WO2011107127A1 - Method for operating a reciprocating piston machine - Google Patents

Method for operating a reciprocating piston machine Download PDF

Info

Publication number
WO2011107127A1
WO2011107127A1 PCT/EP2010/007313 EP2010007313W WO2011107127A1 WO 2011107127 A1 WO2011107127 A1 WO 2011107127A1 EP 2010007313 W EP2010007313 W EP 2010007313W WO 2011107127 A1 WO2011107127 A1 WO 2011107127A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reciprocating engine
compression ratio
lever
fuel
working space
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/007313
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Tilmann RÖMHELD
Michael Wagenplast
Original Assignee
Daimler 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 Daimler Ag filed Critical Daimler Ag
Publication of WO2011107127A1 publication Critical patent/WO2011107127A1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/048—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable crank stroke length
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00—Varying compression ratio
    • F02D15/02—Varying compression ratio by alteration or displacement of piston stroke

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a reciprocating engine specified in the preamble of claim 1. Art.
  • WO 2007/092168 A2 discloses an internal combustion engine with an adjustable compression ratio. To set the compression ratio is a
  • crankshaft of the internal combustion engine mounted on an eccentric carrier, whereby the position of the axis of rotation of the crankshaft in a crankcase of the
  • the eccentric carrier is actuated via a fork of a hydraulic actuator.
  • This internal combustion engine has further potential for representing efficient operation.
  • Transmitter provided whose movement is manipulated by a control lever, with the aim of ensuring a controllable movement of the piston, in particular to allow a variation of the compression ratio.
  • Reciprocating internal combustion engine has potential for representing even more efficient operation.
  • An internal combustion engine which is adapted to be operated with one of a plurality of compression ratios selectable compression ratio. Also, this internal combustion engine has further potential to make its operation more efficient. It is therefore an object of the present invention to provide a method for operating a reciprocating engine, which enables efficient operation.
  • An inventive method for operating a reciprocating engine in which at least one mounted on a crank pin of a crankshaft and connected to a corresponding connecting rod lever element is adjusted by means of a corresponding adjusting device for adjusting the compression ratio of the reciprocating engine between at least two rotational positions relative to the crank pin is characterized in that at least two lever elements mounted on a respective crank pin and connected to a corresponding connecting rod are each independently connected to each other by means of an associated actuating device
  • the compression ratios allows the representation of a very efficient operation of the reciprocating engine, since the compression ratio can be adapted to respective prevailing conditions in the working space. If, for example, one of these working spaces is operated in a fired mode in which fuel is introduced into the working space, in particular injected, and a mixture of fuel and air is burned, while the other of the work spaces is operated in a non-fired operation, in which no fuel in the
  • Exhaust aftertreatment device to maintain operating temperature is introduced into at least one of the working spaces in the overrun fuel, either to generate hot exhaust gas either as a result of combustion, with this exhaust the
  • fuel is introduced into the at least one working space of the reciprocating piston engine corresponding to the one of the lever elements, and the fuel supply in the at least one further corresponds to the one further lever element
  • the fuel supply is terminated in the at least one corresponding to the one of the lever elements working space of the reciprocating engine and introduced fuel into the at least one further to the one further of the lever elements corresponding working space.
  • fuel is introduced into the working space, during which during the Time duration, so over this time, the fuel supply has not taken place, so ended or was suspended and at the same time after this period of time, the fuel supply to the working space is terminated, in which during this period, that is, over this time, fuel was introduced. This allows for a reduction of fuel consumption while keeping the
  • the reciprocating engine is designed, for example, as a four-cylinder reciprocating engine, that is to say if the crankshaft has four crankpins, then it is extreme
  • Be operated compression ratio wherein only introduced into two of these cylinders fuel and combustion is carried out, so they are operated in a fired operation.
  • the introduction of fuel or the termination of the fuel supply takes place as a function of a firing order of the cylinders. It is also possible that in a cylinder by adjusting the
  • a three-cylinder internal combustion engine which thus has three cylinders and thus a crankshaft with three crank pins. In this case, for example, the compression ratios of two cylinders are increased and the
  • Compression ratio of the third cylinder in particular reduced relative thereto.
  • a reverse adjustment is also possible. Further, it is also possible to introduce and operate fuel in two of the cylinders while stopping fuel supply to the third cylinder and terminating it in a non-fired operation.
  • the reciprocating piston engine according to the invention offers a very high flexibility and many degrees of freedom to significantly reduce fuel consumption and thus the C0 2 emissions while maintaining low
  • FIG. 1 is a perspective and partially sectioned view of a crank mechanism of a reciprocating engine with a crankshaft with four crank pins, on each of which a connected to a corresponding connecting rod lever member is mounted, each of the lever elements is assigned a hydraulically actuated and a translational movement executable actuator, by means of which the respective lever element for adjusting the compression ratio of the reciprocating engine is set between at least two rotational positions relative to the respective crank pin;
  • Fig. 2 is a perspective and partially sectioned view of a with a
  • Fig. 3 is another perspective view of the conrod and the
  • Fig. 4 is a partially sectioned plan view of the conrod and the
  • Fig. 5 is a sectional view of an adjusting device according to the preceding
  • FIG. 6 shows five longitudinal sectional views of the adjusting device according to FIG. 5 in FIG.
  • the crankshaft 12 has four crank pins 14, on each of which a lever element 16 is mounted, so that the lever elements 16 can rotate relative to the respective crank pins 14.
  • the lever elements 16 are each pivotally connected to a connecting rod 18 and formed as a transverse lever which transverse to the axis of rotation of the
  • the connecting rods 18 in turn each have a connecting rod 22, via which the respective connecting rod 22 with a piston of the reciprocating piston displaceably arranged in a cylinder of the reciprocating engine is connectable.
  • the pistons of the reciprocating engine due to gas expansions by combustion of a fuel-air mixture in the respective cylinder through translational movements, which transmitted via the connecting rods 18 and the lever members 16 on the crank pin 14 and on to the crankshaft 12 and in a rotational movement of the crankshaft 12 are converted, so that the crankshaft 12 according to a direction arrow 20 rotates about its axis of rotation.
  • each lever element 16 is an adjusting device 24, which is connected in an articulated manner to the respective lever element 16.
  • the lever elements 16 between at least two rotational positions relative to the respective crank pin 14 rotatable about this.
  • This causes an adjustment of a final volume, which is also referred to as compression volume, in the respective cylinder at top dead center of the respective piston, since the rotational position of the lever elements 16 relative to the respective crank pin 14 affects the translational position of the bottom and top dead center of the piston in the cylinder ,
  • a final volume which is also referred to as compression volume
  • Compression volume leads to a reduction of the compression ratio and / or vice versa.
  • the adjusting devices 24 perform a translational movement, which causes a rotation of the respective lever member 16 relative to the respective crank pin 14 about this.
  • the function of the actuators 24 is based on a
  • FIGS. 2 to 5 show the adjusting device 24, which has a working space 26
  • Hydraulic cylinder 28 includes. In the hydraulic cylinder 28 and its working space 26, a displaceable piston 30 is arranged, which is fixedly connected to a push rod 32.
  • the piston 30 divides the working space 28 into a first, in the Fig. 2 upper control chamber 34 and a lower, in Fig. 2, the second control chamber 36, wherein the control chambers 34 and 36 have a respective volume, which with a working medium in the form of Lubricating oil of the reciprocating engine can be acted upon.
  • the piston 30 and thus the push rod 32 is in a first end position in which the volume of the control chamber 34 is minimal and the volume of the control chamber 36 is maximum. In this case, the volume of the control chamber 36 is filled with the lubricating oil while the control chamber 34 contains at least almost no lubricating oil.
  • Adjusting device 24 moved out of the first end position shown in FIG. 2 and the piston 30 are moved in the direction of a surface 38. This means that the volume of the control chamber 36 is reduced and the volume of the control chamber 34 must be increased. For this purpose, the lubricating oil has to be removed from the control chamber 36 and lubricating oil introduced into the control chamber 34.
  • channels 40, 42, 44 and 46 are provided through which the lubricating oil can flow.
  • the channels 40, 42 and 44 are releasable and closable by corresponding control edges 48, 50 and 52 of a partially received in the push rod 32 control piston 54.
  • further lubricating oil can flow via the channel 46 into the control chamber 34, which lubricating oil can be supplied via a shaft 62.
  • the channel 46 is connected to a lubricating oil supply of the reciprocating engine and ensures the supply of the adjusting device 24 with sufficient working fluid in the form of
  • Lubricating oil Corresponding control valves in the form of check valves 56, 58 and 60 prevent an undesirable flow of lubricating oil.
  • the adjusting device 24 can in particular by using the check valves 56, 58 and 60 additional means for pressure enhancement of the lubricant, ie
  • Control chambers 34 and / or 36 pumps are controlled by Control chambers 34 and / or 36 pumps.
  • Compression ratio which keeps the fuel consumption and thus the C0 2 emissions of the reciprocating engine in a small frame.
  • crank mechanism 10 and thus the reciprocating engine further have the advantage that the lever elements 16 can be adjusted independently of one another by the adjusting devices 24, as a result of which
  • Compression ratio of each cylinder is selectively adjustable.
  • the adjusting device 24 perform movements of the lever member 16 and movements of the reciprocating engine with and possibly compensate, it is pivotally held about the rotatably supported on a crankcase of the reciprocating engine shaft 62 and thus pivotally and indirectly supported on the crankcase.
  • the shaft 62 is fixed inter alia by fasteners 80.
  • Fig. 3 illustrates the operation of the control piston 54 for adjusting the
  • Actuation of the control piston 54, the adjusting device 24 comprises a pin 64 which penetrates the rotatably fixed to the crankcase shaft 62 and is connected to a substantially U-shaped actuating member 66.
  • the shaft 62 penetrating through a corresponding bore 64 and the substantially U-shaped actuating element 66 are integrally formed with each other and by means of an actuator, not shown, magnetically translatable in the direction of movement of the push rod 32 movable.
  • the actuating element 66 presses the control piston 54 counter to a spring force of a spring element 68 supported on the control piston 54 and on the push rod 32 in the corresponding direction, resulting in a relative movement of the control piston 54 to the push rod 32 results.
  • the control edges 48, 50 and 52 release the channels 40, 42 and 44, allowing the lubricating oil to flow into or out of the control chambers 34 and / or 36 in the manner outlined.
  • a reverse operation of the control piston 54 is effected, for example, in that the actuating element 66 and the pin 64 are switched powerless, whereby the spring element 68 can push the control piston 54 in the direction of the actuating element 66, whereupon the actuating element 66 and the pin 64 of the push rod 32nd move away.
