JP2014529038A - 可変圧縮比を有する内燃機関の燃焼室のためのピストン機構 - Google Patents

Abstract

本発明は、可変圧縮比を有する内燃機関の燃焼室のための、殊にシリンダのためのピストン機構（１２）であって、ピストン（１４）を備え、燃焼室に割り当てられた圧縮比を可変調節するための装置（３６）を備え、及びピストンピン（１０）を備え、ピストンピン（１０）は、各連結領域（２２、２４）を介してピストン（１４）と接続され、ピストンピン（１０）を介してピストン（１４）と内燃機関のコネクティングロッド（１６）とが接続可能であるピストン機構（１２）に関し、その際、装置（３６）がピストンピン（１０）を含み、ピストンピン（１０）がピストンピン（１０）の連結領域（２２）に関して偏心配置された少なくとも１つの偏心エレメント（２３）を有し、偏心エレメント（２３）を介してピストンピン（１０）がコネクティングロッド（１６）と接続可能である。

Description

本発明は、請求項１記載の上位概念による、可変圧縮比を有する内燃機関の燃焼室のためのピストン機構に関する。

特許文献１は、内燃機関エンジンのための可変圧縮レベルを有するトランクピストンを明らかにしていて、このトランクピストンにおいて、ピストンリング部分の少なくとも一部を有するピストンボトムが、ピストンピンを収容する底部に、軸方向に相対してスライド可能に配置されている。このトランクピストンにおいて、圧力オイルを充填可能な互いに連結された２つのチャンバが備えられていて、そのチャンバのそれぞれの容量は、ピストンボトムの相対スライドの際に、逆の比率で互いに変化し、チャンバのうちの第１のチャンバが制御チャンバとして直接ピストンボトムの下にあり、一方で第２のチャンバが減衰チャンバとして制御チャンバの下に配置されている。更に、このピストンにおいて、圧力オイルはバルブを介して導かれ、このバルブは圧力制限バルブとして構成されていて、制御チャンバとクランクケースに開口するチャンバとの間に配置されている。その際、減衰チャンバはピストンの内側に細区分されて配置されていて、ピストンボトムの中央から出た突出部によって、突出部がその中に噛み合うピストン下部分の中央凹部によって、凹部のピストンボトム側の末端においてこの凹部中へ半径方向に中へ突き出すピストン下部分の襟、これは双方のチャンバを互いに分離するものであるが、この襟によって、並びに突出部の所で取り外せる固定可能なガスケット、このガスケットは突出部とねじ止めされたねじによって保持されているが、このガスケットによって、区切られる。

特許文献２から、可変圧縮レベルを有する内燃機関のためのピストンの制御チャンバへのオイル流入制御装置が公知のものとして参照される。制御チャンバは、内側ピストン部分とこの内側ピストン部分にスライド可能に案内される外側ピストン部分との間に配置されている。この制御チャンバは、内側ピストン部分に配置された、その工程で制御チャンバの方向に開く逆止弁が組み込まれている油穴を介して、内側ピストン部分にオイルリザーブ室を形成する中空ピストンピンを介して連接されたコネクティングロッドのコンロッドブッシュにおけるオイル溝中へ通じ、このオイル溝からコンロッドベアリングにより支持されるコネクティングロッドの軸によって制御オイル溝に通じる長手オイル穴と、クランクピンにおいて制御オイル溝と主オイル穴との間に延びる横穴とを介して内燃機関の潤滑油回路に接続されている。

その際、コンロッドベアリングは、ピストンの外側への運動の最後の三分の一の間の領域で、ピストン供給運動の最後の三分の一まで、横穴が制御オイル溝とオーバーラップするように、その円周の一部を介して制御オイル溝を有していることが予定されている。

更に特許文献３からは、可変圧縮比を有する内燃機関のためのピストンが公知である。このピストンは、第１のピストン部分並びに第２のピストン部分を含み、これらのピストン部分は、圧力媒体、殊に圧力液を供給することが可能であり、その容量を変更可能な少なくとも１つのチャンバを構成して、相対的に互いに運動可能に接続されている。その際、少なくとも１つの切替可能なバルブ装置がピストンのピストンスカートの内側に配置されていて、このバルブ装置によって、第１のチャンバ中の圧力媒体の容量を調節可能である。
ピストンレベル、従って圧縮比のこのような調整に経費がかかることは明白である。

