CN108495985A - 具有可变压缩比的内燃机的连杆的止回阀和具有止回阀的连杆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有可变压缩比的内燃机的连杆(1)的止回阀(7,8)，所述连杆具有至少一个在连杆(1)中的液压室(2,3)，其中，所述液压室(2,3)能借助于止回阀(7,8)与液压液体管道(4,5)连接。按照本发明，所述止回阀具有构造为圆盘的阀关闭体(10)。本发明还涉及一种具有至少一个这样的止回阀(7,8)的连杆(1)。

Description

具有可变压缩比的内燃机的连杆的止回阀和具有止回阀的 连杆

技术领域

本发明涉及一种具有可变压缩比的内燃机的连杆的止回阀以及具有止回阀的连杆。

背景技术

在内燃机中，高的压缩比对于内燃机的效率产生积极影响。压缩比一般理解为在压缩前的整个气缸空间与压缩后剩余的气缸空间的比例。然而，在具有外源点火装置的、具有固定的压缩比的内燃机中、尤其是汽油机中，只允许选择这样高的压缩比，使得在全负载运行时避免内燃机的所谓的“爆震”。然而，对于内燃机的出现频率高得多的部分负载范围、即在气缸填充少时，选择具有较高数值的压缩比，而不产生“爆震”。如果能够可变地调整压缩比，则可以改善内燃机的重要的部分负载范围。为了调整压缩比，例如已知具有可变的连杆长度的***，它们借助于可液压或机械操作的转换阀操作连杆的偏心调整设施。

例如由DE 10 2012 112 461A1已知这样的连杆，并且包括用于调整有效连杆长度的偏心调整装置以及两个柱塞，其中，该偏心调整装置具有与偏心杠杆共同作用的偏心轮，所述两个柱塞分别在液压室里面可移动地引导，并且在液压室中支承偏心调整装置的接合在偏心杠杆上的偏心杆。偏心调整装置的调整行程能借助于转换阀调整。通过改变调整行程改变有效的连杆长度。由此控制内燃机的压缩比。在连杆中的止回阀分别防止液压流体从液压室回流到轴瓦或油箱中。

发明内容

本发明的目的是，提供一种具有长使用寿命的改进的止回阀并且还提供一种具有这样的止回阀的改进的连杆。

上述目的按照本发明的一个方面通过独立权利要求的特征得以实现。

本发明的有利构造方案和优点由其它权利要求、说明书和附图给出。

提出一种用于具有可变压缩比的内燃机的连杆的止回阀，所述连杆具有至少一个在连杆中的液压室，其中，所述液压室能利用止回阀与液压液体管道连接。

按照本发明，所述止回阀具有构造为圆盘的阀关闭体。

在按照本发明的、具有构造为圆盘的阀关闭体的止回阀中，所述阀关闭体沿在打开阀门时的流动方向位于将阀关闭体挤压到阀座中的阀弹簧下游。由此，在这种构造原理中，阀弹簧可以设置在液压液体的低压区域中，由此不会由于在高压区域中的液压液体影响阀弹簧的功能。所述阀弹簧在这种布置中也可以通过止回阀的止挡套在阀弹簧的整个长度上完全引导，从而也可以在振动或冲击下保证止回阀的可靠功能。由此也有利地改进阀弹簧的疲劳强度，尤其在具有可变压缩比的内燃机的连杆的液压室中使用时。

所述止回阀由于阀弹簧的引导方式有利地具有阀弹簧的稳定的支承，并因此具有可靠的止回阀特性。在按照本发明的止回阀中，所述阀弹簧也不直接处于液压室中液压液流和可能的压力冲击下。

因为作为阀关闭体的圆盘的面积大于类似的球体的表面积，因此在相同的液压液体压力下在阀关闭体上产生更大的力，由此可以使用更结实且更坚固的阀弹簧，这又导致止回阀的更刚性的动态特性。在通流横截面积相同时，构造为圆盘的阀关闭体比构造为球体的阀关闭体执行更少的行程，而且仍然具有大的打开横截面积。由此，作为圆盘的阀关闭体比类似的球体含有更少的动能。附加地，可以通过如下方式减小阀关闭体的重量，即，该阀关闭体作为材料使用陶瓷。此外，所述止回阀可以这样设置在连杆中，使得所述阀关闭体的运动与作用于连杆上的惯性力的作用平行。由此，通过惯性力有利地支持阀关闭体的运动。

