DE102016211999A1

DE102016211999A1 - Hydraulically actuated directional control valve for setting a variable compression ratio of a reciprocating internal combustion engine

Info

Publication number: DE102016211999A1
Application number: DE102016211999.0A
Authority: DE
Inventors: Oliver Hahn; Markus POPP; Andreas Möller
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2017-04-13

Abstract

Ein Wegeventil (33, 56) zur Einstellung eines variablen Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem in einer zylindrischen Aufnahmebohrung verschiebbar angeordneten, hydraulisch betätigbaren Steuerschieber weist zumindest einen mit Steuerkanten versehenen Ventilkolben auf und wird durch eine Druckmittelbeaufschlagung an einer zweiten Stirnseite mit einem Steuerdruck, welche über einen mit einem Steueranschluss verbundenen Steuerraum erfolgt, betätigt. Dabei ist über den Steuerschieber in zumindest einer der Schaltstellungen des Wegeventils (33, 56) ein Arbeitsanschluss mit einer Fluidleitung (30) verbunden ist. Zur Schaffung eines Wegeventils, bei dem verhindert wird, dass die in der Fluidleitung auftretenden Druckschwankungen, die durch die oszillierende Bewegung des Pleuels hervorgerufen werden, zu Fehlschaltungen des Wegeventils führen, sollen die Auswirkung der beschleunigungsbedingten Druckschwankungen am Wegeventil (33, 56) durch beschleunigungsabhängige Druckschwellwerte des Wegeventils (33, 56) kompensiert werden.A directional control valve (33, 56) for setting a variable compression ratio of a reciprocating internal combustion engine with a hydraulically actuated spool displaceably arranged in a cylindrical receiving bore has at least one valve piston provided with control edges and is pressurized by a second end face with a control pressure which is supplied via a connected to a control terminal connected control room, actuated. In this case, a working connection with a fluid line (30) is connected via the spool in at least one of the switching positions of the directional control valve (33, 56). To provide a directional valve, which prevents the occurring in the fluid line pressure fluctuations, which are caused by the oscillating movement of the connecting rod lead to switching errors of the directional control valve, the effect of the acceleration-induced pressure fluctuations on the directional control valve (33, 56) by acceleration-dependent pressure thresholds of the directional control valve (33, 56) are compensated.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch betätigtes Wegeventil zur Einstellung eines variablen Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem in einer zylindrischen Aufnahmebohrung verschiebbar angeordneten, hydraulisch betätigbaren Steuerschieber, der zumindest einen mit Steuerkanten versehenen Ventilkolben aufweist und durch eine Druckmittelbeaufschlagung an einer zweiten Stirnseite mit einem Steuerdruck, welche über einen mit einem Steueranschluss verbundenen Steuerraum erfolgt, betätigbar ist, wobei in zumindest einer der Schaltstellungen des Wegeventils über den Steuerschieber ein Arbeitsanschluss mit dem Steuerraum verbunden ist. The invention relates to a hydraulically actuated directional control valve for setting a variable compression ratio of a reciprocating internal combustion engine with a hydraulically actuated in a cylindrical receiving bore, hydraulically actuated spool having at least one valve piston provided with control edges and by a Druckmittelbeaufschlagung on a second end face with a control pressure which via a takes place connected to a control terminal, actuated, wherein in at least one of the switching positions of the directional control valve via the spool, a working port is connected to the control chamber.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein hydraulisch betätigtes Wegeventil, das zur Steuerung einer Verstellvorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrennkraftmaschine vorgesehen und in einem Pleuel der Hubkolbenbrennkraftmaschine anordenbar ist, mit einem in einer Gehäusebohrung eines Gehäuses längsverschiebbaren, in zwei unterschiedliche Schaltstellungen verstellbaren an einer ersten Stirnfläche mit der Kraft einer Rückstellfeder und an einer zweiten Stirnfläche mit einem hydraulischen Steuerdruck einer Fluidleitung beaufschlagten Steuerschieber, an dessen Außenmantelfläche eine erste und eine zweite jeweils mit Arbeitsanschlüssen zusammenwirkende Steuerkanten ausgebildet sind, wobei die Fluidleitung, ausgehend vom Inneren eines Pleuellagers, innerhalb des Pleuels im Wesentlichen in Längsrichtung desselben verläuft, wobei in einer ersten Schaltstellung der erste Arbeitsanschluss über die erste Steuerkante gegenüber einem Rücklauf geöffnet ist und wobei der Steuerschieber über den Steuerdruck (p_max) in eine zweite Schaltstellung verschiebbar ist, in der die zweite Steuerkante den zweiten Arbeitsanschluss) freigibt, so dass Druckmittel aus dem zweiten Arbeitsanschluss in einen Rücklauf abfließt. Furthermore, the invention also relates to a hydraulically operated directional control valve which is provided for controlling an adjusting device for changing the compression ratio of a reciprocating internal combustion engine and can be arranged in a connecting rod of the reciprocating internal combustion engine, with a longitudinally displaceable in a housing bore of a housing, in two different switching positions adjustable on a first end face with the force of a return spring and at a second end face with a hydraulic control pressure of a fluid line acted on control spool, on the outer circumferential surface a first and a second respectively cooperating with working ports control edges are formed, wherein the fluid line, starting from the interior of a connecting rod bearing, within the connecting rod substantially in the longitudinal direction thereof, wherein in a first switching position of the first working port on the first control edge opposite to a return g eöffnet is and wherein the spool on the control pressure (P _max ) is displaceable in a second switching position in which the second control edge the second working port) releases, so that pressure fluid from the second working port flows into a return.

Schließlich betrifft die Erfindung ein Pleuel für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis, das zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses in seiner effektiven Länge wenigstens zweistufig verstellbar ist, mit wenigstens einer hydraulischen Stelleinrichtung zum Einstellen der effektiven Länge des Pleuels, die wenigstens einen in einem kolbenseitigen Pleuelauge des Pleuels angeordneten Exzenterkörper, wenigstens zwei mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbare Druckräume von Stützzylindern, in denen jeweils ein Stellkolben verschiebbar geführt ist, und wenigstens zwei Kolbenstangen, die jeweils einen Stellkolben mit dem Exzenterkörper verbinden, aufweist.Finally, the invention relates to a connecting rod for a reciprocating internal combustion engine with adjustable compression ratio, which is at least two stages adjustable to adjust the compression ratio in its effective length, with at least one hydraulic actuator for adjusting the effective length of the connecting rod, which arranged at least one in a piston-side connecting rod eye of the connecting rod Exzenterkörper, at least two acted upon by a hydraulic fluid pressure chambers of support cylinders, in each of which a control piston is displaceably guided, and at least two piston rods, each connecting an actuating piston with the eccentric body having.

Stand der TechnikState of the art

Als Verdichtungsverhältnis ε einer Hubkolbenbrennkraftmaschine wird das Verhältnis des Volumens des gesamten Zylinderraumes zum Volumen des Kompressionsraumes bezeichnet. Eine Steigerung des Wirkungsgrades der Hubkolbenbrennkraftmaschine kann durch eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses erzielt werden. Daraus resultiert insgesamt eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs bei gleicher Leistung der Hubkolbenbrennkraftmaschine. Zu berücksichtigen ist allerdings, dass bei fremdgezündeten Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit einer Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses im Volllastbetrieb die Klopfneigung der betreffenden Zylindereinheiten zunimmt. Das Klopfen wird durch eine unkontrollierte Selbstzündung des Kraftstoff-Luftgemisches hervorgerufen.The compression ratio ε of a reciprocating internal combustion engine is the ratio of the volume of the entire cylinder chamber to the volume of the compression chamber. An increase in the efficiency of the reciprocating internal combustion engine can be achieved by increasing the compression ratio. This results in a total reduction of fuel consumption at the same power of the reciprocating internal combustion engine. It should be noted, however, that in spark-ignited reciprocating internal combustion engines with an increase in the compression ratio in full-load operation, the tendency to knock of the relevant cylinder units increases. The knocking is caused by an uncontrolled self-ignition of the fuel-air mixture.

Im Teillastbetrieb, in welchem die Füllung geringer ist, könnte hingegen das Verdichtungsverhältnis zur Verbesserung des entsprechenden Teillastwirkungsgrades erhöht werden, ohne dass dadurch das zuvor erwähnte Klopfen auftreten würde. Daraus resultiert, dass es insgesamt zweckmäßig ist, die Hubkolbenbrennkraftmaschine im Teillastbetrieb mit einem relativ hohen Verdichtungsverhältnis und im Volllastbetrieb mit einem gegenüber diesem reduzierten Verdichtungsverhältnis zu betreiben. Je nach Betrieb der Hubkolbenbrennkraftmaschine müsste daher das Verdichtungsverhältnis entsprechend angepasst werden.In part-load operation, in which the charge is lower, however, the compression ratio could be increased to improve the corresponding partial load efficiency, without thereby the aforementioned knocking would occur. As a result, it is altogether expedient to operate the reciprocating internal combustion engine in part-load operation with a relatively high compression ratio and in full-load operation with a reduced compression ratio compared to this. Depending on the operation of the reciprocating internal combustion engine, therefore, the compression ratio would have to be adjusted accordingly.

Eine Änderung des Verdichtungsverhältnisses ist außerdem besonders vorteilhaft für aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung, da bei diesen im Hinblick auf die Aufladung insgesamt ein niedriges Verdichtungsverhältnis vorgegeben wird, wobei zur Verbesserung des thermodynamischen Wirkungsgrades in ungünstigen Bereichen eines entsprechenden Motorkennfeldes die Verdichtung zu erhöhen ist. A change in the compression ratio is also particularly advantageous for supercharged reciprocating internal combustion engines with spark ignition, as these overall in terms of charging a low compression ratio is given, and to improve the thermodynamic efficiency in unfavorable areas of a corresponding engine map, the compression is to increase.

Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, das Verdichtungsverhältnis generell in Abhängigkeit von weiteren Betriebsparametern der Hubkolbenbrennkraftmaschine zu verändern, wie z.B. von Fahrzuständen des Kraftfahrzeugs, Betriebspunkten der Brennkraftmaschine, Signalen eines Klopfsensors, Abgaswerten usw.In addition, it is possible to change the compression ratio generally depending on other operating parameters of the reciprocating internal combustion engine, such as. of driving conditions of the motor vehicle, operating points of the internal combustion engine, signals of a knock sensor, exhaust gas values, etc.

Es sind aus dem Stand der Technik unter anderem Vorrichtungen bekannt, die in der Weise eine Verstellung des Abstandes zwischen einem Kurbelzapfen einer Kurbelwelle und einem Kolbenbolzen vornehmen, dass ein Exzenter durch die in der Zylindereinheit zwischen dem Pleuel einerseits und dem Kolbenbolzen oder dem Kurbelzapfen andererseits auftretenden Triebwerkskräfte, also Massen- und Lastkräfte, verstellt wird. Im Arbeitstakt der Zylindereinheit ändern sich die wirkenden Kräfte kontinuierlich. Es ist insbesondere für eine am Kolbenbolzenlager vorgesehene Vorrichtung zweckmäßig, den Exzenter mit zwei Stellkolben zu verbinden, die an diesem zu dessen Verdrehung sowie Abstützung über Laschen angreifen. Somit kann durch die Stellkolben die Drehbewegung unterstützt und eine Rückstellung des Exzenters, die aufgrund der mit unterschiedlichen Kraftrichtungen auf den Exzenter übertragenen Kräfte auftreten kann, vermieden werden. Entsprechende Druckräume sind dabei über Leitungsabschnitte mit einem innerhalb des Pleuels angeordneten Wegeventil verbunden. Das Ziel besteht also in der Umsetzung eines variablen Verdichtungsverhältnisses im Verbrennungsmotor über ein Pleuel, dessen Pleuellänge hydraulisch zwischen zwei Längen umschaltbar ist, wobei der Beginn des Umschaltvorgangs über das Druckniveau der Ölpumpe des Motors gesteuert wird.Devices are known from the prior art, inter alia, an adjustment of the distance between a crank pin of a crankshaft and a piston pin make that an eccentric by occurring in the cylinder unit between the connecting rod on the one hand and the piston pin or the crank pin on the other Engine forces, ie mass and load forces, is adjusted. In the working cycle of Cylinder unit, the acting forces change continuously. It is particularly useful for a device provided on the piston pin bearing device to connect the eccentric with two actuating pistons which act on this to its rotation and support via tabs. Thus, the rotational movement supported by the actuating piston and a provision of the eccentric, which can occur due to the force transmitted to the eccentric with different directions of force forces can be avoided. Corresponding pressure chambers are connected via line sections with a valve disposed within the connecting rod. The aim is therefore to implement a variable compression ratio in the internal combustion engine via a connecting rod, whose connecting rod length is hydraulically switchable between two lengths, wherein the beginning of the switching operation is controlled by the pressure level of the oil pump of the engine.

