DE102017107711A1

DE102017107711A1 - Length adjustable connecting rod with tolerance compensation

Info

Publication number: DE102017107711A1
Application number: DE102017107711.1A
Authority: DE
Inventors: Malte Heller
Original assignee: AVL List GmbH; Iwis Motorsystem GmbH and Co KG
Current assignee: AVL List GmbH; Iwis Motorsystem GmbH and Co KG
Priority date: 2017-04-10
Filing date: 2017-04-10
Publication date: 2018-10-11
Also published as: WO2018188791A1; AT519801A3; AT519801A2; AT16537U1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit einem ersten Pleuelteil, in dem ein erstes Pleuelauge ausgebildet ist, einem zweiten Pleuelteil, in dem ein zweites Pleuelauge ausgebildet ist, und mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu verstellen, die Zylinder-Kolben-Einheit umfasst eine Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung längs bewegbar angeordneten Verstellkolben und mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen Druckraum. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Fertigung auftretende Längenunterschiede der Gesamtlänge der Pleuelstange, die sich durch eine Aufsummierung der Einzelteil-Toleranzen ergeben können, auszugleichen. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in einem der Pleuelaugen ein exzentrischer Einsatz verdrehsicher so angeordnet ist, dass eine definierte Länge der Pleuelstange eingestellt ist.

The present invention relates to a length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine with a first Pleuelteil in which a first connecting rod is formed, a second Pleuelteil in which a second connecting rod is formed, and at least one cylinder-piston unit to the first Pleuelteil relative to second connecting rod to adjust, the cylinder-piston unit comprises a cylinder bore, a longitudinally movably arranged in the cylinder bore adjusting piston and at least one provided in the cylinder bore pressure chamber. It is an object of the present invention, during the production occurring differences in length of the total length of the connecting rod, which can result from an accumulation of the item tolerances compensate. For this purpose, the invention provides that in one of the connecting rods an eccentric insert is arranged against rotation so that a defined length of the connecting rod is set.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit einem ersten Pleuelteil, in dem ein erstes Pleuelauge ausgebildet ist, einem zweiten Pleuelteil, in dem ein zweites Pleuelauge ausgebildet ist, und mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu verstellen, die Zylinder-Kolben-Einheit umfasst eine Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung längs bewegbar angeordneten Verstellkolben und mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen Druckraum.The present invention relates to a length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine with a first Pleuelteil in which a first connecting rod is formed, a second Pleuelteil in which a second connecting rod is formed, and at least one cylinder-piston unit to the first Pleuelteil relative to second connecting rod to adjust, the cylinder-piston unit comprises a cylinder bore, a longitudinally movably arranged in the cylinder bore adjusting piston and at least one provided in the cylinder bore pressure chamber.

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

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

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

Die WO 2015/055582 A2 zeigt, dass das Verdichtungsverhältnis im Verbrennungsmotor durch die Pleuellänge verstellt wird. Die Pleuellänge beeinflusst das Kompressionsvolumen im Verbrennungsraum, wobei das Hubvolumen durch die Position des Kurbelwellenzapfens und die Zylinderbohrung vorgegeben ist. Eine kurze Pleuelstange führt daher zu einem geringeren Verdichtungsverhältnis als eine lange Pleuelstange bei ansonsten gleichen geometrischen Abmessungen, z.B. Kolben, Zylinderkopf, Kurbelwelle, Ventilsteuerung etc.. Bei den bekannten längenverstellbaren Pleuelstangen wird die Pleuellänge hydraulisch zwischen zwei Stellungen variiert. Dabei ist die gesamte Pleuelstange mehrteilig ausgeführt, wobei die Längenänderung durch einen Teleskopmechanismus erfolgt, der mittels eines doppelwirkenden Hydraulikzylinders verstellbar ist. Das kleine Pleuelauge, üblicherweise zur Aufnahme des Kolbenbolzens, ist mit einer Kolbenstange verbunden (teleskopierbarer Stangenteil). Der zugehörige Verstellkolben ist axial verschiebbar in einem Zylinder geführt, der in dem Pleuelteil mit dem großen Pleuelauge, üblicherweise zur Aufnahme des Kurbelwellenzapfens, angeordnet ist. Der Verstellkolben trennt den Zylinder in zwei Druckräume, einen oberen und einen unteren Druckraum. Diese beiden Druckräume werden über einen hydraulischen Verstellmechanismus mit Motoröl versorgt, wobei dessen Versorgung mit Motoröl über die Schmierung des Pleuellagers erfolgt.The WO 2015/055582 A2 shows that the compression ratio in the internal combustion engine is adjusted by the connecting rod length. The connecting rod length affects the compression volume in the combustion chamber, wherein the stroke volume is determined by the position of the crankshaft journal and the cylinder bore. A short connecting rod therefore leads to a lower compression ratio than a long connecting rod with otherwise identical geometrical dimensions, eg piston, cylinder head, crankshaft, valve control, etc. In the known length-adjustable connecting rods, the connecting rod length is hydraulically varied between two positions. The entire connecting rod is made in several parts, wherein the change in length is effected by a telescopic mechanism which is adjustable by means of a double-acting hydraulic cylinder. The small connecting rod eye, usually for receiving the piston pin, is connected to a piston rod (telescopic rod part). The associated adjusting piston is axially displaceably guided in a cylinder which is arranged in the connecting rod part with the large connecting rod eye, usually for receiving the crankshaft journal. The adjusting piston separates the cylinder into two pressure chambers, an upper and a lower pressure chamber. These two pressure chambers are supplied with engine oil via a hydraulic adjusting mechanism, whereby the supply of engine oil takes place via the lubrication of the connecting rod bearing.

Neben den Teleskoplösungen gibt es auch andere Verstellmechanismen, die zur Anwendung gelangen können. Zum Beispiel ist aus der DE 10 2005 055199 A1 ein kolbenbetätigter Verstellmechanismus bekannt, der eine Exzentereinrichtung zur Verstellung des Kolbenhub verwendet. Weitere Verstellmechanismen sind aus der DE 19835146 A1 und aus der GB 2161580 sowie der DE 4226361 A1 bekannt.In addition to the telescope solutions, there are also other adjustment mechanisms that can be used. For example, from the DE 10 2005 055199 A1 a piston actuated adjusting mechanism known which uses an eccentric device for adjusting the piston stroke. Further adjustment mechanisms are from the DE 19835146 A1 and from the GB 2161580 as well as the DE 4226361 A1 known.

Dadurch, dass die Pleuelstange als Teleskopsystem mit mehreren zusammenwirkenden Bauteilen ausgelegt ist, ist durch die Addition der Toleranzen der Einzelkomponenten mit einer erheblichen Streuung in der Gesamtlänge verschiedener Pleuelstangen zu rechnen. Die unterschiedlichen Gesamtlängen der Pleuelstangen würden zu unterschiedlichen Verdichtungsverhältnissen führen.The fact that the connecting rod is designed as a telescope system with several interacting components, is expected by the addition of the tolerances of the individual components with a considerable variance in the total length of different connecting rods. The different overall lengths of the connecting rods would lead to different compression ratios.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine längenverstellbare Pleuelstange mit exakten Abmessungen bereitzustellen. Insbesondere müssen starke Toleranzabweichungen korrigiert werden können.It is therefore the object of the present invention to provide a length-adjustable connecting rod with exact dimensions. In particular, strong tolerance deviations must be able to be corrected.

Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in einem der Pleuelaugen ein exzentrischer Einsatz verdrehsicher so angeordnet ist, dass eine definierte Länge der Pleuelstange eingestellt ist. Durch diese Ausgestaltung der Pleuelstange wird ein System zur Verfügung gestellt, durch welches am Ende der Produktionskette der Achsabstand der Pleuelaugen einer längenverstellbaren Pleuelstange genau angepasst werden kann. Dadurch werden exakte Abmessungen erreicht, sodass unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse vermieden werden können. Das kann mit nur einem einzigen exzentrischen Einsatz erreicht werden, indem der exzentrische Einsatz in einer bestimmten Winkellage im jeweiligen Pleuelauge eingesetzt und befestigt wird, sodass die gewünschte Länge eingestellt ist. For this purpose, the invention provides that in one of the connecting rods an eccentric insert is arranged against rotation so that a defined length of the connecting rod is set. This design of the connecting rod, a system is provided by which at the end of the production chain, the center distance of the connecting rods of a length-adjustable connecting rod can be adjusted exactly. As a result, exact dimensions are achieved so that different compression ratios can be avoided. This can be achieved with just a single eccentric insert by the eccentric insert is inserted and fixed in a certain angular position in the respective connecting rod eye, so that the desired length is set.

In einer besonders einfachen Ausgestaltung kann vorgesehen werden, dass der exzentrische Einsatz als eine in einem der Pleuelaugen angeordnete Exzenterbuchse ausgebildet ist.In a particularly simple embodiment it can be provided that the eccentric insert is designed as an eccentric bush arranged in one of the connecting rod eyes.

Vorteilhafterweise ist eines der Pleuelaugen als kleines Pleuelauge zur Aufnahme eines Kolbenbolzens ausgebildet und die Exzenterbuchse in diesem kleinen Pleuelauge angeordnet. Im kleinen Pleuelauge kann die Exzenterbuchse besonders einfach angebracht werden.Advantageously, one of the connecting rod eyes is formed as a small connecting-rod eye for receiving a piston pin, and the eccentric bushing is arranged in this small connecting-rod eye. In the small connecting rod eye, the eccentric bushing can be attached particularly easily.

Alternativ könnte auch vorgesehen werden, dass der exzentrische Einsatz durch in einem der Pleuelaugen angeordnete exzentrische Lagerschalen ausgebildet ist. Auch hierdurch wird eine einfache Ausgestaltung ermöglicht.Alternatively, it could also be provided that the eccentric insert is formed by arranged in one of the connecting rods eccentric bearing shells. This also makes a simple design possible.

Vorteilhafterweise ist eines der Pleuelaugen als großes Pleuelauge zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens ausgebildet und die exzentrischen Lagerschalen sind in diesem großen Pleuelauge angeordnet. Üblicherweise ist das große Pleuelauge zur Aufnahme des Kurbelwellenzapfen mehrteilig ausgebildet, sodass die exzentrischen Lagerschalen bei der Montage leicht angebracht werden können.Advantageously, one of the connecting rods is designed as a large connecting rod eye for receiving a crankshaft journal and the eccentric bearing shells are arranged in this large connecting rod eye. Usually, the large connecting rod eye for receiving the crankshaft journal is designed in several parts, so that the eccentric bearing shells can be easily mounted during assembly.

In einer besonders einfachen Ausgestaltung können zwei exzentrische Lagerschalen vorgesehen sein. Es müssen dann nur zwei unterschiedliche Bauteile zur Korrektur der Längentoleranzen vorrätig gehalten werden.In a particularly simple embodiment, two eccentric bearing shells can be provided. It then only two different components to correct the length tolerances must be kept in stock.

Vorteilhafterweise weisen die beiden exzentrischen Lagerschalen eine unterschiedliche Dicke auf. Je nachdem welche Lagerschale oben bzw. unten eingesetzt wird, können somit unterschiedliche Längenabweichungen ausgeglichen werden.Advantageously, the two eccentric bearing shells on a different thickness. Depending on which bearing shell is used above or below, thus different length deviations can be compensated.

In noch einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Stoßflächen der exzentrischen Lagerschalen nach dem Poka-Yoke-Prinzip ausgestaltet sind. Die Übergänge zwischen den exzentrischen Lagerschalen müssen sehr glatt gehalten werden. Es ist daher wichtig, dass immer paarweise zusammengehörige Lagerschalen verbaut werden. Sind die Stoßflächen der exzentrischen Lagerschalen nach dem Poka-Yoke Prinzip ausgestaltet, so wird sichergestellt, dass immer nur die richtigen Lagerschalen miteinander verbaut werden.In yet another embodiment it can be provided that the abutting surfaces of the eccentric bearing shells are designed according to the poka-yoke principle. The transitions between the eccentric bearing shells must be kept very smooth. It is therefore important that paired bearing shells are always installed. If the abutting surfaces of the eccentric bearing shells are designed according to the poka-yoke principle, it is ensured that only the right bearing shells are installed at a time.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Stoßflächen der exzentrischen Lagerschalen formschlüssig ineinander greifen. Der Formschluss ist so ausgebildet, dass immer nur die richtigen Lagerschalen paarweise zueinander passen. Mit „richtig“ ist gemeint, dass die zueinander passenden Lagerschalen so ausgebildet sind, dass ein sehr glatter Übergang an den Stoßflächen dieser exzentrischen Lagerflächen erzielt wird. Andere Lagerschalen weisen eine andere Form auf, und können nicht formschlüssig verbaut werden. Beispielsweise kann an den Stoßflächen der zueinander passenden exzentrischen Lagerschalen eine Verzahnung vorgesehen sein.Advantageously, it can be provided that the abutting surfaces of the eccentric bearing shells engage in one another in a form-fitting manner. The positive connection is designed so that only the right bearing shells match each other in pairs. By "right" is meant that the mating bearing shells are designed to provide a very smooth transition at the abutting surfaces of these eccentric bearing surfaces. Other bearings have a different shape, and can not be installed form-fitting. For example, a toothing may be provided on the abutment surfaces of the matching eccentric bearing shells.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass zueinander gehörige exzentrische Lagerschalen durch einen Farbcode gekennzeichnet sind. Der Monteur erkennt anhand des Farbcodes dass er die richtigen Lagerschalen miteinander verbaut. Auch hierdurch können Fehler vermieden werden.Alternatively, it can also be provided that mutually associated eccentric bearing shells are characterized by a color code. On the basis of the color code, the fitter recognizes that he is fitting the right bearing shells together. This also allows mistakes to be avoided.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass an der zum Pleuelauge weisenden Außenseite des exzentrischen Einsatzes sowie im Pleuelauge ineinandergreifende Verzahnungen vorgesehen sind. Hierdurch wird eine definierte Stellung erreicht, die nur diskrete Winkellagen zulässt. Zudem wird durch die ineinandergreifenden Verzahnungen eine Verdrehsicherung realisiert.In a further embodiment it can be provided that on the outside of the eccentric insert pointing to the connecting rod eye and in the connecting rod eye intermeshing toothings are provided. As a result, a defined position is reached, which allows only discrete angular positions. In addition, an anti-rotation lock is realized by the interlocking teeth.

Um eine genaue Einstellung ohne einen zu großen Fertigungsaufwand zu ermöglichen, kann vorgesehen werden, dass die Verzahnung Winkelschritte von etwa 15° aufweist.In order to allow an accurate adjustment without too much manufacturing effort, it can be provided that the toothing has angular steps of about 15 °.

In noch einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die maximale Exzentrizität des exzentrischen Einsatzes etwa 1 mm beträgt. Hierdurch kann der gewünschte Toleranzausgleich ermöglicht werden, zu starke Längenänderungen werden vermieden.In yet another embodiment it can be provided that the maximum eccentricity of the eccentric insert is about 1 mm. As a result, the desired tolerance compensation can be made possible, too long changes in length are avoided.

