DE102016224392A1

DE102016224392A1 - Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis

Info

Publication number: DE102016224392A1
Application number: DE102016224392.6A
Authority: DE
Inventors: Won Gyu Kim; Myungsik Choi; Gyu Han Hwang
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2018-03-29
Anticipated expiration: 2036-12-08
Also published as: US10087829B2; KR20180033828A; US20180087455A1; DE102016224392B4; KR101875646B1

Abstract

Eine Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis kann einen Kolbenstift aufweisen mit einem ersten und einem zweiten Kolbenraum, eine Kolbeneinrichtung mit einem ersten Kolben, der in dem ersten Kolbenraum hin- und herbewegbar angeordnet ist, einen zweiten Kolben und einen Verbindungsdurchgang, der den ersten und den zweiten Kolben verbindet, ein erstes Rückschlagventil, das in einem ersten Prüfraum angeordnet ist, um Öl von einem Rohrdurchgang zu dem ersten Prüfraum in eine erste Richtung zu bewegen, ein zweites Rückschlagventil, das in einem zweiten Prüfraum angeordnet ist, um das Öl aus dem Rohrdurchgang zu einem zweiten Prüfraum in eine zweite Richtung zu bewegen; und ein Rückstellelement, das den zweiten Kolben elastisch auf einer Seite stützt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verbrennungsmotor und insbesondere auf eine Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis, die zum Verbessern der Kraftstoffeffizienz und zum Verbessern der Ausgangsleistung eines Verbrennungsmotors durch Ändern eines Kompressionsverhältnisses innerhalb einer Verbrennungskammer des Verbrennungsmotor in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen des Motors konfiguriert ist.
Beschreibung der verwandten Technik
Im Allgemeinen wird der thermische Wirkungsgrad eines Wärmekraftmotors erhöht, wenn das Kompressionsverhältnis erhöht wird. Im Fall eines Fremdzündungsmotors wird, wenn der Zündzeitpunkt bis zu einem vorbestimmten Niveau vorgeschoben wird, der thermische Wirkungsgrad erhöht.
Im Fall des Fremdzündungsmotors wird jedoch, wenn der Zündzeitpunkt bei einem hohen Verbrennungsverhältnis vorgeschoben wird, eine abnormale Verbrennung auftreten, und daher kann der Motor beschädigt werden. Infolgedessen ist das Vorschieben des Zündzeitpunkts begrenzt, und daher kann sich eine Leistung des Motors verschlechtern.
Eine Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis (VCR) ist eine Einrichtung zum Ändern eines Kompressionsverhältnisses eines Mischers in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Motors.
Die Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis erhöht das Kompressionsverhältnis des Mischers in einem Zustand mit niedriger Last des Motors, um den Kraftstoffverbrauch zu verbessern, und verringert das Kompressionsverhältnis des Mischers in einem Hochlastzustand des Motors, um Klopfen vom Auftreten zu verhindern und die Leistung des Motors zu verbessern.
Im Fall des gegenwärtigen Dieselmotors wird, um die verschärften Abgasvorschriften zu erfüllen, ein Volumen einer Kolbenbrennkammer erhöht, um das Kompressionsverhältnis zu reduzieren, wodurch eine Niedertemperaturverbrennung durchgeführt wird, und da die Kaltstartleistung sich verschlechtert, wenn das Kompressionsverhältnis verringert wird, muss ein Glühsystem aus einem keramischen Material hergestellt sein, um dessen Festigkeit zu verstärken, und es muss eine separate Steuereinheit zum Steuern des Glühsystems hinzugefügt werden, so dass die Herstellungskosten erhöht werden können.
Daher wurde die Forschung nach einer relativ einfachen neuen Struktur zum Implementieren eines variablen Kompressionsverhältnisses durch Steuern einer Position eines Kolbens durchgeführt und eine Struktur zum Drehen eines Exzenternocke durch einen Hydraulikdruck, um einen Kolben zu veranlassen nach oben und unten zu gehen, wurde entwickelt.
Die Informationen, welche in diesem Abschnitt zum Hintergrund des Erfindung offenbart wurden, dienen lediglich der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollten nicht als eine Anerkennung oder irgendeine Form von Vorschlägen angesehen werden, dass diese Information den bereits bekannten Stand der Technik bildet, welche einem Fachmann schon bekannt ist.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind auf die Bereitstellung einer Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gerichtet, die den Vorteil hat, den Kraftstoffverbrauch zu senken und die Leistung eines Motors zu verbessern, indem ein Kompressionsverhältnis eines Mischers in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen des Motors geändert wird.
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind auf die Bereitstellung einer Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gerichtet, die Öl einer ersten Kammer zuführt oder das Öl einer zweiten Kammer zuführt, um einen oberen Totpunkt eines Kolbens zu veranlassen, nach oben und unten zu gehen, beinhaltend: einen Kolbenstift, der einen ersten und einen zweiten Kolbenraum aufweist, die an einer Seite und der anderen Seite darin vorgesehen sind, und mit einem Zwischenwanddurchgang versehen sind, der den ersten und zweiten Kolbenraum verbindet, und mit einem ersten Kammerverbindungsdurchgang versehen ist, der die erste Kammer mit dem ersten Kolbenraum verbindet, und einen zweiten Kammerverbindungsdurchgang, der die zweite Kammer mit dem zweiten Kolbenraum verbindet, und mit jedem der ersten und zweiten Zuführkanäle versehen ist, durch die das Öl dem ersten und dem zweiten Kolbenraum zugeführt wird; eine Kolbeneinrichtung mit einem ersten Kolben, der in dem ersten Kolbenraum hin- und herbewegbar angeordnet ist, und einen darin ausgebildeten ersten Prüfraum aufweist, und mit einem ersten Prüfdurchgang versehen ist, der mit einer äußeren Umfangsfläche aus dem ersten Prüfraum verbunden ist, während der erste Prüfdurchgang zu dem ersten Kammerverbindungsdurchgang korrespondiert; einen zweiten Kolben, der so angeordnet ist, dass er sich in dem zweiten Kolbenraum hin- und herbewegt, einen darin ausgebildeten zweiten Prüfraum aufweist, und mit einem zweiten Prüfungsdurchgang versehen ist, der mit einer äußeren Umfangsfläche aus dem zweiten Prüfraum verbunden ist, während der zweite Prüfdurchgang zu dem zweiten Kammerverbindungsdurchgang korrespondiert; und ein Verbindungsdurchgang, der zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben durch den Zwischenwanddurchgang verbunden ist, und einen Rohrdurchgang aufweist, der den ersten und zweiten Prüfraum verbindet und mit einem offenen Durchlass von einer inneren Umfangsfläche zu einer äußeren Umfangsfläche versehen ist; ein erstes Rückschlagventil, das in dem ersten Prüfraum angeordnet ist, um Öl von dem Rohrdurchgang zu dem ersten Prüfraum in eine Richtung zu bewegen, und ein zweites Rückschlagventil, das in dem zweiten Prüfraum angeordnet ist, um das Öl aus dem Rohrdurchgang in den zweiten Prüfraum in eine Richtung zu bewegen; und ein Rückstellelement, das den zweiten Kolben elastisch auf einer Seite stützt.
In einem Zustand, in dem der erste Kolben und der zweite Kolben zu einer Seite bewegt werden, können der zweite Prüfdurchgang und der zweite Kammerverbindungsdurchgang miteinander verbunden werden, wobei das Öl durch den ersten Zuführkanal zugeführt wird, und das Öl von der ersten Kammer kann durch den offenen Durchlass, den Rohrdurchgang, das zweite Rückschlagventil, den zweiten Prüfdurchgang und den zweiten Kammerverbindungsdurchgang der zweiten Kammer zugeführt werden.