Ein Wegeventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Gattung ist aus der DE 10 2013 103 685 A1 bekannt. Mit diesem wird eine Vorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrennkraftmaschine gesteuert, welche mit einem in einem Pleuelauge eines Pleuels angeordneten Exzenter versehen ist. Innerhalb des mit zwei diametral verlaufenden Laschen versehenen Exzenters verläuft eine Kolbenbolzenbohrung, in der ein einen Arbeitskolben mit dem Pleuel verbindender Kolbenbolzen angeordnet ist. An den Laschen greift jeweils eine Kolbenstange der Vorrichtung an, wobei die Kolbenstangen mit Verstellkolben verbunden sind. Führungszylinder, die die Verstellkolben aufnehmen, werden über Ölzulaufleitungen, in denen jeweils ein einen Rückfluss verhinderndes Rückschlagventil angeordnet ist, mit Hydraulikflüssigkeit aus einem Pleuellager versorgt. Neben der entsprechenden Ölzulaufleitung ist an jeden der beiden Führungszylinder eine Ölrücklaufleitung angeschlossen, die zu dem die Vorrichtung steuernden Wegeventil führt. A directional control valve of the type described in the preamble of claim 1 is known from DE 10 2013 103 685 A1 known. With this a device for changing the compression ratio of a reciprocating internal combustion engine is controlled, which is provided with a arranged in a connecting rod eye of a connecting rod eccentric. Within the eccentric provided with two diametrically extending tabs extends a piston pin bore, in which a piston connecting a working piston with the connecting rod is arranged. At the tabs in each case engages a piston rod of the device, wherein the piston rods are connected to adjusting piston. Guide cylinders, which receive the adjusting pistons, are supplied with hydraulic fluid from a connecting rod bearing via oil feed lines, in each of which a non-return valve which prevents backflow. In addition to the corresponding oil feed line, an oil return line is connected to each of the two guide cylinder, which leads to the directional control valve controlling the device.

Über das Wegeventil, das aus einem hülsenartigen Gehäuse und einem kolbenartig ausgebildeten Steuerschieber besteht, wird wahlweise einer der Druckräume der Führungszylinder über die entsprechende Ölrücklaufleitung entleert. Ein entsprechendes Wegeventil kann, wie den Ausführungen zum Stand der Technik zu entnehmen ist (vergleiche 1 der DE 10 2013 103 685 A1 ), etwa gleichachsig mit einer Längsachse des Pleuels angeordnet sein. Der Steuerschieber des Wegeventils wird über einen Steuerraum stirnseitig mit einem Druck beaufschlagt, der über eine als Verstellpumpe ausgebildete Schmierölpumpe variiert wird. Eine über den Steuerraum mit dem Druck beaufschlagte Stirnseite des Steuerschiebers ist kegelstumpfartig ausgebildet, so dass in einer Endstellung des Steuerschiebers, die einer ersten Schaltstellung entspricht, zunächst nur ein kreisringartiger Flächenanteil der Stirnseite mit dem Druck beaufschlagt wird. In einer zweiten Schaltstellung des Wegeventils, in die dieses über einen Steuerdruck verschoben und mittels eines kugelschreibermechanikartigen Schaltmechanismus arretiert wird, nimmt der Steuerschieber eine Stellung ein, in welcher das Druckmittel aus einer der Ölrücklaufleitungen in den Steuerraum und somit in die Steuerleitung gelangt. In der ersten Schaltstellung kann ein Ablauf, der in die Ölwanne der Hubkolbenbrennkraftmaschine führt, über ein drehzahlabhängig gesteuertes Ablaufventil gesperrt werden, so dass eine Umschaltung verhindert wird. Dadurch soll eine Synchronisierung der Stellungen sämtlicher Wegeventile ermöglicht werden.About the directional control valve, which consists of a sleeve-like housing and a piston-like control slide, either one of the pressure chambers of the guide cylinder is emptied via the corresponding oil return line. A corresponding directional valve can, as can be seen from the statements on the prior art (see 1 of the DE 10 2013 103 685 A1 ), be arranged approximately coaxially with a longitudinal axis of the connecting rod. The spool of the directional control valve is acted upon by a control chamber at the front end with a pressure which is varied by a trained as a variable displacement oil pump. An over the control chamber acted upon by the pressure end face of the spool is formed frustoconical, so that in an end position of the spool, which corresponds to a first switching position, initially only an annular area portion of the end face is subjected to the pressure. In a second switching position of the directional control valve, in which this is displaced via a control pressure and locked by means of a ballpoint pen mechanism-like switching mechanism, the spool assumes a position in which the pressure fluid from one of the oil return lines in the control chamber and thus enters the control line. In the first switching position, a sequence that leads into the oil sump of the reciprocating internal combustion engine can be blocked via a speed-dependent controlled drain valve, so that a switch is prevented. This should enable synchronization of the positions of all directional control valves.

Weiterhin ist ein Wegeventil für die Steuerung einer Verstellvorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrennkraftmaschine der im Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 4 beschriebenen Gattung ist aus der DE 10 2013 111 616 A1 bekannt. Die Verstelleinrichtung weist einen in einem Pleuelauge eines Pleuels angeordneten Exzenter mit einer exzentrischen Kolbenbolzenbohrung auf, wobei der Exzenter mit diametral verlaufenden Laschen versehen ist, an denen über Exzenterstangen Kolben angreifen. Druckräume, die durch den jeweiligen Kolben und einem im Pleuel ausgebildeten Führungszylinder begrenzt sind, werden über Ölzulaufleitungen, in denen jeweils ein einen Rückfluss verhinderndes Rückschlagventil angeordnet ist, mit Motoröl aus einem Pleuellager versorgt. Neben der jeweiligen Ölzulaufleitung ist an jeden der beiden Druckräume eine weitere Fluidleitung angeschlossen, die zu einem als Umschaltventil bezeichneten Wegeventil führt. Furthermore, a directional control valve for controlling an adjusting device for changing a compression ratio of a reciprocating internal combustion engine of the type described in the preamble of the independent claim 4 is from the DE 10 2013 111 616 A1 known. The adjusting device has a arranged in a connecting rod eye of a connecting rod eccentric with an eccentric piston pin bore, wherein the eccentric is provided with diametrically extending tabs on which attack on eccentric rods piston. Pressure chambers, which are delimited by the respective piston and a guide cylinder formed in the connecting rod, are supplied with oil from a connecting rod bearing via oil feed lines, in each of which a non-return valve which prevents backflow. In addition to the respective oil supply line, a further fluid line is connected to each of the two pressure chambers, which leads to a directional control valve designated as a reversing valve.

Ein entsprechendes Wegeventil kann, wie den Ausführungen zum Stand der Technik zu entnehmen ist (vergleiche 1 der DE 10 2013 111 616 A1 ), innerhalb einer etwa gleichachsig mit einer Längsachse des Pleuels verlaufenden Aufnahmebohrung angeordnet sein. Darüber hinaus zeigen die 4 und 5 dieses Dokuments eine Anordnung des Wechselventils in einer Aufnahmebohrung, die parallel zum Pleuellager verläuft und diesem benachbart ist. Das Wegeventil besteht aus einem in zwei unterschiedliche Schaltstellungen bewegbaren Steuerschieber und einem den Steuerschieber aufnehmenden Ventilgehäuse, welches seinerseits in einer im Pleuel ausgebildeten Aufnahmebohrung angeordnet ist. Der Steuerschieber ist in einer durch das Ventilgehäuse gebildeten, zylindrischen Gehäusebohrung längsverschiebbar angeordnet und über einen mit einem Steueranschluss verbundenen Steuerraum an einer zweiten axial gerichteten Stirnfläche mit einem hydraulischen Steuerdruck beaufschlagbar. A corresponding directional valve can, as can be seen from the statements on the prior art (see 1 of the DE 10 2013 111 616 A1 ), be arranged within an approximately coaxial with a longitudinal axis of the connecting rod receiving bore. In addition, the show 4 and 5 this document, an arrangement of the shuttle valve in a receiving bore, which is parallel to the connecting rod bearing and adjacent thereto. The directional control valve consists of a movable in two different switching positions spool and the spool receiving valve housing, which in turn is arranged in a receiving bore formed in the connecting rod. The spool is longitudinally displaceably arranged in a cylindrical housing bore formed by the valve housing and can be acted upon by a hydraulic control pressure via a control chamber connected to a control connection on a second axially directed end face.

Des Weiteren umfasst das Wegeventil eine Rückstellfeder, mit der eine von der zweiten axial gerichteten Stirnfläche abgewandte erste axial gerichtete Stirnfläche des Ventilschiebers mit einer Rückstellkraft beaufschlagbar ist. Der Steuerschieber ist als Hohlkolben, der eine Außenmantelfläche und eine Innenmantelfläche aufweist, ausgebildet. An seiner Innenmantelfläche gleitet der Ventilschieber auf einem Stützelement, das gemeinsam mit einem Druckkolben, kugelförmigen Rastierelementen sowie einer ringförmigen Nut des Ventilschiebers Bestandteil einer Rastiereinrichtung ist. Über diese Rastiereinrichtung wird der Ventilschieber in seiner ersten Schaltstellung verrastet. Furthermore, the directional control valve comprises a return spring, with which a first axially directed end face of the valve slide facing away from the second axially directed end face can be acted upon by a restoring force. The spool is designed as a hollow piston, which has an outer circumferential surface and an inner lateral surface. On its inner circumferential surface of the valve slide slides on a support member which is part of a locking device together with a pressure piston, spherical Rastierelementen and an annular groove of the valve spool. About this locking device, the valve spool is locked in its first switching position.

In beiden Schaltstellungen des Wegeventils wird jeweils einer der beiden Druckräume der zuvor erläuterten Verstelleinrichtung des Exzenters in eine an das Wegeventil angeschlossene Steuerleitung entleert. In der ersten Schaltstellung ist dabei der erste Arbeitsanschluss über eine in der Außenmantelfläche des Ventilschiebers vorgesehene Steuernut mit einem Leitungszweig der Steuerleitung verbunden.In both switching positions of the directional control valve one of the two pressure chambers of the above-explained adjustment of the eccentric is emptied into a control line connected to the directional control valve. In the first switching position of the first working port is connected via a provided in the outer circumferential surface of the valve spool cam with a line branch of the control line.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wegeventil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem verhindert wird, dass die in der Fluidleitung auftretenden Druckschwankungen, die durch die oszillierende Bewegung des Pleuels hervorgerufen werden, zu Fehlschaltungen des Wegeventils führen.The object of the invention is to provide a directional control valve of the type mentioned, in which prevents the pressure fluctuations occurring in the fluid line, which are caused by the oscillating movement of the connecting rod, lead to faulty switching of the directional control valve.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche 1, 4 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen wiedergegeben, die jeweils für sich genommen oder in verschiedenen Kombinationen miteinander einen Aspekt der Erfindung darstellen können.This object is solved by the independent claims 1, 4 and 10. Advantageous embodiments of the invention are set forth in the dependent claims, each of which, taken alone or in various combinations with each other, may constitute an aspect of the invention.

Gemäß dem Patentanspruch 1 soll die Auswirkung der beschleunigungsbedingten Druckschwankungen am Wegeventil durch beschleunigungsabhängige Druckschwellwerte des Wegeventils kompensiert werden. Dabei wird berücksichtigt, dass das Öl in den zum Wegeventil führenden Bohrungen durch die Rotation der Kurbelwelle und die damit verbundene oszillatorische Pleuelbewegung Trägheitskräfte erfährt. Hierdurch entsteht bei konstantem Versorgungsdruck p_SUPPLY der Ölpumpe der Hubkolbenbrennkraftmaschine eine oszillatorische Variation Δp des Fluiddrucks am Wegeventil innerhalb einer Kurbelwellenumdrehung. According to the patent claim 1, the effect of the acceleration-related pressure fluctuations on the directional control valve is to be compensated by acceleration-dependent pressure threshold values of the directional control valve. It is taken into account that the oil in the leading to the directional valve holes by the rotation of the crankshaft and the associated oscillatory Pleuelbewegung undergoes inertial forces. As a result, at a constant supply pressure p _{SUPPLY of} the oil pump of the reciprocating internal combustion engine, an oscillatory variation Δp of the fluid pressure at the directional control valve within one crankshaft revolution occurs.

Die Amplitude der Druckschwankungen nimmt quadratisch mit der Drehzahl zu, so dass ab einer von der Systemauslegung abhängigen Drehzahl die oben genannten Druckschaltschwellen p_HIGH bzw. p_LOW über- bzw. unterschritten werden. Infolge dessen kommt es zu einem ungewollten Hin- und Herschalten des Wegeventils innerhalb einer Kurbelwellenumdrehung und damit zum Verlust der Steuerbarkeit des Verdichtungsverhältnis.The amplitude of the pressure fluctuations increases quadratically with the speed, so that above a dependent on the system design speed above the pressure _{switching thresholds} p _HIGH or p _{LOW are} exceeded or _fallen below. As a result, there is an unwanted switching back and forth of the directional valve within a crankshaft revolution and thus the loss of controllability of the compression ratio.

