JP5993039B2 - コネクティングロッドおよび内燃機関 - Google Patents

コネクティングロッドおよび内燃機関 Download PDF

Info

Publication number
JP5993039B2
JP5993039B2 JP2015007804A JP2015007804A JP5993039B2 JP 5993039 B2 JP5993039 B2 JP 5993039B2 JP 2015007804 A JP2015007804 A JP 2015007804A JP 2015007804 A JP2015007804 A JP 2015007804A JP 5993039 B2 JP5993039 B2 JP 5993039B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
eccentric
connecting rod
eccentric lever
bearing eye
diameter end
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015007804A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015137768A (ja
Inventor
ポール ミヒャエル
ポール ミヒャエル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
Publication of JP2015137768A publication Critical patent/JP2015137768A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5993039B2 publication Critical patent/JP5993039B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/04Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/045Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable connecting rod length
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/04Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/044Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of an adjustable piston length
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/10Bearings, parts of which are eccentrically adjustable with respect to each other
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C7/00Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
    • F16C7/06Adjustable connecting-rods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/22Internal combustion engines
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/21Elements
    • Y10T74/2142Pitmans and connecting rods
    • Y10T74/2151Longitudinally adjustable

Description

本発明は、内燃機関用のコネクティングロッド、および内燃機関に関する。
図1に、(特許文献1)から周知の圧縮比を調節可能な内燃機関のコネクティングロッドを示す。ここで、コネクティングロッド10は、大径端ベアリングアイ11と、小径端ベアリングアイ12とを有する。大径端ベアリングアイ11は、コネクティングロッド10をクランクシャフト(図1には図示せず)に接続するために使用される。小径端ベアリングアイ12は、コネクティングロッド10を内燃機関のシリンダピストン(図1には図示せず)に接続するために使用される。コネクティングロッド10には、偏心カム(図1には図示せず)を有する偏心調節デバイス13と、偏心レバー14と、偏心ロッド15、16が組み込まれる。偏心レバー14は、小径端ベアリングアイ12の中心点17に対して偏心配置され、中心点18を有する穴を有する。偏心レバー14の穴は偏心カムを収容し、偏心カムの穴がピストンピンを収容する。偏心調節デバイス13は、実効コネクティングロッド長leffを調節するために使用される。ここで、コネクティングロッド長は、偏心レバー14の穴の中心点18と大径端ベアリングアイ11の中心点19との間の距離を意味するものとする。偏心レバー14を回転させ、それにより実効コネクティングロッド長leffを変えるために、偏心ロッド15、16を移動させることができる。各偏心ロッド15、16には、ピストン20、21が組み付けられる。ピストン20、21は、油圧チャンバ22、23内で可動式に案内される。偏心ロッド15、16に組み付けられたピストン20、21に作用する油圧が油圧チャンバ22、23内に生成されている。ここで、油圧チャンバ内の油量に応じて、偏心ロッド15、16の変位が可能であることも可能でないこともある。
偏心調節デバイス13の調節は、内燃機関の動力行程中に偏心調節デバイス13に作用する内燃機関の慣性力と負荷力の作用によって開始される。動力行程中、偏心調節デバイス13に作用する力の作用方向は一定である。調節移動は、油圧作動油によって作用を及ぼされるピストン20、21によって支援される。ピストン20、21は、偏心ロッド15、16に作用し、偏心調節デバイス13に作用する力の作用方向の変化による偏心調節デバイス13のリセットを防止する。ピストン20、21と協働する偏心ロッド15、16は、偏心レバー14の各端部に接続される。ピストン20、21が中で案内される油圧チャンバ22および23には、大径端ベアリングアイ11から、油圧作動油ライン24および25を通して油圧作動油を供給することができる。逆止弁26および27が、油圧チャンバ23および24から油圧ライン24および25に油圧作動油が逆流するのを防止する。コネクティングロッド10の穴28に切換弁29が収容される。ここで、切換弁29の動作位置は、油圧チャンバ22および23のどちらに油圧作動油が充填され、油圧チャンバ22および23のどちらが空にされるかを決定し、それに応じて、偏心調節デバイス13の調節の方向または回転方向が決まる。この構成では、油圧チャンバ22および23は、それぞれ流体ライン30および31を介して、切換弁29を収容する穴28と連絡する。切換弁29の作動手段32、ばねデバイス33、および制御ピストン34が図1に概略的に示されている。切換弁29のこれらの構成要素の動作は、(特許文献1)から既に知られている。
