CN110799739B - 具有带防扭转部的缸-活塞单元的长度能调节的连杆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于内燃机的长度能调节的连杆，所述连杆带有第一连杆部分、第二连杆部分和至少一个缸‑活塞单元，以便相对于第二连杆部分地调节第一连杆部分。缸‑活塞单元包括：带有缸孔的壳体、在缸孔内能纵向运动地布置的调节活塞和至少一个设在缸孔内的压力室以及防扭转部。防扭转部布置在第一连杆部分上以用于固定活塞销相对于曲轴轴颈的旋转角方位，并且以至少一个第一锁止臂在纵向方向上沿着第二连杆部分上的引导部延伸。本发明此外还涉及带有此长度能调节的连杆的内燃机和对这种用于内燃机的长度能调节的连杆的缸‑活塞单元的应用。

Description

具有带防扭转部的缸-活塞单元的长度能调节的连杆

技术领域

本发明涉及用于内燃机的长度能调节的连杆，所述连杆带有第一连杆部分、第二连杆部分和至少一个缸-活塞单元，以便相对于第二连杆部分调节第一连杆部分，其中，缸-活塞单元包括：带有缸孔的壳体、在缸孔内能纵向运动地布置的调节活塞、至少一个设在缸孔内的压力室以及防扭转部。本发明此外还涉及带有此长度能调节的连杆的内燃机以及对用于内燃机的长度能调节的连杆的缸-活塞单元的应用。

背景技术

内燃机、特别是汽油发动机的热效率取决于压缩比ε，即在压缩前的总体积与压缩体积的比(ε＝(工作体积Vh+压缩体积Vc)/压缩体积Vc)。随着压缩比的升高，热效率升高。热效率随压缩比的升高是递减的，当然在目前通常的值(ε＝10…14)的范围内仍相对明显。

在实践中压缩比不能任意地升高，这是因为过高的压缩比由于压力升高和温度升高导致内燃机的意外的自点火。此过早的燃烧不仅导致不安静的运行和所谓的汽油发动机情况中的爆震，而且也可能导致发动机的部件损坏。在部分负荷范围内自点火的风险低，所述自点火除受到环境温度和压力的影响外也取决于发动机的运行点。对应地，在部分负荷范围内可实现较高的压缩比。因此，在现代内燃机的开发中，力求将压缩比与发动机的相应的运行点匹配。

为实现可变压缩比(VCR)存在不同的解决方案，以所述解决方案改变曲轴的曲轴轴颈的位置或发动机活塞的活塞销的位置，或改变连杆的有效长度。在此分别存在用于连续和不连续的部件调节的解决方案。连续的调节实现了CO₂排放和燃料消耗的最优的降低，因为压缩比对于每个运行点是可调节的。而使用两个被设计为调节运动的端部止挡的阶的不连续的调节实现了构造和运行技术方面的优点，并且实现了与常规的曲柄连杆机构相比仍明显的燃料消耗节约和CO₂排放降低。

文献US 2,217,721描述了带有长度能调节的连杆的内燃机，所述连杆带有两个伸缩状、相互嵌套地能移动的连杆部分，所述连杆部分共同形成了高压压力室。为了以发动机油填充和排空高压压力室并且以此改变连杆的长度，设有带有控制阀的调节机构，所述控制阀带有弹簧预紧的封闭元件，所述封闭元件通过发动机油的压力可移动到打开位置中。

EP 1 426 584 A1示出了用于内燃机的压缩比的不连续的调节，其中与活塞销连接的偏心件实现了压缩比的调节。在此，偏心件在枢转区域内的一个或另一个端部位置中的固定通过机械锁止进行。从DE 102005 055 199 A1中也已知长度能调节的连杆的工作方式，以所述连杆可以实现不同的压缩比。不同的压缩比的实现在此也通过小的连杆眼孔内的偏心件进行，所述偏心件通过两个带有可变阻力的液压缸的固定在其定位中。

WO 2013/092364 A1描述了用于内燃机的长度能调节的连杆，所述连杆带有两个伸缩状地、相互嵌套地能移动的连杆部分，其中一个连杆部分形成缸并且第二连杆部分形成长度能调节的活塞元件。在第一杆部分的调节活塞和第二杆部分的缸之间设计有高压压力室，所述高压压力室通过液压调节机构以油通道和取决于油压的阀被供给以发动机油。

用于内燃机的带有伸缩状可移动的连杆部分的类似的长度能调节的连杆在WO2015/055582 A2中示出。可调节的连杆长度影响燃烧室内的压缩体积，其中工作体积通过曲轴轴颈的位置和缸孔规定。在例如活塞、缸盖、曲轴、气门控制等的其他几何尺寸相同时，短的连杆长度导致比长的连杆长度更低的压缩比。在已知的长度能调节的连杆中，连杆长度在两个位置之间以液压方式改变。在此，将整个连杆构造为多件式，其中通过伸缩机构实现长度改变，所述伸缩机构通过双作用的缸可调节。通常用于接收活塞销的小的连杆眼孔与活塞杆连接(可伸缩的连杆部分)。所属的调节活塞在缸内轴向可移动地被引导，所述缸布置在带有大的连杆眼孔的连杆部分内，所述大的连杆眼孔通常用于接收曲轴轴颈。调节活塞将缸分为两个压力室，即上压力室和下压力室。这两个压力室通过液压调节结构被供给以发动机油，其中通过连杆的润滑油供给部实现为压力室供给以发动机油。为此，要求从曲轴轴颈经过连杆轴承到达连杆的并且在此处通过调节机构的止回阀到达压力室内的机油连通。