  • the control edges 48, 50 and 52, the channels 40, 42 and 44 free and the push rod 32 moves in the same direction in the other direction.
  • Compression ratio of the reciprocating engine only a specification of a desired position of the control piston 54 must be done via a specification of a desired position of the actuating element 66 and the pin 64 and the adjusting device 24 then adjusts automatically until the flow of the lubricating oil is interrupted. An additional operation of the control piston 54 to terminate the adjustment of the actuator 24 is not required. Furthermore, this means that any leaks due to wear, as it can occur over a very long lifetime, is quasi self-compensated by the adjusting device 24. It is merely an adaptation of the specification of the desired position of the control piston 54 and the actuating element 66 and the pin 64 needed. If appropriate, this adaptation can take place via a simple comparison of predetermined desired values with actual values detected by means of detection devices. This ensures a very precise adjustment of the compression ratio over a very long service life of the reciprocating engine and thus the representation of a very efficient and fuel-efficient operation derselbigen.
  • the actuating element 66 and the control piston 54 are not firmly connected to each other but act via a
  • the arcuate surface 70 of the actuating element 66 together.
  • the center of the arcuate surface is at least substantially on the pivot axis of the adjusting device 24, which coincides with the central axis of symmetry of the shaft 62.
  • the arcuate surface 70 ensures a constant stroke and thus a constant movement of the control piston 54 even during a movement or at a Pivoting the adjusting device 24 about its pivot axis, wherein the control piston 54 carries out this pivoting movement while the actuating element 66 is rotationally fixed as described.
  • the control piston 54 has a rounded head which abuts the arcuate surface 70 and can slide along it with little friction.
  • the cylinder 28 has a slot 72 in which the actuating element 66 is arranged.
  • the cylinder 28 comprises three parts 74, 76 and 78, the part 74 being connected to the part 76.
  • the part 78 is also connected to the part 76 and is partially received in the part 76 and limited on the one hand the working space 26th
  • Fig. 6 shows the adjusting device 24 in five different from each other
  • crank mechanism 10 of the reciprocating engine now makes it possible for the lever elements 16 to be independently of one another by means of the respective associated setting device 24 for setting the respective lever element 16 corresponding to the respective one
  • Compression ratio can be adjusted in respective, different rotational positions relative to the respective corresponding crank pin 14.
  • Push mode is operated. This favors a very efficient and
  • the lever elements 16 corresponding to the cylinders can be injected with no fuel is set so that there is a low compression ratio, while the lever members 16 corresponding to the cylinders, into which fuel is introduced and in which combustion is performed, can be set so that one in particular relative to the compression ratios of the other cylinder high compression ratio is present.

Abstract

The invention relates to a method for operating a reciprocating piston machine, in which method at least one lever element (16) which is mounted on a crank pin (14) of a crank shaft (12) and is connected to a corresponding connecting rod (18) is set by means of a corresponding adjustment device (24) for setting the compression ratio of the reciprocating piston machine between at least two rotary positions relative to the crank pin (14), wherein at least two lever elements (16) which are mounted on a respective crank pin (14) and are each connected to a corresponding connecting rod (18) are set independently of one another, by means of one assigned adjustment device (24) each, to different respective rotary positions relative to the respectively corresponding crank pin (14), in order to set the compression ratio.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine  Method for operating a reciprocating piston engine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. The invention relates to a method for operating a reciprocating engine specified in the preamble of claim 1. Art.
Die WO 2007/092168 A2 offenbart einen Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis. Zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses ist eine WO 2007/092168 A2 discloses an internal combustion engine with an adjustable compression ratio. To set the compression ratio is a
Kurbelwelle des Verbrennungsmotors an einem exzentrischen Träger gelagert, wodurch die Position der Drehachse der Kurbelwelle in einem Kurbelgehäuse des Crankshaft of the internal combustion engine mounted on an eccentric carrier, whereby the position of the axis of rotation of the crankshaft in a crankcase of the
Verbrennungsmotors eingestellt werden kann. Der exzentrische Träger ist dabei über eine Gabel von einem hydraulischen Aktuator betätigbar. Dieser Verbrennungsmotor weist weiteres Potenzial zur Darstellung eines effizienten Betriebs auf. Internal combustion engine can be adjusted. The eccentric carrier is actuated via a fork of a hydraulic actuator. This internal combustion engine has further potential for representing efficient operation.
Aus der WO 02/12694 A1 ist eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem in einem Zylinder verschieblich angeordneten Kolben bekannt, der mit einem Pleuel gelenkig gekoppelt ist und dessen Bewegung auf eine Kurbel einer Kurbelwelle der Hubkolben- Brennkraftmaschine übertragbar ist. Zwischen dem Pleuel und der Kurbel ist ein From WO 02/12694 A1 a reciprocating internal combustion engine with a displaceably arranged in a cylinder piston is known, which is pivotally coupled to a connecting rod and whose movement is transferable to a crank of a crankshaft of the reciprocating internal combustion engine. Between the connecting rod and the crank is a
Übertragungsglied vorgesehen, dessen Bewegung über einen Steuerhebel manipulierbar ist, mit dem Ziel, eine steuerbare Bewegung des Kolbens zu gewährleisten, insbesondere um eine Variierung des Verdichtungsverhältnisses zu ermöglichen. Auch diese Transmitter provided whose movement is manipulated by a control lever, with the aim of ensuring a controllable movement of the piston, in particular to allow a variation of the compression ratio. These too
Hubkolben-Brennkraftmaschine weist Potenzial zur Darstellung eines noch effizienteren Betriebs auf. Reciprocating internal combustion engine has potential for representing even more efficient operation.
Die US 2007/0150164 1 offenbart einen Verbrennungsmotor mit einem variablen US 2007/0150164 1 discloses an internal combustion engine with a variable
Verdichtungsverhältnis sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Compression ratio and a method for operating such
Verbrennungsmotors, welcher dazu ausgelegt ist, mit einem aus einer Mehrzahl von Verdichtungsverhältnissen auswählbaren Verdichtungsverhältnis betrieben zu werden. Auch dieser Verbrennungsmotor weist weiteres Potential auf, dessen Betrieb effizienter zu gestalten. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine bereitzustellen, welches einen effizienten Betrieb ermöglicht. An internal combustion engine, which is adapted to be operated with one of a plurality of compression ratios selectable compression ratio. Also, this internal combustion engine has further potential to make its operation more efficient. It is therefore an object of the present invention to provide a method for operating a reciprocating engine, which enables efficient operation.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit This object is achieved by a method for operating a reciprocating engine having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with
zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. expedient and non-trivial developments of the invention are specified in the dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine, bei welchem mindestens ein an einem Hubzapfen einer Kurbelwelle gelagertes und mit einem korrespondierendem Pleuel verbundenes Hebelelement mittels einer korrespondierenden Stelleinrichtung zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem Hubzapfen eingestellt wird, zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest zwei an einem jeweiligen Hubzapfen gelagerte und mit jeweils einem korrespondierenden Pleuel verbundene Hebelelemente mittels jeweils einer zugeordneten Stelleinrichtung unabhängig voneinander zur An inventive method for operating a reciprocating engine, in which at least one mounted on a crank pin of a crankshaft and connected to a corresponding connecting rod lever element is adjusted by means of a corresponding adjusting device for adjusting the compression ratio of the reciprocating engine between at least two rotational positions relative to the crank pin is characterized in that at least two lever elements mounted on a respective crank pin and connected to a corresponding connecting rod are each independently connected to each other by means of an associated actuating device
Einstellung des Verdichtungsverhältnisses in jeweilige, voneinander unterschiedliche Drehstellungen relativ zu dem jeweils korrespondierenden Hubzapfen eingestellt werden. Das bedeutet also, dass jeweilige zu dem jeweiligen Hubzapfen korrespondierende Verdichtungsverhältnisse von jeweiligen, zu den jeweiligen Hubzapfen Setting the compression ratio in each, different rotational positions are adjusted relative to the respective corresponding crank pin. This means that respective compression ratios of respective, corresponding to the respective crank pin, of respective, to the respective crank pin
korrespondierenden Arbeitsräumen, insbesondere Zylindern, der Hubkolbenmaschine eingestellt werden, die sich voneinander unterscheiden. corresponding work spaces, in particular cylinders, the reciprocating engine are set, which differ from each other.
Diese arbeitsraumindividuelle Einstellung des Verdichtungsverhältnisses This workspace individual adjustment of the compression ratio
beziehungsweise der Verdichtungsverhältnisse erlaubt die Darstellung eines sehr effizienten Betriebs der Hubkolbenmaschine, da das Verdichtungsverhältnis an jeweilige, herrschende Bedingungen in dem Arbeitsraum angepasst werden können. Wird beispielsweise einer dieser Arbeitsräume in einem befeuerten Betrieb betrieben, in welchem Kraftstoff in den Arbeitsraum eingebracht, insbesondere eingespritzt, und ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft verbrannt wird, während der andere der Arbeitsräume in einem nicht befeuerten Betrieb betrieben wird, in welchem kein Kraftstoff in den or the compression ratios allows the representation of a very efficient operation of the reciprocating engine, since the compression ratio can be adapted to respective prevailing conditions in the working space. If, for example, one of these working spaces is operated in a fired mode in which fuel is introduced into the working space, in particular injected, and a mixture of fuel and air is burned, while the other of the work spaces is operated in a non-fired operation, in which no fuel in the
Arbeitsraum eingebracht wird, wie es beispielsweise in einem Schubbetrieb der Fall ist, so erfordern diese voneinander unterschiedlichen Betriebszustände der Arbeitsräume gegebenenfalls voneinander unterschiedliche, jeweilige Verdichtungsverhältnisse und damit voneinander unterschiedliche Einstellungen der jeweiligen Hebelelemente relativ zu dem jeweils korrespondierenden Hubzapfen zur Darstellung optimaler Bedingungen in dem Arbeitsraum. Dies führt zu einem sehr effizienten Betrieb der Hubkolbenmaschine. Dies ist durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, woraus ein geringer Working space is introduced, as is the case for example in a pushing operation, these mutually different operating conditions of the work spaces possibly different from each other, respective compression ratios and thus different settings of the respective lever elements relative to the respective corresponding crank pin for representing optimal conditions in the working space. This leads to a very efficient operation of the reciprocating engine. This is possible by the method according to the invention, resulting in a lower
Kraftstoffverbrauch und damit geringe C02-Emissionen der Hubkolbenmaschine resultieren. Fuel consumption and thus low C0 2 emissions of the reciprocating engine result.
