DE102018114068A1

DE102018114068A1 - Connecting rod for a variable compression internal combustion engine

Info

Publication number: DE102018114068A1
Application number: DE102018114068.1A
Authority: DE
Inventors: David Huber; Alexander Mudra; Dietmar Schulze
Original assignee: Eco Holding 1 GmbH
Current assignee: Eco Holding 1 GmbH
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2019-06-27
Also published as: DE102018114067A1; DE102018114066A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Pleuel (1) für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung, umfassend ein Hublagerauge zur Anbindung des Pleuels (1) an eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, ein Pleuellagerauge (13) zur Anbindung des Pleuels (1) an einen Zylinderkolben der Brennkraftmaschine, eine Exzenter-Verstelleinrichtung (2) zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge, wobei die Exzenter-Verstelleinrichtung (2) einen mit einem Exzenterhebel (3) zusammenwirkenden und drehfest verbundenen Exzenter (4) mit einer Zylinderkolbenbohrung (55) aufweist, in welcher ein Kolbenbolzen des Zylinderkolbens aufgenommen ist, wobei in das Pleuellagerauge (13) und/oder in den Exzenter (4) Schmierölbohrungen (57, 58, 64, 65) eingebracht sind, so dass einerseits zwischen dem Pleuellagerauge (13) und dem Exzenter (4) und andererseits zwischen der Zylinderkolbenbohrung (55) und dem Kolbenbolzen des Zylinderkolbens ein Schmierölfilm aufbaubar ist, wobei Mittel zur Erhöhung der Schmierung des Exzenters (4) und/oder der Zylinderkolbenbohrung (55) vorgesehen sind.Die Erfindung betrifft ferner eine Brennkraftmaschine mit einem Pleuel (1).The invention relates to a connecting rod (1) for an internal combustion engine with variable compression, comprising a Bublagerauge for connecting the connecting rod (1) to a crankshaft of the internal combustion engine, a Pleuellagerauge (13) for connecting the connecting rod (1) to a cylinder piston of the internal combustion engine, a Eccentric adjusting device (2) for adjusting an effective connecting rod length, wherein the eccentric adjusting device (2) cooperating with an eccentric lever (3) and non-rotatably connected eccentric (4) having a cylinder piston bore (55), in which received a piston pin of the cylinder piston is, wherein in the connecting rod eye (13) and / or in the eccentric (4) lubricating oil holes (57, 58, 64, 65) are introduced so that on the one hand between the connecting rod eye (13) and the eccentric (4) and on the other hand between the Cylinder piston bore (55) and the piston pin of the cylinder piston, a lubricating oil film is buildable, with means for increasing the lubrication the eccentric (4) and / or the cylinder piston bore (55) are provided. The invention further relates to an internal combustion engine with a connecting rod (1).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung, sowie eine Brennkraftmaschine mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis mit einem solchen Pleuel.The invention relates to a connecting rod for an internal combustion engine with variable compression, and an internal combustion engine with an adjustable compression ratio with such a connecting rod.

Stand der TechnikState of the art

Bei Brennkraftmaschinen wirkt sich ein hohes Verdichtungsverhältnis positiv auf den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors aus. Unter Verdichtungsverhältnis wird im Allgemeinen das Verhältnis des gesamten Zylinderraumes vor der Verdichtung zum verbliebenen Zylinderraum nach der Verdichtung verstanden. Bei Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung, insbesondere Ottomotoren, die ein festes Verdichtungsverhältnis aufweisen, darf das Verdichtungsverhältnis jedoch nur so hoch gewählt werden, dass bei Volllastbetrieb ein sogenanntes „Klopfen“ der Brennkraftmaschine vermieden wird. Jedoch könnte für den weitaus häufiger auftretenden Teillastbereich der Brennkraftmaschine, also bei geringer Zylinderfüllung, das Verdichtungsverhältnis mit höheren Werten gewählt werden, ohne dass ein „Klopfen“ auftreten würde. Der wichtige Teillastbereich einer Brennkraftmaschine kann verbessert werden, wenn das Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar ist. Zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses sind beispielsweise Systeme mit variabler Pleuelstangenlänge bekannt, welche mit Hilfe von hydraulisch oder mechanisch betätigbaren Umschaltventilen eine Exzenter-Verstelleinrichtung eines Pleuels betätigen.In internal combustion engines, a high compression ratio has a positive effect on the efficiency of the internal combustion engine. Under compression ratio is generally understood the ratio of the entire cylinder space before compression to the remaining cylinder space after compression. In internal combustion engines with spark ignition, in particular gasoline engines, which have a fixed compression ratio, the compression ratio, however, may only be selected so high that a so-called "knocking" of the internal combustion engine is avoided during full load operation. However, for the much more frequently occurring partial load range of the internal combustion engine, that is to say with low cylinder filling, the compression ratio could be selected with higher values without "knocking" occurring. The important part load range of an internal combustion engine can be improved if the compression ratio is variably adjustable. To adjust the compression ratio, systems with variable connecting rod length are known, for example, which actuate an eccentric adjustment of a connecting rod with the aid of hydraulically or mechanically operated changeover valves.

Ein Pleuel ist beispielsweise aus der DE 10 2015 103 201 A1 bekannt.A connecting rod is for example from the DE 10 2015 103 201 A1 known.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Pleuel zu schaffen, welches eine verbesserte Schmierung des Exzenters aufweist.An object of the invention is to provide a connecting rod, which has an improved lubrication of the eccentric.

Eine weitere Aufgabe ist es, eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Pleuel anzugeben.Another object is to provide an internal combustion engine with such a connecting rod.

Die vorgenannten Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.The above objects are achieved with the features of the independent claims.

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Favorable embodiments and advantages of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.

Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung vorgeschlagen, umfassend ein Hublagerauge zur Anbindung des Pleuels an eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, ein Pleuellagerauge zur Anbindung des Pleuels an einen Zylinderkolben der Brennkraftmaschine, sowie eine Exzenter-Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge. Die Exzenter-Verstelleinrichtung weist einen mit einem Exzenterhebel zusammenwirkenden und drehfest verbundenen Exzenter mit einer Kolbenbolzenbohrung auf, in welcher ein Kolbenbolzen des Zylinderkolbens aufgenommen ist. Die Exzenter-Verstelleinrichtung weist zwei Hydraulikkammern mit jeweils einem Kolben auf, der in einer Zylinderbohrung verschiebbar geführt und mit einer Stützstange gelenkig verbunden ist. Der Kolben weist an einer Außenseite eine umlaufende Ausnehmung auf, in welcher ein Dichtelement angeordnet ist. In das Pleuellagerauge und/oder in den Exzenter sind Schmierölbohrungen eingebracht sind, so dass einerseits zwischen dem Pleuellagerauge und dem Exzenter und andererseits zwischen der Kolbenbolzenbohrung und dem Kolbenbolzen des Zylinderkolbens ein Schmierölfilm aufbaubar ist. Dabei sind Mittel zur Erhöhung der Schmierung des Exzenters und/oder der Kolbenbolzenbohrung vorgesehen.According to one aspect of the invention, a connecting rod for an internal combustion engine with variable compression is proposed, comprising a Bublagerauge for connecting the connecting rod to a crankshaft of the internal combustion engine, a connecting rod bearing eye for connecting the connecting rod to a cylinder piston of the internal combustion engine, and an eccentric adjusting device for adjusting an effective connecting rod length. The eccentric adjusting device has a cooperating with an eccentric and rotatably connected eccentric with a piston pin bore, in which a piston pin of the cylinder piston is added. The eccentric adjusting device has two hydraulic chambers, each with a piston, which is displaceably guided in a cylinder bore and hingedly connected to a support rod. The piston has on an outer side a circumferential recess in which a sealing element is arranged. In the connecting rod eye and / or in the eccentric lubricating oil holes are introduced so that on the one hand between the connecting rod bearing eye and the eccentric and on the other hand between the piston pin bore and the piston pin of the cylinder piston a lubricating oil film is buildable. In this case, means for increasing the lubrication of the eccentric and / or the piston pin bore are provided.

Bei dem erfindungsgemäßen Pleuel ist vorgesehen, dass Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge unterhalb des Exzenters angeordnet sind. Das hat den Vorteil, dass kaltes Spritzöl von unten und kein heißes Tropföl vom Kolben in die Schmierölbohrungen gelangt. Kühleres Öl hat in der Regel bessere Schmiereigenschaften als heißes Öl. Des Weiteren kann diese Ölversorgung von ihrer Lage her vorteilhafter sein, falls nicht genügend Öl unter den Kolben gelangt. Um das Öl besser Richtung Schmierölbohrungen zu leiten, können zusätzliche Nuten in das Pleuel eingebracht werden.In the connecting rod according to the invention it is provided that lubricating oil holes are arranged in the connecting rod bearing eye below the eccentric. This has the advantage that cold spray oil from the bottom and no hot drip oil from the piston enters the oil holes. Cooler oil usually has better lubricating properties than hot oil. Furthermore, this oil supply may be more advantageous from its location, if not enough oil gets under the piston. To better direct the oil towards oil wells, additional grooves can be introduced into the connecting rod.

Zweckmäßigerweise kann ein Querschnitt der Bohrungen im Exzenter größer ausgeführt sein als ein Querschnitt der Bohrungen im Pleuellagerauge. Außerdem können die Bohrungen vom Winkel her leicht versetzt sein und zwar so, dass sich die Bohrungen bei Mikrobewegungen der Hebelbaugruppe konzentrisch ausrichten können. So ist gewährleistet, dass immer eine gute Schmierung des Exzenters sowie der Kolbenbolzenbohrung stattfinden kann.Conveniently, a cross section of the holes in the eccentric be made larger than a cross section of the holes in the connecting rod eye. In addition, the holes can be slightly offset from the angle in such a way that the holes can align concentrically with micro-movements of the lever assembly. This ensures that good lubrication of the eccentric and the piston pin bore can always take place.

Zusätzliche Bohrungen parallel zu einer Achse des Exzenters können zum einen der Gewichtsreduktion und zum anderen zum Ausrichten bei der Einzelteilfertigung dienen.Additional bores parallel to an axis of the eccentric can be used to reduce weight and to align in the production of individual parts.

Vorteilhaft erlaubt das erfindungsgemäße Pleuel eine Verbesserung der Schmierung des Exzenters, sowohl in der Verbindung Exzenter-Pleuellagerauge als auch in der Verbindung Exzenter-Kolbenbolzen. Mangelschmierung zwischen den genannten tribologischen Partnern, welches zu erhöhtem Verschleiß führen und damit die Lebensdauer der Komponenten entscheidend verkürzen könnte, kann so günstigerweise reduziert werden. Eine kostenaufwendige Beschichtung des Exzenters zur Reduzierung des tribologischen Verschleißes kann so vermieden werden.Advantageously, the connecting rod according to the invention allows an improvement in the lubrication of the eccentric, both in the connection eccentric conrod eye and in the compound eccentric piston pin. Lack of lubrication between the mentioned tribological partners, which could lead to increased wear and thus significantly shorten the service life of the components, can be reduced so favorably. A costly coating of the eccentric to reduce the tribological wear can be avoided.

