DE102017217474A1 - Length adjustable connecting rod for a reciprocating engine, reciprocating engine and vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein längenverstellbares Pleuel für eine Hubkolbenmaschine, eine Hubkolbenmaschine mit einem solchen Pleuel und ein Fahrzeug mit einer solchen Hubkolbenmaschine, wobei das Pleuel eine hydraulische Längenverstellvorrichtung (20) zum Verstellen einer wirksamen Pleuellänge (L) des Pleuels und eine Hydraulikmediumzuleitung (30) zur Hydraulikzufuhr von Hydraulikmedium zur Längenverstellvorrichtung (20) aufweist, wobei die Längenverstellvorrichtung (20) wenigstens einen ersten Hydraulikzylinder (21), wenigstens einen Kolben (22) sowie einen ersten hydraulischen Arbeitsraum (23) und einen zweiten hydraulischen Arbeitsraum (24) aufweist, und wobei das Pleuel wenigstens einen zweiten Hydraulikzylinder (80) mit einem Massekraftkolben (81) aufweist zur Erzeugung eines zusätzlichen Hydraulikdruckanteils im ersten Hydraulikzylinder (21) der Längenverstellvorrichtung (20), wobei der Massekraftkolben (81) durch eine auftretende Massenkraft im zweiten Hydraulikzylinder (80) verlagerbar ist.The present invention relates to a length-adjustable connecting rod for a reciprocating piston engine, a reciprocating piston engine with such a connecting rod and a vehicle with such a reciprocating piston engine, wherein the connecting rod is a hydraulic Längenverstellvorrichtung (20) for adjusting an effective connecting rod length (L) of the connecting rod and a hydraulic medium supply line (30). for hydraulic supply of hydraulic medium to the length adjustment device (20), wherein the length adjusting device (20) at least a first hydraulic cylinder (21), at least one piston (22) and a first hydraulic working space (23) and a second hydraulic working space (24), and wherein the connecting rod has at least one second hydraulic cylinder (80) with a mass piston (81) for generating an additional hydraulic pressure portion in the first hydraulic cylinder (21) of the length adjustment device (20), wherein the mass force piston (81) by an inertia force occurring in the second Hydrauli Cylinder (80) is displaceable.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein längenverstellbares Pleuel für eine Hubkolbenmaschine, insbesondere für eine Hubkolbenbrennkraftmaschine, wobei das Pleuel eine hydraulische Längenverstellvorrichtung zum Verstellen einer wirksamen Pleuellänge des Pleuels und eine Hydraulikmediumzuleitung zur Hydraulikzufuhr von Hydraulikmedium zur Längenverstellvorrichtung aufweist, wobei die Längenverstellvorrichtung wenigstens einen ersten Hydraulikzylinder, wenigstens einen Kolben sowie einen ersten hydraulischen Arbeitsraum und einen zweiten hydraulischen Arbeitsraum aufweist.The present invention relates to a length-adjustable connecting rod for a reciprocating engine, in particular for a reciprocating internal combustion engine, wherein the connecting rod has a hydraulic Längenverstellvorrichtung for adjusting an effective connecting rod length of the connecting rod and a Hydraulikmediumzuleitung for hydraulic supply of hydraulic medium to Längenverstellvorrichtung, the Längenverstellvorrichtung at least one first hydraulic cylinder, at least one Piston and a first hydraulic working space and a second hydraulic working space has.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Hubkolbenmaschine, insbesondere eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit wenigstens einem längenverstellbaren Pleuel sowie ein Fahrzeug mit einer Hubkolbenmaschine, insbesondere mit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine.Furthermore, the present invention relates to a reciprocating engine, in particular a reciprocating internal combustion engine with at least one length-adjustable connecting rod and a vehicle with a reciprocating piston engine, in particular with a reciprocating internal combustion engine.
Als Pleuel wird im Sinne der Erfindung das stangenartige Verbindungselement bezeichnet, welches bei einer Hubkolbenmaschine die Kurbelwelle der Hubkolbenmaschine mit einem Hubkolben verbindet. Das Pleuel dient dabei dazu, eine lineare Bewegung des Hubkolbens, insbesondere eine linear-oszillierende Axialbewegung des Hubkolbens, bei dem es sich in der Regel um einen Kraft- oder Arbeitskolben handelt, in eine kreisförmige Bewegung der Kurbelwelle umzuwandeln, oder umgekehrt eine kreisförmige Bewegung der Kurbelwelle in eine lineare Bewegung des Hubkolbens umzusetzen.As a connecting rod in the context of the invention, the rod-like connecting element is referred to, which connects the crankshaft of the reciprocating piston engine with a reciprocating piston in a reciprocating engine. The connecting rod serves to convert a linear movement of the reciprocating piston, in particular a linear oscillating axial movement of the reciprocating piston, which is usually a power or working piston, in a circular movement of the crankshaft, or conversely, a circular movement To convert the crankshaft into a linear movement of the reciprocating piston.
Als Kurbelwelle im Sinne der Erfindung wird eine Welle verstanden, welche dazu ausgebildet ist, in einer Hubkolbenmaschine die linear-oszillierende Bewegung, insbesondere die translatorische Bewegung, eines oder mehrerer Hubkolben mithilfe von Pleueln in eine Drehbewegung umzusetzen oder umgekehrt, die Drehbewegung der Kurbelwelle in eine translatorische Bewegung umzuwandeln.As a crankshaft in the context of the invention, a shaft is understood which is adapted to implement in a reciprocating the linear oscillating movement, in particular the translational movement of one or more reciprocating piston by means of connecting rods in a rotary motion or vice versa, the rotational movement of the crankshaft in a to translate translational motion.
Zur Verbindung mit dem Hubkolben und der Kurbelwelle weist das Pleuel in der Regel an seinen beiden Enden jeweils ein Pleuellager auf, üblicherweise in Form eines Pleuelauges, wobei das Pleuel in der Regel ein kleineres Pleuelauge am kolbenseitigen Ende und ein größeres Pleuelauge am kurbelwellenseitigen Ende aufweist, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand eines Pleuels in einer Hubkolbenmaschine. Mithilfe eines Kolbenbolzens, der im kleinen Pleuelauge gelagert ist, kann dann am kolbenseitigen Ende des Pleuels ein Hubkolben angebunden werden. Über das größere Pleuelauge kann das Pleuel an der Kurbelwelle angebunden werden, wobei im größeren Pleuelauge üblicherweise ein als Gleitlager ausgebildetes Pleuellager angeordnet ist, welches mit Hydraulikmedium geschmiert wird, insbesondere mit dem Motoröl einer Hubkolbenmaschine. For connection to the reciprocating piston and the crankshaft, the connecting rod usually has at its two ends in each case a connecting rod bearing, usually in the form of a connecting rod, the connecting rod usually having a smaller connecting rod eye on the piston end and a larger connecting rod eye on the crankshaft end, based on a functional installation state of a connecting rod in a reciprocating engine. By means of a piston pin, which is mounted in the small connecting rod eye, then a piston can be connected to the piston end of the connecting rod. About the larger connecting rod eye, the connecting rod can be connected to the crankshaft, wherein in the larger connecting rod usually designed as a plain bearing connecting rod bearing is arranged, which is lubricated with hydraulic fluid, in particular with the engine oil of a reciprocating engine.