如果连杆处于长位置中，则在上压力室内无发动机油。下压力室则被完全填充以发动机油。在运行期间，由于燃气力和惯性力，连杆交替地受到拉力和压力载荷。在连杆的长位置中，通过与调节活塞的上止挡的机械接触来承受拉力。因此连杆长度不变。起作用的压力通过活塞面被传递到充满发动机油的下压力室上。因为此压力室的止回阀阻止发动机油的回流，所以发动机油的压力升高，其中，在下压力室内可能出现明显超过1000巴的很高的动态压力。连杆长度不发生改变。连杆通过***压力在此方向上被液压锁止。

在连杆的短位置中关系反转。下压力室是空的，而上压力室被填充以发动机油。拉力导致上压力室中的压力升高。压力通过机械止挡来承受。

通过将两个压力室的一个排空，连杆可以被两级式地调节。为此，由调节机构将两个止回阀的各一个桥接在流入中，或将相关的回流通道打开。通过此回流通道，发动机油可以与压力室和供给装置之间的压力差无关地流出到曲轴箱内。相应的止回阀对应地不起作用。两个回流通道通过控制阀被打开和关闭，其中总是仅一个回流通道打开而另一个回流通道关闭。用于切换两个回流通道的操纵器在此通过供给压力被液压控制。

用于此连杆的结构空间在轴向和径向上受限。沿曲轴方向，结构空间受到轴承宽度和配重的距离的限制。沿轴向方向，在用于支承活塞销的小的连杆眼孔和用于支承曲轴轴颈的大的连杆眼孔之间总是仅存在结构空间和可能的连杆的调节行程。

在内燃机中应由连杆传递的力是显著的，因此缸-活塞单元的压力室内的压力也可能是显著的。考虑到在缸-活塞单元和所属的液压调节机构的情况中的高的内部压力，所使用的材料的抗疲劳强度是成问题的，而且部件的构造和可承载性以及发动机油供给部的结合在低结构空间方面也是成问题的。

专利文献AT 516 387 B1涉及用于内燃机的长度能调节的连杆，其带有两个伸缩状地、相互嵌套地能移动的连杆部分。由缸-活塞单元形成的压力室在此至少部分地通过分别与连杆部分的一个连接的两个波折部形成。为保证长度能调节的连杆的正常工作，在此进一步设置了防扭转部，所述防扭转部固定了布置在小的连杆眼孔中的活塞销的轴线与布置在大的连杆眼孔中的曲轴轴颈的轴线的转动角方位，其中，这两个轴线通常相互平行。在此，防扭转部被设计为螺钉，所述螺钉穿过缸-活塞单元的壳体中和上波折部的固定套筒中的孔并接合到第一可伸缩连杆部分的长孔中，并且因此防止其发生扭转。锁止螺钉以此延伸通过壳体到达缸孔内，并且必须根据压力室在壳体的区域内的构造被密封，以便承受极高的压力。

虽然在许多技术领域中活塞连杆机构已熟知，并且在汽车工业领域中往复活塞式发动机被不断优化、改进和扩展，但是对于长度能调节的连杆的缸-活塞单元的液压调节和供给机构尽管进行了大量的开发和研究工作却仍需进一步改进，特别是在长度能调节的连杆的相对于内燃机的总体寿命的必需的寿命和功能安全性方面。除借助于延伸通过缸-活塞单元的壳体的锁止螺钉的简单的防扭转之外，在长度能调节的连杆的常规的缸-活塞单元中，通过非圆形的活塞和缸的横截面实现了防扭转。在此，除简单的椭圆形横截面之外，也存在带有单个或多个星形布置的引导部的横截面轮廓。与活塞和缸的横截面轮廓无关，此类防扭转的缺点是生产成本高以及缸孔的密封昂贵。

发明内容

因此，本发明的任务在于：提供带有如下缸-活塞单元的长度能调节的连杆，该缸-活塞单元实现了对活塞销和曲轴轴颈的转动角方位的简单和可靠的防扭转。

此任务根据本发明通过如下方式解决，即防扭转部具有盘状的锁止型材和至少一个布置在盘状的锁止型材上的锁止臂，其中，盘状的锁止型材抗相对转动地布置在第一连杆部分上并且锁止臂在长度能调节的连杆的纵向方向上能移动地沿第二连杆部分上的引导部延伸。此类防扭转部不仅避免了缸-活塞单元的壳体内的开口和对应的所必需的对壳体孔的密封，而且避免了调节活塞的缸孔的耗费的特殊横截面型廓。调节活塞和缸孔因此尽管设有防扭转部而仍能廉价地制造为柱形。使用此防扭转部也可以避免缸孔内的对压力室的附加的密封。盘状的锁止型材可以与缸-活塞单元的另外的部件分开地廉价地制造，并且以相应简单的结构(例如形状配合的布置方案)紧固在第一连杆部分上。布置在锁止型材上的锁止臂可以在此沿第二连杆部分上的引导部在纵向方向上运动，即在相互能运动的第一连杆部分和第二连杆部分的伸缩方向上运动，而通过引导部防止锁止臂相对扭转。优选地，至少两个锁止臂可以设在盘状的锁止型材上，以便最小化活塞销相对于曲轴轴颈的旋转角方位的余留间隙。在此，锁止臂尽可能均匀地布置在盘状的锁止型材的圆周上。

