DE102017104391A1

DE102017104391A1 - Switching device for controlling an adjusting device and connecting rod for a reciprocating internal combustion engine with such a switching device

Info

Publication number: DE102017104391A1
Application number: DE102017104391.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas Nendel; Markus POPP; Michael Knorr
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-03-02
Filing date: 2017-03-02
Publication date: 2018-09-06

Abstract

Eine Umschalteinrichtung dient zur Steuerung einer Verstellvorrichtung, mittels welcher das Verdichtungsverhältnis einer Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine veränderbar ist. Dabei soll die Umschalteinrichtung über Ölleitungen (24 und 25) mit zwei mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbaren Druckräumen zumindest eines Stützzylinders der Verstellvorrichtung und über ein Pleuellager mit einer Ölgalerie verbunden sein, während für ein Abströmen des Hydraulikfluids aus dem jeweiligen Druckraum ein dessen Ölleitung (24, 25) zugeordnetes Sitzventil mittels eines Betätigungselements der Umschalteinrichtung betätigbar ist. Zur Schaffung einer vorteilhaften Anordnung der für die Steuerung der Verstelleinrichtung vorgesehenen Steuerungselemente, mit der ungewünschte Druckverluste in den Druckräumen der Verstelleinrichtung vermieden werden können, soll mit dem jeweiligen Druckraum eine einzige Ölleitung (24, 25) verbunden ist, über die diesem sowohl Hydraulikfluid zuführbar als auch aus diesem ableitbar ist, wobei das entsprechend Sitzventil als mit der jeweiligen Ölleitung (24, 25) zusammenwirkendes Rückschlagventil (30, 31) ausgebildet ist, in dessen druckabhängig geöffneter Stellung das Hydraulikfluid über die Ölleitung (24, 25) in den entsprechenden Druckraum gefördert wird.A switching device serves to control an adjusting device, by means of which the compression ratio of a cylinder unit of the reciprocating internal combustion engine is variable. In this case, the switching means to be connected via oil lines (24 and 25) with two acted upon by a hydraulic fluid pressure chambers at least one support cylinder of the adjustment and a connecting rod bearing with an oil gallery, while for an outflow of the hydraulic fluid from the respective pressure chamber whose an oil line (24, 25 ) associated poppet valve by means of an actuating element of the switching device is actuated. To provide an advantageous arrangement of the measures provided for the control of the adjusting control elements, with the unwanted pressure losses in the pressure chambers of the adjustment can be avoided, with the respective pressure chamber, a single oil line (24, 25) is connected, via which this hydraulic fluid can be supplied as is also derived from this, wherein the corresponding seat valve as with the respective oil line (24, 25) cooperating check valve (30, 31) is formed, in its pressure-dependent open position, the hydraulic fluid via the oil line (24, 25) conveyed into the corresponding pressure chamber becomes.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Umschalteinrichtung zur Steuerung einer Verstellvorrichtung, mittels welcher das Verdichtungsverhältnis einer Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine veränderbar ist, wobei die Umschalteinrichtung über Ölleitungen mit zwei mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbaren Druckräumen zumindest eines Stützzylinders der Verstellvorrichtung und über ein Pleuellager mit einer Ölgalerie verbunden ist, wobei für ein Abströmen des Hydraulikfluids aus dem jeweiligen Druckraum ein dessen Ölleitung zugeordnetes Sitzventil mittels eines Betätigungselements der Umschalteinrichtung betätigbar ist.The invention relates to a switching device for controlling an adjusting device, by means of which the compression ratio of a cylinder unit of the reciprocating internal combustion engine is variable, wherein the switching device is connected via oil lines with two acted upon by a hydraulic fluid pressure chambers at least one support cylinder of the adjusting device and a connecting rod bearing with an oil gallery, wherein for an outflow of the hydraulic fluid from the respective pressure chamber whose associated with the oil line poppet valve by means of an actuating element of the switching device is actuated.

Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Pleuel für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, das zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der entsprechenden Zylindereinheit mittels einer Verstellvorrichtung in seiner effektiven Länge wenigstens zweistufig verstellbar ist, mit wenigstens einer hydraulischen Stelleinrichtung der Verstellvorrichtung, die einen in einem kolbenseitigen Pleuelauge des Pleuels angeordneten, mit einem Exzenterhebel verbundenen Exzenterkörper, wenigstens zwei mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbare Druckräume zumindest eines Stützzylinders, in dem ein Stellkolben verschiebbar geführt ist, und wenigstens eine Kolbenstange aufweist, die den Stellkolben mit dem Exzenterhebel verbindet, wobei zur Steuerung der Verstellvorrichtung eine Umschalteinrichtung vorgesehen ist.Furthermore, the invention also relates to a connecting rod for a reciprocating internal combustion engine, which is adjustable in two stages to adjust the compression ratio of the corresponding cylinder unit by means of an adjusting device in its effective length, with at least one hydraulic adjusting device of the adjusting arranged in a piston-side connecting rod eye of the connecting rod, eccentric body connected to an eccentric lever, at least two pressure chambers, which can be acted upon by a hydraulic fluid, at least one support cylinder, in which an actuating piston is displaceably guided, and has at least one piston rod which connects the actuating piston to the eccentric lever, wherein a switching device is provided for controlling the adjusting device.

Stand der TechnikState of the art

Das Verdichtungsverhältnis ε einer Hubkolbenbrennkraftmaschine bezeichnet ein Verhältnis eines Volumens des gesamten Zylinderraumes zu einem Volumen des Kompressionsraumes. Eine Steigerung des Wirkungsgrades der Hubkolbenbrennkraftmaschine lässt sich durch eine Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses erzielen, woraus insgesamt eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs bei gleicher Leistung der Hubkolbenbrennkraftmaschine resultiert. Bei einer Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses ist allerdings zu berücksichtigen, dass bei fremdgezündeten Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit der Erhöhung 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 denotes a ratio of a volume of the entire cylinder space to a volume of the compression space. An increase in the efficiency of the reciprocating internal combustion engine can be achieved by increasing the compression ratio, resulting in a total reduction in fuel consumption at the same power of the reciprocating internal combustion engine results. When increasing the compression ratio, however, it must be taken into account that in spark-ignited reciprocating internal combustion engines with the increase 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 aber, 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, also verändert 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, however, that 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, so be changed.

Eine Änderung des Verdichtungsverhältnisses ist im Übrigen besonders vorteilhaft für aufgeladene Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Fremdzündung, da bei diesen im Hinblick auf die mit der Aufladung erzielten Ladedruck insgesamt ein niedriges Verdichtungsverhältnis vorgegeben wird, wobei zur Verbesserung des thermodynamischen Wirkungsgrades in ungünstigen Bereichen eines entsprechenden Motorkennfeldes die Verdichtung zu erhöhen ist.Incidentally, a change in the compression ratio is particularly advantageous for supercharged reciprocating internal combustion engines with spark ignition, since in this case a low compression ratio is predetermined with regard to the charge pressure achieved with the charge, the compression increasing to improve the thermodynamic efficiency in unfavorable regions of a corresponding engine characteristic is.

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, bei denen das Verdichtungsverhältnis über einen Exzenter verstellt wird, der innerhalb eines Pleuelauges des Pleuels angeordneten. Dieser Exzenter wird an seiner Außenmantelfläche vom Pleuelauge aufgenommen, während eine exzentrisch zur Längsmittelachse des Pleuelauges verlaufende Bohrung des Exzenters als Kolbenbolzenlager zur Aufnahme eines Kolbenbolzens dient.Among other things, devices are known from the state of the art in which the compression ratio is adjusted via an eccentric, which is arranged within a connecting rod eye of the connecting rod. This eccentric is received on its outer circumferential surface of the connecting rod, while an eccentric to the longitudinal center axis of the connecting rod bore extending bore of the eccentric serves as a piston pin bearing for receiving a piston pin.

