CN113227555A - 具有质量优化控制滑动件的纵向可调连杆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有液压控制装置（13）的纵向可调连杆（1），用于实现连杆（1）有效长度的变化。液压控制装置（13）包括液压控制阀（19），该液压控制阀包括可以液压地激活且借助于控制滑动件弹簧（34）预加应力的控制滑动件（26），以及两个出口阀（24、25），该出口阀可以借助于彼此相距一定距离布置的两个控制轮廓由控制滑动件（26）激活。控制滑动件（26）包括低压区段（N_A），该低压区段具有用于液压地激活控制滑动件（26）的低压活塞（33）。为了优化用于这种纵向可调连杆（1）的控制滑动件（26），两个控制轮廓一起布置在控制滑动件（26）的高压区段（H_A）中，该高压区段布置在低压区段（N_A）上的一侧上，并且借助于位于中间的密封区段（D_A）与低压区段分开。每个控制轮廓包括带有控制凸轮（38、39）的封闭区域（44、49）和邻接控制凸轮（38、39）的打开区域（46、50）。封闭区域（44、49）的横截面小于打开区域（46、50）。由于材料的选择和/或与打开区域（46、50）相比的变窄的轮廓，位于在两个封闭区域（44、49）之间的控制滑动件（26）的区段的质量至多对应于该区段的包络体积乘以钢的密度（7.85g/mm³）的0.95倍。本发明还涉及相应的控制滑动件（26）和往复活塞式发动机。

Description

具有质量优化控制滑动件的纵向可调连杆

技术领域

本发明涉及一种具有液压控制装置的纵向可调连杆，该液压控制装置用于实现连杆有效长度的改变，其中该液压控制装置包括液压控制阀，该液压控制阀包括通过控制滑动件弹簧预加载的可液压致动的控制滑动件，以及两个出口阀，所述出口阀可以通过彼此相距一定距离布置的两个控制轮廓由控制滑动件致动，其中该控制滑动件包括低压区段，该低压区段具有用于液压地致动控制滑动件的低压活塞。

背景技术

火花点火发动机的热效率度ƞ取决于压缩比ε，即，压缩前的总体积与压缩体积之比（ε=(位移体积V_h +压缩体积V_c)/压缩体积V_c）。随着压缩比的增加，热效率增加。热效率相对于压缩比的增加是递减的，但是，在如今常见的压缩比（ε= 10……14）的值的范围内，它仍然是相对明显的。

实际上，压缩比不能任意增加。例如，火花点火发动机中过高的压缩比会导致爆震。在这种情况下，混合物是由压缩期间压力和温度的增加而不是由点火火花点燃的。这种过早燃烧不仅会导致运行不均匀，而且还会导致部件损坏。

从其发生爆震的压缩比尤其取决于发动机的操作点（n、T、节气门位置等）。在部分负载范围内，更高的压缩是可能的。因此，努力将压缩比调节到相应的操作点。存在发展的不同的途径。在当前情况下，压缩比将通过连杆长度来调节。连杆长度影响压缩体积。位移由曲轴轴颈和缸孔的位置决定。因此，与具有相同几何尺寸（曲轴、缸盖、阀正时等）的长连杆相比，短连杆导致较小的压缩比。

连杆长度当前在两个位置之间液压地变化。操作模式将在下文简要解释。整个连杆被构造成多部分的，其中长度的变化由伸缩机构实现。为此，连杆包含双作用液压缸。连杆小端（活塞销）连接到活塞杆。活塞在缸中以可轴向滑动的方式被引导，缸布置在具有连杆大端（曲轴轴颈）的连杆构件中。活塞将缸分成两个腔室（上压力腔室和下压力腔室）。这两个腔室经由止回阀供应有发动机油。如果连杆设置在长位置中，则在上压力腔室中不存在油。另一方面，低压腔室完全填充有油。在操作期间，由于气体和质量力，连杆受到交替的拉力和推力。在连杆的长位置中，拉力通过与活塞上止挡的机械接触而被吸收。因此，连杆长度不会改变。施加的推力经由活塞表面传递到填充有油的下腔室。由于该腔室的止回阀阻止油回流，因此油压力增加。连杆长度不变。连杆在这个方向上被液压地锁定。