Auch kann durch zusätzliche Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge und/oder im Exzenter das Gewicht des Pleuels günstigerweise reduziert werden.Also, by additional oil holes in the connecting rod eye and / or in the eccentric the weight of the connecting rod can be reduced conveniently.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Pleuellagerauge wenigstens zwei Schmierölbohrungen aufweisen. Auf diese Weise lassen sich in einem Schaltzustand der Exzenter-Verstelleinrichtung zwei der Schmierölbohrungen im Exzenter mit den Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge verbinden.According to an advantageous embodiment, the connecting rod bearing eye can have at least two lubricating oil bores. In this way, in a switching state of the eccentric adjusting device, two of the lubricating oil bores in the eccentric can be connected to the lubricating oil bores in the connecting rod bearing eye.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge unterhalb des Exzenters, insbesondere von einem Ende einer Pleuelstange weg gerichtet, angeordnet sein. Das hat den Vorteil, dass kaltes Spritzöl von unten und kein heißes Tropföl vom Kolben in die Schmierölbohrungen gelangt. Kühleres Öl hat in der Regel bessere Schmiereigenschaften als heißes Öl. Des Weiteren kann diese Ölversorgung von ihrer Lage her vorteilhafter sein, falls nicht genügend Öl unter den Kolben gelangt. Um das Öl besser Richtung Schmierölbohrungen zu leiten, können zusätzliche Nuten in das Pleuel eingebracht werden.According to an advantageous embodiment, the lubricating oil holes in the connecting rod bearing eye can be arranged below the eccentric, in particular directed away from one end of a connecting rod. This has the advantage that cold spray oil from the bottom and no hot drip oil from the piston enters the oil holes. Cooler oil usually has better lubricating properties than hot oil. Furthermore, this oil supply may be more advantageous from its location, if not enough oil gets under the piston. To better direct the oil towards oil wells, additional grooves can be introduced into the connecting rod.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge in radialer Richtung des Pleuellagerauges ausgerichtet sein. Dadurch lassen sich die Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge bei einer Verdrehung des Exzenters günstigerweise mit Schmierölbohrungen im Exzenter verbinden.According to an advantageous embodiment, the lubricating oil holes may be aligned in the connecting rod bearing eye in the radial direction of the connecting rod bearing eye. As a result, the lubricating oil holes in the connecting rod eye at a rotation of the eccentric can conveniently connect with oil holes in the eccentric.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge in seitliche Ausnehmungen der Pleuelstange münden. Durch zusätzliche Nuten lässt sich das Öl besser in Richtung der Schmierölbohrungen leiten. Auf diese Weise kann die Ölzufuhr gezielt gesteuert werden.According to an advantageous embodiment, the lubricating oil holes in the connecting rod bearing eye can open into lateral recesses of the connecting rod. Additional grooves allow the oil to flow better in the direction of the oil holes. In this way, the oil supply can be controlled specifically.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Exzenter wenigstens zwei Schmierölbohrungen aufweisen. Damit können zweckmäßigerweise wenigstens zwei der Schmierölbohrungen mit den Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge verbunden werden.According to an advantageous embodiment of the eccentric may have at least two oil holes. This can expediently be connected to the lubricating oil holes in the connecting rod bearing eye at least two of the lubricating oil holes.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Schmierölbohrungen im Exzenter in radialer Richtung des Exzenters ausgerichtet sein. Dadurch lassen sich die Schmierölbohrungen im Exzenter bei einer Verdrehung des Exzenters günstigerweise mit Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge verbinden.According to an advantageous embodiment, the lubricating oil holes can be aligned in the eccentric in the radial direction of the eccentric. This allows the lubricating oil holes in the eccentric at a rotation of the eccentric favorably connect with oil holes in the connecting rod bearing eye.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann in einem ersten Schaltzustand der Exzenter-Verstelleinrichtung wenigstens eine der Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge über wenigstens eine der Schmierölbohrungen des Exzenters mit der Zylinderkolbenbohrung verbunden sein. Auf diese Weise kann insbesondere im Schaltzustand hoher Verdichtung des Pleuels eine gute Schmierung des Pleuellagerauges sowie der Kolbenbolzenbohrung gewährleistet werden.According to an advantageous embodiment, in a first switching state of the eccentric adjusting device, at least one of the lubricating oil bores in the connecting rod bearing eye can be connected to the cylinder piston bore via at least one of the lubricating oil bores of the eccentric. In this way, a good lubrication of Pleuellagerauges and the piston pin bore can be ensured especially in the switching state of high compression of the connecting rod.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann in einem zweiten Schaltzustand der Exzenter-Verstelleinrichtung wenigstens eine der Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge über wenigstens eine der Schmierölbohrungen im Exzenter mit der Zylinderkolbenbohrung verbunden sein. Auf diese Weise kann insbesondere im Schaltzustand niedriger Verdichtung des Pleuels eine gute Schmierung des Pleuellagerauges sowie der Kolbenbolzenbohrung gewährleistet werden.According to an advantageous embodiment, in a second switching state of the eccentric adjusting device, at least one of the lubricating oil bores in the connecting rod bearing eye can be connected to the cylinder piston bore via at least one of the lubricating oil bores in the eccentric. In this way, a good lubrication of Pleuellagerauges and the piston pin bore can be ensured especially in the switching state low compression of the connecting rod.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Querschnitt der Schmierölbohrungen im Exzenter größer sein als ein Querschnitt der Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge. Auf diese Weise kann auch bei nicht exakter Orientierung der Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge zu den Schmierölbohrungen im Exzenter auf Grund von maßlichen Toleranzen eine effektive Verbindung zwischen den Schmierölbohrungen und damit eine ausreichende Versorgung von Pleuellagerauge und Kolbenbolzenbohrung mit Schmieröl gewährleistet werden.According to an advantageous embodiment, a cross section of the lubricating oil holes in the eccentric may be larger than a cross section of the lubricating oil holes in the connecting rod bearing eye. In this way, even with inaccurate orientation of the oil holes in Pleuellagerauge to the lubricating oil holes in the eccentric due to dimensional tolerances an effective connection between the oil holes and thus an adequate supply of Pleuellagerauge and piston pin bore with lubricating oil can be ensured.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können Winkellagen der Schmierölbohrungen im Exzenter und Winkellagen von korrespondierenden Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge gegeneinander versetzt sein. Auf diese Weise können sich die Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge und im Exzenter bei Mikrobewegungen der Exzenterhebelbaugruppe konzentrisch ausrichten, sodass eine effektive Verbindung zwischen den Schmierölbohrungen und damit eine ausreichende Versorgung von Pleuellagerauge und Kolbenbolzenbohrung mit Schmieröl gewährleistet werden kann.According to an advantageous embodiment, angular positions of the lubricating oil holes in the eccentric and angular positions of corresponding oil holes in the connecting rod eye can be offset from each other. In this way, the lubricating oil holes in the connecting rod bearing eye and in the eccentric micro-movements of the Exzenterhebelbaugruppe concentric, so that an effective connection between the oil holes and thus an adequate supply of Pleuellagerauge and piston pin bore can be ensured with lubricating oil.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Schmierölbohrungen im Exzenter auf einem Umfang entlang einer axialen Ausdehnung des Exzenters mittig angeordnet sein. Dadurch ist eine Fertigung des Exzenters mit Anbringung der Schmierölbohrungen günstig möglich. Außerdem ist eine sichere Verbindung zu den Schmierölbohrungen im Pleuellagerauge auf günstige Weise erreichbar.According to an advantageous embodiment, the lubricating oil holes can be arranged centrally in the eccentric on a circumference along an axial extension of the eccentric. As a result, a production of the eccentric with attachment of the lubricating oil holes is low possible. In addition, a secure connection to the lubricating oil holes in the connecting rod eye can be achieved in a favorable manner.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Exzenter auf seinem Umfang parallel zu einer Achse des Exzenters ausgerichtete Bohrungen aufweisen. Mittels solcher Bohrungen lässt sich Material des Exzenters reduzieren und damit das Gewicht des Exzenters vermindern. Damit kann das Gesamtgewicht des Pleuels reduziert werden. Außerdem lässt sich die Verstellgeschwindigkeit der Exzenter-Verstelleinrichtung auf Grund der geringeren Masse erhöhen. According to an advantageous embodiment of the eccentric may have aligned on its circumference parallel to an axis of the eccentric bores. By means of such holes can be reduced material of the eccentric and thus reduce the weight of the eccentric. Thus, the total weight of the connecting rod can be reduced. In addition, the adjustment speed of the eccentric adjusting device can be increased due to the lower mass.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die axialen Bohrungen unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Auf diese Weise lassen sich die axialen Bohrungen der verbleibenden Wandstärke des Exzenters auf Grund der Kolbenbolzenbohrung anpassen.According to an advantageous embodiment, the axial bores may have different diameters. In this way, the axial bores of the remaining wall thickness of the eccentric due to the piston pin bore can be adjusted.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Brennkraftmaschine mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis vorgeschlagen mit wenigstens einem Pleuel wie oben beschrieben. Dadurch kann ein vorteilhafter Verbrennungsprozess und damit niedrigerer Kraftstoffverbrauch in der Brennkraftmaschine umgesetzt werden. According to a further aspect of the invention, an internal combustion engine with an adjustable compression ratio is proposed with at least one connecting rod as described above. Thereby, an advantageous combustion process and thus lower fuel consumption can be implemented in the internal combustion engine.

