DE112015005730T5

DE112015005730T5 - Variabellängen-Pleuelstange und Variabel-Verdichtungsverhältnis-Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE112015005730T5
Application number: DE112015005730.7T
Authority: DE
Inventors: Shuichi Ezaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2017-09-14
Also published as: JP2016118277A; CN107110016A; US20170342897A1; WO2016103554A1

Abstract

Die Variabellängen-Pleuelstange 6 weist auf: einen Pleuelstangenkörper 31, ein Exzenterelement 32, welches sich in Bezug auf den Pleuelstangenkörper drehen kann und in welchem, wenn gedreht, die wirksame Länge der Variabellängen-Pleuelstange geändert wird, einen ersten Kolbenmechanismus 33, der bewirkt, dass sich das Exzenterelement in eine Richtung dreht, wenn Hydraulikfluid zugeführt wird, einen zweiten Kolbenmechanismus 34, der bewirkt, dass sich das Exzenterelement in die entgegengesetzte Richtung dreht, wenn Hydraulikfluid zugeführt wird, und einen Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35, der Strömungsrichtungen von Hydraulikfluid zwischen dem ersten Kolbenmechanismus 33 und dem zweiten Kolbenmechanismus 34 umschaltet. Der erste Kolbenmechanismus und der zweite Kolbenmechanismus sind so ausgebildet, dass ein erstes Zylindervolumen, das durch eine Hublänge des ersten Kolbens und eine Querschnittsfläche des ersten Zylinders definiert ist, gleich ist zu einem zweiten Zylindervolumen, das durch eine Hublänge des zweiten Kolbens und eine Querschnittsfläche des zweiten Zylinders definiert ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Variabellängen-Pleuelstange, welche ihre wirksame Länge ändern kann, und einen Variabel-Verdichtungsverhältnis-Verbrennungsmotor, welcher mit einer Variabellängen-Pleuelstange versehen ist.
Stand der Technik
In der Vergangenheit ist ein Verbrennungsmotor bekannt geworden, der mit einem Variabel-Verdichtungsverhältnis-Mechanismus versehen ist, welcher ein mechanisches Verdichtungsverhältnis des Verbrennungsmotors ändern kann. Als solch ein Variabel-Verdichtungsverhältnis-Mechanismus wurden diverse Mechanismen vorgeschlagen. Als einer unter diesen kann einer, welcher die wirksame Länge einer Pleuelstange, die in dem Verbrennungsmotor verwendet ist, ändern kann, erwähnt werden (zum Beispiel PTL'n 1–4). In dieser Hinsicht meint die „wirksame Länge einer Pleuelstange” die Distanz zwischen einem Zentrum bzw. einer Mitte einer Kurbelzapfenaufnahmeöffnung, welche einen Kurbelzapfen aufnimmt, und einem Zentrum bzw. einer Mitte einer Kolbenbolzenaufnahmeöffnung, welche einen Kolbenbolzen aufnimmt. Daher wird, wenn die wirksame Länge einer Pleuelstange länger wird, ein Verbrennungskammervolumen, wenn der Kolben sich am oberen Totpunkt des Verdichtungshubes befindet, kleiner und nimmt daher das mechanische Verdichtungsverhältnis zu. Andererseits wird, wenn die wirksame Länge einer Pleuelstange kürzer wird, das Verbrennungskammervolumen, wenn der Kolben sich am oberen Totpunkt des Verdichtungshubes bzw. -taktes befindet, größer und sinkt daher das mechanische Verdichtungsverhältnis.
Als eine Variabellängen-Pleuelstange, welche in der wirksamen Länge verändert werden kann, ist eine bekannt, welche mit einem Pleuelstangenkörper mit einem kleinen bzw. schmalen Ende versehen ist, an dem ein Exzenterelement (Exzenterarm oder Exzenterhülse), welches sich in Bezug auf den Pleuelstangenkörper drehen bzw. schwenken kann, vorgesehen ist (zum Beispiel PTL'n 1 und 2). Das Exzenterelement hat eine Kolbenbolzenaufnahmeöffnung, welche den Kolbenbolzen aufnimmt. Diese Kolbenbolzenaufnahmeöffnung ist so vorgesehen, dass sie in Bezug auf eine Dreh- bzw. Schwenkachse des Exzenterelements versetzt ist. In solch einer Variabellängen-Pleuelstange kann, wenn die Dreh- bzw. Schwenkposition des Exzenterelements verändert wird, die wirksame Länge der Pleuelstange dementsprechend verändert werden.
Zitierliste
Patentliteratur

PTL 1: Internationale Offenlegungsschrift Nr. 2014/019683A
PTL 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. H03-242433A
PTL 3: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2011-196549A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In dieser Hinsicht offenbart PTL 1 die Verwendung zweier Kolbenmechanismen, um zu bewirken, dass sich das Exzenterelement dreht. Die Zylinder der beiden Kolbenmechanismen sind durch einen Fluidpfad verbunden. Ein Teil des Hydraulikfluids, das aus einem Zylinder herausströmt, strömt in den anderen Zylinder ein.
Jedoch wird in der in PTL 1 beschriebenen Vorrichtung einhergehend mit einem Betrieb des Kolbenmechanismus Hydraulikfluid zu dem Kolbenmechanismus und dem Fluidpfad zwischen dem Kolbenmechanismus von der äußeren Hydraulikfluid-Speisequelle her zugeführt. Wenn Hydraulikfluid auf diese Weise von der Außenseite her zugeführt wird, treten umso mehr Blasen in das Hydraulikfluid ein, desto größer die Zuführmenge oder desto schneller die Zuführrate ist. Wenn Blasen auf diese Weise in das Hydraulikfluid eintreten, ist der Kolbenmechanismus ungewollt veränderlich.
Daher ist unter Berücksichtigung des obigen Problems ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Variabellängen-Pleuelstange bereitzustellen, wobei Blasen davon abgehalten werden, in ein Hydraulikfluid in einem Zylinder eines Kolbenmechanismus einzutreten.
Problemlösung
Um das obige Problem zu lösen, werden die folgenden Erfindungen bereitgestellt.

(1) Eine Variabellängen-Pleuelstange, die eine Änderung einer wirksamen Länge ermöglicht, aufweisend: einen Pleuelstangenkörper, der an seinem großen bzw. breiten Ende eine Kurbelaufnahmeöffnung hat, welche einen Kurbelzapfen aufnimmt, ein Exzenterelement, das an einem kleinen bzw. schmalen Ende in der zu dem großen Ende entgegengesetzten Seite angebracht ist, sodass es sich in Bezug auf den Pleuelstangenkörper in der Umfangsrichtung des kleinen Endes drehen und, wenn gedreht, eine wirksame Länge der Variabellängen-Pleuelstange ändern kann, einen ersten Kolbenmechanismus, welcher einen ersten Zylinder, der in dem Pleuelstangenkörper vorgesehen ist, und einen ersten Kolben hat, der in dem ersten Zylinder gleitet, und welcher so konfiguriert ist, dass, wenn Hydraulikfluid in den ersten Zylinder zugeführt wird, das Exzenterelement in eine Richtung gedreht wird, um die wirksame Länge länger zu machen, einen zweiten Kolbenmechanismus, welcher einen zweiten Zylinder, der in dem Pleuelstangenkörper vorgesehen ist, und einen zweiten Kolben hat, der in dem zweiten Zylinder gleitet, und welcher so konfiguriert ist, dass, wenn Hydraulikfluid in den zweiten Zylinder zugeführt wird, dass Exzenterelement in eine zu der einen Richtung entgegengesetzte Richtung gedreht wird, um die wirksame Länge kürzer zu machen, und einen Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus, welcher zwischen einem ersten Zustand, in dem er eine Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder zu dem zweiten Zylinder verhindert, aber eine Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder zu dem ersten Zylinder erlaubt, und einem zweiten Zustand, in dem er eine Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder zu dem zweiten Zylinder erlaubt, aber eine Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder zu dem ersten Zylinder verhindert, umgeschaltet werden kann, wobei der erste Kolbenmechanismus und der zweite Kolbenmechanismus so ausgebildet sind, dass ein erstes Zylindervolumen, das durch eine Hublänge des ersten Kolbens und eine Querschnittsfläche des ersten Zylinders definiert ist, gleich zu einem zweiten Zylindervolumen ist, das durch eine Hublänge des zweiten Kolbens und eine Querschnittsfläche des zweiten Zylinders definiert ist.
(2) Die Variabellängen-Pleuelstange gemäß obiger (1), wobei die Querschnittsfläche des ersten Zylinders größer als die Querschnittsfläche des zweiten Zylinders ist und der erste Zylinder im Vergleich zu dem zweiten Zylinder auf der Seite des großen Endes vorgesehen ist.