Vor allem im unteren Drehzahlbereich, von bis zu ca. n_MAX = 4500 rpm, ist eine Veränderbarkeit des Verdichtungsverhältnisses thermodynamisch sinnvoll. Für übliche PKW-Kurbelwellengeometrien entstehen bei vorgenanntem n_MAX am Wegeventil Druckschwankungen von Δp = ungefähr 8 bar. Um ein ungewolltes Umschalten des Verdichtungsverhältnis zu vermeiden, müssten die Druckgrenzen des Wegeventils folglich so ausgelegt werden, dass sie außerhalb des Druckschwankungsbereichs liegen, also p_HIGH – p_LOW > Δp. Dies bedeutet aber, dass bei niedrigen Drehzahlen, bei denen es nicht zu signifikanten Druckoszillationen kommt, ein sehr hoher Versorgungsdruck von mindestens p_SUPPLY bzw. p_HIGH >8 bar) erforderlich ist, um das Verdichtungsverhältnis durch Verstellung des Wegeventils von einer ersten in eine zweite Schaltstellung umzuschalten. Especially in the lower speed range, up to about n _MAX = 4500 rpm, a variability of the compression ratio makes thermodynamically sense. For conventional car crankshaft geometries arise at the aforementioned n _MAX at the directional control valve pressure fluctuations of Δp = about 8 bar. In order to avoid unintentional switching of the compression ratio, the pressure limits of the directional control valve would consequently have to be designed so that they are outside the pressure fluctuation range, ie p _HIGH -p _LOW > Δp. However, this means that at low speeds at which there is no significant pressure oscillations, a very high supply pressure of at least p _SUPPLY or p _HIGH > 8 bar) is required to the compression ratio by adjusting the directional control valve from a first to a second Switch position.

Dies ist nicht wünschenswert und vermutlich nicht realisierbar, da hohe Versorgungsdrücke große hydraulische Verluste in allen vom Ölkreislauf versorgten Aggregaten nach sich ziehen und sich damit negativ auf den Kraftstoffverbrauch auswirken würden. Bei Drehzahlen oberhalb von n_MAX steigen die Druckamplituden bis zur maximalen Motordrehzahl weiter an und erreichen unter den oben genannten Bedingungen z.B. bei 7000 rpm ohne Berücksichtigung von Kavitationseffekten einen Wert von ca. 24 bar, so dass spätestens hier die Steuerbarkeit des Wegeventils und damit des Verdichtungsverhältnisses verloren geht.This is undesirable and probably not feasible, as high supply pressures would cause large hydraulic losses in all units powered by the oil circuit, thus negatively impacting fuel economy. At speeds above n _MAX , the pressure amplitudes continue to rise up to the maximum engine speed and reach a value of about 24 bar under consideration of the above-mentioned conditions, for example at 7000 rpm without consideration of cavitation effects, so that at the latest here the controllability of the directional valve and thus of the compression ratio get lost.

Erfindungsgemäß erfolgt eine Kompensation der Auswirkung der beschleunigungsbedingten Druckschwankungen am Wegeventil durch beschleunigungsabhängige Druckschwellwerte des Wegeventils. Im Wegeventil einer beliebigen Bauart befindet sich vorzugsweise zumindest ein federkraftbeaufschlagter Hydraulikkolben als hydraulisch betätigte Komponenten, der als Steuerschieber ausgebildet ist. Bei der Auslegung des Wegeventils werden die Schaltschwelldrücke p_HIGH bzw. p_LOW über Dimensionierung die Federvorspannungen und der hydraulisch aktiven Kolbenflächen vorgegeben. Im bewegten Pleuel erfährt der zumindest eine Hydraulikkolben des Wegeventils ebenfalls Trägheitskräfte. Diese bewirken, dass auch die Schaltschwellen abhängig vom Beschleunigungszustand des Pleuels variieren. According to the invention, the effect of the acceleration-related pressure fluctuations on the directional control valve is compensated by acceleration-dependent pressure threshold values of the directional control valve. In the directional valve of any type is preferably at least one spring-loaded hydraulic piston as hydraulically actuated components, which is designed as a control slide. When designing the directional control valve, the switching threshold pressures p _HIGH and p _{LOW are} specified by dimensioning the spring preloads and the hydraulically active piston surfaces. In the moving connecting rod, the at least one hydraulic piston of the directional valve also experiences inertial forces. These cause that the switching thresholds vary depending on the acceleration state of the connecting rod.

Durch geeignete Ausrichtung der Bewegungsrichtung der Kolben relativ zur Pleuel-Achse, die die Hauptbeschleunigungsrichtung des Pleuels darstellt, und durch geeignete Dimensionierung der spezifischen Kolbenmasse (= Kolbenmasse / hydraulisch aktive Fläche) kann erreicht werden, dass die beschleunigungsbedingte Variation der Schaltschwellen des Wegeventils die ebenfalls beschleunigungsbedingte Variation des am Wegeventils anliegenden Hydraulikdrucks weitgehend kompensiert. Somit bleiben, bezogen auf den Versorgungsdruck, die Schaltschwellen p_LOW und p_HIGH über die Kurbelwellenumdrehung im Wesentlichen konstant. Somit kommt es nicht mehr zu einem ungewollten Schalten des Wegeventils. Es verbleibt lediglich ein drehzahlabhängiger gemeinsamer Abfall der oberen und unteren Schaltschwelle, der unter oben genannter Annahme bei n_MAX nur ca. 2 bar ausmacht. Dies bedeutet, dass die Druckschwellwerte gegenüber niedrigen Drehzahlen bis n_MAX nur um diesen Betrag abfallen. Der Grund dafür ist der durch die Trägheitskraft bedingte Anstieg einer Druckdifferenz zwischen einer Ölgalerie und einem virtuellen Druck im Zentrum des Pleuellagers. Die Schaltschwelle p_HIGH muss den Übergang zu dem Pleuel-Schaltzustand triggern, der bei Drehzahlen über n_MAX gewünscht wird. Das ist in der Regel bei dem niedrigeren der beiden Verdichtungsverhältnisse der Fall.By appropriate alignment of the direction of movement of the piston relative to the connecting rod axis, which is the main direction of acceleration of the connecting rod, and by suitable dimensioning of specific piston mass (= piston mass / hydraulically active surface) can be achieved that the acceleration-induced variation of the switching thresholds of the directional control valve largely compensates for the acceleration-related variation of the hydraulic pressure applied to the directional control valve. Thus, based on the supply pressure, the switching thresholds p _LOW and p _HIGH remain substantially constant over the crankshaft revolution. Thus, there is no longer an unwanted switching of the directional control valve. There remains only a speed-dependent common waste of the upper and lower switching threshold, which under the above assumption at n _{MAX is} only about 2 bar. This means that the pressure _thresholds decrease only by this amount compared to low speeds up to n _MAX . The reason for this is due to the inertial force caused increase in a pressure difference between an oil gallery and a virtual pressure in the center of the connecting rod bearing. The switching threshold p _HIGH must trigger the transition to the connecting rod switching state, which is desired at speeds above n _MAX . This is usually the case at the lower of the two compression ratios.

Die Aufgabe wird auch durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 4 gelöst, wonach das Wegeventil mit einer Einbaulage innerhalb des Pleuels angeordnet ist, in der aufgrund der beschleunigten Masse des Steuerschiebers Druckpulsationen, welche durch die beschleunigte Bewegung eines in der Steuerleitung vorhandenen Ölvolumens in unterschiedlichen Richtungen hervorgerufen werden, kompensierbar sind. Aufgrund der Masse des Steuerschiebers und der daraus bei Beschleunigung des Pleuels resultierenden Trägheitskräfte werden die statischen Schaltgrenzen so verschoben, dass die beschleunigungsbedingten Änderungen des Steuerdruckes kompensiert werden.The object is also solved by the features of the characterizing part of claim 4, according to which the directional valve is disposed with an installation position within the connecting rod, in the due to the accelerated mass of the spool pressure pulsations, which by the accelerated movement of an existing in the control line oil volume in different Directions are compensated. Due to the mass of the spool and the resulting inertia forces resulting from the acceleration of the connecting rod, the static switching limits are shifted so that the changes in the control pressure due to acceleration are compensated.

Weiterhin ist vorgesehen, dass der Steuerschieber ausschließlich durch einen normalen Motoröldruck (p_M), einen gegenüber diesem erhöhten Steuerdruck (p_HIGH) sowie einem gegenüber dem Motoröldruck (p_M) reduzierten Resetdruck (p_LOW) im Zusammenwirken mit der Rückstellfeder in seine beiden Schaltstellungen verschoben und in diesen gehalten wird. Danach wird der Steuerschieber durch den Motoröldruck in seiner zweiten Schaltstellung gehalten, und es bedarf keiner mechanischen Verrastung des Steuerschiebers. Der von der Schmierölpumpe der Hubkolbenbrennkraftmaschine als Steuerdruck zur Verfügung gestellte Motoröldruck kann sich auf einem normalen Druckniveau bewegen, was dem normalen Motoröldruck (p_M) entspricht, oder dieser kann auf einen erhöhten Steuerdruck (p_HIGH) oder einen reduzierten Resetdruck (p_LOW) verändert werden, indem vorzugsweise die Schmierölpumpe als Verstellpumpe ausgebildet ist. Furthermore, it is provided that the spool exclusively by a normal engine oil pressure (p _M ), with respect to this increased control pressure (p _HIGH ) and compared to the engine oil pressure (p _M ) reduced reset pressure (p _LOW ) in cooperation with the return spring in its two switching positions is moved and held in these. Thereafter, the spool is held by the engine oil pressure in its second switching position, and it requires no mechanical locking of the spool. The engine oil pressure provided by the lubricating oil pump of the reciprocating internal combustion engine as a control pressure may be at a normal pressure level corresponding to the normal engine oil pressure (p _M ), or may be changed to an increased control pressure (p _HIGH ) or a reduced reset pressure (p _LOW ) be formed by preferably the lubricating oil pump is designed as a variable displacement pump.

Dabei ist, wie zuvor angegeben, vorgesehen, dass der Steuerschieber über den normalen Motoröldruck (p_M) in seiner zweiten Schaltstellung gehalten wird, wobei eine Umschaltung auf die erste Schaltstellung mittels der Rückstellfeder erfolgt, wenn der Motoröldruck (p_M) auf den Resetdruck (p_LOW) reduziert wird. Die Vorteile der Ausbildung des Wegeventils bestehen darin, dass auf eine mechanische Umschalteinrichtung und jegliche mechanische Sperrmittel, die den Steuerschieber mechanisch in bestimmten Positionen verriegeln oder verrasten würden, verzichtet werden kann. Die erfindungsgemäße Anordnung des Wegeventils und die Ausrichtung des Steuerraums im Pleuel in Richtung von dessen Pleuellager können aber auch für ein Wegeventil mit einer mechanischen Verrastung des Steuerschiebers vorgesehen sein.It is provided, as indicated above, that the spool is held above the normal engine oil pressure (p _M ) in its second switching position, wherein a changeover to the first switching position by means of the return spring, when the engine oil pressure (p _M ) to the reset pressure ( p _LOW ) is reduced. The advantages of the design of the directional control valve are that it can be dispensed with a mechanical switching device and any mechanical locking means which would mechanically lock or latch the spool in certain positions. The inventive arrangement of the directional control valve and the orientation of the control chamber in the connecting rod in the direction of the connecting rod bearing can also be provided for a directional control valve with a mechanical latching of the spool.

Diese würden in nachteiliger Weise Reibung und Verschleiß innerhalb des Wegeventils hervorrufen und sind sowohl mit einem erheblichen zusätzlichen Bauaufwand als auch mit einer Vergrößerung der baulichen Abmessungen des Wegeventils verbunden. Ohne derartige mechanische Umschalteinrichtungen und Sperrmittel besteht allerdings das Risiko, dass pulsierende Öldruckschwankungen in der Steuerleitung und somit im Steuerraum zu Fehlschaltungen des Wegeventils führen. Diese Öldruckschwankungen resultieren aus den auf die Ölsäule der Steuerleitung wirkenden Fliehkräften, die mit zunehmender Motordrehzahl ebenfalls ansteigen. Zur Vermeidung derartiger Fehlschaltung soll das Wegeventil erfindungsgemäß mit einer Einbaulage innerhalb des Pleuels angeordnet sein, in der aufgrund der beschleunigten Masse des Steuerschiebers uns somit dessen Trägheitskräfte Druckpulsationen, welche durch die oszillierende Bewegung eines in der Steuerleitung vorhandenen Ölvolumens in unterschiedlichen Richtungen hervorgerufen werden, kompensierbar sind. Die Trägheitskräfte des Steuerschiebers, der den Beschleunigungskräften ausgesetzt ist, wirken den Druckpulsationen in der Steuerleitung entgegen.These would disadvantageously cause friction and wear within the directional valve and are associated with both a significant additional construction cost and with an increase in the structural dimensions of the directional control valve. Without such mechanical switching devices and blocking means, however, there is the risk that pulsating oil pressure fluctuations in the control line and thus in the control room lead to faulty switching of the directional control valve. These oil pressure fluctuations result from the forces acting on the oil column of the control line centrifugal forces, which also increase with increasing engine speed. To avoid such faulty switching, the directional control valve according to the invention should be arranged with an installation position within the connecting rod, in which due to the accelerated mass of the spool thus its inertial forces pressure pulsations, which are caused by the oscillating movement of an existing in the control line oil volume in different directions, are compensated , The inertial forces of the spool, which is exposed to the acceleration forces, counteract the pressure pulsations in the control line.