ドイツ国特許第３３４６９６７号明細書 ドイツ国特許第３６３８７８３号明細書 ドイツ国特許出願公開第１０２００９０４８１７２号明細書

本発明の課題は、可変圧縮比を有する燃料室のためのピストン機構を提供することであり、この機構によって、燃焼室の圧縮比を容易に可変調節することが可能になる。

この課題は、請求項１の特徴を有するピストン機構により解決される。本発明の意味ある重要な更なる発展を伴う有利な形態は、請求項２以降に記載されている。

殊に自動車の、殊に往復式ピストン内燃機関として構成された内燃機関の、可変圧縮比を有する燃焼室、殊にシリンダのためのこのようなピストン機構は、ピストン並びに燃焼室に割り当てられた圧縮比（圧縮比率）を可変調節するための装置を含む。更に、このピストン機構はピストンピンを含む。ピストンピンは、各連結領域を介してピストンと接続されている。その際、ピストンピンは、ピストンの例えば収容開口部、殊に貫通開口部中の少なくとも部分領域に収容されている。ピストンは、ピストンピンを介して、内燃機関のコネクティングロッドと特に関節状に接続可能である。

ピストンは、ピストンピン及びコネクティングロッドを介して、内燃機関のクランクシャフトと関節状に接続されえ、従って、燃焼室に関する燃焼室中でのピストンの直進運動が、クランクシャフトの回転運動へと変換されうる。

本発明によれば、装置はピストンピンを含む。その際、ピストンピンは、ピストンピンの連結領域に関して偏心配置された少なくとも１つの偏心エレメントを有し、この偏心エレメントを介して、ピストンはコネクティングロッドと接続可能である。ピストンピンが偏心エレメントを介してコネクティングロッドと接続されていて、かつピストンピンが、コネクティングロッドに関しては少なくとも実質的に直円柱の形で構成された偏心エレメントの長手方向中心軸を中心にして回転し、ピストンに関しては少なくとも実質的に直円柱の形で構成されたピストンピンの少なくとも１つの連結領域の長手方向中心軸を中心にして回転する場合、コネクティングロッドに関する及びピストンに関するピストンピンのこの回転は、ピストンピンの連結領域に関する偏心エレメントの偏心配置故に、燃焼室に配置されたピストンがこれに関するコネクティングロッドの長手伸び方向へ動かされ、殊にスライドされる。

このことは、ピストンとクランクシャフトの回転軸との間の距離の変化を伴う。更に、このことはピストンと燃焼室の燃焼天井との間の距離の変化を伴う。このことにより、燃焼室の圧縮比は変化される。その際、この圧縮比の変化は、殊に容易な、従って低コストで構造空間的に好都合な方法で実現される。

従って、本発明のピストン機構によって、圧縮比を、必要に適合して調節すること、及び内燃機関の異なる作動点へと調節できることが可能になる。これにより、内燃機関は、効果的に、かつ僅かなエネルギー消費、殊に燃料消費で作動されうる。更に、このピストン機構は、圧縮比の調整が可能ではない従来のピストン機構に比べて、非常に高いコンパクト性だけでなく非常に高い同一部品率を有する。このことは、コスト低下に役立つ。

本発明の実施形態では、装置は少なくとも１つの制御エレメントを含む。その際、制御エレメントは、ピストンにおいて、ピストンに関して及びピストンピンに関して、少なくとも２つのポジションの間で可動性である。殊に、この制御エレメントは、ピストンピンの長手方向伸びに対して斜め又は垂直にスライド可能であり、それ故に、制御エレメントは制御スライダとも称される。制御エレメントによって、ピストンに関するピストンピンの回転を生じること又は妨げることが可能でなる。

言い換えると、制御エレメントが第１ポジションにある場合、制御エレメントは、ピストンピンの回転位置に応じて、ピストンに関するピストンピンのロック又はピストンピンの回転を生じる。これにより、選択的に、圧縮比は保持され又は変えることができる。