(3) Die Variabellängen-Pleuelstange gemäß obiger (1) oder (2), wobei das Exzenterelement aufweist: Eine Hülse, welche in einer Hülsenaufnahmeöffnung, die an einem kleinen bzw. schmalen Ende des Verbindungsstangenkörpers ausgebildet ist, aufgenommen ist, sodass sie drehbar ist, einen ersten Arm, der sich von der Hülse zu einer Seite des Pleuelstangenkörpers in der Breitenrichtung hin erstrecht, und einen zweiten Arm, der sich von der Hülse zu der anderen Seite des Pleuelstangenkörpers in der Breitenrichtung hin erstreckt, wobei der erste Arm durch ein erstes Verbindungselement mit dem ersten Kolben verbunden ist, der zweite Arm durch ein zweites Verbindungselement mit dem zweiten Kolben verbunden ist und eine Distanz zwischen einem Verbindungspunkt des ersten Verbindungselements mit dem ersten Arm und einer Mittelachse der Hülse kürzer ist als eine Distanz zwischen einem Verbindungspunkt des zweiten Verbindungselements mit dem zweiten Arm und einer Mittelachse der Hülse.
(4) Die Variabellängen-Pleuelstange gemäß irgendeiner von obigen (1) bis (3), wobei der erste Zylinder des ersten Kolbenmechanismus und der zweite Zylinder des zweiten Kolbenmechanismus durch den Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus und einen Fluidpfad verbunden sind, die Variabellängen-Pleuelstange ferner einen Nachfüllfluidpfad aufweist, der mit dem Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus oder einem Fluidpfad zwischen dem ersten Zylinder und dem zweiten Zylinder in Verbindung steht, und Hydraulikfluid von der Hydraulikfluid-Speisequelle dem Nachfüllfluidpfad zugeführt wird.
(5) Die Variabellängen-Pleuelstange gemäß irgendeiner von obigen (1) bis (4), wobei der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand umgeschaltet wird, indem Hydraulikdruck durch einen Hydraulikdruckzuführfluidpfad strömt, der mit der Hydraulikdruck-Speisequelle verbunden ist, und der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus so konfiguriert ist, dass er den zweiten Zustand annimmt, indem die wirksame Länge der Variabellängen-Pleuelstange kürzer wird, wenn kein Hydraulikdruck durch den Hydraulikdruckzuführfluidpfad zugeführt bzw. gefördert wird, und dass er den ersten Zustand annimmt, indem die wirksame Länge der Variabellängen-Pleuelstange länger wird, wenn Hydraulikdruck durch den Hydraulikdruckzuführfluidpfad zugeführt bzw. gefördert wird.
(6) Die Variabellängen-Pleuelstange gemäß irgendeiner der obigen (1) bis (5), wobei das Strömungsrichtung-Änderungsventil aufweist: einen Schaltbolzen, der in dem Pleuelstangenkörper angeordnet ist und sich zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegen kann, und ein Rückschlagventil, das in dem Schaltbolzen angeordnet ist, und wobei der Schaltbolzen und das Rückschlagventil so konfiguriert sind, dass, wenn der Schaltbolzen sich in der ersten Position befindet, wegen des Rückschlagventils eine Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder zu dem zweiten Zylinder verhindert wird, aber eine Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder zu dem ersten Zylinder erlaubt wird, und wenn sich der Schaltbolzen in der zweiten Position befindet, wegen des Rückschlagventils eine Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder zu dem zweiten Zylinder erlaubt wird, aber eine Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder zu dem ersten Zylinder verhindert wird.
(7) Die Variabellängen-Pleuelstange gemäß obiger (6), wobei zwei der Rückschlagventile vorgesehen sind und der Schaltbolzen und die beiden Rückschlagventile so konfiguriert sind, dass, wenn der Schaltbolzen sich in der ersten Position befindet, wegen eines der beiden Rückschlagventile eine Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder zu dem zweiten Zylinder verhindert wird, aber eine Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder zu dem ersten Zylinder erlaubt wird, und wenn sich der Schaltbolzen in der zweiten Position befindet, wegen des anderen der beiden Rückschlagventile eine Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder zu dem zweiten Zylinder erlaubt wird, aber eine Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder zu dem ersten Zylinder verhindert wird.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Variabellängen-Pleuelstange bereitgestellt, in welcher Blasen davon abgehalten werden, in ein Hydraulikfluid in einem Zylinder eines Kolbenmechanismus einzutreten.
Figurenkurzbeschreibung
1 ist eine schematische seitliche Querschnittsansicht eines Variabel-Verdichtungsverhältnis-Verbrennungsmotors.
2 ist eine perspektivische Ansicht, welche schematisch eine Variabellängen-Pleuelstange gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine seitliche Querschnittsansicht, welche schematisch eine Variabellängen-Pleuelstange gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine schematische perspektivische Zerlegungsansicht der Nähe eines kleinen Endes eines Pleuelstangenkörpers.
5 ist eine schematische perspektivische Zerlegungsansicht der Nähe eines kleinen Endes eines Pleuelstangenkörpers.
6 ist eine seitliche Querschnittsansicht, welche schematisch eine Variabellängen-Pleuelstange gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Pleuelstange, wobei ein Bereich, in dem ein Strömungsrichtung-Umschaltmechanismus vorgesehen ist, vergrößert ist.
8 ist eine Querschnittsansicht einer Pleuelstange ähnlich zu 7, wobei ein Bereich, in dem ein Strömungsrichtung-Umschaltmechanismus vorgesehen ist, vergrößert ist.
9 ist eine schematische Ansicht, welche einen Betrieb eines Strömungsrichtung-Umschaltmechanismus erläutert, wenn Hydraulikdruck von einer Hydraulikdruck-Speisequelle an einen Schaltbolzen geliefert wird.
10 ist eine schematische Ansicht, welche einen Betrieb eines Strömungsrichtung-Umschaltmechanismus erläutert, wenn kein Hydraulikdruck von einer Hydraulikdruck-Speisequelle an einen Schaltbolzen geliefert wird.
Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren im Detail erläutert werden. Es ist zu bemerken, dass in der folgenden Erläuterung ähnlichen Bauelementen die gleichen Bezugsbezeichnungen zugeordnet werden.
<Variabel-Verdichtungsverhältnis-Verbrennungsmotor>
1 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines Variabel-Verdichtungsverhältnis-Verbrennungsmotors gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf 1 bezeichnet 1 einen Verbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor 1 weist ein Kurbelgehäuse 2, einen Zylinderblock 3, einen Zylinderkopf 4, einen Kolben 5, eine Variabellängen-Pleuelstange 6, eine Verbrennungskammer 7, eine Zündkerze 8, die im Zentrum der oberen Fläche bzw. Oberseite der Verbrennungskammer 7 angeordnet ist, ein Einlassventil 9, eine Einlassnockenwelle 10, einen Einlassdurchlass bzw. Einlasskanal 11, ein Auslassventil 12, eine Auslassnockenwelle 13 und einen Auslassdurchlass bzw. Auslasskanal 14 auf.
Die Variabellängen-Pleuelstange 6 ist an einem kleinen bzw. schmalen Ende dieser durch einen Kolbenbolzen 21 mit dem Kolben 5 verbunden und ist an einem großen bzw. breiten Ende dieser mit einem Kurbelzapfen 22 der Kurbelwelle verbunden. Die Variabellängen-Pleuelstange 6 kann, wie später erläutert, die Distanz von der Längsachse des Kolbenbolzens 21 bis zu der Längsachse des Kurbelzapfens 22, d. h. die wirksame Länge, ändern.
Wenn die wirksame Länge der Variabellängen-Pleuelstange 6 länger wird, ist die Länge vom Kurbelzapfen 22 bis zu dem Kolbenbolzen 21 länger und ist daher, wie durch die Volllinie in der Figur gezeigt, das Volumen der Verbrennungskammer 7 kleiner, wenn sich der Kolben 5 am oberen Totpunkt befindet. Andererseits ändert sich, sogar wenn sich die wirksame Länge der Variabellängen-Pleuelstange 6 ändert, die Hublänge des Kolbens 5, der sich in dem Zylinder hin und her bewegt, nicht. Daher ist zu dieser Zeit das mechanische Verdichtungsverhältnis in dem Verbrennungsmotor 1 größer.
Andererseits ist, wenn die wirksame Länge der Variabellängen-Pleuelstange 6 kürzer ist, die Länge vom Kurbelzapfen 22 bis zum Kolbenbolzen 21 kürzer und ist daher, wie durch die gestrichelte Linie in der Figur gezeigt, das Volumen der Verbrennungskammer größer, wenn sich der Kolben am oberen Totpunkt befindet. Jedoch ist die Hublänge des Kolbens 5 konstant, wie oben erläutert. Daher ist zu dieser Zeit das mechanische Verdichtungsverhältnis in dem Verbrennungsmotor 1 kleiner.
<Konfiguration der Variabellängen-Pleuelstange>
2 ist eine perspektivische Ansicht, welche schematisch die Variabellängen-Pleuelstange 6 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, wohingegen 3 eine seitliche Querschnittsansicht ist, welche schematisch eine Variabellängen-Pleuelstange 6 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in 2 und 3 gezeigt, weist die Variabellängen-Pleuelstange 6 einen Pleuelstangenkörper 31, ein Exzenterelement 32, welches an dem Pleuelstangenkörper 31 angebracht ist, sodass es drehbar ist, einen ersten Kolbenmechanismus 33 und einen zweiten Kolbenmechanismus 34, welche an dem Pleuelstangenkörper 31 vorgesehen sind, und einen Strömungsrichtung-Umschaltmechanismus 35 auf, welcher die Strömung von Hydraulikfluid zu diesen Kolbenmechanismen 33 und 34 umschaltet.