适宜的设计方案规定，至少一个锁止臂弹性地与盘形的锁止型材连接，优选一件式地与盘形的制动轮廓连接。弹性的锁止臂特别地便于防扭转部的简单和快速的安装，但是也避免了由于长度能调节的连杆在内燃机内的静态和动态载荷所导致的对防扭转部的损害。在此，至少一个锁止臂能够自身构造为弹性的并且/或者与盘形的锁止型材弹性地连接。

一个有意义的实施方案规定：盘形的锁止型材具有型廓化的开口，其中，型廓化的开口嵌接在第一连杆部分上的互补的型廓内。除了成本低廉的制造之外，这种例如带有非圆形、多边形或齿形轮廓的型廓化的开口也实现了将盘形的锁止型材简单地布置在第一连杆部分上的互补的型廓上并且承受较高的扭转力。在一种可能的改进方案中，盘形的锁止型材上的型廓化的开口可以一侧敞开地构造。在连杆的最终组装之后，这实现了将锁止型材非常快速地随后安装在第一连杆部分的互补轮廓处。替代地，型廓化的开口可以闭合地构造，以便改善防扭转的布置方案，但是这在安装盘形的锁止型材时需要将第一连杆部分引导穿过型廓化的开口。

另一实施方案规定：第一连杆部分具有活塞杆，其中，活塞杆具有至少一侧的、优选两侧的扁平的槽，在所述槽中抗相对转动地布置有盘形的锁止型材的型廓化的开口。布置在调节活塞的端侧上的、延伸穿过缸-活塞单元的压力室且延伸穿过壳体盖内的杆孔到达内燃机的曲轴箱内的活塞杆实现了将调节活塞在缸孔内的运动简单地转化为第一连杆部分和第二连杆部分之间的相对长度调节。活塞杆实现了简单地产生互补的型廓用以布置盘形的锁止型材的型廓化的开口，但是也实现了活塞杆穿过被设计为闭合的开口。同时，这种活塞杆借助在活塞杆和壳体盖内的杆孔之间的杆密封部实现了压力室的可靠密封。

为了尽可能廉价地制造长度能调节的连杆，盘形的锁止型材可以被设计为冲压-弯曲件。此冲压-弯曲件是由相对薄的盘形型材非常廉价地制造出的，其中，锁止型材可以被设计为环形或凸缘形，并且相应的锁止臂也可以在冲压弯曲工艺中同时构造和成形出。

一个有意义的实施方案规定：在第二连杆部分上的引导部被设计为在纵向方向上延伸的槽。位于缸-活塞单元的壳体的外侧上的此类槽可以容易地随后被引入，并且也可以在壳体的制造时设有无侧凹的槽。替代地，引导部可以被设置为壳体内的孔或仅设置为壳体上的扁平部。

一个优选的实施方案规定：缸-活塞单元具有覆盖缸孔的盖，其中，在盘形的锁止型材上布置的至少一个锁止臂侧向地在纵向方向上包绕盖并且沿设置在壳体上的引导部延伸。除了密封缸孔之外，盖也限界了缸孔内的邻接的压力室。因为防扭转部的至少一个锁止臂在侧向包绕壳体盖，所以可以省去用于布置锁止臂的对应的留空部，从而盖在其功能上仅需被构造和制造为用于密封缸孔和容纳活塞杆。

长度能调节的连杆的一个优选的实施方案规定：在调节活塞的外器壁与缸孔的内器壁之间设有密封装置。所述密封装置即使在高的***压力下也防止调节活塞推入到相应地填充以发动机油的第一压力室或第二压力室内，并且以此实现了可靠和持久地实施根据本发明的长度能调节的连杆的功能。在此，在调节活塞的外器壁与缸孔的内器壁之间的密封装置即使在调节活塞上施加较大的力时，特别是在内燃机的相应缸内的压缩和燃烧过程时，也防止了调节活塞推入到相应的压力室内，以此实现了缸中的可变压缩比并且不由于调节活塞推入到相应的压力室中而又降低所实现的内燃机效率的改善。作为密封装置，可以使用在机构上具有一定泄漏的间隙密封件，但是也可以使用几乎避免了泄漏但是构造昂贵并且功能易受影响的接触式活塞密封件。考虑到缸-活塞单元的压力室内的明显高于1000巴的高***压力，间隙密封件的间隙量应至多为20μm，特别地至多10μm，优选甚至更小。考虑到如此小的间隙量，除了密封装置之外，还应设有油过滤器和/或刮油器，所述油过滤器和/或刮油器防止大的炭黑颗粒和碎屑从发动机油被引入到压力室内并且从压力室被引入到活塞密封部的密封面之间的间隙密封部的间隙内。由此可以防止由于高***压力和调节活塞在缸孔内的运动而导致存在于发动机油内的颗粒被引入到密封装置内。因此，可以防止或显著减少缸孔的内器壁和调节活塞的外器壁上或一个或多个活塞密封部的密封表面上的磨损，以便最终防止缸-活塞单元的损坏和故障。

