DE4227699C2 - Device for variable adjustment of the compression ratio for piston internal combustion engines - Google Patents
Device for variable adjustment of the compression ratio for piston internal combustion enginesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur variablen Einstellung des Verdichtungsverhältnisses für Kolben-Brennkraftmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for variable adjustment the compression ratio for piston internal combustion engines the preamble of claim 1.
Aus der DE 25 44 265 A1 ist bereits eine Brennkraftmaschine mit variabler Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der gattungsgemäßen Art bekannt. Die Brennkraftmaschine umfaßt einen Motorblock mit einem Zylinder und einem Kolben, wobei der Zylinder zum Zylinderkopf hin einen Brennraum in Form einer muldenförmigen Ausnehmung besitzt und zwischen Zylinder und Kolben eine Zylinderbüchse angeordnet ist. In dieser ist der Kolben parallel zur Zylinderachse verschieblich geführt, wobei die Zylinderbüchse ebenfalls parallel zur Zylinderlängsachse geführt und relativ zum Zylinder verschiebbar ist, so daß das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von deren Betriebsparametern einstellbar ist.DE 25 44 265 A1 already includes an internal combustion engine variable setting of the compression ratio of the generic Kind known. The internal combustion engine comprises an engine block with a cylinder and a piston, the cylinder for Cylinder head towards a combustion chamber in the form of a trough-shaped Has recess and between the cylinder and piston a cylinder liner is arranged. In this the piston is parallel to Cylinder axis slidably guided, the cylinder liner also parallel to the longitudinal axis of the cylinder and relative is displaceable to the cylinder, so that the compression ratio the internal combustion engine depending on its operating parameters is adjustable.
Zum allgemeinen technologischen Hintergrund wird noch auf die DE 24 04 231 A1 verwiesen.For general technological background, reference is made to DE 24 04 231 A1 referred.
Ein Nachteil von Brennkraftmaschinen der gattungegemäßen Art liegt darin, daß die Gestaltungsmöglichkeit des Ventiltriebes bei Viertakt-Brennkraftmaschinen stark eingeschränkt ist, da der Gasaustausch in der Brennkammer durch die Gestaltung der Zylinderbüchse und durch die Lage der Verstellmimik der Zylinderbüchse nicht mit den üblichen Ein- und Auslaßventilen realisierbar ist. Desweiteren baut die Verstellmimik wegen des auf den gesamten Boden der Zylinderbüchse wirkenden Zylinderdruckes und der dadurch erforderlichen hohen Stellkräfte für die Zylinderbüchse relativ groß und schwer.A disadvantage of internal combustion engines of the generic type is that the design option of the valve train Four-stroke internal combustion engines is severely restricted because of gas exchange in the combustion chamber through the design of the cylinder liner and due to the position of the cylinder mimic cannot be realized with the usual inlet and outlet valves. Furthermore, the adjustment facial expressions build on the whole Bottom of the cylinder liner acting cylinder pressure and thereby required high positioning forces for the cylinder liner relatively big and heavy.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Viertakt-Brennkraftmaschine so auszubilden, daß eine möglichst variable Gestaltung des Ventiltriebes nebst Ein- und Auslaßventilen realisierbar ist.The invention has for its object a Four stroke internal combustion engine to be designed so that the valve train is designed to be as variable as possible in addition to inlet and outlet valves.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is performed in a generic device by the in the characteristics of Features specified claim 1 solved.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt darin, daß bei Viertakt-Brennkraftmaschinen durch die oben offene Zylinderbüchse, die eine variable Einstellung des Verdichtungsverhältnisses ermöglicht, ein herkömmlicher Ventiltrieb nebst üblichen Ein- und Auslaßventilen verwendbar ist.An advantage of the arrangement according to the invention is that Four-stroke internal combustion engines through the open cylinder liner, which a variable setting of the compression ratio enables a conventional valve train in addition to the usual input and Exhaust valves can be used.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß im Sinne eines geschlossenen, formsteifen Motoraufbaus das Kurbelgehäuse und der Zylinderblock in herkömmlicher Art und Weise entweder in einem Stück gegossen oder bei geteilter Ausführung fest miteinander verbunden werden können.Another advantage of the invention is the fact that in The crankcase in the sense of a closed, dimensionally stable engine structure and the cylinder block in a conventional manner either cast in one piece or solid in a split version can be connected.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung im Hinblick auf den Schad stoffausstoß ergibt sich, wenn die variable Einstellung des Verdichtungsverhältnisses mit einem Stufen-Zündsystem kombiniert wird. Hierbei wird durch eine zeitlich versetzte Zündfolge zweier an verschiedenen Orten des Brennraums angebrachter Zündkerzen eine wesentliche Verminderung des NOx-Ausstoßes durch die zeitlich kürzer ablaufenden Verbrennungsvorgänge im gesamten Lastbereich sowie eine signifikante Senkung der HC-Emission erreicht. A particular advantage of the invention in terms of pollutant emissions results when the variable setting of the compression ratio is combined with a step ignition system. Here, it is achieved by a time-delayed firing of two mounted at different locations of the combustion chamber spark plug shows a substantial reduction in NO x emissions by the shorter in time proceeding combustion processes in the entire load range as well as a significant reduction in HC emissions.
