DE102018132650A1 - Hubkolbenmaschine mit veränderlichem Verdichtungsverhältnis - Google Patents

Hubkolbenmaschine mit veränderlichem Verdichtungsverhältnis Download PDF

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DE102018132650A1
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Abstract

Eine Hubkolbenmaschine mit veränderbarem Verdichtungsverhältnis umfasst einen Ölfilter, der in Schmiermittelfließrichtung hinter einer Ölpumpe angeordnet ist. Ein Hilfsfilter (90), der ein Sieb und/oder einen Filter umfassen kann, ist in Schmiermittelfließrichtung hinter dem Ölfilter (83) so angeordnet, dass ein durch den Hilfsfilter (90) fließender Schmiermittelstrom zum Betätigen der Veränderung des Verdichtungsverhältnisses verwendbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hubkolbenmaschine mit einem „variable compression ratio“ VCR, also einem veränderlichen Verdichtungsverhältnis.
  • Als Verdichtungsverhältnis bezeichnet man im Zusammenhang mit Verbrennungsmotoren das Verhältnis des gesamten Zylinderraumes vor der Verdichtung, also des Gesamtvolumens, zum verbliebenen Raum nach der Verdichtung, also dem Restvolumen. Um optimale Verbrennungs- bzw. Leistungswerte zu erhalten, ist bekannt, dass man zu diesem Zweck das Verdichtungsverhältnis verändern kann. Beispiele für derartige Hubkolbenmaschinen sind in WO 2014/019683 A1 , WO 2014/019684 A1 , WO 2015/173412 A1 und WO 2015/193437 A1 beschrieben.
  • Unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse werden bei den bekannten Hubkolbenmaschinen beispielsweise durch die Veränderung der oberen Todpunktlage realisiert. Hierzu dient ein im Regelfall hydraulisch betriebener Verstellmechanismus mit einer oder mehreren Kolben/Zylinder-Stützeinheiten, deren Arbeitsvolumina über einen mit Motoröl betriebenen Hydraulikschaltkreis verschaltet sind. Bestandteil des Hydraulikschaltkreises ist unter anderem auch ein Schalter zum Umkehren der Hydraulikflussrichtung von der einen Kolben/Zylinder-Stützeinheit zur anderen bzw. von einem Arbeitsvolumen zum anderen. Beispiele für einen Pleuel für eine Hubkolbenmaschine mit veränderbarem Verdichtungsverhältnis finden sich in DE 31 48 193A1 , DE 197 03 948 01 , DE 103 04 686 A1 , DE 10 2010 061 360A1 , DE 10 2010 061 363A1 , DE 10 2011 056 298A1 , DE 10 2011 108 790A1 , EP 1 424 486A1 , EP 1 426 584 B1 , WO 2014/019683 A1 , WO 2015/082722 A1 , WO 2015/104253 A1 , WO 2015/173412 A1 , WO 2015/173411 A1 , WO 2015/155167 A1 .
  • Der zuvor beschriebene, in den Hydraulikschaltkreis eingebundene, Schalter des Pleuels weist häufig ein Umschaltelement in Form eines Bolzens auf, der aus einer durch einen ersten Anschlag im Pleuel definierten ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition (und umgekehrt) überführbar ist, die durch einen zweiten Anschlag im Pleuel definiert ist. Das Umschaltelement steht in jeder der beiden Schaltpositionen auf einer anderen der beiden Außenseiten des Pleuels über. Beide Schaltpositionen entsprechen unterschiedlichen Verdichtungsverhältnissen.
  • Die Überführung des Umschaltelements des Schalters aus der einen in die andere Schaltposition erfolgt bei vielen Ausführungsformen des Standes der Technik mittels eines Betätigungselements, das zwei voneinander beabstandete Betätigungsflächen aufweist, die sich, bezogen auf die Kurbelwellenmittelachse, jeweils in Radialebenen erstrecken. Durch Linearbewegung des Betätigungselements parallel zur Kurbelwellenmittelachse verschiebt sich das Umschaltelement, wenn es in Kontakt mit einer der Betätigungsflächen gelangt, ebenfalls parallel zur Kurbelwellenmittelachse. Die Betätigungsflächen verlaufen insbesondere in einem spitzen Winkel zur Bewegungsebene des Umschaltelements, in welcher sich dieses bewegt, wenn der-Pleuel von der Kurbelwelle bewegt wird.