In einem Schubbetrieb der Hubkolbenmaschine, in welchem die Hubkolbenmaschine also über Räder eines Kraftwagens angetrieben wird, ist es zur Einsparung von Kraftstoff vorteilhaft, eine Kraftstoffzufuhr in die Arbeitsräume, insbesondere Zylinder, der In a coasting operation of the reciprocating engine, in which the reciprocating engine is thus driven via wheels of a motor vehicle, it is advantageous for saving fuel, a fuel supply to the working spaces, in particular cylinder, the
Hubkolbenmaschine zu beenden beziehungsweise kein Kraftstoff in die Arbeitsräume einzubringen, da Verbrennungsvorgänge zum Betrieb der Hubkolbenmaschine nicht vonnöten sind. Gleichzeitig ist es jedoch wünschenswert, eine zu der Hubkolbenmaschine korrespondierende Abgasnachbehandlungseinrichtung, beispielsweise ein Katalysator, auf Betriebstemperatur zu halten, um in einem sich zeitlich an den Schubbetrieb anschließenden befeuerten Betrieb der Hubkolbenmaschine eine verzögerungsfreie Reinigung von Abgas der Hubkolbenmaschine durch die To finish reciprocating engine or to introduce no fuel into the work spaces, as combustion processes for the operation of the reciprocating engine are not required. At the same time, however, it is desirable to keep an exhaust aftertreatment device, for example a catalyst, corresponding to the reciprocating piston engine at operating temperature, in order to ensure a delay-free cleaning of exhaust gas of the reciprocating piston engine in a fired operation of the reciprocating engine which follows the overrun operation in time
Abgasnachbehandlungseinrichtung zu gewährleisten. Um die To ensure exhaust aftertreatment device. To the
Abgasnachbehandlungseinrichtung auf Betriebstemperatur zu halten, wird in zumindest einen der Arbeitsräume auch im Schubbetrieb Kraftstoff eingebracht, um entweder infolge einer Verbrennung heißes Abgas zu erzeugen, um mit diesem Abgas die  Exhaust aftertreatment device to maintain operating temperature is introduced into at least one of the working spaces in the overrun fuel, either to generate hot exhaust gas either as a result of combustion, with this exhaust the
Abgasnachbehandlungseinrichtung auf ihrer Betriebstemperatur zu halten oder um unverbrannten Kraftstoff aus dem Arbeitsraum auszuschieben, woraufhin sich der unverbrannte Kraftstoff an der noch warmen Abgasnachbehandlungseinrichtung entzündet und diese infolge dieser Verbrennung dadurch warm hält beziehungsweise erwärmt. Keep the exhaust aftertreatment device at its operating temperature or to push out unburned fuel from the working space, whereupon the unburned fuel ignites at the still warm exhaust aftertreatment device and this keeps warm as a result of this combustion or heated.
Wird nun ein Arbeitsraum in einem nicht befeuerten Betrieb betrieben, während ein weiterer Arbeitsraum in einem befeuerten Zustand beschrieben wird, so erfordern, wie bereits ausgeführt, diese unterschiedlichen Betriebszustände gegebenenfalls If a working space is now operated in a non-fired operation, while a further working space is described in a fired state, then, as already explained, these different operating states may be required
unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse, um optimale Bedingungen zur Darstellung eines effizienten Betriebs der Hubkolbenmaschine darstellen zu können. Das different compression ratios in order to represent optimal conditions for representing an efficient operation of the reciprocating engine. The
erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nun diese Einstellung der inventive method now allows this setting the
arbeitsraumindividuellen Bedingungen durch die arbeitsraumindividuelle Einstellung der Hebelelemente und damit der Verdichtungsverhältnisse. Working space individual conditions by the individual working space adjustment of the lever elements and thus the compression ratios.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden in einem Schubbetrieb und/oder in einem Leerlaufbetrieb der Hubkolbenmaschine durch Einstellen zumindest eines Hebelelements das zu dem einen Hebelelement korrespondierende In an advantageous embodiment of the invention, in a coasting operation and / or in an idling operation of the reciprocating engine by adjusting at least one lever element corresponding to the one lever element
Verdichtungsverhältnis beziehungsweise das Verdichtungsverhältnis des zu dem einen Hebelelement korrespondierenden Arbeitsraums, insbesondere Zylinders, reduziert und durch Einstellen zumindest eines weiteren Hebelelements das zu dem zumindest einen weiteren Hebelelement korrespondierende Verdichtungsverhältnis beziehungsweise das Verdichtungsverhältnis des zu dem zumindest einen weiteren Hebelelement Compression ratio or the compression ratio of the one Lever element corresponding working space, in particular cylinder, and reduced by adjusting at least one further lever member corresponding to the at least one further lever element compression ratio or the compression ratio of the at least one further lever element
korrespondierenden Arbeitsraums, insbesondere Zylinders, erhöht. Dadurch werden in den jeweiligen Arbeitsräumen optimale Randbedingungen geschaffen, um den jeweiligen Betriebszuständen der Arbeitsräume Rechnung zu tragen und einen sehr effizienten Betrieb der Hubkolbenmaschine einzustellen. corresponding working space, in particular cylinder, increased. As a result, optimal boundary conditions are created in the respective work spaces to take into account the respective operating conditions of the work spaces and to set a very efficient operation of the reciprocating engine.
Ein besonders effizienter und damit kraftstoffverbrauchsarmer Betrieb der A particularly efficient and therefore fuel - efficient operation of the
Hubkolbenmaschine bei gleichzeitigem Halten der Abgasreinigungseinrichtung auf Betriebstemperatur ist dadurch realisierbar, dass Kraftstoff in den Arbeitsraum Reciprocating engine while keeping the exhaust gas purification device to operating temperature is thereby realized that fuel in the working space
eingebracht, insbesondere eingespritzt wird, welcher zu dem Hebelelement introduced, in particular injected, which to the lever element
korrespondiert, durch dessen Einstellung das korrespondierende Verdichtungsverhältnis erhöht wird, während beispielsweise die Kraftstoffzufuhr in den Arbeitsraum beendet wird, welcher zu dem Hebelelement korrespondiert, durch dessen Einstellung das By adjusting the corresponding compression ratio is increased, for example, while the fuel supply is terminated in the working space, which corresponds to the lever element, by adjusting the
korrespondierende Verdichtungsverhältnis reduziert wird. corresponding compression ratio is reduced.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass das Einbringen von Kraftstoff in den jeweiligen Arbeitsraum mit einem befeuerten Betrieb des jeweiligen Arbeitsraums einhergeht, wodurch eine Verbrennung in dem Arbeitsraum stattfindet. In diesem Falle ist die It should be noted at this point that the introduction of fuel into the respective working space is accompanied by a fired operation of the respective working space, whereby combustion takes place in the working space. In this case, the
Einstellung des Verdichtungsverhältnisses und damit die Darstellung optimaler Adjustment of the compression ratio and thus the representation of optimal
Verbrennungsbedingungen besonders vorteilhaft. Des Weiteren geht das Beenden der Kraftstoffzufuhr in den jeweiligen Arbeitsraum einher mit einem nicht befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine. Combustion conditions particularly advantageous. Furthermore, the termination of the fuel supply in the respective working space is accompanied by a non-fired operation of the internal combustion engine.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird zunächst in den zumindest einen zu dem einen der Hebelelemente korrespondierenden Arbeitsraum der Hubkolbenmaschine Kraftstoff eingebracht und die Kraftstoffzufuhr in den zumindest einen weiteren zu dem einen weiteren der Hebelelemente korrespondierenden In a particularly advantageous embodiment of the invention, first of all, fuel is introduced into the at least one working space of the reciprocating piston engine corresponding to the one of the lever elements, and the fuel supply in the at least one further corresponds to the one further lever element
Arbeitsraum der Hubkolbenmaschine beendet. Nach einer vorgegebenen Zeitdauer, insbesondere in einem Schubbetrieb und/oder in einem Leerlaufbetrieb der Working space of the reciprocating engine finished. After a predetermined period of time, in particular in a coasting operation and / or in an idling operation of
Hubkolbenmaschine, wird die Kraftstoffzufuhr in den zumindest einen zu dem einen der Hebelelemente korrespondierenden Arbeitsraum der Hubkolbenmaschine beendet und Kraftstoff in den zumindest einen weiteren zu dem einen weiteren der Hebelelemente korrespondierenden Arbeitsraum eingebracht. Das bedeutet also, dass nach dieser Zeitdauer in den Arbeitsraum Kraftstoff eingebracht wird, bei welchem während der Zeitdauer, also über diese hinweg, die Kraftstoffzufuhr nicht stattgefunden hat, also beendet beziehungsweise ausgesetzt war und gleichzeitig nach dieser Zeitdauer die Kraftstoffzufuhr in den Arbeitsraum beendet wird, in welchen während dieser Zeitdauer, also über diese hinweg, Kraftstoff eingebracht wurde. Dies ermöglicht zum einen die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs bei gleichzeitigem Halten der Reciprocating engine, the fuel supply is terminated in the at least one corresponding to the one of the lever elements working space of the reciprocating engine and introduced fuel into the at least one further to the one further of the lever elements corresponding working space. This means that after this period of time fuel is introduced into the working space, during which during the Time duration, so over this time, the fuel supply has not taken place, so ended or was suspended and at the same time after this period of time, the fuel supply to the working space is terminated, in which during this period, that is, over this time, fuel was introduced. This allows for a reduction of fuel consumption while keeping the
Abgasnachbehandlungseinrichtung auf deren Betriebstemperatur sowie gleichzeitig eine Vermeidung eines zu starken Auskühlens des Arbeitsraums, dessen Kraftstoffzufuhr zunächst beendet wird. Dies wirkt sich positiv auf die Bedingungen für eine anschließende Verbrennung sowie auf Schmiereigenschaften von Schmiermittel, insbesondere Exhaust after-treatment device on the operating temperature and at the same time avoid excessive cooling of the working space, the fuel supply is terminated first. This has a positive effect on the conditions for subsequent combustion and lubricating properties of lubricant, in particular
Schmieröl, der Hubkolbenmaschine aus. Lubricating oil, the reciprocating engine off.