Zuerst wird der Pleuelstangenkörper 31 erläutert werden. Der Pleuelstangenkörper 31 hat an einem Ende eine Kurbelzapfenaufnahmeöffnung 41, welche den Kurbelzapfen 33 der Kurbelwelle aufnimmt, und hat an dem anderen Ende eine Hülsenaufnahmeöffnung 42, welche die Hülse des später erläuterten Exzenterelements 32 aufnimmt. Die Kurbelzapfenaufnahmeöffnung 41 ist größer als die Hülsenaufnahmeöffnung 42, und daher wird das Ende des Pleuelstangenkörpers 31 der Seite, wo die Kurbelzapfenaufnahmeöffnung 41 vorgesehen ist, das große bzw. breite Ende 31a genannt werden, wohingegen das Ende des Pleuelstangenkörpers 31 der Seite, wo die Hülsenaufnahmeöffnung 42 vorgesehen ist, das kleine bzw. schmale Ende 31b genannt werden wird.
Es ist zu bemerken, dass in dieser Beschreibung eine Achse X, die sich zwischen einer Mittelachse Y1 der Kurbelzapfenaufnahmeöffnung 41 (d. h. der Längsachse des in der Kurbelzapfenaufnahmeöffnung 41 aufgenommenen Kurbelzapfens 22) und einer Mittelachse Y2 der Hülsenaufnahmeöffnung 42 (d. h. der Längsachse der in der Hülsenaufnahmeöffnung 42 aufgenommenen Hülse) erstreckt (3), d. h. die Linie, welche durch die Mitte des Pleuelstangenkörpers 31 hindurch verläuft, die „Längsachse der Pleuelstange 6” genannt werden wird. Ferner wird die Länge der Pleuelstange in der Richtung senkrecht zu der Längsachse X der Pleuelstange 6 und senkrecht zu der Mittelachse Y1 der Kurbelzapfenaufnahmeöffnung 41, die „Breite der Pleuelstange” genannt werden. Darüber hinaus wird die Länge der Pleuelstange in der Richtung parallel zu der Mittelachse Y1 der Kurbelzapfenaufnahmeöffnung 41, die „Dicke der Pleuelstange” genannt werden.
Wie aus 2 und 3 zu verstehen sein wird, ist die Breite des Pleuelstangenkörpers 31 am kleinsten bzw. schmalsten an dem Zwischenabschnitt zwischen dem großen Ende 31a und dem kleinen Ende 31b. Ferner ist die Breite des großen Endes 31a größer als die Breite des kleinen Endes 31b. Andererseits ist die Dicke des Pleuelstangenkörpers 31 im Wesentlichen eine konstante Dicke, ausgenommen des Bereichs, in dem die Kolbenmechanismen 33, 34 vorgesehen sind.
Als Nächstes wird das Exzenterelement 32 erläutert werden. 4 und 5 sind schematische perspektivische Ansichten der Nähe des kleinen Endes 31b des Pleuelstangenkörpers 31. In 4 und 5 ist das Exzenterelement 32 in dem Zerlegungszustand gezeigt. Bezugnehmend auf 2 bis 5 weist das Exzenterelement 32 auf: eine zylindrische Hülse 32a, die in einer in dem Pleuelstangenkörper 31 ausgebildeten Hülsenaufnahmeöffnung 42 aufgenommen ist, ein Paar von ersten Armen 32b, die sich von der Hülse 32a in einer Richtung der Breitenrichtung des Pleuelstangenkörpers 31 erstrecken, und ein Paar von zweiten Armen 32c, die sich von der Hülse 32a in der anderen Richtung der Breitenrichtung des Pleuelstangenkörpers 31 (Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zu der obigen einen Richtung) erstrecken. Die Hülse 32a kann sich in der Hülsenaufnahmeöffnung 42 in einer Umfangsrichtung dieser drehen, und daher ist das Exzenterelement 32 so angebracht, dass es in der Umfangsrichtung des kleinen Endes 31 in Bezug auf den Pleuelstangenkörper 31 in dem kleinen Ende 31b des Pleuelstangenkörpers 31 drehbar ist.
Ferne hat die Hülse 32a des Exzenterelements 32 eine Kolbenbolzenaufnahmeöffnung 32b zum Aufnehmen eines Kolbenbolzens 21. Diese Kolbenbolzenaufnahmeöffnung 32d ist in einer zylindrischen Form ausgebildet. Die zylindrische Kolbenbolzenaufnahmeöffnung 32d hat eine Mittellinie bzw. Längsachse Y3, die parallel zu der Mittelachse Y2 der zylindrischen Gestalt der Hülse 32a ist, aber ist so ausgebildet, dass sie nicht koaxial zu dieser wird. Daher ist die Mitte der Kolbenbolzenaufnahmeöffnung 32d zu der Mitte der zylindrischen Außengestalt der Hülse 32a versetzt.
Daher ändert sich, wenn sich das Exzenterelement 32 dreht, die Relativposition der Kolbenbolzenaufnahmeöffnung 32d in der Hülsenaufnahmeöffnung 42. Wenn die Position der Kolbenbolzenaufnahmeöffnung 32d sich auf der Seite des großen Endes 31a in der Hülsenaufnahmeöffnung 42 befindet, wird die wirksame Länge der Pleuelstange 6 kürzer. Umgekehrt wird, wenn sich die Position der Kolbenbolzenaufnahmeöffnung 32d auf der zu der Seite des großen Endes 31a entgegengesetzten Seite in der Hülsenaufnahmeöffnung 42 befindet, die wirksame Länge der Pleuelstange länger. Daher ändert sich gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch Drehen des Exzenterelements die wirksame Länge der Pleuelstange 6.
Als Nächstes wird unter Bezugsaufnahme auf 3 der erste Kolbenmechanismus 33 erläutert werden. Der erste Kolbenmechanismus 33 hat einen ersten Zylinder 33a, welcher in dem Pleuelstangenkörper 31 ausgebildet ist, und einen ersten Kolben 33b, welcher in dem ersten Zylinder 33a gleitet. Der erste Zylinder 33a ist von der Längsachse X der Pleuelstange 6 aus fast vollständig oder vollständig auf der Seite des ersten Arms 32b angeordnet. Ferner ist der erste Zylinder 33a um ein bestimmtes Windelmaß in Bezug auf die Längsachse X geneigt angeordnet, sodass er in der Breitenrichtung des Pleuelstangenkörpers 31 umso mehr zu dem kleinen Ende 31b herausragt. Ferner ist der erste Zylinder 33a durch einen ersten Kolbenverbindungsfluidpfad 51 und einen zweiten Kolbenverbindungsfluidpfad 52 mit dem Strömungsrichtung-Umschaltmechanismus 35 verbunden.
Der erste Kolben 33b ist durch ein erstes Verbindungselement 45 mit dem ersten Arm 32b des Exzenterelements 32 verbunden. Der erste Kolben 33b ist durch einen Bolzen 45a mit dem ersten Verbindungselement 45 verbunden, sodass es drehbar bzw. schwenkbar ist. Der erste Arm 32b ist an dem Endabschnitt, der entgegengesetzt zu der mit der Hülse 32a verbundenen Seite ist, durch einen Bolzen 45b mit dem ersten Verbindungselement 45 verbunden, sodass es drehbar bzw. schwenkbar ist.
Als Nächstes wird der zweite Kolbenmechanismus 34 erläutert werden. Der zweite Kolbenmechanismus 34 hat einen zweiten Zylinder 34a, welcher in dem Pleuelstangenkörper 31 ausgebildet ist, und einen zweiten Kolben 34b, welcher in dem zweiten Zylinder 34a gleitet. Der zweite Zylinder 34a ist in Bezug auf die Längsachse X der Pleuelstange 6 fast vollständig oder vollständig auf der Seite des zweiten Arms 32c angeordnet. Ferner ist der zweite Zylinder 34a von der Längsachse X um ein bestimmtes Winkelmaß geneigt angeordnet, sodass er, umso näher zu dem kleinen Ende 31b hin, weiter in der Breitenrichtung des Pleuelstangenkörpers 31 heraussteht. Ferner steht der zweite Zylinder 34a durch einen dritten Kolbenverbindungsfluidpfad 53 und einen vierten Kolbenverbindungsfluidpfad 54 mit dem Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 in Verbindung. Darüber hinaus ist in der vorliegenden Aufführungsform der zweite Zylinder 34a im Vergleich zu dem ersten Zylinder 33a auf der Seite des kleinen Endes 31b vorgesehen.