由于构造为圆盘的阀关闭体的几何形状，可以省去生产技术上必要的溢流通道、如径向槽。由此可以实现更加低成本的止回阀结构。

因此，按照本发明的止回阀尤其适用于在一种液压室上使用，该液压室设计为用于具有可变压缩比的内燃机的连杆的偏心调整装置的支撑室。

按照一种有利的构造方案，所述阀关闭体设为能沿着阀纵轴线在打开与关闭位置之间轴向移动，并且圆盘沿轴向具有销状的凸起。所述止回阀可以以这种方式可靠地执行其关闭功能，因为所述圆盘状的阀关闭体通过轴向运动可以均匀地释放并再次关闭在圆盘与阀座之间的径向环绕的孔。一方面，通过在圆盘上沿轴向的销状的凸起也可以在阀关闭体轴向移动期间可靠地引导所述阀关闭体。此外，通过销状的凸起也可以可靠地引导阀弹簧，从而也可以在外部振动和液压液体供给源中压力冲击时可靠地执行阀关闭体的功能。

按照一种有利的构造方案，所述阀关闭体可以设置为在阀壳体中借助于引导元件引导。所述引导元件例如可以包围阀关闭体的销状的凸起，因此所述引导元件允许沿止回阀的纵向可靠地引导阀关闭体。为此，所述引导元件也可以在阀壳体中构造为轴向引导部。然而备选地，也可以将所述引导元件作为附加的构件设置在阀壳体中、例如在阀壳体中压入。由此，可以在阀关闭体轴向移动时有利地保持和引导所述阀关闭体的销状的凸起。因此，也能够有利地实现止回阀的模块化的装配。

按照一种有利的构造方案，引导元件径向包围阀关闭体的销状的凸起。因此，例如可以包围阀关闭体的销状的凸起的所述引导元件允许可靠地沿止回阀纵向引导阀关闭体。为此，可以设有阀关闭体的销状的凸起的滑动支承，因为由引导元件形成的引导部在运行中以液压液体穿流并由此可靠地保证所述阀关闭体的低磨损运动。

按照一种有利的构造方案，所述阀关闭体利用阀弹簧预紧在阀座上。通过阀弹簧可以将阀关闭体在无压力状态下挤压到阀座上，由此截止止回阀。阀弹簧的适当的强度设计允许将止回阀的打开功能调节成规定的液压液体压力。由此，可以利用阀弹簧将止回阀适配于不同的使用情况。因此，通过选择不同的阀弹簧也可以有利地实现止回阀的灵活的制造。

按照一种有利的构造方案，所述阀弹簧径向包围销状的凸起并且预紧地设置在至少部分地包围销状的凸起的止挡套与引导元件之间。通过这种方式可以有利地通过销状的凸起可靠地引导阀弹簧，所述阀弹簧可以在其内部容纳销状的凸起。另一方面，所述阀弹簧可以在一端逆着阀关闭体支撑在止挡套上并且在另一端支撑在引导元件上，所述止挡套也可以至少部分地包围销状的凸起并且与销状的凸起连接，所述引导元件与阀体连接。由此阀关闭体可靠地预紧到阀壳体上。

按照一种有利的构造方案，所述阀弹簧在其长度上通过止挡套引导。所述止挡套与阀关闭体的销状的凸起连接，为此所述止挡套可以径向包围销状的凸起。由此，同样包围销状的凸起的阀弹簧同样可以包围止挡套。由此，所述阀弹簧通过止挡套引导，止挡套在阀弹簧内部延伸，由此可以保证止回阀的可靠的功能。

按照一种有利的构造方案，所述止挡套在内部区域中轴向容纳销状的凸起。所述止挡套为了可靠地与阀关闭体连接可以包围并且尤其在整个长度上在其内部区域中容纳销状的凸起。由此，有助于在止挡套与销状的凸起之间的可靠连接。所述止挡套尤其可以挤压到销状的凸起上。因此，也可以通过止挡套可靠地引导所述阀弹簧。

按照一种有利的构造方案，所述止挡套至少部分地设置阀弹簧内部。通过这种方式可以将所述阀弹簧至少在其部分长度上通过止挡套引导，由此保证阀关闭体的可靠的功能、尤其阀弹簧沿止回阀纵向的可靠的轴向引导。因此，也可以有利地实现所述阀弹簧在止挡套上的轴向支撑，因为所述阀弹簧也径向引导地靠置在止挡套上。