短位置中的情况正好相反。下腔室是空的，上腔室填充有油。拉力导致上腔室中的压力增加。推力由机械止挡吸收。

连杆长度可以分两个步骤进行调节，因为这两个腔室中的一个被排空。两个相应入口止回阀中的一个在那里由相关联的回流导管桥接。油可以独立于压力腔室和供应构件之间的压力差流过该回流导管。相应的止回阀因此失去其作用。

两个回流导管由控制阀打开和关闭，其中，确切地说，一个回流导管总是打开的，另一个是关闭的。用于切换两个回流导管的致动器由供应压力液压地致动。油供应由连杆轴承的润滑提供。为此，需要从曲轴轴颈经由连杆轴承到连杆的油道。

通过利用作用在连杆处的质量和气体力选择性地排空两个压力腔室中的一个来实现纵向连杆的切换，其中相应的另一个压力腔室由入口止回阀供应有油并且被液压地阻塞。

例如，从WO 2016/203047 A1已知一种用于调节内燃发动机中压缩比的纵向可调连杆。其中使用了带有居中布置的低压活塞的控制滑动件，该控制滑动件由控制滑动件弹簧在一个方向上预加载。在某些变型中，控制滑动件的端部设置有锥形控制轮廓，该锥形控制轮廓作用在横向于控制滑动件轴线布置的出口阀的对应开口元件上。这种类型的构造需要相对复杂的供油路径，并且在与出口阀一起作用的控制滑动件的高压区域和与低压活塞一起作用的低压区域之间需要明显的分开。控制挺杆构造成具有两个部分，并且低压活塞必须适应两个停止位置。控制滑动件的实际挺杆被构造成相对重的，并且仅在相应的端部处包括相应的控制轮廓。朝向外侧，两个高压区域必须通过相应的封闭元件密封。

连杆自然暴露于非常高的加速力。在用于长度可调连杆的液压控制装置中，也必须考虑这些加速力。因此，试图以这样的方式构造液压切换的部分、当前是控制滑动件，使得产生在内燃发动机操纵期间起作用并且结构简单的单元。

除了使连杆伸缩（这导致长度的实际变化）之外，有效长度的变化也可以通过使用偏心轮来实现，优选地在连杆的小端处。这种偏心轮同样可以被液压地致动。由于长度的可调节性与连杆端部之间距离的变化有关的事实，本发明也覆盖了偏心轮解决方案。

发明内容

因此，本发明的目的是改进开头提到的那种纵向可调连杆，使得即使对于小的可用安装空间，也能产生完全可操作且结构优化的控制滑动件。

根据本发明，该目的得到满足，因为两个控制轮廓一起布置在控制滑动件的高压区段中，该高压区段布置在低压区段的一侧上，并且通过设置在它们之间的密封区段与低压区段分开，控制轮廓各自包括具有控制凸轮的封闭区域和邻接控制凸轮的打开区域，封闭区域具有比打开区域更小的横截面，并且由于材料的选择和/或与打开区域相比轮廓变窄，控制滑动件的设置在两个封闭区域之间的区段的质量至多对应于该区段的包络体积乘以钢的密度（7.85 g/mm³）的0.95倍。

控制滑动件的所述区段的包络轮廓当前意味着该区段的最小包装尺寸，其在该区段的整个长度上具有均匀的横截面。该区段的最大横截面指定了包络轮廓的横截面尺寸。为了减少质量，可以使用较轻的材料和/或可以在本区段中移除材料。通过这些措施，可以进一步减小作用在控制滑动件上的惯性力，该惯性力基本上取决于内燃发动机的转速和控制滑动件在连杆中的具体布置。高压区域的一侧布置也是有利的，因为高压区域的一侧由控制滑动件自身密封，并且控制滑动件的仅在连杆处的一侧上的低压区域需要密封。通过这种成形，也存在这样的可能性：在相对设置的侧部上完全省去密封件，并且使用非端对端的孔，由此可以省去通过连杆中的封闭元件对高压区域的密封，至少对于接收控制滑动件的孔而言是如此。

根据一种变型，由于材料的选择和/或与打开区域相比轮廓变窄，控制滑动件的设置在两个封闭区域之间的区段的质量至多对应于该区段的包络体积乘以钢的密度（7.85g/mm³）的0.85倍。因此，可以甚至进一步减小该区段的质量，并且仍然保持该区段的可操作性。因此给出了质量优化的良好选项。