Der zweite Kolben 34b ist durch ein zweites Verbindungselement 46 mit dem zweiten Arm 32c des Exzenterelements 32 verbunden. Der zweite Kolben 34b ist durch einen Bolzen 46a mit dem zweiten Verbindungselement 46 verbunden, sodass es drehbar bzw. schwenkbar ist. Der zweite Arm 32c ist an dem Endabschnitt der zu der Seite, die mit der Hülse 32a verbunden ist, entgegengesetzten Seite durch einen Bolzen 46b mit dem zweiten Verbindungselement 46 verbunden, sodass es drehbar bzw. schwenkbar ist.
In diesem Zusammenhang wird das Volumen, das durch die Hublänge S₁ des ersten Kolbens 33b und dem Bohrungsdurchmesser d₁ des ersten Zylinders 33a (d. h. die Querschnittsfläche des ersten Zylinders 33a) definiert ist, als das erste Zylindervolumen V₁ (V₁ = S₁·π·d₁ ²/4) bezeichnet. In gleicher Weise wird das Volumen, das durch die Hublänge S₂ des zweiten Kolbens 34b und den Bohrungsdurchmesser d₂ des zweiten Zylinders 34a (d. h. die Querschnittsfläche des zweiten Zylinders 34a) definiert ist, als das zweite Zylindervolumen V₂ (V₂ = S₂·π·d₂ ²/4) bezeichnet. In der vorliegenden Ausführungsform sind der erste Kolbenmechanismus 33 und der zweite Kolbenmechanismus 34 so ausgebildet, dass das erste Zylindervolumen V₁ und das zweite Zylindervolumen V₂, die so definiert sind, gleich sind.
Darüber hinaus ist in der vorliegenden Aufführungsform der Bohrungsdurchmesser d₁ des ersten Zylinders 33a größer als der Bohrungsdurchmesser d₂ des zweiten Zylinders 34a. Das heißt, die Querschnittsfläche des ersten Zylinders 33a ist größer als die Querschnittsfläche des zweiten Zylinders 34a. Daher ist die Hublänge S₁ des ersten Kolbens 33b kürzer als die Hublänge S₂ des zweiten Kolbens 34b, sodass das erste Zylindervolumen V₁ und das zweite Zylindervolumen V₂ gleich sind.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Länge des ersten Arms 32b des Exzenterelements 32 und die Länge des zweiten Arms 32c unterschiedlich, sodass die Hublänge S₁ des ersten Kolbens 33b kürzer als die Hublänge S₂ des zweiten Kolbens 34b ist. Genauer sind diese Arme 32b, 32c so geformt, dass die Länge des ersten Arms 32b kürzer als die Länge des zweiten Arms 32c ist. Als Ergebnis ist die Distanz R₁ zwischen dem Verbindungspunkt des ersten Verbindungselements 45 mit dem ersten Arm 32b (d. h. der Längsachse des Bolzens 45b) und der Mittelachse Y₂ der Hülsenaufnahmeöffnung 42 kürzer als die Distanz R₂ zwischen dem Verbindungspunkt des zweiten Verbindungselements 46 mit dem zweiten Arm 32c (d. h. der Längsachse des Bolzens 46b) und der Mittelachse Y₂ der Hülsenaufnahmeöffnung 42. Demgemäß kann die Hublänge S₁ kürzer als die Hublänge S₂ sein.
<Betrieb der Variabellängen-Pleuelstange>
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 6 der Betrieb des so konfigurierten Exzenterelements 32, ersten Kolbenmechanismus 33 und zweiten Kolbenmechanismus 34 erläutert werden. 6(A) zeigt den Zustand, in dem dem ersten Zylinder 33a des ersten Kolbenmechanismus 33 Hydraulikfluid zugeführt wird und dem zweiten Zylinder 34a des zweiten Kolbenmechanismus 34 kein Hydraulikfluid zugeführt wird. Andererseits zeigt 6(B) den Zustand, in dem dem ersten Zylinder 33a des ersten Kolbenmechanismus 33 kein Hydraulikfluid zugeführt wird und dem zweiten Zylinder 34a des zweiten Kolbenmechanismus 34 Hydraulikfluid zugeführt wird.
In diesem Zusammenhang kann, wie später erläutert, der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 zwischen einem ersten Zustand, in dem er die Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a verhindert und die Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33a erlaubt bzw. ermöglicht, und einem zweiten Zustand, in dem er die Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a erlaubt bzw. ermöglicht und die Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33a verhindert, umgeschaltet werden.
Wenn der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 sich in dem ersten Zustand befindet, in dem er eine Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a verhindert und eine Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33a erlaubt, wie in 6(A) gezeigt, wird Hydraulikfluid dem ersten Zylinder 33a zugeführt und Hydraulikfluid aus dem zweiten Zylinder 34a ausgegeben. Daher geht der erste Kolben 33b hoch und geht der mit dem ersten Kolben 33b verbundene erste Arm 32b des Exzenterelements 32 ebenfalls hoch. Andererseits geht der zweite Kolben 34b herunter und geht der mit dem zweiten Kolben 34b verbundene zweite Arm 32c ebenfalls herunter. Als Ergebnis dreht sich in dem in 6(A) gezeigten Beispiel das Exzenterelement 32 in der Pfeilrichtung der Figur und geht als Ergebnis die Position der Kolbenbolzenaufnahmeöffnung 32d nach oben. Daher wird die Länge zwischen der Mitte der Kurbelaufnahmeöffnung 41 und der Mitte der Kolbenbolzenaufnahmeöffnung 32d, d. h. die wirksame Länge der Pleuelstange 6, länger und wird L1 in der Figur. Das heißt, wenn Hydraulikfluid dem Inneren des ersten Zylinders 33a zugeführt wird und Hydraulikfluid aus dem zweiten Zylinder 34a ausgegeben wird, wird die wirksame Länge der Pleuelstange 6 länger.
Andererseits wird, wenn sich der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 in dem zweiten Zustand befindet, in dem er die Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a erlaubt und die Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33a verhindert, wie in 6(B) gezeigt, Hydraulikfluid dem Inneren des zweiten Zylinders 34a zugeführt und Hydraulikfluid aus dem ersten Zylinder 33a ausgegeben. Daher geht der zweite Kolben 34b hoch und geht der mit dem zweiten Kolben 34b verbundene zweite Arm 32c des Exzenterelements 32 ebenfalls hoch. Andererseits geht der erste Kolben 33b herunter und geht der mit dem ersten Kolben 33b verbundene erste Arm 32b ebenfalls herunter. Als Ergebnis dreht sich in dem in 6(B) gezeigten Beispiel das Exzenterelement 32 in der Pfeilrichtung in der Figur (Richtung entgegengesetzt zum Pfeil von 6(A)) und geht als Ergebnis die Position der Kolbenbolzenaufnahmeöffnung 32d herunter. Daher wird die Länge zwischen der Mitte der Kurbelaufnahmeöffnung 41 und der Mitte der Kolbenbolzenaufnahmeöffnung 32d, d. h. die wirksame Länge der Pleuelstange 6, in der Figur L2, die kürzer als L1 ist. Das heißt, wenn Hydraulikfluid dem Inneren des zweiten Zylinders 34a zugeführt wird und Hydraulikfluid aus dem ersten Zylinder 33a ausgegeben wird, wird die wirksame Länge der Pleuelstange 6 kürzer.
Daher kann in der Pleuelstange 6 gemäß der vorliegenden Aufführungsform, wie oben erläutert, die wirksame Länge der Pleuelstange 6 zwischen L1 und L2 umgeschaltet werden, indem der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand umgeschaltet wird. Als Ergebnis ist es in dem die Pleuelstange 6 nutzenden Verbrennungsmotor 1 möglich, dass mechanische Verdichtungsverhältnis zu ändern.
In diesem Zusammenhang wird, wenn der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 sich in dem ersten Zustand befindet, im Wesentlichen kein Hydraulikfluid von außen her zugeführt. Der erste Kolben 33b und der zweite Kolben 34b bewegen sich zu den in 6(A) gezeigten Positionen und werden an bzw. in diesen Positionen gehalten. Dies ist so, weil, wenn sich der Kolben 5 in dem Zylinder des Verbrennungsmotors 1 hin und her bewegt und eine aufwärtige Trägheitskraft auf den Kolben 5 einwirkt, der zweite Kolben 34b hereingedrückt wird und dementsprechend Hydraulikfluid in dem zweiten Zylinder 34a sich zu dem ersten Zylinder 33a hin bewegt. Andererseits wird, wenn sich der Kolben 5 in dem Zylinder des Verbrennungsmotors 1 hin und her bewegt und eine abwärtige Trägheitskraft auf den Kolben 5 einwirkt oder wenn das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer 7 verbrennt und eine abwärtige Kraft auf den Kolben 5 einwirkt, versucht, den ersten Kolben 33b hereinzudrücken. Jedoch wird wegen des Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 die Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a verhindert und strömt daher Hydraulikfluid in dem ersten Zylinder 33a nicht aus und wird somit der erste Kolben 33b nicht hereingedrückt.