上述したように、油圧チャンバ22、23内で案内されるピストン20、21に作用する油圧作動油は、大径端ベアリングアイ11から油圧ライン24および25を通って油圧チャンバ22、23に供給される。コネクティングロッド10は、コネクティングロッド軸受胴35がクランクシャフト(すなわちそのクランクシャフト軸受ジャーナル)と大径端ベアリングアイとの間に配置されるように大径端ベアリングアイ11でクランクシャフト(図1には図示せず)に係合する。
圧縮比を調節可能とするこの種の内燃機関のさらなる詳細は、(特許文献2)から周知である。この従来技術は、小径端ベアリングアイのスロット型アパーチャへの、偏心ロッドが係合する偏心レバーの挿入の実施を開示している。
組立てのために、内側歯列を有する穴を有する偏心レバーが小径端ベアリングアイのスロット型アパーチャ内に挿入され、外側歯列を有する偏心カムが偏心レバーの穴に挿入される。偏心カムと偏心レバーは、噛み合う歯によって互いに接続される。噛み合う歯による偏心カムと偏心レバーとの接続は、高い製造費および組立費を必要とし、摩耗しやすい。
独国特許出願公開第10 2010 016 037 A1号明細書 独国特許出願公開第10 2005 055 199 A1号明細書
本発明の目的は、製造費および組立費が安く、摩耗しにくい、軽量の新規の内燃機関および新規のコネクティングロッドを提供することである。
本発明の第1の態様によれば、上記目的は、請求項1に記載のコネクティングロッドによって実現される。第1の態様によれば、偏心レバーは、少なくとも1つの偏心レバーセグメントを有する。上記偏心レバーセグメントまたは各偏心レバーセグメントは、偏心カムの軸方向で見たときに小径端ベアリングアイの前方および/または後方に配置される。上記偏心レバーセグメントまたは各偏心レバーセグメントは、偏心カムと一体回転するように接続される。上記偏心レバーセグメントまたは各偏心レバーセグメント、偏心レバーセグメントそれぞれに隣接して配置された小径端ベアリングアイの端面、および偏心カムの隣接する端面がそれぞれ、傾斜の付いた輪郭を有する。これにより、上記偏心レバーセグメントまたは各偏心レバーセグメントに偏心カムを容易に接続できるようになり、偏心カムおよび偏心レバーでの歯車システムが不要になる。軽量化を達成しながら、製造費および組立費を減少させ、摩耗しにくくすることができる。
請求項12には、本発明の第2の態様によるコネクティングロッドが記載されている。本発明の第2の態様によれば、偏心レバーは、少なくとも1つの偏心レバーセグメントを有する。上記偏心レバーセグメントまたは各偏心レバーセグメントは、偏心カムの軸方向で見たときに小径端ベアリングアイの前方および/または後方に配置される。上記偏心レバーセグメントまたは各偏心レバーセグメントは、偏心カムと一体回転するように接続され、上記偏心レバーセグメントまたは各偏心レバーセグメントが、偏心カムが偏心ロッドに接続される偏心カムの端部で、偏心ロッドの方向に内側に入り込んだ輪郭を有する。これによってもまた、偏心レバーの上記偏心レバーセグメントまたは各偏心レバーセグメントに偏心カムを容易に接続できるようになり、偏心カムおよび偏心レバーでの歯車システムが不要になる。軽量化を達成しながら、製造費および組立費を減少させ、摩耗しにくくすることができる。
本発明の第1の態様の特徴と本発明の第2の態様の特徴は、単独で、または組み合わせて使用することができる。
本発明の第1の態様および本発明の第2の態様の有利な発展形態によれば、偏心レバーは、2つの偏心レバーセグメントを有する。第1の偏心レバーセグメントは、小径端ベアリングアイの第1の軸方向端面に対面して配置され、第2の偏心レバーセグメントは、小径端ベアリングアイの第2の軸方向端面に対面して配置され、それにより小径端ベアリングアイが2つの偏心レバーセグメントの間に配置される。
本発明の第1の態様の有利な発展形態によれば、このとき、小径端ベアリングアイの2つの端面、偏心カムの2つの端面、および2つの偏心レバーセグメントがそれぞれ、その下側区域では互いに平行に延在し、その上側区域では互いに斜めに延在する。それにより、コネクティングロッドの重量をさらに減少させることが可能である。
偏心レバーの調節範囲全体にわたって、偏心レバーセグメントの相互平行区域が偏心レバーセグメントの相互傾斜区域と交わる偏心レバーセグメントの輪郭での折曲線が、小径端ベアリングアイの端面の相互平行区域が小径端ベアリングアイの端面の相互傾斜区域と交わる小径端ベアリングアイの軸方向端面の輪郭での折曲線よりも上に位置し、偏心レバーセグメントの輪郭での折曲線と偏心カムの軸方向端面の輪郭での折曲線とが好ましくは互いにすぐ隣接することが好ましい。それにより、コネクティングロッドの軽量化と併せて、偏心レバーの良好な回転性を保証することが可能である。
本発明の第2の態様の有利な発展形態によれば、小径端ベアリングアイの2つの端面に対面して配置された偏心レバーセグメントは、それらが偏心ロッドに接続される端部で、内側に入り込んだ輪郭を有し、偏心レバーセグメントの間の距離を減少させる。それにより、コネクティングロッドの重量をさらに減少させることができる。
好ましくは、端部での偏心レバーセグメントの開始線は、偏心レバーセグメントの端部に係合する偏心ロッドがそれぞれの油圧チャンバ内に一番奥まで入ったときに、端部に形成された偏心レバーセグメントの開始線がそれぞれの偏心ロッドに面するコネクティングロッド本体の輪郭に平行に延びるように構成される。それにより、コネクティングロッドの軽量化と併せて、偏心レバーの良好な回転性を保証することが可能である。
請求項15において、内燃機関が定義される。
本発明の好ましい発展形態は、従属請求項および以下の説明に記載されていることが分かる。本発明の例示的実施形態を、図面を用いてさらに詳細に説明するが、それに限定されない。