  • Es hat sich gezeigt, dass insbesondere am Rand der maximalen Lebensdauer die Umschaltung des VCR-Systems beeinträchtigt werden kann. Entsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mögliche Schwachstellen des VCR-Systems zu erkennen, eine mögliche Ausfallrate zu reduzieren und eine geeignete Lösung zur Verbesserung des VCR-Systems bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Eine Hubkolbenmaschine, insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem veränderbaren Verdichtungsverhältnis umfasst einen Ölfilter, der in Schmiermittelfließrichtung hinter einer Ölpumpe angeordnet ist. Ein Hilfsfilter, der ein Sieb und/oder einen Filter umfassen kann, ist in Schmiermittelfließrichtung hinter dem Ölfilter so angeordnet, dass ein durch den Hilfsfilter fließender Schmiermittelstrom zum Umschalten des Verdichtungsverhältnisses verwendbar ist. Das Umschalten kann auch als eine Veränderung des Verdichtungsverhältnisses verstanden werden. Hierdurch ergibt sich eine zusätzliche Filterung des Öls, das im VCR-System verwendet wird. Dies dient dem Zwecke des Bauteilschutzes. Dadurch ergibt sich eine Verbesserung der Funktionssicherheit für ein VCR System im Serieneinsatz. An Hand der zusätzlichen Filterung werden die Bauteile des VCR-Systems gegen Verunreinigungen im Öl geschützt und dies trägt somit zur Erhöhung der Funktionssicherheit im Serieneinsatz bei.
  • Vorteilhaft ist, wenn die Hubkolbenmaschine ein Gehäuse aufweist, eine im Gehäuse drehbar angeordnete Kurbelwelle, zumindest einen Pleuel, der drehbar an einem Hubzapfen der Kurbelwelle gelagert ist und der mit einem Verdichtungskolben gekoppelt ist, einen Verstellmechanismus zum Verändern des Verdichtungsverhältnisses und ein Umschaltelement zur Betätigung des Verstellmechanismus. Diese Merkmale beschreiben eine bevorzugte konstruktive Bauform eines entsprechenden Motors.
  • Bevorzugt ist im Ölkreis zwischen dem Ölfilter und dem Hilfsfilter eine Abzweigung vorgesehen, so dass nur ein Teil des Fluidstroms vom Ölfilter zum Hilfsfilter gelangt. Insbesondere kann der Hauptanteil des Volumenstroms für andere Aufgaben als die Versorgung des Umschaltmechanismus des VCR genutzt werden. Insbesondere beim Kaltstart des Motors, bei dem möglicherweise der Ölfilter auf Grund von zu großen Druckverlusten in ihm aufgrund einer hohen Ölviskosität umgangen wird, ist das sensible VCR-System möglichen Schmutzpartikeln im Öl ausgesetzt, welche zu einer Verstopfung und somit zu Beeinträchtigung / Ausfall des Systems führen können. Die Partikeldurchlassgrenze des Hilfsfilters kann deutlich gröber sein, als die des (Haupt-) Ölfilters. Somit werden durch den Hilfsfilter auch deutlich gröbere Teile durchgelassen, die den (Haupt-)Ölfilter nicht hätten passieren können.
  • Es kann insbesondere parallel zum Ölfilter ein Überströmventil angeordnet sein und/oder für den Hilfsfilter kein Überströmventil vorgesehen sein, das insbesondere parallel zum Hilfsfilter angeordnet ist. Das genannte Überströmventil für den (Haupt-)Ölfilter wird benötigt, um bei Kaltstartbedingungen einen ausreichenden Ölfluss zu gewährleisten, um so stets sicher alle zu versorgenden Bauteile zu erreichen. Es wurde erkannt, dass es nicht zwingend nötig ist, auch bei Kaltstartbedingungen das VCR-System problemfrei arbeiten zu lassen. Eine Störung im VCR-System während eines Kaltstarts führt zu dem Ergebnis, dass die Verbrennung ggf. nicht optimal läuft, bzw. die Leistungswerte des Motors reduziert sind. Aber es treten dadurch keine dauerhaften Schäden am Motor auf. So kann ggf. akzeptiert werden, dass das VCR aufgrund einer zu hohen Ölviskosität mit zu großem Fließwiderstand im Hilfsfilter ausfallen kann, wenn aber andererseits stets eine Filterung des Öls für das VCR durchgeführt wird.
