DE102017122941A1 - Reciprocating internal combustion engine with a hydraulic adjusting mechanism - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem hydraulischen Verstellmechanismus. Die Hubkolbenbrennkraftmaschine (201) umfasst einen hydraulischen Verstellmechanismus (202), der einem Pleuel (203) zugeordnet ist und der zumindest einen in einem Pleuellagerauge (204) oder in einem Hublagerauge (205) eines Pleuels angeordneten Exzenter (206) zum Einstellen von mindestens einem variablen Verdichtungsverhältnis in mindestens einem Zylinder der Hubkolbenbrennkraftmaschine (201) über eine Änderung einer effektiven Länge leff des Pleuels (203) mittels des Verstellmechanismus (202) umfasst, wobei der Verstellmechanismus (202) einen ersten Hydraulikzylinder (208) mit einem ersten Kolben (209) in einer ersten Fluidkammer (210) und einen zweiten Hydraulikzylinder (211) mit einem zweiten Kolben (212) in einer zweiten Fluidkammer (213) umfasst, und die Hydraulikzylinder mit einem Fluid (214) betrieben werden und eine Einstellung von mindestens dem einen variablen Verdichtungsverhältnis mittels einer Bewegung von mindestens dem ersten Kolben (209) in dem ersten Hydraulikzylinder (208) erfolgt, wobei die erste und die zweite Fluidkammer mit einer Fluidleitung (215) des Verstellmechanismus für ein Hin- oder Herströmen des Fluids (214) zwischen der ersten und der zweiten Fluidkammer während der Bewegung des ersten Kolbens (209) im ersten Hydraulikzylinder (208) verbunden sind, und der Pleuel eine Ölsteigleitung (226) aufweist, wobei die Ölsteigleitung mit der erstem Fluidleitung verbunden ist, um Fluid aus der Ölsteigleitung dem Verstellmechanismus zuzuführen und/oder dem Verstellmechanismus zu entnehmen.The invention relates to a reciprocating internal combustion engine with a hydraulic adjusting mechanism. The reciprocating internal combustion engine (201) comprises a hydraulic adjusting mechanism (202) which is associated with a connecting rod (203) and which has at least one eccentric (206) arranged in a connecting-rod bearing eye (204) or in a crank bearing eye (205) of a connecting rod for adjusting at least one variable compression ratio in at least one cylinder of the reciprocating internal combustion engine (201) via a change in an effective length leff of the connecting rod (203) by means of the adjusting mechanism (202), wherein the adjusting mechanism (202) comprises a first hydraulic cylinder (208) with a first piston (209) in a first fluid chamber (210) and a second hydraulic cylinder (211) with a second piston (212) in a second fluid chamber (213), and the hydraulic cylinders are operated with a fluid (214) and an adjustment of at least the one variable compression ratio by means of a movement of at least the first piston (209) in the first Hydraulikzyl The first and second fluid chambers are provided with a fluid line (215) of the fluid flow adjustment mechanism (214) between the first and second fluid chambers during movement of the first piston (209) in the first Hydraulic cylinder (208) are connected, and the connecting rod an oil riser (226), wherein the oil riser is connected to the first fluid line to supply fluid from the oil riser to the adjusting mechanism and / or remove the adjustment mechanism.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem hydraulischen Verstellmechanismus. The invention relates to a reciprocating internal combustion engine with a hydraulic adjusting mechanism.

Aus der DE 10 2012 020 990 A1 ist eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einem hydraulischem Verstellmechanismus bekannt. Überschüssiges Fluid des Verstellmechanismus oder vom Verstellmechanismus benötigtes Fluid kann dem Verstellmechanismus über ein zusätzliche Reservoir zugeführt werden. From the DE 10 2012 020 990 A1 is a reciprocating internal combustion engine with a hydraulic adjusting known. Excess fluid of the adjustment mechanism or fluid required by the adjustment mechanism can be supplied to the adjustment mechanism via an additional reservoir.