従来技術から知られている圧縮比を調節可能としてある内燃機関のコネクティングロッドを示す図である。 本発明による圧縮比を調節可能なコネクティングロッドの詳細を示す斜視図である。 図2に対応している、半径方向側面図である。 偏心レバーを除いた、図2に対応している、軸方向正面図である。 図4に対応している、半径方向側面図である。 第1の状態での本発明によるコネクティングロッドの別の詳細を示す図である。 第2の状態での図6からの詳細を示す図である。 偏心レバーを含む、図2に対応している、軸方向正面図である。 第1の状態での本発明によるコネクティングロッドの半径方向上面図である。 第1の状態での本発明によるコネクティングロッドの軸方向正面図である。 第2の状態について、図9aと同様に示した図である。 第2の状態について、図9bと同様に示した図である。 第3の状態について、図9aと同様に示した図である。 第3の状態について、図9bと同様に示した図である。
圧縮比を調節可能な内燃機関が、少なくとも1つ、好ましくは複数のシリンダを有する。各シリンダがピストンを有し、ピストンは、コネクティングロッド10によって内燃機関のクランクシャフトに結合される。
各コネクティングロッド10は、一端に小径端ベアリングアイ12を有し、他端に大径端ベアリングアイ11を有する。コネクティングロッド10はそれぞれ、コネクティングロッド軸受胴がクランクシャフト軸受ジャーナルと大径端ベアリングアイとの間に配置されるように大径端ベアリングアイ11でクランクシャフトのクランクシャフト軸受ジャーナルに係合し、コネクティングロッド軸受胴とクランクシャフト軸受ジャーナルとの間に潤滑油の膜が生じ得る。
圧縮比を調節可能な内燃機関は、各コネクティングロッド10の領域内に、それぞれのコネクティングロッド10の実効コネクティングロッド長を調節するための偏心調節デバイス13を有する。偏心調節デバイス13は、偏心カム36と、偏心レバー14と、偏心ロッド15、16とを有し、偏心ロッドと協働する油圧チャンバ内の油圧に従ってそれらを移動させて、圧縮比を調節することができる。偏心ロッド15、16と協働する油圧チャンバには、それぞれのコネクティングロッドの大径端ベアリングアイ11から、油圧作動油を供給することができる。偏心調節デバイスの調節は、内燃機関の慣性力と負荷力の作用によって開始される。
偏心レバー14は、偏心カム36を収容するための穴を有する。偏心カム36は、ピストンピンを収容するための穴37を有する。偏心レバー14は、少なくとも1つの偏心レバーセグメント、図示される例示的実施形態では2つの偏心レバーセグメント38および39を有する。偏心レバーセグメント38、39が、小径端ベアリングアイ12の各側、すなわち偏心カム36の軸方向で見たときに前記小径端ベアリングアイの前方および後方にそれぞれ配置される。ここで、小径端ベアリングアイ12は、2つの偏心レバーセグメント38、39の間に配置される。
偏心レバー14の偏心レバーセグメント38、39は、偏心カム36と一体回転するように接続される。図8において、好ましくは偏心カム36の円周方向に回動する接続領域40が偏心レバーセグメント38(図中に見える)と偏心カム36との間に破線で示されている。偏心カム36と偏心レバー14の偏心レバーセグメント38とは、好ましくは、この接続領域40で溶接することによって接続される。偏心レバーセグメント38、39が、偏心カム36の軸方向において小径端ベアリングアイ12の前方および後方に配置される場合、偏心カム36は、両方の偏心レバーセグメントに接続される。
図示される例示的実施形態では、偏心レバー14の2つの偏心レバーセグメント38、39は、個々のサブアセンブリとして設計され、側端部でそれぞれ接続ピン41、42によって互いに接続される。偏心ロッド15、16は、これらの接続ピン41、42に関節式に係合する。より具体的には、偏心ロッド15、16と、2つの偏心レバーセグメント38、39を接続する接続ピン41、42との間でヒンジ継手が成される。接続ピン41、42による接続ではなく、例えばボールジョイントも考えられる。
図示される例示的実施形態とは異なり、偏心レバー14は、一体型またはモノリシックサブアセンブリとして設計することもできる。この場合、偏心レバー14の2つの偏心レバーセグメント38、39は一体形成またはモノリシック形成される。このとき、偏心ロッド15、16は、一体型またはモノリシック偏心レバー14の端部で偏心レバー14に関節式に係合し、より具体的には、この場合にも、接続ピン41、42に偏心ロッド15、16が係合してヒンジ継手を成すことによって行われる。
対照的に、一体型またはモノリシック偏心レバー14の場合に、2つの偏心ロッド15、16が偏心レバー14の両側にボールジョイントによって係合することも可能である。
偏心カム36は、偏心レバーセグメント38、39の穴および小径端ベアリングアイ12の穴に挿入され、それらの穴を通過する。偏心カム36は、両方の偏心レバーセグメント38、39に接続される。偏心カム36は、好ましくは溶接によって偏心レバー14に接続され、それにより有利なトルク伝達が可能になる。
偏心レバー14は、コネクティングロッド10のスロット型の穴に挿入されず、代わりに、偏心レバー14の偏心レバーセグメント38、39は、偏心カム36の軸方向で見たときにコネクティングロッド10の前方および後方に配置される。その結果、コネクティングロッド10の小径端ベアリングアイ12が2つの偏心レバーセグメント38、39の間に配置される。
この場合、第1の偏心レバーセグメント38は、小径端ベアリングアイ12の第1の軸方向端面43に対面して配置され、第2の偏心レバーセグメント39は、小径端ベアリングアイ12の第2の軸方向端面44に対面して配置される。
本発明の第1の態様によれば、偏心レバー14の偏心レバーセグメント38および39と、それぞれの偏心レバーセグメント38、39に隣接して配置された小径端ベアリングアイ12の端面43および44と、偏心カム36の端面45および46とがそれぞれ、傾斜の付いた輪郭を有する。それにより、コネクティングロッド10の軽量化を達成することができる。
小径端ベアリングアイ12の2つの端面43および44は、それらが下側区域内では互いに平行またはほぼ平行に延在し、上側区域内では互いに斜めに、特に台形状に延在するように傾斜を付けられた輪郭を有する。図6および図7に、小径端ベアリングアイ12の2つの端面43および44の一方に関して折曲線47が図示されている。折曲線47において、小径端ベアリングアイ12の2つの端面43および44が互いに平行に延在する下側区域と、小径端ベアリングアイ12の2つの端面43および44が互いに斜めに延在する上側区域とが互いに交わる。
偏心カム36の2つの端面45および46は、それらが下側区域内では互いに平行に延在し、上側区域内では互いに斜めに、特に台形状に延在するように傾斜を付けられた輪郭を有する。図6および図7に、偏心カム36の2つの端面45および46の一方に関して折曲線48が図示されている。折曲線48において、偏心カム36の2つの端面45および46が互いに平行に延在する下側区域と、偏心カム36の2つの端面45および46が互いに斜めに延在する上側区域とが互いに交わる。
