DE102016120946A1 - Length adjustable connecting rod with a cylinder-piston unit with conical gap seal - Google Patents

Length adjustable connecting rod with a cylinder-piston unit with conical gap seal Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor, mit einem ersten Pleuelteil, einem zweiten Pleuelteil und 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 längs bewegbar angeordneten Verstellkolben, mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen Druckraum und einer zwischen der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung angeordneten Dichtungseinrichtung. Die Dichtungseinrichtung ist dabei als konische Spaltdichtung ausgebildet, wobei der Verstellkolben eine in Richtung des ersten Druckraums konisch erweiterte Außenwandung aufweist und die Zylinderbohrung eine in Richtung des ersten Druckraums konisch erweiterte Innenwandung aufweist. Die konische Spaltdichtung verbessert die Dichtwirkung und Funktion dieser berührungslosen Dichtungseinrichtung. Weiter betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor mit einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange sowie die Verwendung einer Zylinder-Kolben-Einheit für eine längenverstellbare Pleuelstange eines Verbrennungsmotors.The invention relates to a length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine, with a first connecting rod, a second connecting rod and at least one cylinder-piston unit to adjust the first connecting rod relative to the second connecting rod, the cylinder-piston unit comprises a cylinder bore, a in the cylinder bore longitudinally movably arranged adjusting piston, at least one provided in the cylinder bore pressure chamber and arranged between the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore sealing means. The sealing device is designed as a conical gap seal, wherein the adjusting piston has a conically widened in the direction of the first pressure chamber outer wall and the cylinder bore has a conically widened in the direction of the first pressure chamber inner wall. The conical gap seal improves the sealing effect and function of this non-contact sealing device. Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine with such a length-adjustable connecting rod and the use of a cylinder-piston unit for a length-adjustable connecting rod of an internal combustion engine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor, mit einem ersten Pleuelteil, einem zweiten Pleuelteil und 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 längs bewegbar angeordneten Verstellkolben, mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen Druckraum und einer zwischen der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung angeordneten Dichtungseinrichtung. Weiter betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor mit einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange sowie die Verwendung einer solchen Zylinder-Kolben-Einheit für eine längenverstellbare Pleuelstange eines Verbrennungsmotors.The present invention relates to a length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine, comprising a first connecting rod part, a second connecting rod part and at least one cylinder-piston unit for adjusting the first connecting rod part relative to the second connecting rod part, the cylinder-piston unit comprises a cylinder bore in the cylinder bore longitudinally movably arranged adjusting piston, at least one provided in the cylinder bore pressure chamber and arranged between the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore sealing means. Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine with such a length-adjustable connecting rod and the use of such a cylinder-piston unit for a length-adjustable connecting rod of an internal combustion engine.

Der thermische Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors, insbesondere von Ottomotoren, ist abhängig vom Verdichtungsverhältnis ε, d.h. dem Verhältnis vom Gesamtvolumen vor der Verdichtung zum Kompressionsvolumen (ε = (Hubvolumen Vh + Kompressionsvolumens 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 gasoline engines, is dependent 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 increases. The increase in the thermal efficiency via the compression ratio is degressive, but 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 geringer, die neben dem Einfluss von Umgebungstemperatur und Druck, auch vom Betriebspunkt des Motors abhängig ist. 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 is lower, which, in addition to the influence of ambient temperature and pressure, also depends on the operating point of the engine. 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 dem 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. 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, das in seiner Position durch zwei Hydraulikzylinder mit veränderbarem Widerstand fixiert wird.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. 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 hydraulischer Verstellmechanismus mit einem Ölkanal und einem öldruckabhängigen Ventil mit Motoröl versorgt wird. Eine ähnliche längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit teleskopartig verschiebbaren Stangenteilen ist in der WO 2015/055582 A2 gezeigt.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. A similar length adjustable connecting rod for an internal combustion engine with telescopically displaceable rod parts is in the WO 2015/055582 A2 shown.

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, z.B. Kolben, Zylinderkopf, Kurbelwelle, Ventilsteuerung etc.. Bei den bekannten längenverstellbaren Pleuelstangen wird die Pleuellänge hydraulisch zwischen zwei Stellungen variiert. Dabei ist die gesamte Pleuelstange mehrteilig ausgeführt, wobei die Längenänderung durch einen Teleskopmechanismus erfolgt, der mittels eines doppelwirkenden Hydraulikzylinders verstellbar ist. 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 einen hydraulischen Verstellmechanismus mit Motoröl versorgt, wobei dessen Versorgung mit Motoröl über die Schmierung des Pleuellagers erfolgt. Hierzu ist eine Öldurchführung vom Kurbelwellenzapfen über das Pleuellager zum Pleuel und dort über die Rückschlagventile des Verstellmechanismus in die Druckräume erforderlich.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, wherein the stroke volume is determined by the position of the crankshaft journal and the cylinder bore. A short connecting rod leads therefore to a lower compression ratio than a long connecting rod with otherwise the same geometric dimensions, eg piston, cylinder head, crankshaft, valve control, etc. In the known length-adjustable connecting rods, the connecting rod length is hydraulically varied between two positions. The entire connecting rod is made in several parts, wherein the change in length is effected by a telescopic mechanism which is adjustable by means of 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 a hydraulic adjusting mechanism, 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 of the adjusting mechanism in the pressure chambers is required.

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 des Pleuels 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 dieser Kammer den Ölrücklauf unterbindet, steigt der Öldruck an, wobei in dem unteren Druckraum sehr hohe dynamische Drücke von deutlich über 1.000 bar entstehen können. Die Pleuellänge ändert sich nicht. Das Pleuel ist durch den Systemdruck in dieser Richtung hydraulisch gesperrt.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 chamber prevents the oil return, the oil pressure increases, which can result in the lower pressure chamber very high dynamic pressures of well over 1,000 bar. The connecting rod length does not change. The connecting rod is hydraulically locked in this direction by the system pressure.

In der kurzen Stellung des Pleuels drehen sich die Verhältnisse um. Der untere Druckraum ist leer, der obere Druckraum ist mit Motoröl gefüllt. Eine Zugkraft bewirkt einen Druckanstieg in der oberen Druckraum. Eine Druckkraft wird durch einen mechanischen Anschlag aufgenommen.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.

Die Pleuellänge kann zweistufig verstellt werden, indem einer der beiden Druckräume entleert wird. Hierfür wird von dem Verstellmechanismus jeweils eines der beiden Rückschlagventile im Zulauf überbrückt oder ein zugeordneter Rücklaufkanal geöffnet. Durch diese Rücklaufkanäle kann Motoröl unabhängig von der Druckdifferenz zwischen dem Druckraum und der Versorgungseinrichtung in das Kurbelgehäuse fließen. Das jeweilige Rückschlageventil 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.The connecting rod length can be adjusted in two stages by emptying one of the two pressure chambers. For this purpose, one of the two non-return valves in the inlet is bridged by the adjusting mechanism or an associated return channel is opened. By means of these return passages, engine oil can flow into the crankcase 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 Pleuelstange ist sowohl axial als auch radial begrenzt. In Kurbelwellenrichtung wird der Bauraum durch die Lagerbreite und den Abstand der Gegengewichte begrenzt. Axial ist ohnehin nur der Bauraum zwischen dem kleinen Pleuelauge zur Lagerung des Kolbenbolzens und dem großen Lagerauge zur Lagerung des Kurbelwellenzapfens und ein eventueller Verstellhub der Pleuelstange vorhanden.The space for such a 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. Axial is anyway only the space between the small connecting rod for the storage of the piston pin and the large bearing eye for the storage of the crankshaft journal and a possible Verstellhub the connecting rod 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.

Ein weiterer Aspekt einer längenverstellbaren Pleuelstange mit einer Zylinder-Kolben-Einheit für den Einsatz in einem Verbrennungsmotor ist, dass der hydraulische Verstellmechanismus üblicherweise von dem Motoröl des Verbrennungsmotors gespeist wird, dessen Viskosität nicht nur mit der Betriebstemperatur sondern auch mit zunehmender Betriebsdauer abnimmt und in dem schädliche Partikel in den Verstellmechanismus des Pleuels eingetragen werden. Neben Rußpartikeln, die bei der Verbrennung im Motor entstehen können, werden über das Motoröl auch Gussrestpartikel oder Späne aus der Herstellung und Bearbeitung des Motors transportiert. Unabhängig von einer Viskositätsabnahme des Motoröls sowie den durch das Motoröl in den Verstellmechanismus transportierten Partikeln, muss der Verstellmechanismus einer längenverstellbaren Pleuelstange auf Dauer funktionsfähig bleiben.Another aspect of a length-adjustable connecting rod with a cylinder-piston unit for use in an internal combustion engine is that the hydraulic adjusting mechanism is usually fed by the engine oil of the engine, the viscosity of which decreases not only with the operating temperature but also with increasing operating time and in the harmful particles are registered in the adjustment mechanism of the connecting rod. In addition to soot particles, which can be produced during combustion in the engine, casting oil particles or chips from the manufacture and processing of the engine are also transported via the engine oil. Regardless of a decrease in viscosity of the engine oil and the particles transported by the engine oil into the adjusting mechanism, the adjusting mechanism of a length-adjustable connecting rod must remain permanently functional.