Vorteilhaft erlaubt das Pleuel eine Verbesserung der Schmierung des Exzenters, sowohl in der Verbindung Exzenter-Pleuellagerauge als auch in der Verbindung Exzenter-Kolbenbolzen. Mangelschmierung zwischen den genannten tribologischen Partnern, welches zu erhöhtem Verschleiß führen und damit die Lebensdauer der Komponenten entscheidend verkürzen könnte, kann so günstigerweise reduziert werden. Eine kostenaufwendige Beschichtung des Exzenters zur Reduzierung des tribologischen Verschleißes kann so vermieden werden.Advantageously, the connecting rod allows an improvement in the lubrication of the eccentric, both in the connection eccentric conrod eye and in the compound eccentric piston pin. Lack of lubrication between the tribological partners mentioned, which lead to increased wear and thus could significantly shorten the life of the components, can be conveniently reduced. A costly coating of the eccentric to reduce the tribological wear can be avoided.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, an embodiment of the invention is shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Figurenlistelist of figures

1 a section of a first embodiment of a connecting rod according to the invention in longitudinal section, wherein the connecting rod is shown in the switching state of high compression;
2 the section of the connecting rod according to 1 wherein the connecting rod is shown in the switching state of low compression;
3 an isometric view of the eccentric of the connecting rod according to 1 ;
4 a cross section through the eccentric according to 3 ;
5 an isometric view of the connecting rod eye of the connecting rod according to 1 ; and
6 a side view of the connecting rod according to 5 ,

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.In the figures, the same or similar components are numbered with the same reference numerals. The figures are merely examples and are not intended to be limiting.

1 zeigt in schematischer Darstellung beispielhaft einen geschnittenen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Pleuel 1 für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung 2 zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge, welche als Abstand der Mittelachse eines nicht gezeigten Hublagerauges von der Mittelachse der Bohrung eines Exzenters 4 definiert ist. Die Exzenter-Verstelleinrichtung 2 weist den mit einem ein oder mehrteiligen Exzenterhebel 3 zusammenwirkenden Exzenter 4 auf, in welchem ein nicht dargestellter Kolbenbolzen eines Zylinderkolbens aufnehmbar ist. Ein Verstellweg der Exzenter-Verstelleinrichtung 2 ist mittels eines nicht dargestellten Umschaltventils verstellbar. 1 shows a schematic representation of an example of a sectioned section of a first embodiment of a connecting rod according to the invention 1 for an internal combustion engine with variable compression with an eccentric adjusting device 2 for adjusting an effective connecting rod length, which as the distance of the central axis of a Hublagerauges not shown from the central axis of the bore of an eccentric 4 is defined. The eccentric adjusting device 2 has the one or more parts eccentric lever 3 interacting eccentric 4 in which an unrepresented piston pin of a cylinder piston is receivable. An adjustment of the eccentric adjustment 2 is adjustable by means of a switching valve, not shown.