Ist die Hubkolbenmaschine beispielsweise als vierzylindrige Hubkolbenmaschine ausgebildet, also weist die Kurbelwelle vier Hubzapfen auf, so ist es äußerst If the reciprocating engine is designed, for example, as a four-cylinder reciprocating engine, that is to say if the crankshaft has four crankpins, then it is extreme
vorteilbehaftet, wenn beispielsweise zwei Zylinder mit einem hohen advantageous, for example, if two cylinders with a high
Verdichtungsverhältnis und zwei Zylinder mit einem relativ dazu niedrigen Compression ratio and two cylinders with a relatively low
Verdichtungsverhältnis betrieben werden, wobei lediglich in zwei dieser Zylinder Kraftstoff eingebracht und eine Verbrennung durchgeführt wird, diese also in einem befeuerten Betrieb betrieben werden. Vorteilhafterweise erfolgt das Einbringen von Kraftstoff beziehungsweise das Beenden der Kraftstoffzufuhr in Abhängigkeit von einer Zündfolge der Zylinder. Ebenso möglich ist, dass bei einem Zylinder durch Einstellen des Be operated compression ratio, wherein only introduced into two of these cylinders fuel and combustion is carried out, so they are operated in a fired operation. Advantageously, the introduction of fuel or the termination of the fuel supply takes place as a function of a firing order of the cylinders. It is also possible that in a cylinder by adjusting the
korrespondierenden Hebelelements ein hohes Verdichtungsverhältnis und bei den drei übrigen Zylindern ein relativ dazu niedriges Verdichtungsverhältnis eingestellt wird. Eine dazu umgekehrte Einstellung ist ebenso möglich, wobei also bei drei Zylindern ein hohes Verdichtungsverhältnis eingestellt wird, während bei einem Zylinder ein relativ dazu niedriges Verdichtungsverhältnis eingestellt wird. Analoges gilt für das Einbringen und damit für das befeuerte beziehungsweise nicht befeuerte Betreiben der Zylinder, wobei also in einen Zylinder Kraftstoff eingebracht und dieser befeuert betrieben wird, während die Kraftstoffzufuhr in die anderen drei Zylindern beendet wird und diese in einem nicht befeuerten Betrieb betrieben werden beziehungsweise umgekehrt. Wie bereits ausgeführt, ist es für die Verbrennung vorteilhaft, das Verdichtungsverhältnis des corresponding high compression ratio and the other three cylinders a relatively low compression ratio is set. A reverse adjustment is also possible, so with three cylinders, a high compression ratio is set, while in a cylinder, a relatively low compression ratio is set. The same applies to the introduction and thus for the fired or non-fired operation of the cylinder, that is introduced into a cylinder fuel and this is fired, while the fuel supply to the other three cylinders is terminated and they are operated in a non-fired operation or vice versa. As already stated, it is advantageous for the combustion, the compression ratio of the
Zylinders beziehungsweise die Verdichtungsverhältnisse der Zylinder zu erhöhen, welche befeuert betrieben werden, also in welche Kraftstoff eingebracht wird, während das Verdichtungsverhältnis des Zylinders beziehungsweise die Verdichtungsverhältnisse der Zylinder, die nicht befeuert betrieben werden, also in die keine Kraftstoff eingebracht wird, insbesondere im Vergleich zu dem hohen Verdichtungsverhältnis beziehungsweise zu den hohen Verdichtungsverhältnissen, zu reduzieren. Analoges gilt auch für eine dreizylindrige Verbrennungskraftmaschine, welche also drei Zylinder und damit eine Kurbelwelle mit drei Hubzapfen aufweist. Dabei werden zum Beispiel die Verdichtungsverhältnisse zweier Zylinder erhöht und das Cylinder or to increase the compression ratios of the cylinder, which are operated fired, ie, in which fuel is introduced while the compression ratio of the cylinder or the compression ratios of the cylinders that are not fired, ie in which no fuel is introduced, especially in comparison to the high compression ratio or to the high compression ratios to reduce. The same applies to a three-cylinder internal combustion engine, which thus has three cylinders and thus a crankshaft with three crank pins. In this case, for example, the compression ratios of two cylinders are increased and the
Verdichtungsverhältnis des dritten Zylinders insbesondere relativ dazu reduziert. Eine dazu umgekehrte Einstellung ist ebenso möglich. Des Weiteren ist ebenso möglich, in zwei der Zylinder Kraftstoff einzubringen und diese befeuerten zu betreiben, während die Kraftstoffzufuhr in den dritten Zylinder beendet und dieser in einem nicht befeuerten Betrieb beendet wird. Compression ratio of the third cylinder in particular reduced relative thereto. A reverse adjustment is also possible. Further, it is also possible to introduce and operate fuel in two of the cylinders while stopping fuel supply to the third cylinder and terminating it in a non-fired operation.
Aus den Ausführungen geht hervor, dass die erfindungsgemäße Hubkolbenmaschine eine sehr hohe Flexibilität und viele Freiheitsgrade bietet, den Kraftstoffverbrauch und damit die C02-Emissionen deutlich zu reduzieren bei gleichzeitiger Geringhaltung von From the comments it is apparent that the reciprocating piston engine according to the invention offers a very high flexibility and many degrees of freedom to significantly reduce fuel consumption and thus the C0 2 emissions while maintaining low
Emissionen und von Abgaswerten infolge des Haltens der Emissions and exhaust emissions as a result of holding the
Abgasnachbehandlungseinrichtung auf deren Betriebstemperatur. Exhaust gas aftertreatment device to its operating temperature.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawings. The features mentioned above in the description and
Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegeben Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Combinations of features as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the invention.
Die Zeichnungen zeigen in: The drawings show in:
Fig. 1 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht eines Kurbeltriebs einer Hubkolbenmaschine mit einer Kurbelwelle mit vier Hubzapfen, an welchen jeweils ein mit einem korrespondierenden Pleuel verbundenes Hebelelement gelagert ist, wobei jedem der Hebelelemente jeweils eine hydraulisch betätigbare und eine translatorische Bewegung ausführbare Stelleinrichtung zugeordnet ist, mittels welcher das jeweilige Hebelelement zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem jeweiligen Hubzapfen eingestellt wird; Fig. 2 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht eines mit einem1 is a perspective and partially sectioned view of a crank mechanism of a reciprocating engine with a crankshaft with four crank pins, on each of which a connected to a corresponding connecting rod lever member is mounted, each of the lever elements is assigned a hydraulically actuated and a translational movement executable actuator, by means of which the respective lever element for adjusting the compression ratio of the reciprocating engine is set between at least two rotational positions relative to the respective crank pin; Fig. 2 is a perspective and partially sectioned view of a with a
Pleuel und einer zugeordneten Stelleinrichtung verbundenen Hebelelements gemäß Fig. 1 ; Connecting rod and an associated actuating device connected lever element of FIG. 1;
Fig. 3 eine weitere perspektivische Ansicht des mit dem Pleuel und der Fig. 3 is another perspective view of the conrod and the
Stelleinrichtung verbundenen Hebelelements gemäß Fig. 2;  Actuator connected lever element of FIG. 2;
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Draufsicht des mit dem Pleuel und der Fig. 4 is a partially sectioned plan view of the conrod and the
Stelleinrichtung verbundenen Hebelelements gemäß den Fig. 2 und 3;  Actuator connected lever element according to Figures 2 and 3.
Fig. 5 eine Schnittansicht einer Stelleinrichtung gemäß den vorhergehenden Fig. 5 is a sectional view of an adjusting device according to the preceding
Figuren; und  Characters; and
Fig. 6 fünf Längsschnittansichten der Stelleinrichtung gemäß Fig. 5 in 6 shows five longitudinal sectional views of the adjusting device according to FIG. 5 in FIG
voneinander unterschiedlichen Stellungen zur Darstellung  different positions for presentation
unterschiedlicher Drehstellungen des Hebelelements und damit zur Darstellung unterschiedlicher Verdichtungsverhältnisse der Hubkolbenmaschine.  different rotational positions of the lever element and thus to represent different compression ratios of the reciprocating engine.
Die Fig. 1 zeigt einen Kurbeltrieb 10 einer Hubkolbenmaschine mit einer Kurbelwelle 12. Die Kurbelwelle 12 weist vier Hubzapfen 14 auf, an welchem jeweils ein Hebelelement 16 gelagert ist, wobei sich also die Hebelelemente 16 relativ zu den jeweiligen Hubzapfen 14 um diese drehen können. Die Hebelelemente 16 sind jeweils mit einem Pleuel 18 gelenkig verbunden und als Querhebel ausgebildet, welche quer zur Rotationsachse der 1 shows a crank mechanism 10 of a reciprocating engine with a crankshaft 12. The crankshaft 12 has four crank pins 14, on each of which a lever element 16 is mounted, so that the lever elements 16 can rotate relative to the respective crank pins 14. The lever elements 16 are each pivotally connected to a connecting rod 18 and formed as a transverse lever which transverse to the axis of rotation of the
Kurbelwelle 12 verlaufen. Die Pleuel 18 weisen wiederum jeweils ein Pleuelauge 22 auf, über welche das jeweilige Pleuel 22 mit einem in einem Zylinder der Hubkolbenmaschine verschieblich angeordneten Kolben der Hubkolbenmaschine verbindbar ist. Wie bekannt ist, führen die Kolben der Hubkolbenmaschine infolge von Gasexpansionen durch Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder translatorische Bewegungen durch, die über die Pleuel 18 und die Hebelelemente 16 auf die Hubzapfen 14 und weiter auf die Kurbelwelle 12 übertragen und in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle 12 umgewandelt werden, wodurch sich also die Kurbelwelle 12 gemäß einem Richtungspfeil 20 um ihre Rotationsachse dreht. Crankshaft 12 run. The connecting rods 18 in turn each have a connecting rod 22, via which the respective connecting rod 22 with a piston of the reciprocating piston displaceably arranged in a cylinder of the reciprocating engine is connectable. As is known, the pistons of the reciprocating engine due to gas expansions by combustion of a fuel-air mixture in the respective cylinder through translational movements, which transmitted via the connecting rods 18 and the lever members 16 on the crank pin 14 and on to the crankshaft 12 and in a rotational movement of the crankshaft 12 are converted, so that the crankshaft 12 according to a direction arrow 20 rotates about its axis of rotation.
Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, legen dabei die Kolben und damit die Pleuel 22 stets den gleichen Hub, also die gleiche translatorische Aufwärts- und Abwärtsbewegung aus. Zur Darstellung eines einstellbaren Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine ist jedem Hebelelement 16 eine Stelleinrichtung 24 zugeordnet, welche gelenkig mit dem jeweiligen Hebelelement 16 verbunden ist. Mittels der Stelleinrichtungen 24 sind die Hebelelemente 16 zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem jeweiligen Hubzapfen 14 um diesen drehbar. Dies bewirkt eine Einstellung eines Endvolumens, welches auch als Kompressionsvolumen bezeichnet wird, in dem jeweiligen Zylinder im oberen Totpunkt des jeweiligen Kolbens, da die Drehstellung der Hebelelemente 16 relativ zu dem jeweiligen Hubzapfen 14 die translatorische Position des unteren und oberen Totpunkts des Kolbens im Zylinder beeinflusst. Eine Vergrößerung des As can be seen from FIG. 1, the pistons and thus the connecting rods 22 always apply the same stroke, ie the same translatory upward and downward movement. To illustrate an adjustable compression ratio of the reciprocating engine is associated with each lever element 16 is an adjusting device 24, which is connected in an articulated manner to the respective lever element 16. By means of the adjusting devices 24, the lever elements 16 between at least two rotational positions relative to the respective crank pin 14 rotatable about this. This causes an adjustment of a final volume, which is also referred to as compression volume, in the respective cylinder at top dead center of the respective piston, since the rotational position of the lever elements 16 relative to the respective crank pin 14 affects the translational position of the bottom and top dead center of the piston in the cylinder , An enlargement of the
Kompressionsvolumens führt zu einer Verkleinerung des Verdichtungsverhältnisses und/oder umgekehrt. Zur Einstellung der Hebelelement 16 und damit des Compression volume leads to a reduction of the compression ratio and / or vice versa. To adjust the lever member 16 and thus the
Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine führen die Stelleinrichtungen 24 eine translatorische Bewegung aus, die eine Drehung des jeweiligen Hebelelements 16 relativ zu dem jeweiligen Hubzapfen 14 um diesen bewirkt. Compression ratio of the reciprocating engine, the adjusting devices 24 perform a translational movement, which causes a rotation of the respective lever member 16 relative to the respective crank pin 14 about this.
Der Übersicht wegen ist die Funktion der Stelleinrichtungen 24 anhand einer For the sake of clarity, the function of the actuators 24 is based on a
Stelleinrichtung 24 erläutert, welche in den folgenden Figuren dargestellt ist. Die Fig. 2 bis 5 zeigen die Stelleinrichtung 24, die einen einen Arbeitsraum 26 aufweisenden Setting device 24 explained, which is shown in the following figures. FIGS. 2 to 5 show the adjusting device 24, which has a working space 26
Hydraulikzylinder 28 umfasst. In dem Hydraulikzylinder 28 bzw. dessen Arbeitsraum 26 ist ein verschiebbarer Kolben 30 angeordnet, welcher fest mit einer Schubstange 32 verbunden ist. Der Kolben 30 unterteilt den Arbeitsraum 28 in eine erste, in der Fig. 2 obere Steuerkammer 34 und eine in der Fig. 2 untere, zweite Steuerkammer 36, wobei die Steuerkammern 34 und 36 ein jeweiliges Volumen aufweisen, welche mit einem Arbeitsmedium in Form von Schmieröl der Hubkolbenmaschine beaufschlagbar sind. In der Fig. 2 befindet sich der Kolben 30 und damit die Schubstange 32 in einer ersten Endstellung, in welcher das Volumen der Steuerkammer 34 minimal und das Volumen der Steuerkammer 36 maximal ist. In diesem Falle ist das Volumen der Steuerkammer 36 mit dem Schmieröl gefüllt, während die Steuerkammer 34 zumindest nahezu kein Schmieröl beinhaltet. Hydraulic cylinder 28 includes. In the hydraulic cylinder 28 and its working space 26, a displaceable piston 30 is arranged, which is fixedly connected to a push rod 32. The piston 30 divides the working space 28 into a first, in the Fig. 2 upper control chamber 34 and a lower, in Fig. 2, the second control chamber 36, wherein the control chambers 34 and 36 have a respective volume, which with a working medium in the form of Lubricating oil of the reciprocating engine can be acted upon. In Fig. 2, the piston 30 and thus the push rod 32 is in a first end position in which the volume of the control chamber 34 is minimal and the volume of the control chamber 36 is maximum. In this case, the volume of the control chamber 36 is filled with the lubricating oil while the control chamber 34 contains at least almost no lubricating oil.
In dieser in der Fig. 2 gezeigten Stellung des Kolbens 30 und damit der Stelleinrichtung 24 nimmt das Hebelelement 16 eine erste Drehstellung relativ zu dem Hubzapfen 14 ein, in welchem ein geringes Verdichtungsverhältnis von beispielsweise ε = 7 vorliegt. Soll das Verdichtungsverhältnis erhöht werden, so muss der Kolben 30 und damit die 2, the lever element 16 assumes a first rotational position relative to the crank pin 14, in which a low compression ratio of, for example, ε = 7 is present. If the compression ratio is increased, the piston 30 and thus the
Stelleinrichtung 24 von der in der Fig. 2 gezeigten ersten Endstellung herausbewegt und der Kolben 30 in Richtung einer Fläche 38 bewegt werden. Dies bedeutet also, dass das Volumen der Steuerkammer 36 verkleinert und das Volumen der Steuerkammer 34 vergrößert werden muss. Hierzu muss das Schmieröl aus der Steuerkammer 36 abgeführt und Schmieröl in die Steuerkammer 34 eingeleitet werden. Adjusting device 24 moved out of the first end position shown in FIG. 2 and the piston 30 are moved in the direction of a surface 38. This means that the volume of the control chamber 36 is reduced and the volume of the control chamber 34 must be increased. For this purpose, the lubricating oil has to be removed from the control chamber 36 and lubricating oil introduced into the control chamber 34.
Um entsprechende und gewünschte Mengen von Schmieröl der jeweiligen Steuerkammer 34 und 36 zuzuteilen, sind Kanäle 40, 42, 44 und 46 vorgesehen, durch welche das Schmieröl fließen kann. Die Kanäle 40, 42 und 44 sind dabei durch entsprechende Steuerkanten 48, 50 und 52 eines bereichsweise in der Schubstange 32 aufgenommenen Steuerkolbens 54 freigebbar und verschließbar. In order to allocate appropriate and desired amounts of lubricating oil to the respective control chamber 34 and 36, channels 40, 42, 44 and 46 are provided through which the lubricating oil can flow. The channels 40, 42 and 44 are releasable and closable by corresponding control edges 48, 50 and 52 of a partially received in the push rod 32 control piston 54.
Zur Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses geben nun die entsprechenden To increase the compression ratio now give the corresponding
Steuerkanten 48, 50 und 52 die Kanäle 40 und 42 frei, woraufhin das Schmieröl über den Kanal 40 aus dem Steuerraum 36 hinaus und über den Kanal 42 in den Steuerraum 34 hineinfließen kann. Zudem kann weiteres Schmieröl über den Kanal 46 in den Steuerraum 34 einfließen, welchem Schmieröl über eine Welle 62 zuführbar ist. Der Kanal 46 ist dabei mit einer Schmierölversorgung der Hubkolbenmaschine verbunden und gewährleistet die Versorgung der Stelleinrichtung 24 mit ausreichend Arbeitsmedium in Form des Control edges 48, 50 and 52, the channels 40 and 42 free, whereupon the lubricating oil can flow into the control chamber 34 via the channel 40 from the control chamber 36 and via the channel 42. In addition, further lubricating oil can flow via the channel 46 into the control chamber 34, which lubricating oil can be supplied via a shaft 62. The channel 46 is connected to a lubricating oil supply of the reciprocating engine and ensures the supply of the adjusting device 24 with sufficient working fluid in the form of
Schmieröls. Entsprechende Steuerventile in Form von Rückschlagventilen 56, 58 und 60 verhindern dabei einen unerwünschten Fluss von Schmieröl. Lubricating oil. Corresponding control valves in the form of check valves 56, 58 and 60 prevent an undesirable flow of lubricating oil.
Die Stelleinrichtung 24 lässt insbesondere durch ein Einsatz der Rückschlagventile 56, 58 und 60 zusätzliche Einrichtungen zur Druckförderungen des Schmiermittels, also The adjusting device 24 can in particular by using the check valves 56, 58 and 60 additional means for pressure enhancement of the lubricant, ie
Pumpen, obsolet werden oder ermöglicht zumindest eine geringe Dimensionierung einer solchen Einrichtung bezüglich ihrer Dimensionen und Leistung, da die Stelleinrichtung 24 quasi selbstständig infolge von an der Schubstange 32 anliegenden Wechselkräften das Schmieröl in die bzw. aus den Steuerkammern 34 und 36 fördert und zwar entsprechend der durch die Steuerkanten 48, 50 und 52 freigegebenen bzw. verschlossenen Kanäle 40, 42 und 44. Die genannten Wechselkräfte resultieren dabei aus aus der genannten Verbrennung resultierenden Druck- und Gaskräften im Zylinder, die über den Kolben, das Pleuel 18 und das Hebelelement 16 auf die Schubstange 32 und damit auf den Kolben 30 übertragen werden, der somit das Schmieröl in die oder aus den entsprechenden Pumps, obsolete or allows at least a small dimensioning of such a device in terms of dimensions and performance, since the actuating device 24 virtually independently as a result of voltage applied to the push rod 32 alternating forces the lubricating oil in and out of the control chambers 34 and 36 promotes and that according to the Channels 40, 42 and 44 released or closed by the control edges 48, 50 and 52. The aforementioned alternating forces result from pressure and gas forces in the cylinder resulting from the abovementioned combustion, which occur via the piston, the connecting rod 18 and the lever element 16 the push rod 32 and thus transferred to the piston 30, thus the lubricating oil in or out of the corresponding
Steuerkammern 34 und/oder 36 pumpt. Control chambers 34 and / or 36 pumps.
Dies bedeutet einen äußerst niedrigen Energiebedarf zur Einstellung des This means an extremely low energy requirement for setting the
Verdichtungsverhältnisses, was den Kraftstoffverbrauch und damit die C02-Emissionen der Hubkolbenmaschine in einem geringen Rahmen hält. Dadurch, dass die Stelleinrichtung 24 eine translatorische Bewegung ausführt, birgt sie weiter den Vorteil, dass sie einen nur geringen Bauraumbedarf aufweist bei gleichzeitiger Realisierung einer sehr präzisen Einstellung des Verdichtungsverhältnisses, wodurch die Hubkolbenmaschine sehr präzise an unterschiedliche Betriebspunkte angepasst werden kann und somit einen sehr effizienten Betrieb ermöglicht. Compression ratio, which keeps the fuel consumption and thus the C0 2 emissions of the reciprocating engine in a small frame. The fact that the adjusting device 24 performs a translational movement, it has the further advantage that it has only a small space requirement while achieving a very precise adjustment of the compression ratio, whereby the reciprocating engine can be adapted very precisely to different operating points and thus a very efficient Operation possible.