  • Bevorzugt kann der Hilfsfilter im oder am Zylinderblock der Hubkolbenmaschine angeordnet und/oder ortsfest relativ zum Zylinderblock der Hubkolbenmaschine sein. Bei dieser Ausführungsform wird bevorzugt das gesamte Öl, welches für die Kurbelwelle verwendet wird, durch den Hilfsfilter geleitet. Alternativ kann der Hilfsfilter in der Kurbelwelle angeordnet sein, was eine bauliche Variation darstellt.
  • Alternativ und besonders bevorzugt kann ein Hilfsfilter in zumindest einem Pleuel und insbesondere jeweils in sämtlichen Pleueln der Hubkolbenmaschine angeordnet sein. Bei dieser Anordnung kann am einfachsten sichergestellt werden, dass exakt der Anteil des Ölstroms, der für das VCR-System verwendet wird, gezielt mit dem Hilfsfilter gereinigt werden kann. Eine Verstopfung des Hilfsfilters hat zwar den Nachteil, dass das VCR-System nicht mehr funktioniert, aber die Gesamtfunktion des Motors ist nicht wesentlich gestört. Anders würde es sich verhalten, wenn (anders als bei der bevorzugten Ausführungsform) z.B. das Öl für die Kolben/Zylinder-Schmierung durch den Hilfsfilter laufen würde, da dann ein Verstopfen des Hilfsfilters zu einer Zerstörung des Motors führen könnte.
  • Ferner ist vorteilhaft, wenn im Pleuel ein Ölfangbereich vorgesehen ist, der durch eine Unterbrechung oder eine Mehrzahl von Unterbrechungen einer Lagerschale des Pleuels mit dem Schmiermittel versorgt wird. Ein Ölfangbereich ist im einfachsten Fall lediglich ein Strömungskanal oder Strömungsbereich, der von der Lagerschale zu dem Hilfsfilter führt.
  • Insbesondere kann bei einem Pleuel, wenn sich der Kurbeltrieb im oberen Totpunkt befindet, am unten gelegenen mittigen Bereich der Pleuellagerung keine der Unterbrechungen in der Pleuellagerschale vorgesehen sein, die zum Einlass des Öls für das VCR-System dienen. Mittig bedeutet insbesondere in der Spiegelebene des Pleuels liegend. Die hier bezeichnete Seite des Pleuels ist die Seite, auf die die Kräfte des Motorantriebmoments nicht wirken. Die Lagerschale sollte nicht mittig geschwächt werden, da dieser mittige Punkt beim oberen Totpunkt des Kolbens exakt unten bzw. fluchtend mit dem Kolben und dem Hubzapfen liegt.
  • Vorteilhaft ist ferner, wenn der Hilfsfilter in einer Aufnahme des Pleuels aufgenommen ist und eine Lagerschale der Pleuellagerung oder zumindest ein Teil davon so angeordnet ist, dass sie als eine Wegbegrenzung gegen eine Entfernung des Hilfsfilters aus der Aufnahme wirkt. Und vorteilhaft ist ferner, wenn die wirksame Filterfläche des Hilfsfilters um mindestens 50% größer ist als die Querschnittsfläche des Strömungskanals ausgehend vom Hilfsfilter in Richtung zu einem Verstellmechanismus zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses, da so die Gefahr eines Verstopfens des Hilfsfilters reduziert werden kann.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:
    • 1 einen grundsätzlichen Aufbau einer Hubkolbenverbrennungskraftmaschine mit einem umschaltbarem Verdichtungsverhältnis, wobei ein Pleuel einer VierZylinder-Hubkolbenmaschine mit einer unterhalb der Kurbelwelle angeordneten Bank aus vier den jeweiligen Pleueln zugeordneten Umschaltelementen gezeigt ist,
    • 2 einen Schnitt durch einen Pleuel mit einem Umschaltelement zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses,
    • 3 einen Schnitt durch den unteren Teil eines Pleuels,
    • 4 das Detail A der 3,
    • 5 eine perspektivische Ansicht auf eine untere Halbschale eines Pleuels und
    • 6 ein schematisches Ölflussdiagramm.