Demgegenüber ist Bestandteil der Wegeventile nach den Druckschriften DE 10 2013 103 685 A1 und DE 10 2013 111 616 A1 jeweils eine mechanische Umschalteinrichtung, die eine den Steuerschieber in seiner zweiten Schaltstellung fixierende Rastiereinrichtung aufweist. Das hohlzylindrische Stützelement und der in diesem verschiebbar geführte Druckkolben übernehmen dabei nach der DE 10 2013 111 616 A1 gemeinsam mit den kugelförmigen Rastierelementen die Rastierfunktion. Dadurch erhöhen sich die für die Umschaltung des Wegeventils erforderlichen Kräfte sowie dessen Herstellkosten. Außerdem ist eine Synchronisation der Stellungen sämtlicher Wegeventile der Hubkolbenbrennkraftmaschine nicht vorgesehen. In den jeweiligen Figuren zum Stand der Technik ist zwar ein Pleuel mit einem in dessen Längsrichtung angeordneten Wegeventil gezeigt; dabei befindet sich aber der mit einem Steuerdruck beaufschlagte Steuerraum in nachteiliger Weise an einem dem Pleuellager zugewandten Ende des Wegeventils, also der Ölsäule in einer entsprechenden Fluidleitung gleichgerichtet, so dass die aufgrund der oszillierenden Bewegung des Pleuels beschleunigte Masse des Steuerschiebers die Amplitude der Druckschwankungen noch vergrößert. Die durch die Trägheitskraft der Ölsäule bedingten Druckschwankungen treten in der vorstehend beschriebenen Weise auf; aber die durch die Trägheitskraft des Steuerschiebers bewirkte Schwankung der Schaltschwellen wirkt sich im Falle einer derartigen Ausrichtung des Steuerraums in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Pleuels in den oberen Totpunkt negativ aus.In contrast, is part of the directional control valves according to the publications DE 10 2013 103 685 A1 and DE 10 2013 111 616 A1 in each case a mechanical switching device which has a locking device which fixes the control slide in its second switching position. The hollow cylindrical support member and the displaceably guided in this pressure piston take over after the DE 10 2013 111 616 A1 together with the spherical Rastierelementen the Rastierfunktion. As a result, the forces required for the switching of the directional valve and its manufacturing costs increase. In addition, a synchronization of the positions of all directional valves of the reciprocating internal combustion engine is not provided. In the respective figures of the prior art is indeed a connecting rod with a directional valve disposed in the longitudinal direction thereof; However, there is the acted upon by a control pressure control chamber disadvantageously rectified to a connecting rod bearing end of the directional control valve, so the oil column rectified in a corresponding fluid line, so that the accelerated due to the oscillating movement of the connecting rod mass of the spool increases the amplitude of the pressure fluctuations even more , The pressure fluctuations caused by the inertial force of the oil column occur in the manner described above; but the fluctuation of the switching thresholds caused by the inertial force of the spool affects negatively in the case of such an orientation of the control space with respect to the direction of movement of the connecting rod to the top dead center.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung soll das Wegeventil gleichachsig oder achsparallel zu einer Beschleunigungsachse des Pleuels angeordnet sein, wobei sich ein mit der Steuerleitung verbundener Steuerraum an einer zum Pleuelauge hin ausgerichteten Stirnseite vorgesehen ist. Das Pleuel ist folglich mit einer längsverlaufenden Ventilaufnahmebohrung versehen, so dass die oszillieren Bewegungen des Pleuels zu Beschleunigungskräften an den verschiebbar im Ventilgehäuse des Wegeventils geführten Bauelementen führt. Die vom Inneren des Pleuellagerauges ausgehende Steuerleitung verläuft im Wesentlichen in Längsrichtung des Pleuels. Der Verlauf kann auch insgesamt oder abschnittsweise geringfügig von der Längsrichtung des Pleuels abweichen. Wenn, wie weiterhin vorgesehen, das Wegeventil derart orientiert in die Ventilaufnahmebohrung eingesetzt ist, dass sich der mit der Steuerleitung verbundene Steuerraum an einer Stirnseite des Steuerschiebers befindet, die in Richtung eines oberen Totpunkts des Pleuels, also in Richtung des Pleuelauges weist, wirken Beschleunigungskräfte auf den Steuerschieber, die den in der Steuerleitung bzw. dem Steuerraum wirkenden Druckspitzen entgegen gerichtet sind. Somit verbleibt der Steuerschieber in seiner jeweiligen Schaltstellung.In a further embodiment of the invention, the directional control valve is to be arranged coaxially or axially parallel to an axis of acceleration of the connecting rod, with a connected to the control line control chamber is provided on an end face directed towards the connecting rod end. The connecting rod is thus provided with a longitudinal valve receiving bore, so that the oscillating movements of the connecting rod leads to acceleration forces on the slidably guided in the valve housing of the directional control valve components. The outgoing from the interior of the connecting rod bearing eye control line extends substantially in the longitudinal direction of the connecting rod. The course may also differ slightly or in total slightly from the longitudinal direction of the connecting rod. If, as further provided, the directional control valve is oriented in the valve receiving bore is used, that is connected to the control line control chamber at an end face of the spool, which points in the direction of a top dead center of the connecting rod, ie in the direction of the connecting rod, acceleration forces act the spool, which are directed against the acting in the control line or the control chamber pressure peaks. Thus, the spool remains in its respective switching position.

Alternativ dazu kann das Wegeventil unter einem spitzen Winkel zu einer Beschleunigungsachse des Pleuels angeordnet sein. Dabei soll ein mit der Steuerleitung verbundener Steuerraum ebenfalls an einer im Wesentlichen zum Pleuelauge hin ausgerichteten Stirnseite vorgesehen sein. Alternatively, the directional control valve may be arranged at an acute angle to an axis of acceleration of the connecting rod. In this case, a control space connected to the control line should also be provided on an end face directed substantially towards the connecting rod end.

Weiterhin kann ein mit dem Steuerschieber zusammenwirkender Kolben vorgesehen sein, der einerseits mit dem Steuerdruck (p_M, p_HIGH oder p_LOW) beaufschlagt ist und sich andererseits in Richtung der zweiten Stirnfläche über eine Kolbenfeder an dem Steuerschieber abstützt. Durch die Federkräfte der Rückstellfeder und der Kolbenfeder werden die Schaltgrenzen bestimmt. Dabei ist es Aufgabe der Massen des Steuerschiebers und des Kolbens durch ihre Trägheitskräfte bei Beschleunigung des Pleuels die statischen Schaltgrenzen so zu verschieben, dass die ebenfalls beschleunigungsbedingte Änderung des Steuerdruckes kompensiert wird. Die Druckpulsationen innerhalb des Steuerraums wirken somit auf den Kolben, der nur einen konstanten Steuerdruck auf den Steuerschieber überträgt. Bei einem Druckaufbau im Steuerraum wird der Kolben entgegen der Kraft der Kolbenfeder gegen die zweite Stirnfläche oder deren Teilbereich bewegt, so das eine entsprechende Längsverschiebung des Steuerschiebers in seine zweite Schaltposition erfolgt. Führt eine konstante Reduzierung des Steuerdrucks im Steuerraum zu einer entsprechenden Längsbewegung des Kolbens in eine von der zweiten Stirnfläche abgewandte Richtung, so folgt der Steuerschieber dem Kolben und wird folglich in seine erste Schaltstellung verstellt.Furthermore, a co-operating with the spool piston may be provided which is acted on the one hand to the control pressure (p _M , p _HIGH or p _LOW ) and on the other hand supported in the direction of the second end face via a piston spring on the spool. By the spring forces of the return spring and the piston spring, the switching limits are determined. It is the task of the masses of the control spool and the piston by their inertial forces during acceleration of the connecting rod to shift the static switching limits so that the acceleration-related change of the control pressure is compensated. The pressure pulsations within the control chamber thus act on the piston, which transmits only a constant control pressure on the spool. In a pressure build-up in the control chamber, the piston is moved against the force of the piston spring against the second end face or its portion, so that a corresponding longitudinal displacement of the spool takes place in its second switching position. Performs a constant reduction of the control pressure in the control chamber to a corresponding longitudinal movement of the piston in a direction remote from the second end face direction, the spool follows the piston and is thus adjusted to its first switching position.

Ein grundsätzlicher Vorteil der Ausbildung des Wegeventils nach den Patentansprüchen 1 und 4 sowie den von diesen abhängigen Patentansprüchen besteht darin, dass auf eine mechanische Umschalteinrichtung und auf jegliche mechanische Sperrmittel die den Steuerschieber mechanisch in bestimmten Positionen verriegeln oder verrasten würden, verzichtet werden kann. Die aus derartigen Sperr- oder Rastmitteln resultierende Reibung kann somit vermieden werden. Außerdem lassen sich die baulichen Abmessungen des Wegeventils erheblich reduzieren. Gerade in Hubkolbenbrennkraftmaschinen von Personenkraftwagen, für die eine laufende Veränderung des Verdichtungsverhältnisses eine erhebliche Rolle spielt, sind Abmessungen der Pleuel vorgesehen die nur einen geringen Bauraum für die Anordnung eines entsprechenden Wegeventils bieten. A fundamental advantage of the design of the directional control valve according to claims 1 and 4 as well as the claims dependent thereon is that it is possible to dispense with a mechanical switching device and any mechanical locking means which would mechanically lock or lock the control slide in certain positions. The resulting from such locking or locking means friction can thus be avoided. In addition, the structural dimensions of the directional control valve can be significantly reduced. Especially in reciprocating internal combustion engines of passenger cars, for a continuous change in the compression ratio plays a significant role, dimensions of the connecting rods are provided which provide only a small space for the arrangement of a corresponding directional control valve.

Aus den vorgenannten Gründen werden erfindungsgemäß die gesamten Umschaltvorgänge des Wegeventils und die Positionierung des Steuerschiebers in seinen Einstellungen ausschließlich hydraulisch durchgeführt. Außerdem soll mit dem äußerst kompakt ausgebildeten Wegeventil vorzugsweise eine die Ölrückführung in die Steuerleitung in beiden Schaltstellungen realisiert werden. Dabei handelt es sich um ein System, bei dem das Schmieröl in das Ölversorgungsnetz rekuperiert wird. Dadurch werden die Druckverluste im Schmierölsystem, die anderenfalls in den beiden Schaltstellungen auftreten würden, erheblich reduziert. Die jeweilige Verbindung der Ölrücklaufleitungen über das Wegeventil mit der Ölgalerie weist außerdem den Vorteil auf, dass auch die Verstellgeschwindigkeiten der Stellkolben reduziert werden, da eine Rückstellung gegen den Systemdruck erfolgt. Dadurch werden in vorteilhafter Weise die Aufsetzgeschwindigkeiten der Stellkolben verringert.For the aforementioned reasons, the entire switching operations of the directional control valve and the positioning of the spool in its settings are performed exclusively hydraulically according to the invention. In addition to be realized with the extremely compact way valve preferably a return oil in the control line in both switching positions. This is a system in which the lubricating oil is recuperated in the oil supply network. As a result, the pressure losses in the lubricating oil system, which would otherwise occur in the two switching positions, significantly reduced. The respective connection of the oil return lines via the directional control valve with the oil gallery also has the advantage that the adjustment speeds of the adjusting piston are reduced, since a provision is made against the system pressure. As a result, the Aufsetzgeschwindigkeiten the adjusting pistons are reduced in an advantageous manner.

Außerdem kann bei der erfindungsgemäßen Lösung in relativ kurzen Zeitabständen, mit dem reduzierten Druck p_LOW jeweils eine Resetfunktion durchgeführt werden, so dass die Stellungen sämtlicher Wegeventile und folglich sämtlicher Verstellvorrichtungen einer Hubkolbenbrennkraftmaschine selbsttätig synchronisiert werden. Diese Resetfunktion kommt bei jeder Umschaltung des Wegeventils aus seiner zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung aufgrund eines gegenüber dem Betriebsdruck p_M abgesenkten Resetdruck p_LOW zustande, durch den sämtliche Wegeventile der Hubkolbenbrennkraftmaschine mittels der Rückstellfedern in ihre definierte Endposition bewegt werden. In addition, in the solution according to the invention in relatively short time intervals, each with the reduced pressure p _LOW a reset function are performed, so that the positions of all directional control valves and consequently all adjusting a reciprocating internal combustion engine are automatically synchronized. This reset function occurs at each switching of the directional control valve from its second switching position into the first switching position due to a relation to the operating pressure p _M lowered reset pressure p _LOW , through which all directional control valves of the reciprocating internal combustion engine are moved by means of the return springs in their defined end position.