Die erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine umfasst einen hydraulischen Verstellmechanismus, der einem Pleuel zugeordnet ist und der zumindest einen in einem Pleuellagerauge oder in einem Hublagerauge eines Pleuels angeordneten Exzenter zum Einstellen von mindestens einem variablen Verdichtungsverhältnis in mindestens einem Zylinder der Hubkolbenbrennkraftmaschine über eine Änderung einer effektiven Länge leff des Pleuels mittels des Verstellmechanismus umfasst, wobei der Verstellmechanismus einen ersten Hydraulikzylinder mit einem ersten Kolben in einer ersten Fluidkammer und einen zweiten Hydraulikzylinder mit einem zweiten Kolben in einer zweiten Fluidkammer umfasst, und die Hydraulikzylinder mit einem Fluid betrieben werden und eine Einstellung von mindestens dem einen variablen Verdichtungsverhältnis mittels einer Bewegung von mindestens dem ersten Kolben in dem ersten Hydraulikzylinder erfolgt, wobei die erste und die zweite Fluidkammer mit einer Fluidleitung des Verstellmechanismus für ein Hin- oder Herströmen des Fluids zwischen der ersten und der zweiten Fluidkammer während der Bewegung des ersten Kolbens im ersten Hydraulikzylinder verbunden sind, und der Pleuel eine Ölsteigleitung aufweist, wobei die Ölsteigleitung mit der erstem Fluidleitung verbunden ist, um Fluid aus der Ölsteigleitung dem Verstellmechanismus zuzuführen und/oder dem Verstellmechanismus zu entnehmen. The reciprocating internal combustion engine according to the invention comprises a hydraulic adjusting mechanism which is associated with a connecting rod and arranged at least one arranged in a connecting rod eye or in a crank eye of a connecting rod eccentric for adjusting at least one variable compression ratio in at least one cylinder of the reciprocating internal combustion engine via a change in an effective length leff of the connecting rod by means of the adjusting mechanism, wherein the adjusting mechanism comprises a first hydraulic cylinder with a first piston in a first fluid chamber and a second hydraulic cylinder with a second piston in a second fluid chamber, and the hydraulic cylinders are operated with a fluid and an adjustment of at least the one variable compression ratio by means of a movement of at least the first piston in the first hydraulic cylinder, wherein the first and the second fluid chamber with a fluid line of the verse and the connecting rod having an oil riser, wherein the oil riser is connected to the first fluid line to remove fluid from the oil riser supply to the adjusting mechanism and / or remove the adjusting mechanism.

Bei dem Fluid handelt es sich vorzugsweise um Öl. The fluid is preferably oil.

Dadurch, dass erfindungsgemäß eine Ölsteigleitung verwendet wird, muss kein zusätzliches Reservoir vorgesehen werden. Der Aufbau des Systems vereinfacht sich. By using an oil riser according to the invention, no additional reservoir needs to be provided. The structure of the system is simplified.

Besonders vorteilhaft ist die Erfindung für sogenannte „Large Bore Engines“, also Motoren, die einen relativ großen Zylinderdurchmesser haben, da bei solchen typtischerweise eine Ölsteigleitung vorgesehen ist, um das Pleuelauge mit Öl zu versorgen. Particularly advantageous is the invention for so-called "Large Bore Engines", ie engines that have a relatively large cylinder diameter, as in such typically an oil riser is provided to supply the connecting rod with oil.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt A preferred embodiment will be explained in more detail with reference to the following figures. It shows

1 einen Schnitt durch Pleuel und Verstellmechanismus einer erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine, und 1 a section through the connecting rod and adjusting mechanism of a reciprocating internal combustion engine according to the invention, and

2 ein Schema einer erfindungsgemäßen Hydraulikschaltung. 2 a diagram of a hydraulic circuit according to the invention.

1 zeigt ein Pleuel 203 und ein dem Pleuel 203 zugeordneten Verstellmechanismus 202 einer erfindungsgemäßen Hubkolbenbrennkraftmaschine mit einer Hydraulikschaltung gemäß dem in 2 gezeigten Schema. 1 shows a connecting rod 203 and a connecting rod 203 associated adjusting mechanism 202 a reciprocating internal combustion engine according to the invention with a hydraulic circuit according to the in 2 shown scheme.

Der Verstellmechanismus 202 umfasst einen in einem Pleuellagerauge 204 des Pleuels 203 angeordneten Exzenter 206. Über Drehung des Exzenters 206 und einer dadurch bewirkten eine Änderung einer effektiven Länge leff des Pleuels 203 sind verschiedene Verdichtungsverhältnisse in einem hier nicht näher dargestellten Zylinder der Hubkolbenbrennkraftmaschine einstellbar. Siehe auch DE 10 2012 020 990 A1 , die das grundlegende Konzept beschreibt. The adjustment mechanism 202 includes one in a connecting rod eye 204 of the connecting rod 203 arranged eccentric 206 , About rotation of the eccentric 206 and thereby causing a change in an effective length leff of the connecting rod 203 are different compression ratios in a cylinder, not shown here, the reciprocating internal combustion engine adjustable. See also DE 10 2012 020 990 A1 that describes the basic concept.