优选地，缸-活塞单元的调节活塞可以被设计为双侧作用的调节活塞，其中，在缸孔中能纵向移动地布置的调节活塞在第一端侧上限界出第一压力室并且在第二端侧上限界出第二压力室。双侧作用的调节活塞以单独的缸-活塞单元实现了沿压缩比升高的方向和沿压缩比降低的方向的活塞杆的固定。因此，与DE 10 2005 055 199 A1不同，使用同一个调节活塞来双向调节活塞行程或压缩比。在此适宜地可以使用阶梯式活塞，通过所述阶梯式活塞的较大的端侧，在对应地施加压力时将活塞杆保持在其移出的位置中。由于内燃机中的主要起作用的力关系，较小的端侧通常足以用于沿相反方向的固定。

对于长度能调节的连杆的简单的结构，第一连杆部分可以与缸-活塞单元的调节活塞连接，并且第二连杆部分可以具有缸-活塞单元的缸孔。

此外，本发明涉及对带有用于内燃机的长度能调节的连杆的防扭转部的缸-活塞单元的应用，所述连杆带有第一连杆部分和第二连杆部分，该第一连杆部分和第二连杆部分借助缸-活塞单元来调节。缸-活塞单元包括：带有缸孔的壳体；在缸孔内能纵向移动地布置的调节活塞；以及缸孔内的用于容纳发动机油的至少一个第一压力室和第二压力室，所述第一压力室和第二压力室在一侧由能纵向运动的调节活塞限界；以及用于密封缸孔的盖。尽管缸-活塞单元的尺寸很小并且***压力极高，但是用于内燃机的长度能调节的连杆的这种缸-活塞单元实现了在液压调节机构中利用发动机油。在此，通过内燃机的作用到连杆部分上燃气力和惯性力实现了缸-活塞单元的操作，而连杆部分的定位通过存在于相应的压力室内的发动机油来锁定。此外，盘状的锁止型材和侧向延伸的锁止臂实现了将旋转对称的部件用于缸-活塞单元和整个长度能调节的连杆，这具有所使用的结构空间小并且材料和生产成本低的优点。

在另一方面中本发明涉及内燃机，所述内燃机带有：至少一个往复活塞，至少一个在缸内能调节的压缩比，以及与往复活塞连接的根据前述实施方案的长度能调节的连杆。优选地，内燃机的全部往复活塞装配有此类的长度能调节的连杆，但是不要求如此。当取决于相应的运行状态来相应地调节压缩比时，内燃机的燃料节约可以是显著的。适宜地，长度能调节的连杆的缸-活塞单元可以联接到内燃机的发动机油液压器件上。由此，存在于发动机油回路内的压力可用于控制液压调节机构。在此应考虑到在发动机油内存在炭黑颗粒和碎屑，这要求液压调节机构和所属的密封装置不敏感。污物颗粒从发动机油被引入得越少，则越可以保证缸-活塞单元的安全运行。在此，带有盘状的锁止型材和至少一个锁止臂的防扭转部的使用通过活塞销轴线和曲轴轴颈轴线的可靠的相互平行的布置方案实现了长度能调节的连杆的正常工作。

另一修改方案规定：缸-活塞单元的第一压力室或第二压力室中的发动机油的***压力在1000巴至3000巴之间，优选在2000巴至2500巴之间。对于***压力的限制实现了缸孔的内直径和缸的壁厚的安全的构造设计，并且以此实现了根据本发明的长度能调节的连杆的安全的构造设计。

根据另一改进方案，可以设有正时驱动器，所述正时驱动器带有至少一个正时链条、张紧轨和/或导轨和/或链条张紧器，所述正时驱动器将曲轴与内燃机的至少一个凸轮轴连接。正时驱动器很重要，这是因为正时驱动器对于发动机的动态负载产生很大影响，并且因此也对长度能调节的连杆产生很大的影响。优选地，将此正时驱动器设计为使得不通过所述正时驱动器引入过高的动态力。替代地，此正时驱动器也可以被设计为带有正齿轮齿部或传动带例如齿形带，所述传动带通过带有张紧辊的张紧设备被预紧。