Eine Verdrehung der verstellbaren Exzenter-Verstelleinrichtung 2 wird durch Einwirken von Massenkräften und Lastkräften des Verbrennungsmotors initiiert, die bei einem Arbeitstakt des Verbrennungsmotors auf die Exzenter-Verstelleinrichtung 2 wirken. Während eines Arbeitstaktes verändern sich die Wirkungsrichtungen der auf die Exzenter-Verstelleinrichtung 2 wirkenden Kräfte kontinuierlich. Die Drehbewegung oder Verstellbewegung wird durch einen oder mehrere mit Hydraulikflüssigkeit, insbesondere mit Motoröl, beaufschlagte, im Pleuel 1 integrierte Kolben 6, 7 unterstützt, bzw. die Kolben 6, 7 verhindern ein Rückstellen der Exzenter-Verstelleinrichtung 2 aufgrund variierender Kraftwirkungsrichtungen der auf die Exzenter-Verstelleinrichtung 2 wirkenden Kräfte.A rotation of the adjustable eccentric adjustment 2 is initiated by the action of inertial forces and load forces of the internal combustion engine, which at a power stroke of the internal combustion engine to the eccentric adjusting device 2 Act. During a power stroke, the directions of action of the change on the eccentric adjustment 2 acting forces continuously. The rotary movement or adjusting movement is acted upon by one or more hydraulic fluid, in particular engine oil, in the connecting rod 1 integrated pistons 6 . 7 supported, or the piston 6 . 7 prevent resetting the eccentric adjustment 2 due to varying force action directions of the eccentric adjusting device 2 acting forces.

Die Kolben 6, 7 sind jeweils in einer Zylinderbohrung 8, 9 eines Hydraulikzylinders 14, 15 des Pleuels 1 verschiebbar geführt und mit Stützstangen 10, 11 verbunden, welche ihrerseits mit dem Exzenterhebel 3 gelenkig verbunden sind. Beispielhaft sind die Stützstangen 10, 11 der Exzenter-Verstelleinrichtung 2 über Zylinderrollen 46, 47 mit dem Exzenterhebel 3 verbunden.The pistons 6 . 7 are each in a cylinder bore 8th . 9 a hydraulic cylinder 14 . 15 of the connecting rod 1 slidably guided and with support rods 10 . 11 connected, which in turn with the eccentric lever 3 are hingedly connected. Exemplary are the support rods 10 . 11 the eccentric adjusting device 2 via cylindrical rollers 46 . 47 with the eccentric lever 3 connected.

Der Pleuel 1 weist das Hublagerauge zur Anbindung des Pleuels 1 an eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine sowie ein Pleuellagerauge 13 zur Anbindung des Pleuels 1 an den Zylinderkolben der Brennkraftmaschine auf. The connecting rod 1 has the hub bearing eye for connecting the connecting rod 1 to a crankshaft of an internal combustion engine and a connecting rod eye 13 for connecting the connecting rod 1 on the cylinder piston of the internal combustion engine.

Die Kolben 6, 7 sind in durch die Zylinderbohrungen 8, 9 gebildete Zylinder 14, 15 als Hydraulikkammern verschiebbar angeordnet und über Zuläufe von dem Hublagerauge aus mit Hydraulikflüssigkeit, beispielsweise Motoröl über Rückschlagventile beaufschlagt. Diese verhindern dabei ein Rückfließen der Hydraulikflüssigkeit aus den Hydraulikkammern 14, 15 zurück in die Zuläufe, ermöglichen jedoch ein Nachsaugen von Hydraulikflüssigkeit in die Hydraulikkammern 14, 15.The pistons 6 . 7 are in through the cylinder bores 8th . 9 formed cylinders 14 . 15 arranged displaceably as hydraulic chambers and applied via inlets of the Hublagerauge with hydraulic fluid, such as engine oil via check valves. These prevent a backflow of the hydraulic fluid from the hydraulic chambers 14 . 15 back to the feed, but allow a Nachsaugen hydraulic fluid in the hydraulic chambers 14 . 15 ,

Die Kolben 6, 7 weisen an einer Außenseite eine umlaufende Ausnehmung 16, 17 auf, in welcher ein Dichtelement 18, 19 angeordnet ist. Mittels dieses Dichtelements 18, 19 sind die Kolben 6, 7 in den Hydraulikkammern 14, 15 abgedichtet.The pistons 6 . 7 have on an outer side a circumferential recess 16 . 17 on, in which a sealing element 18 . 19 is arranged. By means of this sealing element 18 . 19 are the pistons 6 . 7 in the hydraulic chambers 14 . 15 sealed.

Die Hydraulikkammern 14, 15 sind weiter über nicht dargestellte Abläufe mit dem Umschaltventil verbunden, welches als Hydraulikventil oder als mechanisches Ventil ausgebildet sein kann und über eine Ablaufleitung mit dem Hublagerauge verbunden ist.The hydraulic chambers 14 . 15 are further connected via not shown processes to the switching valve, which may be designed as a hydraulic valve or a mechanical valve and is connected via a drain line with the Hublagerauge.

In das Pleuellagerauge 13 und in den Exzenter 4 sind Schmierölbohrungen 57, 58, 64, 65 eingebracht, so dass einerseits zwischen dem Pleuellagerauge 13 und dem Exzenter 4 und andererseits zwischen dem Exzenter 4 und dem Zylinderbolzen ein Schmierölfilm aufbaubar ist.Into the connecting rod eye 13 and in the eccentric 4 are oil wells 57 . 58 . 64 . 65 introduced, so that on the one hand between the connecting rod eye 13 and the eccentric 4 and on the other hand between the eccentric 4 and the cylinder bolt a lubricating oil film is buildable.