Eine Verstellung des Exzenters durch dessen Verdrehung erfolgt durch die in der Zylindereinheit zwischen dem Pleuel einerseits und dem Kolbenbolzen oder dem Kurbelzapfen andererseits auftretenden Triebwerkskräfte, also Lastkräfte, die aus den Massen- und Gaskräften resultieren. Im Arbeitstakt der Zylindereinheit ändern sich die wirkenden Kräfte kontinuierlich. Es ist dabei zweckmäßig, den Exzenter mit zwei Stellkolben zu verbinden, die an diesem zu dessen Verdrehung sowie Abstützung über Laschen angreifen. Somit kann durch die beiden Stellkolben die Drehbewegung unterstützt und eine Rückstellung des Exzenters, die aufgrund der mit unterschiedlichen Kraftrichtungen auf den Exzenter wirkenden Kräfte auftreten kann, vermieden werden. Für die Verdrehung und Abstützung des Exzenters kann auch ein doppeltwirkender Stützzylinder vorgesehen sein, der dann über eine Lasche eines Schwenkhebels am Exzenter angreift. Die Verstellung des Exzenters in die jeweiligen Drehlagen wird über eine Umschalteinrichtung gesteuert, so dass jeder Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine jeweils eine Umschalteinrichtung, über welche das Verdichtungsverhältnis der Zylindereinheit eingestellt wird, zugeordnet ist.An adjustment of the eccentric by the rotation thereof is effected by the engine forces occurring in the cylinder unit between the connecting rod on the one hand and the piston pin or the crank pin on the other hand, ie load forces resulting from the mass and gas forces. In the working cycle of the cylinder unit, the acting forces change continuously. It is expedient to connect the eccentric with two actuating pistons, which attack on this to its rotation and support via tabs. Thus, the rotational movement supported by the two adjusting pistons and a provision of the eccentric, which can occur due to the forces acting on the eccentric with different directions of force, are avoided. For the rotation and support of the eccentric and a double-acting support cylinder can be provided, which then acts on a tab of a pivot lever on the eccentric. The adjustment of the eccentric in the respective rotational positions is about a Controlled changeover, so that each cylinder unit of the reciprocating internal combustion engine is assigned in each case a switching device, via which the compression ratio of the cylinder unit is set.

Eine Umschalteinrichtung sowie ein Pleuel für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis der im jeweiligen Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 10 beschriebenen Gattung sind aus der DE 10 2013 113 432 A1 bekannt. Mit dieser Umschalteinrichtung wird eine Verstellvorrichtung 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 Stützkolben verbunden sind. Stützzylinder, die die Stützkolben 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 der die Verstellvorrichtung steuernden Umschalteinrichtung führt.A switching device and a connecting rod for a reciprocating internal combustion engine with adjustable compression ratio of the type described in the respective preamble of claims 1 and 10 are known from the DE 10 2013 113 432 A1 known. With this switching device, an adjusting 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 support piston. Supporting cylinders, which receive the support pistons, are supplied with hydraulic fluid from a connecting-rod bearing via oil supply lines, in each of which a backflow-preventing check valve is arranged. 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 adjusting device controlling switching device.

Dabei besteht die Umschalteinrichtung aus einem als Betätigungsmodul bezeichnetes Betätigungselement, das über eine patronenartige Hülse in einer Durchgangsbohrung eines Pleuellagergehäuses angeordnet ist. Ein linear verlagerbares Abgriffselement dieses Betätigungsmoduls ist durch eine Profilierung mit einer Steuerkontur versehen. Diese wirkt mit längsverschieblichen Betätigungsstangen zusammen, die mit ihren von der Steuerkontur abgewandten Enden an Ventilkörpern von Sperrventilen, die Bestandteil eines Ventilmoduls sind, anliegen. Die mittels der Betätigungsstangen abwechselnd in eine Öffnungsstellung betätigbaren Sperrventile stehen einerseits mit den Ölrücklaufleitungen in Verbindung und andererseits mit einem als Entlüftungskanal bezeichneten Abströmkanal in Verbindung.In this case, the switching device consists of an actuating module referred to as actuating element, which is arranged via a cartridge-like sleeve in a through hole of a connecting rod bearing housing. A linearly displaceable tapping element of this actuating module is provided by a profiling with a control contour. This cooperates with longitudinally displaceable actuating rods which abut with their ends remote from the control contour on valve bodies of shut-off valves which are part of a valve module. The by means of the actuating rods alternately operable in an open position check valves are on the one hand with the oil return lines in communication and on the other hand with a designated vent channel discharge channel in combination.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine vorteilhafte Anordnung der für die Steuerung der Verstelleinrichtung vorgesehenen Steuerungselemente zu schaffen, mit der ungewünschte Druckverluste in den Druckräumen der Verstelleinrichtung vermieden werden können.The object of the invention is to provide an advantageous arrangement of the control elements provided for the control of the adjusting, can be avoided with the unwanted pressure losses in the pressure chambers of the adjusting device.

Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche 1 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 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 ist bei einer Umschalteinrichtung zur Steuerung einer Verstellvorrichtung, mittels welcher das Verdichtungsverhältnis einer Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine veränderbar ist, die Umschalteinrichtung über Ölleitungen mit zwei mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbaren Druckräumen zumindest eines Stützzylinders der Verstellvorrichtung und über ein Pleuellager mit einer Ölgalerie verbunden. Für ein Abströmen des Hydraulikfluids aus dem jeweiligen Druckraum ist ein dessen Ölleitung zugeordnetes Sitzventil mittels eines Betätigungselements der Umschalteinrichtung betätigbar.In a switching device for controlling an adjusting device, by means of which the compression ratio of a cylinder unit of the reciprocating internal combustion engine is variable, the switching device via oil lines with two acted upon by a hydraulic fluid pressure chambers at least one support cylinder of the adjusting and connected via a connecting rod bearing with an oil gallery. For an outflow of the hydraulic fluid from the respective pressure chamber, a poppet valve assigned to its oil line can be actuated by means of an actuating element of the switching device.

Ein Abströmen des Druckmittels aus dem jeweiligen Druckraum kann in das Innere eines Pleuellagers erfolgen. Somit wird das aus einem der beiden Stellzylinder abgeführte Druckmittel wieder dem Pleuellager zugeführt, also in das Ölversorgungsnetz rekuperiert. Dadurch können die Druckverluste im Schmierölsystem, die anderenfalls bei einer Umschaltung der am Pleuel vorgesehenen Verstelleinrichtung auftreten könnten, erheblich reduziert werden. Im Gegensatz zu bisher bekannten Umschalteinrichtungen, die als ein einen Ventilschieber aufweisendes Wegeventile ausgebildet sind, werden Sitzventile verwendet, die einen Ölrücklauf aus den Druckräumen sperren oder diesen frei geben. Eine entsprechende Betätigung der Sitzventile erfolgt durch die Betätigungseinrichtung. Die Druckräume können dabei in zwei einfachwirkenden Hydraulikzylindern oder in einem doppeltwirkenden Hydraulikzylinder ausgebildet sein.An outflow of the pressure medium from the respective pressure chamber can take place in the interior of a connecting rod bearing. Thus, the discharged from one of the two actuating cylinder pressure medium is returned to the connecting rod bearing, so recuperated in the oil supply network. As a result, the pressure losses in the lubricating oil system, which could otherwise occur when switching the provided on the connecting rod adjusting device can be significantly reduced. In contrast to previously known switching devices, which are designed as a valve spool exhibiting directional valves, poppet valves are used to block an oil return from the pressure chambers or give it free. A corresponding actuation of the poppet valves by the actuator. The pressure chambers can be formed in two single-acting hydraulic cylinders or in a double-acting hydraulic cylinder.