偏心カム36と一体回転するように接続された偏心レバー14の2つの偏心レバーセグメント38および39も、それらが下側区域内では互いに平行に延在し、上側区域内では互いに斜めに、特に台形状に延在するように傾斜を付けられた輪郭を有する。図6および図7に、下側区域と上側区域が互いに交わる折曲線49が、2つの偏心レバーセグメント38および39の一方に関して図示されている。
偏心レバーセグメント38および39の各回転位置で、したがって偏心レバー14の調節範囲全体にわたって、偏心レバーセグメント38、39の相互平行区域が偏心レバーセグメント38、39の相互傾斜区域と交わる偏心レバーセグメント38、39の輪郭での折曲線49は、小径端ベアリングアイ12の端面43、44の相互平行区域が小径端ベアリングアイ12の端面43、44の相互傾斜区域と交わる小径端ベアリングアイ12の軸方向端面43、44の輪郭での折曲線47よりも上に位置する。これは、小径端ベアリングアイ12に対する偏心レバーセグメント38および39の最適な回転性のために有利である。偏心レバー14の調節範囲全体にわたって、偏心レバー14が動かなくなる危険はなく、小径端ベアリングアイ12と偏心レバーとの間に十分な間隙Sが存在する。
小径端ベアリングアイ12の端面43、44の相互平行区域がその相互傾斜区域と交わる小径端ベアリングアイ12の軸方向端面43、44の輪郭での折曲線47は、小径端ベアリングアイ12内で回転可能な偏心カム36の中心点50よりも下に位置する。小径端ベアリングアイ12の軸方向端面43、44の輪郭での折曲線47が偏心カム36の中心点50よりも下にくる最大量は、一方で偏心カム36の中心点50と、他方で偏心カム36にすぐ隣接する小径端ベアリングアイ12の軸方向端面43、44の輪郭での折曲線47の折曲点53および54とを通って延びる直線51および52が少なくとも80°の角度α(図5および図6参照)を成すようなものである。
これらの直線51および52は、好ましくは少なくとも100°の角度α、特に好ましくは少なくとも120°の角度αを成す。
角度αは、最大160°、好ましくは最大150°、特に好ましくは最大140°である。
したがって、80°≦α≦160°、好ましくは100°≦α≦150°、特に好ましくは120°≦α≦140°である。
小径端ベアリングアイ12の軸方向端面43、44の輪郭での折曲線47の上記の構成により、偏心レバーセグメント38、39を軸方向で支持するため、および力を導入するために十分に大きな面積A(図4参照)が小径端ベアリングアイ12の軸方向端面43、44に形成される。
偏心カム36の軸方向端面45、46の輪郭での折曲線48と、偏心レバーセグメント38、39の輪郭での折曲線49とは、互いにすぐ隣接して延びる。図6および図7で最も良く見ることができるように、図示される例示的実施形態では、偏心カム36の軸方向端面45、46の輪郭での折曲線48は、偏心レバーセグメント38、39の輪郭での折曲線49のすぐ下に延びる。
また、偏心カム36の軸方向端面45、46の輪郭での折曲線48が、偏心レバーセグメント38、39の輪郭での折曲線49のすぐ上に延びていてもよく、または、垂直方向で見たときにこれらの折曲線48および49が一致、もしくは同一の垂直方向位置に位置していてもよい。
いずれの場合にも、接続領域40において、偏心カム36と一体回転するように偏心レバーセグメント38、39を最適に接続することが可能である。
小径端ベアリングアイ12の端面43、44の折曲角度は、好ましくは偏心カム36の端面45、46の折曲角度に一致する。
同様に、偏心カム36の端面45、46の折曲角度も、好ましくは偏心レバーセグメント38、39の折曲角度に一致する。
小径端ベアリングアイ12の端面43、44の折曲角度も、好ましくは偏心レバーセグメント38、39の折曲角度に一致する。
折曲角度の上記の構成によって、小径端ベアリングアイ12に対する偏心レバーセグメント38および39の最適な回転性と、偏心カム36と一体回転する偏心レバーセグメント38、39の最適な接続とが可能である。さらに、ピストンピンに対する偏心カム36の耐力幅は、偏心カム36の端面45、46の折曲角度が特に偏心レバーセグメント38、39の折曲角度に一致するときに最大である。偏心カム36が完全に回転されるときでさえ、偏心カム36は、ピストンの力の作用方向で、偏心カム36の幅全体にわたってピストンピン上に位置する。
偏心レバー14の調節範囲全体にわたって、偏心レバー14が動かなくなる危険はなく、小径端ベアリングアイ12と偏心レバーとの間に十分な間隙Sが存在する。さらに、偏心カム36への偏心レバーセグメント38、39の接続中に、所定の軸方向間隙を確立することができる。
本発明の第1の態様と併せてコネクティングロッド10で使用することができる本発明の第2の態様によれば、小径端ベアリングアイ12の両端面43、44に対面して配置された偏心レバーセグメント38、39は、それらが接続ピン41、42を介して偏心ロッド15、16に関節式に接続される端部55、56で、内側に入り込んだ輪郭を有し、偏心レバーセグメント38、39の間の距離を減少させる。これによってもまた、コネクティングロッド10の軽量化を達成することができる。
偏心レバーセグメント38、39の端部55、56に形成され、偏心レバーセグメント38、39の端部55、56の内側に入り込んだ輪郭が始まる開始線57、58は、偏心レバーセグメント38、39の端部55、56に係合する偏心ロッド15、16がそれぞれの油圧チャンバ22、23内に一番奥まで入ったときに、端部55、56に形成された偏心レバーセグメント38、39の開始線57、58がそれぞれの偏心ロッド15、16に面するコネクティングロッド本体の輪郭59、60に平行に延びるように構成される。
したがって、偏心レバーセグメント38、39の端部55、56の凹みは、最大枢動角度で、内側に入り込んだ輪郭がコネクティングロッド本体の輪郭59、60にほぼ平行に延びるように成される(図10bおよび図11b参照)。偏心レバー14の調節範囲にわたって、偏心レバーセグメント38、39とコネクティングロッドの本体との衝突の危険はない。
10 コネクティングロッド
11 大径端ベアリングアイ
12 小径端ベアリングアイ
13 偏心調節デバイス
14 偏心レバー
15 偏心ロッド
16 偏心ロッド
22 油圧チャンバ
23 油圧チャンバ
36 偏心カム
37 穴
38 偏心レバーセグメント
39 偏心レバーセグメント
40 接続領域
41 接続ピン
42 接続ピン
43 12の端面
44 12の端面
45 36の端面
46 36の端面
47 折曲線
48 折曲線
49 折曲線
50 中心点
51 直線
52 直線
53 折曲点
54 折曲点
55 38の端部
56 39の端部
57 開始線
58 開始線
59 コネクティングロッド本体の輪郭
60 コネクティングロッド本体の輪郭