控制滑动件的轴线可以有利地位于基本垂直于曲轴轴线布置的平面内，该曲轴轴线可以可操作地连接到连杆，并且相对于连杆的纵向轴线倾斜。由于在该平面内的倾斜，加速度的影响可以被优化并适于控制滑动件的质量。优选选择大约45°的倾斜。另外，控制滑动件的布置使得有可能导致出口阀的阀轴线平行于曲轴轴线，因此也可以大大减小加速度对出口阀的影响。在此安装位置中，最大的纵向区段附加地可用于容纳控制滑动件。

原则上，存在这样的可能性：控制凸轮具有朝向彼此指向的侧面或远离彼此指向的侧面。总的来说，这对控制滑动件的轮廓具有影响，并且对哪个出口阀是处于基本位置的打开阀具有影响。这优选是最靠近低压活塞定位的出口阀。选择哪种出口阀布置必须考虑连杆的整个组件来决定。然而，此时，优选一种变型，其中设置在两个封闭区域之间的控制滑动件的区段包含两个打开区域。因此，属于封闭区域的控制凸轮彼此远离指向，并且更靠近低压活塞的出口阀在基本位置中打开。在一个实施例中，其联接到压力腔室，该压力腔室确保连杆的长切换位置，使得在低压侧上压力损失的情况下，纵向可调节连杆总是呈现长切换位置。

为了确保良好的稳定性，同时进行液压优化，不管该区段的质量优化，另外的变型提供了至少一个支撑区域，该支撑区域设置在打开区域的背离封闭区域的侧部上，并且每个支撑区域通过排出凹槽与邻近的打开区域分开。因此，打开区域在一侧上由无论如何都通向较低的封闭区域的控制凸轮限定，并且在另一侧上由排出凹槽限定。结果，当出口阀打开并且尽可能少地阻碍液压流体的排出时，在打开区域周围可以有良好的流动。然后，它们之间的支撑区域为邻接的打开区域向上提供必要的支撑，在打开区域上，相应的负载施加在该打开区域上。

有利的是，每个打开区域可以与它自己的支撑区域相关联，其中在它们之间设置有排出凹槽，其中两个支撑区域通过变窄的凹槽彼此分开。支撑区域相应地布置成相对靠近打开区域；但是通过设置在它们之间的凹槽彼此分开，这再次导致质量的节省。

从打开区域的中心到相关联的支撑区域的中心的距离可以优选地在打开区域的最大横截面尺寸的0.6至0.9倍的范围内。打开区域的最大横截面尺寸优选地是直径，该直径于是确定相应的距离，并且由此导致尽可能靠近打开区域的优化支撑。以这种方式，不管该区段中的控制滑动件轮廓如何，仍可获得足够的稳定性。

根据一个变型，进一步有利的是，将支撑区域布置成使得它们被支撑在控制滑动件的任何位置中。这意味着支撑区域在连杆的区段中被引导，并且总是保持在该被引导的区段中，而不管控制滑动件位置如何。取决于控制滑动件的位置，打开区域也可在该被引导的区段中缩回，并能够有可能有助于支撑。因此，打开区域优选具有与支撑区域相同的直径。

连杆中用于控制滑动件的安装空间通常非常有限，这就是为什么在不严重影响连杆的强度的情况下，只能够使有限的安装空间可用于液压控制装置。根据另外的构造，因此，规定的是，由控制轮廓提供的打开行程与控制滑动件的控制行程的比率为0.1至0.4，优选为0.2至0.3。控制行程是由低压区域引起的行程，即，控制滑动件的纵向位移。打开行程是可用于致动出口阀的行程。对应的致动机构当前形成在非常小的空间中，使得也有可能用相对小的元件工作，并且因此要在连杆内占据的安装空间尽可能小。

根据变型，用于减小安装空间的另一种措施是，控制滑动件的控制行程与两个出口阀的中心到中心距离的比率为0.1至0.3，优选为0.15至0.25。出口阀之间具有小距离的小控制行程导致安装空间的相应优化。

根据另外的构造，用于优化控制滑动件质量的另一种结构措施是使控制滑动件从低压区段的端部部分地被钻成中空，并使孔延伸到密封区段中。这样可以节省低压区段和密封区段中的重量。