In einem Zustand, in dem der erste Kolben und der zweite Kolben auf die andere Seite bewegt werden, können der erste Prüfdurchgang und der erste Kammerverbindungsdurchgang miteinander verbunden werden, wobei das Öl durch den zweiten Zufuhrkanal zugeführt wird und das Öl der zweiten Kammer kann durch den offenen Durchlass, den Rohrdurchgang, das erste Rückschlagventil, den ersten Prüfdurchgang und den ersten Kammerverbindungsdurchlass der ersten Kammer zugeführt werden, um ein hohes Kompressionsverhältnis zu erhalten.
Ein Außendurchmesser des ersten Kolbens kann größer sein als ein Innendurchmesser des Zwischenwanddurchgangs und ein Außendurchmesser des zweiten Kolbens kann größer als ein Innendurchmesser des Zwischenwanddurchgangs sein.
Der Außendurchmesser des ersten Kolbens kann gleich dem des zweiten Kolbens sein.
Der erste Zuführkanal und der zweite Zuführkanal können jeweils mit dem ersten Kolbenraum und dem zweiten Kolbenraum verbunden sein, wobei das Öl, das durch den ersten Zuführkanal zugeführt wird, veranlasst werden kann, um den ersten Kolben zu einer Seite zu bewegen, und das Öl, das durch den zweiten Zuführkanal zugeführt wird, veranlasst werden kann, um den zweiten Kolben zu der anderen Seite zu bewegen.
Wenn eine Kraft des Rückstellelements und eine Kraft eines Öldrucks, der durch den ersten Zuführkanal zugeführt wird, größer sind als der des Öldrucks, der durch den zweiten Zuführkanal zugeführt wird, können der zweite Prüfdurchgang und der zweite Kammerverbindungsdurchgang verbunden sein, wobei das Öl, das durch den ersten Zuführkanal zugeführt wird und das Öl der ersten Kammer über den offenen Durchlass, den Rohrdurchgang, das zweite Rückschlagventil, den zweiten Prüfdurchgang und die der zweiten Kammer zugeführt werden kann, um ein niedriges Kompressionsverhältnis zu realisieren.
Wenn eine Kraft eines Öldrucks, der durch den zweiten Zufuhrdurchgang zugeführt wird, größer ist als derjenige des Rückstellelements und jener des Öldrucks, der durch den ersten Zufuhrdurchgang zugeführt wird, können der erste Prüfdurchgang und der erste Kammerverbindungsdurchgang verbunden werden, wobei das Öl, das durch den zweiten Zuführkanal zugeführt wird, und das Öl der zweiten Kammer durch den offenen Durchlass, den Rohrdurchgang, das erste Rückschlagventil, den ersten Prüfdurchgang und den ersten Kammerverbindungsdurchgang der ersten Kammer zugeführt wird, um ein hohes Kompressionsverhältnis zu realisieren.
Das Rückstellelement kann ein elastisches Element sein, das in dem zweiten Kolbenraum angeordnet ist, um den zweiten Kolben elastisch auf einer Seite zu stützen.
Die Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis kann ferner umfassen: einen Exzenternocken, der drehbar an einer äußeren Umfangsoberfläche des Kolbenstifts angeordnet ist, der zwischen dem Kolben und einer Verbindungsstange verbunden ist, wobei das der ersten Kammer zugeführte Öl den Exzenternockendrehen um einen vorbestimmten Winkel drehen kann, um den oberen Totpunkt des Kolbens nach oben zu bewegen, und das der zweiten Kammer zugeführte Öl den exzentrischen Nocken in der anderen Richtung um einen vorbestimmten Winkel drehen kann, um den oberen Totpunkt des Kolbens nach unten zu bewegen.
Die erste Kammer kann an einem oberen Abschnitt des Kolbenstifts in dem Kolben angeordnet sein, und das Öl, das der ersten Kammer zugeführt wird, kann den oberen Totpunkt des Kolbens veranlassen, um nach oben zu gehen, und die zweite Kammer kann an einem unteren Abschnitt des Kolbenstifts in dem Kolben angeordnet sein, und das der zweiten Kammer zugeführte Öl kann den oberen Totpunkt des Kolbens veranlassen, um nach unten zu gehen.
Der offene Durchlass kann mit dem ersten Kolbenraum in dem Zustand verbunden sein, in dem der erste und der zweite Kolben in eine Richtung bewegt werden, und der offene Durchlass kann mit dem zweiten Kolbenraum in dem Zustand verbunden sein, in dem der erste und der zweite Kolbenraum in die andere Richtung bewegt werden.
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, eine Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis zur Verfügung zu stellen, die Öl einer ersten Kammer zuführt oder das Öl einer zweiten Kammer zuführt, um einen oberen Totpunkt eines Kolbens zu veranlassen, um nach oben und unten zu gehen, beinhaltend: einen Kolbenstift mit ersten und zweiten Kolbenräumen, die an einer Seite und der anderen Seite darin miteinander verbunden sind, und mit einem ersten Kammerverbindungsdurchgang versehen sind, der die erste Kammer mit dem ersten Kolbenraum verbindet, und einen zweiten Kammerverbindungsdurchgang, der die zweite Kammer mit dem zweiten Kolbenraum verbindet, und mit einem Zuführkanal versehen ist, durch den das Öl dem zweiten Kolbenraum zugeführt wird; Eine Kolbeneinrichtung mit einem ersten Kolben, der so angeordnet ist, dass er sich hin- und herbewegt, der eine äußere Umfangsoberfläche hat, die einer inneren Umfangsoberfläche des ersten Kolbenraums entspricht, einen darin ausgebildeten ersten Prüfraum aufweist und mit einem ersten Prüfdurchgang versehen ist, der mit einer äußeren Umfangoberfläche in dem ersten Prüfraum verbunden ist, und dem ersten Kammerverbindungsdurchgang entspricht; einen zweiten Kolben, der zum Hin- und Herbewegen angeordnet ist und eine äußere Umfangsoberfläche hat, die einer inneren Umfangsoberfläche des zweiten Kolbenraums entspricht, einen darin ausgebildeten zweiten Prüfraum aufweist und mit einem zweiten Prüfdurchgang versehen ist, der mit einer äußeren Umfangsoberfläche verbunden ist, und dem zweiten Kammerverbindungsdurchgang entspricht; und ein Verbindungsdurchgang, der zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben verbunden ist, der einen Rohrdurchgang aufweist, der den ersten Prüfraum mit dem zweiten Prüfraum verbindet, ist mit einem offenen Durchlass von einer inneren Umfangsfläche zu einer äußeren Umfangsfläche versehen, und eine Dichtstruktur aufweist, die zwischen der äußeren Umfangsoberfläche und einer inneren Umfangsoberfläche eines Zwischenwanddurchgang ausgebildet ist; ein erstes Rückschlagventil, das in dem ersten Prüfraum angeordnet ist, um Öl von dem Rohrdurchgang zu dem ersten Prüfraum in eine Richtung zu bewegen, und ein zweites Rückschlagventil, das in dem zweiten Prüfraum angeordnet ist, um das Öl aus dem Rohrdurchgang in den zweiten Prüfraum in eine Richtung zu bewegen; und ein Rückstellelement, das den zweiten Kolben elastisch auf einer Seite stützt.
Ein Außendurchmesser des zweiten Kolbens kann größer sein als der des ersten Kolbens.
Wenn eine Kraft des Rückstellelements größer als diejenige eines Öldrucks ist, der durch den Zufuhrkanal zugeführt wird, können der zweite Prüfdurchgang und der zweite Kammerverbindungsdurchgang miteinander verbunden werden, wobei das Öl, das durch den ersten Zuführkanal zugeführt wird, und das Öl der ersten Kammer durch den offenen Durchlass, den Rohrdurchgang, das zweite Rückschlagventil, den zweiten Prüfdurchgang und den zweiten Kammerverbindungsdurchgang zu der zweiten Kammer zugeführt werden, um ein geringes Kompressionsverhältnis zu implementieren.