Schließlich soll das erfindungsgemäße Pleuel für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis vorgesehen und zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses in seiner effektiven Länge wenigstens zweistufig verstellbar sein. Das Pleuel weist wenigstens eine hydraulische Stelleinrichtung zum Einstellen der effektiven Länge des Pleuels auf, die aus wenigstens einem in einem kolbenseitigen Pleuelauge des Pleuels angeordneten Exzenter, wenigstens zwei mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbare Hydraulikkammern, in denen jeweils ein Stellkolben verschiebbar gelagert ist, und wenigstens zwei Kolbenstangen, die jeweils einen Stellkolben mit dem Exzenter verbinden, besteht. Außerdem ist wenigstens ein Wegeventil nach einer der vorgenannten Ausgestaltungen oder einer beliebigen Kombination derselben vorgesehen. Mit dem die entsprechende Verstelleinrichtung aufweisenden Pleuel sind die oben mit Bezug auf das Wegeventil genannten Vorteile entsprechend verbunden.Finally, the connecting rod according to the invention for a reciprocating internal combustion engine with adjustable compression ratio and intended to adjust the compression ratio in its effective length at least two stages adjustable. The connecting rod has at least one hydraulic adjusting device for adjusting the effective length of the connecting rod, which consists of at least one arranged in a piston-side connecting rod of the connecting rod eccentric, at least two acted upon by a hydraulic fluid hydraulic chambers, in each of which a control piston is slidably mounted, and at least two piston rods , which each connect an actuator piston with the eccentric consists. In addition, at least one directional control valve according to one of the aforementioned embodiments or any combination thereof is provided. With the connecting rod having the corresponding adjusting the advantages mentioned above with respect to the directional control valve are connected accordingly.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der unabhängigen Patentansprüche mit den abhängigen Patentansprüchen beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus weitere Möglichkeiten, einzelne Merkmale, insbesondere dann, wenn sie sich aus den Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispieles oder unmittelbar aus den Figuren ergeben, miteinander zu kombinieren. Außerdem soll die Bezugnahme der Patentansprüche auf die Figuren durch die Verwendung von Bezugszeichen den Schutzumfang der Patentansprüche auf keinen Fall auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränken.The invention is not limited to the specified combination of the features of the independent claims with the dependent claims. In addition, there are further possibilities of combining individual features, in particular if they result from the patent claims, the following description of the exemplary embodiment or directly from the figures. In addition, the reference of the claims to the figures by the use of reference numerals is not intended to limit the scope of the claims to the illustrated embodiment.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Figuren verwiesen, in denen unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:To further explain the invention, reference is made to the figures, in which different embodiments of the invention are shown in simplified form. Show it:

1 eine Darstellung eines Pleuels im Längsschnitt, wobei über einen mit Stützzylindern zusammenwirkenden Exzenterhebel die Lage eines Kolbenbolzenlagers in Bezug auf das Pleuel veränderbar ist, 1 an illustration of a connecting rod in longitudinal section, wherein the position of a piston pin bearing with respect to the connecting rod is variable via an eccentric lever cooperating with support cylinders,

1A einen Längsschnitt gemäß Linie IA-IA in 1 durch eine erste Ausführung das Pleuels, bei welcher ein Wegeventil gleichachsig mit einer Längsachse des Pleuels angeordnet ist, 1A a longitudinal section along line IA-IA in 1 by a first embodiment of the connecting rod, in which a directional valve is arranged coaxially with a longitudinal axis of the connecting rod,

1B einen Längsschnitt gemäß Linie IA-IA in 1 durch eine zweite Ausführung das Pleuels, bei welcher ein Wegeventil unter einem spitzen Winkel zu einer Längsachse des Pleuels angeordnet ist, 1B a longitudinal section along line IA-IA in 1 by a second embodiment of the connecting rod, in which a directional control valve is arranged at an acute angle to a longitudinal axis of the connecting rod,

2 eine Teilansicht eines Pleueloberteils im Längsschnitt, wobei in diesem ein Wegeventil gleichachsig mit einer Längsachse des Pleueloberteils angeordnet ist, 2 a partial view of a Pleueloberteils in longitudinal section, in which a directional control valve is arranged coaxially with a longitudinal axis of the Pleueloberteils,

3 im vergrößerten Maßstab das in der Anordnung nach der 2 verwendete Wegeventil, 3 on an enlarged scale that in the arrangement of the 2 used directional valve,

4 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Wegeventils und 4 a longitudinal section through a further embodiment of a directional control valve and

5 ein Druck-Zeit-Diagramm, aus dem die Zustände während der Schaltvorgänge und die verwendeten Steuerdrücke hervorgehen. 5 a pressure-time diagram, which shows the states during the switching operations and the control pressures used.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

In den 1, 1A und 1B ist mit 1 ein Pleuel für eine Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine bezeichnet, das eine Längsmittelachse 1a aufweist und aus einem zum Teil als Pleuelschaft 2 ausgebildeten Pleueloberteil 3 und einem Pleuelunterteil 4 besteht. Das Pleueloberteil 3 und das Pleuelunterteil 4 bilden gemeinsam ein Pleuellagerauge 5, das eine Längsmittelachse 6 aufweist und über welches das Pleuel 1 auf einem nicht näher dargestellten Kurbelzapfen einer Kurbelwelle lagerbar ist. An seinem anderen Ende ist das Pleueloberteil 3 mit einem Pleuelauge 7 versehen, in welchem über einen Exzenterkörper 8 ein nicht näher dargestellter Kolbenbolzen wiederum in einem innerhalb des Exzenterkörpers 8 exzentrisch verlaufenden Kolbenbolzenlager 9 anordenbar ist. In the 1 . 1A and 1B is with 1 a connecting rod for a cylinder unit of a reciprocating internal combustion engine referred to, which has a longitudinal central axis 1a and in part as a connecting rod shaft 2 trained connecting rod upper part 3 and a connecting rod base 4 consists. The connecting rod upper part 3 and the connecting rod base 4 together form a connecting rod eye 5 that is a longitudinal center axis 6 and over which the connecting rod 1 can be stored on a crank pin, not shown, a crankshaft. At its other end is the connecting rod top 3 with a connecting rod eye 7 provided in which via an eccentric body 8th a non-illustrated piston pin turn in a within the eccentric body 8th eccentric piston pin bearing 9 can be arranged.

Über den drehbar im Kolbenbolzenlager 9 geführten Kolbenbolzen ist ein ebenfalls nicht dargestellter Arbeitskolben einer Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine an dem Exzenterkörper 8 geführt, wobei eine Verdrehung des Exzenterkörpers 8 in einer Richtung zur Einstellung eines verhältnismäßig geringen Verdichtungsverhältnisses und dessen Verdrehung in die entgegengesetzte Richtung zur Einstellung eines höheren Verdichtungsverhältnisses führt.About the rotatable in the piston pin bearing 9 guided piston pin is also not shown working piston of a cylinder unit of the reciprocating internal combustion engine on the eccentric body 8th guided, wherein a rotation of the eccentric body 8th in a direction to set a relatively low compression ratio and its rotation in the opposite direction to set a higher compression ratio.

Der Exzenterkörper 8 wird durch die in der Zylindereinheit zwischen dem Pleuel 1 einerseits und dem Kolbenbolzenlager 9 sowie dem Kurbelzapfen andererseits auftretenden Triebwerkskräfte, also Massen- und Gaskräfte, verstellt. Während des Arbeitsverfahrens der Zylindereinheit ändern sich die wirkenden Kräfte kontinuierlich. Mit dem Exzenterkörper 8 ist ein als zweiarmigen Hebel ausgebildeter Exzenterhebel 10 drehfest verbunden, der diametral verlaufende Laschen 11 und 12 aufweist, wobei diese jeweils über Kolbenstangen 13 und 14 mit einfachwirkenden Stellkolben 15 und 16 verbunden sind. Dabei sind die Kolbenstangen 13 und 14 jeweils schwenkbar über einen Bolzen 17 mit den Laschen 11 und 12 verbunden. Die Stellkolben 15 und 16 greifen über die vorgenannten Bauelemente an dem Exzenterkörper 8 an, um diesem eine Verdrehung zu ermöglichen oder ihn in der jeweiligen Position abzustützen. Somit kann durch die Stellkolben 15 und 16 die Drehbewegung des Exzenterkörpers 8 unterstützt oder seine Rückstellung, die aufgrund der mit unterschiedlichen Kraftrichtungen auf den Exzenterkörper 8 übertragenen Kräfte bewirkt werden würde, vermieden werden. The eccentric body 8th is characterized by in the cylinder unit between the connecting rod 1 on the one hand and the piston pin bearing 9 and the crank pin on the other hand occurring engine forces, ie mass and gas forces adjusted. During the working process of the cylinder unit, the acting forces change continuously. With the eccentric body 8th is designed as a two-armed lever eccentric lever 10 rotatably connected, the diametrically extending tabs 11 and 12 each having piston rods 13 and 14 with single-acting actuator piston 15 and 16 are connected. Here are the piston rods 13 and 14 each pivotable via a bolt 17 with the tabs 11 and 12 connected. The adjusting pistons 15 and 16 grip on the aforementioned components on the eccentric body 8th in order to allow this twisting or to support it in the respective position. Thus, by the adjusting piston 15 and 16 the rotational movement of the eccentric body 8th supports or its provision, due to different force directions on the eccentric body 8th transmitted forces would be avoided avoided.

Die Stellkolben 15 und 16 bilden gemeinsam mit Zylinderbohrungen 18 und 19, in denen sie geführt sind, Stützzylinder 20 und 21, wobei jeder Stützzylinder 20 bzw. 21 einen Druckraum 22 bzw. 23 aufweist. In die Druckräume 22 bzw. 23 kann als Hydraulikmedium dienendes Schmieröl der Hubkolbenbrennkraftmaschine aus einem im Pleuellagerauge 5 angeordneten Pleuellager 24 über Ölzulaufleitungen 25 und 26 einströmen. The adjusting pistons 15 and 16 form together with cylinder bores 18 and 19 in which they are guided, support cylinders 20 and 21 where each support cylinder 20 respectively. 21 a pressure room 22 respectively. 23 having. In the pressure chambers 22 respectively. 23 can serve as a hydraulic medium lubricating oil of the reciprocating internal combustion engine from a in the connecting rod eye 5 arranged connecting rod bearings 24 via oil supply lines 25 and 26 flow.

Weiterhin geht von jedem der Druckräume 22 und 23 eine Ölrücklaufleitung 27 bzw. 28 aus, die, wie aus der 1 hervorgeht, beide in eine Ventilaufnahmebohrung 29 für ein Wegeventil 33 einmünden. Diese Ventilaufnahmebohrung 29 verläuft innerhalb des Pleuelschafts 2, in Längsrichtung zu diesem (1A) oder unter einem spitzen Winkel zur Längsmittelachse 1a des Pleuels 1 (1B).Furthermore, it goes from each of the pressure chambers 22 and 23 an oil return line 27 respectively. 28 from, like, from the 1 emerges, both in a valve receiving bore 29 for a directional valve 33 open out. This valve receiving bore 29 runs inside the connecting rod shaft 2 , longitudinally to this ( 1A ) or at an acute angle to the longitudinal central axis 1a of the connecting rod 1 ( 1B ).

Von dem Pleuellager 24 führt außerdem eine Fluidleitung 30 zu der Ventilaufnahmebohrung 29. In den Ölzulaufleitungen 25 und 26 ist jeweils ein Rückschlagventil 31 bzw. 32 angeordnet, das eine Strömung des Druckmittels in den jeweiligen Druckraum 22 bzw. 23 ermöglicht, jedoch eine Rückströmung verhindert.From the connecting rod bearing 24 also performs a fluid line 30 to the valve receiving bore 29 , In the oil supply lines 25 and 26 is each a check valve 31 respectively. 32 arranged, which is a flow of the pressure medium in the respective pressure chamber 22 respectively. 23 allows, but prevents backflow.