Dabei soll mit dem jeweiligen Druckraum eine einzige Ölleitung verbunden ist, über die diesem sowohl Hydraulikfluid zuführbar als auch aus diesem ableitbar ist. Von der Umschalteinrichtung geht pro Druckraum also nur eine gesteuerte Ölleitung aus, die innerhalb eines Pleuelschafts des Pleuels verläuft. Daher wird der Fertigungsaufwand erheblich reduziert. Weiterhin soll das jeweilige Sitzventil als mit der entsprechenden Ölleitung zusammenwirkendes Rückschlagventil ausgebildet sein, in dessen druckabhängig geöffneter Stellung das Hydraulikfluid über die Ölleitung in den entsprechenden Druckraum gefördert wird. Das entsprechende Rückschlagventil erfüllt somit eine Doppelfunktion, indem über dieses bei einer Hubbewegung eines in dem jeweiligen Stützzylinder längsverschieblich geführten Stützkolbens Hydrauliköl nachgesaugt und anschließend ein Absinken des Stützkolbens durch die Sperrfunktion des Rückschlagventils verhindert wird.It should be connected to the respective pressure chamber, a single oil passage, via which this hydraulic fluid can be supplied as well as from this derivable. From the switching device is so per pressure chamber so only a controlled oil line, which runs within a connecting rod shaft of the connecting rod. Therefore, the production cost is significantly reduced. Furthermore, the respective seat valve should be designed as cooperating with the corresponding oil line check valve, in its pressure-dependent open position, the hydraulic fluid is conveyed via the oil line into the corresponding pressure chamber. The corresponding check valve thus fulfills a double function, in that hydraulic oil is sucked in via this during a lifting movement of a support piston guided longitudinally displaceably in the respective support cylinder, and then a Dropping of the support piston is prevented by the blocking function of the check valve.

In seiner zweiten Funktion wird über dieses Rückschlagventil das Absinken des Stützkolbens im Stützzylinder gesteuert, indem das Rückschlagventil mittels der Betätigungseinrichtung vorzugsweise mechanisch aus seiner Sperrstellung in eine Öffnungsstellung verstellt wird. In vorteilhafter Weise kann dabei ein Sperrkörper des Rückschlagventils unmittelbar mit der Betätigungseinrichtung zusammenwirken. Da das jeweilige Rückschlagventil beide Funktionen erfüllen soll, ist es erforderlich, dieses über eine einzige Ölleitung mit dem entsprechenden Druckraum zu verbinden. Dabei können in vorteilhafter Weise Leckagen der Druckräume und somit ein ungewolltes Absinken des entsprechenden Stützkolbens vermieden werden, da die vorgesehene Dichtfunktion von dem dem entsprechenden Druckraum zugeordneten Rückschlagventil übernommen wird.In its second function, the lowering of the support piston in the support cylinder is controlled by this check valve by the check valve is preferably adjusted mechanically by means of the actuating device from its blocking position to an open position. In an advantageous manner, a blocking body of the check valve can interact directly with the actuating device. Since the respective check valve should fulfill both functions, it is necessary to connect this via a single oil line to the corresponding pressure chamber. In this case, leaks of the pressure chambers and thus an unwanted drop in the corresponding support piston can be avoided in an advantageous manner, since the intended sealing function is taken from the corresponding pressure chamber associated check valve.

Demgegenüber sind nach der DE 10 2013 113 432 A1 mit jedem Druckraum eine Ölzulaufleitung und eine Ölrücklaufleitung verbunden. Damit ist ein deutlich höherer Fertigungsaufwand erforderlich, um diese Anordnung herzustellen, denn im Pleuelschaft sind insgesamt vier Ölbohrungen anzuordnen. Außerdem müssen im Pleuellagergehäuse Führungsbohrungen für die beiden Betätigungsstangen und separate Aufnahmebohrungen für das Ventilmodul und die Betätigungseinrichtung hergestellt werden. Die Ölzulaufleitung nimmt das Rückschlagventil in deren Anschlussbereich an den Druckraum auf, wobei dieses ausschließlich aufgrund eines höheren Druckes der Ölzulaufleitung gegenüber dem Druck im Druckraum selbsttätig öffnet. In jeder der Ölrücklaufleitungen ist ein Sitzventil angeordnet, das innerhalb des Ventilmoduls angeordnet ist und mechanisch betätigt wird. Durch die getrennte Anordnung der Rückschlagventile besteht das Risiko, dass Leckagen auftreten, die zu einem ungewollten Absinken des entsprechenden Stützkolbens im Stützzylinder führen.In contrast, after the DE 10 2013 113 432 A1 connected to each pressure chamber an oil feed line and an oil return line. Thus, a significantly higher production cost is required to produce this arrangement, because in the connecting rod stem a total of four oil holes are to be arranged. In addition, guide bores for the two actuating rods and separate receiving bores for the valve module and the actuator must be made in the connecting rod bearing housing. The oil supply line receives the check valve in the connection region to the pressure chamber, which opens automatically only due to a higher pressure of the oil supply line to the pressure in the pressure chamber. In each of the oil return lines a poppet valve is arranged, which is arranged within the valve module and is mechanically actuated. The separate arrangement of the check valves there is a risk that leaks occur that lead to an unwanted drop in the corresponding support piston in the support cylinder.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sollen die Betätigungseinrichtung und die Rückschlagventile, zu einem hydraulischen Steuerungsmodul zusammengefasst, in einem Modulgehäuse angeordnet sein. Dieses ist in eine parallel zum Pleuellager verlaufende Aufnahmebohrung des Pleuels einsetzbar. Das Modulgehäuse ist folglich mit einer zylindrischen Außenkontur ausgebildet und kann aus einem Wellenstummel hergestellt werden. In einer Führungsbohrung des Modulgehäuses, die im Wesentlichen parallel oder quer zu dessen Längsmittelachse verläuft, ist das als profilierter Steuerschieber ausgebildete Betätigungselement angeordnet. Der Steuerschieber soll unmittelbar längsverschiebbar in der Ventilaufnahmebohrung geführt sein.In a further embodiment of the invention, the actuating device and the check valves, combined to form a hydraulic control module, should be arranged in a module housing. This can be used in a parallel to the connecting rod bearing receiving bore of the connecting rod. The module housing is thus formed with a cylindrical outer contour and can be made from a stub shaft. In a guide bore of the module housing, which extends substantially parallel or transverse to its longitudinal central axis, the actuating element formed as a profiled spool valve is arranged. The spool should be guided directly longitudinally displaceable in the valve receiving bore.

Dabei sind die beiden Rückschlagventile quer zum Steuerschieber angeordnet und werden durch quer zur Längsmittelachse des Modulgehäuses verlaufende Ventilaufnahmebohrung gebildet, d.h., die Ventilsitze der Rückschlagventile sind vorzugsweise unmittelbar in diesen Ventilaufnahmebohrungen ausgebildet. Mit profilierter Steuerschieber ist gemeint, dass dieser radial vorstehende Steuerkolben mit zwischen diesen ausgebildeten nutförmigen Ausnehmungen aufweisen kann. Alternativ dazu besteht auch die Möglichkeit, den Steuerschieber in dem Bereich, in welchem er mit den Rückschlagventilen zusammenwirkt nicht rotationssymmetrisch auszubilden, sondern auf diesem Vorsprünge anzuordnen.The two check valves are arranged transversely to the spool and are formed by transverse to the longitudinal center axis of the module housing extending valve receiving bore, i.e., the valve seats of the check valves are preferably formed directly in these valve receiving holes. With a profiled spool is meant that this radially projecting control piston may have between them formed groove-shaped recesses. Alternatively, it is also possible to form the spool in the region in which it interacts with the check valves is not rotationally symmetrical, but to arrange on these projections.