Wenn eine Kraft des Öldrucks, der durch den Zuführkanal zugeführt wird, größer ist als der des Rückstellelements, können der erste Prüfdurchgang und der erste Kammerverbindungsdurchgang miteinander verbunden werden, wobei das Öl, dass durch den zweiten Zuführkanal zugeführt wird, und das Öl der zweiten Kammer durch den offenen Durchlass, den Rohrdurchgang, das erste Rückschlagventil, den ersten Überprüfungsdurchgang und den ersten Kammerverbindungsdurchlass der ersten Kammer zugeführt werden, um ein hohes Kompressionsverhältnis zu realisieren.
Die Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis kann ferner umfassen: einen Exzenternocken, der drehbar an einer äußeren Umfangsfläche des Kolbenstifts angeordnet ist, der zwischen dem Kolben und einer Verbindungsstange verbunden ist, wobei das der ersten Kammer zugeführte Öl den Exzenternocken um einen vorbestimmten Winkel drehen kann, um den oberen Totpunkt des Kolbens nach oben zu bewegen, und das der zweiten Kammer zugeführte Öl den Exzenternocken in der anderen Richtung um einen vorbestimmten Winkel drehen kann, um den oberen Totpunkt des Kolbens zu veranlassen nach unten zu gehen.
Die erste Kammer kann an einem unteren Abschnitt des Kolbenstifts in dem Kolben angeordnet sein und die zweite Kammer kann an einem oberen Abschnitt des Kolbenstifts in dem Kolben angeordnet sein.
Der offene Durchlass kann einen ersten offenen Durchlass aufweisen, der mit dem ersten Kammerverbindungsdurchgang in dem Verbindungsdurchgang in dem Zustand verbunden ist, in dem der erste und der zweite Kolben in eine Richtung bewegt werden; und einen zweiten offenen Durchlass, der den Zuführkanal und den zweiten Kammerverbindungsdurchgang in dem Zustand verbindet, in dem der erste und der zweite Kolben in die andere Richtung bewegt werden.
Der Hydraulikdruck kann zwischen einer Endfläche des ersten Kolbens und dem ersten Kolbenraum ausgebildet werden, und Lüftungslöcher, durch die der Hydraulikdruck, der zwischen der anderen Endfläche des zweiten Kolbens und dem zweiten Kolbenraum ausgebildet ist, zur Außenseite geleitet wird, können jeweils an beiden Endabschnitten des Kolbenstifts ausgebildet sein.
Die Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis kann ferner umfassen: eine Rückstellfeder, die zwischen einer ersten Kugel des ersten Rückschlagventils und einer zweiten Kugel des zweiten Rückschlagventils verbindet, und so angeordnet ist, dass sie elastisch die erste und zweite Kugeln zieht, um das erste und das zweite Rückschlagventil zu betätigen
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Steuerventilstruktur zum Steuern des Hydraulikdrucks in dem Kolbenstift konfiguriert sein, und der obere Totpunkt des Kolbens kann durch den Hydraulikdruck, der dem Steuerungsventil zugeführt wird, effektiv steigen und fallen Ventil, wobei einfach das hohe Kompressionsverhältnis und das niedrige Kompressionsverhältnis implementiert werden können.
Insbesondere kann der Steuerwert schnell das Öl des Niederdruckteils durch die Bewegung des Rückschlagventils und des Kolbens zu dem Hochdruckteil zurückführen, wobei schnell und genau das hohe Kompressionsverhältnis und das niedrige Kompressionsverhältnis implementiert werden.
Die Verfahren und Einrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen weitere Merkmale und Vorteile auf, die in den beigefügten Zeichnungen, die hierin aufgenommen werden, und in der folgenden detaillierte Beschreibung, die zusammen zur Erläuterung bestimmter dienen, um bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutert oder ausführlicher darzulegen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Diagramm einer Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Modus mit niedrigem Kompressionsverhältnis eines 2-Kanal-Kolbenstifts in der Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3A und 3B sind Graphen, die eine Änderung des Hydraulikdrucks und der Eigenschaften des Öls zeigen, das zu einer zweiten Kammer bewegt wird, in dem Modus mit niedrigem Kompressionsverhältnis der Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Hochkompressionsverhältnismodus des 2-Kanal-Kolbenstifts in der Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Modus mit niedrigem Kompressionsverhältnis eines 1-Kanal-Kolbenstifts in der Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
6 ist eine Querschnittsansicht, die einen Modus mit hohem Kompressionsverhältnis des 1-Kanal-Kolbenstifts in der Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Modus mit niedrigem Kompressionsverhältnis eines 2-Kanal-Kolbenstifts in einer Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
8 ist eine Querschnittsansicht, die einen Modus mit niedrigem Kompressionsverhältnis eines 1-Kanal-Kolbenstifts in einer Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
9 ist eine Querschnittsansicht, die einen weiteren Aufbau eines Rückschlagventils in einer Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstäblich sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale zeigen, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart werden, einschließlich beispielsweise spezifischer Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden teilweise durch die spezielle beabsichtigte Anwendungs- und Nutzungsumgebung bestimmt.
In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung in den verschiedenen Figuren der Zeichnung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird detailliert auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele davon in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben werden. Während die Erfindung(en) in Verbindung mit Ausführungsbeispielen beschrieben wird, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung(en) nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränken soll. Im Gegenteil sollen die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen umfassen, die innerhalb des Geistes und Schutzbereichs der Erfindung, wie sie durch die beigefügten definiert ist, enthalten sein können Ansprüche
Es versteht sich, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstäblich sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale zeigen, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart werden, einschließlich beispielsweise spezifischer Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden teilweise durch die spezielle beabsichtigte Anwendungs- und Nutzungsumgebung bestimmt.
In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung in den verschiedenen Figuren der Zeichnung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden wird detailliert auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele davon in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und nachfolgend beschrieben werden. Während die Erfindung(en) in Verbindung mit Ausführungsbeispielen beschrieben wird, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung(en) nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränken soll. Im Gegenteil sollen die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen umfassen, die innerhalb des Geistes und Schutzbereichs der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, enthalten sein können.
Nachfolgend wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf die in den beigefügten Zeichnungen gezeigten Inhalte beschränkt, da Größen und Dicken der jeweiligen Komponenten willkürlich in den beigefügten Zeichnungen zur Vereinfachung der Erläuterung gezeigt sind. Zusätzlich wurden die Dicken übertrieben, um mehrere Abschnitte und Bereiche deutlich darzustellen.
Jedoch werden Inhalte, die nicht mit einer Beschreibung verknüpft sind, weggelassen, um eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung klar zu beschreiben, und Komponenten, die gleich oder ähnlich zueinander sind, werden durch die gleichen Bezugszeichen in der vorliegenden Beschreibung bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung werden dieselben Komponenten in eine erste, zweite und dergleichen klassifiziert, um Namen für Komponenten zu unterscheiden, und eine Folge davon ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt.
1 ist ein schematisches Diagramm einer Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 1 umfasst eine Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis eine Hydraulikpumpe 135, einen Kurbelzapfen 140, eine Verbindungsstange 145, einen Kolben 100, einen Kolbenstift 105, einen Exzenternocken 110 und einen kleinen Endabschnitt 165.
Der Kolbenstift 105 durchdringt einen unteren Mittelabschnitt des Kolbens 100 und den kleinen Endabschnitt 165 der Verbindungsstange 145, um zwischen einem oberen Endabschnitt der Verbindungsstange 145 und einem unteren Endabschnitt des Kolbens 100 zu verbinden, und der Exzenternocken 110 ist zwischen einer Außenumfangsfläche des Kolbens 105 und einer Innenumfangsfläche des Kolbens 100 angeordnet.
Ferner ist die äußere Umfangsoberfläche des Exzenternockens 110 mit einer Nut 160 versehen, wobei die Nut 160 durch eine Kammerzwischenwand 150 in eine erste Kammer 155 und eine zweite Kammer 157 unterteilt ist.