Um eine einfache und sichere Befestigung des exzentrischen Einsatzes in der gewünschten Winkellage im Pleuelauge zu ermöglichen, kann vorgesehen werden, dass der exzentrische Einsatz im Pleuelauge verpresst wird.In order to enable a simple and secure attachment of the eccentric insert in the desired angular position in the connecting rod, it can be provided that the eccentric insert is pressed in the connecting rod.

In noch einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen werden, dass die maximale und die minimale Exzentrizität des exzentrischen Einsatzes auf der Mittelachse der Pleuelstange zu liegen kommen. Dadurch wird erreicht, dass die Pleuelmittelachse nicht verschoben wird. Es müssen dann verschiedene Einsätze mit unterschiedlichen Exzentrizitäten bevorratet werden, welche je nach gewünschter bzw. erforderlicher Länge zum Toleranzausgleich ausgewählt werden. Die Einsätze werden dann mit der maximalen und der minimalen Exzentrizität auf der Pleuelmittelachse und nach oben oder unten neigend eingebaut.In yet another embodiment, it can be provided that the maximum and the minimum eccentricity of the eccentric insert on the center axis of the connecting rod to come to rest. This ensures that the connecting rod axis is not moved. It must then be stored various inserts with different eccentricities, which are selected depending on the desired or required length for tolerance compensation. The inserts are then installed with the maximum and minimum eccentricity on the connecting rod axis and tilting up or down.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungsmotor,
2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer längenverstellbaren Pleuelstange aus 1 in teilweise geschnittener Darstellung mit einem in einem Pleuelauge eingesetzten exzentrischen Einsatz,
3 eine Vergrößerung des Pleuelauges mit dem darin eingesetzten exzentrischen Einsatz aus 2,
4 eine Seitenansicht des exzentrischen Einsatzes aus 2 und 3 im Schnitt,
5a - 5c eine Seitenansicht des exzentrischen Einsatzes aus 2, 3 und 4 im Schnitt in unterschiedlichen Einbaupositionen.
6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer längenverstellbaren Pleuelstange aus 1 in teilweise geschnittener Darstellung mit einem in einem Pleuelauge eingesetzten exzentrischen Einsatz,
7 eine Ausführungsform eines exzentrischen Einsatzes in Form von exzentrischen Lagerschalen, und
8 die exzentrische Lagerschalen aus 7 in einer anderen Einbauposition.

In the following the invention will be explained in more detail with reference to drawings. Show it:

1 a schematic cross section through an internal combustion engine,
2 a schematic representation of an embodiment of a length-adjustable connecting rod 1 in a partially sectioned illustration with an eccentric insert inserted in a connecting rod eye,
3 an enlargement of the connecting rod eye with the eccentric insert inserted therein 2 .
4 a side view of the eccentric insert 2 and 3 on average,
5a - 5c a side view of the eccentric insert 2 . 3 and 4 on average in different installation positions.
6 a schematic representation of another embodiment of a length-adjustable connecting rod 1 in a partially sectioned illustration with an eccentric insert inserted in a connecting rod eye,
7 an embodiment of an eccentric insert in the form of eccentric bearing shells, and
8th the eccentric cups out 7 in a different installation position.

In 1 ist in schematischer Darstellung ein Verbrennungsmotor (Ottomotor) 1 dargestellt. Der Verbrennungsmotor 1 hat drei Zylinder 2.1, 2.2 und 2.3, in denen sich jeweils ein Hubkolben 3.1, 3.2, 3.3 auf und ab bewegt. Des Weiteren umfasst der Verbrennungsmotor 1 eine Kurbelwelle 4, die mittels Kurbelwellenlager 5.1, 5.2, 5.3 und 5.4 drehbar gelagert ist. Die Kurbelwelle 4 ist mittels der Pleuelstangen 6.1, 6,2 und 6.3 jeweils mit dem zugehörigen Hubkolben 3.1, 3.2 und 3.3 verbunden. Für jede Pleuelstange 6.1, 6.2 und 6.3 weist die Kurbelwelle 4 einen exzentrisch angeordneten Kurbelwellenzapfen 7.1, 7.2 und 7.3 auf. Das große Pleuelauge 8.1, 8.2, und 8.3 ist jeweils auf dem zugehörigen Kurbelwellenzapfen 7.1, 7.2 und 7.3 gelagert. Das kleine Pleuelauge 9.1, 9.2 und 9.3 ist jeweils auf einem Kolbenbolzen 10.1, 10.2 und 10.3 gelagert und so mit dem zugehörigen Hubkolben 3.1, 3.2 und 3.3 schwenkbar verbunden. Dabei ist den Begriffen kleines Pleuelauge 9.1, 9.2 und 9.3 und großes Pleuelauge 8.1, 8.2 und 8.3 weder eine absolute noch relative Größenzuordnung zu entnehmen, sondern sie dienen lediglich zur Unterscheidung der Bauteile und Zuordnung zu dem in 1 dargestellten Verbrennungsmotor. Entsprechend können die Abmessungen der Durchmesser der kleinen Pleuelaugen 9.1, 9.2 und 9.3 kleiner, gleich groß oder größer als die Abmessungen der Durchmesser der großen Pleuelaugen 8.1, 8.2 und 8.3 sein.In 1 is a schematic representation of an internal combustion engine (gasoline engine) 1 shown. The internal combustion engine 1 has three cylinders 2.1 . 2.2 and 2.3 , in each of which a reciprocating piston 3.1 . 3.2 . 3.3 moved up and down. Furthermore, the internal combustion engine includes 1 a crankshaft 4 that by means of crankshaft bearing 5.1 . 5.2 . 5.3 and 5.4 is rotatably mounted. The crankshaft 4 is by means of connecting rods 6.1 , 6.2 and 6.3 respectively with the associated reciprocating piston 3.1 . 3.2 and 3.3 connected. For every connecting rod 6.1 . 6.2 and 6.3 points the crankshaft 4 an eccentrically arranged crankshaft journal 7.1 . 7.2 and 7.3 on. The big connecting rod eye 8.1 . 8.2 , and 8.3 is each on the associated crankshaft journal 7.1 . 7.2 and 7.3 stored. The small connecting rod eye 9.1 . 9.2 and 9.3 is each on a piston pin 10.1 . 10.2 and 10.3 stored and so with the associated reciprocating piston 3.1 . 3.2 and 3.3 pivotally connected. Here is the terms small connecting rod eye 9.1 . 9.2 and 9.3 and big connecting rod eye 8.1 . 8.2 and 8.3 neither an absolute nor relative size allocation to take, but they are only used to distinguish the components and assignment to the in 1 illustrated internal combustion engine. Accordingly, the dimensions of the diameter of the small connecting rod eyes 9.1 . 9.2 and 9.3 smaller, equal to or larger than the dimensions of the diameter of the large connecting rod eyes 8.1 . 8.2 and 8.3 be.