Das Pleuel ist dabei in der Regel jeweils um eine Drehachse drehbar um die Kurbelwelle und den Kolbenbolzen gelagert, wobei der Abstand zwischen den beiden Drehachsen eine wirksame bzw. effektive Pleuellänge definiert. Durch eine Änderung der wirksamen Pleuellänge, insbesondere durch ein Verstellen der wirksamen Pleuellänge, kann in einer Hubkolbenmaschine das Verdichtungsverhältnis verändert werden, da die Änderung der wirksamen Pleuellänge eine Verschiebung des oberen Totpunkts der Kolbenbewegung bewirkt. The connecting rod is usually mounted in each case rotatable about an axis of rotation about the crankshaft and the piston pin, wherein the distance between the two axes of rotation defines an effective or effective connecting rod length. By changing the effective connecting rod length, in particular by adjusting the effective connecting rod length, the compression ratio can be changed in a reciprocating engine, since the change of the effective connecting rod length causes a shift of the top dead center of the piston movement.
Längenverstellbare Pleuel werden insbesondere bei Hubkolbenmaschinen mit variablem Verdichtungsverhältnis zum Einstellen des Verdichtungsverhältnisses eingesetzt. Das Ändern des Verdichtungsverhältnisses durch Verändern der wirksamen Pleuellänge ist aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus der
Das in der
Aus der
Bei derartigen Pleuelstangen mit hydraulisch unterstützten Längenverstellmechanismen entstehen während des Betriebs in einer Hubkolbenmaschine, insbesondere in einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, während eines Arbeitshubs hohe, hydraulische Arbeitsdrücke in den hydraulischen Arbeitsräumen der Längenverstellvorrichtung, welche hohe Anforderungen an die Abdichtung der hydraulischen Arbeitsräume der Längenverstellvorrichtung stellen. Bereits kleine Leckagen, d.h. bereits ein Austritt kleiner Mengen an Hydraulikmedium, können zu einem Druckabbau im jeweiligen Arbeitsraum der hydraulischen Längenverstellvorrichtung und damit zu einem Einfedern oder sogar einer unerwünschten Längenverstellung des Pleuels führen. Diese Problematik kann sich insbesondere bei hohen Drehzahlen erhöhen.In such connecting rods with hydraulically assisted Längenverstellmechanismen arise during operation in a reciprocating engine, especially in a reciprocating internal combustion engine, during a power stroke high hydraulic working pressures in the hydraulic working spaces of Längenverstellvorrichtung, which make high demands on the sealing of the hydraulic working spaces of Längenverstellvorrichtung. Even small leaks, i. even a leakage of small amounts of hydraulic medium, can lead to a pressure reduction in the respective working space of the hydraulic length adjustment and thus to a compression or even an undesirable length adjustment of the connecting rod. This problem can increase, especially at high speeds.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein alternatives, längenverstellbares Pleuel für eine Hubkolbenmaschine bereitzustellen, insbesondere ein verbessertes längenverstellbares Pleuel. Vorzugsweise soll durch dieses ein präzises Halten einer eingestellten, wirksamen Pleuellänge ermöglicht und insbesondere eine unerwünschte Längenverstellung vermieden werden. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine alternative Hubkolbenmaschine bereitzustellen, insbesondere eine verbesserte Hubkolbenmaschine, sowie ein alternatives Fahrzeug, insbesondere ein verbessertes Fahrzeug, mit einer Hubkolbenmaschine.Against this background, it is an object of the invention to provide an alternative, length-adjustable connecting rod for a reciprocating engine, in particular an improved length-adjustable connecting rod. Preferably, this should enable a precise holding of a set, effective connecting rod length and, in particular, an undesired length adjustment be avoided. Moreover, it is an object of the invention to provide an alternative reciprocating engine, in particular an improved reciprocating engine, and an alternative vehicle, in particular an improved vehicle, with a reciprocating engine.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Lehren der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird zum Inhalt der Beschreibung gemacht. These objects are achieved by the teachings of the independent claims. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims and are explained in more detail below. The wording of the claims becomes part of the description.
Ein erfindungsgemäßes, längenverstellbares Pleuel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Pleuel wenigstens einen zweiten Hydraulikzylinder mit einem Massekraftkolben aufweist zur Erzeugung eines zusätzlichen Hydraulikdruckanteils im ersten Hydraulikzylinder der Längenverstellvorrichtung, wobei der Massekraftkolben durch eine auftretende Massenkraft im zweiten Hydraulikzylinder verlagerbar ist.An inventive length-adjustable connecting rod is characterized in that the connecting rod has at least one second hydraulic cylinder with a mass piston for generating an additional hydraulic pressure in the first hydraulic cylinder of the length adjustment, wherein the mass piston force is displaced by an occurring inertial force in the second hydraulic cylinder.
Als Massekraftkolben im Sinne der Erfindung wird dabei ein Kolben bezeichnet, der durch auftretende Massekräfte im zugehörigen Hydraulikzylinder bewegbar bzw. verlagerbar ist, wobei die Massekräfte in Folge der Trägheit des Massekraftkolbens entstehen, wenn der Massekraftkolben beschleunigt wird, beispielsweise durch während eines Arbeitshubs des Pleuels auf den Massekraftkolben wirkende Beschleunigungen, insbesondere durch auftretende Fliehkräfte. Der zweite Hydraulikzylinder mit dem Massekraftkolben wirkt somit wie eine Art „Fliehkraftpumpe“, auch wenn es sich nicht um eine Pumpe im eigentlichen Sinne handelt.As a mass piston in the context of the invention, a piston is referred to, which is movable or displaceable by occurring inertia forces in the associated hydraulic cylinder, the mass forces arise as a result of inertia of the mass piston when the mass piston is accelerated, for example, during a working stroke of the connecting rod the mass piston acting accelerations, in particular by centrifugal forces. The second hydraulic cylinder with the mass piston thus acts as a kind of "centrifugal pump", even if it is not a pump in the true sense.