Hier hat die Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis eine Struktur, bei der das Öl, das durch die Hydraulikpumpe 135 gepumpt wird, dem Kolbenstift 105 über den Kurbelzapfen 140 und die Verbindungsstange 145 zugeführt wird und das Öl der ersten Kammer 155 oder der zweiten Kammer 157 in Abhängigkeit von einer Bewegung eines Kolbens zugeführt wird, der in dem Kolbenstift 105 eingebettet ist.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis einen Aufbau auf, bei dem, wenn das Öl der ersten Kammer 155 zugeführt wird, sich der Exzenternocken 110 im Uhrzeigersinn um einen vorbestimmten Winkel dreht und somit einen oberen Totpunkt des Kolbens 100 steigert und wenn das Öl der zweiten Kammer 157 zugeführt wird, sich der Exzenternocken 110 gegen den Uhrzeigersinn um den vorbestimmten Winkel dreht, und somit der obere Totpunkt des Kolbens 100 verringert wird.
Ein Ölkanal, der in der Verbindungsstange 145 ausgebildet ist, kann zweifach oder einfach vorgesehen sein, und ein separates Ventil kann zwischen der Hydraulikpumpe 135 und dem Kurbelzapfen 140 angeordnet sein, um den beiden Ölkanälen Öl zuzuführen.
Zusätzlich kann der Kolbenstift 105 mit Öl durch zwei Ölkanäle (2 Kanäle) versorgt oder mit Öl durch einen Ölkanal (1 Kanal) versorgt werden.
Die Struktur, in der der obere Totpunkt des Kolbens 100 durch die Struktur des Exzenternockens 110 ansteigt oder fällt, wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Wie jedoch in den 7 oder 8 dargestellt ist, die unten beschrieben werden, können obere und untere Abschnitte des Kolbens 100 selektiv mit der ersten Kammer 155 und der zweiten Kammer 157 beaufschlagt werden, die den oberen Totpunkt des Kolbens 100 zu veranlassen, um nach oben und unten zu gehen.
2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Modus mit niedrigem Kompressionsverhältnis eines 2-Kanal-Kolbenstifts in der Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Seite (links in 2) in dem Kolben 105 mit einem ersten Kolbenraum 292 und die andere Seite (rechts in 2) darin ist mit einem zweiten Kolbenraum 294 versehen.
Eine Zwischenwand 298 ist zwischen dem ersten Kolbenraum 292 und dem zweiten Kolbenraum 294 ausgebildet, und ein mittlerer Abschnitt der Zwischenwand 298 ist mit einem Zwischenwanddurchgang 296 versehen, der den ersten Kolbenraum 292 mit dem zweiten Kolbenraum 294 verbindet.
Ein Entlüftungsloch 270 ist nach außen von einer Endfläche im ersten Kolbenraum 292 zur Verfügung gestellt und das Entlüftungsloch 270 von der anderen Endfläche im zweiten Kolbenraum 294 nach außen zur Verfügung gestellt.
Der untere Teil des Kolbenstifts 105 ist mit einem ersten Zuführkanal 210 versehen, durch den Öl dem ersten Kolbenraum 292 zugeführt wird, und einen zweiten Zuführkanal 212, durch den Öl dem zweiten Kolbenraum 294 zugeführt wird, wobei der erste Zuführkanal 210 und der zweite Zuführkanal 212 so ausgebildet sind, dass sie an die Zwischenwand 298 angrenzen.
Ferner ist der Kolbenstift 105 mit einem ersten Kammerverbindungsdurchgang 205 versehen, der mit der ersten Kammer 155 in dem ersten Kolbenraum 292 verbunden ist, und einen zweiten Kammerverbindungsdurchgang 220, der mit der zweiten Kammer 157 in dem zweiten Kolbenraum 294 verbunden ist, wobei der erste Kammerverbindungsdurchgang 205 und der zweite Kammerverbindungsdurchgang 220 relativ weit von der Zwischenwand 298 entfernt, verglichen mit dem ersten Zuführkanal 210 und dem zweiten Zuführkanal 212, ausgebildet sind.
Der erste Kolbenraum 292 ist mit einem ersten Kolben 255a versehen, wobei eine Dichtstruktur zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche des ersten Kolbens 255a und einer inneren Umfangsoberfläche des ersten Kolbenraums 292 ausgebildet ist, wobei der zweite Kolbenraum 294 mit einem zweiten Kolben 255b versehen ist und eine Dichtstruktur zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche des zweiten Kolbens 255b und einer inneren Umfangsoberfläche des zweiten Kolbenraums 294 ausgebildet ist.
Ein erster Prüfraum 260 ist in dem ersten Kolben 255a vorgesehen und ein erster Prüfdurchgang 200 ist nach außen von dem ersten Prüfraum 260 vorgesehen. Hier entspricht der erste Prüfdurchgang 200 selektiv dem ersten Kammerverbindungsdurchgang 205 in Abhängigkeit von einer Bewegungsposition des ersten Kolbens 255a.
Ein zweiter Prüfraum 235 ist in dem zweiten Kolben 255b vorgesehen und ein zweiter Prüfdurchgang 225 ist außerhalb des zweiten Prüfraums 235 vorgesehen. Hier entspricht der zweite Prüfdurchgang 225 selektiv dem zweiten Kammerverbindungsdurchgang 220 in Abhängigkeit von einer Bewegungsposition des zweiten Kolbens 255b.
Eine Verbindungsdurchgang 267 verbindet die andere Stirnfläche des ersten Kolbens 255a und eine Stirnfläche des zweiten Kolbens 255b und eine Innenseite ist mit einem Rohrdurchgang 214 versehen, der den ersten Prüfraum 260 mit dem zweiten Prüfraum 235 verbindet.
Der Verbindungsdurchgang 267 ist mit einem offenen Durchlass 215 von einer Innenumfangsfläche zu einer äußeren Umfangsfläche versehen, und der offene Durchlass 215 kommuniziert fluidisch mit dem ersten Kolbenraum 292 oder dem zweiten Kolbenraum 294 in Abhängigkeit von einer Bewegungsposition des Verbindungsdurchgangs 267.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der erste Prüfraum 260 mit dem ersten Rückschlagventil 250 versehen, wobei das erste Rückschlagventil 250 verhindert, dass Öl des ersten Prüfraums 260 sich zu dem Rohrdurchgang 214 bewegt und das Öl in eine Richtung von dem Rohrdurchgang 214 zu dem ersten Prüfraum 260 bewegt.
Zusätzlich ist der zweite Prüfraum 235 mit einem zweiten Rückschlagventil 240 versehen, wobei das zweite Rückschlagventil 240 verhindert, dass Öl des zweiten Prüfraums 235 sich zu dem Rohrdurchgang 214 bewegt, und das Öl in eine Richtung aus dem Rohrdurchgang 214 zu dem zweiten Prüfraum 235 bewegt.
Wie dargestellt, weist ein Außendurchmesser des Verbindungsdurchgangs 267 über einen kleinen Durchmesserteil 252 auf, der kleiner ist als derjenige des ersten Kolbens 255a und des zweiten Kolben 255b, und der Außendurchmesser des ersten Kolbens 255a und der Außendurchmesser des zweiten Kolben 255b sind gleich ausgebildet.
Ein Rückstellelement 265 ist ein Federtyp-elastisches Element und stützt elastisch die andere Stirnfläche des zweiten Kolbens 255b in dem zweiten Kolbenraum 294 in eine Richtung und kann den ersten Kolben 255a, die Verbindungsdurchgang 267, und den zweiten Kolben 255b in eine Richtung bewegen.