Die Kurbelwelle 4 ist mit einem Kurbelwellenkettenrad 11 versehen und mittels einer Steuerkette 12 mit einem Nockenwellenkettenrad 13 gekoppelt. Das Nockenwellenkettenrad 13 treibt eine Nockenwelle 14 mit ihren zugehörigen Nocken zur Betätigung der Ein- und Auslassventile (nicht näher dargestellt) eines jeden Zylinders 2.1, 2.2 und 2.3 an. Das Leertrum der Steuerkette 12 wird mittels einer schwenkbar angeordneten Spannschiene 15 gespannt, die mittels eines Kettenspanners 16 an diese angedrückt wird. Das Zugtrum der Steuerkette 12 kann entlang einer Führungsschiene gleiten. Die wesentliche Funktionsweise dieses Verbrennungsmotors einschließlich der Kraftstoffeinspritzung und Zündung mittels Zündkerze wird nicht näher erläutert und als bekannt vorausgesetzt. Die Exzentrizität der Kurbelwellenzapfen 7.1, 7.2 und 7.3 gibt maßgeblich den Hubweg H_K vor, insbesondere wenn, wie im vorliegenden Fall, die Kurbelwelle 4 exakt zentrisch unter den Zylindern 2.1, 2.2 und 2.3 angeordnet ist. Der Hubkolben 3.1 ist in 1 in seiner untersten Stellung dargestellt, während der Hubkolben 3.2 in seiner obersten Stellung dargestellt ist. Die Differenz ergibt im vorliegenden Fall den Hubweg H_K . Die verbleibende Höhe H_C (siehe Zylinder 2.2) ergibt die verbleibende Kompressionshöhe im Zylinder 2.2. In Verbindung mit dem Durchmesser des Hubkolbens 3.1, 3.2 oder 3.3 bzw. der zugehörigen Zylinder 2.1, 2.2 und 2.3 ergibt sich aus dem Hubweg H_K das Hubvolumen V_h und aus der verbleibenden Kompressionshöhe H_C errechnet sich das Kompressionsvolumen V_c . Selbstverständlich hängt das Kompressionsvolumen V_c maßgeblich von der Gestaltung des Zylinderdeckels ab. Aus diesen Volumen V_h und V_c ergibt sich das Verdichtungsverhältnis ε. Im Detail errechnet sich das Verdichtungsverhältnis ε aus der Summe des Hubvolumens V_h und des Kompressionsvolumens V_c dividiert durch das Kompressionsvolumen V_c . Heute übliche Werte für Ottomotoren liegen für ε zwischen 10 und 14.The crankshaft 4 is with a crankshaft sprocket 11 provided and by means of a timing chain 12 with a camshaft sprocket 13 coupled. The camshaft sprocket 13 drives a camshaft 14 with their associated cams for actuating the intake and exhaust valves (not shown in detail) of each cylinder 2.1 . 2.2 and 2.3 at. The empty strand of the timing chain 12 is by means of a pivotally mounted clamping rail 15 strained, by means of a chain tensioner 16 is pressed to this. The Zugtrum the timing chain 12 can slide along a guide rail. The essential operation of this internal combustion engine including the fuel injection and ignition by means of spark plug is not explained in detail and assumed to be known. The eccentricity of the crankshaft journals 7.1 . 7.2 and 7.3 Significantly gives the stroke H _K especially if, as in the present case, the crankshaft 4 exactly centric under the cylinders 2.1 . 2.2 and 2.3 is arranged. The reciprocating piston 3.1 is in 1 shown in its lowest position during the reciprocating 3.2 is shown in its uppermost position. The difference results in the present case, the stroke H _K , The remaining height H _C (see cylinder 2.2 ) gives the remaining compression height in the cylinder 2.2 , In conjunction with the diameter of the reciprocating piston 3.1 . 3.2 or 3.3 or the associated cylinder 2.1 . 2.2 and 2.3 results from the stroke H _K the stroke volume V _h and from the remaining compression height H _C the compression volume is calculated V _c , Of course, the compression volume depends V _c significantly from the design of the cylinder cover. Out of these volumes V _h and V _c results in the compression ratio ε , In detail, the compression ratio is calculated ε from the sum of the stroke volume V _h and the compression volume V _c divided by the compression volume V _c , Today common values for gasoline engines are for ε between 10 and 14.

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

In 2 ist beispielhaft die längenverstellbare Pleuelstange 6.1 dargestellt, die identisch zu den Pleuelstangen 6.2 und 6.3 ausgestaltet ist. Die Beschreibung gilt daher entsprechend für alle Pleuelstangen. Die Pleuelstange 6.1 weist ein erstes Pleuelteil 18.1 mit einem Pleuelstangenkopf 17.1 und ein zweites Pleuelteil 19.1 auf. In dem Pleuelstangenkopf 17.1 ist das kleine Pleuelauge 9.1 ausgebildet. Das erste Pleuelteil 18.1 ist teleskopierbar in dem zweiten Pleuelteil 19.1 geführt. Die relative Bewegung des ersten Pleuelteils 18.1 in Längsrichtung zum zweiten Pleuelteil 19.1 erfolgt mittels einer Zylinder-Kolben-Einheit 31.1 mit einem Verstellkolben 21.1. und einer Zylinderbohrung 22.1. Am zweiten Pleuelteil 19.1 ist eine untere Lagerschale 20.1 angeordnet, die zusammen mit dem unteren Bereich des zweiten Pleuelteils 19.1 das große Pleuelauge 8.1 umgibt. Die untere Lagerschale 20.1 und das zweite Pleuelteil 19.1 werden in üblicher Weise mittels Befestigungsmitteln miteinander verbunden. Das untere Ende des ersten Pleuelteils 18.1 ist mit dem Verstellkolben 21.1 verbunden, der in der Zylinderbohrung 22.1 des zweiten Pleuelteils 19.1 verschiebbar geführt ist. Am oberen Ende weist das zweite Pleuelteil 19.1 einen Deckel 23.1 auf, durch den das erste Pleuelteil 18.1 hindurch geführt und abgedichtet ist. Somit dichtet der Deckel 23.1 insgesamt die Zylinderbohrung 22.1 ab. Unterhalb des Verstellkolbens 21.1 ist eine erste Druckkammer 24.1 von kreisförmigem Querschnitt gebildet und oberhalb des Verstellkolbens 21.1 ist eine kreisringförmige zweite Druckkammer 25.1 gebildet. Der Verstellkolben 21.1 und die Kolbenbohrung 22.1 sind Bestandteil des Verstellmechanismus zur Veränderung der Länge der Pleuelstange. Zu dem Verstellmechanismus gehört auch eine hydraulische Schaltung 26.1, die entsprechend für einen Zu- bzw. Ablauf des Hydraulikfluids in bzw. aus den Druckkammern 24.1 und 25.1 und somit eine Bewegung des Verstellkolbens 21.1 sorgt oder diesen arretiert.In 2 is an example of the length-adjustable connecting rod 6.1 shown, which are identical to the connecting rods 6.2 and 6.3 is designed. The description therefore applies accordingly to all connecting rods. The connecting rod 6.1 has a first connecting rod part 18.1 with a connecting rod end 17.1 and a second connecting rod part 19.1 on. In the connecting rod end 17.1 is the small connecting rod eye 9.1 educated. The first connecting rod part 18.1 is telescopic in the second connecting rod part 19.1 guided. The relative movement of the first conrod part 18.1 in the longitudinal direction to the second Pleuelteil 19.1 takes place by means of a cylinder-piston unit 31.1 with an adjusting piston 21.1 , and a cylinder bore 22.1 , At the second connecting rod part 19.1 is a lower bearing shell 20.1 arranged, which together with the lower portion of the second connecting rod 19.1 the big eye 8.1 surrounds. The lower bearing shell 20.1 and the second connecting rod part 19.1 be connected in the usual way by means of fasteners. The lower end of the first conrod part 18.1 is with the adjusting piston 21.1 connected in the cylinder bore 22.1 of the second connecting rod part 19.1 slidably guided. At the upper end, the second connecting rod part 19.1 a lid 23.1 on, through which the first connecting rod part 18.1 passed through and sealed. Thus, the lid seals 23.1 Overall, the cylinder bore 22.1 from. Below the adjusting piston 21.1 is a first pressure chamber 24.1 formed by a circular cross-section and above the adjusting piston 21.1 is an annular second pressure chamber 25.1 educated. The adjusting piston 21.1 and the piston bore 22.1 are part of the adjustment mechanism for changing the length of the connecting rod. The adjusting mechanism also includes a hydraulic circuit 26.1 corresponding to an inlet and outlet of the hydraulic fluid into and out of the pressure chambers 24.1 and 25.1 and thus a movement of the adjusting piston 21.1 ensures or arrests this.