附图说明

在下文中根据附图详细解释实施方案。各图为：

图1示出内燃机的示意性横截面，和

图2在部分剖开的图示中示出图1中的长度能调节的连杆的示意性图示，

图3a示出图2中的长度能调节的连杆的部分的立体图，其中带有防扭转部，

图3b示出图3a中的防扭转部的盘状锁止型材的立体图，

图4a示出图2中的长度能调节的连杆的部分的立体图，其中带有图3a中的防扭转部的另一实施方案，

图4b示出图4a中的防扭转部的盘状锁止型材的立体图，

图5a示出图2中的长度能调节的连杆的部分的立体图，其中带有另一防扭转部，

图5b示出图5a中的防扭转部的盘状锁止型材的立体图，

图6a示出图2中的长度能调节的连杆的部分的立体图，其中带有图5a中的防扭转部的另一实施方案，和

图6b示出图6a中的防扭转部的盘状的锁止型材的立体图。

具体实施方式

在图1中示意性图示了内燃机(汽油发动机)1。内燃机1具有三个缸2.1、2.2和2.3，在每个缸中往复活塞3.1、3.2、3.3上下运动。此外，内燃机1包括曲轴4，所述曲轴4通过曲轴轴承5.1、5.2、5.3、5.4能转动地支承。曲轴4通过连杆6.1、6.2和6.3分别与所属的往复活塞3.1、3.2和3.3连接。对于每个连杆6.1、6.2和6.3，曲轴4具有偏心布置的曲轴轴颈7.1、7.2和7.3。连杆6.1、6.2、6.3的大的连杆眼孔8.1、8.2和8.3分别支承在所属的曲轴轴颈7.1、7.2和7.3上。连杆6.1、6.2、6.3的小的连杆眼孔9.1、9.2和9.3分别支承在活塞销10.1、10.2和10.3上，并因此与所属的往复活塞3.1、3.2和3.3能枢转地连接。在此，术语小的连杆眼孔9.1、9.2和9.3和大的连杆眼孔8.1、8.2和8.3应理解为既非绝对也非相对的大小关系，而是其仅用于区分相对于在图1中所示出的内燃机的部件和关系。对应地，小的连杆眼孔9.1、9.2、9.3的直径尺寸可以小于、等于或大于大的连杆眼孔8.1、8.2、8.3的直径尺寸。

曲轴4设置有曲轴链轮11，并且通过正时链条12与凸轮轴链轮13联接。凸轮轴链轮13驱动带有其所属的凸轮的凸轮轴14，以操纵每个缸2.1、2.2和2.3的进气门和排气门(未详细图示)。正时链条12的松弛侧通过可枢转地布置的张紧轨15被张紧，所述张紧轨15通过链条张紧器16被压到其上。正时链条12的传动侧可以沿导轨滑动。正时驱动以及燃料喷射和通过火花塞的点火的基本功能方式未被更详细地解释，并且被认为是已知的。曲轴轴颈7.1、7.2和7.3的偏心率决定性地规定了行程H_K，特别是在本情况中，曲轴4精确地在缸2.1、2.2和2.3的下方在中心布置。图1中示出了往复活塞3.1处于其最低位置，而往复活塞3.2示出了其最高位置。在本情况中，差规定了行程H_K。余留高度H_C(参见缸2.2)给出缸2.2内的余留的压缩高度。结合往复活塞3.1、3.2或3.3或者所属的缸2.1、2.2和2.3的直径，从行程H_K得到工作体积V_h并且从余留压缩高度H_C计算出压缩体积V_C。当然，压缩体积V_C决定性地取决于缸盖的构造。从体积V_h和V_C得出压缩比ε。详细而言，由工作体积V_h和压缩体积Vc之和除以压缩体积V_c来计算出压缩比ε。目前，对于汽油发动机，压缩比ε的通常的值在10至14之间。

为了能够取决于内燃机1的运行点(转速n、温度T、节气门位置)地调整压缩比ε，根据本发明，连杆6.1、6.2和6.3长度能调节地构造。以此，能够在部分负载范围内以比在全负载范围内更高的压缩比来行驶。

在图2中，示例性地图示了长度能调节的连杆6.1，所述连杆6.1与连杆6.2和6.3相同地构造。因此，描述也对应地适用。连杆6.1具有带有所提到的小的连杆眼孔9.1的连杆头部17.1和能伸缩地在第二连杆部分19.1内受引导的第一连杆部分18.1。第一连杆部分18.1沿纵向方向相对于第二连杆部分19.1的相对运动通过缸-活塞单元20.1进行，所述缸-活塞单元20.1带有调节活塞21.1和缸孔22.1以及在调节活塞21.1与缸孔22.1之间的密封装置23.1。在第二连杆部分19.1上布置有下轴承壳19b.1，所述下轴承壳19b.1与第二连杆部分19.1的下区域一起包围大的连杆眼孔8.1。下轴承壳19b.1和第二连杆部分19.1以通常的方式通过紧固设施相互连接。在第一连杆部分18.1的下端上的活塞杆18a.1与调节活塞21.1连接，所述调节活塞21.1在第二连杆部分19.1的缸孔22.1内可移动地受引导。在上端上，第二连杆部分19.1具有盖19a.1，第一连杆部分18.1的活塞杆18a.1被引导穿过所述盖19a.1并且被密封。因此，盖19a.1总体上将缸孔22.1密封。调节活塞21.1被构造为分级式活塞。在调节活塞21.1下方设计有带有圆形横截面的第一压力室24.1，并且在调节活塞21.1上方设计有圆环形的第二压力室25.1。为了借助于调节活塞21.1在缸孔22.1内的运动来改变连杆长度，设有液压调节机构26.1。下文中将详细描述的液压线路属于所述调节机构26.1，所述液压线路相应地导致发动机油流入和流出压力室24.1和25.1，并且以此使借助作用在连杆6.1上的力而致动的调节活塞21.1的固定。

在本实施例中，第二连杆部分19.1在压力室24.1和25.1以及调节活塞21.1的区域内的区段在横截面上被构造为圆环形(除可能存在的液压管路之外)。也可想到另外的几何尺寸。相应地，壳体在缸孔22.1的区域中的壁厚D_W由第二连杆部分19.1的上区段的所属的外半径r_a减去缸孔22.1的内半径r_i得到。在这种对称的构造中，第二连杆19.1的周边处的壁厚D_W厚度均匀，并且第二连杆19.1的材料中的应力是均匀地小的，从而由于用以调整活塞21.1的相对较大的活塞直径而使得连杆6.1中产生的最大的***压力处在可掌控的界限内。