Unter Bezugnahme auf 1, gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird, wenn eine Summe P1 + F der Kraft P1 des Öls, das durch den Zuführkanal 210 zugeführt wird, und die Kraft F des Rückstellelements 265 größer ist als eine Kraft P2 des Öls, das durch den zweiten Zuführkanal 212 zugeführt wird, werden der erste Kolben 255a, der Verbindungsdurchgang 267 und der zweite Kolben 255b in eine Richtung (linke Richtung) bewegt.
Ferner wird das Öl, das durch den ersten Zuführkanal 210 zugeführt wird, durch den offenen Durchlass 215, den Rohrdurchgang 214, das zweite Rückschlagventil 240 und den zweiten Kammerverbindungsdurchgang 220 zugeführt, und das Öl der ersten Kammer 155 kehrt zur zweiten Kammer 157 zurück durch den ersten Kammerverbindungsdurchgang 205, den offenen Durchlass 215, den Rohrdurchgang 214, das zweite Rückschlagventil 240, den zweiten Prüfdurchgang 225 und den zweiten Kammerverbindungsdurchgang 220.
Dementsprechend fällt der Kolben 100 relativ zu dem Kolbenstift und dessen oberer Totpunkt fällt, so dass das niedrige Kompressionsverhältnis (d. h. ein Kompressionsverhältnis niedriger als ein vorbestimmtes Kompressionsverhältnis) implementiert werden kann.
Die Struktur des ersten Kolbens 255a, des zweiten Kolbens 255b und des Verbindungsdurchgangs 267 kann als Kolbeneinrichtung (ohne Bezugszeichen) bezeichnet werden.
3A und 3B sind Graphen, die eine Änderung des Hydraulikdrucks und der Eigenschaften des Öls zeigen, das zu einer zweiten Kammer bewegt wird, in dem Modus mit niedrigem Kompressionsverhältnis der Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf 3A stellt eine horizontale Achse die Zeit dar, eine vertikale Achse stellt einen Hydraulikdruck dar, und der Druck der ersten Kammer 155 und der zweiten Kammer 157 wird in einer entgegengesetzten Richtung zueinander geändert, und zwar mit einer vorbestimmten Periode in Abhängigkeit von einer Änderung der Kraft wenn der Motor angetrieben wird.
In 3B zeigt eine horizontale Achse die Zeit, eine vertikale Achse die der zweiten Kammer 157 zugeführte Ölmenge, und Öl wird nacheinander der zweiten Kammer 157 zugeführt in abhängig von einer Kraftänderung, die auf den Kolben 100 ausgeübt wird, wenn der Motor angetrieben wird, und das Öl der zweiten Kammer 157 kehrt nicht durch das zweite Rückschlagventil 240 zurück.
4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Modus mit hohem Kompressionsverhältnis des 2-Kanal-Kolbenstifts in der Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt und die Hauptunterschiede zu 2 werden beschrieben und die detaillierte Beschreibung derselben oder ähnlicher Komponenten wird weggelassen.
Unter Bezugnahme auf 4 wird unter Berücksichtigung einer Kraft P1 des Hydraulikdrucks, der durch den ersten Zuführkanal 210 zugeführt wird, einer Kraft P2 des Hydraulikdrucks, der durch den zweiten Zuführkanal 212 zugeführt wird, und einer elastische Kraft F des Rückstellelements 265 unter der Bedingung, dass P1 < P2 + F ist, sich der erste Kolben 255a, der Verbindungsdurchgang 267 und der zweite Kolben 255b in die andere Richtung bewegen, während das Rückstellelement 265 zusammengedrückt wird.
Daher wird das Öl, das durch den ersten Zuführkanal 210 zugeführt wird, durch den ersten Kolben 255a blockiert, wobei das Öl, das dem zweiten Kolbenraum 294 über den zweiten Zuführkanal 212 zugeführt wird, nacheinander durch den offenen Durchlass 215, den Rohrdurchgang 214, das erste Rückschlagventil 250, den ersten Prüfraum 260, den ersten Prüfdurchgang 200 und den ersten Kammerverbindungsdurchgang 205 der ersten Kammer 155 zugeführt.
Ferner kehrt das Öl der zweiten Kammer 157 zu der ersten Kammer 155 durch den zweiten Kammerverbindungsdurchgang 220, den offenen Durchlass 215, den Rohrdurchgang 214, das erste Rückschlagventil 250, den ersten Prüfdurchgang 200 zurück, und ersten Kammerverbindungsdurchgang 205 in Abhängigkeit der Änderung des Drucks zurück.
Dementsprechend steigt der Kolben 100 relativ zu dem Kolbenstift 105 und dessen oberer Totpunkt steigt an, so dass das hohe Kompressionsverhältnis (d. h. ein Kompressionsverhältnis höher als ein vorbestimmtes Kompressionsverhältnis) implementiert werden kann.
5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Modus mit niedrigem Kompressionsverhältnis eines 1-Kanal-Kolbenstifts in der Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Unter Bezugnahme auf 5 ist eine Seite im Kolbenstift 105 mit dem ersten Kolbenraum 292 versehen, wobei die andere Seite im Kolbenstift 105 mit dem zweiten Kolbenraum 294 versehen ist, und der erste Kolbenraum 292 und der zweite Kolbenraum 294 sind miteinander verbunden. Detaillierter beschrieben ist die Zwischenwand 298 zwischen dem ersten Kolbenraum 292 und dem zweiten Kolbenraum 294 ausgebildet, und der Zwischenwanddurchgang 296 ist an dem mittleren Abschnitt der Zwischenwand 298 ausgebildet.
Der Zuführkanal 210, der dem zweiten Kolbenraum 294 Öl zuführt, ist am unteren Abschnitt des Kolbenstifts 105 ausgebildet, und der erste Kammerverbindungsdurchgang 205, der mit der ersten Kammer 155 in dem ersten Kolbenraum 292 verbunden ist, ist am oberen Endabschnitt des Kolbenstifts 105 ausgebildet.
Ferner ist der Kolbenstift 105 mit dem Entlüftungsloch 270 versehen, das außerhalb der Endfläche im ersten Kolbenraum 292 ist, und das Entlüftungsloch 270 ist außerhalb der weiteren Endfläche im zweiten Kolbenraum 294.
Die Innenseite des ersten Kolbenraums 292 ist mit dem ersten Kolben 255a versehen, der die Kolbenstruktur aufweist, wobei die Innenseite des zweiten Kolbenraums 294 mit dem zweiten Kolben 255b mit der Kolbenstruktur versehen ist, und der ersten Kolben 255a und der zweite Kolben 255b sind angeordnet, um sich in eine Richtung (links) und die andere Richtung (rechts) hin- und herzubewegen.
Der Verbindungsdurchgang 267 verbindet zwischen dem ersten Kolben 255a und dem zweiten Kolben 255b durch den Zwischenwanddurchgang 296 und die Dichtstruktur ist zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche des Verbindungsdurchgangs 267 und einer inneren Umfangsoberfläche der Zwischenwand ausgebildet.
Das Innere des ersten Kolbens 255a ist mit dem ersten Prüfraum 260 versehen, das Innere des zweiten Kolbens 255b ist mit dem zweiten Prüfraum 235 versehen, das Innere des Verbindungsdurchgangs 267 ist mit dem Rohrdurchgang 214 in einer Längsrichtung versehen, und der Rohrdurchgang 214 verbindet zwischen dem ersten Prüfraum 260 und dem zweiten Prüfraum 235.
Eine Position, die von einer inneren Umfangsoberfläche des Verbindungsdurchgangs 267 zu einer äußeren Umfangsoberfläche desselben eingestellt ist, ist mit einem ersten offenen Durchlass 215a versehen, und der erste offene Durchlass 215a entspricht selektiv dem ersten Kammerverbindungsdurchgang 205.
Das heißt, der erste offene Durchlass 215a und der erste Kammerverbindungsdurchgang 205 entsprechen einander in dem Zustand, in dem der erste Kolben 255a, der Verbindungsdurchgang 267 und der zweite Kolben 255b zu einer Seite bewegt werden.