Unter einem „zusätzlichen Hydraulikdruckanteil“ im Sinne der Erfindung wird ein Hydraulikdruckanteil verstanden, welcher einem grundsätzlich zur Längenverstellung des Pleuels vorhandenen und/oder erforderlichen (ersten) Hydraulikdruckanteil überlagerbar ist, wobei sich der (erste) zur Längenverstellung erforderliche Hydraulikdruckanteil insbesondere in Abhängigkeit von einem anliegenden Motoröldruck in der Hubkolbenbrennkraftmaschine einstellt, insbesondere in Abhängigkeit von im Ölversorgungssystem der Hubkolbenbrennkraftmaschine anliegenden Motoröldruck. Der zusätzliche Hydraulikdruckanteil wird hingegen insbesondere in Abhängigkeit von im zweiten Hydraulikzylinder auftretenden Massekräften erzeugt und hängt unter anderem insbesondere von den auf den Massekraftkolben wirkenden Beschleunigungen ab.An "additional hydraulic pressure component" in the sense of the invention is understood to mean a hydraulic pressure component which can be superimposed on a (first) hydraulic pressure component which is basically available for length adjustment of the connecting rod, wherein the (first) hydraulic pressure component required for length adjustment is dependent, in particular, on an adjacent one Adjusting engine oil pressure in the reciprocating internal combustion engine, in particular in dependence on in the oil supply system of the reciprocating internal combustion engine engine oil pressure. On the other hand, the additional hydraulic pressure component is generated in particular as a function of mass forces occurring in the second hydraulic cylinder and depends inter alia, in particular, on the accelerations acting on the mass force piston.
Mittels des zweiten Hydraulikzylinders kann auf einfache Art und Weise, nämlich unter Ausnutzung auftretender Massenkräfte, ein zusätzlicher Hydraulikdruckanteil erzeugt werden, insbesondere in Form von Druckimpulsen. Bei einer entsprechend geeigneten Auslegung des zweiten Hydraulikzylinders, insbesondere bei einer entsprechend geeigneten Dimensionierung des zweiten Hydraulikzylinders mit dem darin angeordneten Massekraftkolben, und einer entsprechend geeigneten, fluidkommunizierenden Verbindung des zweiten Hydraulikzylinders mit dem ersten Hydraulikzylinder können durch kleine Leckagen entstehende Druckverluste im ersten Hydraulikzylinder der Längenverstellvorrichtung zumindest teilweise, in einigen Fällen sogar vollständig, ausgeglichen werden, und eine unerwünschte Änderung der wirksamen Pleuellänge vermieden werden. Insbesondere kann auf diese Weise sehr wirkungsvoll ein „Pumpen“ bzw. „Federn“ der Längenverstellvorrichtung vermieden werden.By means of the second hydraulic cylinder can be generated in a simple manner, namely taking advantage of inertial forces, an additional hydraulic pressure component, in particular in the form of pressure pulses. In a suitably suitable design of the second hydraulic cylinder, in particular in a correspondingly suitable dimensioning of the second hydraulic cylinder with the mass piston arranged therein, and a correspondingly suitable, fluidkommunizierenden connection of the second hydraulic cylinder with the first hydraulic cylinder resulting from small leaks pressure losses in the first hydraulic cylinder of the length adjustment at least partially, in some cases even completely, and avoiding an undesirable change in the effective length of the connecting rod. In particular, can be very effectively avoided in this way a "pumping" or "springs" of the length adjustment.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung, insbesondere eines erfindungsgemäßen Pleuels ist, dass durch das Ausnutzen der während eines Arbeitshubs auftretenden, großen Beschleunigungen kein zusätzlicher Energiebedarf zum Erzeugen des zum Druckausgleich erforderlichen, zusätzlichen Hydraulikdruckanteils erforderlich ist, wie dies beispielsweise eine (zusätzliche) Pumpe erfordern würde. A further advantage of the solution according to the invention, in particular of a connecting rod according to the invention, is that by exploiting the large accelerations occurring during a working stroke, no additional energy requirement is required for generating the additional hydraulic pressure component required for pressure equalization. as would require, for example, an (additional) pump.
Die Längenverstellvorrichtung eines erfindungsgemäßen Pleuels kann grundsätzlich auf verschiedenste Arten und Weisen ausgebildet sein, beispielsweise wie in der
Bevorzugt weist ein erfindungsgemäßes Pleuel einen ersten Pleuelschaftabschnitt und einen zweiten Pleuelschaftabschnitt auf, wobei vorzugsweise die beiden Pleuelschaftabschnitte zum Verstellen einer wirksamen Pleuellänge relativ zueinander verschiebbar sind, insbesondere entlang einer Längsachse des Pleuels.Preferably, a connecting rod according to the invention has a first connecting rod shaft section and a second connecting rod shaft section, wherein preferably the two connecting rod shaft sections are displaceable relative to each other for adjusting an effective connecting rod length, in particular along a longitudinal axis of the connecting rod.
Besonders bevorzugt sind die beiden Pleuelschaftabschnitte zum Verstellen einer wirksamen Pleuellänge teleskopartig ineinander verschiebbar, vorzugsweise entlang der Längsachse des Pleuels, wobei insbesondere einer der beiden Pleuelschaftabschnitte den (ersten) Hydraulikzylinder der Längenverstellvorrichtung bildet und an dem anderen Pleuelschaftabschnitt der Kolben der Längenverstellvorrichtung befestigt ist.Particularly preferably, the two connecting rod shaft sections are telescopically displaceable for adjusting an effective connecting rod length, preferably along the longitudinal axis of the connecting rod, wherein in particular one of the two connecting rod shaft sections forms the (first) hydraulic cylinder of the length adjustment device and is fastened to the other connecting rod shaft section of the piston of the length adjustment device.
Weist ein erfindungsgemäßes Pleuel eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Längenverstellvorrichtung auf, ist die Steuerungseinrichtung bevorzugt in der der Weise ausgebildet, dass in einem ersten Schaltzustand der Steuerungseinrichtung ein Hydraulikmediumrücklauf aus dem ersten hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung gesperrt ist und der zweite Arbeitsraum drainiert ist und in einem zweiten Schaltzustand der Steuerungseinrichtung der erste Arbeitsraum drainiert ist und ein Hydraulikmediumrücklauf aus dem ersten Arbeitsraum gesperrt ist.If a connecting rod according to the invention has a control device for controlling the length adjustment device, the control device is preferably designed such that in a first switching state of the control device a hydraulic medium return from the first hydraulic working space of the length adjustment device is blocked and the second working space is drained and in a second Switching state of the control device, the first working space is drained and a hydraulic fluid return is blocked from the first working space.
Die erforderliche Hydraulikversorgung erfolgt vorzugsweise über die Hydraulikmediumzuleitung, wobei der Hydraulikmediumzuleitung vorzugsweise Hydraulikmedium über das kurbelwellenseitige Pleuellager zugeführt wird.The required hydraulic supply is preferably via the hydraulic medium supply line, wherein the hydraulic medium supply line preferably hydraulic medium via the crankshaft-side connecting rod bearing is supplied.
