohingegen die in die 3 dargestellte Stellung für den Teil- und Niedriglastbetrieb voreilhaft ist. Bei der erfindungsgemäßen Pleuelstange 6.1 ist daher eine diskontinuierliche Verstellung mit den zwei oben beschriebenen Endpositionen, einer kurzen und einer langen Endposition, vorgesehen.But if now the pressure on the oil pump of the engine increases, there is a displacement of the actuating piston 33.1 against the force of the compression spring 35.1 (please refer 4 ). This will be the first return channel 40.1 opened and the engine oil can from the first pressure chamber 24.1 and over the channel 31.1 and the backflow restrictor 30.1 drain off when the adjusting piston 21.1 due to the gas and mass forces occurring moves down. At the same time, the return line 43.1 closed and over the oil channel 45.1 and the check valve 46.1 the second pressure chamber 25.1 filled with engine oil. As soon as the adjusting piston 21.1 is applied to the lower stop, is the adjusting piston 21.1 locked in this position hydraulically, as long as a sufficient pressure on the control valve 32.1 is applied. In the lowest position of the adjusting piston 21.1 takes the connecting rod 6.1 her short position. This position is advantageous at full load, whereas in the 3 shown position for the partial and low load operation is premature. In the connecting rod according to the invention 6.1 Therefore, a discontinuous adjustment with the two end positions described above, a short and a long end position is provided.

Hinsichtlich der weiteren Wirkungs- und Funktionsweise wird ergänzend auf die WO 2015/055582 A2 verwiesen, die die gleiche Schaltung und Varianten hierzu beschreibt, die ebenfalls Anwendung finden können.With regard to the further mode of action and functionality is in addition to the WO 2015/055582 A2 referenced, which describes the same circuit and variants thereof, which may also apply.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
2.1,2.2,2.32.1,2.2,2.3
Zylindercylinder
3.1,3.2,3.33.1,3.2,3.3
Hubkolbenreciprocating
44
Kurbelwellecrankshaft
5.1,5.2,5.3,5.45.1,5.2,5.3,5.4
Kurbelwellenlagercrankshaft bearings
6.1,6.2,6.36.1,6.2,6.3
Pleuelstangeconnecting rod
7.1,7.2,7.37.1,7.2,7.3
Kurbelwellenzapfencrankshaft journal
8.1,8.2,8.38.1,8.2,8.3
großes Pleuelaugebig connecting rod eye
9.1,9.2,9.39.1,9.2,9.3
kleines Pleuelaugesmall connecting rod eye
10.1,10.2,10.310.1,10.2,10.3
Kolbenbolzenpiston pin
1111
Kurbelwellenkettenradcrankshaft sprocket
12 12
Steuerkettetiming chain
1313
Nockenwellenkettenradcamshaft sprocket
1414
Nockenwellecamshaft
1515
Spannschienetensioning rail
1616
Kettenspannerchain tensioner
17.117.1
erstes Pleuelteilfirst connecting rod part
18.118.1
Zylinder-Kolben-EinheitCylinder-piston unit
19.119.1
zweites Pleuelteilsecond connecting rod part
20.120.1
Lagerschalebearing shell
21.121.1
Verstellkolbenadjusting piston
22.122.1
Kolbenstangepiston rod
23.123.1
Zylinderbohrungbore
24.124.1
erster Druckraumfirst pressure chamber
25.125.1
zweiter Druckraumsecond pressure chamber
26.126.1
hydraulische Schaltunghydraulic circuit
27.127.1
erste Verstellkolbenseitefirst adjusting piston side
28.128.1
zweite Verstellkolbenseitesecond adjusting piston side
29.129.1
ÖlversorgungskanalOil supply channel
30.130.1
RückströmdrosselRückströmdrossel
30a.130a.1
Rückschlagventilcheck valve
30b.130b.1
Drosselthrottle
31.131.1
Kanalchannel
32.132.1
Steuerventilcontrol valve
33.133.1
Stellkolbenactuating piston
34.134.1
Aufnahmebohrunglocation hole
35.135.1
Druckfedercompression spring
36.136.1
erste Anschlagseitefirst stop side
37.137.1
zweite Anschlagseitesecond stop side
38.138.1
erster Anschlagfirst stop
39.139.1
zweiter Anschlagsecond stop
40.140.1
RücklaufkanalReturn channel
41.141.1
Rückschlagventilcheck valve
42.142.1
Ölkanaloil passage
43.143.1
RücklaufleitungReturn line
44.144.1
Auslassoutlet
45.145.1
Ölkanaloil passage
46.146.1
Rückschlagventilcheck valve
50.150.1
oberer Anschlagupper stop
51.151.1
Stangenführungrod guide
52.152.1
unterer Anschlagbottom stop
53.153.1
erste Schnittstellefirst interface
54.154.1
zweite Schnittstellesecond interface
55.155.1
Zylindergehäusecylinder housing
Vh V h
Hubvolumendisplacement
Vc V c
Kompressionsvolumencompression volume
HC H C
Kompressionshöhecompression height
HK H K
Hubwegstroke
εε
Verdichtungsverhältniscompression ratio
nn
Drehzahlrotation speed
TT
Temperaturtemperature

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2217721 [0005]US 2217721 [0005]
  • EP 1426584 A1 [0006]EP 1426584 A1 [0006]
  • DE 102005055199 A1 [0007]DE 102005055199 A1 [0007]
  • WO 2013/092364 A1 [0008]WO 2013/092364 A1 [0008]
  • WO 2015/055582 A2 [0009, 0012, 0044]WO 2015/055582 A2 [0009, 0012, 0044]