Eine erste Ausführungsform eines Wegeventils 33, das für eine Anordnung in der Ventilaufnahmebohrung 29 der 1, 1A und 1B vorgesehen ist, kann der 2 entnommen werden. Nach der 2 ist das Wegeventil 33 in Übereinstimmung mit der 1A parallel zur Längsmittelachse 1a des Pleuels 1 angeordnet, kann aber auch gleichachsig oder unter einem spitzen Winkel zur Längsmittelachse 1a angeordnet sein. Dieses im Einzelnen in der 3 dargestellte Wegeventil 33 weist ein als Einpresshülse ausgebildetes Ventilgehäuse 34. Die Ventilaufnahmebohrung 29 ist in axialer Richtung durch einen Boden 35 begrenzt, also als Sackloch ausgeführt. Weiterhin weist das Ventilgehäuse 34 im Bereich seines vom Boden 35 abgewandten Endes an seiner Innenmantelfläche 34a eine umlaufende Ringnut 36 auf, die einen Seegerring 37 aufnimmt, wobei an diesem ein Bodenblech 38 abgestützt ist. An diesem Bodenblech 38 liegen mit ihren Enden sowohl eine Kolbenfeder 39 eines Kolbens 40 als auch eine Rückstellfeder 41 eines Steuerschiebers 42 an, die konzentrisch zueinander verlaufen. A first embodiment of a directional control valve 33 That for an arrangement in the valve receiving bore 29 of the 1 . 1A and 1B is provided, the 2 be removed. After 2 is the directional valve 33 in accordance with the 1A parallel to the longitudinal central axis 1a of the connecting rod 1 arranged, but can also coaxially or at an acute angle to the longitudinal central axis 1a be arranged. This in detail in the 3 illustrated directional control valve 33 has a valve housing designed as a press-fit sleeve 34 , The valve receiving bore 29 is in the axial direction through a floor 35 limited, so executed as a blind hole. Furthermore, the valve housing 34 in the area of his from the ground 35 turned away end on its inner surface 34a a circumferential annular groove 36 on that a circlip 37 receives, with this at a bottom plate 38 is supported. On this floor panel 38 lie with their ends both a piston spring 39 a piston 40 as well as a return spring 41 a spool 42 which are concentric with each other.

Dabei ist der Steuerschieber 42 mit einem äußeren hohlzylindrisch ausgebildeten Kolbenhemd 43 und einer inneren Nabe 44 versehen, die zueinander einen kreisringförmige Anlagefläche 45 für die Rückstellfeder 41 bilden. Der Steuerschieber 42, der an der Innenmantelfläche 34a verschiebbar geführt ist, weist außerdem eine Stirnseite 46 auf, die mit einem Steuerdruck aus einem Steueranschluss 47 beaufschlagbar ist, wobei der Steuerdruck ein normaler Motoröldruck p_M, ein reduzierter Steuerdruck p_LOW oder ein erhöhter Steuerdruck p_HIGH sein kann und diese unterschiedlichen Steuerdrücke über eine in ihrem Fördervolumen änderbare Schmierölpumpe, die nicht dargestellt ist, geschaffen werden. Der Steueranschluss 47 ist dabei mit der bereits im Zusammenhang mit den 1, 1A und 1B erwähnten, im Pleuelschaft 2 vorgesehenen Fluidbohrung 30 verbunden, die von einer Ölgalerie der Hubkolbenbrennkraftmaschine ausgeht. Weiterhin weist der Steuerschieber 42 Steuerkanten 42a und 42b auf.Here is the spool 42 with an outer hollow cylindrical piston skirt 43 and an inner hub 44 provided with each other an annular contact surface 45 for the return spring 41 form. The spool 42 , on the inside surface 34a slidably guided, also has an end face 46 on that with a control pressure from a control port 47 can be acted upon, wherein the control pressure can be a normal engine oil pressure p _M , a reduced control pressure p _LOW or an increased control pressure p _HIGH and these different control pressures via a variable in their delivery volume oil pump, which is not shown, created. The control connection 47 is with the already in connection with the 1 . 1A and 1B mentioned, in the congregation 2 provided fluid bore 30 connected, which emanates from an oil gallery of reciprocating internal combustion engine. Furthermore, the spool 42 control edges 42a and 42b on.

Der Kolben 40 ist in einer Führungshülse 48 geführt, die sich mit ihrem einen Ende am Boden 35 und mit ihrem anderen Ende am Bodenblech 38 abstützt, wobei in zumindest einer radialen Bohrung 49 der Führungshülse 48 zumindest eine Sperrkugel 50 angeordnet ist. Die zumindest eine Sperrkugel 50 liegt innerhalb einer Ringnut 51 des Kolbens 40 und rastet in einer zweiten Schaltstellung in eine in der Nabe 44 vorgesehene Ausnehmung 52 ein, um den Ventilschieber 42 in dieser Position zu verriegeln. Weiterhin weist die Führungshülse 48 an ihrem dem Boden 35 zugewandten Ende eine Ausnehmung 53 auf, über die der Kolben 40 mit dem jeweiligen Steuerdruck beaufschlagt werden kann. In dem Führungsabschnitt des Ventilgehäuses 34 sind Arbeitsanschlüsse 54 und 55 vorgesehen, die mit den innerhalb des Pleuelschafts 2a verlaufenden Ölrücklaufleitungen 27 und 28 (1) verbunden sind und mit denen die Steuerkanten 42a und 42b des Steuerschiebers zusammenwirken. Durch die Einbaulage des Wegeventils 33 werden Beschleunigungskräfte auf den Steuerschieber 42 und den Kolben 40 ausgeübt, die die dabei in der Fluidleitung 30 auftretenden Druckspitzen, die durch die oszillierenden Bewegungen des Pleuels entstehen, kompensieren.The piston 40 is in a guide sleeve 48 guided, with one end on the ground 35 and with her other end on the floor panel 38 supported, wherein in at least one radial bore 49 the guide sleeve 48 at least one blocking ball 50 is arranged. The at least one blocking ball 50 lies within an annular groove 51 of the piston 40 and engages in a second switching position in one of the hub 44 provided recess 52 a, around the valve spool 42 to lock in this position. Furthermore, the guide sleeve 48 at her bottom 35 facing a recess 53 on, over which the piston 40 can be acted upon by the respective control pressure. In the guide section of the valve housing 34 are work connections 54 and 55 provided with the inside of the connecting rod shaft 2a running oil return lines 27 and 28 ( 1 ) are connected and with which the control edges 42a and 42b of the spool work together. Due to the installation position of the directional control valve 33 acceleration forces are applied to the spool 42 and the piston 40 exercised in the fluid line 30 occurring pressure peaks caused by the oscillating movements of the connecting rod compensate.

In der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wegeventils 56 dargestellt, das für eine Anordnung in der Ventilaufnahmebohrung 29 der 1, 1A und 1B vorgesehen ist. Dieses weist ein Gehäuse 57, einen in diesem angeordneten Steuerschieber 58, eine diesen rückstellende Rückstellfeder 59 sowie einen die Rückstellfeder 59 im Gehäuse 57 abstützenden Seegerring 60 auf. In the 4 is another embodiment of a directional control valve 56 shown that for an arrangement in the valve receiving bore 29 of the 1 . 1A and 1B is provided. This has a housing 57 , a control slide arranged in this 58 , a resetting this return spring 59 and a return spring 59 in the case 57 supporting circlip 60 on.

Das Wegeventil 56 ist vorgesehen für eine Anordnung innerhalb der in 1 gezeigten Ventilaufnahmebohrung 29. Dabei ist das Gehäuse 57 tassenförmig ausgebildet, welches demzufolge aus einem hohlzylindrischen Abschnitt 61 und aus einem einteilig mit diesem ausgebildeten Kopfteil 62 besteht. Innerhalb des Gehäuses 57 verläuft eine als Sackbohrung ausgeführte Gehäusebohrung 63, in der der Steuerschieber 58 geführt ist. The directional valve 56 is intended for an arrangement within the in 1 shown valve receiving bore 29 , Here is the case 57 cup-shaped, which consequently consists of a hollow cylindrical section 61 and from an integrally formed with this headboard 62 consists. Inside the case 57 runs as a blind bore executed housing bore 63 in which the spool 58 is guided.

Innerhalb des Kopfteils 62 verlaufen Steueranschlüsse 64, die über die in den 1, 1A und 1B dargestellte Fluidbohrung 30 mit einer Ölgalerie der Hubkolbenbrennkraftmaschine verbunden sein sollen. Weiterhin ist der hohlkolbenartig ausgebildete Steuerschieber 58 innerhalb der Gehäusebohrung 63 längsverschiebbar geführt und weist eine erste Stirnfläche 65 zur Abstützung an der Rückstellfeder 59 und eine zweite Stirnfläche 66 auf. Die zweite Stirnfläche 66 besteht aus einem ersten kreisförmigen Teilbereich 67, der am Ende einer zylindrischen Ausnehmung 68 des Steuerschiebers 58 gebildet wird, und einem kreisringförmigen Teilbereich 69, der radial von einer zweiten Steuerkante 70 umschlossen ist. An einer Innenmantelfläche 71 dieser zylindrischen Ausnehmung 68 ist ein Innenelement 72 mittels seiner Außenmantelfläche 73 geführt, wobei dieses Innenelement 72 gemeinsam mit dem Steuerschieber 58 die Funktion einer Vorsteuerventileinheit 74 übernimmt. Dabei weist das Innenelement 72 ein im Durchmesser reduziertes Ende auf, mit dem es in eine Sackbohrung 75 des Kopfteils 62 eingepresst ist.Inside the headboard 62 run control connections 64 that over in the 1 . 1A and 1B illustrated fluid bore 30 should be connected to an oil gallery of reciprocating internal combustion engine. Furthermore, the hollow piston-like control slide 58 inside the housing bore 63 guided longitudinally displaceable and has a first end face 65 for support on the return spring 59 and a second end face 66 on. The second face 66 consists of a first circular section 67 at the end of a cylindrical recess 68 of the spool 58 is formed, and an annular portion 69 that extends radially from a second control edge 70 is enclosed. On an inner surface 71 this cylindrical recess 68 is an interior element 72 by means of its outer circumferential surface 73 guided, with this inner element 72 together with the spool 58 the function of a pilot valve unit 74 takes over. In this case, the inner element 72 a reduced diameter end with which it is in a blind hole 75 of the headboard 62 is pressed.

Das Innenelement 72 weist eine mit den Steueranschlüssen 64 verbundene Längsbohrung 76 auf, die einen Steuerraum bildet und mit ihrem anderen Ende in die zylindrische Ausnehmung 68 einmündet. Innerhalb der zylindrischen Ausnehmung 68 ist ein Kolben 77 angeordnet, welcher an seinem Umfang dichtend an der Innenmantelfläche 71 geführt ist. Dieser Kolben 77 wird an einer ersten Stirnseite 78 mit dem jeweils in der Längsbohrung 76 herrschenden Steuerdruck beaufschlagt. Eine zweite Stirnseite 79 des Kolbens 77 stützt sich über eine Kolbenfeder 80 an dem Steuerschieber 58 ab, wobei die Kolbenfeder 80 durch eine Bohrung 81 hindurchgeführt ist und mit ihrem Ende an einem Sicherungsring 82 anliegt. Daher ist der kreisförmige Teilbereich 67 als nach innen ragender Kragen 83 ausgeführt, der einen ringförmigen Boden 84 für die Anlage des Kolbens 62 schafft. The interior element 72 has one with the control terminals 64 connected longitudinal bore 76 on, which forms a control chamber and with its other end in the cylindrical recess 68 opens. Inside the cylindrical recess 68 is a piston 77 arranged, which at its periphery sealingly against the inner circumferential surface 71 is guided. This piston 77 is at a first end face 78 with each in the longitudinal bore 76 prevailing tax pressure applied. A second front side 79 of the piston 77 is supported by a piston spring 80 on the spool 58 from, with the piston spring 80 through a hole 81 is passed and with its end to a locking ring 82 is applied. Therefore, the circular part is 67 as an inwardly protruding collar 83 running, which has an annular bottom 84 for the installation of the piston 62 creates.

Eine Längsverschiebung des Steuerschiebers 58 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 59 kommt nur durch eine kontinuierliche Druckbeaufschlagung des Kolbens 77 zustande, wobei dieser sich mit seiner zweiten Stirnseite 79 an den kreisförmigen Teilbereich 67 der zweiten Stirnfläche 66 anlegt und anschließend den Steuerschieber 58 verschiebt.A longitudinal displacement of the spool 58 against the force of the return spring 59 comes only by a continuous pressurization of the piston 77 concluded, this with his second front page 79 to the circular portion 67 the second end face 66 applies and then the spool 58 shifts.

Von der Längsbohrung 76 gehen Radialbohrungen 86 aus, über die die Längsbohrung 76 mit einem sich bei Verlagerung des Steuerschiebers 58 in Richtung seiner zweiten Schaltstellung bildenden Ringraum 87 verbindbar ist. Dieser Ringraum 87 ist vom Steuerschieber 58 mittels eines kreisringförmigen Teilbereichs 88 seiner zweiten Stirnfläche 66 begrenzt. Weiterhin ist an der Außenmantelfläche 73 des Innenelements 72 eine Umfangsnut 89 vorgesehen. Über diese ist der Ringraum 87, von dem innerhalb des Steuerschiebers 58 verlaufende Bohrungsabschnitte 90 und 91 ausgehen, mit einer Ölablaufbohrung 92 verbindbar. Neben den Steueranschlüssen 64 weist das Gehäuse 57 einen ersten Arbeitsanschluss 93 und einen zweiten Arbeitsanschluss 94 auf. From the longitudinal bore 76 go radial bores 86 out, over which the longitudinal bore 76 with a on displacement of the spool 58 in the direction of its second switching position forming annular space 87 is connectable. This annulus 87 is from the spool 58 by means of an annular portion 88 his second face 66 limited. Furthermore, on the outer circumferential surface 73 of the interior element 72 a circumferential groove 89 intended. Above this is the annulus 87 of which inside the spool 58 extending bore sections 90 and 91 go out, with an oil drain hole 92 connectable. Next to the control terminals 64 shows the case 57 a first work connection 93 and a second work connection 94 on.