Der erste Hydraulikzylinder der Längenverstellvorrichtung muss dabei kein Zylinder im mathematischen Sinne sein, sondern ein Hydraulikzylinder im Sinne der Erfindung kann auch einen von einer kreisrunden Form abweichenden Querschnitt über seine axiale Länge aufweisen. Wichtig ist lediglich, dass der erste Hydraulikzylinder und der Kolben der Längenverstellvorrichtung derart ausgebildet sind, insbesondere derart korrespondierend, dass die für die Längenverstellung erforderliche Funktionalität erreicht wird.The first hydraulic cylinder of the length adjustment device does not have to be a cylinder in the mathematical sense, but a hydraulic cylinder in the sense of the invention may also have a cross-section deviating from a circular shape over its axial length. It is only important that the first hydraulic cylinder and the piston of the length adjustment device are designed in such a way, in particular in such a way that the required for the length adjustment functionality is achieved.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pleuels ist der Massekraftkolben in axialer Richtung beweglich im zweiten Hydraulikzylinder angeordnet, wobei der Massekraftkolben den zweiten Hydraulikzylinder vorzugsweise in wenigstens einen ersten hydraulischen Arbeitsraum und einen zweiten hydraulischen Arbeitsraum teilt. In an advantageous embodiment of a connecting rod according to the invention, the massing piston is arranged to be movable in the axial direction in the second hydraulic cylinder, the massing piston preferably dividing the second hydraulic cylinder into at least one first hydraulic working space and a second hydraulic working space.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pleuels ist der zweite Hydraulikzylinder derart im Pleuel angeordnet, dass seine Längsachse parallel zur Längsachse des Pleuels verläuft, wobei der zweite Hydraulikzylinder vorzugsweise in einer Längsmittelebene des Pleuels angeordnet ist, insbesondere in einer senkrecht zur Kurbelwellenachse orientierten Längsmittelebene. Der zweite Hydraulikzylinder kann aber auch in einer parallel zur Kurbelwellenachse orientierten Längsmittelebene angeordnet sein. Mittels einer derartigen Anordnung des zweiten Hydraulikzylinders im Pleuel können besonders hohe Massenkräfte und infolgedessen ein besonders hoher, zusätzlicher Hydraulikdruckanteil erzeugt werden, da vor allem im Aufwärts- und im Abwärtshub des Pleuels die auftretenden Beschleunigungen besonders groß sind, so dass insbesondere während des Aufwärts- und im Abwärtshub hohe Fliehkräfte auf den Massekraftkolben wirken. In a further advantageous embodiment of a connecting rod according to the invention the second hydraulic cylinder is arranged in the connecting rod, that its longitudinal axis is parallel to the longitudinal axis of the connecting rod, wherein the second hydraulic cylinder is preferably arranged in a longitudinal center plane of the connecting rod, in particular in a direction perpendicular to the crankshaft axis longitudinal center plane. However, the second hydraulic cylinder can also be arranged in a longitudinal center plane oriented parallel to the crankshaft axis. By means of such an arrangement of the second hydraulic cylinder in the connecting rod particularly high mass forces and consequently a particularly high, additional hydraulic pressure component can be generated, since especially in the upstroke and downstroke of the connecting rod, the accelerations occurring are particularly large, so that in particular during the up and high centrifugal forces act on the mass piston in the downstroke.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pleuels ist der zweite Hydraulikzylinder ein zweiseitig wirkender bzw. doppeltwirkender Hydraulikzylinder, wobei der Massekraftkolben vorzugsweise durch einen Massebolzen gebildet ist und insbesondere zwei gleich große Wirkflächen aufweist. In a further advantageous embodiment of a connecting rod according to the invention, the second hydraulic cylinder is a double-acting or double-acting hydraulic cylinder, wherein the grounding force piston is preferably formed by a ground bolt and in particular has two equal effective areas.
Der Massekraftkolben ist dabei vorzugsweise als zylindrischer Bolzen ausgebildet. Der Massekraftkolben kann aber auch eckig oder einen anderweitig geometrisch ausgestalteten Querschnitt aufweisen, wobei der zweite Hydraulikzylinder und der Massekraftkolben insbesondere lediglich zum Erfüllen der erfindungsgemäßen Funktion, nämlich der Erzeugung eines zusätzlichen Hydraulikdruckanteils mittels äußerer Kräfte, insbesondere mittels der durch die während eines Arbeitshubs auftretenden Fliehkräfte, ausgebildet sein müssen und der zweite Hydraulikzylinder vorzugsweise eine zum Massekraftkolben korrespondierend ausgebildete Geometrie aufweist.The mass piston is preferably designed as a cylindrical bolt. The mass piston, however, may also have an angular or otherwise geometrically configured cross-section, the second hydraulic cylinder and the mass piston especially only for fulfilling the function according to the invention, namely the generation of an additional hydraulic pressure component by means of external forces, in particular by means of the centrifugal forces occurring during a power stroke, must be formed and the second hydraulic cylinder preferably has a corresponding to the mass force piston geometry formed.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Wirkfläche des Massekraftkolbens vorzugsweise eine Fläche aufweist, die einer Kreisfläche mit einem Durchmesser von 1 mm bis 10 mm entspricht, vorzugsweise einer Kreisfläche mit einem Durchmesser von 1,5 mm bis 5 mm, insbesondere mit einem Durchmesser von 2 mm bis 3 mm. Der Massekraftkolben kann dabei über seine gesamte Länge in axialer Richtung einen konstanten Querschnitt aufweisen, aber auch einen über seine Länge veränderlichen Querschnitt.It has proven to be advantageous if an effective surface of the mass piston preferably has a surface which is a circular area with a Diameter of 1 mm to 10 mm, preferably a circular area with a diameter of 1.5 mm to 5 mm, in particular with a diameter of 2 mm to 3 mm. The mass piston can have over its entire length in the axial direction a constant cross section, but also a variable over its length cross-section.