低压区段可以优选在其外端处包括低压活塞，在其另一端处包括止挡凸缘，并且可以在低压活塞和止挡凸缘之间提供变窄的凹槽。因此，低压区域也是质量优化的，并且低压活塞设置在控制滑动件的最端部处。因此，控制滑动件的结构是这样的，使得它可以滑动到一侧上的对应成形的孔中，而不需要使用任何附加的接收衬套等。只有低压区需要通过封闭螺钉封闭，该封闭螺钉可以同时在一侧上为活塞提供止挡。

根据变型，进一步有利的是，如果在高压区段的最外端处，布置在那里的封闭区域被构造为延伸部，使得形成防止出口阀的封闭体掉落的保护。封闭区域通常只需要成形为使得出口阀能够相应地关闭。出于公差的原因，封闭区域因此不应再与关闭的出口阀相互作用。然而，已经发现，作用在阀体上的封闭体对于本申请是有利的。它们可以是阀体的一部分，或者它们可以代表单独的体，例如，球体。为了在出口阀关闭时它们不会丢失，通过延伸部来防止封闭体掉落。然而，在该位置中，封闭体不再在阀体上施加由控制滑动件引起的任何力。封闭体被出口阀的阀开口中的延伸部准捕获。

本发明还涉及根据权利要求1至13中任一项的用于纵向可调节连杆的控制滑动件。控制滑动件的特征在于低压区段，该低压区段具有用于控制滑动件的液压致动的低压活塞，其中两个控制轮廓一起布置在控制滑动件的高压区段中，该高压区段布置在低压区段的一侧上，并且通过布置在它们之间的密封区段与低压区段分开，其中，每个控制轮廓包括具有控制凸轮的封闭区域和邻接控制凸轮的打开区域，其中封闭区域具有比打开区域更小的横截面，并且由于材料的选择和/或与打开区域相比轮廓变窄，控制滑动件的设置在两个封闭区域之间的区段的质量对应于该区段的包络体积乘以钢的密度（7.85 g/mm³）的至多9.5倍。

本发明还涉及一种活塞式发动机，其具有至少一个发动机缸、在发动机缸中移动的往复式活塞、以及在发动机缸中的至少一个可调压缩比、以及连接到所述往复式活塞的根据权利要求1至13中任一项所述的纵向可调连杆。

附图说明

下面将参照附图更详细地说明本发明，其中：

图1示出了纵向可调连杆的示意性功能表示，

图2示出了纵向可调连杆的实施例的主视图，

图3示出了沿着线III-III截取的来自图2的纵向可调连杆的放大细节，以及

图4示出来自图3的控制滑动件的放大图示。

具体实施方式

图1示意性地且通过实例示出了纵向可调连杆（VCR连杆）。连杆1包括可移动布置的第一杆构件2，在其上端处布置有连杆小端3。第二杆构件4包括下轴承壳5，该下轴承壳5与第二杆构件4的下部区域一起围绕连杆大端6。下轴承壳5和第二连杆构件4的上部区域通过紧固装置以典型的方式彼此连接（见图2）。第一杆构件2的下端设置有可调活塞8，该活塞8在活塞孔9中被引导可移动。上端处的第二连杆构件4包括盖10，第一连杆构件2穿过盖10并被密封。因此，盖10完全密封住缸孔9。具有圆形横截面的第一压力腔室11形成在可调活塞8的下方，并且圆的环形第二压力腔室12形成在可调活塞8的上方。除了可调活塞8和与其一起形成的压力腔室11、12的圆形形状之外，其它横截面形状（例如椭圆形或多边形）也是可能的。可调活塞8和缸孔9是用于改变连杆长度的调节机构的一部分。调节机构的一部分也是液压控制装置13，该液压控制装置13将在稍后更详细地描述，并且该液压控制装置13分别实现将液压介质或流体分别到压力腔室11和12中的供应或者分别从压力腔室11和12中的排出，并因此用于可调活塞8的运动或者锁定可调活塞8。所示实施例中的液压控制装置13用发动机油操作。为此，供油导管14与连杆大端6连通，发动机油通过该供油导管14可以被供应至液压控制装置13或可能从液压控制装置13流出。供油导管14分支成不同的区段（部分导管）。第一区段15与第一压力腔室11连通，以确保流入到第一压力腔室中。附加地，第一止回阀16设置在第一区段15中，第一止回阀16旨在防止油从第一压力腔室11立即流出，但是允许油在任何时候流入。第二区段17与第二压力腔室12连通，以允许油流入到第二压力腔室11中。第二止回阀18设置在第二区段17中，第二止回阀18用于防止油从第二压力腔室12立即流出，但是允许油在任何时候流入。