Claims (15)

  1. コネクティングロッド(10)をクランクシャフトに接続するための大径端ベアリングアイ(11)と、コネクティングロッド(10)をシリンダのピストンに接続するための小径端ベアリングアイ(12)と、実効コネクティングロッド長を調節するための偏心調節デバイス(13)とを備えるコネクティングロッド(10)であって、
    前記偏心調節デバイス(13)が、偏心レバー(14)と協働する偏心カム(36)と、前記偏心レバー(14)に係合する偏心ロッド(15、16)とを有し、前記偏心レバー(14)が、少なくとも1つの偏心レバーセグメント(38、39)を有し、
    前記偏心レバーセグメント(38、39)が、前記偏心カム(36)軸方向において、前記小径端ベアリングアイ(12)の前方および/または後方に配置され、前記偏心レバーセグメント(38、39)が、前記偏心カム(36)と一体回転するように接続され、前記偏心レバーセグメント(38、39)、前記偏心レバーセグメント(38、39)のそれぞれに隣接して配置された前記小径端ベアリングアイ(12)の端面(43、44)、および前記偏心カム(36)の隣接する端面(45、46)がそれぞれ、傾斜の付いた輪郭を有するコネクティングロッド(10)。
  2. 前記偏心レバー(14)が、2つの偏心レバーセグメント(38、39)を有し、第1の偏心レバーセグメント(38)が、前記小径端ベアリングアイ(12)の第1の軸方向端面(43)に対面して配置され、第2の偏心レバーセグメント(39)が、前記小径端ベアリングアイ(12)の第2の軸方向端面(44)に対面して配置され、それにより前記小径端ベアリングアイ(12)が前記2つの偏心レバーセグメント(38、39)の間に配置され、前記小径端ベアリングアイ(12)の前記2つの端面(43、44)が、その下側区域では互いに平行に延在し、その上側区域では互いに斜めに延在することを特徴とする請求項1に記載のコネクティングロッド。
  3. 前記偏心カム(36)と一体回転するように接続された前記2つの偏心レバーセグメント(38、39)が、その下側区域では互いに平行に延在し、その上側区域では互いに斜めに延在することを特徴とする請求項2に記載のコネクティングロッド。
  4. 前記偏心カム(36)の前記軸方向端面(45、46)が、その下側区域では互いに平行に延在し、その上側区域では互いに斜めに延在することを特徴とする請求項2または3に記載のコネクティングロッド。
  5. 前記偏心レバー(14)の調節範囲全体にわたって、前記偏心レバーセグメント(38、39)の前記相互平行区域が前記偏心レバーセグメント(38、39)の前記相互傾斜区域と交わる前記偏心レバーセグメント(38、39)の輪郭での折曲線(49)が、前記小径端ベアリングアイ(12)の前記端面(43、44)の前記相互平行区域が前記小径端ベアリングアイ(12)の前記端面(43、44)の前記相互傾斜区域と交わる前記小径端ベアリングアイ(12)の前記軸方向端面(43、44)の輪郭での折曲線(47)よりも上に位置することを特徴とする請求項2〜4のいずれか一項に記載のコネクティングロッド。
  6. 前記小径端ベアリングアイ(12)の前記端面(43、44)の前記相互平行区域が前記端面(43、44)の前記相互傾斜区域と交わる前記小径端ベアリングアイ(12)の前記軸方向端面(43、44)の輪郭での折曲線(47)が、前記偏心カム(36)の中心点(50)よりも下に位置することを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載のコネクティングロッド。
  7. 前記小径端ベアリングアイ(12)の前記軸方向端面(43、44)の輪郭での前記折曲線(47)が前記偏心カム(36)の中心点(50)よりも下にくる最大量が、一方で前記偏心カム(36)の前記中心点(50)と、他方で前記偏心カム(36)にすぐ隣接する前記小径端ベアリングアイ(12)の前記軸方向端面(43、44)の輪郭での前記折曲線(47)の折曲点(53、54)とを通って延びる直線(51、52)が少なくとも80°の角度、好ましくは少なくとも100°の角度、特に好ましくは少なくとも120°の角度を成すようなものであることを特徴とする請求項6に記載のコネクティングロッド。
  8. 前記小径端ベアリングアイ(12)の前記端面(43、44)の折曲角度と前記偏心カム(36)の前記端面(45、46)の折曲角度とが互いに一致することを特徴とする請求項2〜7のいずれか一項に記載のコネクティングロッド。
  9. 前記偏心カム(36)の前記端面(45、46)の折曲角度と前記偏心レバーセグメント(38、39)の折曲角度とが互いに一致することを特徴とする請求項2〜8のいずれか一項に記載のコネクティングロッド。
  10. 前記小径端ベアリングアイ(12)の前記端面(43、44)の折曲角度と前記偏心レバーセグメント(38、39)の折曲角度とが互いに一致することを特徴とする請求項2〜9のいずれか一項に記載のコネクティングロッド。