Vorzugsweise weist der Massekraftkolben eine Länge von etwa 5 mm bis etwa 50 mm auf, insbesondere von etwa 5 mm bis etwa 40 mm, weiter bevorzugt von etwa 10 mm bis etwa 30 mm und besonders bevorzugt etwa von 15 mm bis 20 mm. Preferably, the massing piston has a length of about 5 mm to about 50 mm, in particular from about 5 mm to about 40 mm, more preferably from about 10 mm to about 30 mm and particularly preferably from about 15 mm to 20 mm.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pleuels ist der zweite Hydraulikzylinder fluidkommunizierend mit der Hydraulikmediumzuleitung verbunden oder verbindbar, vorzugsweise über ein Rückschlagventil. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der zweite Hydraulikzylinder immer ausreichend mit Hydraulikmedium versorgt werden kann, insbesondere immer ausreichend mit Hydraulikmedium befüllt ist und somit zuverlässig ein zusätzlicher Hydraulikdruckanteil erzeugt werden kann. Mithilfe des Rückschlagventils zwischen dem zweiten Hydraulikzylinder und der Hydraulikmediumzuleitung kann ein Rückfluss von Hydraulikmedium aus dem zweiten Hydraulikzylinder vermieden werden, so dass auch ein entsprechender, zusätzlicher Hydraulikdruckanteil aufgebaut werden kann.In a further advantageous embodiment of a connecting rod according to the invention, the second hydraulic cylinder is fluid-communicating with the hydraulic medium supply line connected or connectable, preferably via a check valve. This can ensure that the second hydraulic cylinder can always be adequately supplied with hydraulic medium, in particular always sufficiently filled with hydraulic medium and thus reliably an additional hydraulic pressure component can be generated. By means of the check valve between the second hydraulic cylinder and the hydraulic medium supply line, a return flow of hydraulic medium from the second hydraulic cylinder can be avoided so that a corresponding, additional hydraulic pressure component can be built up.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pleuels ist der zweite Hydraulikzylinder fluidkommunizierend mit dem ersten hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung und/oder dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung verbunden oder verbindbar. Je nachdem mit welchem hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung der zweite Hydraulikzylinder fluidkommunizierend verbunden oder verbindbar ist, kann der mittels des zweiten Hydraulikzylinders erzeugte zusätzliche Hydraulikdruckanteil an den ersten hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung oder an den zweiten hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung übertragen werden und jeweils ein zusätzlicher Hydraulikdruckanteil in den jeweiligen hydraulischen Arbeitsraum eingebracht werden. Dadurch können geringe Druckverluste, beispielweise durch Leckagen entstehende Druckverluste, zumindest teilweise, in einigen Fällen sogar vollständig, ausgeglichen werden und eine infolgedessen auftretende, unerwünschte Längenverstellung des Pleuels vermieden bzw. reduziert werden.In a further advantageous embodiment of a connecting rod according to the invention the second hydraulic cylinder is fluid communicating with the first hydraulic working space of the length adjustment and / or the second hydraulic working space of the length adjustment connected or connectable. Depending on which hydraulic working space of the length adjusting device the second hydraulic cylinder is connected or connectable in a fluid-communicating manner, the additional hydraulic pressure component generated by means of the second hydraulic cylinder can be transmitted to the first hydraulic working space of the length adjustment device or to the second hydraulic working space of the length adjustment device and in each case an additional hydraulic pressure component into the hydraulic system respective hydraulic working space can be introduced. As a result, small pressure losses, for example, pressure losses resulting from leaks, at least partially, in some cases even completely, be compensated and avoided as a result undesirable length adjustment of the connecting rod or reduced.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pleuels ist der erste hydraulische Arbeitsraum des zweiten Hydraulikzylinders jeweils mit einem hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung und der Hydraulikmediumzuleitung fluidkommunizierend verbunden oder verbindbar, insbesondere jeweils über ein Rückschlagventil, wobei vorzugsweise der zweite, d.h. der andere, hydraulische Arbeitsraum des zweiten Hydraulikzylinders mit einer Drainage fluidkommunizierend verbunden oder verbindbar ist, insbesondere über ein Drosselventil. Das heißt mit anderen Worten, dass der erste hydraulische Arbeitsraum des zweiten Hydraulikzylinders vorzugsweise jeweils gleichzeitig sowohl mit einem hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung als auch mit der Hydraulikmediumzuleitung fluidkommunizierend verbunden oder verbindbar ist, insbesondere jeweils über ein Rückschlagventil, und das der zweite, andere hydraulische Arbeitsraum des zweiten Hydraulikzylinders drainiert ist, insbesondere über ein Drosselventil. Das Drainieren des zweiten bzw. anderen hydraulischen Arbeitsraums des zweiten Hydraulikzylinders ist erforderlich, um ein Befüllen des ersten hydraulischen Arbeitsraums des zweiten Hydraulikzylinders durch Ansaugen von Hydraulikmedium mit Hydraulikmedium zu ermöglichen, was Voraussetzung für einen zur Erzeugung des zusätzlichen Hydraulikdruckanteils erforderlichen Druckaufbau ist.In a further advantageous embodiment of a connecting rod according to the invention, the first hydraulic working space of the second hydraulic cylinder is in each case fluid-communicatingly connected or connectable to a hydraulic working space of the length adjustment device and the hydraulic medium supply line, in particular via a non-return valve, wherein preferably the second, i. the other, hydraulic working space of the second hydraulic cylinder is connected in fluid communication with a drain or can be connected, in particular via a throttle valve. In other words, that means that the first hydraulic working space of the second hydraulic cylinder is preferably simultaneously connected or connectable in fluid communication with both a hydraulic working chamber of the length adjusting device and with the hydraulic medium supply line, in particular via a check valve, and the second, other hydraulic working space of the second hydraulic cylinder drained second hydraulic cylinder, in particular via a throttle valve. The drainage of the second or other hydraulic working space of the second hydraulic cylinder is required to allow filling of the first hydraulic working space of the second hydraulic cylinder by suction of hydraulic medium with hydraulic medium, which is a prerequisite for a pressure required to generate the additional hydraulic pressure portion.
Unter einer Drainage wird im Sinne der Erfindung ein Hydraulikmediumablauf verstanden, mittels welchem Hydraulikmedium aus einem hydraulischen Arbeitsraum zum Druckabbau abgeführt werden kann. Under a drainage is understood in the context of the invention, a hydraulic fluid flow, by means of which hydraulic medium can be removed from a hydraulic working space for pressure reduction.
Bei einem erfindungsgemäßen Pleuel ist vorzugsweise wenigstens eine Drainage dazu ausgebildet, Hydraulikmedium in einen Kurbelraum einer Hubkolbenmaschine, insbesondere in den Kurbelraum einer Hubkolbenbrennkraftmaschine, abzuführen, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Pleuels in einer Hubkolbenmaschine.In a connecting rod according to the invention preferably at least one drainage is designed to dissipate hydraulic medium in a crank chamber of a reciprocating engine, in particular in the crankcase of a reciprocating internal combustion engine, based on a functional installation state of the connecting rod in a reciprocating engine.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pleuels ist der einem kolbenseitigen Ende des Pleuels zugewandte hydraulische Arbeitsraum des zweiten Hydraulikzylinders jeweils mit einem hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung und der Hydraulikmediumzuleitung fluidkommunizierend verbunden oder verbindbar, insbesondere jeweils über ein Rückschlagventil, und der einem kurbelwellenseitigen Ende des Pleuels zugewandte hydraulische Arbeitsraum des zweiten Hydraulikzylinders ist vorzugsweise mit einer Drainage fluidkommunizierend verbunden oder verbindbar, insbesondere über ein Drosselventil. Dabei bildet insbesondere der dem kolbenseitigen Ende des Pleuels zugewandte hydraulische Arbeitsraum des zweiten Hydraulikzylinders den ersten hydraulischen Arbeitsraum des zweiten Hydraulikzylinders und der dem kurbelwellenseitigen Ende des Pleuels zugewandte hydraulische Arbeitsraum des zweiten Hydraulikzylinders den zweiten hydraulischen Arbeitsraum des zweiten Hydraulikzylinders.In a further advantageous embodiment of a connecting rod according to the invention of a piston-side end of the connecting rod hydraulic working space of the second hydraulic cylinder is respectively connected in fluid communication with a hydraulic working space of Längenverstellvorrichtung and Hydraulikmediumzuleitung or connectable, in particular via a check valve, and facing a crankshaft end of the connecting rod Hydraulic working space of the second hydraulic cylinder is preferably fluid communicating connected to a drain or connectable, in particular via a throttle valve. In particular, the hydraulic working space of the second hydraulic cylinder facing the piston end of the connecting rod forms the first hydraulic working space of the second hydraulic cylinder and the hydraulic working space of the second one facing the crankshaft end of the connecting rod Hydraulic cylinder, the second hydraulic working space of the second hydraulic cylinder.