In einer ersten Schaltstellung des Wegeventils 56, die die 4 zeigt, nimmt der Steuerschieber 58 in dem Gehäuse 57 eine Position ein, in der eine erste Steuerkante 95 den ersten Arbeitsanschluss 93 öffnet. Das Innere der zylindrischen Ausnehmung 68 ist über zumindest eine im Steuerschieber 58 vorgesehene Querbohrung 96 mit einer die erste Steuerkante 95 bildende Umfangsnut 97 in dessen Außenmantelfläche 98 verbunden. Ein Eintritt dieser Querbohrung 96 befindet sich dabei in dieser ersten Schaltstellung unmittelbar einer Anschlagsfläche 99 benachbart, die an einem stirnseitigen Ende des Innenelements 72 vorgesehen ist. In a first switching position of the directional control valve 56 that the 4 shows, takes the spool 58 in the case 57 a position in which a first control edge 95 the first work connection 93 opens. The interior of the cylindrical recess 68 is about at least one in the spool 58 provided transverse bore 96 with one the first control edge 95 forming circumferential groove 97 in the outer circumferential surface 98 connected. An entrance of this transverse bore 96 is located in this first switching position directly a stop surface 99 adjacent to one another at a front end of the inner element 72 is provided.

Diese Anschlagsfläche 99 ist mit in axialer Richtung vorspringenden Rippen 100 versehen, so dass ein Austritt des Druckmittels aus der Längsbohrung 76 ermöglicht wird, obwohl der Kolben 77 an der Anschlagsfläche 99 anliegt. Befindet sich der Steuerschieber 58 in der ersten Schaltstellung, so kann Druckmittel von dem der Gaskraftseite der Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine zugeordneten Stützzylinder 21 (1) über die Umfangsnut 97, die zumindest eine Querbohrung 96 und die Längsbohrung 76 in die Steueranschlüsse 64 strömen. This stop surface 99 is with axially projecting ribs 100 provided, so that an outlet of the pressure medium from the longitudinal bore 76 is possible, although the piston 77 at the stop surface 99 is applied. Is the spool 58 in the first switching position, pressure medium can be from the support cylinder associated with the gas-force side of the cylinder unit of the reciprocating internal combustion engine 21 ( 1 ) over the circumferential groove 97 that has at least one transverse bore 96 and the longitudinal bore 76 in the control terminals 64 stream.

Die Rückstellfeder 59 ist im Gehäuse 57 über den Seegerring 60 abgestützt. Es kann aber an Stelle dessen auch ein Federteller vorgesehen sein, welcher einen in Richtung der ersten Stirnfläche 65 des Steuerschiebers 58 weisenden Ansatz aufweist, an dem die Rückstellfeder 59 radial geführt ist. Dieser Ansatz kann außerdem gemeinsam mit der ersten Stirnfläche 65 als Wegbegrenzung für den Steuerschieber 58 wirken. Außerdem wird an diesem Ende der Rückstellfeder 59 über einen nicht näher dargestellten Ablauf das sich in einem Federraum 101 sammelnde Druckmittel drucklos in eine nicht näher dargestellte Ölwanne der Hubkolbenbrennkraftmaschine abgeleitet. Bei diesem Druckmittel handelt es sich um eine Restmenge, die wie zuvor erläutert, aus dem Ringraum 87 über die Bohrungsabschnitte 90, 91, die Umfangsnut 89 und die Ölablaufbohrung 92 in den Federraum 101 gelangt. Im Übrigen weist das Gehäuse 57 an seinem Außenumfang umlaufende Nuten 102, 103 und 104 auf. The return spring 59 is in the case 57 over the circlip 60 supported. But it can also be provided instead of a spring plate, which one in the direction of the first end face 65 of control slide 58 pointing approach, where the return spring 59 is guided radially. This approach can also work in concert with the first face 65 as travel limit for the spool 58 Act. In addition, at this end of the return spring 59 via a not-shown flow in a spring chamber 101 collecting pressure medium pressure in a non-illustrated sump of the reciprocating internal combustion engine derived. This pressure medium is a residual amount, as previously explained, from the annulus 87 over the bore sections 90 . 91 , the circumferential groove 89 and the oil drain hole 92 in the spring chamber 101 arrives. Incidentally, the housing has 57 on its outer circumference circumferential grooves 102 . 103 and 104 on.

Dabei ist zu berücksichtigen, dass die zuvor erwähnten Triebwerkskräfte an den Stellkolben 15 und 16 Druckkräfte von bis zu 90 kN ausüben, aus denen im jeweiligen Druckraum 22 bzw. 23 Drücke von bis zu 380 bar resultieren. Druckpulsationen in der Fluidbohrung 30 sowie in der Längsbohrung 76, die aus den Fliehkräften des oszillieren bewegten Pleuels 1 resultieren, werden dadurch kompensiert, dass Trägheitskräfte des Steuerschiebers 58 und des Kolbens 77 beschleunigungsbedingt die Schaltgrenzen verschieben.It should be noted that the aforementioned engine forces on the actuator piston 15 and 16 Compressive forces of up to 90 kN exercise from those in the respective pressure chamber 22 respectively. 23 Pressures of up to 380 bar result. Pressure pulsations in the fluid bore 30 as well as in the longitudinal bore 76 that oscillate from the centrifugal forces of the moving connecting rod 1 are compensated by the inertial forces of the spool 58 and the piston 77 due to the acceleration, shift the switching limits.

Anhand des Druck-Zeit-Diagramm der 5 wird nachfolgend die Funktion des Wegeventils 56 beschrieben: Dabei sind die Änderungen des Steuerdrucks in Abhängigkeit von der Zeit angegeben. Wie der Zustand A des Wegeventils 56 im Diagramm zeigt, steht in den Steueranschlüssen 64 zunächst in der ersten Schaltstellung des Wegeventils 56 ein Betriebsdruck p_M an, so dass zunächst der Kolben 77 soweit verschoben wird, bis er gemäß dem Zustand B des Diagramms entgegen der Kraft der Dämpferfeder 80 bis zur Anlage an den Boden 84 verschoben wird. Der Steuerschieber 58 verbleibt zunächst in seiner ersten Schaltstellung. In dieser ist der erste Arbeitsanschluss 93 über die Umfangsnut 97, die Querbohrung 96 und die Längsbohrung 76 mit den Steueranschlüssen 64 verbunden.Based on the pressure-time diagram of 5 is the function of the directional valve below 56 described: The changes in the control pressure are given as a function of time. As the state A of the directional control valve 56 in the diagram shows stands in the control terminals 64 initially in the first switching position of the directional control valve 56 an operating pressure p _M , so that first the piston 77 until it is shifted according to the state B of the diagram against the force of the damper spring 80 until it touches the ground 84 is moved. The spool 58 initially remains in its first switching position. This is the first work connection 93 over the circumferential groove 97 , the transverse bore 96 and the longitudinal bore 76 with the control terminals 64 connected.

Wird gemäß dem Zustand C der Steuerdruck auf den maximalen Wert p_HIGH angehoben, so wirkt dieser erhöhte Steuerdruck p_HIGH über die Längsbohrung 76 zunächst nur auf den kreisförmigen Teilbereich 67 der zweiten Stirnfläche 66 des Steuerschiebers 58 und verschiebt diesen gegen die Kraft der Rückstellfeder 59. Nach dem Abheben der zweiten Stirnfläche 66 vom Gehäuseanschlag und damit der Verbindung des entstandenen Ringraumes 87 mit der Längsbohrung 76 vergrößert sich die mit Steuerdruck beaufschlagte Flächenabmessung, denn es werden sowohl der kreisringförmige Teilbereich 67 als auch über den Kolben 77 der Boden 84 mit Steuerdruck beaufschlagt. Nun kann aufgrund der vergrößerten Fläche der Steuerdruck wieder auf den Wert p_M reduziert werden (siehe Zustand D), ohne dass die Längsbewegung des Steuerschiebers 58 unterbrochen wird. Während dieser Druckbeaufschlagung des Steuerschiebers 58 wirkt dessen Bewegung die Kraft der Rückstellfeder 59 entgegen, die kleiner ist als die aus dem Steuerdruck p_M resultierende Kraft. If, according to the state C, the control pressure is raised to the maximum value p _HIGH , this increased control pressure p _HIGH acts via the longitudinal bore 76 initially only on the circular section 67 the second end face 66 of the spool 58 and shifts it against the force of the return spring 59 , After lifting off the second end face 66 from the housing stop and thus the connection of the resulting annular space 87 with the longitudinal bore 76 increases the acted upon by control pressure area dimension, because there are both the annular portion 67 as well as over the piston 77 the floor 84 subjected to control pressure. Now, due to the increased area, the control pressure can be reduced again to the value p _M (see state D), without the longitudinal movement of the spool 58 is interrupted. During this pressurization of the spool valve 58 its movement affects the force of the return spring 59 which is smaller than the force resulting from the control pressure p _M.

Am Ende dieser Längsbewegung befindet sich der Steuerschieber 58 in seiner zweiten Schaltstellung (Zustand E). Wenn diese erreicht ist, nimmt der Steuerdruck nach wie vor das Niveau des Betriebsdrucks p_M ein, was dazu führt, dass der Steuerschieber 58 in dieser zweiten Schaltstellung verbleibt, da die aus dem Betriebsdruck p_M resultierende Kraft am Steuerschieber 58 größer ist als die Kraft der Rückstellfeder 59. In dieser zweiten Schaltstellung wird das Druckmittel aus dem zweiten Arbeitsanschluss 94, den Ringraum 87, die Radialbohrungen 86 und die Längsbohrung 76 in die Steueranschlüsse 64 geleitet.At the end of this longitudinal movement is the spool 58 in its second switching position (state E). When this is reached, the control pressure still takes the level of the operating pressure p _M , which causes the spool 58 remains in this second switching position, since the force resulting from the operating pressure p _M on the spool 58 greater than the force of the return spring 59 , In this second switching position, the pressure medium from the second working port 94 , the annulus 87 , the radial bores 86 and the longitudinal bore 76 in the control terminals 64 directed.

Wird nun der Steuerdruck auf das Niveau des Resetdruckes p_LOW reduziert, führt das gemäß Zustand F zur Längsverschiebung des Steuerschiebers 58 in Richtung seiner ersten Schaltstellung. Der Resetdruck p_LOW, der an sämtlichen Wegeventilen der Hubkolbenbrennkraftmaschine angelegt wird, sorgt somit dafür, dass diese ohne Ausnahme in die erste Schaltstellung verschoben werden. Folglich findet bei jedem dieser Schaltvorgänge eine Synchronisation der Stellung sämtlicher Wegeventile statt. Der Resetdruck p_LOW bewirkt also dass der Steuerschieber 58 bis zur Anlage der zweiten Stirnfläche 66 verschoben wird. Vor dem Erreichen dieser Position wird der Ringraum 87 vollständig über die Bohrungsabschnitte 90 und 91, die Radialbohrungen 86, die Umfangsnut 89 und die Ölablaufbohrung 92 entleert.If the control pressure is now reduced to the level of the reset pressure p _LOW , this results according to state F in the longitudinal displacement of the control slide 58 in the direction of its first switching position. The reset pressure p _LOW , which is applied to all directional valves of the reciprocating internal combustion engine, thus ensures that they are moved without exception to the first switching position. Consequently, a synchronization of the position of all directional control valves takes place in each of these switching operations. The reset pressure p _LOW thus causes the spool 58 until the second end face abuts 66 is moved. Before reaching this position, the annulus becomes 87 completely over the bore sections 90 and 91 , the radial bores 86 , the circumferential groove 89 and the oil drain hole 92 emptied.

Wenn in einigen Verstellvorrichtungen und somit in den diesen zugeordneten Wegeventilen Fehlschaltungen aufgetreten sind, so werden diese in vorteilhafter Weise durch die Betätigung des Steuerschiebers 58 mit dem Resetdruck p_LOW beseitigt. Anderenfalls würden auftretende Schaltfehler dazu führen, dass gleichzeitig einige der Zylindereinheiten mit einem niedrigen Verdichtungsverhältnis und andere Zylindereinheiten mit einem hohen Verdichtungsverhältnis betrieben werden. If in some adjusting devices and thus in the associated directional control valves malfunctions have occurred, they are advantageously by the operation of the spool 58 eliminated with the reset pressure p _LOW . Otherwise, switching errors will cause some of the low compression ratio cylinder units and other high compression ratio cylinder units to operate simultaneously.