Im Hinblick auf die extremen Druckdifferenzen in den Druckräumen einer Zylinder-Kolben-Einheit für eine längenverstellbare Pleuelstange von deutlich über 1.000 bar und dem Einfluss der Kraftübertragung über die Pleuelstange an die Kurbelwelle auf die Leistung des Verbrennungsmotors, werden in herkömmlichen längenverstellbaren Pleuelstangen berührende Dichtungseinrichtungen oder konstruktiv ausgebildete Dichtungen eingesetzt. Eine Leckage aus dem jeweils gesperrten Druckraum führt zu einem Einrücken des Verstellkolbens in den jeweiligen Druckraum, wodurch ein Arbeitsbetrag entsprechend der Kraft auf den Verstellkolben und dem Weg des Verstellkolbens dissipiert wird, was zum Leistungsverlust des Verbrennungsmotors führt. Dieser Leistungsverlust ist entsprechend den jeweiligen Konstruktionen der Zylinder-Kolben-Einheiten von dem verbesserten thermischen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors durch ein variables Verdichtungsverhältnis abzuziehen. In herkömmlichen längenverstellbaren Pleuelstangen mit einer Zylinder-Kolben-Einheit werden als Dichtungseinrichtungen einfache Spaltdichtungen oder Kolbendichtungen verwendet. Während Spaltdichtungen konstuktionsbedingt eine gewisse Leckage aufweisen, können Kolbendichtungen als berührende Dichtungseinrichtungen eine Leckage nahezu vermeiden. Die Vorteile von Spaltdichtungen sind die einfache Montage, aufgrund der geringeren Bauteilanzahl und ein geringerer Bauraum der Zylinder-Kolben-Einheit. Demgegenüber verursacht die systemimmanente Leckage bei Spaltdichtungen neben einem Leistungsverlust auch eine Erwärmung des Systems. Hohe Temperaturen in der längenverstellbaren Pleuelstange könnten neben einer verstärkten Alterung des Motoröls zu Schäden an dem Hydraulikmittelversorgung und zu Problemen an weiteren Bauteilen der längenverstellbaren Pleuelstange aufgrund thermischer Ausdehnungen führen.In view of the extreme pressure differences in the pressure chambers of a cylinder-piston unit for a length-adjustable connecting rod of well over 1,000 bar and the influence of power transmission via the connecting rod to the crankshaft on the performance of the internal combustion engine, in conventional length-adjustable connecting rods touching sealing devices or constructive trained seals used. A leakage from the respectively locked pressure chamber leads to an engagement of the adjusting piston in the respective Pressure space, whereby an amount of work is dissipated in accordance with the force on the adjusting piston and the path of the adjusting, resulting in power loss of the internal combustion engine. This power loss is deducted from the improved thermal efficiency of the internal combustion engine by a variable compression ratio according to the respective constructions of the cylinder-piston units. In conventional length-adjustable connecting rods with a cylinder-piston unit are used as sealing devices simple gap seals or piston seals. While gap seals have a certain leakage due to their design, piston seals as contacting sealing devices can virtually prevent leakage. The advantages of gap seals are the ease of installation, due to the smaller number of components and a smaller space of the cylinder-piston unit. In contrast, the system-inherent leakage in gap seals causes not only a loss of power but also a heating of the system. High temperatures in the length-adjustable connecting rod, in addition to increased aging of the engine oil could lead to damage to the hydraulic fluid supply and problems with other components of the length-adjustable connecting rod due to thermal expansion.

Obwohl in vielen Bereichen der Technik Kolbenhubmaschinen hinlänglich bekannt sind und im Bereich der Automobilindustrie Hubkolben-Motoren beständig optimiert, verbessert und weiterentwickelt werden, ist die Dichtungssituation bei Zylinder-Kolben-Einheiten längenverstellbarer Pleuelstangen trotz umfangreicher Entwicklungs- und Forschungsarbeiten weiterhin unbefriedigend, insbesondere im Hinblick auf die notwendige Lebensdauer längenverstellbarer Pleuelstangen gegenüber der gesamten Laufzeit von Verbrennungsmotoren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Hubkolbenmaschinen unterliegen berührende Kolbendichtungen in einer Zylinder-Kolben-Einheit längenverstellbarer Pleuelstangen zusätzlich zum Verschleiß durch die metallische Berührung einer erhöhten Belastung durch den geringen zur Verfügung stehenden Bauraum, die extreme Temperaturbelastung durch extrem hohe Drücke und wechselnden Kraftrichtungen sowie die Verschmutzung des Motoröls mit Rußpartikeln und Spänen. Dies führt zu einem schnellen Verschleiß der Kolbendichtungen und Riefenbildungen in den Wandungen der Zylinder-Kolben-Einheit und schlussendlich zu einem Versagen der Dichtungseinrichtung und Leistungsverlust des Verbrennungsmotors. Entsprechend werden in neueren Entwicklungen längenverstellbarer Pleuelstangen bevorzugt Spaltdichtungen eingesetzt, die zumindest den Vorteil einer geringeren Bauteilanzahl und eines geringen Bauraums ermöglichen. Funktional unterliegen Spaltdichtungen in Zylinder-Kolben-Einheiten längenverstellbarer Pleuelstangen auch einem Verschleiß, da der Spalt zwischen Zylinder und Verstellkolben zur Erzielung einer für die extreme Druckdifferenz ausreichende Dichtwirkung verhältnismäßig klein gewählt werden muss, so dass sich Rußpartikel und Späne zwischen der Zylinderwandung und dem Kolbenmantel verklemmen können, was zu starken Beschädigungen an den Oberflächen und letztlich zu einem Verschleiß und Ausfall der Zylinder-Kolben-Einheit führen kann.Although piston lifting machines are well known in many fields of technology and piston engines are constantly being optimized, improved and developed in the automotive industry, the sealing situation in cylinder-piston assemblies of length-adjustable connecting rods continues to be unsatisfactory, in spite of extensive development and research work, in particular with regard to the necessary service life of length-adjustable connecting rods over the entire life of internal combustion engines. In contrast to conventional reciprocating engines touching piston seals are exposed in a cylinder-piston unit length adjustable connecting rods in addition to wear from the metallic contact increased load by the small available space, the extreme temperature load by extremely high pressures and changing force directions and the pollution of the engine oil with soot particles and chips. This leads to rapid wear of the piston seals and grooves in the walls of the cylinder-piston unit and ultimately to a failure of the sealing device and power loss of the internal combustion engine. Accordingly, in recent developments of length-adjustable connecting rods preferred gap seals are used, which allow at least the advantage of a smaller number of components and a small space. Functionally, gap seals in cylinder-piston units of length-adjustable connecting rods are also subject to wear, since the gap between the cylinder and adjusting piston must be relatively small in order to achieve a sealing effect sufficient for the extreme pressure difference, so that soot particles and chips get jammed between the cylinder wall and the piston skirt which can lead to severe damage to the surfaces and ultimately to wear and failure of the cylinder-piston unit.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine längenverstellbare Pleuelstange mit einer Zylinder-Kolben-Einheit mit einer verbesserten Dichtungseinrichtung bereitzustellen, die trotz hoher Druckdifferenzen, geringem Bauraum, hohen Temperaturbelastungen und Verschmutzungen des Motoröls eine verbesserte dauerhafte Dichtwirkung ermöglicht.The present invention is therefore an object of the invention to provide a length-adjustable connecting rod with a cylinder-piston unit with an improved sealing device which allows despite high pressure differences, low space, high temperature loads and contamination of the engine oil improved permanent sealing effect.

Die Aufgabe der Erfindung ist dadurch gelöst, dass die Dichtungseinrichtung als konische Spaltdichtung ausgebildet ist, wobei der Verstellkolben eine in Richtung des ersten Druckraums konisch erweiterte Außenwandung aufweist und die Zylinderbohrung eine in Richtung des ersten Druckraums konisch erweiterte Innenwandung aufweist. Eine solche konische Spaltdichtung ermöglicht in einer Stellung in der der erste Druckraum mit Motoröl gefüllt und der Verstellkolben an dem konisch verjüngten Ende der Zylinderbohrung angeordnet ist, eine sehr gute Dichtwirkung, die ein Absinken des Verstellkolbens in den ersten Druckraum vermeidet, trotz einer relativ hohen Krafteinwirkung auf dem Verstellkolben. Eine sehr gute Dichtwirkung ist dabei insbesondere in der ausgefahrenen Position der längenverstellbaren Pleuelstange wichtig, um bei dem Verdichtungs- und Verbrennungstakt des Motors ein Absinken des Verstellkolbens in den Druckraum zu verhindern oder zu begrenzen. In einer längenverstellbaren Pleuelstange wirken entsprechend dem Arbeitszyklus eines Motors deutlich höhere Druckkräfte als Zugkräfte auf den Verstellkolben. Daher ist bei einem erhöhten Verdichtungsverhältnisses im Teillastbereich des Verbrennungsmotors, und entsprechend einer ausgefahrenen Pleuelstange mit vergrößertem Abstand zwischen großem Pleuelauge und kleinem Pleuelauge eine möglichst gute Dichtwirkung sinnvoll, während ein etwas erweiterter Spalt in der eingefahrenen Position der Pleuelstange bzw. des Verstellkolbens toleriert werden kann.The object of the invention is achieved in that the sealing device is designed as a conical gap seal, wherein the adjusting piston has a conically widened in the direction of the first pressure chamber outer wall and the cylinder bore has a conically widened in the direction of the first pressure chamber inner wall. Such a conical gap seal allows in a position in which the first pressure chamber filled with engine oil and the adjusting piston is arranged on the conically tapered end of the cylinder bore, a very good sealing effect, which avoids a decrease of the adjusting piston in the first pressure chamber, despite a relatively high force on the adjusting piston. A very good sealing effect is important, in particular in the extended position of the length-adjustable connecting rod, in order to prevent or limit a lowering of the adjusting piston into the pressure chamber during the compression and combustion cycle of the engine. In a length-adjustable connecting rod act significantly higher compressive forces than tensile forces on the adjusting piston according to the duty cycle of an engine. Therefore, with an increased compression ratio in the partial load range of the internal combustion engine, and according to an extended connecting rod with increased distance between large connecting rod and small connecting rod eye a good sealing effect makes sense, while a slightly extended gap in the retracted position of the connecting rod or the adjusting piston can be tolerated.

Durch die konisch ausgebildete Außenwandung des Verstellkolbens und die konisch ausgebildete Innenwandung der Zylinderbohrung weist die Spaltdichtung in der eingefahrenen Position ein relativ großes Spaltmaß auf, so dass sich im Motoröl vorhandene Partikel, beispielsweise Rußpartikel oder Späne, nicht so leicht in dem Spalt der Spaltdichtung festsetzen und leichter ausgespült werden können. Daher reagiert die erfindungsgemäße konische Spaltdichtung in einer Zylinder-Kolben-Einheit unempfindlich auf Partikel im Motoröl, so dass trotz einer guten Dichtwirkung in der ausgefahrenen Position der längenverstellbaren Pleuelstange Beschädigungen an der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung weitgehend vermieden werden können.Due to the conical outer wall of the adjusting piston and the conical inner wall of the cylinder bore, the gap seal in the retracted position on a relatively large gap, so that particles present in the engine oil, such as soot particles or chips, not so easily settle in the gap of the gap seal and can be rinsed out more easily. Therefore, the inventive reaction conical gap seal in a cylinder-piston unit insensitive to particles in the engine oil, so that damage to the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore can be largely avoided despite a good sealing effect in the extended position of the length-adjustable connecting rod.