Um die Schmierung des Exzenters 4 zu verbessern, sind erfindungsgemäß Mittel zur weiteren Verbesserung der Schmierung des Exzenters 4 vorgesehen. Eine Mangelschmierung und dadurch resultierender Verschleiß kann hierdurch weiter reduziert bzw. verhindert werden.To the lubrication of the eccentric 4 To improve, according to the invention means for further improving the lubrication of the eccentric 4 intended. A lack of lubrication and the resulting wear can thereby be further reduced or prevented.

Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel sieht vor, dass wenigstens zwei Schmierölbohrungen 57, 58 im Pleuellagerauge 13 unterhalb des Exzenters 4, insbesondere von einem Ende 31 einer Pleuelstange 30 weg gerichtet, angeordnet sind.This in 1 shown embodiment provides that at least two oil holes 57 . 58 in the connecting rod eye 13 below the eccentric 4 , especially from one end 31 a connecting rod 30 directed away, are arranged.

Das hat den Vorteil, dass kaltes Spritzöl von unten und kein heißes Tropföl vom Zylinderkolben in die Schmierölbohrungen 57, 58 gelangt. Kühleres Öl hat in der Regel bessere Schmiereigenschaften als heißes Öl. Des Weiteren kann diese Ölversorgung von ihrer Lage her vorteilhafter sein, falls nicht genügend Öl unter den Zylinderkolben gelangt. Um das Öl besser in Richtung der Schmierölbohrungen 57, 58 zu leiten, können zusätzliche Ausnehmungen 23, 24 seitlich des Pleuels 1 eingebracht werden.This has the advantage that cold spray oil from the bottom and no hot drip oil from the cylinder piston in the oil holes 57 . 58 arrives. Cooler oil usually has better lubricating properties than hot oil. Furthermore, this oil supply may be more advantageous from its location, if not enough oil passes under the cylinder piston. To make the oil better in the direction of the oil holes 57 . 58 to guide, can additional recesses 23 . 24 side of the connecting rod 1 be introduced.

Die Schmierölbohrungen 57, 58 im Pleuellagerauge 13 sind in radialer Richtung des Pleuellagerauges 13 ausgerichtet. Dadurch lassen sich die Schmierölbohrungen 57, 58 im Pleuellagerauge 13 bei einer Verdrehung des Exzenters 4 günstigerweise mit Schmierölbohrungen 64, 65 im Exzenter 4 verbinden.The oil holes 57 . 58 in the connecting rod eye 13 are in the radial direction of the connecting rod bearing eye 13 aligned. This allows the lubrication oil holes 57 . 58 in the connecting rod eye 13 at a rotation of the eccentric 4 Conveniently with lubricating oil holes 64 . 65 in the eccentric 4 connect.

Die Schmierölbohrungen 57, 58 im Pleuellagerauge 13 münden in seitliche Ausnehmungen 23, 24 der Pleuelstange 30. Durch zusätzliche Nuten lässt sich das Öl besser in Richtung der Schmierölbohrungen 57, 58 leiten. Auf diese Weise kann die Ölzufuhr gezielt gesteuert werden.The oil holes 57 . 58 in the connecting rod eye 13 lead into lateral recesses 23 . 24 the connecting rod 30 , By additional grooves, the oil is better in the direction of the oil holes 57 . 58 conduct. In this way, the oil supply can be controlled specifically.

Der Exzenter 4 weist wenigstens zwei Schmierölbohrungen 64, 65 auf. Damit können zweckmäßigerweise wenigstens zwei der Schmierölbohrungen 64, 65 mit den Schmierölbohrungen 57, 58 im Pleuellagerauge verbunden werden.The eccentric 4 has at least two oil holes 64 . 65 on. This can expediently at least two of the oil holes 64 . 65 with the lubricating oil holes 57 . 58 be connected in the connecting rod eye.

Die Schmierölbohrungen 64, 65 im Exzenter 4 sind in radialer Richtung des Exzenters 4 ausgerichtet. Dadurch lassen sich die Schmierölbohrungen 64, 65 im Exzenter 4 bei einer Verdrehung des Exzenters 4 günstigerweise mit Schmierölbohrungen 57, 58 im Pleuellagerauge 13 verbinden.The oil holes 64 . 65 in the eccentric 4 are in the radial direction of the eccentric 4 aligned. This allows the lubrication oil holes 64 . 65 in the eccentric 4 at a rotation of the eccentric 4 Conveniently with lubricating oil holes 57 . 58 in the connecting rod eye 13 connect.

In 1 ist das Pleuel 1 in einem ersten Schaltzustand S1 für hohe Verdichtung dargestellt. In einem ersten Schaltzustand S1 der Exzenter-Verstelleinrichtung 2 ist wenigstens eine der Schmierölbohrungen 57 im Pleuellagerauge 13 über wenigstens eine der Schmierölbohrungen 64 des Exzenters 4 mit der Zylinderkolbenbohrung 55 verbunden.In 1 is the connecting rod 1 in a first switching state S1 shown for high compression. In a first switching state S1 the eccentric adjusting device 2 is at least one of the lubricating oil holes 57 in the connecting rod eye 13 over at least one of the lubricating oil holes 64 of the eccentric 4 with the cylinder piston bore 55 connected.

In einem zweiten Schaltzustand S2 der Exzenter-Verstelleinrichtung 2, welcher in 2 dargestellt ist, ist wenigstens eine der Schmierölbohrungen 58 im Pleuellagerauge 13 über wenigstens eine der Schmierölbohrungen 65 im Exzenter 4 mit der Zylinderkolbenbohrung 55 verbunden.In a second switching state S2 the eccentric adjusting device 2 which is in 2 is shown, is at least one of the lubricating oil holes 58 in the connecting rod eye 13 over at least one of the lubricating oil holes 65 in the eccentric 4 with the cylinder piston bore 55 connected.