Wie in Zusammenschau mit Fig. 1 deutlich wird, weisen der Kurbeltrieb 10 und damit die Hubkolbenmaschine weiterhin den Vorteil auf, dass die Hebelelemente 16 unabhängig voneinander durch die Stelleinrichtungen 24 einstellbar sind, wodurch auch das As becomes clear in conjunction with FIG. 1, the crank mechanism 10 and thus the reciprocating engine further have the advantage that the lever elements 16 can be adjusted independently of one another by the adjusting devices 24, as a result of which
Verdichtungsverhältnis der einzelnen Zylinder selektiv einstellbar ist. Compression ratio of each cylinder is selectively adjustable.
Damit die Stelleinrichtung 24 Bewegungen des Hebelelements 16 sowie Bewegungen der Hubkolbenmaschine mit ausführen und gegebenenfalls ausgleichen kann, ist sie schwenkbar um die drehfest an einem Kurbelgehäuse der Hubkolbenmaschine abgestützte Welle 62 gehalten und somit schwenkbar und mittelbar am Kurbelgehäuse abgestützt. Die Welle 62 ist unter anderem durch Befestigungselemente 80 festgelegt. Thus, the adjusting device 24 perform movements of the lever member 16 and movements of the reciprocating engine with and possibly compensate, it is pivotally held about the rotatably supported on a crankcase of the reciprocating engine shaft 62 and thus pivotally and indirectly supported on the crankcase. The shaft 62 is fixed inter alia by fasteners 80.
Die Fig. 3 verdeutlicht die Betätigung des Steuerkolbens 54 zur Einstellung des Fig. 3 illustrates the operation of the control piston 54 for adjusting the
Hebelelements 16 und damit zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses. Zur Lever element 16 and thus to adjust the compression ratio. to
Betätigung des Steuerkolbens 54 umfasst die Stelleinrichtung 24 einen Stift 64, welcher die drehfest am Kurbelgehäuse festgelegte Welle 62 durchdringt und mit einem im Wesentlichen U-förmigen Betätigungselement 66 verbunden ist. Der die Welle 62 über eine entsprechende Bohrung durchdringenden Stift 64 und das im Wesentlichen U- förmige Betätigungselement 66 sind einstückig miteinander ausgebildet und mittels eines nicht dargestellten Aktuators magnetisch translatorisch in Bewegungsrichtung der Schubstange 32 bewegbar. Wird das Betätigungselement 66 über den Stift 64 in Richtung der Schubstange 32 bewegt, so drückt das Betätigungselement 66 den Steuerkolben 54 entgegen einer Federkraft eines einerseits am Steuerkolben 54 und andererseits an der Schubstange 32 abgestützten Federelements 68 in die entsprechende Richtung, woraus eine Relativbewegung des Steuerkolbens 54 zur Schubstange 32 resultiert. Dadurch geben die Steuerkanten 48, 50 und 52 die Kanäle 40, 42 und 44 frei, wodurch das Schmieröl auf die ausgeführte Art und Weise in die Steuerkammern 34 und/oder 36 hinein oder hinaus fließen kann. Actuation of the control piston 54, the adjusting device 24 comprises a pin 64 which penetrates the rotatably fixed to the crankcase shaft 62 and is connected to a substantially U-shaped actuating member 66. The shaft 62 penetrating through a corresponding bore 64 and the substantially U-shaped actuating element 66 are integrally formed with each other and by means of an actuator, not shown, magnetically translatable in the direction of movement of the push rod 32 movable. If the actuating element 66 is moved via the pin 64 in the direction of the push rod 32, the actuating element 66 presses the control piston 54 counter to a spring force of a spring element 68 supported on the control piston 54 and on the push rod 32 in the corresponding direction, resulting in a relative movement of the control piston 54 to the push rod 32 results. As a result, the control edges 48, 50 and 52 release the channels 40, 42 and 44, allowing the lubricating oil to flow into or out of the control chambers 34 and / or 36 in the manner outlined.
Aus diesem Fluss des Schmieröls resultiert eine Volumenvergrößerung bzw. eine Volumenverkleinerung der Steuerkammern 34 und 36, woraus wiederum eine From this flow of lubricating oil results in an increase in volume and a reduction in volume of the control chambers 34 and 36, which in turn a
Relativbewegung des Kolbens 30 und damit der Schubstange 32 zu dem Steuerkolben 54 resultiert. Diese Relativbewegung geschieht solange, bis die Kanäle 40, 42 und 44 die entsprechenden Steuerkanten 48, 50 und 52 des Steuerkolbens 54 überfahren und wiederum verschlossen werden, wodurch der Fluss des Schmieröl gestoppt ist und der Kolben 30 und damit die Schubstange 32 und damit wiederum das Hebelelement 16 eine vorgegebene Position einnehmen, wodurch ein gewünschtes Verdichtungsverhältnis der Hubkolbenmaschine eingestellt ist. Relative movement of the piston 30 and thus the push rod 32 to the control piston 54th results. This relative movement takes place until the channels 40, 42 and 44, the corresponding control edges 48, 50 and 52 of the control piston 54 run over and closed again, whereby the flow of the lubricating oil is stopped and the piston 30 and thus the push rod 32 and thus turn the Lever 16 occupy a predetermined position, whereby a desired compression ratio of the reciprocating engine is set.
Eine umgekehrte Betätigung des Steuerkolbens 54 erfolgt beispielsweise dadurch, dass das Betätigungselement 66 und der Stift 64 kraftlos geschaltet werden, wodurch das Federelement 68 den Steuerkolben 54 in Richtung des Betätigungselements 66 drücken kann, woraufhin sich das Betätigungselement 66 und der Stift 64 von der Schubstange 32 wegbewegen. In diesem Falle geben die Steuerkanten 48, 50 und 52 die Kanäle 40, 42 und 44 frei und die Schubstange 32 bewegt sich analog in die andere Richtung. A reverse operation of the control piston 54 is effected, for example, in that the actuating element 66 and the pin 64 are switched powerless, whereby the spring element 68 can push the control piston 54 in the direction of the actuating element 66, whereupon the actuating element 66 and the pin 64 of the push rod 32nd move away. In this case, the control edges 48, 50 and 52, the channels 40, 42 and 44 free and the push rod 32 moves in the same direction in the other direction.
Hieraus wird deutlich, dass zur Einstellung des Hebelelements 16 und damit des It is clear that to adjust the lever member 16 and thus the
Verdichtungsverhältnis der Hubkolbenmaschine lediglich eine Vorgabe einer Soll-Position des Steuerkolbens 54 über eine Vorgabe einer Soll-Position des Betätigungselements 66 und des Stifts 64 geschehen muss und sich die Stelleinrichtung 24 dann selbstständig einstellt, bis der Fluss des Schmieröls unterbrochen ist. Eine zusätzliche Betätigung des Steuerkolbens 54 zum Beenden der Einstellung der Stelleinrichtung 24 ist nicht vonnöten. Des Weiteren bedeutet dies, dass etwaige Leckagen infolge von Verschleiß, wie er über eine sehr hohe Lebensdauer hinweg vorkommen kann, quasi selbstständig durch die Stelleinrichtung 24 ausgeglichen wird. Es ist lediglich eine Anpassung der Vorgabe der Soll-Position des Steuerkolbens 54 bzw. des Betätigungselements 66 und des Stifts 64 vonnöten. Diese Anpassung kann gegebenenfalls über einen einfachen Abgleich von vorgegebenen Soll-Werten mit mittels Erfassungseinrichtungen erfassten Ist-Werten erfolgen. Dies gewährleistet eine sehr präzise Einstellung des Verdichtungsverhältnisses auch über eine sehr hohe Lebensdauer der Hubkolbenmaschine hinweg und damit die Darstellung eines sehr effizienten und kraftstoffverbrauchsarmen Betriebs derselbigen. Compression ratio of the reciprocating engine only a specification of a desired position of the control piston 54 must be done via a specification of a desired position of the actuating element 66 and the pin 64 and the adjusting device 24 then adjusts automatically until the flow of the lubricating oil is interrupted. An additional operation of the control piston 54 to terminate the adjustment of the actuator 24 is not required. Furthermore, this means that any leaks due to wear, as it can occur over a very long lifetime, is quasi self-compensated by the adjusting device 24. It is merely an adaptation of the specification of the desired position of the control piston 54 and the actuating element 66 and the pin 64 needed. If appropriate, this adaptation can take place via a simple comparison of predetermined desired values with actual values detected by means of detection devices. This ensures a very precise adjustment of the compression ratio over a very long service life of the reciprocating engine and thus the representation of a very efficient and fuel-efficient operation derselbigen.
Wie der Fig. 3 weiterhin zu entnehmen ist, sind das Betätigungselements 66 und der Steuerkolben 54 nicht fest miteinander verbunden sondern wirken über eine As can be seen from FIG. 3, the actuating element 66 and the control piston 54 are not firmly connected to each other but act via a
bogenförmige Fläche 70 des Betätigungselements 66 zusammen. Der Mittelpunkt der bogenförmigen Fläche liegt dabei zumindest im Wesentlichen auf der Schwenkachse der Stelleinrichtung 24, die mit der Mittelsymmetrieachse der Welle 62 zusammenfällt. Die bogenförmige Fläche 70 gewährleistet einen konstanten Hub und damit eine konstante Bewegung des Steuerkolbens 54 auch bei einer Bewegung bzw. bei einem Verschwenken der VerStelleinrichtung 24 um ihre Schwenkachse, wobei der Steuerkolben 54 diese Schwenkbewegung mit ausführt während das Betätigungselement 66 wie beschrieben drehfest ist. Zur Verbesserung der Kontaktbedingungen zwischen dem Steuerkolben 54 und der bogenförmigen Fläche 70 weist der Steuerkolben 54 einen abgerundeten Kopf auf, der an der bogenförmigen Fläche 70 anliegt und reibungsarm an ihr entlang gleiten kann. arcuate surface 70 of the actuating element 66 together. The center of the arcuate surface is at least substantially on the pivot axis of the adjusting device 24, which coincides with the central axis of symmetry of the shaft 62. The arcuate surface 70 ensures a constant stroke and thus a constant movement of the control piston 54 even during a movement or at a Pivoting the adjusting device 24 about its pivot axis, wherein the control piston 54 carries out this pivoting movement while the actuating element 66 is rotationally fixed as described. To improve the contact conditions between the control piston 54 and the arcuate surface 70, the control piston 54 has a rounded head which abuts the arcuate surface 70 and can slide along it with little friction.