Bei herkömmlichen Spaltdichtungen mit einem für die Zylinder-Kolben-Einheit einer längenverstellbaren Pleuelstange ausreichend dimensionierten Spaltmaß, können Partikel aus dem Motoröl, die in den Spalt der Spaltdichtung eingespült werden, sich in die Außenwandung des Verstellkolbens und die Innenwandung der Zylinderbohrung einarbeiten und letztendlich zu einem Blockieren des Verstellkolbens führen. Bei konisch ausgebildeten Außenwandungen und Innenwandungen können die im Spalt befindlichen Partikel in einer eingefahrenen Position des Verstellkolbens, in der der Spalt der konischen Spaltdichtung relativ groß ist, aufgrund der hohen Systemdrücke wieder ausgespült werden. Demgegenüber ist in der ausgefahrenen Position der Pleuelstange das Spaltmaß der konischen Spaltdichtung sehr gering, so dass trotz der hohen Druckkräfte bei der Verdichtung und Verbrennung im Verbrennungsmotor ein Absinken des Verstellkolbens in den ersten Druckraum auf ein Minimum reduziert, und ein Eintragen von Partikeln im Wesentlichen verhindert werden kann.In conventional gap seals with a sufficiently dimensioned for the cylinder-piston unit of a length-adjustable connecting rod gap, particles from the engine oil, which are flushed into the gap of the gap seal, work into the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore and ultimately to a Block the adjusting piston. With conically shaped outer walls and inner walls, the particles in the gap can be flushed out again in a retracted position of the adjusting piston, in which the gap of the conical gap seal is relatively large, due to the high system pressures. In contrast, in the extended position of the connecting rod, the gap dimension of the conical gap seal is very small, so that despite the high pressure forces during compression and combustion in the internal combustion engine, a drop of the adjusting piston in the first pressure chamber is reduced to a minimum, and substantially prevents the entry of particles can be.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der Konuswinkel der konisch erweiterten Außenwandung und der Konuswinkel der konisch erweiterten Innenwandung im Wesentlichen gleich sind. Die im Rahmen der üblichen Herstellungstoleranzen gleichen Konuswinkel, die im Hinblick auf den sehr geringen Konuswinkel mit etwa +/- 20 % anzusetzen sind, ermöglichen über die Länge des Verstellkolbens ein gleichmäßiges, geringes Spaltmaß und entsprechend eine sehr gute Dichtungswirkung gegen eine Leckage von Motoröl durch die konische Spaltdichtung.A preferred embodiment provides that the cone angle of the flared outer wall and the cone angle of the flared inner wall are substantially equal. The same in the context of the usual manufacturing tolerances cone angle, which are to be set in view of the very low cone angle with about +/- 20%, allow over the length of the adjusting a uniform, low gap and accordingly a very good sealing effect against leakage of engine oil the conical gap seal.

Vorteilhafterweise kann der Konuswinkel der konisch erweiterten Außenwandung und der Konuswinkel der konisch erweiterten Innenwandung zwischen 0,5° und 1,0°, bevorzugt zwischen 0,6° und 0,8°, betragen. Der kleine Konuswinkel für die Außenwandung des Verstellkolbens und die Innenwandung der Zylinderbohrung ermöglichen auch in einer in den ersten Druckraum eingefahrenen Position des Verstellkolbens ein nur geringfügig erweitertes Spaltmaß der konischen Spaltdichtung, so dass auch bei einem zweiseitig wirkenden Kolben in einer Position im ersten Druckraum eine Dichtungswirkung vorhanden ist.Advantageously, the cone angle of the conically widened outer wall and the cone angle of the conically widened inner wall can be between 0.5 ° and 1.0 °, preferably between 0.6 ° and 0.8 °. The small cone angle for the outer wall of the adjusting and the inner wall of the cylinder bore allow even in a retracted into the first pressure chamber position of the adjusting only slightly widened gap of the conical gap seal, so that even with a two-sided piston in a position in the first pressure chamber, a sealing effect is available.

Von Vorteil ist es weiter, wenn die axiale Länge des Verschiebewegs des Verstellkolbens in der Zylinderbohrung zwischen 0,5 und 1,0 mal, bevorzugt zwischen 0,6 und 0,8 mal, dem Durchmesser der ersten Stirnseite des Verstellkolbens beträgt. Der im Verhältnis zum Durchmesser des Verstellkolbens kurze Verschiebeweg ermöglicht relativ größere Konuswinkel der Außenwandung und der Innenwandung, durch die überhaupt eine Herstellbarkeit von Konuswinkeln in derart kleinen Winkelbereichen möglich wird.It is also advantageous if the axial length of the displacement path of the adjusting piston in the cylinder bore is between 0.5 and 1.0 times, preferably between 0.6 and 0.8 times, the diameter of the first end face of the adjusting piston. The short displacement in relation to the diameter of the adjusting piston allows relatively larger cone angles of the outer wall and the inner wall, by which a manufacturability of cone angles in such small angular ranges is possible at all.

Eine besondere Ausführungsform sieht vor, dass der Verstellkolben der Zylinder-Kolben-Einheit als zweiseitig wirkender Verstellkolben ausgebildet ist, wobei der in der Zylinderbohrung längs bewegbar angeordnete Verstellkolben einen ersten Druckraum und einen zweiten Druckraum zur Aufnahme von Motoröl ausbildet und jeweils einseitig begrenzt. Ein zweiseitig wirkender Verstellkolben ermöglicht die Fixierung der Kolbenstange sowohl in Richtung eines größeren Verdichtungsverhältnisses als auch in Richtung eines geringeren Verdichtungsverhältnisses mit einer einzelnen Zylinder-Kolben-Einheit. Es wird also derselbe Verstellkolben, anders als bei der DE 10 2005 055 199 A1 , zur bidirektionalen Einstellung des Kolbenhubs, bzw. des Verdichtungsverhältnisses verwendet. Günstigerweise kann hier ein Stufenkolben eingesetzt werden, mittels dessen größerer Stirnseite bei einer entsprechenden Druckbeaufschlagung die Pleuelstange in ihrer ausgefahrenen Stellung gehalten wird. Aufgrund der vorherrschenden Kraftverhältnisse in einem Verbrennungsmotor reicht die kleinere Stirnfläche für die Fixierung in der eingefahrenen Stellung üblicherweise aus, in der auch ein etwas größerer Spalt der konischen Spaltdichtung den zweiten Druckraum im Hinblick auf die geringeren Zugkräfte ausreichend abdichtet.A particular embodiment provides that the adjusting piston of the cylinder-piston unit is designed as a double-acting adjusting piston, wherein the longitudinally movably arranged in the cylinder bore adjusting piston forms a first pressure chamber and a second pressure chamber for receiving engine oil and bounded on one side. A two-way adjusting piston allows the fixing of the piston rod both in the direction of a larger compression ratio and in the direction of a lower compression ratio with a single cylinder-piston unit. So it is the same adjusting piston, unlike the DE 10 2005 055 199 A1 , used for bidirectional adjustment of the piston stroke, or the compression ratio. Conveniently, here a stepped piston can be used, by means of which the larger end face is held in its extended position with a corresponding pressurization, the connecting rod. Due to the prevailing force conditions in an internal combustion engine, the smaller end face for fixing in the retracted position is usually sufficient, in which a slightly larger gap of the conical gap seal sufficiently seals the second pressure chamber with regard to the lower tensile forces.

Eine sinnvolle Ausgestaltung sieht vor, dass die konische Spaltdichtung zwischen der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung in einer eingefahrenen Position der längenverstellbaren Pleuelstange, d.h. wenn der Verstellkolben in dem ersten Druckraum eingefahren ist, ein Spaltmaß von mindestens 30 µm, bevorzugt von mindestens 50 µm, aufweist. Beim Durchmesser des Verstellkolbens einer Zylinder-Kolben-Einheit einer längenverstellbaren Pleuelstange von ca. 12 bis 18 mm, maximal 20 mm, ermöglicht ein derart großes Spaltmaß der konischen Spaltdichtung, d.h. des durchschnittlichen Abstands der umlaufenden Spaltdichtung zwischen konisch erweiterter Außenwandung des Verstellkolbens und konisch erweiterter Innenwandung der Zylinderbohrung, bei einer Position des Verstellkolbens im ersten Druckraum, ein einfaches Ausspülen von Partikeln, die aus dem Motoröl kommend in den Spalt der Spaltdichtung gelangt sind und sich dort möglicherweise auch bereits festgesetzt haben.A useful embodiment provides that the conical gap seal between the Outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore in a retracted position of the length-adjustable connecting rod, ie when the adjusting piston is retracted in the first pressure chamber, a gap of at least 30 .mu.m, preferably of at least 50 .mu.m. The diameter of the adjusting piston of a cylinder-piston unit of a length-adjustable connecting rod of about 12 to 18 mm, a maximum of 20 mm, allows such a large gap of the conical gap seal, ie the average distance of the circumferential gap seal between conically expanded outer wall of the adjusting and conically extended Inner wall of the cylinder bore, at a position of the adjusting piston in the first pressure chamber, a simple rinsing of particles that have come from the engine oil coming into the gap of the gap seal and possibly already there have set.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die konische Spaltdichtung zwischen der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung in einer vollständig ausgefahrenen Position der längenverstellbaren Pleuelstange, d.h. wenn der Verstellkolben an einer Seite der Zylinderbohrung anliegt und der erste Druckraum mit Motoröl gefüllt ist, ein Spaltmaß von höchstens 10 µm, bevorzugt von höchstens 5 µm, aufweist. Ein derart geringes Spaltmaß der konischen Spaltdichtung bei einer vollständig ausgefahrenen Position der längenverstellbaren Pleuelstange ermöglicht im Vergleich zu herkömmlichen längenverstellbaren Pleuelstangen mit einfachen Spaltdichtungen, eine deutliche Verbesserung der Dichtwirkung und entsprechend eine höhere Leistung des Verbrennungsmotors durch die Begrenzung des Absinkens des Verstellkolbens in den Druckraum.A further embodiment provides that the conical gap seal between the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore in a fully extended position of the length-adjustable connecting rod, i. If the adjusting piston rests against one side of the cylinder bore and the first pressure chamber is filled with engine oil, a gap of at most 10 μm, preferably of at most 5 μm, has. Such a small gap of the conical gap seal at a fully extended position of the length-adjustable connecting rod allows compared to conventional length-adjustable connecting rods with simple gap seals, a significant improvement in the sealing effect and correspondingly higher performance of the internal combustion engine by limiting the sinking of the adjusting piston in the pressure chamber.