此外，提供了具有两个切换位置的控制阀19。控制阀19与供油导管14的第三区段20直接连通。控制阀19在其两个切换位置中的一个中用作液压流体从第二压力腔室12流出的流出阀，或者在其第二切换位置中用作液压流体从第一压力腔室11流出的流出阀。相应的另一个压力腔室11和12在相应的相关联的切换位置中被液压地阻塞，其结果是第一杆构件2呈现缩回抑或伸出位置。第一杆构件2的运动基本上发生在连杆1的纵向轴线L的方向上。控制阀19通过与连杆1的油供应连通的控制管线21和将控制阀19压至图1所示的第一切换位置的复位弹簧22来切换。第二切换位置通过产生供油导管14中的液压介质（该液压介质当前是发动机油）的增加的压力水平来实现，使得控制阀13克服复位弹簧22的力被压向第二切换位置。对应的第一和第二回流导管23.1和23.2与第一和第二区段15、17的相关联区段部分中的控制阀19连通，以使得能够从第一压力腔室11和第二压力腔室12相应地排出。

应当注意，液压致动回路13还可以包括附加的元件、导管、阀等，或者可以被不同地构造以提供期望的调节功能。因此，液压致动回路13的液压回路图仅代表操作模式，并且不代表具体构造。在未示出的变型中，例如，可以省略第三区段20，或者第三区段20可以被构造为将液压介质排出到连杆1的周围的排出导管中。

根据本发明的控制阀19的实施例将在下文中参考图2和3更详细地解释。

图2首先示出了具有第一杆构件2和第二杆构件4的纵向可调连杆1。连杆长度（即，基本上，连杆小端3和连杆大端6之间的距离）可通过杆构件2、4沿着连杆的纵向轴线A_P相对于彼此的运动来调节。由于下文将仅讨论与前面示意性示出的连杆1的本质区别，所以另外使用相同的附图标记参考以上描述。剖面线III重现了如图3所示的剖面平面。这主要更详细地示出和描述了控制阀19的结构。控制阀19包括第一出口阀24和第二出口阀25。此外，控制滑动件26是控制阀19的一部分。

两个出口阀24和25具有相同的结构，这就是为什么相关联的元件仅参照第一出口阀24进行描述。出口阀24包括封闭螺钉27，该封闭螺钉27拧入第二杆构件4中对应的螺纹接收开口中。作用在球形阀体29上的阀弹簧（螺旋压缩弹簧）28布置在封闭螺钉27中。球形阀体29与锥形阀座30相互作用，锥形阀座30通向阀开口31中。类似的球形封闭体32布置在阀开口31中。图3中所示的第一出口阀24处于关闭位置中，并且第二出口阀25处于打开位置中。这对应于图1中控制阀19的切换位置。

出口阀24和25由控制滑动件26致动。控制滑动件26可以液压地致动，并与发动机油液压***连通。通过使用油泵增加压力，压力作用在控制滑动件26的活塞33的活塞表面33.1的一侧上。结果，控制活塞26克服控制活塞弹簧34的作用移动到左手侧（图3）。为此，控制滑动件26包括确定第二位置的止挡凸缘35。提供封闭螺钉37以用于封闭与活塞33相关联的压力腔室36。控制滑动件26包括第一切换凸轮38和第二切换凸轮39。切换凸轮38和39各自作用在相关联的封闭体32上，然后结果封闭体32移动阀体29。在图3所示的控制滑动件26的位置中，控制滑动件26和封闭体32之间存在如此大的间隙，使得阀体29牢固地坐落在阀座30上，并且不受封闭体32的削弱。与第二出口阀25相关联的封闭体32包括在图3所示的控制滑动件26的位置中的升高位置。封闭体32因此作用在阀体29上，并因此压缩阀弹簧28，并且由此将阀体29压离阀座30。第二出口阀25因此打开。当第一压力腔室11被阻塞时，油可以流出第二压力腔室12。

如果控制滑动件26现在移动到左手侧，那么第二出口阀25的封闭体32在控制凸轮39上向下滑动到另一个位置并释放阀体29，使得阀弹簧28随后将阀体29压到阀座30上。第一出口阀24的封闭体32随后在控制凸轮38上向上滑动，由此相关联的阀体29在那里也被推离控制滑动件26的轴线。同时，相关联的阀弹簧28压缩并抬升阀体29离开阀座30。结果，控制阀19的第二阀位置随后被呈现。这导致纵向可调连杆1的短位置。