按照一种有利的构造方案，所述引导元件至少部分地沉入到止挡套中。通过引导元件的这种布置和构造可以有利地实施销状的凸起的径向引导，并由此也有利地实施阀关闭体的径向引导，因为所述引导元件通过这种方式可以在销状的凸起的大部分长度上包围销状的凸起。由此也可以通过引导元件本身引导止挡套，这可以进一步提高阀关闭体轴向运动的可靠性。

按照一种有利的构造方案，所述阀壳体在与阀座相对的端部上具有螺旋法兰，在该螺旋法兰上设置阀入口件。由此，可以在用于止回阀的孔底部设有密封座。由此，可以专门设计有选择的阀入口件，而所述阀壳体与阀关闭体可以标准化地构成。通过这种方式可以有利地实施止回阀的模块化设计。

按照一种有利的构造方案，所述阀壳体在与阀座相对的端部上具有带有密封座的压入法兰。通过具有密封座的压入法兰可以将止回阀在连杆中直接压入。为此，有利地，在连杆中无需设置用于止回阀的附加的孔。所述止回阀与连杆的压配合以止回阀在连杆中的可靠的密封保证可靠的阀功能。

按照一种有利的构造方案，所述阀壳体在内部区域中和/或所述导向元件沿轴向具有至少一个孔，以便在打开阀关闭体时能实现液压液体的穿流。可以通过在阀壳体本身中和/或在导向元件中的孔、例如通过附加的孔保证液压液体在止回阀内部区域中的穿流。通过这种方式，流体路径可以设定为沿着销状的凸起和/或止挡套通过引导元件和/或阀壳体的内部区域到阀座并且在打开阀关闭体时从阀座到连杆的液压室中。

按照一种有利的构造方案，阀壳体和引导元件一体地构成。这种设计保证可靠地连接阀壳体与引导元件，由此以特别有利的方式保证用于销状的凸起并由此用于阀关闭体的引导元件的引导功能。共同制造阀壳体与引导元件也可以有利地影响止回阀的总成本，因为由此也简化止回阀的装配。

按照本发明的另一方面，提出一种用于具有可变压缩比的内燃机的连杆，所述连杆具有至少一个液压室，所述液压室能借助于止回阀与轴瓦或油箱连接。所述连杆例如可以包括用于调整有效连杆长度的偏心调整装置，其中，所述偏心调整装置具有与偏心杠杆共同作用的偏心轮，以及两个柱塞，它们分别在液压室中可移动地引导，并且在液压室中支承偏心调整装置的接合在偏心杠杆上的偏心杆。利用转换阀可以控制所述偏心调整装置的调整行程。通过改变调整行程可以改变有效的连杆长度。由此可以控制内燃机的压缩比。在连杆中的止回阀可以分别防止液压流体从所述至少一个液压室回流到轴瓦或油箱中。

附图说明

由下面的附图说明给出其它优点。在附图中示意性地示出本发明的实施例。附图、说明书和权利要求书含有大量的特征组合。专业人员也可以适宜地单独考虑各个特征并且将这些特征组成其它合理的组合。

在此示例地：

图1示出按照本发明的连杆的示意图；

图2示出按照图1的连杆的局部放大图；

图3示出按照本发明的一个实施例的止回阀在关闭位置中的纵剖面图；

图4示出按照图3的止回阀在关闭位置中的局部剖视的等轴视图；

图5示出按照本发明的一个实施例的止回阀在关闭位置中的纵剖面图；

图6示出按照图5的止回阀在关闭位置中的局部剖视的等轴视图；

图7示出按照图3的止回阀在打开位置中的纵剖面图；

图8示出按照图3的止回阀在打开位置中的局部剖视的等轴视图；

图9示出按照图5的止回阀在打开位置中的纵剖面图；

图10示出按照图5的止回阀在打开位置中的局部剖视的等轴视图；

图11示出按照本发明的另一实施例的止回阀在关闭位置中的纵剖面图；

图12示出按照图11的止回阀在关闭位置中的局部剖视的等轴视图；

图13示出按照图11的止回阀在打开位置中的纵剖面图；以及

图14示出按照图11的止回阀在打开位置中的局部剖视的等轴视图。

具体实施方式

在附图中相同或相同形式的部件以相同的附图标记表示。附图仅示出示例并且不应理解为受此局限。

图1以示意图示出按照本发明的用于具有可变压缩比的内燃机的连杆1，所述连杆具有未示出的偏心调整装置，该偏心调整装置用于调整有效的连杆长度。偏心调整装置具有与偏心杠杆共同作用的偏心轮。在此，偏心调整装置的调整行程能借助于未示出的转换阀调整。