Alternativ dazu können die Betätigungseinrichtung und die Rückschlagventile in einem Steuerungsmodul angeordnet sein. Ein Modulgehäuse diese Steuerungsmoduls weist zumindest abschnittsweise eine zylindrische Außenkontur und zur Aufnahme des als profilierter Steuerschieber ausgebildeten Betätigungselements eine quer verlaufende Durchgangsbohrung auf. Das Steuerungsmodul ist mit dem zylindrischen Abschnitt in eine Aufnahmebohrung, die im Pleuel quer zu einer Längsmittelachse des Pleuellagerauges verläuft, einsetzbar. Die Durchgangsbohrung für den Steuerschieber erstreckt sich somit unter einem Winkel von 90° zur Längsmittelachse des Modulgehäuses. Wenn das entsprechende Modulgehäuse in die Aufnahmebohrung eingepresst und der Steuerschieber in dessen ebenfalls als Durchgangsbohrung hergestellten Führungsbohrung eingefügt ist, verläuft dieser Steuerschieber, der mechanisch über eine Steuerkulisse betätigbar ist, parallel zur Längsmittelachse des Pleuellagers.Alternatively, the actuator and the check valves may be arranged in a control module. A module housing, this control module has, at least in sections, a cylindrical outer contour and, for receiving the actuating element designed as a profiled control slide, a transverse through bore. The control module can be used with the cylindrical portion in a receiving bore which extends in the connecting rod transverse to a longitudinal central axis of the connecting rod bearing eye. The through hole for the control slide thus extends at an angle of 90 ° to the longitudinal center axis of the module housing. When the corresponding module housing is pressed into the receiving bore and the spool is inserted in its also produced as a through hole guide bore, this spool, which is mechanically actuated via a control link, runs parallel to the longitudinal central axis of the connecting rod bearing.

Das Modulgehäuse kann insgesamt als zylindrischer Wellenstummel ausgeführt sein. Im Übrigen gilt das bereits im Zusammenhang mit dem Patentanspruch 2 Gesagte auch für diese Ausbildung des Modulgehäuses. Ein Vorteil tritt auch bei der Anordnung der Rückschlagventile, der Führungsbohrung benachbart, ein. Da die Rückschlagventile derart in dem Modulgehäuse angeordnet sind, dass bei in das Pleuel eingebautem Steuerungsmodul die jeweilige Wirkrichtung der Sperrkörper um 90° verdreht zur Längsrichtung des Pleuels sein soll, wird erreicht, dass diese nicht den am Pleuel auftretenden Beschleunigungskräften ausgesetzt sind.Overall, the module housing can be designed as a cylindrical stub shaft. Incidentally, what has already been said in connection with claim 2 also applies to this design of the module housing. An advantage also occurs in the arrangement of the check valves adjacent to the guide bore. Since the check valves are arranged in such a way in the module housing, that with the control module built into the connecting rod, the respective direction of action of the locking body to be rotated by 90 ° to the longitudinal direction of the connecting rod, it is achieved that they are not exposed to the acceleration forces occurring at the connecting rod.

Das Betätigungselement kann mechanisch oder hydraulisch betätigbar sein. Im Falle einer mechanischen Betätigung kann das Modulgehäuse, wie vorstehend erläutert, eine quer verlaufende Führungsbohrung für den abwechselnd an seinen Stirnseiten aktuierten Steuerschieber aufweisen. Alternativ dazu kann das Steuerungsmodul auch parallel zur Längsmittelachse des Pleuellagers verlaufend in das Pleuellagergehäuse eingesetzt sein. Bei einer hydraulischen Betätigung ist das Modulgehäuse vorzugsweise quer zur Längsrichtung des Pleuels im Pleuelschaft angeordnet, wobei der Steuerschieber im Modulgehäuse längs oder quer angeordnet sein kann.The actuating element can be actuated mechanically or hydraulically. In the case of a mechanical actuation, the module housing, as explained above, have a transverse guide bore for the alternately actuated at its end sides spool. Alternatively, the control module can also be used parallel to the longitudinal center axis of the connecting rod bearing running in the connecting rod bearing housing. In a hydraulic actuation, the module housing preferably arranged transversely to the longitudinal direction of the connecting rod in the connecting rod, wherein the spool may be arranged longitudinally or transversely in the module housing.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Steuerschieber zumindest zwei miteinander verbundene Steuerkolben aufweist, die zumindest an einem jeweils einem Sperrkörper des entsprechenden Rückschlagventils benachbarten Abschnitts der Außenmantelfläche einen, in axialer Richtung gesehen, rampenartigen Verlauf aufweisen.In a further embodiment of the invention, it is provided that the spool has at least two control pistons connected to each other, which have a ramp-like course, viewed in the axial direction, at least on a respective section of the outer lateral surface adjacent to a blocking body of the corresponding non-return valve.

Diese Steuerkolben können rotationssymmetrisch oder durch radiale Vorsprünge ausgebildet sein, wobei sie an ihren einander zugewandten Endabschnitten den rampenartigen Verlauf aufweisen. Bei rotationssymmetrisch gestalteten Steuerkolben sind die Endabschnitte kegelstumpfförmig gestaltet. Die an den rampenartigen Verläufen geführten Sperrkörper werden durch eine Längsbewegung des Steuerschiebers abwechselnd angehoben und in eine Öffnungsstellung bewegt oder gelangen in eine zwischen den Steuerkolben vorgesehene Ausnehmung und somit in ihre Schließstellung.These control pistons may be rotationally symmetrical or formed by radial projections, wherein they have at their mutually facing end portions the ramp-like course. In the case of a rotationally symmetrical control piston, the end sections are frustoconically shaped. The guided on the ramp-like courses blocking body are alternately raised by a longitudinal movement of the spool and moved to an open position or get into a provided between the control piston recess and thus in its closed position.

Ein Ventilsitz des jeweiligen Rückschlagventils kann in der quer zur Führungsbohrung verlaufenden Ventilaufnahmebohrung eingesetzt oder unmittelbar in der Bohrung dieses Abschnitts ausgebildet sein. Ebenfalls in die entsprechende Ventilaufnahmebohrung eingesetzt ist ein Abstützelement für eine Druckfeder, die den kugelförmigen Sperrkörper in Richtung des Ventilsitzes vorspannt. Da sowohl das Betätigungselement als auch die beiden Rückschlagventile Bestandteil des Steuerungsmoduls sind, kann an diesem vor dessen Montage in die Aufnahmebohrung des Pleuels ein Funktionstest durchgeführt werden. Auf diese Weise wird verhindert, dass Fehler der Steuerung der Verstelleinrichtung erst erkannt werden, wenn das verstellbare Pleuel vollständig komplettiert ist. Dann müsste eventuell das komplette Pleuel verschrottet werden.A valve seat of the respective check valve can be inserted in the valve receiving bore extending transversely to the guide bore or formed directly in the bore of this section. Also used in the corresponding valve receiving bore is a support element for a compression spring, which biases the spherical locking body in the direction of the valve seat. Since both the actuator and the two non-return valves are part of the control module, a functional test can be performed on this prior to its installation in the receiving bore of the connecting rod. In this way it is prevented that errors of the control of the adjusting device are only recognized when the adjustable connecting rod is completely completed. Then maybe the complete connecting rod would have to be scrapped.