Wie oben beschrieben ist die Pleuelstange als Teleskopsystem mit mehreren Bauteilen aufgebaut. Jedes dieser einzelnen Bauteile, d.h. das erste Pleuelteil 18.1 mit dem kleinen Pleuelauge 9.1 und dem Verstellkolben 21.1 sowie das zweite Pleuelteil 19.1 mit dem großen Pleuelauge 8.1 und der Zylinderbohrung 22.1 weist Einzeltoleranzen auf, wobei durch die Addition der Einzeltoleranzen eine erhebliche Streuung der Gesamtlänge der Pleuelstange 6.1 auftreten kann. Der Einsatz von mehreren Pleuelstangen mit unterschiedlichen Gesamtlängen hätte unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse zur Folge. Dies ist verständlicherweise nicht erwünscht. Daher ist in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel im kleinen Pleuelauge 9.1 ein exzentrischer Einsatz in Form einer Exzenterbuchse 27.1 verdrehsicher eingesetzt. Die Exzenterbuchse 27.1 ist so in dem kleinen Pleuelauge 9.1 eingesetzt, dass ihre Exzentrizität die auftretenden Längenunterschiede ausgleicht. Dadurch kann der Achsabstand der Pleuelaugen exakt angepasst werden. Dies wird im Folgenden noch genauer erläutert.As described above, the connecting rod is constructed as a telescopic system with several components. Each of these individual components, ie the first connecting rod part 18.1 with the small connecting rod eye 9.1 and the adjusting piston 21.1 as well as the second connecting rod part 19.1 with the big eye 8.1 and the cylinder bore 22.1 has individual tolerances, whereby the addition of the individual tolerances a significant dispersion of the total length of the connecting rod 6.1 can occur. The use of several connecting rods with different overall lengths would result in different compression ratios. This is understandably undesirable. Therefore, in the in 2 shown embodiment in the small connecting rod eye 9.1 an eccentric insert in the form of an eccentric bush 27.1 used against rotation. The eccentric bush 27.1 is so in the small connecting rod eye 9.1 used that their eccentricity compensates for the differences in length occurring. As a result, the axial distance of the connecting rod can be adjusted exactly. This will be explained in more detail below.

3 zeigt eine Vergrößerung des oberen Bereichs des ersten Pleuelteils 18.1. Wie bereits beschrieben, ist im kleinen Pleuelauge 9.1 eine Exzenterbuchse 27.1 eingesetzt. Die Exzenterbuchse 27.1 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf, dessen Durchmesser etwa dem Durchmesser des kleinen Pleuelauges 9.1 entspricht. In der Exzenterbuchse 27.1 ist exzentrisch zum Mittelpunkt des Umfangskreises eine kreisförmige bzw. zylindrische Öffnung 28.1 zur Aufnahme des Kolbenbolzens 10.1 ausgebildet. Je nachdem in welcher Winkellage die Exzenterbuchse 27.1 in dem kleinen Pleuelauge 9.1 angeordnet ist, hat die entlang der Pleuelmittelachse verlaufende Exentrizität E₁ , E₂ einen anderen Wert. Dadurch wird die Gesamtlänge der Pleuelstange 6.1 verändert und die auftretenden Toleranzen werden ausgeglichen. Am Umfang des Pleuelauges 9.1 kann eine Verzahnung 29.1 ausgebildet sein. Die Exzenterbuchse 27.1 weist an ihrem äußeren Umfang ebenfalls eine Verzahnung 30.1 auf, die mit der Verzahnung 29.1 im Pleuelauge 9.1 zusammen wirkt und so eine definierte Stellung der Exzenterbuchse 27.1 im Pleuelauge 9.1 ermöglicht. Durch die Verzahnung werden nur diskrete Winkellagen zugelassen. Zudem wird eine Verdrehsicherung der Exzenterbuchse 27.1 im kleinen Pleuelauge 9.1 ermöglicht. Die Verzahnung weist vorzugsweise Winkelschritte von etwa 15° auf. Zum Ausgleich von verschiedenen auftretenden Toleranzen ist somit nur eine Ausführungsform der Exzenterbuchse nötig, die nur bezüglich der richtigen Winkellage im Pleuelauge eingesetzt werden muss. Es kann auch vorgesehen werden, dass die Exzenterbuchse im Pleuelauge verpresst wird, um eine Verdrehsicherung zu erreichen. In 3 sind zwei mögliche unterschiedliche Stellungen der Exzenterbuchse 27.1 gezeigt. In der ersten dargestellten Winkellage ist die Aufnahme 28.1 für den Kolbenbolzen 10.1 in durchgezogenen Linien gezeichnet. In dieser Winkellage ist die zum großen Pleuelauge weisende Exzentrizität E₁ der Exzenterbuchse 27.1 relativ groß, wodurch eine zu kurze Länge der Pleuelstange ausgeglichen werden kann. In der zweiten dargestellten Winkellage ist die Aufnahme 28.1 für den Kolbenbolzen 10.1 in gestrichelten Linien gezeichnet. In dieser zweiten Winkellage ist die zum großen Pleuelauge weisende Exzentrizität E₂ der Exzenterbuchse 27.1 klein, wodurch eine zu lange Länge der Pleuelstange ausgeglichen werden kann. Je nach Ausgestaltung der Exzenterbuchse, beispielsweise ob eine Außenverzahnung vorgesehen ist oder nicht, sind noch viele andere Winkellagen der Exzenterbuchse 27.1 einstellbar. Es kann auch vorgesehen werden, dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Exzenterbuchsen bereitgestellt werden, die unterschiedliche maximale und minimale Exzentrizitäten aufweisen. Es wird dann eine Exzenterbuchse ausgewählt, deren maximale bzw. minimale Exzentrizität der auszugleichenden Länge der Pleuelstange 6.1 entspricht. Diese Exzenterbuchse wird dann so in dem kleinen Pleuelauge 9.1 befestigt, beispielsweise durch Einpressen oder durch die am Umfang vorgesehene Verzahnung, dass der Mittelpunkt der kreisförmigen Aufnahme 28.1 der Exzenterbuchse 27.1 auf der Mittelachse M der Pleuelstange zu liegen kommt. Die minimale und die maximale Exzentrizität der Exzenterbuchse 27.1 liegen dann ebenfalls auf der Mittelachse M der Pleuelstange. Dadurch wird vermieden, dass sich die Pleuelmittelachse verschiebt. 3 shows an enlargement of the upper portion of the first connecting rod part 18.1 , As already described, is in the small connecting rod eye 9.1 an eccentric bush 27.1 used. The eccentric bush 27.1 has a circular cross-section whose diameter is about the diameter of the small connecting rod eye 9.1 equivalent. In the eccentric bush 27.1 is eccentric to the center of the circumferential circle a circular or cylindrical opening 28.1 for receiving the piston pin 10.1 educated. Depending on the angular position in which the eccentric bush 27.1 in the small connecting rod eye 9.1 is arranged, has along the Pleuelmittelachse extending eccentricity E ₁ . E ₂ another value. This will increase the overall length of the connecting rod 6.1 changed and the occurring tolerances are compensated. At the circumference of the connecting rod eye 9.1 can be a gearing 29.1 be educated. The eccentric bush 27.1 has at its outer periphery also a toothing 30.1 on that with the gearing 29.1 in the connecting rod eye 9.1 together and so a defined position of the eccentric bushing 27.1 in the connecting rod eye 9.1 allows. The teeth allow only discrete angular positions. In addition, a rotation of the eccentric bush 27.1 in the small connecting rod eye 9.1 allows. The toothing preferably has angular steps of about 15 °. To compensate for various tolerances occurring thus only one embodiment of the eccentric bush is necessary, which must be used only with respect to the correct angular position in the connecting rod. It can also be provided that the eccentric bush is pressed in the connecting rod eye to achieve an anti-rotation. In 3 are two possible different positions of the eccentric bush 27.1 shown. In the first illustrated angular position is the recording 28.1 for the piston pin 10.1 drawn in solid lines. In this angular position is pointing to the large connecting rod eccentricity E ₁ the eccentric bush 27.1 relatively large, so that too short a length of the connecting rod can be compensated. In the second illustrated angular position is the recording 28.1 for the piston pin 10.1 Drawn in dashed lines. In this second angular position is pointing to the large connecting rod eccentricity E ₂ the eccentric bush 27.1 small, whereby a too long length of the connecting rod can be compensated. Depending on the configuration of the eccentric bush, for example, whether an external toothing is provided or not, there are many other angular positions of the eccentric bushing 27.1 adjustable. It can also be provided that a plurality of different eccentric bushings provided which have different maximum and minimum eccentricities. An eccentric bush is then selected whose maximum or minimum eccentricity of the length of the connecting rod to be compensated 6.1 equivalent. This eccentric bush is then in the small connecting rod eye 9.1 fastened, for example by pressing or by the provided on the circumference toothing that the center of the circular recording 28.1 the eccentric bush 27.1 on the central axis M the connecting rod comes to rest. The minimum and maximum eccentricity of the eccentric bush 27.1 then also lie on the central axis M the connecting rod. This avoids that the Pleuelmittelachse shifts.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Verzahnung im Pleuelauge 9.1 und am Umfang der Exzenterbuchse 27.1 derart ausgebildet ist, dass ein falscher Einbau der Exzenterbuchse 27.1 in dem Pleuelauge 9.1 unmöglich ist (Fail-Safe-Prinzip bzw. Poka Yoke).It can also be provided that the toothing in the connecting rod eye 9.1 and on the circumference of the eccentric bushing 27.1 is formed such that a wrong installation of the eccentric bushing 27.1 in the connecting rod eye 9.1 impossible (fail-safe principle or Poka Yoke).