  11. 前記偏心カム(36)の前記軸方向端面(45、46)の輪郭での折曲線(48)と前記偏心レバーセグメント(38、39)の輪郭での折曲線(49)とが互いにすぐ隣接して延びることを特徴とする請求項2〜10のいずれか一項に記載のコネクティングロッド。
  12. コネクティングロッド(10)をクランクシャフトに接続するための大径端ベアリングアイ(11)と、コネクティングロッド(10)をシリンダのピストンに接続するための小径端ベアリングアイ(12)と、実効コネクティングロッド長を調節するための偏心調節デバイス(13)とを備えるコネクティングロッド(10)であって、
    前記偏心調節デバイス(13)が、偏心レバー(14)と協働する偏心カム(36)と、前記偏心レバー(14)に係合する偏心ロッド(15、16)とを有し、前記偏心レバー(14)が、少なくとも1つの偏心レバーセグメント(38、39)を有し、
    前記偏心レバーセグメント(38、39)が、前記偏心カム(36)軸方向において、前記小径端ベアリングアイ(12)の前方および/または後方に配置され、前記偏心レバーセグメント(38、39)が、前記偏心カム(36)と一体回転するように接続され、前記偏心レバーセグメント(38、39)が、前記偏心ロッド(15、16)に接続される端部(55、56)で、前記偏心ロッド(15、16)に向かって内側に入り込む輪郭を有するコネクティングロッド(10)。
  13. 前記偏心レバー(14)が、2つの偏心レバーセグメント(38、39)を有し、第1の偏心レバーセグメント(38)が、前記小径端ベアリングアイ(12)の第1の軸方向端面(43)に対面して配置され、第2の偏心レバーセグメント(39)が、前記小径端ベアリングアイ(12)の第2の軸方向端面(44)に対面して配置され、それにより前記小径端ベアリングアイ(12)が前記2つの偏心レバーセグメント(38、39)の間に配置され、前記小径端ベアリングアイ(12)の前記2つの端面(43、44)に対面して配置された前記偏心レバーセグメント(38、39)が、前記偏心レバーセグメント(38、39)が接続ピン(41、42)によって前記偏心ロッド(15、16)に接続される前記偏心レバーセグメント(38、39)の端部(55、56)で、内側に入り込む輪郭を有し、前記偏心レバーセグメント(38、39)の間の距離を減少させることを特徴とする請求項12に記載のコネクティングロッド。
  14. 前記端部(55、56)での前記偏心レバーセグメント(38、39)の開始線(57、58)が、前記偏心レバーセグメント(38、39)の端部(55、56)に係合する偏心ロッド(15、16)がそれぞれの油圧チャンバ(22、23)内に最大限に入ったときに、前記端部(55、56)に形成された前記偏心レバーセグメント(38、39)の前記開始線(57、58)がそれぞれの前記偏心ロッド(15、16)に面するコネクティングロッド本体の輪郭(59、60)に平行に延びるように構成されることを特徴とする請求項13に記載のコネクティングロッド。
  15. 少なくとも1つのシリンダと、クランクシャフトとを有し、前記クランクシャフトに、少なくとも1つのコネクティングロッド(10)が係合し、前記コネクティングロッド(10)が、前記コネクティングロッド(10)を前記クランクシャフトに接続するための大径端ベアリングアイ(11)と、前記コネクティングロッド(10)をシリンダのピストンに接続するための小径端ベアリングアイ(12)と、実効コネクティングロッド長を調節するための偏心調節デバイス(13)とを備え、前記偏心調節デバイス(13)が、偏心レバー(14)と協働する偏心カム(36)と、前記偏心レバー(14)に係合する偏心ロッド(15、16)とを有し、前記偏心ロッド(15、16)と協働する油圧チャンバ(22、23)内の油圧によって作用を及ぼされる、圧縮比を調節可能な内燃機関において、前記コネクティングロッド(10)が、請求項1〜14のいずれか一項に記載されているように設計されることを特徴とする内燃機関。
JP2015007804A 2014-01-20 2015-01-19 コネクティングロッドおよび内燃機関 Active JP5993039B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014100585.6A DE102014100585A1 (de) 2014-01-20 2014-01-20 Pleuelstange und Verbrennungsmotor
DE102014100585.6 2014-01-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015137768A JP2015137768A (ja) 2015-07-30
JP5993039B2 true JP5993039B2 (ja) 2016-09-14