Andererseits wird, sogar wenn sich der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 in dem zweiten Zustand befindet, im Wesentlichen kein Hydraulikfluid von außen her zugeführt. Der erste Kolben 33b und der zweite Kolben 34b bewegen sich zu den in 6(B) gezeigten Positionen hin und werden an bzw. in diesen Positionen gehalten. Dies ist so, weil, wenn der Kolben 5 sich in dem Zylinder des Verbrennungsmotors 1 hin und her bewegt und eine abwärtige Trägheitskraft auf den Kolben 5 einwirkt oder wenn das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer 7 verbrennt und eine abwärtige Kraft auf den Kolben 5 einwirkt, der erste Kolben 33b hereingedrückt wird und demgemäß Hydraulikfluid in dem ersten Zylinder 33a sich zu dem zweiten Zylinder 34a hin bewegt. Andererseits wird, wenn sich der Kolben 5 in dem Zylinder des Verbrennungsmotors 1 hin und her bewegt und eine aufwärtige Trägheitskraft auf den Kolben 5 einwirkt, versucht, den zweiten Kolben 34b hereinzudrücken. Jedoch wird wegen des Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 die Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33a verhindert und strömt daher Hydraulikfluid in dem zweiten Zylinder 34a nicht aus und wird daher der zweite Kolben 34b nicht hereingedrückt.
<Funktion und Wirkung der Variabellängen-Pleuelstange>
In der vorliegenden Ausführungsform sind der erste Kolbenmechanismus 33 und der zweite Kolbenmechanismus 34 so ausgebildet, dass das erste Zylindervolumen V₁ und das zweite Zylindervolumen V₂ zueinander gleich sind. Als Ergebnis wird, wenn der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 sich in dem ersten Zustand befindet, alles des von dem zweiten Zylinder 34a ausgegebenen Hydraulikfluids dem Inneren des ersten Zylinders 33a zugeführt. In gleicher Weise wird, wenn sich der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 in dem zweiten Zustand befindet, alles des von dem ersten Zylinder 33a ausgegebenen Hydraulikfluids dem zweiten Zylinder 34a zugeführt. Daher können gemäß der vorliegenden Erfindung die Kolbenmechanismen 33, 34 grundsätzlich betrieben werden und kann daher das Exzenterelement 32 gedreht werden, ohne Hydraulikfluid vom Äußeren her zuzuführen.
In diesem Zusammenhang treten, wenn Hydraulikfluid von außen her zugeführt wird, manchmal Blasen usw. in das zugeführte Hydraulikfluid ein. Wenn Blasen in das Hydraulikfluid auf diese Weise eintreten, wenn der erste Kolben 33b oder der zweite Kolben 34b Kraft von außen her (Trägheitskraft oder mit einer Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches einhergehende Kraft) empfängt, werden die Blasen in den Zylindern 33a, 33b komprimiert und ändert sich die Position des ersten Kolbens 33b oder zweiten Kolbens 34b. Als Ergebnis wird die wirksame Länge der Pleuelstange 6 ein sich von dem Sollwert unterscheidender Wert und ändert sich das mechanische Verdichtungsverhältnis ebenfalls.
Im Gegensatz dazu ist es in der vorliegenden Ausführungsform möglich, das Exzenterelement 32 zu drehen ohne eine Hydraulikfluidzufuhr von außen her. Daher ist es möglich, das mechanische Verdichtungsverhältnis davon abzuhalten, sich unabsichtlich einhergehend mit einem Drehen des Exzenterelements 32 infolge von in den Hydraulikdruckmechanismus eintretenden Blasen zu ändern.
Ferner wirkt, wie oben erläutert, wegen der Trägheitskraft infolge einer Hin-Und-Her-Bewegung des Kolbens 5 und einer Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches in der Verbrennungskammer 5 eine abwärtige Kraft auf den Kolben 5 ein. Unter diesen ist die infolge einer Verbrennung auftretende abwärtige Kraft äußerst groß. Daher wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer 7 verbrannt wird, eine große Abwärtskraft dem Kolben 5 beaufschlagt. Demgemäß versucht sich das Exzenterelement 32 in die durch den Pfeil in 6(B) gezeigte Richtung zu drehen. Daher wird zu dieser Zeit dem ersten Kolbenmechanismus 33 eine große Kraft in der Zusammenziehrichtung beaufschlagt.
Im Gegensatz dazu sind in der vorliegenden Ausführungsform der erste Kolbenmechanismus 33 und der zweite Kolbenmechanismus 34 so ausgebildet, dass die Querschnittsfläche des ersten Zylinders 33a größer als die Querschnittsfläche des zweiten Zylinders 34a ist. Daher wird, sogar wenn einhergehend mit einer Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemisches eine große Kraft auf den ersten Kolben 33b des ersten Kolbenmechanismus 33 einwirkt, der damit einhergehende Anstieg im Hydraulikdruck unterdrückt. Daher werden eine Leckage des Hydraulikfluids und ein Zusammenbrechen des Hydraulikdruckmechanismus usw. unterdrückt.
Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform der erste Zylinder 33a im Vergleich zu dem zweiten Zylinder 34a auf der Seite des großen Endes 31a vorgesehen. In diesem Zusammenhang ist, wenn der erste Zylinder 33a und der zweite Zylinder 34a nicht vorgesehen sind, die Breite der Pleuelstange 6 auf der Seite des großen Endes 31a größer. In der vorliegenden Ausführungsform wird es durch Anordnen des ersten Zylinders 33a auf der Seite des großen Endes 31a möglich, den ersten Zylinder 33a mit einer großen Querschnittsfläche an der Position großer Breite der Pleuelstange 6 anzuordnen. Als Ergebnis ist es möglich, einen durch das Vorsehen der Zylinder 33a, 34a bedingten Festigkeitsabfall der Pleuelstange 6 zu unterdrücken.
<Struktur des Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus>
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 7 und 8 die Konfiguration des Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 erläutert werden. 7 und 8 ist eine seitliche Querschnittsansicht der Pleuelstange, wobei ein Bereich, in dem der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 vorgesehen ist, vergrößert ist. 7 zeigt den Zustand, in dem der Schaltbolzen durch Hydraulikdruck gegen eine Vorspannfeder gedrückt ist, wohingegen 8 den Zustand zeigt, in dem der Schaltbolzen durch die Vorspannfeder vorgespannt ist. Wie oben erläutert, ist der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 ein Mechanismus, der zwischen einem ersten Zustand, in dem er die Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a verhindert und die Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33a erlaubt, und einem zweiten Zustand, in dem er die Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a erlaubt und die Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33a verhindert, umgeschaltet wird.
Wie in 7 und 8 gezeigt, weist der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 einen Schaltbolzen 61 und zwei Rückschlagventile 62, 63 auf, die in einem Fluidpfad in dem Schaltbolzen 61 vorgesehen sind. Der Schaltbolzen 61 ist zwischen den ersten und zweiten Zylindern 33a und 34a und der Kurbelaufnahmeöffnung 41 in der axialen X-Richtung des Pleuelstangenkörpers 31 angeordnet.
Der Schaltbolzen 61 ist in einer wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet und ist in einem zylindrischen Bolzenhalteraum 64 gehalten. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Bolzenhalteraum 64 so ausgebildet, dass sich dessen Längsachse in der Breitenrichtung der Pleuelstange 6 (Richtung senkrecht zur Längsachse X der Pleuelstange 6 und senkrecht zur Mittelachse Y₁ der Kurbelaufnahmeöffnung 41) erstreckt. Der Schaltbolzen 61 kann in dem Bolzenhalteraum 64 in der Richtung gleiten, in welcher sich der Bolzenhalteraum 64 erstreckt. Daher ist der Schaltbolzen 61 in dem Pleuelstangenkörper 31 so angeordnet, dass die Betätigungsrichtung die Breitenrichtung der Pleuelstange 6 ist.
Es ist zu bemerken, dass in dem dargestellten Beispiel der Bolzenhalteraum 64 als ein Bolzenhalteloch ausgebildet ist, das an einem Ende in der Breitenrichtung (rechte Seite in der Figur) verschlossen ist und an dem anderen Ende in der Breitenrichtung (linken Seite in der Figur) offen ist. Daher wird zu der Zeit der Herstellung der Schaltbolzen 61 vom offenen Ende her zum Inneren des Bolzenhalteraums 64 hin eingesetzt.
Außerdem ist eine Vorspannfeder 65 in dem Bolzenhalteraum 64 gehalten. Wegen dieser Vorspannfeder 65 ist der Schaltbolzen 61 in der Breitenrichtung des Pleuelstangenkörpers 31 vorgespannt. Insbesondere ist in dem in 7 und 8 gezeigten Beispiel der Schaltbolzen 61 in Richtung zum geschlossenen Endabschnitt des Bolzenhalteraums 64 hin vorgespannt.