Das Stufen-Zündsystem bietet zusätzlich den Vorteil, daß infol ge besserer Kraftstoffwärme-Umsetzung im OT-Bereich eine Anhe bung des Teillast-Mitteldruckes erzielt und somit der Kraft stoffverbrauch und der CO2-Ausstoß ebenfalls reduziert wird.The step ignition system also has the advantage that infol ge better fuel heat implementation in the TDC area increases the partial load medium pressure and thus reduces fuel consumption and CO 2 emissions.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung nach den Ansprüchen 2 und 3 stellt eine besonders platzsparende und leicht realisierbare Variante eines Servomechanismus für die Steuerung der Zy linderbüchse dar. Dabei kann das benötigte Öl dem Schmieröl kreislauf entnommen und über eine Druckölpumpe dem Hydraulik zylinder steuerungsgemäß gezielt zugeführt werden.The inventive design according to claims 2 and 3 represents a particularly space-saving and easy to implement Variant of a servomechanism for the control of the Zy linderbüchse. The required oil can the lubricating oil circuit removed and the hydraulic system via a pressure oil pump according to the control system.
Die Ausgestaltung der Erfindung nach den Ansprüchen 4 und 5 stellt eine weitere Konstruktionsvariante des Servomechanis mus für die Steuerung der Zylinderbüchse dar.The embodiment of the invention according to claims 4 and 5 presents another construction variant of the servomechanism for the control of the cylinder liner.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung nach Anspruch 6 wird durch eine individuelle Einstellung des Verdichtungsverhält nisses jedes einzelnen Arbeitszylinders in Verbindung mit des sen Betriebsparametern eine diskrete Regelung möglich, die beispielsweise in Verbindung mit einer Anti-Klopfregelung ein gesetzt werden kann.The inventive design according to claim 6 by individually adjusting the compression ratio each cylinder in connection with the a discrete control is possible due to the operating parameters for example in connection with an anti-knock control can be set.
In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand eines Ausführungs beispiels näher erläutert. Es zeigtIn the drawings, the invention is based on an embodiment example explained in more detail. It shows
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Motorblock einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit vari abler Einstellung des Verdichtungsverhältnisses ε in einer Stellung einer Zylinderbüchse für ein kleines Verdichtungsverhältnis, Fig. 1 a cross section ε through an engine block of an internal combustion engine according to the invention with vari acceptable setting of the compression ratio in a position of a cylinder liner for a small compression ratio,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Motorblock analog Fig. 1 in einer Stellung der Zylinderbüchse für ein großes Verdichtungsverhältnis und Fig. 2 shows a cross section through the engine block analogous to Fig. 1 in a position of the cylinder liner for a large compression ratio and
Fig. 3 ein Blockschaltbild eines elektro-hydraulischen Regelungssystems. Fig. 3 is a block diagram of an electro-hydraulic control system.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Querschnitt durch einen teilweise dargestellten Motorblock 1 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine mit der Möglichkeit einer variablen Einstel lung des Verdichtungsverhältnisses ε. Figs. 1 and 2 show a cross section through a partially shown engine block 1 of an internal combustion engine not shown in detail with the possibility of a variable SET development of compression ratio ε.