Für einen einfachen Aufbau der längenverstellbaren Pleuelstange kann das erste Pleuelteil mit dem Verstellkolben der Zylinder-Kolben-Einheit verbunden sein und das zweite Pleuelteil die Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit aufweisen.For a simple construction of the length-adjustable connecting rod, the first connecting rod part can be connected to the adjusting piston of the cylinder-piston unit and the second connecting rod part can have the cylinder bore of the cylinder-piston unit.

Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung einer Zylinder-Kolben-Einheit mit einer Dichtungseinrichtung für eine längenverstellbaren Pleuelstange eines Verbrennungsmotors mit einem ersten Pleuelteil und einem zweiten Pleuelteil, die mittels der Zylinder-Kolben-Einheit verstellbar sind, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu bewegen, die Zylinder-Kolben-Einheit umfasst eine Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung längs bewegbar angeordneten Verstellkolben, mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen Druckraum und die zwischen der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung angeordneten Dichtungseinrichtung, wobei die Dichtungseinrichtung als konische Spaltdichtung ausgebildet ist, und der Verstellkolben eine in Richtung des ersten Druckraums konisch erweiterte Außenwandung und die Zylinderbohrung eine in Richtung des ersten Druckraums konisch erweiterte Innenwandung aufweist. Der Einsatz einer mittels Motoröl des Verbrennungsmotors hydraulisch einstellbaren Zylinder-Kolben-Einheit für eine längenverstellbare Pleuelstange mit einer als konischen Spaltdichtung ausgebildeten berührungslosen Dichtungseinrichtung, ermöglicht trotz der sehr kleinen Abmessung der Zylinder-Kolben-Einheit und des extrem hohen Systemdrucks die Verwendung eines relativ großen Spaltmaßes der Spaltdichtung, um Rußpartikel und Späne aus dem Motoröl ausspülen zu können, und trotzdem eine für den hohen Systemdruck sehr gute Dichtwirkung zu erzielen, um bei einer Belastung durch Verbrennungs-Druckkräfte ein Einrücken des Verstellkolbens in den Druckraum und einen entsprechenden Leistungsverlust zu vermeiden. Dabei erfolgt die Aktuierung der Zylinder-Kolben-Einheit mittels der an den Pleuelteilen angreifenden Gas- und Massenkräfte des Verbrennungsmotors, während die Position der Pleuelteile durch das in dem mindestens einen Druckraum vorhandene Motoröl arretiert wird. Weiter ermöglicht die konische Spaltdichtung im eingefahrenen Zustand ein relativ großes Spaltmaß der Spaltdichtung, um Rußpartikel und Späne aus dem Motoröl ausspülen zu können. In den Zylinder-Kolben-Einheiten herkömmlicher längenverstellbarer Pleuelstangen werden entweder Spaltdichtungen mit einem mittleren Spaltmaß eingesetzt, um den Leistungsverlust bei einem Einrücken des Verstellkolbens in den Druckraum in Grenzen zu halten und gleichzeitig ein Verklemmen der vom Motoröl eingetragenen Partikel und entsprechende Beschädigungen an den Oberflächen der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung zu vermeiden. Alternativ sind auch berührende Dichtungen, wie Kolbendichtungen, bekannt, die durch die größere Bauteilanzahl und die aufwändigere Montage kostenintensiver sind und einen größeren Bauraum erfordern, aber eine Leckage sicher verhindern, jedoch wegen den im Motoröl vorhandenen Partikeln und den im Bereich der Dichtungseinrichtung auftretenden Schäden eine geringere Betriebssicherheit und Lebensdauer aufweisen.Furthermore, the invention relates to the use of a cylinder-piston unit with a sealing device for a length-adjustable connecting rod of an internal combustion engine with a first connecting rod and a second connecting rod, which are adjustable by means of the cylinder-piston unit to the first connecting rod relative to to move second connecting rod, the cylinder-piston unit comprises a cylinder bore, a longitudinally movably arranged in the cylinder bore adjusting piston, at least one provided in the cylinder bore pressure chamber and arranged between the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore sealing means, wherein the sealing means as conical gap seal is formed, and the adjusting piston has a conically widened in the direction of the first pressure chamber outer wall and the cylinder bore has a conically widened in the direction of the first pressure chamber inner wall. The use of a motor oil of the internal combustion engine hydraulically adjustable cylinder-piston unit for a length-adjustable connecting rod with a trained as a conical gap seal non-contact sealing device allows despite the very small size of the cylinder-piston unit and the extremely high system pressure, the use of a relatively large gap the gap seal to rinse soot particles and chips from the engine oil, and still achieve a very good for the system pressure sealing effect to avoid under pressure from combustion pressure forces engagement of the adjusting piston in the pressure chamber and a corresponding loss of power. In this case, the actuation of the cylinder-piston unit by means of acting on the connecting rod gas and mass forces of the internal combustion engine, while the position of the Pleuelteile is locked by the present in the at least one pressure chamber engine oil. Next, the conical gap seal allows in the retracted state, a relatively large gap of the gap seal to rinse soot particles and chips from the engine oil can. In the cylinder-piston units of conventional length-adjustable connecting rods either gap seals are used with a medium gap to limit the loss of power at an engagement of the adjusting piston in the pressure chamber and at the same time jamming of the motor oil registered particles and corresponding damage to the surfaces of the To avoid outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore. Alternatively, contact seals, such as piston seals, are known, which are more expensive due to the larger number of components and the more complex installation and require a larger space, but reliably prevent leakage, however, due to the particles present in the engine oil and the damage occurring in the region of the sealing device lower reliability and durability have.

In einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung 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 der vorbeschriebenen 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. Zweckmäßigerweise kann die Zylinder-Kolben-Einheit der längenverstellbaren Pleuelstange an die Motorölhydraulik des Verbrennungsmotors angeschlossen sein. Dabei ist zu berücksichtigen, dass im Motoröl Rußpartikel und Späne vorhanden sind, die eine Unempfindlichkeit der Dichtungseinrichtung erfordern. Je größer das freie Spaltmaß der Spaltdichtung ist, desto eher kann ein sicherer Betrieb der Zylinder-Kolben-Einheit gewährleistet werden. Darüber hinaus kann auch der Verstellmechanismus der längenverstellbaren Pleuelstange mittels des unter Druck stehenden Motoröls angesteuert werden.In a further aspect, the invention 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 above-described embodiments. 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. Conveniently, the cylinder-piston unit of the length-adjustable connecting rod can be connected to the engine oil of the internal combustion engine. It should be noted that soot particles and chips are present in the engine oil, which require insensitivity of the sealing device. The greater the free gap of the gap seal, the sooner a safe operation of the cylinder-piston unit can be ensured. In addition, the adjustment mechanism of the length-adjustable connecting rod can be controlled by means of the pressurized engine oil.

Eine weitere Modifikation sieht vor, das der Systemdruck des Motoröls im Druckraum der Zylinder-Kolben-Einheit zwischen 1000 bar und 3000 bar, bevorzugt zwischen 2000 bar und 2500 bar, beträgt. Die Begrenzung des Systemdrucks ermöglicht die sichere konstruktive Auslegung des Innendurchmessers der Zylinderbohrung und der Wandstärke des Zylinders, und ermöglicht damit eine sichere konstruktive Auslegung der erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange.Another modification provides that the system pressure of the engine oil in the pressure chamber of the cylinder-piston unit between 1000 bar and 3000 bar, preferably between 2000 and 2500 bar bar. The limitation of the system pressure allows the safe design of the Inner diameter of the cylinder bore and the wall thickness of the cylinder, and thus allows a safe structural design of the length-adjustable connecting rod according to the invention.

Gemäß einer Weiterbildung können ein Steuertrieb mit mindestens einer Steuerkette, einer Spann- und/oder Führungsschiene, und/oder einem Kettenspanner vorgesehen sein, der die Kurbelwelle mit der mindestens einen 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 ausgebildet sein, der mittels einer Spannvorrichtung mit Spannrolle vorgespannt ist.According to a further development, 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 tensioning roller.

Im Folgenden wird eine Ausführungsform anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungsmotor,
  • 2 eine schematische Darstellung der längenverstellbaren Pleuelstange aus 1 in teilweiser geschnittener Darstellung und
  • 3 eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines Verstellkolbens der Zylinder-Kolben-Einheit mit konischer Spaltdichtung aus 2,
In the following, an embodiment will be explained in more detail with reference to a drawing. Show it:
  • 1 a schematic cross section through an internal combustion engine,
  • 2 a schematic representation of the length-adjustable connecting rod 1 in partial cut and
  • 3 a sectional view of an embodiment of an adjusting piston of the cylinder-piston unit with a conical gap seal 2 .

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 und 5.4 drehbar gelagert ist. Die Kurbelwelle 4 ist mittels der Pleuelstangen 6.1, 6,2 und 6.3 jeweils mit dem 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. Dabei ist den Begriffen kleines Pleuelauge 9.1, 9.2 und 9.3 und großes Pleuelauge 8.1, 8.2 und 8.3 weder eine absolute noch relative Größenzuordnung zu entnehmen, sondern sie dienen lediglich zur Unterscheidung der Bauteile und Zuordnung zu dem in 1 dargestellten Verbrennungsmotor. Entsprechend können die Abmessungen der Durchmesser der kleinen Pleuelaugen 9.1, 9.2 und 9.3 kleiner, gleich groß oder größer als die Abmessungen der Durchmesser der großen Pleuelaugen 8.1, 8.2 und 8.3 sein.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 and 5.4 is rotatably mounted. The crankshaft 4 is by means of connecting rods 6.1 , 6.2 and 6.3 respectively with the associated reciprocating piston 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. Here is the terms small connecting rod eye 9.1 . 9.2 and 9.3 and big connecting rod eye 8.1 . 8.2 and 8.3 neither an absolute nor relative size allocation to take, but they are only used to distinguish the components and assignment to the in 1 illustrated internal combustion engine. Accordingly, the dimensions of the diameter of the small connecting rod eyes 9.1 . 9.2 and 9.3 smaller, equal to or larger than the dimensions of the diameter of the large connecting rod eyes 8.1 . 8.2 and 8.3 be.