Ferner ist eine Position, die von dem Innenumfang des Verbindungsdurchgangs 267 in Richtung auf dessen Außenumfangsfläche eingestellt ist, mit einem zweiten offenen Durchlass 215b versehen und der erste offene Durchlass 215a ist immer mit dem zweiten Kolbenraum verbunden und immer mit dem Zuführkanal 210 verbunden.
Der erste Prüfraum 260 ist in dem ersten Kolben 255a vorgesehen, und der erste Prüfdurchgang 200 ist außerhalb des ersten Prüfraums 260 vorgesehen. Hier entspricht der erste Prüfdurchgang 200 selektiv dem ersten Kammerverbindungsdurchgang 205 in Abhängigkeit von einer Bewegungsposition des ersten Kolbens 255a.
Der zweite Prüfraum 235 ist in dem zweiten Kolben 255b vorgesehen, und der zweite Prüfdurchgang 225 ist außerhalb des zweiten Prüfraums 235 vorgesehen. Hier entspricht der zweite Prüfdurchgang 225 selektiv dem zweiten Kammerverbindungsdurchgang 220 in Abhängigkeit von der Bewegungsposition des zweiten Kolbens 255b.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der erste Prüfraum 260 mit dem ersten Rückschlagventil 250 versehen, wobei das erste Rückschlagventil 250 verhindert, dass Öl des ersten Prüfraums 260 sich zu dem Rohrdurchgang 214 bewegt und das Öl in eine Richtung von dem Rohrdurchgang 214 zu dem ersten Prüfraum 260 bewegt.
Zusätzlich ist der zweite Prüfraum 235 mit einem zweiten Rückschlagventil 240 versehen, wobei das zweite Rückschlagventil 240 verhindert, dass Öl des zweiten Prüfraums 235 sich zu dem Rohrdurchgang 214 bewegt, und das Öl in eine Richtung von dem Rohrdurchgang 214 zu dem zweiten Prüfraum 235 bewegt.
Wie dargestellt, ist der Außendurchmesser des Verbindungsdurchgangs 267 gleich dem des ersten Kolbens 255a und kleiner als der des zweiten Kolbens 255b.
Das Rückstellelement 265 ist ein elastisches Federelement und stützt die andere Endfläche des zweiten Kolbens 255b in dem zweiten Kolbenraum 294 in eine Richtung elastisch ab, und kann den ersten Kolben 255a, den Verbindungsdurchgang 267 und den zweiten bewegen Kolben 255b in eine Richtung bewegen.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, unter Bezugnahme auf 5, werden der erste Kolben 255a, der Verbindungsdurchgang 267 und der zweite Kolben 255b in eine Richtung (linke Richtung) bewegt, wenn die Kraft F des Rückstellelements 265 größer ist als die Kraft P1 des Öls ist, das durch den Zuführkanal 210 zugeführt wird.
Ferner wird das Öl, das durch den Zuführkanal 210 zugeführt wird, durch den zweiten offenen Durchlass 215b, den Rohrdurchgang 214, das zweite Rückschlagventil 240, den zweiten Prüfdurchgang 225 und den zweiten Kammerverbindungsdurchgang 220 der zweiten Kammer 157 zugeführt, und das Öl der ersten Kammer 155 kehrt zu der zweiten Kammer 157 durch den ersten Kammerverbindungsdurchgang 205, den ersten offenen Durchlass 215a, den Rohrdurchgang 214, das zweite Rückschlagventil 240, den zweiten Prüfdurchgang 225 und den Verbindungsdurchgang 220 zurück.
Daher fällt der obere Totpunkt des Kolbens, so dass das niedrige Kompressionsverhältnis implementiert werden kann.
6 ist eine Querschnittsansicht, die einen Modus mit hohem Kompressionsverhältnis eines 1-Kanal-Kolbenstifts in der Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, und die Hauptunterschiede zu 5 werden beschrieben und die detaillierte Beschreibung derselben oder ähnlicher Komponenten wird weggelassen.
Unter Bezugnahme auf 6 wird unter Berücksichtigung der Kraft P1 des Hydraulikdrucks, der durch den Zuführkanal 210 zugeführt wird, und der elastischen Kraft F des Rückstellelements 265, unter der Bedingung, dass P > F, bewegen sich der erste Kolben 255a, der Verbindungsdurchgang 267 und der zweite Kolben 255b in die andere Richtung, während das Rückstellelement 265 zusammengedrückt wird.
Daher wird das dem zweiten Kolbenraum 294 durch den Zuführkanal 210 zugeführte Öl nacheinander durch den zweiten offenen Durchlass 215b, den Rohrdurchgang 214, das erste Rückschlagventil 250, den ersten Prüfraum 260, den ersten Prüfdurchgang 200 und den ersten Kammerverbindungsdurchgang 205 der ersten Kammer 155 zugeführt.
Ferner kehrt das Öl der zweiten Kammer 157 durch den zweiten Kammerverbindungsdurchgang 220, den zweiten offenen Durchlass 215b, den Rohrdurchgang 215, das erste Rückschlagventil 250, den ersten Prüfdurchgang 200 und den erste Kammerverbindungsdurchgang 205 in die erste Kammer 155 in Abhängigkeit der Änderung des Drucks zurück.
Daher steigt der obere Totpunkt des Kolbens 100 an, so dass das hohe Kompressionsverhältnis realisiert werden kann.
7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Modus mit niedrigem Kompressionsverhältnis des 2-Kanal-Kolbenstifts in der Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, und die Hauptunterschiede zu den 2 und 4 werden beschrieben, und die detaillierte Beschreibung derselben oder ähnlicher Komponenten wird weggelassen.
Der Aufbau des Kolbenstifts 104 ist gleich oder ähnlich zu den in 1 und 4, und daher wird dessen Beschreibung weggelassen. Die erste Kammer 155 ist jedoch über dem Kolbenstift 105 ausgebildet und die zweite Kammer 157 ist unter dem Kolbenstift 105 ausgebildet.
Wenn daher der Hydraulikdruck sequentiell der zweiten Kammer 157 durch den zweiten Kammerverbindungsdurchgang 220 des Kolbenstifts 105 zugeführt wird und das Öl der ersten Kammer 155 sequentiell zu der zweiten Kammer 157 zurückkehrt, fällt der Kolben 100 mit Bezug auf den Kolbenstift 105, so dass das niedrige Kompressionsverhältnis implementiert werden kann.
8 ist eine Querschnittsansicht, die einen Modus mit niedrigem Kompressionsverhältnis eines 1-Kanal-Kolbenstifts in einer Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Der Aufbau des Kolbenstifts 104 ist gleich oder ähnlich zu der in 5 und 6, und daher wird dessen Beschreibung weggelassen. Die erste Kammer 155 ist jedoch über dem Kolbenstift 105 ausgebildet und die zweite Kammer 157 ist unter dem Kolbenstift 105 ausgebildet.
Wenn daher der Hydraulikdruck sequentiell der zweiten Kammer 157 durch den zweiten Kammerverbindungsdurchgang 220 des Kolbenstifts 105 zugeführt wird und das Öl der ersten Kammer 155 sequentiell in die zweite Kammer 157 zurückkehrt, fällt der Kolben 100 mit Bezug auf den Kolbenstift 105, so dass das niedrige Kompressionsverhältnis implementiert werden kann.
Wie in den 7 und 8 gezeigt ist, wird, wenn der ersten Kammer 155 Öl zugeführt wird und das Öl der zweiten Kammer 157 in die erste Kammer 155 zurückkehrt, der Kolben 100 mit dem Kolbenstift 105 angehoben, sodass das hohe Kompressionsverhältnis realisiert werden kann.