  • In den 1 und 2 sind die relevanten Komponenten einer Verbrennungskraftmaschine gezeigt, die als eine Hubkolbenbrennkraftmaschine 10 ausgebildet ist. Die Verbrennungskraftmaschine 10 umfasst ein Gehäuse 12, in dem mehrere Zylinder 14 ausgebildet sind, in denen jeweils ein Verdichtungskolben 16 bidirektional bewegbar geführt ist. Jeder Verdichtungskolben 16 wird von einem Pleuel 18 geführt, der seinerseits an einem Hubzapfen 20 einer Kurbelwelle 22 mit Kurbelwellenmittelachse 24 gelagert ist. Die Kurbelwelle 22 ist ihrerseits drehbar im Gehäuse 12 gelagert.
  • Der Pleuel 18 weist einen Verstellmechanismus 26 auf, der hydraulisch arbeitet. Der Verstellmechanismus 26 sorgt für eine Veränderung der effektiven Länge des Pleuels 18, womit sich das Verdichtungsverhältnis der Verbrennungskraftmaschine 10 verändern lässt. Ein nicht gezeigter Bolzen der Lagerung des Verdichtungskolbens 16 ist exzentrisch in einem Exzenterring gelagert, der seinerseits in dem Pleuel 18 gelagert ist. Durch eine Veränderung der Winkellage des Exzenterrings ändert sich die Wirklänge des Pleuels 18. Allgemein gesprochen, kann die Veränderung der effektiven Länge des Pleuels 18, also der Wirklänge, entweder durch Veränderung der geometrischen Länge des Pleuels 18 selbst, durch Veränderung der Kompressionshöhe, d.h. durch Veränderung der Relativposition von Verdichtungskolben 16 zum Pleuel 18, oder durch Veränderung des Kurbelradius erfolgen. Sämtliche dieser Einstellmöglichkeiten sind hydraulisch realisierbar und hierfür ist die Erfindung einsetzbar.
  • Eingebunden in den zuvor beschriebenen Hydraulikschaltkreis ist ein Schalter 28, der ein Umschaltelement 30 (Umschaltventil) aufweist. Dieses Umschaltelement 30 kann bevorzugt als ein Bolzen 32 ausgeführt sein, der bewegbar in einem Aufnahmekanal 34 im Pleuel 18 angeordnet ist. Das Umschaltelement 30 lässt sich zwischen zumindest zwei Schaltposition vor- und zurückbewegen, wobei das Umschaltelement 30 in jeder dieser zumindest zwei Schaltpositionen auf jeweils einer anderen der beiden Seiten 36,38 des Pleuels 18 übersteht, wie dies beispielsweise in 2 gezeigt ist. Zwei Schaltpositionen sind jeweils durch einen ersten und einen zweiten Anschlag 40,42 definiert, was beispielsweise durch einen Anschlagstift 44 realisierbar ist, der, wie ebenfalls in 2 zu erkennen ist, in eine Ausnehmung 46 des Umschaltelements 30 eintaucht. In beiden Schaltpositionen rastet das Umschaltelement 30 ein. Die entsprechende Rastvorrichtung weist eine federbelastete Rastkugel 48 auf, die mittels der Feder 50 in eine von zwei den beiden Schaltpositionen zugeordneten Rastmulden 52,54 des Umschaltelements 30 eintaucht. Zudem können weitere Schaltpositionen vorgesehen sein.
  • Unterhalb der Kurbelwelle 22 befindet sich innerhalb des Gehäuses 12 der Verbrennungskraftmaschine 10 eine Bank 56 aus Betätigungselementen 58, wobei jedes Betätigungselement 58 einem Pleuel 18 zugeordnet ist. Jedes Betätigungselement 58 weist eine im Wesentlichen U-förmige Gestalt auf und bildet einen Bewegungskanal 60, durch den hindurch sich derjenige Teil des Pleuels 18 bei dessen Bewegung um die Kurbelwelle 22 herum hindurchbewegt, in dem das Umschaltelement 30 angeordnet ist. Die beiden gegenüberliegenden Innenseiten des Bewegungskanals 60 werden von zwei gegenüberliegenden Betätigungsflächen 62,64 gebildet, die eine Schaltkontur bilden und spitzwinklig zur Bewegungsebene des Pleuels 18 verlaufende Flächenabschnitte 66,68 aufweisen, die einen Verjüngungsabschnitt 70 des Bewegungskanals 60 bilden, und gegenüberliegende Flächenabschnitte 72,74, die einen Aufweitungsabschnitt 76 des Bewegungskanals 60 bilden. Bei 77 ist die Engstelle des Bewegungskanals 60 angedeutet. Die Bewegungsebene des Pleuels 18 verläuft dabei senkrecht zur Kurbelwellenmittelachse 24, was in 1 bei 78 angedeutet ist.