Weiterhin können die Rückschlagventile wahlweise in einer Längsebene, einander benachbart, radial in das Modulgehäuse eingesetzt oder beidseitig des Steuerschiebers radial verlaufend angeordnet sein, wobei in letzterem Fall die beiden Steuerkolben spiegelbildlich ausgebildet und angeordnet sind.Furthermore, the check valves can optionally be used in a longitudinal plane, adjacent to each other, radially into the module housing or arranged to extend radially on both sides of the spool, in the latter case, the two control pistons are formed and arranged mirror image.

In weitere Ausgestaltung der Erfindung soll zur Schaffung unterschiedlicher Blendenquerschnitte der beiden Rückschlagventile deren Ventilsitze mit unterschiedlichem radialen Abstand zur Längsmittelachse des Steuerschiebers vorgesehen sein. Durch diese Blendenquerschnitte wird ein konstantes Absinkverhalten des entsprechenden Stützkolbens bei unterschiedlichen Schmieröltemperaturen erreicht. Bei dem Rückschlagventil, das der zum gastkraftseitigen Stützzylinder führenden Ölleitung zugeordnet ist, wirkt bei geöffnetem Rückschlagventil ein größerer Blendenquerschnitt. Im Gegensatz dazu ist bei dem Rückschlagventil, das in der massenkraftseitigen Ölleitung angeordnet ist, der Blendenquerschnitt bei geöffnetem Rückschlagventil kleiner ausgebildet. Das wird dadurch erreicht, dass die beiden Ventilsitze unterschiedliche Lagen zum Steuerschieber einnehmen, so dass die jeweils durch den Steuerkolben angehobenen Sperrkörper unterschiedliche Öffnungsquerschnitte freigeben.In a further embodiment of the invention is intended to provide different valve cross-sections of the two check valves whose valve seats with different radial distance from the longitudinal central axis of the spool to create different. Through these aperture cross sections a constant Absinkverhalten the corresponding support piston is achieved at different lubricating oil temperatures. In the check valve, which is associated with the leading to the guest-side support cylinder oil line, acts when the check valve is open, a larger aperture cross-section. In contrast, in the check valve disposed in the mass-flow-side oil passage, the diaphragm cross-section is made smaller with the check valve open. This is achieved in that the two valve seats occupy different positions to the control slide, so that the respective raised by the control piston lock body release different opening cross-sections.

Weiterhin soll im Modulgehäuse zumindest ein sich radial in Richtung des Steuerschiebers erstreckender Stift befestigt sein, der zur Verdrehsicherung und/oder axiale Wegbegrenzung in zumindest eine Ausnehmung des Steuerschiebers oder in einen Freiraum an dessen Stirnseiten eingreift. An Stelle eines Stifts kann es sich im Falle einer Wegbegrenzung natürlich auch um ein scheibenartig ausgebildetes Bauelement handeln.Furthermore, at least one radially extending in the direction of the spool pin should be mounted in the module housing, which engages for preventing rotation and / or axial travel limitation in at least one recess of the spool or in a free space on the end faces. In the case of a travel limit, it may of course also be a disk-like component instead of a pin.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Pleuel für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, das zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der entsprechenden Zylindereinheit mittels einer Verstellvorrichtung in seiner effektiven Länge wenigstens zweistufig verstellbar ist. Die Verstellvorrichtung weist wenigstens eine hydraulische Stelleinrichtung auf, die einen in einem kolbenseitigen Pleuelauge des Pleuels angeordneten, mit einem Exzenterhebel verbundenen Exzenterkörper, wenigstens zwei mit einem Hydraulikfluid beaufschlagbare Druckräume zumindest eines Stützzylinders, in dem ein Stellkolben verschiebbar geführt ist, und wenigstens eine Kolbenstange aufweist Die Kolbenstange verbindet den Stellkolben mit dem Exzenterhebel, wobei zur Steuerung der Verstellvorrichtung eine Umschalteinrichtung vorgesehen ist. Die Umschalteinrichtung kann, wie vorstehend erläutert, ausgebildet sein.The invention also relates to a connecting rod for a reciprocating internal combustion engine, which is at least two stages adjustable to adjust the compression ratio of the corresponding cylinder unit by means of an adjustment in its effective length. The adjusting device has at least one hydraulic adjusting device, which arranged in a piston-side connecting rod eye of the connecting rod, connected to an eccentric lever eccentric, at least two acted upon by a hydraulic fluid pressure chambers at least one support cylinder in which an actuating piston is slidably guided, and at least one piston rod has Piston rod connects the adjusting piston with the eccentric lever, wherein a switching device is provided for controlling the adjusting device. The switching device can, as explained above, be formed.

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.

Figurenliste list of figures

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Figuren verwiesen, in denen unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Pleuels, wobei über einen mit Stützzylindern zusammenwirkenden Exzenterhebel die Lage eines Kolbenbolzenlagers in Bezug auf das Pleuel veränderbar und in eine Aufnahmebohrung des Pleuels ein erfindungsgemäßes mechanisch betätigbares Steuerungsmodul einsetzbar ist,
2 einen Längsschnitt durch ein Pleuel, das eine zweite Ausführungsform darstellt und ein hydraulisch betätigbares Steuerungsmodul aufweist,
3 einen im Maßstab 5:1 vergrößerte Teilansicht gemäß Ausschnitt III aus der 2,
4 das Steuerungsmodul der 3 als separat dargestellte Baueinheit,
5 eine um 90° gedrehte Schnittansicht des Steuerungsmoduls der 4, aus der eine Wegbegrenzung des Steuerschiebers hervorgeht,
6 eine im Maßstab 10:1 vergrößerte Teilansicht des Steuerungsmoduls gemäß Ausschnitt VI in 4,
7 eine im Wesentlichen mit den 4 und 5 übereinstimmende Ausbildung des Steuerungsmoduls,
8 eine Ausbildung des Steuerungsmoduls, bei der die beiden Rückschlagventile beidseitig des Steuerschiebers radial verlaufen, wobei die Steuerkolben als radiale Vorsprünge ausgebildet sind,
9 eine um 90° gedrehte Schnittansicht des Steuerungsmoduls der 4, aus der eine Wegbegrenzung und Verdrehsicherung des Steuerschiebers hervorgehen,
10 eine Ausbildung des Steuerungsmoduls, bei der die beiden Rückschlagventile beidseitig des Steuerschiebers radial verlaufen, wobei die Steuerkolben rotationssymmetrisch ausgebildet sind, und
11 ein Diagramm, in welchem die Drücke p_GKS und p_MKS der beiden Druckräume über den unterschiedlichen Kurbelwinkeln einer Kurbelwelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine aufgetragen sind.