9 ist eine Querschnittsansicht, die einen weiteren Aufbau eines Rückschlagventils in einer Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und die detaillierte Beschreibung derselben oder ähnlicher Komponenten von 2 wird weggelassen und die Hauptunterschiede zu 2 beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 9 sind eine erste Kugel des ersten Rückschlagventils 250 und eine zweite Kugel des zweiten Rückschlagventils 240 miteinander durch eine Rückstellfeder 900 verbunden, und die Rückstellfeder 900 weist eine Struktur auf, die die erste Rückschlagkugel und die zweite Rückschlagkugel elastisch zieht.
Daher werden das erste Rückschlagventil 250 und das zweite Rückschlagventil 240 immer durch die Rückstellfeder 900 betätigt, wodurch leicht das Öl gesteuert wird, um leicht in eine Richtung fließen zu können, was die Struktur des Rückschlagventils vereinfacht und die Anzahl der Komponenten reduziert.
Obwohl diese Erfindung in Verbindung mit dem, was gegenwärtig als praktische beispielhafte Ausführungsformen betrachtet wird, beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil ist es beabsichtigt, verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die im Geist und Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sind.
Zur Vereinfachung der Erläuterung und der genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe ”obere”, ”untere”, ”innere”, ”äußere”, ”obere”, ”untere”, ”obere”, ”untere”, ”Nach innen”, ”nach innen”, ”nach innen”, ”nach innen”, ”nach innen”, ”nach innen”, ”nach innen”, ”nach innen”, „vorwärts” und „rückwärts” verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen der in den Figuren dargestellten Merkmale zu beschreiben.
Die vorstehenden Beschreibungen von speziellen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zu Zwecken der Darstellung und Beschreibung vorgestellt. Sie sind nicht beabsichtigt, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf die genauen offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehren möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um es anderen Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und zu verwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.

Claims

Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis, die Öl einer ersten Kammer zuführt oder das Öl einer zweiten Kammer zuführt, um einen oberen Totpunkt eines Kolbens zu veranlassen, um nach oben und unten zu gehen, umfassend: einen Kolbenstift mit einem ersten und einem zweiten Kolbenraum, die an einer ersten Seite und einer zweiten Seite darin vorgesehen sind, und mit einem Zwischenwanddurchgang versehen sind, der den ersten und den zweiten Kolbenraum miteinander verbindet, und mit einem ersten Kammerverbindungsdurchgang versehen ist, der die erste Kammer mit dem ersten Kolbenraum verbindet, und einem zweiten Kammerverbindungsdurchgang, der die zweite Kammer mit dem zweiten Kolbenraum verbindet, und mit jedem der ersten und zweiten Zuführkanäle versehen ist, durch die das Öl dem ersten und dem zweiten Kolbenraum zugeführt wird; eine Kolbeneinrichtung mit einem ersten Kolben, der in dem ersten Kolbenraum hin- und herbewegbar angeordnet ist und einen darin ausgebildeten ersten Prüfraum aufweist und mit einem ersten Prüfdurchgang versehen ist, der mit einer äußeren Umfangsfläche aus dem ersten Prüfraum verbunden ist, während der erste Prüfdurchgang dem ersten Kammerverbindungsdurchgang entspricht; einem zweiten Kolben, der so angeordnet ist, dass er sich in dem zweiten Kolbenraum hin- und herbewegt, einen darin ausgebildeten zweiten Prüfraum aufweist und mit einem zweiten Prüfdurchgang versehen ist, der mit einer äußeren Umfangsfläche aus dem zweiten Prüfraum verbunden ist, während der zweite Prüfdurchgang dem zweiten Kammerverbindungsdurchgang entspricht; und einem Verbindungsdurchgang, der zwischen dem ersten und zweiten Kolben durch den Zwischenwanddurchgang verbunden ist und einen Rohrdurchgang aufweist, der den ersten und den zweiten Prüfraum verbindet und mit einem offenen Durchlass von einer inneren Umfangsfläche zu einer äußeren Umfangsoberfläche davon versehen ist; ein erstes Rückschlagventil, das in dem ersten Prüfraum angeordnet ist, um Öl von dem Rohrdurchgang zu dem ersten Prüfraum in einer ersten Richtung zu bewegen und ein zweites Rückschlagventil, das in dem zweiten Prüfraum angeordnet ist, um das Öl von dem Rohrdurchgang zu dem zweiten Prüfraum in eine zweite Richtung zu bewegen; und ein Rückstellelement, das den zweiten Kolben elastisch auf einer Seite stützt.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 1, wobei in einem Zustand, in dem der erste Kolben und der zweite Kolben zu einer Seite bewegt werden, der zweite Prüfdurchgang und der zweite Kammerverbindungsdurchgang miteinander verbunden werden, das Öl, das durch den ersten Zuführkanal und das Öl der ersten Kammer der zweiten Kammer durch den offenen Durchlass, den Rohrdurchgang, das zweite Rückschlagventil, den zweiten Prüfdurchgang zugeführt wird und den zweiten Kammerverbindungsdurchgang zugeführt wird.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 1, wobei in einem Zustand, in dem der erste Kolben und der zweite Kolben zu der anderen Seite bewegt werden, der erste Prüfdurchgang und der erste Kammerverbindungsdurchgang miteinander verbunden werden, wobei das Öl, das durch den zweiten Zuführkanal zugeführt wird und das Öl der zweiten Kammer der ersten Kammer, durch den offenen Durchlass, den Rohrdurchgang, das erste Rückschlagventil, den ersten Prüfdurchgang und den ersten Kammerverbindungsdurchgang zugeführt wird, um ein hohes Kompressionsverhältnis zu implementieren.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 1, wobei ein Außendurchmesser des ersten Kolbens größer als ein Innendurchmesser des Zwischenwanddurchgangs, und ein Außendurchmesser des zweiten Kolbens größer als ein Innendurchmesser des Zwischenwanddurchgangs ist.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 4, wobei der Außendurchmesser des ersten Kolbens gleich dem des zweiten Kolbens ist.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 4, wobei der erste Zuführkanal und der zweite Zuführkanal jeweils mit dem ersten Kolbenraum und dem zweiten Kolbenraum verbunden sind, das Öl, das durch den ersten Zuführkanal zugeführt wird, so konfiguriert ist, dass es betätigt wird, um den ersten Kolben zu einer Seite zu bewegen, und das Öl, das durch den zweiten Zuführkanal zugeführt wird, so konfiguriert ist, dass es betätigt wird, um den zweiten Kolben auf die andere Seite zu bewegen.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 6, wobei wenn eine Kraft des Rückstellelements und eine Kraft eines Öldrucks, der durch den ersten Zufuhrdurchgang zugeführt wird, größer sind als der des Öldrucks, der durch den zweiten Zuführkanal zugeführt wird, der zweite Prüfdurchgang und der zweite Kammerverbindungsdurchgang miteinander verbunden werden, das Öl, das durch den ersten Zuführkanal zugeführt wird und das Öl der ersten Kammer durch den offenen Durchlass, den Rohrdurchgang, das zweite Rückschlagventil, den zweiten Prüfdurchgang und den zweiten Kammerverbindungsdurchgang der zweiten Kammer zugeführt wird, um ein geringes Kompressionsverhältnis zu implementieren.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 6, wobei wenn eine Kraft eines Öldrucks, der durch den zweiten Zuführkanal zugeführt wird, größer ist als derjenige des Rückstellelements und derjenige des Öldrucks, der durch den ersten Zufuhrdurchgang zugeführt wird, der erste Prüfdurchgang und der erste Kammerverbindungsdurchgang miteinander verbunden werden, wobei das Öl, das durch den zweiten Zuführkanal zugeführt wird und das Öl der zweiten Kammer der ersten Kammer, durch den offenen Durchlass, den Rohrdurchgang, das erste Rückschlagventil, den ersten Prüfdurchgang und den ersten Kammerverbindungsdurchgang zugeführt wird, um ein hohes Kompressionsverhältnis zu implementieren.