Der Motorblock 1 besteht aus einem Zylinderkopf 2, einem Zy linderblock 3 und einem nur in seinem Ansatz dargestellten Kur belgehäuse 4, das mit dem Zylinderblock 3 fest verbunden ist. Der Zylinderkopf 2 ist mit dem Zylinderblock 3 mit nicht dar gestellten Zylinderkopfschrauben befestigt, wobei die Fuge zwischen Zylinderkopf 2 und Zylinderblock 3 durch eine Zylin derkopfdichtung 5 abgedichtet ist.The engine block 1 consists of a cylinder head 2 , a cylinder block 3 Zy and a cure bel housing 4 shown only in its approach, which is firmly connected to the cylinder block 3 . The cylinder head 2 is fastened to the cylinder block 3 with cylinder head screws not shown, the joint between cylinder head 2 and cylinder block 3 being sealed by a cylinder head gasket 5 .
In dem Motorblock 1 befindet sich ein Zylinder 6, in dem ein Kolben 7 mit Kolbenringen 8 in Richtung einer Zylinderlängsachse 9 verschieblich geführt ist. In dem Kolben 7 befindet sich normal zur Zylinderlängsachse 9 ein Kolbenbolzen 10, der von einem oberen Pleuelauge einer Pleuelstange 11 auf genommen wird. Die Pleuelstange 11 ist mit ihrem unteren Pleu elauge mit einem Kurbelzapfen einer nicht dargestellten Kurbel welle verbunden.In the engine block 1 there is a cylinder 6 in which a piston 7 with piston rings 8 is displaceably guided in the direction of a cylinder longitudinal axis 9 . In the piston 7 there is a piston pin 10 normal to the longitudinal axis 9 of the cylinder, which is taken up by an upper connecting rod eye of a connecting rod 11 . The connecting rod 11 is connected to its lower connecting rod elauge with a crank pin of a crank shaft, not shown.
Der Zylinderkopf 2 besitzt an seiner unteren Seite im Mittel bereich eine muldenförmige Ausnehmung 12, die sich an den Zy linder 6 fortsetzt und diesen nach oben hin abschließt. Die Ausnehmung 12 bildet zusammen mit einem, durch die Lage des oberen Totpunktes des Kolbens 7 begrenzten, kleinen Teilvolumen des an die Ausnehmung 12 anschließenden Zylinders 6 einen Brenn raum 13 mit einem Volumen Vb.The cylinder head 2 has on its lower side in the central area a trough-shaped recess 12 , which continues to the cylinder 6 and this closes at the top. The recess 12 forms, together with a, limited by the position of the top dead center of the piston 7 , small partial volume of the cylinder 6 adjoining the recess 12 a combustion chamber 13 with a volume V b .
In die Ausnehmung 12 mündet eine durch ein Einlaßventil 14 ge steuerte Einlaßöffnung 15 eines Ansaugkanals 16, sowie eine durch ein Auslaßventil 17 steuerbare Auslaßöffnung 18 eines Auslaßkanals 19. Durch die Einlaßöffnung 15 und die Auslaßöff nung 18 findet der Ladungswechsel der Brennkraftmaschine statt.In the recess 12 opens a ge through an inlet valve 14 controlled inlet opening 15 of an intake duct 16 , and a controllable through an outlet valve 17 outlet opening 18 of an outlet channel 19th Through the inlet opening 15 and the Auslaßöff opening 18 , the gas exchange of the internal combustion engine takes place.
Im unteren Bereich des Zylinderkopfes 2 auf der Seite der Ein laßöffnung 15 befindet sich eine erste Bohrung 20 von dem Brenn raum 13 nach außen, wobei in dieser Bohrung 20 eine erste Zünd kerze 21 gas- und druckdicht derart befestigt ist, daß deren Elektroden in etwa am Rande des Brennraums 13 placiert sind.In the lower region of the cylinder head 2 on the side of the inlet opening 15 there is a first bore 20 from the combustion chamber 13 to the outside, in which bore 20 a first spark plug 21 is attached in a gas-tight and pressure-tight manner such that its electrodes are approximately are placed on the edge of the combustion chamber 13 .