In 4 ist die Exzenterbuchse 27.1 teilweise im Schnitt dargestellt. Die Exzenterbuchse 27.1 weist im Inneren die zylindrische Öffnung 28.1 zur Aufnahme des Kolbenbolzens 10.1 auf. Wie bereits beschrieben, hat die Exzenterbuchse 27.1 quer zu ihrer Längsrichtung L einen kreisförmigen Querschnitt. Die kreisförmige Öffnung 28.1 ist exzentrisch zum Mittelpunkt des kreisförmigen Querschnitts der Exzenterbuchse 27.1 angeordnet. Je nachdem in welcher Winkellage die Exzenterbuchse 27.1 im kleinen Pleuelauge 9.1 angeordnet ist, vergrößert oder verkleinert sich der Abstand von dem Mittelpunkt der kreisförmigen Öffnung 28.1 und damit der Mittelachse des Kolbenbolzens 10.1 zum Mittelpunkt des großen Pleuelauge 8.1 und damit die Gesamtlänge der Pleuelstange 6.1. Auftretende Toleranzen der einzelnen Bauteile der Pleuelstange 6.1, die sich addieren können, werden so ausgeglichen.In 4 is the eccentric bush 27.1 partially shown in section. The eccentric bush 27.1 has inside the cylindrical opening 28.1 for receiving the piston pin 10.1 on. As already described, has the eccentric bushing 27.1 transverse to its longitudinal direction L a circular cross-section. The circular opening 28.1 is eccentric to the center of the circular cross-section of the eccentric bush 27.1 arranged. Depending on the angular position in which the eccentric bush 27.1 in the small connecting rod eye 9.1 is arranged, increases or decreases the distance from the center of the circular opening 28.1 and thus the central axis of the piston pin 10.1 to the center of the large connecting rod eye 8.1 and thus the total length of the connecting rod 6.1 , Occurring tolerances of the individual components of the connecting rod 6.1 which can add up are thus compensated.

In den 5a bis 5c ist eine Exzenterbuchse 27.1 in drei unterschiedlichen Winkellagen gezeigt. In 5a ist die Exzenterbuchse 27.1 in einer neutralen Lage gezeigt. Damit ist gemeint, dass die obere Exzentrizität E_O , d.h. die Dicke der Exzenterbuchse 27.1 im oberen Bereich, d.h. entlang der Mittelachse der Pleuelstange zum Hubkolben hinweisend, genauso groß ist wie die untere Exzentrizität E_U . Die untere Exzentrizität E_U ist die Dicke der Exzenterbuchse 27.1 im unteren, zum großen Pleuelauge 8.1 hinweisenden Bereich der Exzenterbuchse 27.1.In the 5a to 5c is an eccentric bush 27.1 shown in three different angular positions. In 5a is the eccentric bush 27.1 shown in a neutral position. By that is meant that the upper eccentricity E _O ie the thickness of the eccentric bush 27.1 in the upper region, ie pointing along the central axis of the connecting rod to the reciprocating piston, is the same size as the lower eccentricity E _U , The lower eccentricity E _U is the thickness of the eccentric bush 27.1 in the lower, to the big connecting rod eye 8.1 indicative area of the eccentric bushing 27.1 ,

5b zeigt die Exzenterbuchse 27.1 in einer Winkellage, in der eine zu kurze Gesamtlänge der Pleuelstange 6.1 ausgeglichen werden muss. In diesem Fall ist die obere Exzentrizität E_O kleiner als die untere Exzentrizität E_U . 5b shows the eccentric bush 27.1 in an angular position in which too short overall length of the connecting rod 6.1 must be compensated. In this case, the upper eccentricity E _O smaller than the lower eccentricity E _U ,

5c zeigt die Exzenterbuchse 27.1 in einer Winkellage, in der eine zu lange Gesamtlänge der Pleuelstange 6.1 ausgeglichen werden muss. In diesem Fall ist die obere Exzentrizität E_O größer als die untere Exzentrizität E_U . 5c shows the eccentric bush 27.1 in an angular position in which too long a total length of the connecting rod 6.1 must be compensated. In this case, the upper eccentricity E _O greater than the lower eccentricity E _U ,