Wie in den Längsschnitten in 1 und 2 klar zu erkennen ist, ist ein Querschnitt der Schmierölbohrungen 64, 65 im Exzenter 4 größer als ein Querschnitt der Schmierölbohrungen 57, 58 im Pleuellagerauge 13. Auf diese Weise kann auch bei nicht exakter Orientierung der Schmierölbohrungen 57, 58 im Pleuellagerauge 13 zu den Schmierölbohrungen 64, 65 im Exzenter 4 auf Grund von maßlichen Toleranzen eine effektive Verbindung zwischen den Schmierölbohrungen 57, 58, 64, 65 und damit eine ausreichende Versorgung von Pleuellagerauge 13 und Kolbenbolzenbohrung 55 mit Schmieröl gewährleistet werden.As in the longitudinal sections in 1 and 2 is clearly visible, is a cross section of the oil holes 64 . 65 in the eccentric 4 larger than a cross-section of the lubricating oil holes 57 . 58 in the connecting rod eye 13 , In this way, even with inaccurate orientation of the oil holes 57 . 58 in the connecting rod eye 13 to the oil wells 64 . 65 in the eccentric 4 due to dimensional tolerances an effective connection between the oil holes 57 . 58 . 64 . 65 and thus an adequate supply of connecting rod eye 13 and piston pin bore 55 be ensured with lubricating oil.

Weiter sind Winkellagen der Schmierölbohrungen 64, 65 im Exzenter 4 und Winkellagen von korrespondierenden Schmierölbohrungen 57, 58 im Pleuellagerauge 13 gegeneinander versetzt angeordnet. Auf diese Weise können sich die Schmierölbohrungen 57, 58, 64, 65 im Pleuellagerauge 13 und im Exzenter 4 bei Mikrobewegungen der Exzenterhebelbaugruppe konzentrisch ausrichten, sodass eine effektive Verbindung zwischen den Schmierölbohrungen 57, 58, 64, 65 und damit eine ausreichende Versorgung von Pleuellagerauge 13 und Kolbenbolzenbohrung 55 mit Schmieröl gewährleistet werden kann.Next are angular positions of the oil holes 64 . 65 in the eccentric 4 and angular positions of corresponding oil holes 57 . 58 in the Pleuellagerauge 13 arranged offset from one another. In this way, the oil holes can 57 . 58 . 64 . 65 in the connecting rod eye 13 and in the eccentric 4 Concentrically align with micro-movements of the eccentric lever assembly to provide an effective connection between the lube oil holes 57 . 58 . 64 . 65 and thus an adequate supply of connecting rod eye 13 and piston pin bore 55 can be guaranteed with lubricating oil.

3 zeigt eine isometrische Darstellung des Exzenters 4 des Pleuels 1 gemäß 1, während 4 einen Querschnitt durch den Exzenter 4 gemäß 3 darstellt. Dabei ist zu erkennen, dass die Schmierölbohrungen 64, 65 im Exzenter 4 auf einem Umfang 23 entlang einer axialen Ausdehnung des Exzenters 4 mittig angeordnet sind. Die axiale Ausdehnung ist durch die eingezeichnete Achse 24 des Exzenters 4 definiert. Die Schmierölbohrungen 64, 65 sind als radiale Bohrungen durch den Exzenter 4 auf dem Umfangskreis 23 angeordnet. 3 shows an isometric view of the eccentric 4 of the connecting rod 1 according to 1 , while 4 a cross section through the eccentric 4 according to 3 represents. It can be seen that the oil holes 64 . 65 in the eccentric 4 on one circumference 23 along an axial extension of the eccentric 4 are arranged centrally. The axial extent is due to the drawn axis 24 of the eccentric 4 Are defined. The oil holes 64 . 65 are as radial holes through the eccentric 4 on the circumference circle 23 arranged.

Weiter weist der Exzenter 4 auf seinem Umfang 23 parallel zu der Achse 24 des Exzenters 4 ausgerichtete Bohrungen 20, 21, 22 auf, wobei wenigstens eine axiale Bohrung 20, 21, 22 zwischen den Schmierölbohrungen 64, 65 angeordnet ist. Mittels solcher Bohrungen 20, 21, 22 lässt sich Material des Exzenters 4 reduzieren und damit das Gewicht des Exzenters 4 vermindern. So kann Material an geeigneten Stellen des Exzenters und damit das Gewicht des Exzenters reduziert werden. Damit kann das Gesamtgewicht des Pleuels 1 reduziert werden. Außerdem lässt sich die Verstellgeschwindigkeit der Exzenter-Verstelleinrichtung 2 auf Grund der geringeren Masse erhöhen.Next points the eccentric 4 on its circumference 23 parallel to the axis 24 of the eccentric 4 aligned holes 20 . 21 . 22 on, wherein at least one axial bore 20 . 21 . 22 between the oil holes 64 . 65 is arranged. By means of such holes 20 . 21 . 22 can be material of the eccentric 4 reduce and therefore the weight of the eccentric 4 Reduce. Thus, material can be reduced at suitable points of the eccentric and thus the weight of the eccentric. This allows the total weight of the connecting rod 1 be reduced. In addition, the adjustment speed of the eccentric adjustment can be 2 increase due to the lower mass.

Die drei axialen Bohrungen 20, 21, 22 im Exzenter 4 dienen außer der Gewichtsreduktion zum Ausrichten bei der Einzelteilfertigung.The three axial holes 20 . 21 . 22 in the eccentric 4 serve besides the weight reduction for aligning in the production of single parts.