ピストンに関するピストンピンの回転、従って圧縮比の調節もしくは調整は、本発明によるピストン機構において、燃焼室において動くピストンの遠心力又は慣性力及び／又は燃焼室に蔓延する、ピストンに作用する圧力故に、有利に達成される。このことにより、圧縮比の容易な調整が、付加的な能動的調節エレメント（Ｓｔｅｌｌｅｌｅｍｅｎｔｅ）なしに達成され、このことはピストン機構の必要構造空間並びにそのコストを低く保つ。

本発明の更なる利点、特徴及び詳細は、以下に示す有利な実施例の説明から並びに図によって明らかになる。説明中で挙げた特徴及び特徴の組合せ並びに引き続く図面の記載で挙げられたかつ／又は図中で示された単独の特徴及び特徴の組合せは、本発明から逸脱しない限り、それぞれ挙げられた組合せだけでなく、他の組合せでも又は単独ポジションでも使用可能である。

図３に記載したピストン機構の、ロッキングエレメント及びピストンピンブッシュを備えるピストンピンの概略的斜視図を示す。 図１によるピストンピンの概略的斜視図を示す。 可変圧縮比を有する、往復式ピストン内燃機関のシリンダためのピストン機構の概略的断面図を部分的に示し、透視的に示されたピストンを備え、このピストンは図１及び２によるピストンピンを介してピストン機構のコネクティングロッドと関節状に接続されていて、その際、ピストン機構は、それによって圧縮比を調節することができる装置を含んでいる。 図３によるピストンの概略的断面図を示し、その際、上記装置の制御エレメント（Ｓｔｅｕｅｒｅｌｅｍｅｎｔ）は第１ポジションにある。 図４によるピストンの更なる概略的断面図を示す。 図４及び５によるピストンの更なる概略的断面図を示し、その際、制御エレメントは第２ポジションにある。 図６によるピストンの概略的断面図を示す。 シリンダにおける往復運動間の、図３によるピストン機構の概略的断面図をそれぞれ示し、その際、圧縮比が調整される。 図３によるピストンの概略的透視図を部分的に示す。 図９によるピストンの更なる概略的透視図を部分的に示す。 図９及び１０によるピストンの概略的透視図を示し、その際、ピストンは透視的に示されている。 図１１によるピストンの概略的透視図を部分的に示し、その際、ピストンは透視的に示されている。

図１及び２は、ピストン機構１２（図３）のピストンピン１０を示し、このピストンピン１０を介して、ピストン機構のピストン１４は、往復式ピストン内燃機関として構成された内燃機関のコネクティングロッド１６と関節状に接続されうる。図８ａ〜ｅでの概説で分かるように、内燃機関はクランクシャフト１８を含み、このクランクシャフト１８は、クランクケース内に、回転軸２０を中心にしてクランクケースに関して回転可能に設置されている。クランクシャフト１８はクランクピンを含み、このクランクピンの所にコネクティングロッド１６はビッグエンドを介して関節状に設置されている。コネクティングロッド１６は更にスモールエンドを含み、このスモールエンドにおいて、このピストンピン１０は部分領域に収められている。

ピストンピン１０は、ピストン１４と、各連結領域２２を介して接続されている。ピストンピン１０の連結領域２２は、ピストンピン１０の外周側ジャケット面によって形成されていて、その際、連結領域は少なくとも実質的に直円柱の形で構成されている。ピストンピン１０とピストン１４との接続のために、連結領域２２は、貫通開口部（Ｄｕｒｃｈｇａｎｇｓｏｅｆｆｎｕｎｇｅｎ）として構成されたピストン１４の収容開口部２６中の少なくとも部分領域に収容されている。