Ferner kommuniziert mit dem Brennraum 13 in der Fortsetzung der Zylinderlängsachse 9 nach oben eine im Verhältnis zum Volumen des Brennraums 13 kleine Vorbrennkammer 22, wobei sich am obe ren Ende der Vorbrennkammer 22 eine zweite Bohrung 23 nach außen befindet, in der eine zweite Zündkerze 24 gas- und druckdicht derart befestigt ist, daß deren Elektroden in etwa am Rande der Vorbrennkammer 22 angeordnet sind. Furthermore, communicates with the combustion chamber 13 in the continuation of the cylinder longitudinal axis 9 upwards in relation to the volume of the combustion chamber 13 small pre-combustion chamber 22 , with a second bore 23 being located at the top of the pre-combustion chamber 22 in which a second spark plug 24 is gas - And is attached pressure-tight in such a way that their electrodes are arranged approximately at the edge of the pre-combustion chamber 22 .
Die beiden Zündkerzen 21 und 24 sowie die Vorbrennkammer 22 sind Bestandteil eines unten näher erläuterten Stufen-Zündsy stems.The two spark plugs 21 and 24 and the pre-combustion chamber 22 are part of a staged Zündsy stems explained in more detail below.
Im oberen Bereich des Zylinderblockes 3 befinden sich Kühlka näle 25 und 26, die zur Aufnahme von Kühlmittel dienen und Teil des nicht näher dargestellten Motorkühlkreislaufes sind. Unterhalb dieser Kühlkanäle 25 und 26 befindet sich in einem unteren Bereich des Zylinderblockes 3 ein Hydraulikzylinder 27 mit Steueröffnungen 28 und 29 und einem Abschlußstopfen 44 so wie ein Hydraulikzylinder 30 mit Steueröffnungen 31 und 32 und einem Abschlußstopfen 45. Die Abschlußstopfen 44 und 45 schlie ßen die Hydraulikzylinder 27 und 30 gegen das Kurbelgehäuse 4 ab.In the upper area of the cylinder block 3 there are Kühlka channels 25 and 26 , which serve to hold coolant and are part of the engine cooling circuit, not shown. Below these cooling channels 25 and 26 there is a hydraulic cylinder 27 with control openings 28 and 29 and an end plug 44 in a lower region of the cylinder block 3, as well as a hydraulic cylinder 30 with control openings 31 and 32 and an end plug 45 . The end plugs 44 and 45 close the hydraulic cylinders 27 and 30 against the crankcase 4 .
In dem Hydraulikzylinder 27 befindet sich ein Hydraulikkolben 33 mit Dichtungen 34 und 35 und im Hydraulikzylinder 30 befin det sich ein Hydraulikkolben 36 mit Dichtungen 37 und 38.In the hydraulic cylinder 27 there is a hydraulic piston 33 with seals 34 and 35 and in the hydraulic cylinder 30 there is a hydraulic piston 36 with seals 37 and 38 .
Der in dem Zylinderblock 3 befindliche Zylinder 6 besteht aus einer in Richtung der Zylinderlängsachse 9 verschiebbaren Zy linderbüchse 39, die in dem Zylinderblock 3 längsverschieblich geführt und hydraulisch verstellbar ist.The cylinders 6 located in the cylinder block 3 is composed of a slidable in the direction of the longitudinal axis of cylinder 9 Zy linder bushing, which is longitudinally displaceably guided in the cylinder block 3 and hydraulically adjustable. 39
In einem unteren Bereich der Zylinderbüchse 39 sind an deren Außenseite Mitnehmerzapfen 40 und 41 befestigt.In a lower region of the cylinder liner 39 , driver pins 40 and 41 are fastened on the outside thereof.
Die Mitnehmerzapfen 40 und 41 der Zylinderbüchse 39 greifen in Aufnahmen 42 und 43 der Hydraulikkolben 33 und 36 ein und sind durch Schlitze 46 und 47 geführt, die sich auf der dem Zylinder 6 zugewandten Seite der Hydraulikzylinder 27 und 30 befinden.The driver pins 40 and 41 of the cylinder liner 39 engage in receptacles 42 and 43 of the hydraulic pistons 33 and 36 and are guided through slots 46 and 47 which are located on the side of the hydraulic cylinders 27 and 30 facing the cylinder 6 .