Zur Darstellung der ausgeführten Relativbewegung des Zylinders 28 und damit des Steuerkolbens 54 zu dem Betätigungselement 66 weist der Zylinder 28 einen Schlitz 72 auf, in welchem das Betätigungselement 66 angeordnet ist.  To illustrate the executed relative movement of the cylinder 28 and thus of the control piston 54 to the actuating element 66, the cylinder 28 has a slot 72 in which the actuating element 66 is arranged.
Zur Darstellung einer einfachen und kostengünstigen Montage umfasst der Zylinder 28 drei Teile 74, 76 und 78, wobei der Teil 74 mit dem Teil 76 verbunden ist. Der Teil 78 ist ebenso mit dem Teil 76 verbunden und ist bereichsweise in dem Teil 76 aufgenommen und begrenzt einerseits den Arbeitsraum 26. To illustrate a simple and inexpensive installation, the cylinder 28 comprises three parts 74, 76 and 78, the part 74 being connected to the part 76. The part 78 is also connected to the part 76 and is partially received in the part 76 and limited on the one hand the working space 26th
Die Fig. 6 zeigt die Versteileinrichtung 24 in fünf voneinander unterschiedlichen Fig. 6 shows the adjusting device 24 in five different from each other
Stellungen zur Darstellung von fünf voneinander unterschiedlichen Drehstellungen des Hebelelements 16 relativ zu dem jeweiligen Hubzapfen 14 und zur Darstellung von fünf voneinander unterschiedlichen Verdichtungsverhältnissen der Hubkolbenmaschine. Gemäß Darstellung A befindet sich die VerStelleinrichtung 24 in der in den Fig. 1 bis 5 gezeigten oberen Endstellungen, in welcher dass geringste Verdichtungsverhältnis vorliegt, welches beispielsweise ε = 7 beträgt. Positions for the representation of five different rotational positions of the lever member 16 relative to the respective crank pin 14 and for representing five different compression ratios of the reciprocating engine. According to illustration A, the adjusting device 24 is in the upper end positions shown in FIGS. 1 to 5, in which the lowest compression ratio is present, which is, for example, ε = 7.
Gemäß Darstellung B befindet sich im Vergleich zu Darstellung A in der Steuerkammer 34 eine größere Menge von Schmieröl, während sich in der Steuerkammer 36 eine geringer Menge von Schmieröl befindet. Dementsprechend hat sich der Kolben 30 und damit die Schubstange 32 von der Welle 62 wegbewegt. Durch diese Bewegung verkleinert sich das Kompressionsvolumen im entsprechenden Zylinder der Hubkolbenmaschine, da die Schubstange 32 das Hebelelement 16 in eine andere Drehstellung relativ zu dem As shown in Figure B, there is a larger amount of lubricating oil in the control chamber 34 than in the illustration A, while there is a small amount of lubricating oil in the control chamber 36. Accordingly, the piston 30 and thus the push rod 32 has moved away from the shaft 62. By this movement, the compression volume decreases in the corresponding cylinder of the reciprocating engine, since the push rod 32, the lever member 16 in a different rotational position relative to the
Hubzapfen 14 drückt, wobei diese Drehbewegung über das Pleuel 18 in eine Hubzapfen 14 presses, wherein this rotational movement via the connecting rod 18 in a
translatorische Bewegung des Kolbens im Zylinder umgesetzt wird. Gemäß Darstellung C ist ein Verdichtungsverhältnis von ε = 9,5 eingestellt. Im Vergleich dazu beträgt dastranslational movement of the piston is converted in the cylinder. According to illustration C, a compression ratio of ε = 9.5 is set. In comparison, this is
Verdichtungsverhältnis bei der gemäß Darstellung D gezeigten Einstellung der Compression ratio at the setting shown in FIG
Versteileinrichtung 24 wieder etwas weniger, während das Verdichtungsverhältnis in der gemäß Darstellung E gezeigten Stellung der VerStelleinrichtung 24 ε = 14 beträgt. Es ist zu erkennen, dass nun besonders viel Schmieröl in der Steuerkammer 34 aufgenommen ist, während die Steuerkammer 36 nahezu kein Schmieröl mehr beinhaltet. Der Übersicht wegen sind in der Fig. 6 die übrigen Bezugszeichen weggelassen, wobei das zu der VerStelleinrichtung 24 gemäß den vorhergehenden Figuren Ausgeführte analog auf die Versteileinrichtung 24 gemäß Fig. 6 zutrifft. Regulating device 24 again slightly less, while the compression ratio in the position shown in illustration E of the adjusting device 24 ε = 14. It can be seen that now a particularly large amount of lubricating oil is received in the control chamber 34, while the control chamber 36 contains almost no more lubricating oil. The overview 6, the remaining reference numerals have been omitted, the analogous to the adjustment device 24 according to the preceding figures being analogous to the adjusting device 24 according to FIG. 6.
Der Kurbeltrieb 10 der Hubkolbenmaschine ermöglicht es nun, dass die Hebelelemente 16 mittels der jeweils zugeordneten Stelleinrichtung 24 jeweils unabhängig voneinander zur Einstellung des jeweiligen, zu dem Hebelelement 16 korrespondierenden The crank mechanism 10 of the reciprocating engine now makes it possible for the lever elements 16 to be independently of one another by means of the respective associated setting device 24 for setting the respective lever element 16 corresponding to the respective one
Verdichtungsverhältnisses in jeweilige, voneinander unterschiedliche Drehstellungen relativ zu dem jeweils korrespondierenden Hubzapfen 14 eingestellt werden. Compression ratio can be adjusted in respective, different rotational positions relative to the respective corresponding crank pin 14.
Dadurch ist es ermöglicht, Bedingungen in dem zu dem jeweiligen Hebelelement 16 korrespondierenden Zylinder der Hubkolbenmaschine zu schaffen, die entweder zumindest nahezu optimal für einen befeuerten Betrieb des Zylinders sind, bei welchem Kraftstoff in den Zylinder eingebracht wird, oder die entsprechend zumindest nahezu optimal für einen nicht befeuerten Betrieb des entsprechenden Zylinders sind, bei welchem kein Kraftstoff in den Zylinder eingebracht wird und dieser in einem This makes it possible to create conditions in the corresponding to the respective lever member 16 cylinder of the reciprocating engine, which are either at least almost optimal for a fired operation of the cylinder, in which fuel is introduced into the cylinder, or at least almost optimally for a are not fired operation of the corresponding cylinder, in which no fuel is introduced into the cylinder and this in one
Schubbetrieb betrieben wird. Dies begünstiget einen sehr effizienten und Push mode is operated. This favors a very efficient and
kraftstoffverbrauchsarmen Betrieb der Hubkolbenmaschine, da Kompromisse bezüglich der Einstellung der Hebelelemente 16, wie sie bei einer gleichzeitigen Verstellung aller Hebelelemente 16 vonnöten wären, nicht nötig sind, sondern die Hebelelemente 16 vielmehr voneinander völlig unabhängige und damit zylinderindividuell eingestellt werden können. low-fuel consumption operation of the reciprocating engine, since compromises with respect to the adjustment of the lever members 16, as they would be necessary with a simultaneous adjustment of all lever members 16, are not necessary, but the lever elements 16 rather independent of each other and thus can be set individually for each cylinder.
Wird bei der vorliegenden Hubkolbenmaschine beispielsweise in zwei zu zweien der Hebelelemente 16 korrespondierende Zylinder Kraftstoff eingebracht, während in zwei andere, zu den anderen Hebelelementen 16 korrespondierende Zylinder kein Kraftstoff eingebracht wird, so können die zu den Zylindern korrespondierenden Hebelelemente 16, in welche kein Kraftstoff eingebracht wird, derart eingestellt werden, dass ein geringes Verdichtungsverhältnis vorliegt, während die Hebelelemente 16, die zu den Zylindern korrespondieren, in welche Kraftstoff eingebracht und in welchen eine Verbrennung durchgeführt wird, derart eingestellt werden können, dass ein insbesondere relativ zu den Verdichtungsverhältnissen der anderen Zylinder hohes Verdichtungsverhältnis vorliegt. If in the present reciprocating engine, for example, fuel is introduced into two cylinders corresponding to two of the lever elements 16, while no fuel is introduced into two other cylinders corresponding to the other lever elements 16, then the lever elements 16 corresponding to the cylinders can be injected with no fuel is set so that there is a low compression ratio, while the lever members 16 corresponding to the cylinders, into which fuel is introduced and in which combustion is performed, can be set so that one in particular relative to the compression ratios of the other cylinder high compression ratio is present.
Die Reduzierung des Verdichtungsverhältnisses bei den Zylindern, in welche kein Kraftstoff eingebracht wird, die also in einem nicht befeuerten Betrieb betrieben werden, führt dazu, dass weniger Verdichtungsarbeit verrichtet werden nhuss, woraus eine geringere Reibung und damit geringere Verluste der Hubkolbenmaschine resultieren. Dies begünstigt den effizienten Betrieb der Hubkolbenmaschine. Durch die Einbringung von Kraftstoff in die anderen der Zylinder kann eine der Hubkolbenmaschine zugeordnete Abgasnachbehandlungseinrichtung auch während eines über eine relativ lange Zeitdauer vorliegenden Schubbetriebs der Hubkolbenmaschine auf Betriebstemperatur gehalten werden, wodurch eine Reinigung von Abgas der Hubkolbenmaschine in einem sich an den Schubbetrieb anschließenden, befeuerten Betrieb der Hubkolbenmaschine zumindest nahezu verzögerungsfrei möglich ist. Dies hält die Emissionen und insbesondere die Abgaswerte der Hubkolbenmaschine in einem sehr geringen Rahmen. The reduction of the compression ratio in the cylinders, in which no fuel is introduced, which are therefore operated in a non-fired operation, resulting in that less compression work to be done nhuss, resulting in a lower friction and thus lower losses of the reciprocating engine result. This favors the efficient operation of the reciprocating engine. By introducing fuel into the other of the cylinders, an exhaust aftertreatment device associated with the reciprocating engine may be maintained at operating temperature during a relatively long duration overrun of the reciprocating engine, thereby cleaning exhaust gas of the reciprocating engine in a fired operation subsequent to overrun operation the reciprocating engine is possible at least almost instantaneously. This keeps the emissions and in particular the exhaust emissions of the reciprocating engine in a very small frame.