図２の紙面に関してピストンピン１０の右側連結領域２２を介して、ピストンピン１０はピストン１４と直接接続されている。図１によって分かるように、ピストン機構１２はピストンピンブッシュ２８を含み、このピストンピンブッシュ２８内に、ピストンピン１０の右側連結領域２２は配置されている。ピストンピンブッシュ２８は、対応する収容開口部２６中に収容されている。その際、ピストンピンブッシュ２８は、ピストンピン１０のためのストッパとして働き、かつピストン１４の所もしくはピストン１４内でのピストンピン１０の容易な組立てを可能にする。
ピストンピン１０は偏心エレメント２３を有し、この偏心エレメント２３は少なくとも実質的に直円柱の形で構成され、かつ連結領域２２に関して偏心配置されている。このことは、偏心エレメントの長手方向中心軸が、連結領域２２の同軸に互いに配置されたそれぞれの長手方向中心軸に対して垂直に移動されることを意味する。コネクティングロッド１６のスモールエンドにおいて少なくとも部分領域に収容されている偏心エレメント２３を介して、ピストンピン１０は、コネクティングロッド１６と関節状に接続されている。従って、ピストン１４はコネクティングロッド１６と関節状に接続されている。この関節状の接続故に、シリンダに関する内燃機関のシリンダ内に収容されたピストン１４の直進的相対運動は、回転軸を中心とするクランクシャフト１８の回転運動に変換されうる。

殊に図２で見て取れるように、矢印３０によって示された長手方向伸びを有するピストンピン１０は収容開口部３２を有し、この収容開口部３２は例えば貫通開口部として構成されている。その際、収容開口部３２は、ピストンピン１０の長手方向伸び（矢印３０）に対して少なくとも実質的に垂直に伸びている。

収容開口部３２中に、ロッキングエレメントがロックピン３４の形で収容される。ロックピン３４は、収容開口部３２中でピストンピン１０の長手方向伸びに対して垂直に導かれて、ピストンピン１０に関してスライド可能である。図３での概説において、ピストン機構１２の装置３６にピストンピン１０及びロックピン３４が少なくとも組み込まれていることが分かる。装置３６によって、ピストン機構１２に組み込まれた内燃機関のシリンダの圧縮比を可変調節することができる。

このために、装置３６は、更に制御エレメントを制御スライダ３８の形で含む。制御スライダ３８は、ピストン１４において保持され、ピストン１４に関して並びにピストンピン１０に関して２つのポジションの間でスライド可能である。その際、制御スライダ３８は、双方のポジションの間のみをスライド可能である。従って、制御スライダ３８はいわゆる双安定性制御ピストンである。

殊に図４及び５で示された制御スライダ３８の第１ポジションにおいて、制御スライダ３８は第１マグネットによって保持されている。その際、第１マグネットはピストン１４において配置されている。殊に図３、６及び７で示された第２ポジションにおいて、制御スライダ３８は、第２マグネットによって保持されていて、その際、第２マグネットもピストン１４において保持されている。殊に図９では、装置３６のスリーブ４４が見て取れ、このスリーブ４４中に制御スライダ３８がスライド可能に収容されている。

ピストンピン１０の長手方向伸びに対して少なくとも実質的に垂直に、その２つのポジションの間を制御スライダ３８がスライドすることにより、解放ポジションとロッキングポジションとの間のロックピン３４の運動が生じるか、又は避けられ、もしくはロックされうる。双方のポジション間での制御スライダ３８のスライドは、調整器、例えば電磁石によって又は油圧によって繰り返し行われうる。制御スライダ３８は、油圧によって有効にスライドされる。

図９〜１２によって明らかであるように、ピストン１４は、そのピストンスカート４０中に２つの互いに向かい合う貫通開口部４２を有する。貫通開口部４２は、ピストンスカート４０を、従ってピストン１４の外周側ジャケット面を完全に貫通する。貫通開口部に溝部４３が続いていて、この溝部４３はピストン１４の軸方向へ伸び、貫通開口部４２と接続されている。言い換えれば、溝部４３は貫通開口部４２に合流する。

図８ａ〜ｅにより、殊に、圧縮比の調整を見て取ることができる。シリンダ内でピストン１４が作動している間、付与エレメント（Ｂｅａｕｆｓｃｈｌａｇｕｎｇｓｅｌｅｍｅｎｔ）４６、例えばオイル噴射ノズルを介して、内燃機関の潤滑油が溝部４３及び貫通開口部４２中へ噴射される。このことにより、制御スライダ３８に、その前面から潤滑油が供給され、殊に圧力を伴って供給される。その際、潤滑油での制御は１５０°より上のクランクシャフト１８のクランク角で行われ、その際、付与、すなわち制御スライダ３８の制御は図８ｂによるクランクシャフト１８の回転位置において始まり、図８ｅによるクランクシャフト１８の更なる回転位置において終了する。潤滑油がかけられた前面に向かい合う制御スライダ３８の他方の相当する前面には、潤滑油が供給されておらず、これは、例えば互いにロックされた切替バルブによって確実になる。制御スライダ３８の１つの前面に供給されることにより、制御スライダ３８は、潤滑油が供給されていない他の前面の方向へとスライドされる。図８ａ〜ｅには、オイル噴射ノズル４７も見て取ることができ、このオイル噴射ノズル４７によって、ピストン１４は潤滑油が噴射され、従って冷却されうる。