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. 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 ergibt sich das Verdichtungsverhältnis ε. Im Detail errechnet sich das Verdichtungsverhältnis ε 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 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. 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 results in the compression ratio ε , In detail, the compression ratio is calculated ε 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 (n, T, Drosselklappenstellung) des Verbrennungsmotors 1 das Verdichtungsverhältnis ε angepasst werden kann, sind erfindungsgemäß die Pleuelstangen 6.1, 6.2 und 6.3 in ihrer Länge verstellbar ausgestaltet. Hierdurch kann im Teillastbereich mit einem höheren Verdichtungsverhältnis gefahren werden als im Volllastbereich.Thus, depending on the operating point ( n . T , Throttle position) of the engine 1 the compression ratio ε can be adjusted, according to the invention, the connecting rods 6.1 . 6.2 and 6.3 adjustable in length. As a result, can be driven in the partial load range with a higher compression ratio than in the full load range.

In 2 ist beispielhaft die längenverstellbare Pleuelstange 6.1 dargestellt, die identisch zu den Pleuelstangen 6.2 und 6.3 ausgestaltet ist. Die Beschreibung gilt daher entsprechend. Die Pleuelstange 6.1 weist einen Pleuelstangenkopf 17.1 mit dem besagten kleinen Pleuelauge 9.1, einem ersten Pleuelteil 18.1, das teleskopierbar in einem zweiten Pleuelteil 19.1 geführt ist, auf. Die relative Bewegung des ersten Pleuelteils 18.1 in Längsrichtung zum zweiten Pleuelteil 19.1 erfolgt mittels einer Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 mit einem Verstellkolben 21.1. und einer Zylinderbohrung 22.1 sowie einer Dichtungseinrichtung 23.1 zwischen dem Verstellkolben 21.1 und der Zylinderbohrung 22.1. Am zweiten Pleuelteil 19.1 ist eine untere Lagerschale angeordnet, die zusammen mit dem unteren Bereich des zweiten Pleuelteils 19.1 das große Pleuelauge 8.1 umgibt. Die untere Lagerschale und der Rest des zweiten Pleuelteils 19.1 werden in üblicher Weise mittels Befestigungsmitteln miteinander verbunden. Das untere Ende des ersten Pleuelteils 18.1 ist mit dem Verstellkolben 21.1 verbunden, der in der Zylinderbohrung 22.1 des zweiten Pleuelteils 19.1 verschiebbar geführt ist. Am oberen Ende weist das zweite Pleuelteil 19.1 einen becherförmigen Deckel 19a.1 auf, durch dessen Boden das erste Pleuelteil 18.1 hindurch geführt und abgedichtet ist. Somit bildet und dichtet der beckerförmige Deckel 19a.1 insgesamt die Zylinderbohrung 22.1 ab. Der Verstellkolben 21.1 ist als Stufenkolben ausgestaltet. Unterhalb des Verstellkolbens 21.1 ist ein erster Druckraum 24.1 mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet und oberhalb des Verstellkolbens 21.1 ist ein kreisringförmiger zweiter Druckraum 25.1 ausgebildet. Der Verstellkolben 21.1 und die Zylinderbohrung 22.1 sind Bestandteil eines Verstellmechanismus zur Veränderung der wirksamen Pleuelstangenlänge zwischen kleinem Pleuelauge 9.1 und großem Pleuelauge 8.1. Zu dem Verstellmechanismus gehört auch eine unten näher beschriebene hydraulische Schaltung 26.1, die entsprechend für einen Zu- bzw. Ablauf des Hydraulikfluids in bzw. aus den Druckräumen 24.1 und 25.1 und somit für eine Fixierung des mittels der an der Pleuelstange 6.1 wirkenden Kräfte aktuierten Verstellkolbens 21.1 sorgt.In 2 is an example of the length-adjustable connecting rod 6.1 shown, which are identical to the connecting rods 6.2 and 6.3 is designed. The description therefore applies accordingly. The connecting rod 6.1 has a connecting rod head 17.1 with the said small connecting rod eye 9.1 , a first connecting rod 18.1 that can be telescoped in a second connecting rod part 19.1 is on, on. The relative movement of the first conrod part 18.1 in the longitudinal direction to the second Pleuelteil 19.1 takes place by means of a cylinder-piston unit 20.1 with an adjusting piston 21.1 , and a cylinder bore 22.1 and a sealing device 23.1 between the adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 22.1 , At the second connecting rod part 19.1 a lower bearing shell is arranged, which together with the lower portion of the second connecting rod 19.1 the big eye 8.1 surrounds. The lower bearing shell and the rest of the second connecting rod part 19.1 be connected in the usual way by means of fasteners. The lower end of the first conrod part 18.1 is with the adjusting piston 21.1 connected in the cylinder bore 22.1 of the second connecting rod part 19.1 slidably guided. At the upper end, the second connecting rod part 19.1 a cup-shaped lid 19a.1 on, through the bottom of the first connecting rod part 18.1 passed through and sealed. Thus forms and seals the basin-shaped lid 19a.1 Overall, the cylinder bore 22.1 from. The adjusting piston 21.1 is designed as a stepped piston. Below the adjusting piston 21.1 is a first pressure room 24.1 formed with a circular cross-section and above the adjusting piston 21.1 is an annular second pressure chamber 25.1 educated. The adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 22.1 are part of an adjustment mechanism for changing the effective connecting rod length between small connecting rod eye 9.1 and big connecting rod eye 8.1 , The adjusting mechanism also includes a hydraulic circuit described in more detail below 26.1 corresponding to an inflow or outflow of the hydraulic fluid into and out of the pressure chambers 24.1 and 25.1 and thus for a fixation of the means of the connecting rod 6.1 acting forces actuated adjusting piston 21.1 provides.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt des zweiten Pleuelteils 19.1 im Bereich der Druckräume 24.1 und 25.1 sowie des Verstellkolbens 21.1 im Querschnitt kreisringförmig (mit Ausnahme eventuell vorhandener Hydraulikfluidleitungen) ausgestaltet. Andere geometrische Abmessungen sind denkbar. Entsprechend ergibt sich hier die Wandstärke DW aus dem zugehörigen Außenradius ra des oberen Abschnitts des zweiten Pleuelteils 19.1 abzüglich des Innenradius ri der Zylinderbohrung 22.1. Bei einer solchen symmetrischen Ausgestaltung ist die Wandstärke DW über den Umfang des zweiten Pleuelteils 19.1 gleichmäßig dick und die Spannungen im Werkstoff des zweiten Pleuelteils 19.1 gleichmäßig gering, so dass aufgrund eines relativ großen Kolbendurchmessers für den Verstellkolben 21.1 der in der Pleuelstange 6.1 auftretende maximale Systemdruck in beherrschbaren Grenzen bleibt.In the present embodiment, the portion of the second connecting rod part 19.1 in the field of pressure chambers 24.1 and 25.1 and the adjusting piston 21.1 in cross-section annular (with the exception of any existing hydraulic fluid lines) configured. Other geometric dimensions are conceivable. Accordingly, the wall thickness arises here D W from the associated outer radius r a the upper portion of the second connecting rod 19.1 minus the inner radius i the cylinder bore 22.1 , In such a symmetrical configuration, the wall thickness D W over the circumference of the second connecting rod part 19.1 uniformly thick and the stresses in the material of the second connecting rod 19.1 evenly low, so that due to a relatively large piston diameter for the adjusting piston 21.1 in the connecting rod 6.1 occurring maximum system pressure remains within manageable limits.

Im Folgenden wird anhand der 2 die in der Pleuelstange 6.1 verwendete hydraulische Schaltung 26.1 näher erläutert. Der Verstellkolben 21.1 der Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 ist als Stufenkolben ausgebildet. Unter einem Stufenkolben wird im Allgemeinen ein zweiseitig wirkender Kolben mit unterschiedlich großen Wirkflächen verstanden. Eine erste Stirnseite 27.1 ist kreisförmig ausgestaltet und dem ersten Druckraum 24.1 zugeordnet. Eine zweite Stirnseite 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 Motoröl der hydraulischen Schaltung 26.1 zugeführt werden kann oder gegebenenfalls aus dieser abfließt. Anschließend an den Ölversorgungskanals 29.1 ist eine Rückströmdrossel 30.1 mit einem Rückschlagventil und einer parallel dazu geschalteten Drossel vorgesehen. Von der Rückströmdrossel 30.1 aus 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.The following is based on the 2 in the connecting rod 6.1 used hydraulic circuit 26.1 explained in more detail. The adjusting piston 21.1 the cylinder-piston unit 20.1 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 front page 27.1 is circular and the first pressure chamber 24.1 assigned. A second front 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, whereby engine oil of the hydraulic circuit 26.1 can be supplied or optionally flows from this. Subsequently to the oil supply channel 29.1 is a backflow restrictor 30.1 provided with a check valve and a throttle connected in parallel. From the backflow restrictor 30.1 out the engine oil passes over the channel 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.

Aus dem ersten Druckraum 24.1 führt ein Rücklaufkanal 40.1 zum Steuerventil 32.1. Ein durch ein Rückschlagventil 41.1 absperrbarer 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 2 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 oder ist in der finalen ausgefahrenen oberen Stellung und ist dort hydraulisch gesperrt. Hierdurch befindet sich die Pleuelstange 6.1 in ihrer längeren Stellung. Aus dem zweiten Druckraum 25.1 führt eine Rücklaufleitung 43.1 zum Steuerventil 32.1. In der in 2 dargestellten Stellung des Steuerventils 32.1 kann Motoröl aus dem zweiten Druckraum 25.1 über die Rücklaufleitung 43.1 und das Steuerventil 32.1 sowie 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 weiteres Rückschlagventil 46.1 angeordnet.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 2 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 or is in the final extended upper position and is hydraulically locked there. This is the connecting rod 6.1 in their longer position. From the second pressure chamber 25.1 leads a return line 43.1 to the control valve 32.1 , In the in 2 illustrated position of the control valve 32.1 can engine oil from the second pressure chamber 25.1 via the return line 43.1 and the control valve 32.1 as well as 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 another check valve 46.1 arranged.