Der Schaltbolzen 61 hat drei Umfangsnuten 71, 72 und 73, die sich in der Umfangsrichtung erstrecken. Diese Umfangsnuten 71, 72 und 73 sind mit bestimmten Abständen in der Längsrichtung des Schaltbolzens 61 separiert. Diese Umfangsnuten 71, 72 und 73 stehen jeweils mit Durchgangsfluidpfaden 74, 75 und 76 in Verbindung, die sich durch den Schaltbolzen 61 in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung des Schaltbolzens 61 erstrecken. Der erste Durchgangsfluidpfad, der auf einer Seite des Schaltbolzens 61 in der Längsrichtung angeordnet ist, steht durch den ersten Verbindungsfluidpfad 77 mit dem mittleren zweiten Durchgangsfluidpfad 75 in Verbindung. In gleicher Weise steht der dritte Durchgangsfluidpfad 76, der auf der anderen Seite des Schaltbolzens 61 in der Längsrichtung angeordnet ist, durch den zweiten Verbindungsfluidpfad 78 mit dem mittleren zweiten Durchgangsfluidpfad 75 in Verbindung.
In dem ersten Verbindungsfluidpfad 77 ist das erste Rückschlagventil 62 angeordnet, wohingegen in dem zweiten Verbindungsfluidpfad 78 das zweite Rückschlagventil 63 angeordnet ist. Diese Rückschlagventile 62, 63 sind so konfiguriert, dass sie die Strömung von der Primärseite zu der Sekundärseite erlauben und die Strömung von der Sekundärseite zu der Primärseite verhindern.
Das erste Rückschlagventil 62 ist so angeordnet, dass der erste Durchgangsfluidpfad 74 sich in bzw. auf der Primärseite befindet und der zweite Durchgangsfluidpfad 75 sich in bzw. auf der Sekundärseite befindet. Daher kann gesagt werden, dass das erste Rückschlagventil 62 so konfiguriert ist, dass es die Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Durchgangsfluidpfad 74 zu dem zweiten Durchgangsfluidpfad 75 erlaubt, aber die Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Durchgangsfluidpfad 75 zu dem ersten Durchgangsfluidpfad 74 verhindert. In gleicher Weise ist das zweite Rückschlagventil 63 so angeordnet, dass sich der dritte Durchgangsfluidpfad 76 in bzw. auf der Primärseite befindet und der zweite Durchgangsfluidpfad 75 in bzw. auf der Sekundärseite befindet. Daher kann gesagt werden, dass das zweite Rückschlagventil 63 so konfiguriert, dass es die Strömung von Hydraulikfluid von dem dritten Durchgangsfluidpfad 76 zu dem zweiten Durchgangsfluidpfad 75 erlaubt, aber die Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Durchgangsfluidpfad 75 zu dem dritten Durchgangsfluidpfad 76 verhindert.
Der Bolzenhalteraum 64 steht durch den ersten Kolbenverbindungsfluidpfad 51 und den zweiten Kolbenverbindungsfluidpfad 52 mit dem Bodenabschnitt des ersten Zylinders 33a in Verbindung. Der Verbindungsabschnitt des ersten Kolbenverbindungsfluidpfades 51 mit dem Bolzenhalteraum 64 ist von dem Verbindungsabschnitt des zweiten Kolbenverbindungsfluidpfades 52 mit dem Bolzenhalteraum 64 um eine bestimmte Distanz in der Breitenrichtung des Pleuelstangenkörpers 31 separiert. Ferner steht der Bolzenhalteraum 64 durch den dritten Kolbenverbindungsfluidpfad 53 und den vierten Kolbenverbindungsfluidpfad 54 mit dem Bodenabschnitt des zweiten Zylinders 34a in Verbindung. Der Verbindungsabschnitt des dritten Kolbenverbindungsfluidpfades 53 mit dem Bolzenhalteraum 64 ist von dem Verbindungsabschnitt des vierten Kolbenverbindungsfluidpfades 54 mit dem Bolzenhalteraum 64 um die obige bestimmte Distanz in der Breitenrichtung des Pleuelstangenkörpers 31 separiert.
Darüber hinaus ist die Distanz in der Breitenrichtung des Pleuelstangenkörpers 31 zwischen dem Verbindungsabschnitt des ersten Kolbenverbindungsfluidpfades 51 mit dem Bolzenhalteraum 64 und dem Verbindungsabschnitt des dritten Kolbenverbindungsfluidpfades 53 mit dem Bolzenhalteraum 64 gleich zu der Distanz in der Längsrichtung zwischen der ersten Umfangsnut 71 und der zweiten Umfangsnut 72 des Schaltbolzens 61. Außerdem ist die Distanz in der Breitenrichtung des Pleuelstangenkörpers 31 zwischen dem Verbindungsabschnitt des zweiten Kolbenverbindungsfluidpfades 52 mit dem Bolzenhalteraum 64 und dem Verbindungsabschnitt des vierten Kolbenverbindungsfluidpfades 54 mit dem Bolzenhalteraum 64 gleich zu der Distanz in der Längsrichtung zwischen der zweiten Umfangsnut 72 und der dritten Umfangsnut 73 des Schaltbolzens 61.
Es ist zu bemerken, dass die Kolbenverbindungsfluidpfade 51 bis 54 durch Bohren usw. von der Kurbelaufnahmeöffnung 41 her ausgebildet sind. Daher sind auf den Kurbelaufnahmeöffnung 41-Seiten der Kolbenverbindungsfluidpfade 51 bis 54 Verlängerungsfluidpfade 51a bis 54a, die koaxial zu diesen Kolbenverbindungsfluidpfaden 51 bis 54 sind, jeweils ausgebildet. Mit anderen Worten sind die Kolbenverbindungsfluidpfade 51 bis 54 so ausgebildet, dass die Kurbelaufnahmeöffnung 41 an den Verlängerungen positioniert ist. Unter diesen Verlängerungsfluidpfaden 51a bis 54a sind der zweite Verlängerungsfluidpfad 52a und der dritte Verlängerungsfluidpfad 53a, die an den Verlängerungen des zweiten Kolbenverbindungsfluidpfades 52 und des dritten Kolbenverbindungsfluidpfades 53 positioniert sind, durch zum Beispiel Lagermetall 81, das in der Kurbelaufnahmeöffnung 41 vorgesehen ist, verschlossen.
Andererseits stehen der erste Verlängerungsfluidpfad 51a und der vierte Verlängerungsfluidpfad 54a, die an Verlängerungen des ersten Kolbenverbindungsfluidpfades 51 und des vierten Kolbenverbindungsfluidpfades 54 positioniert sind, mit einem Öffnungsabschnitt 81a bzw. einem Öffnungsabschnitt 81b, die in dem Lagermetall 81 ausgebildet sind, in Verbindung. Diese Öffnungsabschnitte 81a, 81b stehen durch einen Fluidpfad (nicht gezeigt), der in dem Kurbelzapfen 22 ausgebildet ist, mit einer äußeren Hydraulikfluid-Speisequelle in Verbindung. Als Ergebnis sind der erste Verlängerungsfluidpfad 51a und der vierte Verlängerungsfluidpfad 54a ausgebildet als Auffüllfluidpfade bzw. Nachfüllfluidpfade zum Zuführen von Hydraulikfluid aus der Hydraulikfluid-Speisequelle zu dem Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 oder dem Fluidpfad zwischen dem ersten Zylinder 33a und dem zweiten Zylinder 34a.
Außerdem ist in dem Pleuelstangenkörper 31 ein Hydraulikdruckzuführfluidpfad 55 zum zu dem Schaltbolzen 61 Zuführen von Hydraulikdruck ausgebildet. Der Hydraulikdruckzuführfluidpfad 55 steht mit dem Bolzenhalteraum 64 an dem Ende in Verbindung, das entgegengesetzt zu dem Ende ist, an welchem die Vorspannfeder 65 vorgesehen ist. Der Hydraulikdruckzuführfluidpfad 55 ist so ausgebildet, dass er mit der Kurbelaufnahmeöffnung 41 in Verbindung steht, und steht durch einen in dem Kurbelzapfen 22 ausgebildeten Fluidpfad (nicht gezeigt) mit der äußeren Hydraulikdruck-Speisequelle in Verbindung.
Als Ergebnis wird, wenn die Hydraulikdruck-Speisequelle durch den Hydraulikdruckzuführfluidpfad 55 hindurch Hydraulikdruck zu dem Bolzenhalteraum 64 hin fördert, wie in 7 gezeigt, der Schaltbolzen 61 gegen die Vorspannkraft der Vorspannfeder 65 bewegt (Linksrichtung in der Figur). Andererseits wird, wenn kein Hydraulikdruck von der Hydraulikdruck-Speisequelle zu dem Hydraulikdruckzuführfluidpfad 55 und zu dem Bolzenhalteraum 64 gefördert wird, wie in 8 gezeigt, der Schaltbolzen 61 durch die Vorspannkraft der Vorspannfeder 65 bewegt (Rechtsrichtung in der Figur). Als Ergebnis wird der Schaltbolzen 61 infolge der Zufuhr von Hydraulikdruck von der Hydraulikdruck-Speisequelle zwischen der in 7 gezeigten ersten Position und der in 8 gezeigten zweiten Position bewegt.
<Betrieb des Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus>
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 9 und 10 ein Betrieb des Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 erläutert werden. 9 ist eine schematische Ansicht, welche den Betrieb des Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 erläutert, wenn Hydraulikdruck von der Hydraulikdruck-Speisequelle 85 dem Schaltbolzen 61 zugeführt wird. 10 ist eine Ansicht zum Erläutern des Betriebs des Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35, wenn die Hydraulikdruck-Speisequelle 85 Hydraulikdruck zuführt.