通过内燃机的惯性力和负载力的作用开始可调整的偏心调整装置的扭转，所述惯性力和负载力在内燃机的工作循环中作用于偏心调整装置上。在工作循环期间作用于偏心调整装置上的力的作用方向连续变化。通过以液压液体、尤其以机油加载的、组合在连杆1中的柱塞支持所述旋转运动或调整运动，或者说，柱塞防止偏心调整装置由于作用于偏心调整装置上的力的变化的力作用方向而复位。

柱塞借助于偏心杆在两侧与偏心调整装置的偏心体功能连接。柱塞设置为能在液压室2,3中移动，并且通过液压液体管道4,5从连杆大端轴承孔6以液压液体通过止回阀7,8加载，所述止回阀尤其在图2中所示的连杆1的局部放大图中可以看到。在此，所述止回阀防止液压液体从液压室2,3回流到液压液体管道4,5中，以及从那里回流到连杆大端轴承孔6的轴瓦或油箱中，另一方面能够实现将液压液体再抽吸到液压室2,3中。液压室2,3与其它未示出的、与转换阀共同作用的液压液体管道连接。

由图3至图10给出按照本发明的止回阀7,8的两个实施方式。在此，图3和图4示出在止回阀7,8的关闭位置中的第一实施例，并且图7和图8示出在打开位置中的第一实施例。与之相应地，图5和图6相示出在止回阀7,8的关闭位置中的第二实施例，而图9和图10示出在打开位置中的第二实施例。

在按照本发明的止回阀7,8中，阀关闭体10构造为圆盘，并且设为能沿着阀纵轴线L在打开位置与关闭位置之间轴向移动。销状的凸起12沿轴向方向设在阀关闭体10上，通过该销状的凸起可以在阀壳体18中的引导元件20中引导阀关闭体10。为此，引导元件20径向包围阀关闭体10的销状的凸起12。

阀关闭体10利用阀弹簧14预紧在阀座22上。阀弹簧14径向包围销状的凸起12，并且预紧地设置在至少部分地包围销状的凸起12的止挡套16与引导元件20之间。为此，阀弹簧14顶靠在止挡套16的凸缘32上。阀弹簧14在其整个长度上通过止挡套16引导。为此，止挡套16至少部分地设置在阀弹簧14内部。

止挡套16在内部区域中轴向容纳销状的凸起12，并且与该销状的凸起连接、尤其是在凸缘32的区域中连接。

有利地，阀关闭体10沿液压液体的流动方向位于阀弹簧14下游，从而阀弹簧14持久地位于低压区域中。作为阀关闭体10的圆盘与球体相比提供更大的面积，从而在压力相同时产生更大的力。由此可以使用更结实且更坚固的阀弹簧14，并且***变得更刚性。此外，在通流横截面积相同时，阀关闭体10(圆盘)返回的行程少于球体。

阀壳体18和引导元件20在图3和图4以及图7和图8所示的实施例中一体地构成，即，引导元件20是阀壳体18的一部分。在此，阀壳体18在内部区域30中具有孔28，并且因此，引导元件20沿轴向方向也具有所述孔，以便在打开阀关闭体10时能实现液压液体的穿流。

阀壳体18在与阀座22相对的端部上具有螺旋法兰23，在该螺旋法兰上布置套状的阀入口件26。阀入口件26可以在其敞开的端部上设有密封区域。通过螺旋法兰23也可以将止回阀7,8密封地旋入到连杆1的螺纹孔中。

在图5和图6以及图9和图10所示的实施例中，独立的引导元件20设置在阀壳体18的内部区域30中，在装配止回阀7,8时，例如可以将该引导元件压入。引导元件20沿轴向具有孔29，以便在打开阀关闭体10时能实现液压液体的穿流。阀壳体18还在与阀座22相对的端部上具有带有密封座的压入法兰24，从而可以将止回阀7,8直接密封地压入到连杆1中。

与已知的止回阀相比，在按照本发明的止回阀7,8中可以省去生产技术上必要的溢流通道。尤其是按照图5、图6、图9和图10的、压入到连杆1中的第二实施例具有显著简化的并进而成本有利的构造。