Family

ID=52131468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015007804A Active JP5993039B2 (ja) 2014-01-20 2015-01-19 コネクティングロッドおよび内燃機関

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9567902B2 (ja)
JP (1) JP5993039B2 (ja)
CN (1) CN104791091B (ja)
DE (1) DE102014100585A1 (ja)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6586875B2 (ja) * 2015-12-15 2019-10-09 トヨタ自動車株式会社 可変長コンロッド、可変圧縮比内燃機関及び可変長コンロッドの製造方法
DE102015103201A1 (de) * 2015-03-05 2016-09-08 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Pleuelstange und Verbrennungsmotor
DE102015103207B4 (de) * 2015-03-05 2021-02-04 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Pleuelstange mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung und Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis
DE102015109922A1 (de) * 2015-03-27 2016-09-29 Hilite Germany Gmbh Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung
DE102015109580A1 (de) * 2015-04-22 2016-10-27 Hilite Germany Gmbh Einleger und Pleuel für eine variable Verdichtung einer Brennkraftmaschine
DE102015106337B4 (de) * 2015-04-24 2020-10-15 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit einstellbarem Verdichtungsverhältnis sowie ein solcher Verbrennungsmotor
JP6277997B2 (ja) * 2015-05-15 2018-02-14 トヨタ自動車株式会社 内燃機関
JP2016217296A (ja) * 2015-05-22 2016-12-22 トヨタ自動車株式会社 可変圧縮比内燃機関
DE102015212139A1 (de) 2015-06-30 2017-01-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Einrichtung zum Betätigen eines Schwenkhebels und Vorrichtung mit einer solchen
DE102015213277A1 (de) 2015-07-15 2017-01-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Exzenterhebel und Vorrichtung mit einem solchen
DE102016117875A1 (de) * 2016-03-16 2017-09-21 Hilite Germany Gmbh Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung mit einer Exzenter-Verstelleinrichtung
USD801151S1 (en) * 2016-07-08 2017-10-31 Race Winning Brands, Inc. I-beam connecting rod
DE102016215752A1 (de) 2016-08-23 2018-03-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Stellkolben einer Vorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses einer Zylindereinheit einer Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE102016216140A1 (de) 2016-08-29 2018-03-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Dichtelement
DE102017121425A1 (de) * 2016-12-22 2018-06-28 ECO Holding 1 GmbH Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung
DE102017000244A1 (de) * 2017-01-12 2018-07-12 Audi Ag Verfahren zum Herstellen einer Brennkraftmaschine sowie Brennkraftmaschinenmontagesatz zur Herstellung einer Brennkraftmaschine
DE102017121630A1 (de) 2017-02-20 2018-08-23 ECO Holding 1 GmbH Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung
EP3364010B1 (de) 2017-02-20 2020-09-16 ECO Holding 1 GmbH Pleuel für eine brennkraftmaschine mit variabler verdichtung
DE102017107711A1 (de) * 2017-04-10 2018-10-11 Avl List Gmbh Längenverstellbare Pleuelstange mit Toleranzausgleich
KR102258482B1 (ko) * 2017-05-02 2021-05-31 현대자동차주식회사 커넥팅 로드
KR20190018822A (ko) * 2017-08-16 2019-02-26 현대자동차주식회사 가변 압축비 장치, 및 이의 제어방법
CN109386539A (zh) * 2018-12-05 2019-02-26 潍柴动力股份有限公司 一种连杆衬套与一种连杆总成
US11215113B2 (en) * 2019-07-17 2022-01-04 Hyundai Motor Company Magnetically-actuated variable-length connecting rod devices and methods for controlling the same