Wird aber nunmehr der Druck des in die hydraulische Schaltung 26.1 einströmenden Motoröls über die Ölpumpe des Verbrennungsmotors 1 erhöht, kommt es zu einem Verschieben des Stellkolbens 33.1 im Steuerventil 32.1 entgegen der Kraft der Druckfeder 35.1. Hierdurch wird der erste Rücklaufkanal 40.1 geöffnet und das Motoröl kann aus dem ersten Druckraum 24.1 über den Kanal 31.1 und die Rückstromdrossel 30.1 abfließen. Hierdurch sinkt der Verstellkolben 21.1 ab. 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, und die Pleuelstange 6.1 nimmt ihre kurze Stellung ein. Diese eingefahrene Stellung ist vorteilhaft bei Volllast, wohingegen die ausgefahrene Stellung entsprechend 2 für den Teil- und Niedriglastbetrieb vorteilhaft ist. Hinsichtlich der weiteren Wirkungs- und Funktionsweise wird ergänzend auf die WO 2015/055582 A2 verwiesen, die den hier gezeigten Verstellmechanismus und Varianten hierzu im Detail beschreibt, die ebenfalls Anwendung finden können.But now the pressure of the in the hydraulic circuit 26.1 inflowing engine oil via the oil pump of the internal combustion engine 1 increases, it comes to a displacement of the actuating piston 33.1 in the control valve 32.1 against the force of the compression spring 35.1 , This will be the first return channel 40.1 opened and the engine oil can from the first pressure chamber 24.1 over the canal 31.1 and the backflow restrictor 30.1 flow away. As a result, the adjusting piston decreases 21.1 from. 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 abuts, and the connecting rod 6.1 takes her short position. This retracted position is advantageous at full load, whereas the extended position accordingly 2 is advantageous for the partial and low load operation. With regard to the further mode of action and functionality is in addition to the WO 2015/055582 A2 referenced, which describes the adjustment mechanism shown here and variants in detail, which may also find application.

3 zeigt eine Schnittansicht der Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 der längenverstellbaren Pleuelstange 6.1 aus 2 mit einem zweistufigen Verstellkolben 21.1, der in der Zylinderbohrung 22.1 längs beweglich verschiebbar ist. Die zwischen der Innenwandung 38.1 der Zylinderbohrung 22.1 und der Außenwandung 39.1 des Verstellkolbens 21.1 vorgesehene Dichtungseinrichtung 23.1 ist als konische Spaltdichtung 36.1 ausgebildet, wobei das Spaltmaß S der konischen Spaltdichtung 36.1 im Wesentlichen von der Position des konischen Verstellkolbens 21.1 in der konischen Zylinderbohrung 22.1 abhängt. Der sich in Richtung des zweiten Druckraums 25.1 konisch verjüngende Verstellkolben 21.1 weist in der in 3 gezeigten vollständig ausgefahrenen Position der Pleuelstange 6.1 ein sehr geringes Spaltmaß S zwischen der Außenwandung 39.1 des Verstellkolbens 21.1 und der Innenwandung 38.1 des ebenfalls konisch in Richtung des zweiten Druckraums 25.1 zulaufenden Zylinderbohrung 22.1 auf. Bei einem Anliegen der zweiten Stirnseite 28.1 des Verstellkolbens 21.1 am Boden des becherförmigen Deckels 19a.1, entsprechend einer nahezu vollständigen Ausfüllung des zweiten Druckraums 25.1 durch den Verstellkolben 21.1, kann das Spaltmaß S der konische Spaltdichtung 26.1 bis auf 0 zurückgehen, wenn der Verstellkolben 21.1 mit seiner Außenwandung 39.1 an der Innenwandung 38.1 der Zylinderbohrung 22.1 anliegt. Während das Spaltmaß S bei einem typischen Verstellkolben 21.1 einer herkömmlichen Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 für eine teleskopierbare Pleuelstange 6.1 mit einem Durchmesser zwischen 12 und 20 mm, mindestens 30 µm beträgt, reduziert eine konische Spaltdichtung 36.1 das Spaltmaß S in der ausgefahrenen Stellung der Pleuelstange 6.1 auf unter 10 µm, bevorzugt auf zwischen 5 µm und 0 µm, so dass die Spaltdichtung 36.1 das im ersten Druckraum 24.1 vorhandene Motoröl daran hindert, durch die konische Spaltdichtung 36.1 hindurchzuströmen. Entsprechend wird bei einer Druckbeaufschlagung durch das erste Pleuelteil 18.1 ein Absinken des Verstellkolbens 21.1 in den ersten Druckraum 24.1 verhindert. 3 shows a sectional view of the cylinder-piston unit 20.1 the length adjustable connecting rod 6.1 out 2 with a two-stage adjusting piston 21.1 in the cylinder bore 22.1 is movable longitudinally movable. The between the inner wall 38.1 the cylinder bore 22.1 and the outer wall 39.1 of the adjusting piston 21.1 provided sealing device 23.1 is as a conical gap seal 36.1 formed, wherein the gap S the conical gap seal 36.1 essentially from the position of the conical adjusting piston 21.1 in the conical cylinder bore 22.1 depends. The towards the second pressure chamber 25.1 conically tapered adjusting piston 21.1 points in the in 3 shown fully extended position of the connecting rod 6.1 a very small gap S between the outer wall 39.1 of the adjusting piston 21.1 and the inner wall 38.1 also conically in the direction of the second pressure chamber 25.1 tapered cylinder bore 22.1 on. For a concern of the second end face 28.1 of the adjusting piston 21.1 at the bottom of the cup-shaped lid 19a.1 , corresponding to an almost complete filling of the second pressure chamber 25.1 through the adjusting piston 21.1 , the gap can be S the conical gap seal 26.1 go back to 0 when the adjusting piston 21.1 with its outer wall 39.1 on the inner wall 38.1 the cylinder bore 22.1 is applied. While the gap S in a typical adjusting piston 21.1 a conventional cylinder-piston unit 20.1 for a telescopic connecting rod 6.1 with a diameter between 12 and 20 mm, at least 30 microns, reduces a conical gap seal 36.1 the gap S in the extended position of the connecting rod 6.1 to less than 10 microns, preferably between 5 microns and 0 microns, so that the gap seal 36.1 that in the first pressure chamber 24.1 existing engine oil prevents it, through the conical gap seal 36.1 pass therethrough. Accordingly, when pressure is applied by the first connecting rod part 18.1 a drop in the adjusting piston 21.1 in the first pressure room 24.1 prevented.

Die sich konisch in Richtung des zweiten Druckraums 25.1 verjüngenden Verstellkolben 21.1 und Zylinderbohrung 22.1 weisen jeweils einen Konuswinkel von 0,5 bis 1,0° auf, um eine zu große Aufweitung des Spaltmaßes S der konischen Spaltdichtung 36.1 bei einer eingefahrenen Position der Pleuelstange 6.1 zu verhindern. In der eingefahrenen Position der Pleuelstange 6.1, d.h. wenn der Verstellkolben 21.1 in den ersten Druckraum 24.1 eingefahren und der zweite Druckraum 25.1 mit Motoröl gefüllt ist, ist das Spaltmaß S der konischen Spaltdichtung 36.1 zwischen der Außenwandung 39.1 des Verstellkolbens 21.1 und der Innenwandung 38.1 der Zylinderbohrung 22.1 zwischen 30 µm und 50 µm. Mit einem solchen mittleren Spaltmaß S kann noch eine ausreichende Dichtwirkung der konischen Spaltdichtung 36.1 erzielt werden, um die Zugkräfte auf das erste Pleuelteil 18.1, die deutlich geringer sind als die Druckkräfte auf das erste Pleuelteil 18.1, auffangen und einen zu großen Leckagestrom durch den Spalt 37.1 der konischen Spaltdichtung 36.1 zu vermeiden. Entsprechend können im Volllastbereich des Verbrennungsmotors, d.h. bei einem geringerem Verdichtungsverhältnis, die hohen Druckkräfte während des Verdichtungs- und Verbrennungsvorgangs über den Verstellkolben 21.1 direkt an das zweite Pleuelteil 19.1 übertragen werden.The conical towards the second pressure chamber 25.1 tapered adjusting piston 21.1 and cylinder bore 22.1 each have a cone angle of 0.5 to 1.0 °, to a large expansion of the gap S the conical gap seal 36.1 at a retracted position of the connecting rod 6.1 to prevent. In the retracted position of the connecting rod 6.1 ie when the adjusting piston 21.1 in the first pressure room 24.1 retracted and the second pressure chamber 25.1 filled with engine oil is the gap S the conical gap seal 36.1 between the outer wall 39.1 of the adjusting piston 21.1 and the inner wall 38.1 the cylinder bore 22.1 between 30 μm and 50 μm. With such a middle gap S can still have a sufficient sealing effect of the conical gap seal 36.1 be achieved to the tensile forces on the first connecting rod 18.1 , Which are significantly lower than the pressure forces on the first connecting rod part 18.1 , catch and too much leakage through the gap 37.1 the conical gap seal 36.1 to avoid. Accordingly, in the full load range of the internal combustion engine, ie at a lower compression ratio, the high pressure forces during the compression and combustion process via the adjusting piston 21.1 directly to the second connecting rod part 19.1 be transmitted.

Beim Umschalten zwischen erhöhtem Verdichtungsverhältnis im Teillastbereich des Verbrennungsmotors, entsprechend einer ausgefahrenen Pleuelstange 6.1 mit einem großen Abstand zwischen großem Pleuelauge 8.1 und kleinem Pleuelauge 9.1, auf ein reduziertes Verdichtungsverhältnis im Volllastbereich des Verbrennungsmotors, entsprechend einer eingefahrenen Pleuelstange 6.1 mit kleinerem Abstand zwischen großem Pleuelauge 8.1 und kleinem Pleuelauge 9.1, bewegt sich der Verstellkolben 21.1 in der konischen Zylinderbohrung 22.1 in Richtung des zweiten Pleuelteils 19.1 und ein Teil des im ersten Druckraum 24.1 vorhandenen Motoröls strömt durch den sich aufweitenden Spalt 37.1 der konischen Spaltdichtung 36.1 in den zweiten Druckraum 25.1 und spült die in dem Spalt 37.1 der konischen Spaltdichtung 36.1 befindlichen Partikel aus der konischen Spaltdichtung 36.1 heraus. Trotz der guten Dichtwirkung der konischen Spaltdichtung 36.1 mit einem sehr geringen Spaltmaß S in der ausgefahrenen Position der längenverstellbaren Pleuelstange 6.1 können Rußpartikel oder Späne aus dem Motoröl so leicht aus dem Spalt 37.1 heraus gespült werden, so dass ein Einarbeiten der Partikel in die Außenwandung 39.1 des konischen Verstellkolbens 21.1 und der Innenwandung 38.1 der konischen Zylinderbohrung 22.1 verhindert und ein mögliches Blockieren des Verstellkolbens 21.1 vermieden werden kann.When switching between increased compression ratio in the partial load range of the internal combustion engine, corresponding to an extended connecting rod 6.1 with a large distance between large connecting rod eye 8.1 and small connecting rod eye 9.1 , to a reduced compression ratio in the full load range of the internal combustion engine, corresponding to a retracted connecting rod 6.1 with smaller distance between large connecting rod eye 8.1 and small connecting rod eye 9.1 , the adjusting piston moves 21.1 in the conical cylinder bore 22.1 in the direction of the second connecting rod part 19.1 and part of the first pressure chamber 24.1 existing engine oil flows through the widening gap 37.1 the conical gap seal 36.1 in the second pressure chamber 25.1 and wash those in the gap 37.1 the conical gap seal 36.1 located particles from the conical gap seal 36.1 out. Despite the good sealing effect of the conical gap seal 36.1 with a very small gap S in the extended position of the length-adjustable connecting rod 6.1 Soot particles or chips from the engine oil can easily get out of the gap 37.1 be rinsed out, allowing an incorporation of the particles in the outer wall 39.1 the conical adjusting piston 21.1 and the inner wall 38.1 the conical cylinder bore 22.1 prevents and possible blocking of the adjusting piston 21.1 can be avoided.