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 a schematic representation of a first embodiment of a connecting rod, wherein the position of a piston pin bearing with respect to the connecting rod changeable and can be used in a receiving bore of the connecting rod an inventive mechanically actuated control module via an eccentric lever cooperating with support cylinders,
2 a longitudinal section through a connecting rod, which represents a second embodiment and has a hydraulically actuated control module,
3 a magnified on a scale of 5: 1 partial view according to section III of the 2 .
4 the control module of 3 as a separate unit,
5 a 90 ° rotated sectional view of the control module of 4 , showing a travel limit of the spool,
6 a magnified on a scale of 10: 1 partial view of the control module according to section VI in 4 .
7 one essentially with the 4 and 5 consistent design of the control module,
8th a design of the control module, in which the two check valves extend radially on both sides of the spool, wherein the control pistons are formed as radial projections,
9 a 90 ° rotated sectional view of the control module of 4 , from which a travel limitation and anti-rotation of the spool emerge,
10 an embodiment of the control module in which the two check valves extend radially on both sides of the control slide, wherein the control piston are rotationally symmetrical, and
11 a diagram in which the pressures p _GKS and p _{MKS of} the two pressure chambers over the different crank angles of a crankshaft of the reciprocating internal combustion engine are plotted.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

In der 1 ist mit 1 ein Pleuel für eine Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine bezeichnet, das 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 6, über welches das Pleuel 1 auf einem nicht näher dargestellten Kurbelzapfen einer Kurbelwelle lagerbar ist. Dieser das Pleuellagerauge 6 bildende Teil des Pleuels 1 wird nachfolgend auch als Pleuellagergehäuse 5 bezeichnet. Das Pleuellagerauge 6 weist im Übrigen eine Längsmittelachse 7 auf. An seinem anderen Ende ist das Pleueloberteil 3 mit einem Pleuelauge 8 versehen, in welchem über einen Exzenterkörper 9 ein nicht näher dargestellter Kolbenbolzen wiederum in einem innerhalb des Exzenterkörpers 9 exzentrisch verlaufenden Kolbenbolzenlager 10 anordenbar ist.In the 1 1 is a connecting rod for a cylinder unit of a reciprocating internal combustion engine, which partly consists of 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 6 over which the connecting rod 1 can be stored on a crank pin, not shown, a crankshaft. This the connecting rod eye 6 forming part of the connecting rod 1 is also referred to as a connecting rod bearing housing 5 designated. The connecting rod eye 6 otherwise has a longitudinal central axis 7 on. At its other end is the connecting rod top 3 with a connecting rod eye 8th provided in which via an eccentric body 9 a non-illustrated piston pin turn in a within the eccentric body 9 eccentric piston pin bearing 10 can be arranged.

Über den drehbar im Kolbenbolzenlager 10 geführten Kolbenbolzen ist ein ebenfalls nicht dargestellter Arbeitskolben einer Zylindereinheit der Hubkolbenbrennkraftmaschine an dem Exzenterkörper 9 geführt, wobei eine Verdrehung des Exzenterkörpers 9 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 10 guided piston pin is also not shown working piston of a cylinder unit of the reciprocating internal combustion engine on the eccentric body 9 guided, wherein a rotation of the eccentric body 9 in a direction for setting a relatively low compression ratio and its rotation in the opposite direction leads to the setting of a higher compression ratio.

Der Exzenterkörper 9 wird durch die in der Zylindereinheit zwischen dem Pleuel 1 einerseits und dem Kolbenbolzenlager 10 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 9 ist ein als zweiarmiger Hebel ausgebildeter Exzenterhebel 11 drehfest verbunden, der diametral verlaufende Laschen 12 und 13 aufweist, wobei diese jeweils über Kolbenstangen 14 und 15 mit einfachwirkenden Stellkolben 16 und 17 verbunden sind.The eccentric body 9 is characterized by in the cylinder unit between the connecting rod 1 on the one hand and the piston pin bearing 10 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 9 is designed as a two-armed lever eccentric lever 11 rotatably connected, the diametrically extending tabs 12 and 13 each having piston rods 14 and 15 with single-acting actuator piston 16 and 17 are connected.

Dabei sind die Kolbenstangen 14 und 15 jeweils schwenkbar über einen Bolzen 11a, 11b mit den Laschen 12 und 13 verbunden. Die Stellkolben 16 und 17 greifen über die vorgenannten Bauelemente an dem Exzenterkörper 9 an, um diesem eine Verdrehung zu ermöglichen oder ihn in der jeweiligen Position abzustützen. Somit kann durch die Stellkolben 16 und 17 die Drehbewegung des Exzenterkörpers 9 unterstützt oder seine Rückstellung, die aufgrund der mit unterschiedlichen Kraftrichtungen auf den Exzenterkörper 9 übertragenen Kräfte bewirkt werden würde, vermieden werden.Here are the piston rods 14 and 15 each pivotable via a bolt 11a , 11b with the tabs 12 and 13 connected. The adjusting pistons 16 and 17 grip on the aforementioned components on the eccentric body 9 in order to allow this twisting or to support it in the respective position. Thus, by the adjusting piston 16 and 17 the rotational movement of the eccentric body 9 supports or its provision, due to different force directions on the eccentric body 9 transmitted forces would be avoided avoided.

Die Stellkolben 16 und 17 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 6 angeordneten Pleuellager über Ölleitungen 24 und 25 einströmen. Weiterhin geht von dem Pleuellager eine Fluidbohrung 26 aus, die genau wie die Ölleitungen 24 und 25 mit einem Steuerungsmodul 27 verbunden ist.The adjusting pistons 16 and 17 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 Reciprocating internal combustion engine from one in Pleuellagerauge 6 arranged connecting rod bearings via oil lines 24 and 25 flow. Furthermore, goes from the connecting rod bearing a fluid bore 26 out, just like the oil pipes 24 and 25 with a control module 27 connected is.

Im Rahmen der gesamten Offenbarung sind unter Leitungen Bohrungen oder Kanäle, die das Druckmittel aufnehmen und dieses leiten, zu verstehen. Das Steuerungsmodul 27 ist in eine Aufnahmebohrung des Pleuels 1 eingesetzt und verläuft innerhalb des Pleuelschafts 2, in Querrichtung zu diesem, d.h., parallel zu der Längsmittelachse 7 des Pleuelauges 6 und dem Pleuellagerauge 5. Über eine Führungsbohrung 28 nimmt das Steuerungsmodul 27 einen als Betätigungselement dienenden Steuerschieber 29 auf, der mechanisch über eine nicht näher dargestellte im Kurbelgehäuse der Hubkolbenbrennkraftmaschine beweglich geführte Schiebekulisse betätigbar ist.Throughout the disclosure, "bores" are understood to mean bores or channels which receive and direct the pressure medium. The control module 27 is in a receiving bore of the connecting rod 1 used and runs within the connecting rod shaft 2 , in the transverse direction to this, ie, parallel to the longitudinal center axis 7 of the connecting rod eye 6 and the connecting rod eye 5 , About a guide hole 28 takes the control module 27 a serving as an actuator spool 29 on, which is mechanically actuated via a not shown in detail in the crankcase of the reciprocating internal combustion engine sliding slide.

An der Verbindung der Ölleitungen 24 und 25 mit dem Steuerungsmodul 27 sind in diesem zwei Rückschlagventile 30 und 31 angeordnet, die in der Weise durch den Steuerschieber 29 betätigt werden, die im Zusammenhang mit den nachfolgenden Figuren beschrieben ist. An Stelle zweier einfachwirkender Stellkolben 16 und 17 kann auch ein doppeltwirkender Stellkolben vorgesehen sein, wobei dann der entsprechende Exzenterhebel als einarmiger Hebel ausgeführt ist.At the connection of the oil pipes 24 and 25 with the control module 27 are in this two check valves 30 and 31 arranged in the way by the spool 29 be actuated, which is described in connection with the following figures. Instead of two single-acting control pistons 16 and 17 can also be provided a double-acting actuator piston, in which case the corresponding eccentric lever is designed as a one-armed lever.