Dabei entspricht ein vorgegebener Hub h der Zylinderbüchse 39 mindestens einem Hub s der Mitnehmerzapfen 40 und 41. Somit müssen die Schlitze 46 und 47 mindestens eine um die Dicke d der Mitnehmerzapfen 40 und 41 größere Länge l besitzen. A predetermined stroke h of the cylinder liner 39 corresponds to at least one stroke s of the driver pins 40 and 41 . Thus, the slots 46 and 47 must have at least one length l greater by the thickness d of the driver pins 40 and 41 .
Selbstverständlich sind die Dichtungen 34 und 35 des Hydrau likkolbens 33 so angeordnet, daß sie den Hydraulikzylinder 27 in jeder Stellung des Hydraulikkolbens 33 gegen den Schlitz 46 abdichten. Analoges gilt für die Dichtungen 37 und 38 des Hy draulikkolbens 36.Of course, the seals 34 and 35 of the hydraulic likkolbens 33 are arranged so that they seal the hydraulic cylinder 27 in any position of the hydraulic piston 33 against the slot 46 . The same applies to the seals 37 and 38 of the hydraulic piston 36 .
Die Hydraulikkolben 33 und 36 werden über die Steueröffnungen 28 und 29 bzw. 31 und 32 mittels Drucköl über die in Fig. 3 näher beschriebene Regelungsanlage geregelt. Damit gelingt es, mittels elektronisch geregelten Drucköl-Impulsen die Zylinder büchsenstellung schrittweise oder kontinuierlich genau dem je weiligen Lastpunkt der Brennkraftmaschine zuzuordnen.The hydraulic pistons 33 and 36 are regulated via the control openings 28 and 29 or 31 and 32 by means of pressure oil via the control system described in more detail in FIG. 3. It is thus possible to assign the cylinder liner position step-by-step or continuously precisely to the respective load point of the internal combustion engine by means of electronically controlled pressure oil pulses.
So werden im unteren bis etwa mittleren Lastbereich der Brenn kraftmaschine mittels stärkeren Drucköl-Impulsen über die Steu eröffnungen 29 und 32 die Hydraulikkolben 33 und 36 angehoben. Damit wird die Zylinderbüchse 39 in den Brennraum 13 geschoben, die dabei mit ihrem Verdrängungsvolumen ΔVz (ΔVz = Ringfläche * Hub) in den Brennraum eintaucht und somit das Kompressionsvo lumen Vc, welches dem Brennkammervolumen Vb entspricht, um den Betrag des Verdrängungsvolumens ΔVz verkleinert und damit das Verdichtungsverhältnis ε erhöht.Thus, the hydraulic pistons 33 and 36 are raised in the lower to approximately medium load range of the internal combustion engine by means of stronger pressure oil pulses via the control openings 29 and 32 . Thus, the cylinder liner 39 is pushed into the combustion chamber 13 , which is immersed in the combustion chamber with its displacement volume Δ V z ( Δ V z = annular surface * stroke) and thus the compression volume V c , which corresponds to the combustion chamber volume V b , by the amount of the displacement volume Δ V z is reduced and thus the compression ratio ε is increased.
In einem etwa mittleren bis oberen Lastbereich werden in ana loger Weise die Hydraulikkolben 33 und 36 mittels stärkeren Drucköl-Impulsen über die Steueröffnungen 28 und 31 abgesenkt, wodurch die Zylinderbüchse 39 aus dem Brennraum ausfährt. Damit wird das Kompressionsvolumen Vc erhöht und somit das Verdich tungsverhältnis ε verringert.In an approximately medium to upper load range, the hydraulic pistons 33 and 36 are lowered in an analogous manner by means of stronger pressure oil pulses via the control openings 28 and 31 , as a result of which the cylinder liner 39 extends from the combustion chamber. This increases the compression volume V c and thus reduces the compression ratio ε.
Das Stufen-Zündsystem besteht aus zwei Zündstufen, wobei eine erste Zündstufe die Zündkerze 21 und eine zweite Zündstufe die Zündkerze 24 aufweist. The stage ignition system consists of two ignition stages, a first ignition stage having the spark plug 21 and a second ignition stage the spark plug 24 .
Durch die Zündkerze 21 auf der Seite der Einlaßöffnung 15 er folgt eine Zündung eines Gemisches dann, wenn sich der Kolben 7 nahe an seinem oberen Totpunkt befindet.Through the spark plug 21 on the side of the inlet opening 15, it ignites a mixture when the piston 7 is close to its top dead center.