在下文中，根据图2更详细地解释了连杆6.1的功能。缸-活塞单元20.1的调节活塞21.1被设计为双侧作用的活塞。通常，双侧作用的活塞被理解为具有不同定向的作用面的活塞。第一端侧27.1被构造为圆环形配属于第一压力室24.1。第二端侧28.1也被构造为圆环形，并且配属于第二压力室25.1，其中，第一端侧27.1和第二端侧28.1可以具有相同或不同的面积。缸-活塞单元20.1以发动机机油运行。为此，供油通道29.1与大的连杆眼孔8.1连接，以此可以将发动机油输送到液压调节机构26.1，或在替代的线路中发动机油必要时也可以从所述调节机构26.1流出。随后，在供油通道29.1上设有控制阀30.1。借助于内燃机1的作用到连杆部分18.1和19.1上的燃气力和惯性力输送的发动机油从控制阀30.1出发、经由第一油通道31.1到达第一压力室24.1内，并且通过第二油通道32.1到达第二压力室内。沿流入的发动机油的流动方向，在第一油通道31.1内设有止回阀并且有选择地设有油过滤器，然后第一油通道31.1通入到第一压力室24.1内。在止回阀与第一油通道31.1通入到第一压力室24.1内之间设有排出通道的分支(未示出)，所述排出通道在第二连杆部分19.1的外侧上通入到内燃机1的曲轴箱内。排出通道装配有排出阀，所述排出阀在发动机油经由第一油通道31.1流入到第一压力室24.1时是关闭的。第二油通道32.1相应于第一油通道31.1地构建，并且沿发动机油至第二压力室25.1内的流入方向在控制阀30.1之后具有止回阀、带有排出阀(未示出)的排出通道的分支和在其后的有选择的油过滤器，随后第二油通道30.2通入到第二压力室25.1内。

在发动机油从控制阀30.1受燃气力和惯性力控制地经由第一油通道31.1流入到第一压力室24.1内或经由第二油通道32.1流入到第二压力室25.1内时，全部流入的发动机油可以经由油过滤器来引导，在所述油过滤器中将较大的炭黑颗粒和碎屑从发动机机油中滤出并固定。由此，流入到缸孔22.1的压力室24.1和25.1内的发动机油仅较少地被污染，从而调节活塞21.1的外器壁和缸孔22.1的内器壁之间的密封装置23.1相应地仅轻微地经受磨损。由此，既可以防止更强烈地损坏密封装置23.1的表面的风险，又可以提高长度能调节的连杆6.1的必需的寿命。

长度能调节的连杆6.1的液压调节机构26.1的控制阀30.1主动地控制分支的排出通道内的配属于第一油通道31.1和第二油通道32.1的排出阀，以便固定长度能调节连杆6.1的位置，而燃气力和惯性力驱动的发动机油进入到第一油通道31.1和第二油通道32.1内仅被动地通过控制阀30.1进行。在打开第一油通道31.1或第二油通道32.1并且使发动机油流入到第一压力室24.1或第二压力室25.1内时，必须同时将液压调节机构26.1的另一分支内的排出阀、即在第一油通道31.1或第二油通道32.1内的排出阀打开，以便实现发动机油受控地从相应的另一个压力室、即第二压力室25.1或第一压力室24.1流出，并且实现使调节活塞21.1移入到第二压力室25.1或第一压力室24.1内。控制阀30.1的驱控优选地以施加在供油通道29.1上的发动机油的压力来进行，由此也可避免另外的替代的但也可能的对于控制阀30.1或排出阀的电气、电子、磁或机械的驱控。

在图2所示的连杆6.1中，进一步设置有防扭转部33.1，所述防扭转部33.1与第一连杆部分18.1的活塞杆18a.1防扭转地连接。防扭转部33.1包括盘状的锁止型材34.1，防扭转部33.1以所述盘状的锁止型材34.1安放在活塞杆18a.1上，防扭转部33.1还包括两个锁止臂35.1，所述锁止臂35.1从盘状的防护轮廓34.1沿连杆6.1的纵向方向，即与连杆6.1的纵向轴线轴线平行地在第二连杆部分19.1的方向上延伸。在第二连杆部分19.1的外周上，两个锁止臂35.1靠放在合适的引导部36.1上，或者嵌接在所述引导部36.1内，所述引导部36.1相应于锁止臂35.1沿连杆6.1的纵向方向延伸，以便在第一连杆部分18.1相对于第二连杆部分19.1纵向运动时通过防扭转部33.1阻止大的连杆眼孔8.1相对于小的连杆眼孔9.1的扭转(相应于活塞销10.1相对于曲轴轴颈7.1的转动角方位)。在此，布置在盘状的锁止型材34.1内的锁止臂35.1沿纵向方向侧向地在缸-活塞单元20.1的盖19a.1旁被引导，而不与盖19a.1的最大径向轮廓相交。

图3a中的长度能调节的连杆6.1的部分立体图示出了在连杆6.1的移入位置中的防扭转部33.1的实施方案。在此，该锁止型材34.1被设计为凸缘状，并且设有用于安置两个销状锁止臂35.1的两个孔37.1。布置在凸缘状锁止型材34.1的外尖部上的两个锁止臂35.1容纳在第二连杆部分19.1的外周上的槽形引导部36.1内，并且沿纵向方向搭接盖19a.1。在图3b中的盘状锁止型材34.1的立体图中，除了凸缘状轮廓和布置在两个尖部上的孔37.1外，也能很好地看到用于将防扭转部33.1布置在活塞杆18a.1上的开口38.1。开口38.1被设计为闭合的并且相应地在将连杆6.1最终安装前被套到活塞杆18a.1上并且被固定，例如通过粘合、焊接或挤压。开口38.1在此实施方案中被设计为带有两个扁平的侧，但是也可以应用多边形或六边形的开口38.1的形状。通过开口38.1的型廓，将防扭转部33.1防转动地与活塞杆18a.1连接。