Der Verstellmechanismus 202 umfasst einen ersten Hydraulikzylinder 208 mit einem ersten Kolben 209 in einer ersten Fluidkammer 210 und einen zweiten Hydraulikzylinder 211 mit einem zweiten Kolben 212 in einer zweiten Fluidkammer 213. Die Hydraulikzylinder werden mit einem Fluid 214, hier Öl, betrieben. Eine Einstellung des variablen Verdichtungsverhältnisses erfolgt mittels einer Bewegung von dem ersten Kolben 209 in dem ersten Hydraulikzylinder 208 und dem zweiten Kolben 212 in dem zweiten Zylinder 211. Hierzu sind die erste und die zweite Fluidkammer mit einer Fluidleitung 215 des Verstellmechanismus für ein Hin- oder Herströmen des Fluids 214 zwischen der ersten und der zweiten Fluidkammer während der Bewegung des ersten Kolbens 209 und des zweiten Kolbens 212 verbunden. Der Pleuel 203 weist eine Ölsteigleitung 226. Die Ölsteigleitung 226 ist mit der Fluidleitung verbunden, um Fluid aus der Ölsteigleitung dem Verstellmechanismus zuzuführen und/oder dem Verstellmechanismus zu entnehmen. The adjustment mechanism 202 includes a first hydraulic cylinder 208 with a first piston 209 in a first fluid chamber 210 and a second hydraulic cylinder 211 with a second piston 212 in a second fluid chamber 213 , The hydraulic cylinders are filled with a fluid 214 , here oil, operated. An adjustment of the variable compression ratio is effected by means of a movement of the first piston 209 in the first hydraulic cylinder 208 and the second piston 212 in the second cylinder 211 , For this purpose, the first and the second fluid chamber with a fluid line 215 the adjusting mechanism for a back and forth flow of the fluid 214 between the first and second fluid chambers during movement of the first piston 209 and the second piston 212 connected. The connecting rod 203 has an oil riser 226 , The oil riser 226 is connected to the fluid line to supply fluid from the oil riser to the adjustment mechanism and / or remove the adjustment mechanism.

2 zeigt das Hydraulikschema 250 des Vestellmechanismus 202. Die erste Fluidkammer 210 ist in dem gezeigten Zustand teilweise mit einem Fluid 214 gefüllt. Wenn der erste Hydraulikzylinder 208 sich gemäß der Bewegungsrichtung 251 verkleinert und Fluid 214 verdrängt, strömt ein Fluidstrom 217 durch die Fluidleitung 215 in die zweite Fluidkammer 213 des zweiten Hydraulikzylinders 211 mit dem zweiten Kolben 212. Dadurch vergrößert sich der zweite Hydraulikzylinder 211 gemäß der Bewegungsrichtung 252, der Exzenter 206 wird bewegt und das Verdichtungsverhältnis ändert sich. Die Fluidleitung 215 ist durch ein Ventilsystem 216 unterbrochen. Das Ventilsystem hat hier beispielhaft die Funktion eines 3/2-Wegeventils. Des Weiteren begrenzt ein Rückschlagventil 220 die Richtung des Fluidstroms 217 in der Fluidleitung 215 auf eine Richtung und ein erster Widerstand 219, der beispielsweise in der Fluidleitung 215 angeordnet und beispielsweise als Drossel ausgebildet ist, begrenzt die Geschwindigkeit mit der der erste Hydraulikzylinder 208 sich verkleinert. In analoger Weise kann die Bewegungsrichtung durch Schalten des Ventilsstems 216 umgekehrt werden. Hier ist ein weiterer Widerstand 227 vorgesehen, um die Bewegung zu dämpfen. 2 shows the hydraulic scheme 250 the vestell mechanism 202 , The first fluid chamber 210 is in the state shown partially with a fluid 214 filled. When the first hydraulic cylinder 208 according to the direction of movement 251 downsized and fluid 214 displaced, flows a fluid flow 217 through the fluid line 215 in the second fluid chamber 213 of the second hydraulic cylinder 211 with the second piston 212 , As a result, the second hydraulic cylinder increases 211 according to the movement direction 252 , the eccentric 206 is moved and the compression ratio changes. The fluid line 215 is through a valve system 216 interrupted. By way of example, the valve system has the function of a 3/2-way valve. Furthermore limits a check valve 220 the direction of the fluid flow 217 in the fluid line 215 in one direction and a first resistance 219 for example, in the fluid line 215 arranged and, for example, designed as a throttle limits the speed of the first hydraulic cylinder 208 downsized. In an analogous manner, the direction of movement by switching the Ventilstems 216 be reversed. Here is another resistance 227 provided to dampen the movement.

Das Hydraulikschema 250 umfasst eine Verbindung mit der Ölsteigleitung 226. Mit diesem Hydraulikschema 250 kann ein Fluid 214 von einem ersten Hydraulikzylinder 208 entweder direkt in einen zweiten Hydraulikzylinder 211 überströmen und ein überschüssiges und/oder zusätzlich benötigtes Fluid kann über die Ölsteigleitung des Pleuels ausgeglichen werden. Ebenfalls ist es möglich, dass bei entsprechender Stellung des Ventils 216 und Strömen von Fluid vom zweiten in den ersten Hydraulikzylinder überschüssiges und/oder zusätzlich benötigtes Fluid über die Ölsteigleitung des Pleuels auszugleichen. The hydraulic scheme 250 includes a connection to the oil riser 226 , With this hydraulic scheme 250 can be a fluid 214 from a first hydraulic cylinder 208 either directly into a second hydraulic cylinder 211 overflow and an excess and / or additionally required fluid can be compensated via the oil riser of the connecting rod. It is also possible that with appropriate position of the valve 216 and to equalize the flow of fluid from the second fluid into the first hydraulic cylinder and / or additionally required fluid via the oil riser of the connecting rod.