Wie in 9 gezeigt, ist, wenn Hydraulikdruck von der Hydraulikdruck-Speisequelle 85 zugeführt wird, der Schaltbolzen 61 an der ersten Position positioniert, zu welcher er gegen die Vorspannkraft seitens der Vorspannfeder 65 bewegt wurde. Als Ergebnis steht der zweite Kolbenverbindungsfluidpfad 52 mit dem zweiten Durchgangsfluidpfad 75 des Schaltbolzens 61 in Verbindung, wohingegen der vierte Kolbenverbindungsfluidpfad 54 mit dem dritten Durchgangsfluidpfad 76 des Schaltbolzens 61 in Verbindung steht. Andererseits sind der erste Kolbenverbindungsfluidpfad 51 und der dritte Kolbenverbindungsfluidpfad 53 durch den Schaltbolzen 61 geschlossen.
Ein zweites Rückschlagventil 63 ist in dem zweiten Verbindungsfluidpfad 78 zwischen dem zweiten Durchgangsfluidpfad 75 und dem dritten Durchgangsfluidpfad 76 angeordnet. Das zweite Rückschlagventil 63 ist, wie oben erläutert, so konfiguriert, dass es die Strömung von Hydraulikfluid von dem dritten Durchgangsfluidpfad 76 zu dem zweiten Durchgangsfluidpfad 75 erlaubt, aber die Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Durchgangsfluidpfad 75 zu dem dritten Durchgangsfluidpfad 76 verhindert. Daher wird wegen des zweiten Rückschlagventils 63 die Strömung von Hydraulikfluid von dem vierten Kolbenverbindungsfluidpfad 54 zu dem zweiten Kolbenverbindungsfluidpfad 52 erlaubt und wird die umgekehrte Strömung verhindert.
Als Ergebnis kann in dem in 9 gezeigten Zustand das Hydraulikfluid in dem zweiten Zylinder 34a durch den Fluidpfad in der Reihenfolge des vierten Kolbenverbindungsfluidpfades 54, des dritten Durchgangsfluidpfades 76, des zweiten Verbindungsfluidpfades 78 und des zweiten Kolbenverbindungsfluidpfades 52 zu dem ersten Zylinder 33a zugeführt werden. Jedoch kann das Hydraulikfluid in dem ersten Zylinder 33a nicht dem zweiten Zylinder 34a zugeführt werden. Daher kann, wie in 9 gezeigt, wenn Hydraulikdruck von der Hydraulikdruck-Speisequelle 85 zugeführt wird, gesagt werden, dass sich der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 wegen der Wirkung des zweiten Rückschlagventils 63 in einem ersten Zustand befindet, in dem er die Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a verhindert und die Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33 erlaubt. Als Ergebnis, wie oben erläutert, geht der erste Kolben 33b hoch und geht der zweite Kolben 34b herunter und wird daher die wirksame Länge der Pleuelstange 6 länger, wie in 6(A) durch L1 gezeigt.
Andererseits ist, wie in 10 gezeigt, wenn die Hydraulikdruck-Speisequelle 85 Hydraulikdruck zuführt, der Schaltbolzen 61 vorgespannt durch die Vorspannfeder 65 in bzw. an der zweiten Position positioniert. Als Ergebnis steht der erste Kolbenverbindungsfluidpfad 51 mit dem ersten Durchgangsfluidpfad 74 des Schaltbolzens 61 in Verbindung, wohingegen der dritte Kolbenverbindungsfluidpfad 53 mit dem zweiten Durchgangsfluidpfad 75 des Schaltbolzens 61 in Verbindung steht. Andererseits sind der zweite Kolbenverbindungsfluidpfad 52 und der vierte Kolbenverbindungsfluidpfad 54 durch den Schaltbolzen 61 geschlossen.
Das erste Rückschlagventil 62 ist in dem ersten Verbindungsfluidpfad 77 zwischen dem ersten Durchgangsfluidpfad 74 und dem zweiten Durchgangsfluidpfad 75 angeordnet. Das erste Rückschlagventil 62, wie oben erläutert, ist so konfiguriert, dass es die Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Durchgangsfluidpfad 74 zu dem zweiten Durchgangsfluidpfad 75 erlaubt, aber die Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Durchgangsfluidpfad 75 zu dem ersten Durchgangsfluidpfad 74 verhindert. Daher wird wegen des ersten Rückschlagventils 62 eine Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Kolbenverbindungsfluidpfad 51 zu dem dritten Kolbenverbindungsfluidpfad 53 erlaubt und wird die umgekehrte Strömung verhindert.
Als Ergebnis kann in dem in 10 gezeigten Zustand das Hydraulikfluid in dem ersten Zylinder 33a durch den Fluidpfad in der Reihenfolge des ersten Kolbenverbindungsfluidpfades 51, des ersten Durchgangsfluidpfades 74, des ersten Verbindungsfluidpfades 77 und des dritten Kolbenverbindungsfluidpfades 53 dem zweiten Zylinder 34a zugeführt werden. Jedoch kann das Hydraulikfluid in dem zweiten Zylinder 34a nicht dem ersten Zylinder 33a zugeführt werden. Daher kann, wie in 10 gezeigt, wenn die Hydraulikdruck-Speisequelle 85 keinen Hydraulikdruck zuführt, gesagt werden, dass sich der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 in einem zweiten Zustand befindet, in dem er wegen der Wirkung des ersten Rückschlagventils 62 die Zufuhr von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder 33a zu dem zweiten Zylinder 34a erlaubt und die Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder 34a zu dem ersten Zylinder 33a verhindert. Als Ergebnis, wie oben erläutert, geht der erste Kolben 33b herunter und geht der zweite Kolben 34b hoch und wird daher die wirksame Länge der Pleuelstange 6 kürzer, wie in 6(B) durch L2 gezeigt.
Ferner fließt in der vorliegenden Ausführungsform, wie oben erläutert, das Hydraulikfluid zwischen dem ersten Zylinder 33a des ersten Kolbenmechanismus 33 und dem zweiten Zylinder 34a des zweiten Kolbenmechanismus 34 hin und her bzw. vor und zurück. Daher gibt es grundsätzlich keine Notwendigkeit, Hydraulikfluid von außen dem ersten Kolbenmechanismus 33, dem zweiten Kolbenmechanismus 34 und dem Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 zuzuführen. Jedoch kann Hydraulikfluid aus der mit diesen Mechanismen 33, 34 und 35 bereitgestellten Dichtung usw. nach außen entweichen. Wenn solche Leckage von Hydraulikfluid auftritt, muss das Fluid von außen her nachgefüllt werden.
Im Gegensatz dazu steht in der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 sich wie in 9 gezeigt in dem ersten Zustand befindet, der vierte Verlängerungsfluidpfad 54a, der als der Nachfüllfluidpfad fungiert, mit der Primärseite des zweiten Rückschlagventils 63, d. h. dem dritten Durchgangsfluidpfad 76, in Verbindung. Demgemäß ist, wenn sich der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 in dem ersten Zustand befindet, die Primärseite des zweiten Rückschlagventils 63 normalerweise oder periodisch mit der Hydraulikdruck-Speisequelle 86 in Verbindung. Daher kann, wenn sich der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 in dem ersten Zustand befindet, sogar wenn Hydraulikfluid aus den Kolbenmechanismen 33, 34 oder dem Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 entweicht, Hydraulikfluid nachgefüllt werden.
In gleicher Weise ist, wenn sich der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 wie in 10 gezeigt in dem zweiten Zustand befindet, ein erster Verlängerungsfluidpfad 51a, der als ein Nachfüllfluidpfad fungiert, mit der Primärseite des ersten Rückschlagventils 62, d. h. dem ersten Durchgangsfluidpfad 74, in Verbindung. Demgemäß steht, wenn sich der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 in dem zweiten Zustand befindet, die Primärseite des ersten Rückschlagventils 62 normalerweise oder periodisch mit der Hydraulikfluid-Speisequelle 86 in Verbindung. Daher kann, wenn sich der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 in dem zweiten Zustand befindet, sogar wenn Hydraulikfluid aus den Kolbenmechanismen 33, 34 oder dem Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 heraus entweicht, Hydraulikfluid nachgefüllt werden.
<Funktion und Wirkung des Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus>
In der vorliegenden Ausführungsform wird das Umschalten der Strömung des Hydraulikfluids zwischen den Kolbenmechanismen 33, 34 mittels des Schaltbolzens 61 des Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 durchgeführt. Der Schaltbolzen 61 ist in dem Bolzenhalteraum 64 gehalten, der in dem Pleuelstangenkörper 31 ausgebildet ist, und wird von Hydraulikdruck angetrieben. Daher gibt es nicht länger eine Notwendigkeit, den Schaltbolzen 61 so auszubilden, dass er von der Seitenfläche des Pleuelstangenkörpers 31 zur Außenseite hin herausragt, und gibt es nicht länger eine Notwendigkeit, einen anderen Schaltmechanismus an der Außenseite der Pleuelstange 6 vorzusehen, um eine Betätigung des Schaltbolzens 61 zu bewirken. Daher kann der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 ein einfacher, kompakter Mechanismus sein.