Durch dieses Zünden erfolgt zunächst eine Teilverbrennung im Bereich der die Zündkerze umgebenden Wandzone des Brennraumes 13 im Einlaßbereich, so daß während der Endphase der Kompression ein Teil der verbrannten Gasmengen in den nahen Feuerstegspalt 48 des Kolbens 7 hinein komprimiert werden. Ferner gelangt durch diese Kompression mehr Ladungsmasse in die Vorbrennkammer 22. Damit gelingt es, die auf der Einlaßseite befindlichen Frisch gas-Gemischanteile frühzeitig zu zünden und somit den Feuersteg spalt 48 größtenteils mit verbrannten Gasmengen aufzufüllen. Dies bringt eine erhebliche Reduzierung der HC-Emission, die zum großen Teil auf die unverbrannten Gemischanteile im Feuer stegspalt 48 zurückzuführen ist. Auf der Auslaßseite befinden sich im Feuerstegspalt 48 größtenteils Restgasmengen des vor hergegangenen Ausschub-Taktes, weshalb hier die Verhältnisse hinsichtlich der HC-Emission weniger kritisch sind.As a result of this ignition, partial combustion takes place in the area of the wall zone of the combustion chamber 13 surrounding the spark plug in the inlet area, so that during the final phase of the compression a part of the burned gas quantities are compressed into the near top land gap 48 of the piston 7 . Furthermore, more charge mass reaches the pre-combustion chamber 22 as a result of this compression. This makes it possible to ignite the fresh gas mixture components located on the inlet side at an early stage and thus fill the top land gap 48 largely with burnt gas quantities. This brings a significant reduction in HC emissions, which is largely due to the unburned mixture in the fire gap 48 . On the outlet side, there are mostly residual gas quantities from the previous exhaust stroke in the top land gap 48 , which is why the conditions here are less critical with regard to the HC emission.
Im OT-Bereich des Kolbens wird die zweite Zündstufe (Zündkerze 24) gezündet. Nach der Zündung der hochkomprimierten Ladungs masse in der Vorbrennkammer 22 wird durch den Ausströmvorgang aus der Vorbrennkammer 22 in den Brennraum 13 ein hoher Zünd strahlimpuls erzeugt. Nach dem Austritt aus der Vorbrennkammer 22 trifft der Zündstrahl orthogonal auf den Kolbenboden auf und erzeugt mit der entstehenden großen Flammen-Oberfläche einen Flächenbrand, der einen raschen Durchbrand der noch unverbrann ten Ladungsmasse bewirkt und damit durch relativ frühzeitigen Abbruch der NOx-Bildung zu einer Reduzierung der NOx-Emission führt.The second ignition stage (spark plug 24 ) is ignited in the TDC area of the piston. After the ignition of the highly compressed charge mass in the pre-combustion chamber 22 , a high ignition jet pulse is generated by the outflow process from the pre-combustion chamber 22 into the combustion chamber 13 . After emerging from the pre-combustion chamber 22 , the ignition jet strikes the piston crown orthogonally and generates a conflagration with the resulting large flame surface, which causes the still unburned charge mass to burn through quickly and thus to a relatively early termination of the NO x formation Reduction of NO x emissions leads.
In Fig. 3 ist ein Blockschaltbild eines elektro-hydraulischen ε-Regelungssystems dargestellt. Dieses ermöglicht eine während der Lastregelung der Brennkraftmaschine synchron verlaufende variable Regelung des Verdichtungsverhältnisses ε. In Fig. 3, a block diagram is shown of an electro-hydraulic control system ε. This enables variable regulation of the compression ratio ε running synchronously during load control of the internal combustion engine.