その際、付与エレメント４６はシリンダのシリンダ内壁中に配置されている。言い換えれば、付与もしくは制御スライダ３８の制御は、ピストン１４の外からシリンダ内壁を介して、従ってピストン１４の外から行われる。

その際、長穴として構成されうる溝部４３は、クランクシャフト１８の回転の間の、従ってシリンダ内でのピストン１４の直進運動の間の潤滑油の収容のために役立ち、かつ潤滑油を、貫通開口部４２へ、更には制御スライダ３８へと導く。

その際、制御スライダ３８は、内燃機関の潤滑油のいわゆるパイロット制御のために役立ち、この制御スライダ３８によって、ロックピン３４は、ロックピン３４の少なくとも１つの解放ポジションと少なくとも１つのロッキングポジションとの間で動かされる。

ロックピン３４の調整のための潤滑油は、クランクケースにおけるクランクシャフト１８のベアリング位置を介してクランクシャフト１８へ、及び対応するチャネルを介して更にコネクティングロッド１６へと行きわたる。コネクティングロッド１６によって、潤滑油は、ピストンピン１０の外周側に円周方向に完全に一周する第１溝部４８に流れる。第１溝部４８から、潤滑油は、少なくとも１つの対応する連結チャネルを介して、ピストンピン１０の第２溝部５０へと流れ、この第２溝部５０もピストンピン１０の円周方向に外周側に完全に一周して延びている。第２の溝部５０から、潤滑油は、ピストン１４中の対応するチャネル５６、５８に流れる。制御スライダ３８のポジションに応じて、潤滑油が第１のチャネル５６又は第２のチャネル５８へ貫流し、ロックピン３４に達し、このロックピン３４を動かすことができる。その際、チャネル５６、５８は直接ピストン１４に組み込まれていて、つまり、ピストン１４の内壁によって形成もしくは区切られている。溝部４８、５０を流体接続するためのピストンピン１０の連結チャネルは、外へと有効に合流し、これにより過剰な潤滑油はピストン１４を冷却するために使用されうる。

図５は、第１ポジションにおける制御スライダ３８を示す。ロックピン３４は、まずそのロッキングポジションにあり、そのポジションにおいてロックピン３４は、図５の紙面に関して右側溝部４３側でピストン１４と共働し、ピストン１４に関するピストンピン１０の回転を妨げる。つまり、ピストンピン１０は、コネクティングロッド１６のスモールエンドでのみ、コネクティングロッド１６に関する偏心エレメント２３の長手方向中心軸を中心にして回転されえ、従ってピストン１４はピストンピン１０を介してコネクティングロッド１６と関節状に接続されている。このために、ロックピン３４は、収容開口部３２中の部分領域に、及び右側溝部４３側に配置されたピストン１４の第１の収容部中の部分領域において収容される。

制御スライダ３８の第１ポジションにおいて、ピストン１４の第１チャネル５６に潤滑油が供給されうる。ピストン１４の第２チャネル５８への潤滑油の供給は、制御スライダ３８によって妨げられている。図５から分かるように、制御スライダ３８の第１ポジションで潤滑油は、コネクティングロッド１６から、溝部４８、５０を介して、右側第１チャネル５６中へと流れ、そこから更に、ピストンピン１０のこのポジションでロックピン３４の右側第１前面５２へと流れる。つまり、第１前面５２は潤滑油を供給される。潤滑油は、ロックピン３４に、ピストンピン１０の半径方向へ収容開口部３２中へと圧力をかけ、従ってそのロッキングポジションからその解放ポジションへと圧力をかける。