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pleuels weist das Pleuel einen dritten Hydraulikzylinder mit einem Massekraftkolben auf, wobei vorzugsweise der zweite Hydraulikzylinder fluidkommunizierend mit dem ersten hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung verbunden oder verbindbar ist und vorzugsweise der dritte Hydraulikzylinder mit dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung. Das heißt mit anderen Worten, in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pleuels sind zwei Hydraulikzylinder mit jeweils einem Massekraftkolben, insbesondere jeweils mit einem frei beweglich im Hydraulikzylinder angeordneten Massekraftkolben, vorgesehen, wobei jeweils einer der beiden Hydraulikzylinder dem ersten hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung zugeordnet ist und der andere Hydraulikzylinder dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung. Vorzugsweise ist der dritte Hydraulikzylinder mit dem Massekraftkolben dabei wie der zweite Hydraulikzylinder ausgebildet und auf analoge Art und Weise mit dem zugehörigen, hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung fluidkommunizierend verbunden oder verbindbar sowie ebenfalls auf analoge Art und Weise mit der Hydraulikmediumzuleitung und der Drainage. In a further advantageous embodiment of a connecting rod according to the invention, the connecting rod has a third hydraulic cylinder with a mass piston, wherein preferably the second hydraulic cylinder is fluid communicating connected to the first hydraulic working space of Längenverstellvorrichtung or connectable and preferably the third hydraulic cylinder with the second hydraulic working space of the length adjustment. In other words, in another advantageous embodiment of a connecting rod according to the invention two hydraulic cylinders, each with a mass piston, in particular each with a freely movable in the hydraulic cylinder arranged Massekraftkolben provided, each one of the two hydraulic cylinders is assigned to the first hydraulic working space of Längenverstellvorrichtung and the other hydraulic cylinder the second hydraulic working space of the length adjustment. Preferably, the third hydraulic cylinder is formed with the mass piston while the second hydraulic cylinder and connected in an analogous manner with the associated hydraulic working space of Längenverstellvorrichtung fluid communication or connectable and also in an analogous manner with the hydraulic medium supply line and the drainage.
In einer alternativen, aber ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pleuels ist der zweite Hydraulikzylinder fluidkommunizierend mit dem ersten hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung und gleichzeitig mit dem zweiten hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung fluidkommunizierend verbunden oder verbindbar. Das heißt, der zweite Hydraulikzylinder ist in diesem Fall dazu vorgesehen, sowohl im ersten hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung als auch im zweiten hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung einen zusätzlichen Hydraulikdruckanteil zu erzeugen.In an alternative, but also advantageous embodiment of a connecting rod according to the invention, the second hydraulic cylinder is fluid-communicating with the first hydraulic working space of the length adjustment device and simultaneously communicating or connectable in fluid communication with the second hydraulic working space of the length adjustment device. That is, the second hydraulic cylinder is provided in this case to generate an additional hydraulic pressure component both in the first hydraulic working space of the length adjustment device and in the second hydraulic working space of the length adjustment device.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pleuels sind dabei der erste hydraulische Arbeitsraum und der zweite hydraulische Arbeitsraum des zweiten Hydraulikzylinders jeweils mit einem hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung und jeweils mit der Hydraulikmediumzuleitung fluidkommunizierend verbunden oder verbindbar, insbesondere jeweils über ein Rückschlagventil. Im Unterschied zu der zuvor beschriebenen, vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pleuels, bei der der zweite Hydraulikzylinder und der dritte Hydraulikzylinder jeweils nur mit einem hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung verbunden sind, ist in diesem Fall keine fluidkommunizierende Verbindung des zweiten Hydraulikzylinders zur Drainage erforderlich, da der jeweils zu drainierende hydraulische Arbeitsraum des zweiten Hydraulikzylinders vorzugsweise jeweils über die Längenverstellvorrichtung entsprechend drainiert werden kann. In a further advantageous embodiment of a connecting rod according to the invention, the first hydraulic working space and the second hydraulic working space of the second hydraulic cylinder are each connected in a fluid-communicating manner to a hydraulic working chamber of the length adjusting device and respectively to the hydraulic medium supply line, in particular via a non-return valve. In contrast to the previously described, advantageous embodiment of a connecting rod according to the invention, in which the second hydraulic cylinder and the third hydraulic cylinder are each connected only to a hydraulic working space of the length adjustment device, in this case no fluid-communicating connection of the second hydraulic cylinder is required for drainage, since each To be drained hydraulic working space of the second hydraulic cylinder preferably can be drained respectively via the length adjustment accordingly.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pleuels ist der zweite Hydraulikzylinder derart ausgebildet, dass in wenigstens einer Endposition des Massekraftkolbens der erste hydraulische Arbeitsraum und/oder der zweite hydraulische Arbeitsraum des zweiten Hydraulikzylinders jeweils mit einem Restvolumen an Hydraulikmedium gefüllt ist bzw. bleibt, wobei der zweite Hydraulikzylindern dazu vorzugsweise wenigstens einen Anschlag aufweist, welcher einen Hub des Massekraftkolbens auf einen maximal zulässigen Hub begrenzt. In a further advantageous embodiment of a connecting rod according to the invention, the second hydraulic cylinder is designed such that in at least one end position of the mass piston the first hydraulic working space and / or the second hydraulic working space of the second hydraulic cylinder is respectively filled with a residual volume of hydraulic medium or remains, said For this purpose, second hydraulic cylinders preferably have at least one stop, which limits a stroke of the mass power piston to a maximum allowable stroke.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pleuels ist ein maximal zulässiger Hub des Massekraftkolbens kleiner als 5 mm, vorzugsweise kleiner als 3 mm, insbesondere kleiner als 2 mm, wobei der maximale zulässige Hub des Massekraftkolbens vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 1 mm beträgt. Bereits mit sehr klein bauenden Hydraulikzylindern können geringe Druckverluste, beispielsweise durch kleine Leckagen entstehende Druckverluste, in der Längenverstellvorrichtung, wirkungsvoll kompensiert werden.In a further advantageous embodiment of a connecting rod according to the invention, a maximum allowable stroke of the mass piston is less than 5 mm, preferably less than 3 mm, in particular less than 2 mm, wherein the maximum allowable stroke of the mass piston is preferably between 0.5 mm and 1 mm. Even with very small hydraulic cylinders can be effectively compensated for low pressure losses, for example, resulting from small leaks pressure losses in the length adjustment.
Der/die Massekraftkolben bzw. der/die Massekraftbolzen weist/weisen dabei vorzugsweise Stahl und/oder Kupfer und/oder Titan oder einen anderen Werkstoff mit vergleichbarer Dichte auf oder ist/sind daraus gebildet. Merkmal der verwendbaren Werkstoffe sind dabei hohe Dichte und hoher Elastizitätsmodul.The mass piston (s) or the mass force pin (s) preferably comprise steel and / or copper and / or titanium or another material of comparable density or is / are formed therefrom. Feature of the materials used are high density and high modulus of elasticity.