Die axialen Bohrungen 20, 21, 22 weisen unterschiedliche Durchmesser auf. Auf diese Weise lassen sich die axialen Bohrungen 20, 21, 22 der verbleibenden Wandstärke des Exzenters 4 auf Grund der Kolbenbolzenbohrung 55 anpassen. The axial bores 20 . 21 . 22 have different diameters. In this way, the axial bores 20 . 21 . 22 the remaining wall thickness of the eccentric 4 due to the piston pin bore 55 to adjust.

5 zeigt eine isometrische Ansicht des Pleuellagerauges 13 des Pleuels 1 gemäß 1, während in 6 eine Seitenansicht des Pleuellagerauges 13 dargestellt ist. Dabei ist deutlich zu erkennen, wie die Schmierölbohrungen 57, 58 im Bereich der zusätzlichen Ausnehmungen 23, 24 in Form von Nuten angeordnet sind. 5 shows an isometric view of the connecting rod bearing eye 13 of the connecting rod 1 according to 1 while in 6 a side view of the connecting rod bearing eye 13 is shown. It can be clearly seen how the oil holes 57 . 58 in the area of additional recesses 23 . 24 are arranged in the form of grooves.

Auf diese Weise kann kaltes Spritzöl von unten in die Schmierölbohrungen 57, 58 gelangen. Kühleres Öl hat in der Regel bessere Schmiereigenschaften als heißes Öl. Des Weiteren kann diese Ölversorgung von ihrer Lage her vorteilhafter sein, falls nicht genügend Öl unter den Zylinderkolben gelangt. Um das Öl besser in Richtung der Schmierölbohrungen 57, 58 zu leiten, sind die zusätzlichen Ausnehmungen 23, 24 seitlich des Pleuels 1 eingebracht.In this way, cold spray oil from below into the oil holes 57 . 58 reach. Cooler oil usually has better lubricating properties than hot oil. Furthermore, this oil supply may be more advantageous from its location, if not enough oil passes under the cylinder piston. To make the oil better in the direction of the oil holes 57 . 58 to guide are the additional recesses 23 . 24 side of the connecting rod 1 brought in.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102015103201 A1 [0003]

Claims

Connecting rod (1) for an internal combustion engine with variable compression, comprising a Bublagerauge for connecting the connecting rod (1) to a crankshaft of the internal combustion engine, a connecting rod eye (13) for connecting the connecting rod (1) to a cylinder piston of the internal combustion engine, an eccentric adjusting device ( 2) for adjusting an effective connecting rod length, wherein the eccentric adjusting device (2) with an eccentric lever (3) cooperating and non-rotatably connected eccentric (4) having a cylinder piston bore (55), in which a piston pin of the cylinder piston is received, said Exzenter-adjusting device (2) has two hydraulic chambers (14, 15) each having a piston (6, 7) which is displaceably guided in a cylinder bore (8, 9) and articulated to a support rod (10, 11), wherein the Piston (6, 7) on an outer side a circumferential recess (16, 17), in which a sealing element (18, 19) is arranged, wherein in the P Lube eye (13) and / or in the eccentric (4) lubricating oil holes (57, 58, 64, 65) are introduced so that on the one hand between the connecting rod eye (13) and the eccentric (4) and on the other hand between the cylinder piston bore (55) and the piston pin of the cylinder piston, a lubricating oil film is buildable, wherein means for increasing the lubrication of the eccentric (4) and / or the cylinder piston bore (55) are provided.

Connecting rod after Claim 1 wherein the connecting rod bearing eye (13) has at least two lubricating oil bores (57, 58).

Connecting rod after Claim 1 or 2 , wherein the lubricating oil bores (57, 58) in the connecting rod eye (13) below the eccentric (4), in particular from one end (31) of a connecting rod (30) directed away, are arranged.

Connecting rod according to one of the preceding claims, wherein the lubricating oil bores (57, 58) in the connecting rod bearing eye (13) are aligned in the radial direction of the connecting rod bearing eye (13).

Connecting rod according to one of the preceding claims, wherein the lubricating oil bores (57, 58) in the connecting rod eye (13) open into lateral recesses (23, 24) of the connecting rod (30).

Connecting rod according to one of the preceding claims, wherein the eccentric (4) has at least two lubricating oil bores (64, 65).

Connecting rod after Claim 5 , wherein the lubricating oil bores (64, 65) in the eccentric (4) in the radial direction of the eccentric (4) are aligned.

Connecting rod according to one of the preceding claims, wherein in a first switching state (S1) of the eccentric adjusting device (2) at least one of the lubricating oil holes (57) in Pleuellagerauge (13) via at least one of the lubricating oil holes (64) of the eccentric (4) with the cylinder piston bore (55) is connected.

Connecting rod according to one of the preceding claims, wherein in a second switching state (S2) of the eccentric adjusting device (2) at least one of the lubricating oil holes (58) in Pleuellagerauge (13) via at least one of the lubricating oil holes (65) in the eccentric (4) with the cylinder piston bore (55) is connected.

Connecting rod according to one of the preceding claims, wherein a cross section of the lubricating oil holes (64, 65) in the eccentric (4) is greater than a cross section of the lubricating oil holes (57, 58) in the connecting rod eye (13).

Connecting rod according to one of the preceding claims, wherein angular positions of the lubricating oil holes (64, 65) in the eccentric (4) and angular positions of corresponding lubricating oil holes (57, 58) in the connecting rod bearing eye (13) are offset from each other.

Connecting rod according to one of the preceding claims, wherein the lubricating oil bores (64, 65) in the eccentric (4) on a circumference (23) along an axial extension of the eccentric (4) are arranged centrally.

Connecting rod according to one of the preceding claims, wherein the eccentric (4) on its circumference (23) parallel to an axis (24) of the eccentric (4) aligned bores (20, 21, 22).

Connecting rod after Claim 13 , wherein the axial bores (20, 21, 22) have different diameters.

Internal combustion engine with an adjustable compression ratio with at least one connecting rod (1) according to at least one of the preceding claims.