収容開口部３２中にばねエレメントが配置されていてよく、このばねエレメントを介して、ロックピン３４はピストンピン１０の所でばね力がかけられて保持されている。その際、ばね力は、ピストンピン１０の半径方向へ外へと向けられている。つまり、潤滑油は、ロックピン３４に、ばね力に反して、収容開口部３２中へと入れる圧力をかけ、かつ第１収容部から外へと押し出す圧力をかける。ロックピン３４が第１収容部から完全に動かされている場合、ロックピン３４はその解放ポジションにある。解放ポジションにおいて、ロックピン３４は、ピストン１４に対するピストンピン１０の相対回転をもはや妨げることができない。従って、ピストンピン１０は、コネクティングロッド１６のスモールエンドにおいて、コネクティングロッド１６に関して偏心エレメント２３の長手方向中心軸を中心にして回転し、並びに収容開口部２６中で、ピストン１４に関して連結領域２２のそれぞれの長手方向中心軸を中心にして回転されうる。

このような相対回転は、連結領域２２に関する偏心エレメント２３の偏心配置故に、例えば慣性力及び／又は遠心力及び／又はシリンダ中に蔓延しかつピストン１４に作用する圧力によって生じる。ピストン１４の圧縮工程において、ピストン１４は、回転軸２０の方向へ圧縮される。連結領域２２に関する偏心エレメント２３の偏心配置に基づいて、ピストン１４と回転軸との間の距離もしくはピストン１４とシリンダの燃焼室天井との間の距離が広げられ、このことにより、圧縮比（ε）が小さくなる。吸入工程の間、ピストン１４が回転軸から引き離されることにより、ピストン１４と回転軸２０との間の距離は広げられる。このことにより、それに反してより高い圧縮比が調節される。その際、ロックピン３４がその解放ポジションにある場合、ピストン１４を押し引きすることにより、ピストンピン１０とのピストン１４の接続を介して、ピストン１４に関するもしくはコネクティングロッド１６に関するピストンピン１０の回転がもたらされる。

ピストンピン１０は、１８０度、図５の紙面に関して左側に、すなわち反時計方向に回転する。収容開口部３２が貫通開口部として構成されている場合、潤滑油は、第１の右側チャネル５６を介して、ロックピン３４の第１前面５２に背を向ける第２前面５４に作用し、ばねエレメントのばね力と共に、半径方向に収容開口部３２から外へロックピン３４を押し出す圧力をかける。これによりロックピン３４はその解放ポジションから再びそのロッキングポジションへと動かされる。そうしてロックピン３４は図５の紙面に関して左側溝部４３側へピストンと共働し、その結果、ピストン１４に関するピストンピン１０の回転は再び妨げられる。ピストンピン１０はロックされている。

そのために、ロックピン３４は、例えば収容開口部３２中の部分領域に及び左側溝部４３側に配置されたピストン１４の第２収容部中の部分領域に収容されている。潤滑油は、ロックピン３４を動かすためだけでなく、これをロッキングポジションに固定するためにも使用され、従って固定機能も満たす。

出発状態から、制御スライダ３８がその第２ポジションへと動く（スライドする）と、右側第１チャネル５６への潤滑油の供給は終了する。次いで、左側第２チャネル５８に潤滑油が供給される。従って、潤滑油はコネクティングロッド１６から溝部４８、５０を介して左側第２チャネル５８へと流れ、そこから更に、ピストンピンの現行のポジションにおいて左側第１前面５２へと流れる。このことは、（もはや第２の前面５４ではなく）第１の前面５２が潤滑油を供給されていることを意味する。潤滑油は、ロックピン３４を、再びその解放ポジションへと押す。

こうして、ピストンピンは再び１８０度、今度は右へ、すなわち時計向きに回転しうる。これは、またもや能動的調節エレメントによってではなく、遠心力及び／又は慣性力及び／又は圧力によって実質的に受動的に起こる。

図７から見て取れるように、右への回転後に、再び第２の前面５４に、ただし今度は第２チャネル５８を介して潤滑油が供給される。このことにより、ロックピン３４は、ばね力と共に右側溝部４３側のそのロッキングポジションへと押され、潤滑油によって固定される。ピストンピン１０は再びロックされる。