  • Mittels eines schematisch angedeuteten Antriebs 79 lässt sich die Bank 56 aus Betätigungselementen 58 linear vor- und zurückbewegen, und zwar in Richtung des Doppelpfeils 80 und damit parallel zur Erstreckung der Kurbelwellenmittelachse 24. Dabei kann vorgesehen sein, dass statt einer gemeinsamen Verschiebung sämtlicher Betätigungselemente 58 diese auch einzeln verfahrbar sind. Ferner ist es auch möglich und vorgesehen, dass die beiden Betätigungsflächen 62,64 jedes Betätigungselements 58 unabhängig voneinander vor- und zurückbewegbar sind. Der Pleuel 18 mit dem Umschaltelement 30 bewegt sich dann ohne Berührung zwischen den beiden Betätigungsflächen des Betätigungselements 58 hindurch, wenn keine Veränderung des Verdichtungsverhältnisses beabsichtigt ist. Soll nun das Verdichtungsverhältnis gewechselt werden, so wird das Betätigungselement 58 ausgehend aus seiner Ruhestellung bewegt. Je höher das Verhältnis aus Kurbelwellenumdrehung zur Bewegungsgeschwindigkeit des Betätigungselements ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass das überstehende Ende des Umschaltelements nahe dem geringsten Abstand beider Betätigungsflächen auf die jeweils „aktive“ Betätigungsfläche auftrifft. Die „aktive“ Betätigungsfläche ist jeweils diejenige Betätigungsfläche des Betätigungselements 58, über die das Umschaltelement aus der aktuell eingenommenen Schaltposition in eine andere Schaltposition bewegt wird. Die andere Betätigungsfläche kann demgegenüber als „inaktive“ Betätigungsfläche bezeichnet werden.
  • 3 zeigt eine untere Pleuelhalbschale des Pleuels 18 im Schnitt. Zur Lagerung umfasst der Pleuel gemäß dem Detail A bevorzugt einen zweiteiligen verschraubten Aufbau. Über nicht dargestellte Bohrungen innerhalb der Kurbelwelle 22 wird Öl in eine radial umlaufende Hubzapfennut 21 und somit in den Zwischenraum zwischen dem Hubzapfen 20 und der Lagerschale 94 gedrückt und dient zur Schmierung der dortigen Gleitlagerung. Zudem ist im unteren Teil der Pleuellagerung, also dem Teil der Pleuellagerung, der vom Verdichtungskolben 16 entfernt ist, ein Ölfangbereich 92 angeordnet. Der Ölfangbereich 92 ist perspektivisch in 5 gezeigt und wird durch eine Nut gebildet, die radial umlaufend in die Lagerschale 94 geformt ist. Der Ölfangbereich 92 kann lediglich abschnittsweise ausgebildet sein und dabei eine Länge haben, die insbesondere zwischen 5% und 40% des Umfangs der Kolbenlagerung ausmacht. Damit Öl in den Ölfangbereich 92 gelangen kann, weist die entsprechende Lagerschale 94 zumindest einen Durchlass 95 auf. In 4 sind zwei derartige Durchlässe 95 gezeigt. Auf diese Weise kann das Öl in Richtung eines Hilfsfilters 90 geleitet werden und von dort zur VCR-Steuerung. Insbesondere kann für den Hilfsfilter 90 eine Aufnahme vorgesehen sein, in welcher er eingesetzt ist. Entsprechend zeigen 4 und 5 beispielhaft eine Bohrung, in welcher ein topfförmiger Hilfsfilter 90 eingesetzt ist. Die Bohrung wird axial vom Öl durchströmt und am Boden des Hilfsfilters 90 vorgesehene Öffnungen sorgen für eine Filterwirkung. Für den Hilfsfilter 90 ist bevorzugt darauf zu achten, dass die Oberfläche des Hilfsfilters größer als der nachfolgende effektive Querschnitt der Ölzulaufleitung in Richtung der VCR-Umschaltung dimensioniert ist, um einem erhöhten Druckverlust im Ölzulauf entgegenzuwirken. Diese Oberfläche des Hilfsfilters 90 ist insbesondere mindestens 30% größer als der Fließquerschnitt für das Öl hinter dem Hilfsfilter 90, um so die Gefahr eines Verstopfens des Hilfsfilters 90 zu verringern. Die Lagerschale kann die Funktion der Arretierung des Filters übernehmen. Die Breite der Nut 92, bzw. des Ölfangbereichs beträgt bevorzugt weniger als 20% der Breite des Pleuels und insbesondere weniger als 12% dieser Breite. So wird sichergestellt, dass die Auflage für die Lagerschale 94 nicht übermäßig reduziert wird.