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5940538U (ja) * 1982-09-04 1984-03-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の可変圧縮比機構
DE10058206B4 (de) * 2000-05-29 2005-07-28 Meta Motoren- Und Energie-Technik Gmbh Vorrichtung zum Verändern der Verdichtung eines Zylinders einer Hubkolbenbrennkraftmaschine
DE10255299A1 (de) * 2002-11-27 2004-06-17 Fev Motorentechnik Gmbh Pleuel zur Verwendung an einer Hubkolbenmaschine mit veränderbar einstellbarem Verdichtungsverhältnis
ITRM20050513A1 (it) * 2005-10-14 2007-04-15 Mario Gigli Regolatore automatico del rapporto di compressione per motori a scoppio.
DE102005055199B4 (de) 2005-11-19 2019-01-31 FEV Europe GmbH Hubkolbenverbrennungskraftmaschine mit einstellbar veränderbarem Verdichtungsverhältnis
DE112010001349A5 (de) * 2009-03-26 2012-06-21 Ixetic Bad Homburg Gmbh Vorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses in einem Verbrennungsmotor
DE102010016037B4 (de) 2010-03-19 2022-07-28 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verbrennungsmotor, der ein einstellbares Verdichtungsverhältnis aufweist, mit Umschaltventil
DE102011002138A1 (de) * 2011-04-18 2012-10-18 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verstellbare Pleuelstangenvorrichtung für eine Brennkraftmaschine und Brennkraftmaschine mit einer derartigen verstellbaren Pleuelstangenvorrichtung
DE102012014917A1 (de) * 2011-07-29 2013-02-07 Fev Gmbh Druckimpulsansteuerung für eine Verstelleinrichtung eines variablen Verdichtungsverhältnisses
KR101361514B1 (ko) * 2012-07-11 2014-02-12 현대자동차주식회사 가변 압축비 장치
KR101338461B1 (ko) * 2012-11-02 2013-12-10 현대자동차주식회사 가변 압축비 장치
DE102013107127A1 (de) * 2013-07-05 2015-01-08 Hilite Germany Gmbh Pleuel für eine zweistufige variable Verdichtung
DE102013014090A1 (de) * 2013-08-27 2015-03-05 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Ag Verbrennungsmotor und Pleuelstange

Also Published As

Publication number Publication date
DE102014100585A1 (de) 2015-01-22
US20150204236A1 (en) 2015-07-23
US9567902B2 (en) 2017-02-14
CN104791091B (zh) 2017-10-10
JP2015137768A (ja) 2015-07-30
CN104791091A (zh) 2015-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5993039B2 (ja) コネクティングロッドおよび内燃機関
JP6262097B2 (ja) 内燃機関及びコネクティングロッド
JP6001704B2 (ja) コネクティングロッドおよび内燃機関
JP6200014B2 (ja) 連結ロッドおよび内燃機関
US9617911B2 (en) Switchover valve and internal combustion engine
JP6276331B2 (ja) 切替弁および内燃機関
US10655535B2 (en) Connecting rod for an internal combustion engine with variable compression
US9695745B2 (en) Connecting rod and internal combustion engine
WO2017037935A1 (ja) 内燃機関のピストンクランク機構におけるアッパピンの潤滑構造および潤滑方法
US10184395B2 (en) Multi-joint crank drive of an internal combustion engine, and corresponding internal combustion engine
JP6132057B2 (ja) 内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構の潤滑構造
JP6036006B2 (ja) 内燃機関の複リンク式ピストン−クランク機構の潤滑構造
JPWO2016024308A1 (ja) 軸受構造
RU2642956C1 (ru) Двигатель внутреннего сгорания с переменной степенью сжатия
JP6382871B2 (ja) 連結ロッドおよび内燃機関
CN108457748A (zh) 压缩比可变的内燃机的连杆
JP5971424B2 (ja) 内燃機関の複リンク式ピストンクランク機構
CN105937445B (zh) 连杆和内燃发动机
CN107429612B (zh) 内燃机
JP2022158889A (ja) 動力伝達部材、及び圧縮比可変装置
JP5321148B2 (ja) 複リンク式可変圧縮比内燃機関
JP2007064452A (ja) 連結ピン

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151118

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160720

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160818

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5993039

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250