Ein elektronisches Steuergerät A erzeugt aufgrund von Motorzu stände repräsentierenden Eingangssignalen u, v, w vom Motor- Management, wie etwa Last, Drehzahl, Drosselklappenstellung, Klopf-Sensor und diversen Temperaturen ein Ausgangssignal z. Dieses Ausgangssignal z dient als Eingangssignal z′ für einen Regler B, der über Hydraulikleitungen 49 und 50 mit den Steu eröffnungen 28, 29 bzw. 31, 32 der Hydraulikzylinder 27 und 30 einer Brennkraftmaschine C verbunden ist. Ferner ist der Regler B mittels einer Zuführungsleitung 51 an eine Ölpumpe D ange schlossen, die über eine Leitung 52 mit einem Ölreservoir E verbunden ist. Der Ölabfluß vom Regler B erfolgt über eine Ab flußleitung 53 ebenfalls in das Ölreservoir E.An electronic control unit A generates an output signal based on engine signals representing input signals u, v, w from engine management, such as load, speed, throttle valve position, knock sensor and various temperatures. This output signal z serves as an input signal z 'for a controller B, which is connected via hydraulic lines 49 and 50 to the control openings 28 , 29 and 31 , 32 of the hydraulic cylinders 27 and 30 of an internal combustion engine C. Furthermore, the controller B is connected by means of a feed line 51 to an oil pump D, which is connected via a line 52 to an oil reservoir E. The oil drain from the controller B takes place via a flow line 53 also in the oil reservoir E.
Mit dem Eingangssignal z′ wird der Regler B gepulst gesteuert und somit die Eintritts- und Austritts-Querschnitte für den Öl durchlaß des Reglers B von einem im Regler B befindlichen Re gelkolben zeitlich verändert. Die von der Ölpumpe D geförderte Ölmenge wird dadurch in Drucköl-Impulse in den Ölräumen der Hydraulikzylinder 27 und 30 umgewandelt und somit der synchron verlaufende hydraulische Antrieb der Zylinderbüchse 39 zur Last regelung der Brennkraftmaschine ermöglicht.With the input signal z ', the controller B is pulsed controlled and thus the inlet and outlet cross-sections for the oil passage of the controller B from a reel piston located in the controller B are changed over time. The amount of oil delivered by the oil pump D is thereby converted into pressure oil pulses in the oil spaces of the hydraulic cylinders 27 and 30 and thus the synchronously running hydraulic drive of the cylinder liner 39 for load control of the internal combustion engine is made possible.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die erfindungsgemäße Ein richtung auch für aufgeladene Brennkraftmaschinen verwendet werden.In a further embodiment, the one according to the invention direction also used for supercharged internal combustion engines become.
Ferner kann die Zylinderbüchse auch durch einen mechanischen oder mechanisch-elektrischen Verstellmechanismus gesteuert wer den, beispielsweise in der Art, daß der mechanische Teil des Verstellmechanismus eine Feder und eine Nockenwelle nebst deren Antrieb umfaßt, wobei die Feder die Zylinderbüchse in einer vorgegebenen Position hält und diese Position der Zylin derbüchse durch die Nockenwelle gegen die Kraft der Feder ver änderbar ist. Furthermore, the cylinder liner can also be mechanically or mechanical-electrical adjustment mechanism controlled who the, for example in such a way that the mechanical part of the Adjustment mechanism a spring and a camshaft together with their drive comprises, the spring in the cylinder liner holds a predetermined position and this position the Zylin the bush through the camshaft against the force of the spring is changeable.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung kann mindestens ein Kolbenring auf der dem Zylinder zugewandten Sei te der Zylinderbüchse, vorzugsweise in deren brennraumseitigen Endbereich, angeordnet sein.In a further advantageous embodiment of the invention at least one piston ring on the side facing the cylinder te of the cylinder liner, preferably in the combustion chamber side End area, be arranged.
Zur Reduzierung der Reibung zwischen Zylinderbüchse und Zylin der kann ferner eine Möglichkeit der Schmierung der Zylinder büchse, beispielsweise mittels einer in deren Mantel auf der dem Zylinder zugewandten Seite angebrachten Ölringnut, vorge sehen werden.To reduce the friction between the cylinder liner and the cylinder This can also be a way of lubricating the cylinder rifle, for example by means of a in its jacket on the the oil ring groove on the cylinder facing side, pre will see.
Desweiteren kann die variable Einstellung des Verdichtungsver hältnisses bei Mehrzylinder-Brennkraftmaschinen auch für jeden Arbeitszylinder individuell vornehmbar sein. Dies kann bei spielsweise durch eine Zuordnung von je einem Regler je Arbeits zylinder mit entsprechenden Zu- und Abflußleitungen erfolgen.Furthermore, the variable setting of the compression comp Ratios in multi-cylinder internal combustion engines also for everyone Working cylinders can be made individually. This can happen with for example by assigning one controller per work cylinders with appropriate inlet and outlet lines.
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