Die 2 und 3 zeigen ein Pleuel 32 mit einem in eine Aufnahmebohrung 36 des Pleuellagergehäuses 5 eingesetzten Steuerungsmodul 34. Das Pleuel 32 ist ohne die Bauelemente der zuvor beschriebenen Verstellvorrichtung dargestellt. Das Modulgehäuse 35, das in diesem Fall parallel zur Längsmittelachse 7 des Pleuellagerauges 6 verlaufen soll, weist ein in dessen Längsrichtung verlaufende Führungsbohrung 37 auf, in der ein Steuerschieber 38 verschiebbar geführt ist.The 2 and 3 show a connecting rod 32 with one in a receiving bore 36 of the connecting rod housing 5 used control module 34 , The connecting rod 32 is shown without the components of the adjusting device described above. The module housing 35 , in this case parallel to the longitudinal central axis 7 of the connecting rod bearing eye 6 should run, has a guide bore extending in its longitudinal direction 37 on, in which a spool 38 slidably guided.

Dieser Steuerschieber 38 ist, wie aus der 3 hervorgeht, als profilierter Steuerpin ausgebildet, d.h., dieser ist mit zwei rotationssymmetrischen Steuerkolben 39 und 40 versehen, zwischen den sich eine Steuernut 41 befindet. Der Steuerschieber 38 wird im Gegensatz zu der Ausführungsform der 1 wechselseitig an seinen Stirnflächen 42 und 43 mit einem Steuerdruck beaufschlagt. Dieser Steuerdruck kann beispielsweise über Ringflächen, die einen Kurbelzapfen der Kurbelwelle begrenzen, übertragen werden.This spool 38 is how out of 3 emerges formed as a profiled control pin, ie, this is with two rotationally symmetrical control piston 39 and 40 provided, between which a Steuerut 41 located. The spool 38 is in contrast to the embodiment of the 1 alternately on its faces 42 and 43 subjected to a control pressure. This control pressure can be transmitted, for example, via annular surfaces which delimit a crank pin of the crankshaft.

Die Ausbildung des Steuerungsmoduls 34 und dessen Funktion wird nachfolgend anhand der 3 bis 7 erläutert. Die nebeneinander angeordneten Rückschlagventile 30 und 31 weisen kugelförmige Sperrkörper 44 und 45 auf, die über Ventilfedern 46 und 47 an Federtellern 48 und 49 abgestützt sind. In Richtung der Steuernut 41 sind an den Steuerkolben 39 und 40 jeweils kegelstumpfartige Rampen 50 und 51 ausgebildet. Ventilsitze 52 und 53 der Rückschlagventile 30 und 31 sind jeweils um ein Maß 54 zueinander versetzt angeordnet. Dadurch werden mittels der Rückschlagventile 30 und 31 massenkraftseitig und gaskraftseitig unterschiedliche Blendenquerschnitte geschaffen.The training of the control module 34 and its function will be described below with reference to 3 to 7 explained. The side-by-side check valves 30 and 31 have spherical locking bodies 44 and 45 on that over valve springs 46 and 47 on spring plates 48 and 49 are supported. In the direction of the control groove 41 are at the spool 39 and 40 each truncated cone-shaped ramps 50 and 51 educated. valve seats 52 and 53 the check valves 30 and 31 are each offset by a measure 54 to each other. This will be done by means of the check valves 30 and 31 mass flow side and gas power side created different aperture cross sections.

Gemäß der 5 ist ein Stift 55 in das Modulgehäuse eingesetzt, der als axiale Wegbegrenzung des Steuerschiebers 38 in die Steuernut 41 eingreift. Im Gegensatz dazu sind gemäß der 7 zwei Stifte 56 und 57 als axiale Wegbegrenzung vorgesehen, an die jeweils eine der beiden Stirnflächen 42 und 43 anschlägt.According to the 5 is a pen 55 used in the module housing, as the axial travel limit of the spool 38 in the rudder groove 41 intervenes. In contrast, according to the 7 two pens 56 and 57 provided as an axial travel limit, to the respective one of the two end faces 42 and 43 strikes.

Gemäß den 8 bis 9 sind Rückschlagventile 58 und 59 beidseitig eines Steuerschiebers 60 angeordnet. Außerdem sind zwei Fluidbohrungen 26a und 26b vorgesehen, über die jeweils eines der beiden Rückschlagventile 58 bzw. 59 druckabhängig betätigt wird und in die Druckmittel aus der Verstellvorrichtung strömen kann. Nach der 8 ist der Steuerschieber 63 nicht rotationssymmetrisch ausgebildet, sondern weist stattdessen radiale Steuervorsprünge 64 und 65 auf, die ebenfalls mit Rampen 66 und 67 versehen sind.According to the 8th to 9 are check valves 58 and 59 on both sides of a spool 60 arranged. There are also two fluid bores 26a and 26b provided, via the respective one of the two check valves 58 respectively. 59 is actuated pressure-dependent and can flow into the pressure medium from the adjusting device. After 8th is the spool 63 not rotationally symmetrical, but instead has radial control projections 64 and 65 on, which are also provided with ramps 66 and 67.

In der 9 ist dieser Steuerschieber 63 mit einem in eine Längsnut 68 eingreifenden Stift 69 versehen, der sowohl als axiale Wegbegrenzung als auch als Verdrehsicherung dient. Nach der 10 ist der Steuerschieber 40 wiederum rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei aber neben den Fluidleitungen 26a und 26b Abströmkanäle 61 und 62 mit Blendenbohrungen 61a und 62a vorgesehen sind.In the 9 is this spool 63 with one in a longitudinal groove 68 provided engaging pin 69, which serves both as an axial travel limit and as anti-rotation. After 10 is the spool 40 in turn rotationally symmetrical, but in addition to the fluid lines 26a and 26b outflow channels 61 and 62 with blind holes 61a and 62a are provided.