止回阀7,8原则上也可以这样定位地布置在连杆1中，使得产生的加速力/惯性力将阀关闭体10挤压到阀座22中。

在图7至图10中在止回阀7,8处于打开位置时，以箭头标出流体路径，所述流体路径表示液压液体通过止回阀7,8的流动方向。

由图11至图14给出按照本发明的止回阀7,8的另一实施方式。在这个实施例中，阀壳体18和引导元件20仍然一体地构成，从而为了以液压液体穿流止回阀7,8而在阀壳体18中设有孔28。与在图3至图10中所示的实施例不同，引导元件20在这个实施例中至少部分地沉入到止挡套16里面。为此，止挡套16本身为此只利用凸缘32推装、最好挤压到销状的凸起12上，并且具有另一凸缘34，所述另一凸缘具有轴向的孔，引导元件20可以沉入到该轴向的孔中。在此，阀关闭体10的圆盘在关闭止回阀7,8时放置在阀壳体18的锥形构造的阀座22上。

阀弹簧14在这个实施例中通过引导元件20在整个长度上径向引导，因为引导元件20覆盖阀弹簧14的整个长度，引导元件20至少部分设置在该阀弹簧的内部区域中。

如同在图13和图14中的止回阀7,8的打开位置中看到的那样，引导元件20在打开止回阀7,8并且在此阀关闭体10沿纵向L移动时进一步沉入到止挡套16中。流动的液压液体的流体路径仍然以箭头表示。

因此，在图11至图14中所示的实施例是特别可靠的变型方案，因为在这种情况下阀弹簧14在整个长度上通过引导元件20引导。在此，阀关闭体10的销状的凸起12的引导也通过引导元件20在相对较长的引导路径上给出，从而止回阀7,8是止回阀7,8的特别结实的变型方案。此外，止回阀7,8的一体的还是方式具有空间技术上紧凑的设计并且还低成本地制造。

Claims (15)

1.一种具有可变压缩比的内燃机的连杆(1)的止回阀(7,8)，所述连杆具有至少一个在连杆(1)中的液压室(2,3)，其中，所述液压室(2,3)能借助于止回阀(7,8)与液压液体管道(4,5)连接，其特征在于，所述止回阀具有构造为圆盘的阀关闭体(10)。

2.如权利要求1所述的止回阀，其特征在于，所述阀关闭体(10)设为能沿着阀纵轴线(L)在打开与关闭位置之间轴向移动，并且所述圆盘沿轴向(L)具有销状的凸起(12)。

3.如权利要求1或2所述的止回阀，其特征在于，所述阀关闭体(10)设为在阀壳体(18)中借助于引导元件(20)引导。

4.如权利要求3所述的止回阀，其特征在于，所述引导元件(20)径向包围阀关闭体(10)的销状的凸起(12)。

5.如上述权利要求中任一项所述的止回阀，其特征在于，所述阀关闭体(10)借助于阀弹簧(14)预紧到阀座(22)上。

6.如权利要求5所述的止回阀，其特征在于，所述阀弹簧(14)径向包围销状的凸起(12)并且预紧地设置在至少部分地包围销状的凸起(12)的止挡套(16)与导向元件(20)之间。

7.如权利要求6所述的止回阀，其特征在于，所述阀弹簧(14)在其长度上通过止挡套(16)引导。

8.如权利要求6或7所述的止回阀，其特征在于，所述止挡套(16)在内部区域中轴向容纳的销状的凸起(12)。

9.如权利要求6至8中任一项所述的止回阀，其特征在于，所述止挡套(16)至少部分地布置在阀簧(14)内部。

10.如权利要求6至9中任一项所述的止回阀，其特征在于，所述引导元件(20)至少部分地沉入到止挡套(16)中。

11.如上述权利要求中任一项所述的止回阀，其特征在于，所述阀壳体(18)在与阀座(22)相对的端部上具有螺旋法兰(23)，在所述螺旋法兰上设置阀入口件(26)。

12.如权利要求1至10中任一项所述的止回阀，其特征在于，所述阀壳体(18)在与阀座(22)相对的端部上具有带有密封座的压入法兰(24)。

13.如权利要求3至12中任一项所述的止回阀，其特征在于，所述阀壳体(18)在内部区域(30)中和/或所述引导元件(20)沿轴向具有至少一个孔(28,29)，以便能在打开阀关闭体(10)时实现液压液体的穿流。

14.如权利要求3至13中任一项所述的止回阀，其特征在于，所述阀壳体(18)和引导元件(20)一体地构成。

15.一种具有可变压缩比的内燃机的连杆(1)，所述连杆具有至少一个液压室(2,3)，所述液压室能借助于如上述权利要求中任一项所述的止回阀(7,8)与轴瓦或油箱连接。