在图4a中的连杆6.1的部分的立体图中的防扭转部33.1示出了图3a和图3b中的凸缘形的锁止型材34.1的变体。如从图4b中清楚地可见，盘状的锁止型材34.1设有朝向一侧敞开的型廓开口38.1。在此，开口38.1又设有两个扁平的侧。如在图4a中所示，可以在最终安装第一连杆部分18.1和第二连杆部分19.1之后在最后的安装步骤中安装此朝向一侧敞开的轮廓开口38.1。为此，将带有朝向一侧敞开的开口38.1的盘状锁止型材34.1侧向推到活塞杆18a.1的型材螺母39.1上并且相应防扭转地布置。接着，将销形的锁止臂35.1固定到锁止型材34.1的孔37.1内，以此借助锁止臂35.1在第二连杆部分19.1上的槽状引导部36.1内的引导也将锁止型材34.1以防遗失的方式布置在活塞杆18a.1上。

在图5a中，连杆6的部分的立体图示出了用于根据本发明的长度能调节的连杆6.1的防扭转部33.1的另外的实施方案。在此，锁止型材34.1和两个侧向的锁止臂35.1被一件式地设计为冲压-弯曲件。如在图5b中很好地可见，盘状的锁止型材34.1在此基本上被设计为环形，其带有两个侧向布置的弯曲的锁止臂35.1，所述锁止臂35.1嵌接到第二连杆部分19.1的外周上的相应的引导部36.1内，或靠放在所述引导部36.1上。在此，锁止臂35.1能够被设计为弹性的，以便在将第一连杆部分18.1与第二连杆部分19.1安装起来时能够容易地在侧向搭接在盖19a.1上，并且可靠地被引导部36.1引导。在此，图5b中也详细示出的此锁止型材34.1的型廓化的开口38.1又是封闭的，并且设计为带有两个扁平的侧。对应地，此锁止型材34.1也在最终安全前被布置在活塞杆18a.1上，并且与此活塞杆18a.1防扭转地连接。

替代地，图5b中的锁止型材34.1的型材开口38.1可以朝向一侧敞开，见图6b。在连杆6.1的最终安装后，固定轮廓34.1又可以被推到活塞杆18a.1上的相应的型材槽39.1上，也见图6a。与锁止型材34.1一件式形成的锁止臂35.1在此必须容易地弯曲，以便布置到第二连杆19.1的外周上的引导部36.1上并且相应地被定位。在替代的实施方案中，防扭转部33.1也可以具有第二锁止型材34.1，所述第二锁止型材34.1与第一锁止型材34.1反向地布置在活塞杆18a.1的型材槽39.1上，并且优选与第一盘状的锁止型材34.1连接。

附图标号列表

1 内燃机

2.1、2.2、2.3 缸

3.1、3.2、3.3 往复活塞

4 曲轴

5.1、5.2、5.3、5.4 曲轴轴承

6.1、6.2、6.3 连杆

7.1、7.2、7.3 曲轴轴颈

8.1、8.2、8.3 大的连杆眼孔

9.1、9.2、9.3 小的连杆眼孔

10.1、10.2、10.3 活塞销

11 曲轴链轮

12 正时链条

13 凸轮轴链轮

14 凸轮轴

15 张紧轨

16 链条张紧器

17.1 连杆头部

18.1 第一连杆部分

18a.1 活塞杆

19.1 第二连杆部分

19a.1 盖

19b.1 轴承壳

20.1 缸-活塞单元

21.1 调节活塞

22.1 缸孔

23.1 密封装置

24.1 第一压力室

25.1 第二压力室

26.1 液压调节机构

27.1 第一端侧

28.1 第二端侧

29.1 供油通道

30.1 控制阀

31.1 第一油通道

32.1 第二油通道

33.1 防扭转部

34.1 锁止型材

35.1 锁止臂

36.1 引导部

37.1 孔

38.1 开口

39.1 型材槽

D_W 壁厚

V_h 工作体积

V_C 压缩体积

H_C 压缩高度

H_K 行程

r_i 内直径

r_a 外直径

S 间隙量

ε 压缩比

n 转速

T 温度。

Claims (15)

1.用于内燃机(1)的长度能调节的连杆(6.1)，所述连杆带有第一连杆部分(18.1)和第二连杆部分(19.1)，所述第一连杆部分(18.1)被构造成用于容纳活塞销(10.1)，并且所述第二连杆部分(19.1)被构造成用于容纳曲轴轴颈(7.1)，其中，所述第一连杆部分(18.1)相对于所述第二连杆部分(19.1)能沿纵向方向运动，以便调节所述活塞销(10.1)和所述曲轴轴颈(7.1)之间的距离，所述长度能调节的连杆(6.1)还带有至少一个缸-活塞单元(20.1)，以便相对于所述第二连杆部分(19.1)调节所述第一连杆部分(18.1)，所述缸-活塞单元(20.1)包括：带有缸孔(22.1)的壳体、在所述缸孔(22.1)内能纵向运动地布置的调节活塞(21.1)，其中，所述缸-活塞单元(20.1)具有防扭转部(33.1)，以便固定所述活塞销(10.1)相对于所述曲轴轴颈(7.1)的转动角方位；