Eine erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest ein erfindungsgemäßes Pleuel aufweist.A reciprocating piston engine according to the invention is characterized in that it comprises at least one inventive connecting rod.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einer Hubkolbenmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine, insbesondere eine erfindungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschine aufweist. An inventive vehicle with a reciprocating engine is characterized in that it comprises a reciprocating piston engine according to the invention, in particular a reciprocating internal combustion engine according to the invention.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren, in Form von Unterkombinationen bei einer Ausgestaltung der Erfindung verwirklicht sein können und eine vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführung darstellen können, für die ebenfalls Schutz beansprucht wird, sofern sie technisch sinnvoll ist.These and other features and advantages will become apparent from the claims and from the description also from the drawings, wherein the individual features may be implemented alone or in each case in the form of sub-combinations in an embodiment of the invention and an advantageous as well as for can represent protectable design for which protection is also claimed, if it is technically feasible.
Die Erfindung wird im Folgenden an Hand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Darin zeigen wenigstens teilweise schematisch: The invention will be explained in more detail below with reference to non-limiting exemplary embodiments, which are illustrated in the figures. In it show at least partially schematically:
Das Pleuel
Der erste Pleuelschaftabschnitt
Der Kolben
Selbstverständlich kann die Längenverstellvorrichtung eines erfindungsgemäßen Pleuels auch abweichend von der beispielhalber in
Zur Steuerung der Längenverstellvorrichtung
Ein erfindungsgemäßes Pleuel weist zur Steuerung der Längenverstellvorrichtung vorzugsweise ebenfalls eine Steuerungseinrichtung auf. Die Steuerungseinrichtung eines erfindungsgemäßen Pleuels kann dabei grundsätzlich auf verschiedenste Arten und Weisen ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Steuerungseinrichtung jedoch wie eine in der
Die in
Dabei ist der erste Ventilraum des ersten Ventils V1 mit über einen ersten Hydraulikkanal
Die Ventilkörper der beiden Ventile V1 und V2 der Steuerungseinrichtung
Jeweils in der anderen Stellung der Verbindungsstange bzw. des Stellkolbens liegt der erste Ventilkörper am ersten Ventilsitz bzw. der zweite Ventilkörper am zweiten Ventilsitz auf. Infolgedessen ist ein Hydraulikmediumrücklauf aus dem zugehörigen hydraulischen Arbeitsraum
Der Stellkolben der Steuerungseinrichtung
Bei einem geringen Druckniveau reicht der Hydraulikdruck nicht aus, den Stellkolben entgegen der Rückstellkraft axial zu verschieben, so dass der Stellkolben die erste Stellposition einnimmt, wodurch sich eine erste wirksame Pleuellänge L einstellt. Bei einem ausreichend hohen Druckniveau kann die Rückstellkraft überwunden werden, der Stellkolben nimmt die zweite Stellposition ein und eine zweite wirksame Pleuellänge L stellt sich ein.At a low pressure level of the hydraulic pressure is not sufficient to move the actuating piston axially against the restoring force, so that the actuating piston occupies the first actuating position, whereby a first effective connecting rod length L is established. At a sufficiently high pressure level, the restoring force can be overcome, the actuating piston assumes the second actuating position and a second effective connecting rod length L adjusts itself.
Selbstverständlich kann die Steuerungseinrichtung eines erfindungsgemäßen Pleuels ebenfalls abweichend von der beispielhalber in
Für weitere detaillierte Ausführungen zu Ausgestaltungsmöglichkeiten von Längenverstellvorrichtungen und Steuerungseinrichtungen für ein erfindungsgemäßes Pleuels wird insbesondere auf die vorgenannte
Um einerseits den Druck im Arbeitsraum
Der erste hydraulische Arbeitsraum
Der zweite hydraulische Arbeitsraum
Unter Drosselventil wird im Rahmen der vorliegenden Offenbarung entweder ein separates Bauteil oder ein drosselnd wirkender Abschnitt einer Leitung verstanden.For the purposes of the present disclosure, a throttle valve is understood to mean either a separate component or a throttling section of a conduit.
Der Massekraftkolben
Der Massekraftkolben
Der zweite hydraulische Arbeitsraum
Die während eines Arbeitshubs im Betrieb einer Hubkolbenmaschine, insbesondere im Betrieb einer Hubkolbenbrennkraftmaschine auftretenden und auf den Massekraftkolben
Im darauffolgenden Abwärtshub bewegt sich der Massekraftkolben
Um einen Druckanstieg zu erzielen, der auftretende Druckverluste ausgleichen kann, reichen bereits kleine geometrische Abmessungen für den zweiten Hydraulikzylinder und den Massekraftkolben
Alternativ zu dem in
Über ein Rückschlagventil
Der dritte Hydraulikzylinder
Der zweite Hydraulikzylinder
Mithilfe eines in
Der zweite Hydraulikzylinder
In diesem Fall ist jedoch keiner der hydraulischen Arbeitsräume
Um eine Vakuumsituation in einem der beiden hydraulischen Arbeitsräume
Der Massekraftkolben
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- längenverstellbares Pleuel mit einer hydraulischen Längenverstellvorrichtung aus dem Stand der Technikadjustable length connecting rod with a hydraulic length adjustment the state of the art
- 100, 200, 300, 400100, 200, 300, 400
- Ausschnitt eines Hydrauliksystems für ein erfindungsgemäßes Pleuels Section of a hydraulic system for a connecting rod according to the invention
- 22
- erster Pleuelschaftabschnitt first connecting rod section
- 33
- zweiter Pleuelschaftabschnitt second connecting rod shaft section
- 44
- kleines Pleuelauge small connecting rod eye
- 55
- großes Pleuelauge big connecting rod eye
- 2020
- hydraulische Längenverstellvorrichtung hydraulic length adjustment device
- 2121
- erster Hydraulikzylinder first hydraulic cylinder
- 2222
- Kolben piston
- 2323
- erster hydraulischer Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung first hydraulic working space of the length adjustment device
- 2424
- zweiter hydraulischer Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung second hydraulic working space of the length adjustment device
- 2525
- erster Hydraulikkanal first hydraulic channel
- 2626
- zweiter Hydraulikkanal second hydraulic channel
- 2727
- Hydraulikleitung zum ersten hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung Hydraulic line to the first hydraulic working space of the length adjustment device