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine, bei welchem mindestens ein an einem Hubzapfen (14) einer Kurbelwelle (12) gelagertes und mit einem korrespondierenden Pleuel (18) verbundenes Hebelelement (16) mittels einer korrespondierenden Stelleinrichtung (24) zur Einstellung des Method for operating a reciprocating piston engine, in which at least one lever element (16) mounted on a crankpin (14) of a crankshaft (12) and connected to a corresponding connecting rod (18) is adjusted by means of a corresponding adjusting device (24) for adjusting the
Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem Hubzapfen (14) eingestellt wird, Compression ratio of the reciprocating engine between at least two rotational positions relative to the crank pin (14) is set,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
zumindest zwei an einem jeweiligen Hubzapfen (14) gelagerte und mit jeweils einem korrespondierenden Pleuel ( 8) verbundene Hebelelemente (16) mittels jeweils einer zugeordneten Stelleinrichtung (24) unabhängig voneinander zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses in jeweilige, voneinander unterschiedliche at least two lever elements (16) mounted on a respective crankpin (14) and each with a corresponding connecting rod (8) by means of an associated adjusting device (24) independently of each other for setting the compression ratio in respective, different from each other
Drehstellungen relativ zu dem jeweils korrespondierenden Hubzapfen (14) eingestellt werden. Rotary positions are adjusted relative to the respective corresponding crank pin (14).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, Method according to one of claims 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
in einem Schubbetrieb und/oder in einem Leerlaufbetrieb der Hubkolbenmaschine durch Einstellen zumindest eines Hebelelements (16) das zu dem einen in a coasting operation and / or in an idling operation of the reciprocating engine by adjusting at least one lever element (16) to the one
Hebelelement (16) korrespondierende Verdichtungsverhältnis reduziert und durch Einstellen zumindest eines weiteren Hebelelements (16) das zu dem zumindest einen weiteren Hebelelement (16) korrespondierende Verdichtungsverhältnis erhöht wird. Lever element (16) corresponding compression ratio is reduced and by adjusting at least one further lever element (16) to the at least one further lever element (16) corresponding compression ratio is increased.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
in zumindest einen zu einem der Hebelelemente (16) korrespondierenden in at least one corresponding to one of the lever elements (16)
Arbeitsraum, insbesondere Zylinder, der Hubkolbenmaschine Kraftstoff der Hubkolbenmaschine eingebracht, insbesondere eingespritzt, und eine Working space, in particular cylinder, the reciprocating engine fuel the Hubkolbenmaschine introduced, in particular injected, and a
Kraftstoffzufuhr in zumindest einen weiteren zu einem weiteren der Hebelelemente (16) korrespondierenden Arbeitsraum, insbesondere Zylinder, der  Fuel supply in at least one further to a further of the lever elements (16) corresponding work space, in particular cylinder, the
Hubkolbenmaschine beendet wird.  Reciprocating engine is stopped.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, 4. Process according to claims 2 and 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
Kraftstoff in den Arbeitsraum, insbesondere Zylinder, eingebracht, insbesondere eingespritzt, wird, welcher zu dem Hebelelement (16) korrespondiert, durch dessen Einstellung das korrespondierende Verdichtungsverhältnis erhöht wird,  Fuel in the working space, in particular cylinder, introduced, in particular injected, is, which corresponds to the lever element (16), by the setting of the corresponding compression ratio is increased,
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder nach Anspruch 4 in dessen Rückbezug auf 5. The method of claim 3 or claim 4 in its reference back to
Anspruch 3,  Claim 3,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
zunächst in den zumindest einen zu dem einen der Hebelelemente (16)  first into the at least one to the one of the lever elements (16)
korrespondierenden Arbeitsraum der Hubkolbenmaschine Kraftstoff der  corresponding working space of the reciprocating engine fuel the
Hubkolbenmaschine eingebracht, insbesondere eingespritzt, und die  Hubkolbenmaschine introduced, in particular injected, and the
Kraftstoffzufuhr in den zumindest einen weiteren zu dem einen weiteren der Hebelelemente (16) korrespondierenden Arbeitsraum der Hubkolbenmaschine beendet und nach einer vorgegebenen Zeitdauer, insbesondere in einem  Fuel supply in the at least one further to the one further of the lever elements (16) corresponding working space of the reciprocating engine terminated and after a predetermined period of time, in particular in a
Schubbetrieb und/oder einem Leerlaufbetrieb der Hubkolbenmaschine, die  Push operation and / or idling operation of the reciprocating engine, the
Kraftstoffzufuhr in den zumindest einen zu dem einen der Hebelelemente (16) korrespondierenden Arbeitsraum der Hubkolbenmaschine beendet und Kraftstoff in den zumindest einen weiteren zu dem einen weiteren der Hebelelemente (16) korrespondierenden Arbeitsraum eingebracht, insbesondere eingespritzt, wird.  Fuel supply in the at least one to the one of the lever elements (16) corresponding working space of the reciprocating engine terminated and introduced fuel into the at least one further to the one further of the lever elements (16) corresponding working space, in particular injected, is.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das jeweilige Hebelelement (16) über eine Gewindespindel der Stelleinrichtung (24) und/oder durch eine hydraulische Betätigung der Stelleinrichtung (24) eingestellt wird.  the respective lever element (16) via a threaded spindle of the adjusting device (24) and / or by a hydraulic actuation of the adjusting device (24) is set.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das jeweilige Hebelelement (16) durch eine zumindest im Wesentlichen translatorische Bewegung der Stelleinrichtung (24) zwischen den zumindest zwei Drehstellungen eingestellt wird. the respective lever element (16) by an at least substantially translational movement of the adjusting device (24) between the at least two rotational positions is set.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das jeweilige Hebelelement (16) über einen in einem Arbeitsraum (26) eines Zylinders (28) axial relativ zu dem Zylinder (28) verschiebbar aufgenommenen und mit einer Stange (32) verbundenen Kolben (30) der Stelleinrichtung (24) eingestellt wird.  the respective lever element (16) is adjusted via a piston (30) of the adjusting device (24) that is displaceably received axially relative to the cylinder (28) in a working chamber (26) of a cylinder (28) and connected to a rod (32).
PCT/EP2010/007313 2010-03-02 2010-12-02 Method for operating a reciprocating piston machine WO2011107127A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010009910.4 2010-03-02
DE201010009910 DE102010009910A1 (en) 2010-03-02 2010-03-02 Method for operating a reciprocating piston engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011107127A1 true WO2011107127A1 (en) 2011-09-09

Family

ID=43709066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2010/007313 WO2011107127A1 (en) 2010-03-02 2010-12-02 Method for operating a reciprocating piston machine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010009910A1 (en)
WO (1) WO2011107127A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012001515B4 (en) * 2012-01-27 2013-09-26 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Method for operating an internal combustion engine with variable compression ratio and valve train

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002012694A1 (en) 2000-08-08 2002-02-14 Daimlerchrysler Ag Internal combustion piston engine comprising various compression influences
WO2004067949A1 (en) * 2003-01-27 2004-08-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus of internal combustion engine
WO2006027316A1 (en) * 2004-09-08 2006-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Optimisation method of an internal direct starting of a spark-ignition internal combustion engine having a variable compression ratio
US20070150164A1 (en) 2004-05-21 2007-06-28 Walt Froloff Variable compression ratio internal combustion engine
WO2007092168A2 (en) 2006-02-02 2007-08-16 Edward Charles Mendler Combustion pressure sensor
JP2008115830A (en) * 2006-11-08 2008-05-22 Nissan Motor Co Ltd Control device and control method of reciprocation type internal combustion engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002012694A1 (en) 2000-08-08 2002-02-14 Daimlerchrysler Ag Internal combustion piston engine comprising various compression influences
WO2004067949A1 (en) * 2003-01-27 2004-08-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus of internal combustion engine
US20070150164A1 (en) 2004-05-21 2007-06-28 Walt Froloff Variable compression ratio internal combustion engine
WO2006027316A1 (en) * 2004-09-08 2006-03-16 Siemens Aktiengesellschaft Optimisation method of an internal direct starting of a spark-ignition internal combustion engine having a variable compression ratio
WO2007092168A2 (en) 2006-02-02 2007-08-16 Edward Charles Mendler Combustion pressure sensor
JP2008115830A (en) * 2006-11-08 2008-05-22 Nissan Motor Co Ltd Control device and control method of reciprocation type internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010009910A1 (en) 2011-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013050098A1 (en) Method for the variable adjustment of a compression ratio of a combustion chamber of an internal combustion engine
DE102014220175A1 (en) control system
DE102015203417B4 (en) switching valve
DE102014220177A1 (en) Device for changing compression ratios
DE102017104391A1 (en) Switching device for controlling an adjusting device and connecting rod for a reciprocating internal combustion engine with such a switching device
DE1626398B2 (en) Crankshaftless reciprocating internal combustion engine
DE102010019756A1 (en) Method for operating reciprocating engine of motor vehicle, involves adjusting different compression ratio of cylinder in reciprocating engine provided with adjustable compression ratio during operation
DE102010009911B3 (en) Internal combustion engine operating method, involves adjusting lever element between turning positions for adjusting compression ratios of internal combustion engine, and supporting adjusting device at crank case of engine
WO2016127985A1 (en) Directional control valve
DE102015215241A1 (en) Hydraulically operated switching valve
DE102004003327A1 (en) Variable valve lift device for internal combustion engine, has rotatable eccentric shaft having eccentrics contours positioned within circle formed by external diameter of bearings of eccentric shaft
DE102015223129A1 (en) Hydraulically operated switching valve
EP1477638B1 (en) Variable valve drive
WO2011107127A1 (en) Method for operating a reciprocating piston machine
DE102011008128B4 (en) Reciprocating internal combustion engine with variable compression ratio
WO2016127984A1 (en) Directional control valve
WO2011107126A1 (en) Reciprocating piston machine
DE102008056717A1 (en) Free-piston internal combustion engine for e.g. fork lift truck, has firing piston connected with hydro piston, and non-return valves arranged before feed channel and discharge channel, in receiver block or in connecting piece
DE102010009909B3 (en) Reciprocating piston engine for adjustment compression ratio in crankshaft of combustion engine, comprises crankshaft with crank pin, at which lever element is connected with corresponding piston rod
AT517716B1 (en) MORE CYLINDER internal combustion engine
DE10304685A1 (en) Automotive piston engine has two-part piston with upper section and lower section separate by helical springs and travel limiting bolts
AT519798B1 (en) Connecting rod with an eccentric
AT519294B1 (en) Length adjustable connecting rod with a cylinder-piston unit with cylinder sleeve
DE102016120942A1 (en) Connecting rod with stepped piston
DE102016211322B4 (en) Arrangement of a switching element in a connecting rod of a reciprocating internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10790893

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10790893

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1