其特征在于，

所述防扭转部(33.1)具有盘状的锁止型材(34.1)和至少一个布置在所述盘状的锁止型材(34.1)上的锁止臂(35.1)，其中，所述盘状的锁止型材(34.1)抗相对转动地布置在所述第一连杆部分(18.1)上，并且所述锁止臂(35.1)在所述长度能调节的连杆(6.1)的纵向方向上能移动地沿着所述第二连杆部分(19.1)上的引导部(36.1)延伸。

2.根据权利要求1所述的长度能调节的连杆(6.1)，其特征在于，在所述盘状的锁止型材(34.1)上设置有至少两个锁止臂(35.1)。

3.根据权利要求1或2所述的长度能调节的连杆(6.1)，其特征在于，至少一个锁止臂(35.1)弹性地与所述盘状的锁止型材(34.1)连接。

4.根据权利要求1或2所述的长度能调节的连杆(6.1)，其特征在于，所述盘状的锁止型材(34.1)具有型廓化的开口(38.1)，其中，所述型廓化的开口(38.1)嵌接到所述第一连杆部分(18.1)上的互补的型廓内。

5.根据权利要求4所述的长度能调节的连杆(6.1)，其特征在于，在所述盘状的锁止型材(34.1)上的型廓化的开口(38.1)一侧敞开地构造。

6.根据权利要求4所述的长度能调节的连杆(6.1)，其特征在于，所述第一连杆部分(18.1)具有活塞杆(18a.1)，其中，所述活塞杆(18a.1)具有一侧扁平的槽(39.1)，所述盘状的锁止型材(34.1)的型廓化的开口(38.1)抗相对转动地布置在所述槽(39.1)内。

7.根据权利要求1或2所述的长度能调节的连杆(6.1)，其特征在于，所述盘状的锁止型材(34.1)被构造为冲压-弯曲件。

8.根据权利要求1或2所述的长度能调节的连杆(6.1)，其特征在于，在所述第二连杆部分(19.1)上的引导部(36.1)被构造为沿纵向方向延伸的槽(39.1)。

9.根据权利要求1或2所述的长度能调节的连杆(6.1)，其特征在于，所述缸-活塞单元(20.1)具有密封所述缸孔(22.1)的盖(19a.1)，其中，布置在所述盘状的锁止型材(34.1)上的至少一个锁止臂(35.1)侧向包绕所述盖(19a.1)并且沿着设置在所述壳体上的引导部(36.1)延伸。

10.根据权利要求1或2所述的长度能调节的连杆(6.1)，其特征在于，所述第一连杆部分(18.1)与所述缸-活塞单元(20.1)的调节活塞(21.1)连接，并且所述第二连杆部分(19.1)具有所述缸-活塞单元(20.1)的缸孔(22.1)。

11.根据权利要求1所述的长度能调节的连杆(6.1)，其特征在于，所述内燃机(1)是汽油发动机。

12.根据权利要求3所述的长度能调节的连杆(6.1)，其特征在于，所述至少一个锁止臂(35.1)一件式地与所述盘状的锁止型材(34.1)连接。

13.根据权利要求4所述的长度能调节的连杆(6.1)，其特征在于，所述第一连杆部分(18.1)具有活塞杆(18a.1)，其中，所述活塞杆(18a.1)具有两侧扁平的槽(39.1)，所述盘状的锁止型材(34.1)的型廓化的开口(38.1)抗相对转动地布置在所述槽(39.1)内。

14.对带有用于内燃机(1)的长度能调节的连杆(6.1)的防扭转部(33.1)的缸-活塞单元(20.1)的应用，所述连杆(6.1)带有第一连杆部分(18.1)和第二连杆部分(19.1)，所述第一连杆部分和第二连杆部分能借助所述缸-活塞单元(20)来调节，以便使所述第一连杆部分(18.1)相对于所述第二连杆部分(19.1)沿所述长度能调节的连杆(6.1)的纵向方向运动，所述缸-活塞单元(20.1)包括：带有缸孔(22.1)的壳体、在所述缸孔(22.1)内能纵向运动地布置的调节活塞(21.1)、设置在所述缸孔(22.1)内的在一侧由能运动的调节活塞(21.1)限界的第一压力室(24.1)和第二压力室(25.1)、以及用于密封所述缸孔(22.1)的盖(19a.1)，

其特征在于，

所述防扭转部(33.1)具有盘状的锁止型材(34.1)和至少一个在侧向从所述盘状的锁止型材(34.1)沿所述长度能调节的连杆(6.1)的纵向方向延伸的锁止臂(35.1)，其中，所述盘状的锁止型材(34.1)抗相对转动地布置在所述第一连杆部分(18.1)上，并且其中，所述锁止臂(35.1)侧向地包绕所述盖(19a.1)并且沿着设置在所述壳体上的引导部(36.1)延伸。

15.内燃机(1)，所述内燃机带有：至少一个往复活塞(3.1、3.2、3.3)、至少一个在缸(2.1、2.2、2.3)内能调节的压缩比、以及与所述往复活塞(3.1、3.2、3.3)连接的根据权利要求1至13中任一项所述的长度能调节的连杆(6.1、6.2、6.3)。

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