Schließlich zeigt die 11 ein Diagramm, in welchem die Drücke p_GKS und p_MKS der beiden Druckräume über den unterschiedlichen Kurbelwinkeln einer Kurbelwelle der Hubkolbenbrennkraftmaschine aufgetragen sind. Dabei ist mit einer gestrichelten Linie ein Druckverlauf in dem gaskraftseitigen Druckraum 22 bezeichnet, während eine durchgezogene Linie einen massenkraftseitigen Druckverlauf des Druckraumes 23 bezeichnet. Ferner werden durch gestrichelte Linien auf der Abzisse zwei Bereiche 66 und 67 des Kurbelwinkels angegeben, in denen jeweils eines der beiden Rückschlagventile 30 mechanisch durch den Steuerschieber 29, 38, 60 geöffnet wird. In einem Bereich 66 wird das massenkraftseitige Rückschlagventil 31 geöffnet, so dass der massenkraftseitige Druckraum 23 drucklos ist. Somit kann sich der entsprechende Druck nicht auf die am Steuerschieber auftretende Reibung auswirken. Im Bereich 67 wird der gaskraftseitige Druckraum 22 durch das Rückschlagventil 30 für ein Abströmen des Druckmittels geöffnet. Dabei hebt der Sperrkörper 44, also die Kugel, bei einem Druck p_GKS von etwa 50 bar von ihrem Sitz ab.Finally, the shows 11 a diagram in which the pressures p _GKS and p _{MKS of} the two pressure chambers over the different crank angles of a crankshaft of the reciprocating internal combustion engine are plotted. In this case, with a dashed line, a pressure curve in the gas-pressure side pressure chamber 22 denotes a solid line, a mass-force-side pressure curve of the pressure chamber 23 designated. Further, dashed lines on the abscissa become two areas 66 and 67 specified in the crank angle, in each of which one of the two check valves 30 mechanically through the spool 29 . 38 . 60 is opened. In one area 66 becomes the mass-force-side check valve 31 opened so that the mass-force-side pressure chamber 23 is depressurized. Thus, the corresponding pressure can not affect the friction occurring at the spool. In the area 67 becomes the gas-side pressure chamber 22 through the check valve 30 for an outflow of Pressure medium open. This raises the lock body 44 , So the ball, at a pressure p _GKS of about 50 bar from their seat.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Pleuelpleuel
22: Pleuelschaftconnecting rod shaft
33: PleueloberteilPleueloberteil
44: PleuelunterteilPleuelunterteil
55: PleuellagergehäusePleuellagergehäuse
66: PleuellageraugePleuellagerauge
77: Längsmittelachse von 6Longitudinal central axis of 6
88th: Pleuelaugeconnecting rod
99: Exzenterkörpereccentric
1010: KolbenbolzenlagerPiston pin bearing
1111: ExzenterhebelCam
11a11a: Bolzenbolt
11b11b: Bolzenbolt
1212: Lascheflap
1313: Lascheflap
1414: Kolbenstangepiston rod
1515: Kolbenstangepiston rod
1616: Stellkolbenactuating piston
1717: Stellkolbenactuating piston
1818: Zylinderbohrungbore
1919: Zylinderbohrungbore
2020: Stützzylindersupporting cylinders
2121: Stützzylindersupporting cylinders
2222: Druckraumpressure chamber
2323: Druckraumpressure chamber
2424: Ölleitungoil line
2525: Ölleitungoil line
2626: Fluidbohrungfluid bore
26a26a: Fluidbohrungfluid bore
26b26b: Fluidbohrungfluid bore
2727: Steuerungsmodulcontrol module
2828: Führungsbohrungguide bore
2929: Steuerschieberspool
3030: Rückschlagventilcheck valve
3131: Rückschlagventilcheck valve
3232: Pleuelpleuel
3434: Steuerungsmodulcontrol module
3535: Modulgehäusemodule housing
3636: Aufnahmebohrunglocation hole
3737: Führungsbohrungguide bore
3838: Steuerschieberspool
3939: Steuerkolben von 38Spool of 38
4040: Steuerkolben von 38Spool of 38
4141: Steuernut von 38Steering groove of 38
4242: Stirnfläche von 38Face of 38
4343: Stirnfläche von 38Face of 38
4444: kugelförmiger Sperrkörperspherical locking body
4545: kugelförmiger Sperrkörperspherical locking body
4646: Ventilfedervalve spring
4747: Ventilfedervalve spring
4848: Federtellerspring plate
4949: Federtellerspring plate
5050: kegelstumpfartige Rampetruncated ramp
5151: kegelstumpfartige Rampetruncated ramp
5252: Ventilsitzvalve seat
5353: Ventilsitzvalve seat
5454: Maß des radialen Versatzes von 52 und 53Measurement of the radial offset of 52 and 53
5555: Stiftpen
5656: Stiftpen
5757: Stiftpen
5858: Rückschlagventilcheck valve
5959: Rückschlagventilcheck valve
6060: Steuerschieberspool
6161: Abströmkanaloutflow channel
61a61a: Blendenbohrung von 61Aperture bore of 61
6262: Abströmbohrungoutflow bore
62a62a: Blendenbohrung von 62Aperture bore of 62
6363: Steuerschieberspool
6464: radiale Steuervorsprüngeradial control projections
6565: radiale Steuervorsprüngeradial control projections
6666: Bereich des Drehwinkels der KurbelwelleRange of the angle of rotation of the crankshaft
6767: Bereich des Drehwinkels der KurbelwelleRange of the angle of rotation of the crankshaft
6868: Längsnutlongitudinal groove

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102013113432 A1 [0009, 0017]

Claims

Switching device for controlling an adjusting device, by means of which the compression ratio of a cylinder unit of the reciprocating internal combustion engine is variable, wherein the switching means via oil lines (24 and 25) with two acted upon with a hydraulic fluid pressure chambers (22 and 23) at least one support cylinder (20, 21) of the adjusting and is connected via a connecting rod bearing with an oil gallery, wherein for an outflow of the hydraulic fluid from the respective pressure chamber (22, 23) one of the oil line (24, 25) associated poppet valve by means of an actuating element of the switching device is actuated, characterized in that with the respective pressure chamber (22 and 23) a single oil line (24, 25) is connected, via which both hydraulic fluid can be supplied to and derived from this, and that the corresponding seat valve as with the respective oil line (24, 25) cooperating check valve (30, 31 , 58, 59) In the pressure-dependent opened position, the hydraulic fluid is conveyed via the oil line (24, 25) into the corresponding pressure chamber (22, 25).

Switching device after Claim 1 , characterized in that the actuating device and the check valves (30, 31, 58, 59), combined to form a hydraulic control module (27, 34), are arranged in a module housing (35) which is parallel to a longitudinal center axis (7). of the connecting rod bearing eye (6) extending receiving bore (35) of a connecting rod (1) is inserted, that in a guide bore (37) of the module housing (35) which is substantially parallel or transverse to the longitudinal central axis, as a profiled spool (29, 38 , 60) is arranged, and in that the two check valves (30, 31, 58, 59) are arranged transversely to the control slide (29, 38, 60).

Switching device after Claim 1 , characterized in that the actuating device and the check valves are arranged in a control module (27) whose module housing at least partially has a cylindrical outer contour and for receiving the profiled spool (29) formed actuating element designed as a transverse through hole guide bore (28), and that the control module (27) with the cylindrical portion in a receiving bore extending in the connecting rod (1), transverse to a longitudinal central axis (7) of the connecting rod bearing eye (6), can be used.

Switching device after Claim 1 , characterized in that the actuating element is mechanically or hydraulically actuated.

Switching device according to one of Claims 2 or 3 , characterized in that the control slide (29, 38) at least two interconnected control piston (38, 40), at least on a respective one locking body (44, 45) of the corresponding check valve (30, 31, 58, 59) adjacent portion the outer circumferential surface, seen in the axial direction, ramp-like course (50, 51).

Switching device after Claim 5 , characterized in that the check valves (30, 31, 58, 59) in a longitudinal plane, adjacent to each other, are inserted radially into the module housing (35).

Switching device after Claim 5 , characterized in that the two check valves (58, 59) on both sides of the control slide (38, 60) extend radially and the two control pistons (39, 40, 64, 65) are formed and arranged in mirror image.

Switching device after Claim 5 , characterized in that to create different diaphragm cross-sections of the two check valves (30, 31, 58, 59) whose valve seats (52, 53) are provided with different radial distance to the longitudinal center axis of the spool (29, 38, 60).

Switching device after Claim 5 , characterized in that in the module housing (35) at least one radially in the direction of the spool (38, 60) extending pin (55, 56, 57) is attached, for rotation and / or axial travel limitation in at least one longitudinal groove (68) of the spool (38, 60) or in a free space on the end faces (42, 43) engages.

Connecting rod (1, 32) for a reciprocating internal combustion engine, which is adjustable in two stages to adjust the compression ratio of the corresponding cylinder unit by means of an adjusting device in its effective length, with at least one hydraulic adjusting device of the adjusting device, in a piston-side connecting rod eye (8) of the connecting rod ( 1, 32), with an eccentric lever (11) connected to the eccentric body (9), at least two acted upon by a hydraulic fluid pressure chambers (22, 23) at least one support cylinder (20, 21), in which an actuating piston (16, 17) slidably guided is, and at least one piston rod (14, 15) which connects the actuating piston (16, 17) with the eccentric lever (11), wherein for controlling the adjusting device, a switching device is provided, characterized by an embodiment of the switching device according to one of Claims 1 to 9 ,