Für eine optimale Wirkung der konischen Spaltdichtung 36.1 weisen der Verstellkolben 21.1 und die Zylinderbohrung 22.1 ein annähernd gleichen Konuswinkel α auf, zweckmäßigerweise zwischen 0,5° und 1,0°. Ein annähernd gleicher Konuswinkel α ermöglicht über die gesamte Länge der konischen Spaltdichtung 36.1 ein gleichmäßiges Spaltmaß S des Spalts 37.1 mit einer entsprechend guten Dichtwirkung, insbesondere in der ausgefahrenen Position der Pleuelstange 6.1. Die konische Spaltdichtung 36.1 kann aber auch mit unterschiedlichen Konuswinkeln α der Zylinderbohrung 22.1 und des Verstellkolbens 21.1 die gewünschte Dichtwirkung gegenüber dem ersten Druckraum 24.1 und dem zweiten Druckraum 25.1 erzielen. Bei einem kleineren Konuswinkel des Verstellkolbens 21.1, wobei der Konuswinkel α des Verstellkolbens 21.1 auch bis auf 0° sinken kann, und einen größeren Konuswinkel α der Zylinderbohrung 22.1 weitet sich der Spalt 37.1 der konischen Spaltdichtung 36.1 beim Wechsel von der ausgefahrenen Position der Pleuelstange 6.1 zur eingefahrenen Position der Pleuelstange 6.1 in Abhängigkeit des Konuswinkels α der Zylinderbohrung 22.1 auf. Nachteilig bei einer solchen Konstellation einer konischen Spaltdichtung 36.1 ist jedoch das angrenzend an die erste Stirnseite 27.1 des Verstellkolbens 21.1 größere Spaltmaß S des Spalts 37.1 sowie den erhöhten Druck des Motoröls im dann konischen Spalt 37.1, wodurch Partikel aus dem Motoröl eher in den Spalt 37.1 einwandern. Bei einem größeren Konuswinkel α des Verstellkolbens 21.1 gegenüber dem Konuswinkel α der Zylinderbohrung 22.1 erreicht der Spalt 37.1 angrenzend an die erste Stirnseite 27.1 des Verstellkolbens 21.1 ein sehr geringes Spaltmaß S, während das Spaltmaß S angrenzend an die zweite Stirnseite 28.1 des Verstellkolbens 21.1 größer ist. Darüber hinaus weitet sich der Spalt 37.1 bei einem Wechsel zur eingefahrenen Position der Pleuelstange 6.1 unverändert gering auf, so dass entsprechend von dem größeren Spalt 37.1 an der zweiten Stirnseite 28.1 die Dichtwirkung gegenüber dem zweiten Druckraum 25.1 verschlechtert ist. Nachteilig für einen relativ größeren Konuswinkel α des Verstellkolbens 21.1 ist weiter die Gefahr eines unbeabsichtigten Verklemmens des Verstellkolbens 21.1 in der Zylinderbohrung 22.1 bei üblichen Herstellungstoleranzen, bzw. deutlich erhöhte Produktionskosten für die Herstellung von Verstellkolben 21.1 und Zylinderbohrung 22.1For an optimal effect of the conical gap seal 36.1 have the adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 22.1 an approximately equal cone angle α on, suitably between 0.5 ° and 1.0 °. An approximately equal cone angle α allows over the entire length of the conical gap seal 36.1 a uniform gap S of the gap 37.1 with a correspondingly good sealing effect, in particular in the extended position of the connecting rod 6.1 , The conical gap seal 36.1 but also with different cone angles α the cylinder bore 22.1 and the adjusting piston 21.1 the desired sealing effect against the first pressure chamber 24.1 and the second pressure chamber 25.1 achieve. At a smaller cone angle of the adjusting piston 21.1 , where the cone angle α of the adjusting piston 21.1 can also drop to 0 °, and a larger cone angle α the cylinder bore 22.1 the gap widens 37.1 the conical gap seal 36.1 when changing from the extended position of the connecting rod 6.1 to the retracted position of the connecting rod 6.1 depending on the cone angle α the cylinder bore 22.1 on. A disadvantage of such a constellation of a conical gap seal 36.1 however, it is the one adjacent to the first face 27.1 of the adjusting piston 21.1 larger gap S of the gap 37.1 and the increased pressure of the engine oil in the then conical gap 37.1 , causing particles from the engine oil rather into the gap 37.1 immigrate. At a larger cone angle α of the adjusting piston 21.1 opposite the cone angle α the cylinder bore 22.1 the gap reaches 37.1 adjacent to the first end face 27.1 of the adjusting piston 21.1 a very small gap S while the gap dimension S adjacent to the second end face 28.1 of the adjusting piston 21.1 is larger. In addition, the gap widens 37.1 when changing to the retracted position of the connecting rod 6.1 unchanged low, so that corresponding to the larger gap 37.1 on the second front side 28.1 the sealing effect against the second pressure chamber 25.1 is deteriorating. A disadvantage for a relatively larger cone angle α of the adjusting piston 21.1 is further the risk of unintentional jamming of the adjusting piston 21.1 in the cylinder bore 22.1 at usual manufacturing tolerances, or significantly increased production costs for the production of adjusting 21.1 and cylinder bore 22.1

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
kleine Pleuelaugesmall connecting rod eye
10.1,10.2,10.310.1,10.2,10.3
Kolbenbolzenpiston pin
1111
KurbelwellenketteradKurbelwellenketterad
1212
Steuerkettetiming chain
1313
Nockenwellenkettenradcamshaft sprocket
1414
Nockenwellecamshaft
1515
Spannschienetensioning rail
1616
Kettenspannerchain tensioner
17.117.1
Pleuelstangenkopfbig end
18.118.1
erstes Pleuelteilfirst connecting rod part
19.119.1
zweites Pleuelteilsecond connecting rod part
19a.119a.1
becherförmiger Deckelcup-shaped lid
20.120.1
Zylinder-Kolben-EinheitCylinder-piston unit
21.121.1
Verstellkolbenadjusting piston
22.122.1
Zylinderbohrungbore
23.123.1
Dichtungseinrichtungseal means
24.124.1
erster Druckraumfirst pressure chamber
25.125.1
zweiter Druckraumsecond pressure chamber
26.126.1
hydraulische Schaltunghydraulic circuit
27.127.1
erste Stirnseitefirst end face
28.128.1
zweite Stirnseitesecond end face
29.129.1
ÖlversorgungskanalOil supply channel
30.130.1
RückströmdrosselRückströmdrossel
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
konische Spaltdichtungconical gap seal
37.137.1
Spaltgap
38.138.1
Innenwandunginner wall
39.139.1
Außenwandungouter wall
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
46.1 46.1
Rückschlagventil check valve
DW D W
WandstärkeWall thickness
Vh V h
Hubvolumendisplacement
Vc V c
Kompressionsvolumencompression volume
HC H C
Kompressionshöhecompression height
HK H K
Hubwegstroke
SS
Spaltmaßclearance
TT
Temperaturtemperature
nn
Drehzahlrotation speed
ra r a
Außendurchmesserouter diameter
ri i
InnendurchmesserInner diameter
αα
Konuswinkelcone angle
εε
Verdichtungsverhältniscompression ratio

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 [0006, 0024]DE 102005055199 A1 [0006, 0024]
  • WO 2013/092364 A1 [0007]WO 2013/092364 A1 [0007]
  • WO 2015/055582 A2 [0007, 0008, 0040]WO 2015/055582 A2 [0007, 0008, 0040]

Claims (14)

Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) für einen Verbrennungsmotor (1), insbesondere einen Ottomotor, mit einem ersten Pleuelteil (18.1) und einem zweiten Pleuelteil (19.1), das erste Pleuelteil (18.1) weist ein kleines Pleuelauge (9.1) zur Aufnahme eines Kolbenbolzens (10.1) und das zweite Pleuelteil (19.1) weist ein großes Pleuelauge (8.1) zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens (7.1) auf, wobei das erste Pleuelteil (18.1) gegenüber dem zweiten Pleuelteil (19.1) bewegbar ist, um den Abstand zwischen dem großen Pleuelauge (8.1) und dem kleinen Pleuelauge (9.1) zu verstellen, und mit mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit (20.1), um das erste Pleuelteil (18.1) relativ zum zweiten Pleuelteil (19.1) zu verstellen, die Zylinder-Kolben-Einheit (20.1) umfasst eine Zylinderbohrung (22.1), einen in der Zylinderbohrung (22.1) längs bewegbar angeordneten Verstellkolben (21.1), mindestens einen in der Zylinderbohrung (22.1) vorgesehenen ersten Druckraum (24.1) zur Aufnahme von Motoröl des Verbrennungsmotors, der Druckraum (24.1) ist einseitig von dem bewegbaren Verstellkolben (21.1) begrenzt, und einer zwischen einer Außenwandung (39.1) des Verstellkolbens (21.1) und einer Innenwandung (38.1) der Zylinderbohrung (22.1) angeordneten Dichtungseinrichtung (23.1), dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungseinrichtung (23.1) als konische Spaltdichtung (36.1) ausgebildet ist, wobei der Verstellkolben (21.1) eine in Richtung des ersten Druckraums (24.1) konisch erweiterte Außenwandung (39.1) aufweist und die Zylinderbohrung (22.1) eine in Richtung des ersten Druckraums (24.1) konisch erweiterte Innenwandung (38.1) aufweist.Length-adjustable connecting rod (6.1) for an internal combustion engine (1), in particular a gasoline engine, with a first connecting rod part (18.1) and a second connecting rod part (19.1), the first connecting rod part (18.1) has a small connecting rod eye (9.1) for receiving a piston pin (10.1 ) and the second connecting rod part (19.1) has a large connecting rod eye (8.1) for receiving a crankshaft journal (7.1), wherein the first connecting rod part (18.1) relative to the second connecting rod part (19.1) is movable to the distance between the large connecting rod eye (8.1 ) and the small connecting rod eye (9.1), and with at least one cylinder-piston unit (20.1) to adjust the first connecting rod part (18.1) relative to the second connecting rod part (19.1), the cylinder-piston unit (20.1) comprises a cylinder bore (22.1), an adjusting piston (21.1) arranged longitudinally movably in the cylinder bore (22.1), at least one first pressure chamber (24.1) provided in the cylinder bore (22.1) for receiving engine oil Internal combustion engine, the pressure chamber (24.1) is bounded on one side by the movable adjusting piston (21.1), and one between an outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and an inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) arranged sealing means (23.1), characterized in that the sealing device (23.1) is designed as a conical gap seal (36.1), wherein the adjusting piston (21.1) has an outer wall (39.1) which is conically widened in the direction of the first pressure chamber (24.1) and the cylinder bore (22.1) has a direction in the direction of the first pressure chamber (24.1) has a conically widened inner wall (38.1). Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel (a) der konisch erweiterten Außenwandung (39.1) und der Konuswinkel (a) der konisch erweiterten Innenwandung (38.1) im Wesentlichen gleich sind.Length adjustable connecting rod (6.1) after Claim 1 , characterized in that the cone angle (a) of the flared outer wall (39.1) and the cone angle (a) of the flared inner wall (38.1) are substantially equal. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Konuswinkel (a) der konisch erweiterten Außenwandung (39.1) und der Konuswinkel (a) der konisch erweiterten Innenwandung (38.1) zwischen 0,5° und 1,0°, bevorzugt zwischen 0,6° und 0,8°, betragen.Length adjustable connecting rod (6.1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the cone angle (a) of the flared outer wall (39.1) and the cone angle (a) of the flared inner wall (38.1) between 0.5 ° and 1.0 °, preferably between 0.6 ° and 0, 8 °, amount. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des Verschiebewegs des Verstellkolben (21.1) in der Zylinderbohrung (22.1) zwischen 0,5 und 1,0 mal, bevorzugt zwischen 0,6 und 0,8 mal, den Durchmesser der ersten Stirnseite (27.1) des Verstellkolbens (21.1) beträgt.Length adjustable connecting rod (6.1) after one of Claims 1 to 3 , characterized in that the axial length of the displacement path of the adjusting piston (21.1) in the cylinder bore (22.1) between 0.5 and 1.0 times, preferably between 0.6 and 0.8 times, the diameter of the first end face (27.1) of the adjusting piston (21.1) is. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellkolben (21.1) der Zylinder-Kolben-Einheit (20.1) als zweiseitig wirkender Verstellkolben (21.1) ausgebildet ist, wobei der in der Zylinderbohrung (22.1) längs bewegbar angeordnete Verstellkolben (21.1) einen ersten Druckraum (24.1) und einen zweiten Druckraum (25.1) zur Aufnahme von Motoröl ausbildet und jeweils einseitig begrenzt.Length adjustable connecting rod (6.1) after one of Claims 1 to 4 , characterized in that the adjusting piston (21.1) of the cylinder-piston unit (20.1) is designed as a bidirectional adjusting piston (21.1), wherein in the cylinder bore (22.1) longitudinally movably arranged adjusting piston (21.1) has a first pressure chamber (24.1) and a second pressure chamber (25.1) for receiving engine oil is formed and limited on one side. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der ersten Stirnseite (27.1) des Verstellkolbens (21.1), die den ersten Druckraum (24.1) begrenzt, größer ist als der Durchmesser einer zweiten Stirnseite (28.1) des Verstellkolbens (21.1), die den zweiten Druckraum (25.1) begrenzt.Length adjustable connecting rod (6.1) after Claim 5 , characterized in that the diameter of the first end face (27.1) of the adjusting piston (21.1), which limits the first pressure chamber (24.1) is greater than the diameter of a second end face (28.1) of the adjusting piston (21.1), the second pressure chamber ( 25.1). Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltdichtung (36.1) zwischen der Außenwandung (39.1) des Verstellkolbens (21.1) und der Innenwandung (38.1) der Zylinderbohrung (22.1) in einer eingefahrenen Position der längenverstellbaren Pleuelstange (6.1) ein Spaltmaß (S) von mindestens 30 µm, bevorzugt von mindestens 50 µm, aufweist.Length adjustable connecting rod (6.1) after one of Claims 1 to 6 , characterized in that the gap seal (36.1) between the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and the inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) in a retracted position of the length-adjustable connecting rod (6.1) has a gap (S) of at least 30 μm, preferably of at least 50 μm. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltdichtung (36.1) zwischen der Außenwandung (39.1) des Verstellkolbens (21.1) und der Innenwandung (38.1) der Zylinderbohrung (22.1) in einer ausgefahrenen Position der längenverstellbaren Pleuelstange (6.1) ein Spaltmaß (S) von höchstens 10 µm, bevorzugt von höchstens 5 µm, aufweist.Length adjustable connecting rod (6.1) after one of Claims 1 to 7 , characterized in that the gap seal (36.1) between the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and the inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) in an extended position of the length-adjustable connecting rod (6.1) a gap (S) of at most 10th μm, preferably of at most 5 μm. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Pleuelteil (18.1) mit dem Verstellkolben (21.1) der Zylinder-Kolben-Einheit (20.1) verbunden ist und das zweite Pleuelteil (19.1) die Zylinderbohrung (22.1) der Zylinder-Kolben-Einheit (20.1) aufweist.Length adjustable connecting rod (6.1) after one of Claims 1 to 8th , characterized in that the first connecting rod part (18.1) with the adjusting piston (21.1) of the cylinder-piston unit (20.1) is connected and the second connecting rod part (19.1), the cylinder bore (22.1) of the cylinder-piston unit (20.1) , Verwendung einer Zylinder-Kolben-Einheit (20.1) mit einer Dichtungseinrichtung (23.1) für eine längenverstellbare Pleuelstange (6.1) eines Verbrennungsmotors (1) mit einem ersten Pleuelteil (18.1) und einem zweiten Pleuelteil (19.1), die mittels der Zylinder-Kolben-Einheit (20.1) verstellbar sind, um das erste Pleuelteil (18.1) relativ zum zweiten Pleuelteil (19.1) zu bewegen, die Zylinder-Kolben-Einheit (20.1) umfasst eine Zylinderbohrung (22.1), einen in der Zylinderbohrung (22.1) längs bewegbar angeordneten Verstellkolben (21.1), mindestens einen in der Zylinderbohrung (22.1) vorgesehenen ersten Druckraum (24.1) und die zwischen einer Außenwandung (39.1) des Verstellkolbens (21.1) und einer Innenwandung (38.1) der Zylinderbohrung (22.1) angeordneten Dichtungseinrichtung (23.1), dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungseinrichtung (23.1) als Spaltdichtung (33.1) mit einem konischen Verstellkolben (21.1) ausgebildet ist, wobei der Verstellkolben (21.1) eine in Richtung des ersten Druckraums (24.1) konisch erweiterte Außenwandung (39.1) aufweist und die Zylinderbohrung (22.1) eine in Richtung des ersten Druckraums (24.1) konisch erweiterte Innenwandung (38.1) aufweist.Use of a cylinder-piston unit (20.1) with a sealing device (23.1) for a length-adjustable connecting rod (6.1) of an internal combustion engine (1) with a first connecting rod part (18.1) and a second connecting rod part (19.1), which by means of the cylinder-piston Unit (20.1) are adjustable to move the first Pleuelteil (18.1) relative to the second Pleuelteil (19.1), the cylinder-piston unit (20.1) comprises a cylinder bore (22.1), one in the cylinder bore (22.1) arranged longitudinally movable Adjusting piston (21.1), at least one in the cylinder bore (22.1) provided first pressure chamber (24.1) and between an outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and an inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) arranged sealing means (23.1), characterized characterized in that the sealing device (23.1) as a gap seal (33.1) with a conical adjusting piston (21.1) is formed, wherein the adjusting piston (21.1) in the direction of the first pressure chamber (24.1) conically widened outer wall (39.1) and the cylinder bore (22.1 ) has a conically widened in the direction of the first pressure chamber (24.1) inner wall (38.1). 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 längenverstellbaren Pleuelstange (6.1) (6.1,6.2,6.3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.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 length-adjustable connecting rod (6.1) connected to the reciprocating piston (3.1.3.2.3.3) ( 6.1,6.2,6.3) after one of Claims 1 to 9 , Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinder-Kolben-Einheit (20.1) der längenverstellbaren Pleuelstange (6.1,6.2,6.3) an die Motorölhydraulik des Verbrennungsmotors (1) angeschlossen ist.Internal combustion engine (1) after Claim 11 , characterized in that the cylinder-piston unit (20.1) of the length-adjustable connecting rod (6.1,6.2,6.3) to the engine oil hydraulics of the internal combustion engine (1) is connected. Verbrennungsmotor (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Systemdruck des Motoröls im ersten Druckraum (24.1) der Zylinder-Kolben-Einheit (20.1) zwischen 1.000 bar und 3.000 bar, bevorzugt zwischen 2.000 bar und 2.500 bar, beträgt.Internal combustion engine (1) after Claim 11 or 12 , characterized in that the system pressure of the engine oil in the first pressure chamber (24.1) of the cylinder-piston unit (20.1) between 1,000 bar and 3,000 bar, preferably between 2,000 and 2,500 bar bar. Verbrennungsmotor (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuertrieb mit mindestens einer Steuerkette (12), einer Spann- und/oder Führungsschiene (15), und/oder einem Kettenspanner (16) vorgesehen ist, der die Kurbelwelle (4) mit der mindestens einen Nockenwelle (14) des Verbrennungsmotors (1) verbindet.Internal combustion engine (1) according to one of Claims 11 to 13 , characterized in that a control drive with at least one timing chain (12), a tensioning and / or guide rail (15), and / or a chain tensioner (16) is provided, the crankshaft (4) with the at least one camshaft (14 ) of the internal combustion engine (1) connects.
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