  • 6 zeigt beispielhaft ein Schmierölsystem mit einer Druckumlaufschmierung, wie es bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen kann. Von einem Ölvorratsbereich wird das Öl durch eine Ölpumpe 81 angesaugt und durchströmt dabei insbesondere ein Grobsieb 89, welches lediglich sehr grobe Fremdkörper herausfiltert, die insbesondere die Ölpumpe 81 beschädigen könnten. Nachfolgend kann das Öl bevorzugt zu einem Ölwärmetauscher 82 gefördert werden. Nachfolgend gelangt das Öl zu einem Ölfilter 83. Der Ölfilter 83 ist ein Feinfilter, der bauartbedingt einen nennenswerten Durchflusswiderstand aufweist. Gerade bei kaltem Schmiermittel kann durch die Viskosität das Durchflussvolumen so stark begrenzt sein, dass sich ggf. eine nicht ausreichende Schmierung der benötigten Teile ergeben würde, was zu schwerwiegenden Schäden führen kann. Um dieses Problem zu vermeiden, ist ein Überströmventil 84 parallel zum Ölfilter 83 geschaltet und dieses öffnet, wenn der Druck an der Speiseseite des Ölfiters 83 zu groß wird. Hierdurch wird akzeptiert, dass in gewissen Betriebsbedingungen, nämlich insbesondere beim Kaltstart, auf die Filterwirkung verzichtet wird und stattdessen wird die Versorgung der kritischen Bauteile mit Schmieröl als wichtiger angesehen.
  • Von der Ölfilterausgangsseite wird das Öl zu den Verbrauchern geleitet. Dies sind insbesondere die Nockenwelle und die Kurbelwelle. Dort wird zunächst eine Schmierung der Lagerung der Kurbelwelle innerhalb des Motorgehäuses benötigt. Die Kurbelwelle umfasst Bohrungen, über die das Öl zu der Pleuellagerung geleitet wird. Dort dient das Öl der Schmierung der beschriebenen Lagerschale 94. Zudem wird das Öl über den Kolben 16 zu der Gleitlagerung des Kolbens innerhalb des Zylinders 14 geleitet. Insbesondere durch die beschriebenen Durchlässe 95 wird das Öl zu dem Hilfsfilter 90 geleitet, von dem aus das Öl zu dem Umschaltelement 30 geleitet wird. Das Umschaltelement 30 versorgt abhängig von seiner Stellung entweder den einen oder den anderen Hydraulikzylinder zur Einstellung der Exzenterstellung des Kolbens relativ zum Pleuel 18. Folglich muss das Öl, welches zur VCR-Einstellung verwendet wird, in jedem Fall durch den Hilfsfilter 90. Von den genannten Hydraulikzylindern wird das Öl in den Motorinnenraum abgegeben.