- 2828
- Hydraulikleitung zum zweiten hydraulischen Arbeitsraum der Längenverstellvorrichtung Hydraulic line to the second hydraulic working space of the length adjustment
- 3030
- Hydraulikmediumzuleitung Hydraulic fluid supply line
- 31A bis C31A to C
- Drainage drainage
- 4040
- Steuerungseinrichtung control device
- 60A bis D60A to D
- Drossel throttle
- 70A bis D70A to D
- Rückschlagventil check valve
- 80, 80‘80, 80 '
- zweiter Hydraulikzylinder second hydraulic cylinder
- 9090
- dritter Hydraulikzylinder third hydraulic cylinder
- 81, 81‘, 9181, 81 ', 91
- Massekraftbolzen Inertia bolt
- 82, 82‘, 9282, 82 ', 92
- erster hydraulischer Arbeitsraum des zweiten Hydraulikzylinders first hydraulic working space of the second hydraulic cylinder
- 83, 83‘, 9383, 83 ', 93
- zweiter hydraulischer Arbeitsraum des zweiten Hydraulikzylinders second hydraulic working space of the second hydraulic cylinder
- 8484
- Anschlag attack
- AA
- Längsachse des Pleuels Longitudinal axis of the connecting rod
- BB
- Längsachse des zweiten Hydraulikzylinders Longitudinal axis of the second hydraulic cylinder
- d1d1
- Durchmesser des Massekraftkolbens in einem ersten Abschnitt Diameter of the mass piston in a first section
- d2d2
- Durchmesser des Massekraftkolbens in einem zweiten Abschnitt Diameter of the mass piston in a second section
- l1l1
- Länge des mittleren Abschnitts des Massekraftkolbens Length of the middle section of the mass piston
- l2l2
- Gesamtlänge des Massekraftkolbens Total length of the mass piston
- LL
- wirksame Pleuellänge effective connecting rod length
- DLDL
- maximale Änderung der wirksamen Pleuellänge maximum change of the effective connecting rod length
- DL2DL2
- Hub des Massekraftbolzens Hub of the ground bolt
- V1V1
- erstes Ventil der Steuerungseinrichtung first valve of the control device
- V2V2
- zweites Ventil der Steuerungseinrichtung second valve of the control device
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102012020999 A1 [0007, 0008, 0056, 0065] DE 102012020999 A1 [0007, 0008, 0056, 0065]
- WO 2015/055582 A2 [0007, 0009, 0018, 0058, 0058, 0066] WO 2015/055582 A2 [0007, 0009, 0018, 0058, 0058, 0066]
- WO 2016/203047 A1 [0018, 0058, 0058, 0066] WO 2016/203047 A1 [0018, 0058, 0058, 0066]
- WO 2017/102108 A1 [0018, 0058, 0058, 0066] WO 2017/102108 A1 [0018, 0058, 0058, 0066]
- AT 50757/2016 A [0018, 0058, 0066] AT 50757/2016 A [0018, 0058, 0066]
- AT 507575/2016 A [0058] AT 507575/2016 A [0058]
Claims (14)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017217474.9A Withdrawn DE102017217474A1 (en) | 2016-09-30 | 2017-09-29 | Length adjustable connecting rod for a reciprocating engine, reciprocating engine and vehicle |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
AT (1) | AT519156B1 (en) |
DE (1) | DE102017217474A1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190242257A1 (en) * | 2018-02-06 | 2019-08-08 | Southern Stimulation Technologies, Llc | Piston and cylinder apparatus with adjustable stroke volume |
WO2019213683A1 (en) * | 2018-05-08 | 2019-11-14 | Avl List Gmbh | Adjustable-length connecting rod, reciprocating piston engine, and vehicle |
AT521603B1 (en) * | 2018-12-03 | 2020-03-15 | Avl List Gmbh | Fast rotating shaft with dirt trap |
AT521677A4 (en) * | 2018-10-08 | 2020-04-15 | Avl List Gmbh | Assembly method for joining the telescopic rod part of a VCR connecting rod |
WO2020113250A1 (en) * | 2018-12-03 | 2020-06-11 | Avl List Gmbh | Length-adjustable connecting rod having a press-fit connection |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012020999A1 (en) | 2012-07-30 | 2014-01-30 | Fev Gmbh | Hydraulic freewheel for variable engine parts |
WO2015055582A2 (en) | 2013-10-18 | 2015-04-23 | Avl List Gmbh | Length-adjustable connecting rod |
WO2016203047A1 (en) | 2015-06-18 | 2016-12-22 | Avl List Gmbh | Longitudinally adjustable connecting rod |
WO2017102108A1 (en) | 2015-12-14 | 2017-06-22 | Avl List Gmbh | Length-adjustable connecting rod with electromagnetically-actuatable switching valve |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR744180A (en) * | 1931-11-04 | 1933-04-13 | ||
US4079707A (en) * | 1976-07-19 | 1978-03-21 | Teledyne Industries, Inc. | Variable compression ratio piston |
US5331928A (en) * | 1992-06-03 | 1994-07-26 | Southwest Research Institute | Variable compression piston |
ITRM20050513A1 (en) * | 2005-10-14 | 2007-04-15 | Mario Gigli | AUTOMATIC REGULATOR OF THE COMPRESSION RATIO FOR COMBUSTION ENGINES. |
DE102013214216A1 (en) * | 2012-08-08 | 2014-02-13 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Pump device for use in motor car for pumping e.g. hydraulic oil, has pump piston whose movement is decoupled from movement of pump housing such that pump housing is movable relative to pump piston due to rotation non-uniformities |
-
2016
- 2016-09-30 AT ATA50886/2016A patent/AT519156B1/en not_active IP Right Cessation
-
2017
- 2017-09-29 DE DE102017217474.9A patent/DE102017217474A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012020999A1 (en) | 2012-07-30 | 2014-01-30 | Fev Gmbh | Hydraulic freewheel for variable engine parts |
WO2015055582A2 (en) | 2013-10-18 | 2015-04-23 | Avl List Gmbh | Length-adjustable connecting rod |
WO2016203047A1 (en) | 2015-06-18 | 2016-12-22 | Avl List Gmbh | Longitudinally adjustable connecting rod |
WO2017102108A1 (en) | 2015-12-14 | 2017-06-22 | Avl List Gmbh | Length-adjustable connecting rod with electromagnetically-actuatable switching valve |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190242257A1 (en) * | 2018-02-06 | 2019-08-08 | Southern Stimulation Technologies, Llc | Piston and cylinder apparatus with adjustable stroke volume |
WO2019213683A1 (en) * | 2018-05-08 | 2019-11-14 | Avl List Gmbh | Adjustable-length connecting rod, reciprocating piston engine, and vehicle |
CN112204236A (en) * | 2018-05-08 | 2021-01-08 | Avl 里斯脱有限公司 | Length-adjustable connecting rod, reciprocating piston engine and vehicle |
US11512629B2 (en) | 2018-05-08 | 2022-11-29 | Iwis Motorsysteme Gmbh & Co. Kg | Adjustable-length connecting rod, reciprocating piston engine, and vehicle |
AT521677A4 (en) * | 2018-10-08 | 2020-04-15 | Avl List Gmbh | Assembly method for joining the telescopic rod part of a VCR connecting rod |
AT521677B1 (en) * | 2018-10-08 | 2020-04-15 | Avl List Gmbh | Assembly method for joining the telescopic rod part of a VCR connecting rod |
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AT521603A4 (en) * | 2018-12-03 | 2020-03-15 | Avl List Gmbh | Fast rotating shaft with dirt trap |
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