Mit der anschließenden Erhöhung des Steuerdruckes auf den Betriebsdruck p_M, der dem normalen Öldruck der in ihrem Fördervolumen veränderbaren Hydraulikpumpe, vorzugsweise der Schmierölpumpe der Hubkolbenbrennkraftmaschine entspricht, verbleibt das Wegeventil 56 in dieser ersten Schaltstellung, in der der erste Arbeitsanschluss 93 durch die erste Steuerkante 95 geöffnet ist (Zustand G). Somit befindet sich der Kolben 77 in einer Stellung, in der dieser an der Anschlagsfläche 99 anliegt und wird somit nicht durch Druckspitzen in Richtung der zweiten Stirnfläche 66 des Steuerschiebers bewegt.With the subsequent increase of the control pressure to the operating pressure p _M , which corresponds to the normal oil pressure of the variable in its delivery volume hydraulic pump, preferably the lubricating oil pump of the reciprocating internal combustion engine, the directional control valve remains 56 in this first switching position, in which the first working port 93 through the first control edge 95 is open (state G). Thus, the piston is located 77 in a position where this on the stop surface 99 is applied and is thus not by pressure peaks in the direction of the second end face 66 of the spool moves.

Durch zwei strichpunktierte Linien ist in dem Diagramm der 5 ein Druckbereich zwischen 1,2 bar und 3,3 bar gekennzeichnet, in welchem der Steuerschieber 58 in seiner jeweiligen Position verbleiben soll.By two dot-dash lines in the diagram of 5 a pressure range between 1.2 bar and 3.3 bar, in which the spool 58 should remain in its respective position.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Pleuel pleuel
1a1a: Längsmittelachse von 1 Longitudinal central axis of 1
22: Pleuelschaft connecting rod shaft
33: Pleueloberteil Pleueloberteil
44: Pleuelunterteil Pleuelunterteil
55: Pleuellagerauge Pleuellagerauge
66: Längsmittelachse von 5 Longitudinal central axis of 5
77: Pleuelauge connecting rod
88th: Exzenterkörper eccentric
99: Kolbenbolzenlager Piston pin bearing
1010: Exzenterhebel Cam
1111: Lasche flap
1212: Lasche flap
1313: Kolbenstange piston rod
1414: Kolbenstange piston rod
1515: Stellkolben actuating piston
1616: Stellkolben actuating piston
1717: Bolzen bolt
1818: Zylinderbohrung bore
1919: Zylinderbohrung bore
2020: Stützzylinder supporting cylinders
2121: Stützzylinder supporting cylinders
2222: Druckraum pressure chamber
2323: Druckraum pressure chamber
2424: Pleuellager connecting rod bearing
2525: Ölzulaufleitung Oil supply line
2626: Ölzulaufleitung Oil supply line
2727: Ölrücklaufleitung Oil return line
2828: Ölrücklaufleitung Oil return line
2929: Ventilaufnahmebohrung Valve accommodating bore
3030: Fluidbohrung fluid bore
3131: Rückschlagventil check valve
3232: Rückschlagventil check valve
3333: Wegeventil way valve
3434: Ventilgehäuse valve housing
34a34a: Innenmantelfläche von 34 Inner lateral surface of 34
3535: Boden ground
3636: Ringnut ring groove
3737: Seegerring Seeger ring
3838: Bodenblech floor panel
3939: Kolbenfeder piston spring
4040: Kolben piston
4141: Rückstellfeder Return spring
4242: Steuerschieber spool
42a42a: Steuerkante von 42 Control edge of 42
42b42b: Steuerkante von 42 Control edge of 42
4343: Kolbenhemd von 42 Piston shirt of 42
4444: innere Nabe inner hub
4545: kreisringförmige Anlagefläche annular contact surface
4646: Stirnseite von 42 Front side of 42
4747: Steueranschluss control connection
4848: Führungshülse guide sleeve
4949: radiale Bohrung radial bore
5050: Sperrkugel check ball
5151: Ringnut ring groove
5252: Ausnehmung in 42 Recess in 42
5353: Ausnehmung in 44 Recess in 44
5454: Arbeitsanschluss working port
5555: Arbeitsanschluss working port
5656: Wegeventil way valve
5757: Gehäuse von 56 Housing of 56
5858: Steuerschieber spool
5959: Rückstellfeder Return spring
6060: Seegering circlip
6161: hohlzylindrischer Abschnitt von 57 hollow cylindrical section of 57
6262: Kopfteil von 57 Headboard of 57
6363: Gehäusebohrung housing bore
6464: Steueranschlüsse control connections
6565: erste Stirnfläche von 58 first face of 58
6666: zweite Stirnfläche von 58 second face of 58
6767: kreisförmiger Teilbereich von 66 circular section of 66
6868: zylindrische Ausnehmung von 58 cylindrical recess of 58
6969: kreisringförmiger Teilbereich von 66 annular portion of 66
7070: zweite Steuerkante second control edge
7171: Innenmantelfläche von 68 Inner lateral surface of 68
7272: Innenelement inner element
7373: Außenmantelfläche von 72 Outer jacket surface of 72
7474: Vorsteuerventileinheit Pilot valve unit
7575: Sackbohrung blind hole
7676: Längsbohrung von 72 Longitudinal drilling of 72
7777: Kolben piston
7878: erste Stirnseite von 77 first front side of 77
7979: zweite Stirnseite von 77 second front side of 77
8080: Kolbenfeder piston spring
8181: Bohrung drilling
8282: Sicherungsring circlip
8383: Kragen collar
8484: ringförmiger Boden annular floor
8686: Radialbohrungen in 72 Radial bores in 72
8787: Ringraum annulus
8888: kreisringförmiger Teilbereich von 58 annular portion of 58
8989: Umfangsnut von 57 Circumferential groove of 57
9090: Bohrungsabschnitt bore section
9191: Bohrungsabschnitt bore section
9292: Ölablaufbohrung Oil drain hole
9393: erster Arbeitsanschluss first work connection
9494: zweiter Arbeitsanschluss second work connection
9595: erste Steuerkante von 58 first control edge of 58
9696: Querbohrung von 58 Cross hole of 58
9797: Umfangsnut in 58 Circumferential groove in 58
9898: Außenmantelfläche von 58 Outer jacket surface of 58
9999: Anschlagsfläche von 72 Stop surface of 72
100100: Rippen an 99 Ribs on 99
101101: Federraum spring chamber
102102: Nut groove
103103: Nut groove
104104: Nut groove
p_M p _M: Betriebsdruck operating pressure
p_HIGH p _HIGH: erhöhter Steuerdruck increased control pressure
p_LOW p _LOW: Resetdruck reset pressure
AA: Zustand erster Schaltstellung State of first switching position
BB: Zustand in zweiter Verstellphase Condition in second adjustment phase
CC: Zustand in dritter Verstellphase Condition in third adjustment phase
DD: Zustand in zweiter Schaltstellung Condition in second switching position
Ee: Zustand in dritter Verstellphase Condition in third adjustment phase
FF: Zustand in dritter Verstellphase Condition in third adjustment phase
GG: Zustand in erster Schaltstellung State in first switching position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013103685 A1 [0009, 0010]
DE 102013111616 A1 [0011, 0012, 0027, 0027]
DE 102013685 A1 [0027]

Claims

Hydraulically actuated directional control valve ( 33 . 56 ) for setting a variable compression ratio of a reciprocating internal combustion engine with a in a cylindrical receiving bore ( 34a . 63 ) arranged displaceably, hydraulically actuated spool ( 42 . 58 ), at least one with control edges ( 42a . 42b . 70 . 95 ) has provided valve piston and by a pressure medium applied to a second end face ( 46 . 79 ) with a control pressure, which via one with a control connection ( 47 . 64 ) associated control room ( 47 . 76 ), is operable, wherein in at least one of the switching positions of the directional control valve ( 33 . 56 ) via the spool ( 42 . 58 ) a work connection ( 55 . 93 . 94 ) with the control room ( 47 . 76 ), characterized in that the effect of the acceleration-related pressure fluctuations on the directional control valve ( 33 . 56 ) by acceleration-dependent pressure threshold values of the directional control valve ( 33 . 56 ) are compensated.

Hydraulically operated directional control valve according to claim 1, characterized in that the spool ( 42 ) at its from the second end face ( 46 ) facing away from the first end face ( 45 ) is spring-loaded, that the directional control valve ( 33 ) on the one hand spring-loaded and on the other hand acted upon by the control pressure hydraulic piston ( 40 ) and that switching threshold pressures p _high and p _low via a dimensioning of the spring preloads and the hydraulically active piston surfaces of both the spool ( 42 ) and the hydraulic piston ( 40 ).

Hydraulically operated directional control valve according to claim 1, characterized in that the spool ( 42 ) at its from the second end face ( 46 ) facing away from the first end face ( 45 ) is spring-loaded, that the directional control valve ( 33 ) on the one hand spring-loaded and on the other hand acted upon by the control pressure hydraulic piston ( 40 ) and that both the spool ( 42 ) as well as the hydraulic piston ( 40 ) relative to a main direction of acceleration of the connecting rod ( 1 ) are aligned and dimensioned with respect to their specific piston mass that the acceleration-induced variation of the switching thresholds of the directional control valve ( 33 ) compensate the acceleration-related variation of the control pressure.

Hydraulically actuated directional control valve ( 33 ) provided for controlling an adjusting device for varying the compression ratio of a reciprocating internal combustion engine and in a connecting rod ( 1 ) of the reciprocating internal combustion engine can be arranged, with a in a housing bore ( 63 ) of a housing ( 57 ) longitudinally displaceable, adjustable in two different switching positions on a first end face ( 65 ) with the force of a return spring ( 59 ) and on a second end face ( 66 ) with a hydraulic control pressure of a fluid line ( 30 ) acted upon control slide ( 58 ), on whose outer circumferential surface a first and a second respectively with working connections ( 93 and 94 ) cooperating control edges ( 95 and 70 ) are formed, wherein the fluid line ( 30 ), starting from the interior of a connecting rod bearing ( 24 ), within the connecting rod ( 1 ) extends substantially in the longitudinal direction thereof, wherein in a first switching position of the first working connection ( 93 ) over the first control edge ( 95 ) is open to a return and wherein the spool ( 58 ) is displaceable over the control pressure (p _HIGH ) into a second switching position, in which the second control edge ( 70 ) the second work connection ( 94 ), so that pressure medium from the second working port ( 94 ) flows into a return, characterized in that the directional control valve ( 56 ) in an installed position within the connecting rod ( 1 ) is arranged in the due to the accelerated mass of the spool ( 58 ) Pressure pulsations caused by the oscillating motion of one in the fluid line ( 30 ) existing oil volume are caused in different directions, are compensated.

Hydraulically actuated directional control valve according to claim 4, characterized in that the spool ( 58 ) exclusively by a normal engine oil pressure (p _M ), a compared to this increased control pressure (p _HIGH ) and a relation to the engine oil pressure (p _M ) reduced reset pressure (p _LOW ) in cooperation with the return spring ( 59 ) is moved into its two switching positions and held in this.

Hydraulically actuated directional control valve according to one of the claims 1 or 4, characterized in that the directional control valve ( 33 . 56 ) coaxial or parallel to an axis of acceleration of the connecting rod ( 1 ), wherein one with the fluid line ( 30 ) connected control room ( 47 . 52 . 76 ) at one to a connecting rod eye ( 7 ) oriented end face of the directional control valve ( 33 . 56 ) is provided.

Hydraulically actuated directional control valve according to one of the claims 1 or 4, characterized in that the directional control valve ( 33 . 56 ) at an acute angle to an axis of acceleration of the connecting rod ( 1 ), wherein one with the fluid line ( 30 ) connected control room ( 47 . 52 . 76 ) at a substantially to the connecting rod eye ( 7 ) oriented end face of the directional control valve ( 33 . 56 ) is provided.

Hydraulically actuated directional control valve according to claim 4, characterized in that the spool ( 58 ) a hydraulic piston ( 77 ) is assigned, on the one hand either with the control pressure (p _M , p _HIGH or p _LOW ) is applied and on the other hand in the direction of its second end face ( 79 ) via a piston spring ( 80 ) on the spool ( 58 ) is supported.

Hydraulically operated directional control valve according to claim 8, characterized in that the masses of the piston ( 77 ) and the spool ( 58 ) and thus the resulting inertial forces and the forces of the return spring ( 59 ) and the piston spring ( 80 ) for determining an upper and a lower switching limit of the directional control valve ( 56 ) are designed.

Connecting rod ( 1 ) for an adjustable compression ratio reciprocating internal combustion engine which is at least two-stage adjustable in its effective length to adjust the compression ratio, with at least one hydraulic actuator for adjusting the effective length of the connecting rod ( 1 ), at least one in a piston-side connecting rod eye ( 7 ) of the connecting rod ( 1 ) arranged eccentric body ( 8th ), at least two pressurizable with a hydraulic fluid pressure chambers ( 22 . 23 ) of support cylinders ( 20 . 21 ), in each of which a control piston ( 15 . 16 ) is displaceably guided, and at least two piston rods ( 13 . 14 ), each having an actuating piston ( 15 . 16 ) with the eccentric body ( 8th ), characterized by at least one hydraulically actuated directional control valve ( 33 . 56 ) and its arrangement within the connecting rod ( 1 ) according to one of the claims 1 to 9.