6 zeigt den unteren Bereich der Pleuelstange 6.1, in dem das große Pleuelauge 8.1 zur Aufnahme des Kurbelwellenzapfens ausgebildet ist. Dazu ist das zweite Pleuelteil 19.1 mit einer unteren Lagerschale 20.1 verbunden. Dies kann zum Beispiel mittels üblicher Befestigungsmittel wie Schrauben erfolgen. Das zweite Pleuelteil 19.1 bildet zusammen mit der unteren Lagerschale 20.1 das große Pleuelauge 8.1 aus. In dem großen Pleuelauge 8.1 sind zwei zusammengehörige exzentrische Lagerschalen 32.1, 33.1 angeordnet. Die beiden exzentrischen Lagerschalen 32.1, 33.1 bilden zusammen eine kreiszylindrische Aufnahme 36.1 für einen Kurbelwellenzapfen aus. Die beiden Lagerschalen 32.1, 33.1 stoßen an einer ersten Stoßfläche 34.1 und einer zweiten Stoßfläche 35.1 aneinander. Um einen reibungslosen Betrieb der Pleuelstange 6.1 zu ermöglichen, muss der Übergang an diesen Stoßflächen 34.1, 35.1 sehr glatt gehalten sein. Es ist daher wichtig, dass immer zwei zueinander passende exzentrische Lagerschalen 32.1, 33.1 miteinander verwendet werden. Dazu kann vorgesehen sein, dass die zueinander passenden Lagerschalen 32.1, 33.1 an ihren Stoßflächen 34.1, 35.1 so ausgeformt sind, dass sie einen Formschluss bilden. Hier wäre beispielsweise eine Verzahnung denkbar. Alternativ kann vorgesehen sein, dass zueinander passende Lagerschalen 32.1, 33.1 einen Farbcode aufweisen, anhand dessen klar wird, dass nur dieser Lagerschalen miteinander verbaut werden dürfen. 6 shows the lower part of the connecting rod 6.1 in which the big connecting rod eye 8.1 is designed for receiving the crankshaft journal. This is the second connecting rod part 19.1 with a lower bearing shell 20.1 connected. This can be done for example by means of conventional fasteners such as screws. The second connecting rod part 19.1 forms together with the lower bearing shell 20.1 the big eye 8.1 out. In the big connecting rod eye 8.1 are two associated eccentric cups 32.1 . 33.1 arranged. The two eccentric bearing shells 32.1 . 33.1 together form a circular cylindrical receptacle 36.1 for a crankshaft journal. The two bearing shells 32.1 . 33.1 abut on a first impact surface 34.1 and a second impact surface 35.1 together. To ensure smooth operation of the connecting rod 6.1 to allow the transition to these abutment surfaces 34.1 . 35.1 be kept very smooth. It is therefore important that always two matching eccentric cups 32.1 . 33.1 be used together. For this purpose, it can be provided that the mutually matching bearing shells 32.1 . 33.1 at their abutment surfaces 34.1 . 35.1 are formed so that they form a positive connection. Here, for example, a toothing would be conceivable. Alternatively it can be provided that mating bearing shells 32.1 . 33.1 have a color code, which makes it clear that only these cups may be installed together.

7a und 7b zeigen ein Beispiel für ein Paar von zusammengehörigen exzentrischen Lagerschalen 32.1, 33.1, die derart in das große Pleuelauge 8.1 eingesetzt werden, dass sie eine zu lange Länge der Pleuelstange 6.1 ausgleichen. Die exzentrische Lagerschale 32.1 mit der maximalen Exzentrizität E_max ist im unteren Bereich des großen Pleuelauges 8.1 angeordnet, d.h. an der unteren Lagerschale 20.1 und somit wegweisend vom oberen bzw.kleinen Pleuelauge 9.1. Die andere exzentrische Lagerschale 33.1 mit der minimalen Exzentrizität E_min ist entsprechend im oberen Bereich des großen Pleuelauges 8.1 am Fuß des zweiten Pleuelteils 19.1 angeordnet. Der Mittelpunkt M_EL der durch die exzentrischen Lagerschalen 32.1, 33.1 ausgebildeten Aufnahme 36.1 für den Kurbelwellenzapfen wird daher in Bezug auf den Mittelpunkt M_PL des großen Pleuelauges 8.1 nach oben verschoben und damit die effektive Länge der Pleuelstange 6.1 verkürzt. 7a and 7b show an example of a pair of associated eccentric cups 32.1 . 33.1 , so in the big eye 8.1 be used, that they have too long a length of the connecting rod 6.1 compensate. The eccentric bearing shell 32.1 with the maximum eccentricity E _max is in the lower part of the large connecting rod eye 8.1 arranged, ie at the lower bearing shell 20.1 and thus pointing the way from the upper or small connecting rod eye 9.1 , The other eccentric bearing shell 33.1 with the minimum eccentricity E _min is correspondingly in the upper area of the large connecting rod eye 8.1 at the foot of the second connecting rod part 19.1 arranged. The middle-point M _EL that through the eccentric cups 32.1 . 33.1 trained recording 36.1 for the crankshaft journal is therefore with respect to the center M _{PL of} the large connecting rod 8.1 shifted upwards and thus the effective length of the connecting rod 6.1 shortened.

7b zeigt die beiden exzentrischen Lagerschalen 32.1, 33.1 im auseinandergezogenen Zustand. Hier sind die Stoßflächen 34.1, 35.1 deutlich sichtbar. 7b shows the two eccentric bearing shells 32.1 . 33.1 in the exploded Status. Here are the abutment surfaces 34.1 . 35.1 clearly visible.

8a und 8b zeigen ein Beispiel für ein Paar von zusammengehörigen exzentrischen Lagerschalen 32.1, 33.1, die derart in das große Pleuelauge 8.1 eingesetzt werden, dass sie eine zu kurze Länge der Pleuelstange 6.1 ausgleichen. Hier ist die exzentrische Lagerschale 32.1 mit der maximalen Exzentrizität E_max im oberen Bereich des großen Pleuelauges 8.1, d.h. anliegend am zweiten Pleuelteil 19.1 eingesetzt. Die zweite exzentrische Lagerschale 33.1 mit der minimalen Exzentrizität E_min ist im unteren Bereich des großen Pleuelauges 9.1, d. h. anliegend an der unteren Lagerschale 20.1, angeordnet. Dadurch wird der Mittelpunkt M_EL der durch die exzentrischen Lagerschalen 32.1, 33.1 ausgebildeten Aufnahme 36.1 für den Kurbelwellenzapfen in Bezug auf den Mittelpunkt M_PL des großen Pleuelauges 8.1 nach unten verschoben und damit die effektive Länge der Pleuelstange 6.1 verlängert. 8b zeigt die beiden exzentrischen Lagerschalen 32.1, 33.1 im auseinandergezogenen Zustand. Hier sind wieder die Stoßflächen 34.1,35.1 an der die beiden exzentrischen Lagerschalen 32.1, 33.1 aneinanderstoßen sichtbar. Wie bereits beschrieben, muss der Übergang an diesen Stoßstellen 34.1, 35.1 sehr glatt sein. Dies ist nur möglich, wenn nur zueinander passende Lagerschalen miteinander verbaut werden. Vorzugsweise sind die Stoßflächen 34.1, 35.1 daher nach dem Poka-Yoke Prinzip ausgebildet, sodass nur zueinander passende Lagerschalen miteinander verbaut werden können. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass an den Stoßflächen 34.1, 35.1 zueinander passende Verzahnungen ausgebildet sind oder ein anderer ineinander greifender Formschluss. Alternativ könnte auch ein Farbcode eingesetzt werden. 8a and 8b show an example of a pair of associated eccentric cups 32.1 . 33.1 , so in the big eye 8.1 be used that they have too short a length of the connecting rod 6.1 compensate. Here is the eccentric bearing shell 32.1 with the maximum eccentricity E _max in the upper area of the large connecting rod eye 8.1 , ie adjacent to the second connecting rod part 19.1 used. The second eccentric bearing shell 33.1 with the minimum eccentricity E _min is in the lower part of the large connecting rod eye 9.1 , ie adjacent to the lower bearing shell 20.1 arranged. This becomes the center M _EL that through the eccentric cups 32.1 . 33.1 trained recording 36.1 for the crankshaft journal with respect to the center M _{PL of} the large connecting rod eye 8.1 shifted downwards and thus the effective length of the connecting rod 6.1 extended. 8b shows the two eccentric bearing shells 32.1 . 33.1 in the extended state. Here are the abutment surfaces again 34.1 , 35.1 at the two eccentric bearing shells 32.1 . 33.1 clashing visible. As already described, the transition must be at these joints 34.1 . 35.1 be very smooth. This is only possible if only matching cups are installed together. Preferably, the abutment surfaces 34.1 . 35.1 therefore designed according to the poka-yoke principle, so that only matching cups can be installed together. This can be done, for example, that at the abutting surfaces 34.1 . 35.1 Matching teeth are formed or another interlocking positive connection. Alternatively, a color code could be used.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Verbrennungsmotorinternal combustion engine
2.1,2.2,2.32.1,2.2,2.3: Zylindercylinder
3.1,3.2,3.33.1,3.2,3.3: Hubkolbenreciprocating
44: Kurbelwellecrankshaft
5.1,5.2,5.3,5.45.1,5.2,5.3,5.4: Kurbelwellenlagercrankshaft bearings
6.1,6.2,6.36.1,6.2,6.3: Pleuelstangeconnecting rod