Alternativ kann der Exzenter auch in einem Hublagerauge 205 des Pleuels angeordnet sein. Alternatively, the eccentric in a Hublagerauge 205 be arranged of the connecting rod.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012020990 A1 [0002, 0011] DE 102012020990 A1 [0002, 0011]

Claims (3)

Hubkolbenbrennkraftmaschine (201) mit einem hydraulischem Verstellmechanismus (202), der einem Pleuel (203) zugeordnet ist und der zumindest einen in einem Pleuellagerauge (204) oder in einem Hublagerauge (205) eines Pleuels angeordneten Exzenter (206) zum Einstellen von mindestens einem variablen Verdichtungsverhältnis in mindestens einem Zylinder der Hubkolbenbrennkraftmaschine (201) über eine Änderung einer effektiven Länge leff des Pleuels (203) mittels des Verstellmechanismus (202) umfasst, wobei der Verstellmechanismus (202) einen ersten Hydraulikzylinder (208) mit einem ersten Kolben (209) in einer ersten Fluidkammer (210) und einen zweiten Hydraulikzylinder (211) mit einem zweiten Kolben (212) in einer zweiten Fluidkammer (213) umfasst, und die Hydraulikzylinder mit einem Fluid (214) betrieben werden und eine Einstellung von mindestens dem einen variablen Verdichtungsverhältnis mittels einer Bewegung von mindestens dem ersten Kolben (209) in dem ersten Hydraulikzylinder (208) erfolgt, wobei die erste und die zweite Fluidkammer mit einer Fluidleitung (215) des Verstellmechanismus für ein Hin- oder Herströmen des Fluids (214) zwischen der ersten und der zweiten Fluidkammer während der Bewegung des ersten Kolbens (209) im ersten Hydraulikzylinder (208) verbunden sind, und der Pleuel eine Ölsteigleitung (226) aufweist, wobei die Ölsteigleitung mit der erstem Fluidleitung verbunden ist, um Fluid aus der Ölsteigleitung dem Verstellmechanismus zuzuführen und/oder dem Verstellmechanismus zu entnehmen. Reciprocating internal combustion engine ( 201 ) with a hydraulic adjustment mechanism ( 202 ), which is a connecting rod ( 203 ) and the at least one in a connecting rod eye ( 204 ) or in a crank eye ( 205 ) of a connecting rod arranged eccentric ( 206 ) for adjusting at least one variable compression ratio in at least one cylinder of the reciprocating internal combustion engine ( 201 ) on a change in an effective length leff of the connecting rod ( 203 ) by means of the adjusting mechanism ( 202 ), wherein the adjusting mechanism ( 202 ) a first hydraulic cylinder ( 208 ) with a first piston ( 209 ) in a first fluid chamber ( 210 ) and a second hydraulic cylinder ( 211 ) with a second piston ( 212 ) in a second fluid chamber ( 213 ), and the hydraulic cylinders with a fluid ( 214 ) and an adjustment of at least the one variable compression ratio by means of a movement of at least the first piston ( 209 ) in the first hydraulic cylinder ( 208 ), wherein the first and the second fluid chamber with a fluid line ( 215 ) of the adjusting mechanism for a back and forth flow of the fluid ( 214 ) between the first and second fluid chambers during movement of the first piston ( 209 ) in the first hydraulic cylinder ( 208 ), and the connecting rod an oil riser ( 226 ), wherein the Ölsteigleitung is connected to the first fluid line to supply fluid from the Ölsteigleitung the adjustment mechanism and / or remove the adjustment mechanism. Hubkolbenbrennkraftmaschine (201) nach Anspruch 1, wobei der Verstellmechanismus ein 3/2-Wegeventil (216) aufweist. Reciprocating internal combustion engine ( 201 ) according to claim 1, wherein the adjusting mechanism is a 3/2-way valve ( 216 ) having. Hubkolbenbrennkraftmaschine (201) nach einem dervorhergehenden Ansprüche, wobei der Verstellmechanismus mindestens eine Drossel (219) und mindestens zwei Rückschlagventile (220) aufweist. Reciprocating internal combustion engine ( 201 ) according to any one of the preceding claims, wherein the adjusting mechanism comprises at least one throttle ( 219 ) and at least two check valves ( 220 ) having.
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