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 6, wobei das Rückstellelement ein elastisches Element ist, das in dem zweiten Kolbenraum angeordnet ist, um den zweiten Kolben auf einer ersten Seite elastisch zu stützen.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Exzenternocken, der drehbar auf einer äußeren Umfangsoberfläche des Kolbenstifts angeordnet ist, der den Kolben mit einer Verbindungsstange verbindet, wobei das der ersten Kammer zugeführte Öl den Exzenternocken in eine erste Richtung um einen vorbestimmten Winkel dreht, um den oberen Totpunkt des Kolbens nach oben zu bewegen, und das der zweiten Kammer zugeführte Öl den Exzenternocken in eine zweite Richtung um einen vorbestimmten Winkel dreht, um den oberen Totpunkt des Kolbens nach unten zu bewegen.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Kammer an einem oberen Abschnitt des Kolbenstifts im Kolben angeordnet ist, und das der ersten Kammer zugeführte Öl den oberen Totpunkt des Kolbens nach oben bekommt, und die zweite Kammer an einem unteren Abschnitt des Kolbenstifts im Kolben angeordnet ist und das der zweiten Kammer zugeführte Öl den oberen Totpunkt des Kolbens nach unten bekommt.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 1, wobei der offene Durchlass mit dem ersten Kolbenraum in einem Zustand verbunden ist, in dem der erste und der zweite Kolben in einer ersten Richtung bewegt werden, und der offene Durchlass mit dem zweiten Kolbenraum in einem Zustand verbunden ist, in dem der erste und der zweite Kolben in einer zweiten Richtung bewegt werden.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis, die Öl einer ersten Kammer zuführt oder das Öl einer zweiten Kammer zuführt, um einen oberen Totpunkt eines Kolbens zu veranlassen, um nach oben und unten zu gehen, beinhaltend: einen Kolbenstift mit ersten und zweiten Kolbenräumen, die miteinander an einer ersten Seite und einer zweiten Seite darin verbunden sind, und mit einem ersten Kammerverbindungsdurchgang der die erste Kammer mit dem ersten Kolbenraum verbindet, und einen zweiten Kammerverbindungsdurchgang versehen sind, der die zweite Kammer und dem zweiten Kolbenraum verbindet, und mit einem Zuführkanal versehen ist, durch den das Öl dem zweiten Kolbenraum zugeführt wird; eine Kolbeneinrichtung mit einem ersten Kolben, der so angeordnet ist, dass er sich hin- und herbewegt, eine äußere Umfangsoberfläche aufweist, die einer inneren Umfangsoberfläche des ersten Kolbenraums entspricht, einen darin ausgebildeten ersten Prüfraum aufweist und mit einem ersten Prüfdurchgang versehen ist, der mit einem äußeren Umfangsoberfläche in dem ersten Prüfraum verbunden ist, entsprechend dem ersten Kammerverbindungsdurchgang; einen zweiten Kolben, der zum Hin- und Herbewegen angeordnet ist und eine äußere Umfangsoberfläche hat, die einer inneren Umfangsoberfläche des zweiten Kolbenraums entspricht, einen darin ausgebildeten zweiten Prüfraum aufweist und mit einem zweiten Prüfdurchgang versehen ist, der mit einer äußeren Umfangsoberfläche verbunden ist, der dem zweiten Kammerverbindungsdurchgang entspricht; und ein Verbindungsdurchgang, das zwischen dem ersten und dem zweiten Kolben verbunden ist, einen Rohrdurchgang, der den ersten Prüfraum mit dem zweiten Prüfraum verbindet, mit einem offenen Durchlass von einer inneren Umfangsfläche zu einer äußeren Umfangsfläche versehen ist und eine Abdichtung aufweist, die zwischen der äußeren Umfangsoberfläche und einer inneren Umfangsoberfläche eines Zwischenwanddurchgangs ausgebildet ist; ein erstes Rückschlagventil, das in dem ersten Prüfraum angeordnet ist, um Öl von dem Rohrdurchgang zu dem ersten Prüfraum in eine erste Richtung zu bewegen und ein zweites Rückschlagventil, das in dem zweiten Prüfraum angeordnet ist, um das Öl von dem Rohrdurchgang zu dem zweiten Prüfraum in eine zweite Richtung zu bewegen; und ein Rückstellelement, das den zweiten Kolben elastisch auf einer Seite stützt.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 13, wobei ein Außendurchmesser des zweiten Kolbens größer als der des ersten Kolbens ist.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 13, wobei wenn eine Kraft des Rückstellelements größer als die eines Öldrucks ist, der durch den Zuführkanal zugeführt wird, der zweite Prüfdurchgang und der zweite Kammerverbindungsdurchgang miteinander verbunden werden, wobei das Öl, das durch den ersten Zuführkanal und das Öl der ersten Kammer der zweiten Kammer durch den offenen Durchlass, den Rohrdurchgang, das zweite Rückschlagventil, den zweiten Prüfdurchgang und den zweiten Kammerverbindungsdurchgang zugeführt wird, um ein geringes Kompressionsverhältnis zu realisieren, und wenn eine Kraft des Öldrucks, der durch den Zuführkanal zugeführt wird, größer ist als diejenige des Rückstellelements, der erste Prüfdurchgang und der erste Kammerverbindungsdurchgang miteinander verbunden werden, wobei das Öl, das durch den zweiten Zufuhrdurchgang und das Öl der zweiten Kammer der ersten Kammer durch den offenen Durchlass, den Rohrdurchgang das erste Rückschlagventil wird, den ersten Prüfdurchgang und den ersten Kammerverbindungsdurchgang zugeführt wird, um ein hohes Kompressionsverhältnis zu realisieren.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 13, ferner aufweisend: einen Exzenternocken, der drehbar auf einer äußeren Umfangsoberfläche des Kolbenstifts angeordnet ist, der den Kolben mit einer Verbindungsstange verbindet, wobei das der ersten Kammer zugeführte Öl den Exzenternocken in eine Richtung um einen vorbestimmten Winkel dreht, um den oberen Totpunkt des Kolbens nach oben zu bewegen, und das der zweiten Kammer zugeführte Öl den Exzenternocken in einer zweiten Richtung um einen vorbestimmten Winkel dreht, um den oberen Totpunkt des Kolbens nach unten zu bewegen.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Kammer an einem unteren Abschnitt des Kolbenstifts im Kolben angeordnet ist, und wobei die zweite Kammer an einem oberen Abschnitt des Kolbenstifts in dem Kolben angeordnet ist.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 13, wobei der offene Durchlass enthält: einen ersten offenen Durchlass, der mit dem ersten Kammerverbindungsdurchgang in dem Verbindungsdurchgang in einem Zustand verbunden ist, in dem der erste und der zweite Kolben in eine erste Richtung bewegt werden; und einen zweiten offenen Durchlass, der den Zuführkanal und den zweiten Kammerverbindungsdurchgang in einem Zustand verbindet, in dem der erste und der zweite Kolben in eine zweite Richtung bewegt werden.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 13, wobei der Hydraulikdruck zwischen einer ersten Stirnfläche des ersten Kolbens und dem ersten Kolbenraum ausgebildet wird, und wobei Abführöffnungen, durch die der zwischen einer zweiten Endfläche des zweiten Kolbens und dem zweiten Kolbenraum ausgebildete Hydraulikdruck nach außen abgeführt wird, jeweils an ersten und zweiten Endabschnitten des Kolbenstifts ausgebildet sind.
Einrichtung mit variablem Kompressionsverhältnis nach Anspruch 13, ferner aufweisend: ein elastisches Rückschlagelement mit einer Feder, die zwischen einer ersten Kugel des ersten Rückschlagventils und einer zweiten Kugel des zweiten Rückschlagventils verbindet, und angeordnet ist, die erste und zweite Kugel elastisch zu ziehen, um das erste und das zweite Rückschlagventil zu betätigen.