このことは、制御スライダ３８のポジション及び収容開口部２６中へのピストンピン１０の回転位置に応じて、第１前面５２か又は第２前面５４に潤滑油が供給され、ロックピン３４が対応して動かされ（調整され）うるか、又はロックピン３４が固定され、これによって、ピストンピン１０はピストン１４の死点でロックされることを意味する。

制御スライダ３８によって、ピストンピン１０の２つのポジションを、従ってピストン機構１２によってシリンダの２つの互いに異なる圧縮比（圧縮比率）を示すことができることは明白である。制御スライダ３８のような少なくとも１つの更なる制御スライダが備えられていてよく、それにより、この更なる制御スライダによって、ピストンピン１０の更なる２つのポジション、従って更なる２つの圧縮比を示すことができる。更なる２つの圧縮比を示すために、ピストンピン１０は、例えばその２つの連結領域２２を介してそれぞれの偏心ブッシュの仲介下でピストンと連結されている。このことは、ピストン１４が偏心ブッシュを介してピストンピン１０に設置されていることを意味する。制御スライダ３８のスライドによるピストン１４に関するピストンピン１０の回転に応じて、ピストン１４に対する偏心ブッシュの相対回転は、更なる制御スライダによってもたらされえ、従って、このことにより、ピストン１４は回転軸２０に関して及び燃焼室天井に関して調整される。

更に特許文献３からは、可変圧縮比を有する内燃機関のためのピストンが公知である。このピストンは、第１のピストン部分並びに第２のピストン部分を含み、これらのピストン部分は、圧力媒体、殊に圧力液をかけることが可能であり、その容量を変更可能な少なくとも１つのチャンバを構成して、相対的に互いに運動可能に接続されている。その際、少なくとも１つの切替可能なバルブ装置がピストンのピストンスカートの内側に配置されていて、このバルブ装置によって、第１のチャンバ中の圧力媒体の容量を調節可能である。
特許文献４には、ピストンストローク機能を変えるための装置を備える往復式ピストン機関、殊に燃焼機関に関して、ピストンもしくはコネクティングロッドの周辺のシリンダブロックに、クランクシャフトドライブにより作動されない電気コイルを取り付けることが提案されていて、この電気コイルとクランクシャフトドライブにより作動される振動する構成部品との間に、少なくとも周期的にクランクシャフトドライブの動きに相応して力作用が生じうる。この力作用は、電磁界を介して直接又は機械的接触により間接的に起こりえ、その際、コイルの力作用により、スライダ（Ｋｕｌｉｓｓｅ）がシリンダ管の内部へ又は内部で移動され、それによりクランクシャフトドライブにより作動される構成部品と周期的に接触する。この力作用により、ピストンストローク機能を変えるための装置が調節され、もしくはその調節状態が得られる。
特許文献５は、同様に、シリンダ内にピストン、ピストンピン及びコネクティングロッドを有する内燃機関を示していて、その際、ピストンピンは、その長手方向において少なくとも部分的に偏心に構成されていて、制御エレメントによって少なくとも２つのポジションに動くことができ、このことにより内燃機関のシリンダの圧縮比を変えることができる。
ピストンレベル、従って圧縮比のこのような調節に経費がかかることは明白である。

ドイツ国特許第３３４６９６７号明細書 ドイツ国特許第３６３８７８３号明細書 ドイツ国特許出願公開第１０２００９０４８１７２号明細書 ドイツ国特許出願公開第１９７５７８７１号明細書 特開昭６０−１４２０２０号公報

Claims (10)