Ferner ist in dem Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 der vorliegenden Ausführungsform nur ein einziger Schaltbolzen 61 verwendet. Daher kann im Vergleich dazu, wenn eine Mehrzahl von Schaltbolzen oder Betätigungsteilen verwendet sind, die Pleuelstange 6 einfach hergestellt werden.
Außerdem ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus 35 so konfiguriert, dass, wenn die Hydraulikdruck-Speisequelle 85 dem Schaltbolzen 61 keinen Hydraulikdruck zuführt, in den ersten Zustand eingetreten wird, in dem die wirksame Länge der Pleuelstange 6 kürzer wird, wohingegen, wenn die Hydraulikdruck-Speisequelle 85 dem Schaltbolzen 61 Hydraulikdruck zuführt, in den zweiten Zustand eingetreten wird, in dem die wirksame Länge der Pleuelstange 6 länger wird. Demgemäß kann zum Beispiel, wenn ein technischer Defekt an der Hydraulikdruck-Speisequelle 85 usw. bewirkt, dass der Hydraulikdruck nicht länger zugeführt werden kann, die wirksame Länge der Pleuelstange 6 kurz gehalten werden und kann daher das mechanische Verdichtungsverhältnis niedrig gehalten werden. Wenn das mechanische Verdichtungsverhältnis hoch gehalten wird, ist die Ausgabe des Verbrennungsmotors beschränkt, weshalb es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich wird, die Ausgabe des Verbrennungsmotors davon abzuhalten, zur Zeit eines technischen Defekts der Hydraulikdruck-Speisequelle 85 beschränkt zu sein.
Bezugszeichenliste

1: Verbrennungsmotor
6: Pleuelstange
21: Kolbenbolzen
22: Kurbelzapfen
31: Pleuelstangenkörper
32: Exzenterelement
33: erster Kolbenmechanismus
34: zweiter Kolbenmechanismus
35: Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus
51: erster Kolbenverbindungsfluidpfad
52: zweiter Kolbenverbindungsfluidpfad
53: dritter Kolbenverbindungsfluidpfad
54: vierter Kolbenverbindungsfluidpfad
61: Schaltbolzen
62: erstes Rückschlagventil
63: zweites Rückschlagventil

Claims

Variabellängen-Pleuelstange, die eine Änderung einer wirksamen Länge ermöglicht, aufweisend: einen Pleuelstangenkörper, der an seinem großen Ende eine Kurbelaufnahmeöffnung hat, welche einen Kurbelzapfen aufnimmt, ein Exzenterelement, das an einem kleinen Ende in der zu dem großen Ende entgegengesetzten Seite angebracht ist, sodass es sich in Bezug auf den Pleuelstangenkörper in der Umfangsrichtung des kleinen Endes drehen und, wenn gedreht, eine wirksame Länge der Variabellängen-Pleuelstange ändern kann, einen ersten Kolbenmechanismus, welcher einen ersten Zylinder, der in dem Pleuelstangenkörper vorgesehen ist, und einen ersten Kolben hat, der in dem ersten Zylinder gleitet, und welcher so konfiguriert ist, dass, wenn Hydraulikfluid in den ersten Zylinder zugeführt wird, das Exzenterelement in eine Richtung gedreht wird, um die wirksame Länge länger zu machen, einen zweiten Kolbenmechanismus, welcher einen zweiten Zylinder, der in dem Pleuelstangenkörper vorgesehen, und einen zweiten Kolben hat, der in dem zweiten Zylinder gleitet, und welcher so konfiguriert ist, dass, wenn Hydraulikfluid in den zweiten Zylinder zugeführt wird, das Exzenterelement in eine zu der einen Richtung entgegengesetzte Richtung gedreht wird, um die wirksame Länge kürzer zu machen, und einen Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus, welcher zwischen einem ersten Zustand, in dem er eine Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder zu dem zweiten Zylinder verhindert, aber eine Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder zu dem ersten Zylinder erlaubt, und einem zweiten Zustand, in dem er eine Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder zu dem zweiten Zylinder erlaubt, aber eine Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder zu dem ersten Zylinder verhindert, umgeschaltet werden kann, wobei der erste Kolbenmechanismus und der zweite Kolbenmechanismus so ausgebildet sind, dass ein erstes Zylindervolumen, das durch eine Hublänge des ersten Kolbens und eine Querschnittsfläche des ersten Zylinders definiert ist, gleich ist zu einem zweiten Zylindervolumen, das durch eine Hublänge des zweiten Kolbens und eine Querschnittsfläche des zweiten Zylinders definiert ist.
Variabellängen-Pleuelstange gemäß Anspruch 1, wobei: die Querschnittsfläche des ersten Zylinders größer als die Querschnittsfläche des zweiten Zylinders ist, und der erste Zylinder im Vergleich zu dem zweiten Zylinder auf der Seite des großen Endes vorgesehen ist.
Variabellängen-Pleuelstange gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei: das Exzenterelement aufweist: eine Hülse, welche in einer Hülsenaufnahmeöffnung, die an einem kleinen Ende des Pleuelstangenkörpers ausgebildet ist, aufgenommen ist, sodass sie drehbar ist, einen ersten Arm, der sich von der Hülse zu einer Seite des Pleuelstangenkörpers in der Breitenrichtung hin erstreckt, und einen zweiten Arm, der sich von der Hülse zu der anderen Seite des Pleuelstangenkörpers in der Breitenrichtung hin erstreckt, der erste Arm durch ein erstes Verbindungselement mit dem ersten Kolben verbunden ist, der zweite Arm durch zweites Verbindungselement mit dem zweiten Kolben verbunden ist, und eine Distanz zwischen einem Verbindungspunkt des ersten Verbindungselements mit dem ersten Arm und einer Mittelachse der Hülse kürzer ist als eine Distanz zwischen einem Verbindungspunkt des zweiten Verbindungselements mit dem zweiten Arm und einer Mittelachse der Hülse.
Variabellängen-Pleuelstange gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: der erste Zylinder des ersten Kolbenmechanismus und der zweite Zylinder des zweiten Kolbenmechanismus durch den Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus und einen Fluidpfad verbunden sind, die Variabellängen-Pleuelstange ferner einen Nachfüllfluidpfad aufweist, der mit dem Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus oder einem Fluidpfad zwischen dem ersten Zylinder und dem zweiten Zylinder in Verbindung steht, und Hydraulikfluid von der Hydraulikfluid-Speisequelle dem Nachfüllfluidpfad zugeführt wird.
Variabellängen-Pleuelstange gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand umgeschaltet wird, indem Hydraulikdruck durch einen Hydraulikdruckzuführfluidpfad strömt, der mit der Hydraulikdruck-Speisequelle verbunden ist, und der Strömungsrichtung-Änderungsmechanismus so konfiguriert, dass er den zweiten Zustand annimmt, in dem die wirksame Länge der Variabellängen-Pleuelstange kürzer wird, wenn kein Hydraulikdruck durch den Hydraulikdruckzuführfluidpfad hindurch zugeführt wird, und dass er den ersten Zustand annimmt, in dem die wirksame Länge der Variabellängen-Pleuelstange länger wird, wenn Hydraulikdruck durch den Hydraulikdruckzuführfluidpfad hindurch zugeführt wird.
Variabellängen-Pleuelstange gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: das Strömungsrichtung-Änderungsventil aufweist: einen Schaltbolzen, der in dem Pleuelstangenkörper angeordnet ist und sich zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegen kann, und ein Rückschlagventil, das in dem Schaltbolzen angeordnet ist, und der Schaltbolzen und das Rückschlagventil so konfiguriert sind, dass, wenn der Schaltbolzen sich in der ersten Position befindet, wegen des Rückschlagventils eine Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder zu dem zweiten Zylinder verhindert wird, aber eine Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder zu dem ersten Zylinder erlaubt wird, und wenn der Schaltbolzen sich in der zweiten Position befindet, wegen des Rückschlagventils eine Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder zu dem zweiten Zylinder erlaubt wird, aber eine Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder zu dem ersten Zylinder verhindert wird.
Variabellängen-Pleuelstange gemäß Anspruch 6, wobei: zwei der Rückschlagventile vorgesehen sind, und der Schaltbolzen und die beiden Rückschlagventile so konfiguriert sind, dass, wenn der Schaltbolzen sich in der ersten Position befindet, wegen eines der beiden Rückschlagventile eine Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder zu dem zweiten Zylinder verhindert wird, aber eine Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder zu dem ersten Zylinder erlaubt wird, und, wenn sich der Schaltbolzen in der zweiten Position befindet, wegen des anderen der beiden Rückschlagventile eine Strömung von Hydraulikfluid von dem ersten Zylinder zu dem zweiten Zylinder erlaubt wird, aber eine Strömung von Hydraulikfluid von dem zweiten Zylinder zu dem ersten Zylinder verhindert wird.