Claims (14)

Längenverstellbare Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) für einen Verbrennungsmotor (1), insbesondere einen Ottomotor, mit einem ersten Pleuelteil (17.1) und einem zweiten Pleuelteil (19.1), wobei das erste Pleuelteil (17.1) gegenüber dem zweiten Pleuelteil (19.1) bewegbar ist, und mit mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit (18.1), um das erste Pleuelteil (17.1) relativ zum zweiten Pleuelteil (19.1) zu verstellen, die Zylinder-Kolben-Einheit (18.1) umfasst eine Zylinderbohrung (23.1), einen in der Zylinderbohrung (23.1) längst bewegbar angeordneten Verstellkolben (21.1), eine Kolbenstange (22.1) und mindestens einen in der Zylinderbohrung (23.1) vorgesehenen ersten Druckraum (24.1) zur Aufnahme von Motoröl, der einseitig von dem bewegbaren Verstellkolben (21.1) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Einheit (18.1) eine erste und eine zweite Schnittstelle (53.1, 54.1) umfasst, die Kolbenstange (22.1) integral mit dem ersten Pleuelteil (17.1) ausgebildet ist und über die erste Schnittstelle (53.1) der Zylinder-Kolben-Einheit (18.1)mit dem Verstellkolben (21.1) verbunden ist, die Zylinderbohrung (23.1) einen integralen oberen Anschlag (50.1) für den Verstellkolben (21.1) aufweist und die Zylinderbohrung (23.1) über die zweite Schnittstelle (54.1) der Zylinder-Kolben-Einheit (18.1) mit dem zweiten Pleuelteil (19.1) verbunden ist und wobei die erste Schnittstelle (53.1) der Zylinder-Kolben-Einheit (18.1) eine rein mechanische Schnittstelle ist und die zweite Schnittstelle (54.1) der Zylinder-Kolben-Einheit (18.1) eine mechanische und eine hydraulische Schnittstelle ist.Length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) for an internal combustion engine (1), in particular a gasoline engine, with a first connecting rod part (17.1) and a second connecting rod part (19.1), the first connecting rod part (17.1) being movable relative to the second connecting rod part (19.1) is, and with at least one cylinder-piston unit (18.1) to adjust the first connecting rod part (17.1) relative to the second connecting rod part (19.1), the cylinder-piston unit (18.1) comprises a cylinder bore (23.1), a in the cylinder bore (23.1) has an adjusting piston (21.1) which has long been movably arranged, a piston rod (22.1) and at least one first pressure space (24.1) provided in the cylinder bore (23.1) for receiving engine oil which is bounded on one side by the movable adjusting piston (21.1), characterized in that the cylinder-piston unit (18.1) comprises a first and a second interface (53.1, 54.1), which piston rod (22.1) is integrally formed with the first connecting rod (17.1) and Is connected via the first interface (53.1) of the cylinder-piston unit (18.1) with the adjusting piston (21.1), the cylinder bore (23.1) has an integral upper stop (50.1) for the adjusting piston (21.1) and the cylinder bore (23.1) is connected via the second interface (54.1) of the cylinder-piston unit (18.1) with the second connecting rod part (19.1) and wherein the first interface (53.1) of the cylinder-piston unit (18.1) is a purely mechanical interface and the second Interface (54.1) of the cylinder-piston unit (18.1) is a mechanical and a hydraulic interface. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am zweiten Pleuelteil (19.1) ein unterer Anschlag (52.1) für den Verstellkolben (21.1) ausgebildet ist.Length adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) after Claim 1 , characterized in that on the second connecting rod part (19.1), a lower stop (52.1) for the adjusting piston (21.1) is formed. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbohrung (23.1) mit dem oberen Anschlag (50.1) in einem Zylindergehäuse (55.1) ausgebildet ist.Length adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) after Claim 1 or 2 , characterized in that the cylinder bore (23.1) with the upper stop (50.1) in a cylinder housing (55.1) is formed. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (55.1) aus einem anderen Material besteht als die übrigen Pleuelteile.Length adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) after one of Claims 1 - 3 , characterized in that the cylinder housing (55.1) consists of a different material than the other connecting rod parts. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbohrung (23.1) und/oder der Verstellkolben (21.1) beschichtet ist/sind.Length adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) after one of Claims 1 - 4 , characterized in that the cylinder bore (23.1) and / or the adjusting piston (21.1) is / are coated. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderbohrung (23.1) und/oder der Verstellkolben (21.1) wärmebehandelt ist/sind.Length adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) after one of Claims 1 - 5 , characterized in that the cylinder bore (23.1) and / or the adjusting piston (21.1) is / are heat treated. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse (55.1) einen länglichen Querschnitt, bevorzugt einen elliptischen Querschnitt, aufweist.Length adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) after one of Claims 1 - 6 , characterized in that the cylinder housing (55.1) has an elongated cross section, preferably an elliptical cross section. Verfahren zur Montage einer längenverstellbaren Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach einem der Ansprüche 1-7, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte : - Vorsehen mindestens einer Kolbenstangendichtung und/oder mindestens eines Kolbenstangenabstreifers im Bereich der Kolbenstange (22.1) sowie mindestens einer Kolbendichtung im Bereich des Verstellkolbens (21.1); - Einsetzen des Verstellkolbens (21.1) und der Kolbenstange (22.1) in die Zylinderbohrung (23.1); - Verbinden der Kolbenstange (22.1) mit dem Verstellkolben (21.1) an der ersten Schnittstelle (53.1); - Verbinden der Zylinderbohrung (23.1) mit dem zweiten Pleuelteil (19.1) an der zweiten Schnittstelle (54.1).Method for mounting a length-adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of Claims 1 - 7 characterized by the following steps: - providing at least one piston rod seal and / or at least one piston rod scraper in the region of the piston rod (22.1) and at least one piston seal in the region of the adjusting piston (21.1); - Inserting the adjusting piston (21.1) and the piston rod (22.1) in the cylinder bore (23.1); - Connecting the piston rod (22.1) with the adjusting piston (21.1) at the first interface (53.1); - Connecting the cylinder bore (23.1) with the second connecting rod part (19.1) at the second interface (54.1). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zylinder-Kolben-Einheit (18.1) eine Verdrehsicherung montiert wird.Method according to Claim 8 , characterized in that on the cylinder-piston unit (18.1) an anti-rotation device is mounted. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Funktionsprüfung der Zylinder-Kolben-Einheit (18.1) durchgeführt wird.Method according to one of Claims 8 or 9 , characterized in that a functional test of the cylinder-piston unit (18.1) is performed. Verfahren nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der Kolbenstange (22.1) mit dem Verstellkolben (21.1) sowie das Verbinden der Zylinderbohrung (23.1) mit dem zweiten Pleuelteil (19.1) mittels Einschrauben, Einpressen, Aufschrumpfen mittels Temperaturdifferenz, Kleben, Schweißen oder Löten erfolgt.Method according to one of Claims 8 - 10 , characterized in that the connecting of the piston rod (22.1) with the adjusting piston (21.1) and connecting the cylinder bore (23.1) with the second connecting rod part (19.1) by means of screwing, pressing, shrinking by means of temperature difference, gluing, welding or soldering. Verwendung einer längenverstellbaren Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach einem der Ansprüche 1-7 in einem Verbrennungsmotor (1) mit mindestens einem Hubkolben (3.1, 3.2, 3.3).Use of a length adjustable connecting rod (6.1, 6.2, 6.3) according to one of Claims 1 - 7 in an internal combustion engine (1) with at least one reciprocating piston (3.1, 3.2, 3.3). Verbrennungsmotor (1) mit mindestens einem Hubkolben (3.1, 3.2, 3.3) und mit zumindest einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis in einem Zylinder (2.1, 2.2, 2.3) und einer mit dem Hubkolben (3.1, 3.2, 3.3) verbundenen Pleuelstange (6.1, 6.2, 6.3) nach einem der Ansprüche 1-7.Internal combustion engine (1) with at least one reciprocating piston (3.1, 3.2, 3.3) and with at least one adjustable compression ratio in a cylinder (2.1, 2.2, 2.3) and a connecting rod connected to the reciprocating piston (3.1, 3.2, 3.3) (6.1, 6.2, 6.3) after one of Claims 1 - 7 , Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuertrieb mit mindestens einer Steuerkette (12), Spann-und/oder Führungsschiene (15) und/oder Kettenspanner (16) vorgesehen ist oder sind, der die Kurbelwelle (4) mit mindestens einer Nockenwelle (14) verbindet.Internal combustion engine Claim 13 , characterized in that a control drive with at least one timing chain (12), clamping and / or guide rail (15) and / or chain tensioner (16) is provided which connects the crankshaft (4) with at least one camshaft (14) ,
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