  • Abweichend von der vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann alternativ oder zusätzlich ein Hilfsfilter innerhalb der Kurbelwelle angeordnet sein. Dessen Lagerung bzw. Fixierung kann insbesondere analog zu der Fixierung des Hilfsfilters 90 in dem Pleuel 18 ausgeführt sein. Und in einer weiteren Ausführungsform kann ein Hilfsfilter innerhalb des Motorblocks angeordnet sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Verbrennungskraftmaschine, Hubkolbenmaschine
    12
    Gehäuse
    14
    Zylinder
    16
    Verdichtungskolben
    18
    Pleuel
    20
    Hubzapfen
    21
    Hubzapfennut
    22
    Kurbelwelle
    24
    Kurbelwellenmittelachse
    26
    Verstellmechanismus
    28
    Schalter
    30
    Umschaltelement
    32
    Bolzen
    34
    Aufnahmekanal
    36, 38
    Seiten
    40, 42
    Anschläge
    44
    Anschlagstift, Vorsprung
    46
    Ausnehmung, Kavität
    47
    Durchbruch oder Bohrung
    48
    Rastkugel
    50
    Feder
    52, 54
    Rastmulden
    56
    Bank
    58
    Betätigungselement
    60
    Bewegungskanal
    62,64
    Betätigungsflächen
    66, 68, 72, 74
    Flächenabschnitte
    76
    Aufweitungsabschnitt
    77
    Engstelle des Bewegungskanals
    78
    Bewegungsebene
    79
    Antrieb
    80
    Doppelpfeil
    81
    Ölpumpe
    82
    Ölwärmetauscher
    83
    Ölfilter
    84
    Überströmventil
    89
    Grobsieb
    90
    Hilfsfilter
    92
    Nut, Ölfangbereich
    94
    Lagerschale
    95
    Durchlass
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2014/019683 A1 [0002, 0003]
    • WO 2014/019684 A1 [0002]
    • WO 2015/173412 A1 [0002, 0003]
    • WO 2015/193437 A1 [0002]
    • DE 3148193 A1 [0003]
    • DE 1970394801 [0003]
    • DE 10304686 A1 [0003]
    • DE 102010061360 A1 [0003]
    • DE 102010061363 A1 [0003]
    • DE 102011056298 A1 [0003]
    • DE 102011108790 A1 [0003]
    • EP 1424486 A1 [0003]
    • EP 1426584 B1 [0003]
    • WO 2015/082722 A1 [0003]
    • WO 2015/104253 A1 [0003]
    • WO 2015/173411 A1 [0003]
    • WO 2015/155167 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Hubkolbenmaschine (10), insbesondere eine Verbrennungskraftmaschine, mit einem veränderbaren Verdichtungsverhältnis, mit einem Ölfilter (83), der in Schmiermittelfließrichtung hinter einer Ölpumpe (81) angeordnet ist, und mit einem Hilfsfilter (90), der in Schmiermittelfließrichtung hinter dem Ölfilter (83) so angeordnet ist, dass ein durch den Hilfsfilter (90) fließender Schmiermittelstrom zum Betätigen der Veränderung des Verdichtungsverhältnisses verwendbar ist.
  2. Hubkolbenmaschine (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Ölkreis zwischen dem Ölfilter (83) und dem Hilfsfilter (90) eine Abzweigung vorgesehen ist, so dass nur ein Teil des Fluidstroms vom Ölfilter (83) zum Hilfsfilter (90) gelangt.
  3. Hubkolbenmaschine (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zum Ölfilter (83) ein Überströmventil (84) angeordnet ist und für den Hilfsfilter (90) kein Überströmventil vorgesehen ist.
  4. Hubkolbenmaschine (10) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsfilter (90) im oder am Zylinderblock der Hubkolbenmaschine (10) angeordnet und/oder ortsfest relativ zum Zylinderblock der Hubkolbenmaschine (10) ist.
  5. Hubkolbenmaschine (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsfilter (90) in der Kurbelwelle (22) der Hubkolbenmaschine (10) angeordnet ist.
  6. Hubkolbenmaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hilfsfilter (90) in zumindest einem Pleuel (18) und insbesondere in sämtlichen Pleueln (18) der Hubkolbenmaschine (10) angeordnet ist.
  7. Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Pleuel (18) ein Ölfangbereich (92) vorgesehen ist, der über eine Unterbrechung oder eine Mehrzahl von Unterbrechungen in einer Lagerschale (94) des Pleuels mit dem Schmiermittel versorgbar ist.
  8. Hubkolbenmaschine gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Pleuel (18), wenn sich der Kurbeltrieb im oberen Totpunkt befindet, am unten gelegenen mittigen Bereich der Pleuellagerung keine Unterbrechung in der Lagerschale (94) der Pleuellagerung vorgesehen ist.
  9. Hubkolbenmaschine gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsfilter (90) in einer Aufnahme des Pleuels (18) aufgenommen ist und eine Lagerschale (94) der Pleuellagerung oder zumindest ein Teil davon so angeordnet ist, dass sie als eine Wegbegrenzung gegen eine Entfernung des Hilfsfilters (90) aus der Aufnahme wirkt.
  10. Hubkolbenmaschine gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Filterfläche des Hilfsfilters (90) um mindestens 50% größer ist, als die Querschnittsfläche des Strömungskanals ausgehend von dem Hilfsfilter (90) in Richtung zu einem Verstellmechanismus (26) zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses.
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