7.1,7.2,7.37.1,7.2,7.3: Kurbelwellenzapfencrankshaft journal
8.1,8.2,8.38.1,8.2,8.3: großes Pleuelaugebig connecting rod eye
9.1,9.2,9.39.1,9.2,9.3: kleine Pleuelaugesmall connecting rod eye
10.1,10.2,10.310.1,10.2,10.3: Kolbenbolzenpiston pin
1111: KurbelwellenketteradKurbelwellenketterad
1212: Steuerkettetiming chain
1313: Nockenwellenkettenradcamshaft sprocket
1414: Nockenwellecamshaft
1515: Spannschienetensioning rail
1616: Kettenspannerchain tensioner
17.117.1: Pleuelstangenkopfbig end
18.118.1: erstes Pleuelteilfirst connecting rod part
19.119.1: zweites Pleuelteilsecond connecting rod part
20.120.1: untere Lagerschalelower bearing shell
21.121.1: Verstellkolbenadjusting piston
22.122.1: Kolbenbohrungpiston bore
23.123.1: Deckelcover
24.124.1: erste Druckkammerfirst pressure chamber
25.125.1: zweite Druckkammersecond pressure chamber
26.126.1: hydraulische Schaltunghydraulic circuit
27.127.1: Exzenterbuchseeccentric
28.128.1: kreisförmige Öffnung Exzenterbuchsecircular opening eccentric bushing
29.129.1: Verzahnung kleines PleuelaugeGearing small connecting rod eye
30.130.1: Verzahnung ExzenterbuchseGearing eccentric bushing
31.131.1: Zylinder-Kolben-EinheitCylinder-piston unit
32.132.1: erste exzentrische Lagerschalefirst eccentric bearing shell
33.133.1: zweite exzentrische Lagerschalesecond eccentric bearing shell
34.134.1: erste Stoßflächefirst impact surface
35.135.1: zweite Stoßflächesecond impact surface
36.136.1: Aufnahme Kurbelwellenzapfen Recording crankshaft journal
V_h V _h: Hubvolumendisplacement
V_c V _c: Kompressionsvolumencompression volume
H_C H _C: Kompressionshöhecompression height
H_K H _K: Hubwegstroke
E₁, E₂ E ₁ , E ₂: Exzentrizitäteneccentricities
E_O E _O: obere Exzentrizitätupper eccentricity
E_U E _U: untere Exzentrizitätlower eccentricity
E_max E _max: maximale Exzentrizitätmaximum eccentricity
E_min E _min: minimale Exzentrizitätminimal eccentricity
εε: Verdichtungsverhältniscompression ratio
nn: Drehzahlrotation speed
TT: Temperaturtemperature
MM: Mittelachse PleuelstangeCenter axis connecting rod
M_PA M _PA: Mittelpunkt PleuelaugeCenter connecting rod eye
M_EL M _EL: Mittelpunkt exzentrische LagerschalenCentral eccentric bearing shells

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2015/055582 A2 [0005]
DE 102005055199 A1 [0006]
DE 19835146 A1 [0006]
GB 2161580 [0006]
DE 4226361 A1 [0006]

Claims

Length-adjustable connecting rod (6.1) for an internal combustion engine with a first connecting rod part (18.1), in which a first connecting rod eye (9.1) is formed, a second connecting rod part (19.1), in which a second connecting rod eye (8.1) is formed, and at least one cylinder Piston unit (31.1) to adjust the first connecting rod part (18.1) relative to the second connecting rod part (19.1), the cylinder-piston unit (31.1) comprises a cylinder bore (22.1), one in the cylinder bore (22.1) arranged longitudinally movable Adjusting piston (21.1) and at least one in the cylinder bore (22.1) provided pressure chamber (24.1, 25.1), characterized in that in one of the connecting rod (9.1, 8.1) an eccentric insert is arranged against rotation so that a defined length of the connecting rod (6.1 ) is set.

Length adjustable connecting rod (6.1) after Claim 1 , characterized in that the eccentric insert as an in one of the connecting rods (9.1) arranged eccentric bushing (27.1) is formed.

Length adjustable connecting rod (6.1) after Claim 2 , characterized in that one of the connecting rod eyes is formed as a small connecting rod eye (9.1) for receiving a piston pin and the eccentric bushing (27.1) in the small connecting rod eye (9.1) is arranged.

Length adjustable connecting rod (6.1) after Claim 1 , characterized in that the eccentric insert in one of the connecting rods (9.1, 8.1) arranged eccentric bearing shells (32.1, 33.1).

Length adjustable connecting rod (6.1) after Claim 4 , characterized in that one of the connecting rod eyes is formed as a large connecting rod eye (8.1) for receiving a crankshaft journal and the eccentric bearing shells (32.1, 33.1) in the large connecting rod eye (8.1) are arranged.

Length adjustable connecting rod (6.1) after Claim 4 or 5 , characterized in that two eccentric bearing shells (32.1, 33.1) are provided.

Length adjustable connecting rod according to one of Claims 4 - 6 , characterized in that the two bearing shells (32.1, 33.1) have a different thickness.

Length adjustable connecting rod (6.1) after one of Claims 4 - 7 , characterized in that the abutment surfaces (34.1, 35.1) of the eccentric bearing shells (32.1, 33.1) are designed according to the poka-yoke principle.

Length adjustable connecting rod (6.1) after Claim 8 , characterized in that the abutment surfaces (34.1, 35.1) of the eccentric bearing shells (32.1, 33.1) engage in one another in a form-fitting manner.

Length adjustable connecting rod (6.1) after one of Claims 4 to 9 , characterized in that associated eccentric bearing shells (32.1, 33.1) are characterized by a color code.

Length adjustable connecting rod (6.1) after one of Claims 1 - 10 , characterized in that on the to the connecting rod eye (9.1) facing outside of the eccentric insert and in the connecting rod (9.1) intermeshing teeth (30.1, 29.1) are provided.

Length adjustable connecting rod (6.1) after Claim 11 , characterized in that the toothing (30.1, 29.1) has angular steps of about 15 °.

Length adjustable connecting rod (6.1) after one of Claims 1 - 12 , characterized in that the maximum eccentricity of the eccentric insert is about 1 mm.

Length adjustable connecting rod (6.1) after one of Claims 1 - 13 , characterized in that the eccentric insert in the connecting rod eye (8.1, 9.1) is pressed.

Length adjustable connecting rod (6.1) after one of Claims 1 - 14 , characterized in that the eccentric insert in the connecting rod (8.1, 9.1) is arranged such that the maximum and the minimum eccentricity of the eccentric insert on the central axis (M) of the connecting rod (6.1) come to rest.