1. 可変圧縮比を有する内燃機関の燃焼室のための、殊にシリンダのためのピストン機構（１２）であって、ピストン（１４）を備え、前記燃焼室に割り当てられた圧縮比を可変調節するための装置（３６）を備え、及びピストンピン（１０）を備え、前記ピストンピン（１０）は、各連結領域（２２、２４）を介して前記ピストン（１４）と接続され、前記ピストンピン（１０）を介して前記ピストン（１４）と前記内燃機関のコネクティングロッド（１６）とが接続可能であるピストン機構（１２）において、
   前記装置（３６）が前記ピストンピン（１０）を含み、前記ピストンピン（１０）が前記ピストンピン（１０）の前記連結領域（２２）に関して偏心配置された少なくとも１つの偏心エレメント（２３）を有し、前記偏心エレメント（２３）を介して前記ピストンピン（１０）が前記コネクティングロッド（１６）と接続可能であることを特徴とする、ピストン機構（１２）。
2. 前記装置（３６）が少なくとも１つの制御エレメント（３８）を含み、前記制御エレメント（３８）が前記ピストンピン（１０）及び前記ピストン（１４）に関して少なくとも２つのポジションの間で動かすことが可能に、殊に前記ピストンピン（１０）の長手方向伸び（３０）に対して斜め又は垂直にスライド可能に、前記ピストン（１４）に保持され、前記制御エレメント（３８）によって、前記ピストン（１４）に関して前記ピストンピン（１０）の回転を生じること及び妨げることが可能であることを特徴とする、請求項１記載のピストン機構（１２）。
3. 前記装置（３６）がロッキングエレメント（３４）を有し、前記ロッキングエレメント（３４）が前記ピストンピン（１０）中の少なくとも部分領域に収容され、前記ピストンピン（１０）に関して前記ピストンピン（１０）の長手方向伸びに対して斜めに、殊に垂直に少なくとも１つの解放ポジションと少なくとも１つのロッキングポジションとの間を動くことが可能、殊にスライド可能であり、前記ロッキングエレメントによってその解放ポジションにおいては前記ピストン（１４）に関して前記ピストンピン（１０）の回転を生ずることができ、かつ前記ロッキングエレメントによって前記ロッキングエレメントが前記ピストン（１４）と共働するロッキングポジションにおいては前記ピストン（１４）に関して前記ピストンピン（１０）の回転を妨げることができることを特徴とする、請求項１又は２のいずれかに記載のピストン機構（１２）。
4. 前記ロッキングエレメント（３４）が、前記制御エレメント（３８）によって、前記制御エレメント（３８）の第１ポジションに相当する解放ポジションと前記制御エレメント（３８）の第２ポジションに相当するロッキングポジションとの間で動くことができることを特徴とする、請求項２及び３に記載のピストン機構（１２）。
5. 前記ロッキングエレメント（３４）に、前記制御エレメント（３８）を介して、前記内燃機関の媒体、殊に潤滑剤、潤滑油又は同様のものを供給することができ、これによって前記ロッキングエレメント（３４）を動かすことができ、前記ロッキングエレメント（３４）への前記媒体の供給が前記制御エレメント（３８）によって制御可能であることを特徴とする、請求項３又は４のいずれかに記載のピストン機構（１２）。
6. 前記ロッキングエレメント（３４）に前記媒体を供給するために、前記ピストン（１４）に備えられた少なくとも１つの第１チャネル（５６、５８）が、前記媒体を前記ロッキングエレメント（３４）に導くために備えられており、前記第１チャネル（５６、５８）と、前記媒体を導くために前記ピストンピン（１０）に備えられた少なくとも１つの第２チャネル（４８、５０）とが流体接続されることを特徴とする、請求項５記載のピストン機構（１２）。
7. 前記第１チャネル（５６、５８）が前記ピストン（１４）に直接組み込まれていることを特徴とする、請求項６記載のピストン機構（１２）。
8. 前記第１チャネル（５６、５８）への前記媒体の供給が、前記制御エレメント（３８）の一方のポジションにおいては解放され、他方のポジションにおいては妨げられることを特徴とする、請求項６又は７のいずれかに記載のピストン機構（１２）。
9. 請求項１から８のいずれかに記載のピストン機構（１２）を有する内燃機関。
10. 請求項９及び２に記載の、又は請求項９及び請求項２に従属する請求項３から８のいずれかに記載の内燃機関であって、前記ピストン（１４）が、前記ピストン（１４）の外周側ジャケット面（４０）を貫通する少なくとも１つの貫通開口部（４２）を有し、前記制御エレメント（３８）が前記ポジション間で動くために、前記貫通開口部（４２）を介して前記制御エレメント（３８）に前記ピストン（１４）の外側から内燃機関の媒体、殊に潤滑油を供給することができることを特徴とする、内燃機関。

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