下文将参照图3和4更详细地描述控制滑动件26的构造。控制滑动件26被分成低压区段N_A、高压区段H_A和设置在它们之间的密封区段D_A。高压区段H_A与出口阀24、25的致动相关联，并且低压区段N_A与控制滑动件26的致动相关联。密封区段D_A将两个另外的区段H_A和N_A彼此分开，并将它们彼此密封。低压区段N_A通过孔40被钻成中空，然而，孔40也延伸到密封区段D_A中。在活塞区域33.1的区域中设置有凹陷41，该凹陷41提供用于在图3所示的位置中撞击封闭螺钉37的止挡表面。在该位置中，控制滑动件26通过控制滑动件弹簧34压靠在该止挡上，并且倘若保持图3所示的切换位置，则当连杆1移动时，由于惯性力，控制滑动件26也不会从止挡抬升。没有更详细地示出接收控制滑动件弹簧34的空间包括用于排出液压油的排出开口的事实。环形凹槽42设置在止挡凸缘35和直径更大的低压活塞33之间。环形凹槽42区域的直径小于密封区段D_A区域的直径。总的来说，这导致轻质低压区段N_A，并且由于孔40，还导致轻质密封区段D_A。

密封区段D_A以密封方式引入孔43中。因此，孔43和密封区段D_A的直径对于高压区段H_A的构造也是至关重要的。密封中所涉及的独立于控制滑动件26的切换位置的纵向区段是密封区段D_A的一部分。

高压区段H_A首先包括邻接密封区段D_A的第一封闭区域44。密封区段D_A和第一封闭区域44之间的过渡通过作为第一封闭区域44的一部分的锥体45来实现。控制凸轮39也是第一封闭区域44的一部分，该控制凸轮39同样被构造为锥体。第一封闭区域44的小直径适于出口阀24、25的打开行程。第一打开区域46邻接第一封闭区域44。第一打开区域46的直径D_O与密封区段D_A的直径相同。第一打开区域46的直径D_O和第一封闭区域44的小直径之间的差略大于相关联的出口阀25的可用打开行程H_O。第一支撑区域47邻近于第一打开区域46布置。第一支撑区域47的直径与第一打开区域46的直径相同。第一打开区域46和第一支撑区域47通过V形排出凹槽48彼此分开。如从图3可以明显看出，在出口阀25的打开位置中，排出凹槽48支持液压油的排出。

第二封闭区域49设置在高压区段H_A的另一端处。第二封闭区域49实际上也可以仅由控制凸轮38形成，控制凸轮38同样形成为锥形。如从图3中可以看出，第二封闭区域49的圆柱形区段被构造为延伸部，用于防止出口阀24的封闭体32掉落。第二打开区域50邻接第二封闭区域49。第二打开区域50的直径再次对应于第一打开区域46的直径。第二打开区域50和第二封闭区域49的圆柱形区段之间的直径差再次稍微大于出口阀24的打开行程H_O。邻近于第二打开区域布置的是第二支撑区域41，其直径也对应于第二打开区域50的直径D_O。第二打开区域50和第二支撑区域51通过V形排出凹槽52彼此分开。当出口阀24打开时，后者也支持液压油的排出。变窄凹槽53布置在两个支撑区域47和51之间。凹槽53的基本直径近似对应于封闭区域44和49的小直径。凹槽53到相邻支撑区域47和51的过渡是通过锥体实现的。

两个出口阀24、25的中心到中心距离M_V与控制滑动件26的控制行程H_S成一定比例。在本示例中，控制行程H_S的大小是中心到中心距离M_V的0.2倍（并且因此在从0.1到0.3倍M_V的范围内）。第一打开区域46的中心和第一支撑区域47的中心之间的距离A_B以及第二打开区域50的中心和第二支撑区域41的中心之间的距离A_B与相应打开区域46、50的最大横截面尺寸成一定比例，并且在本例中这意味着直径D_O。在本例中，距离A_B是直径D_O的0.75倍（并且因此在直径D_O的0.6至0.9倍的范围内）。

由控制轮廓提供的打开行程H_O也与控制滑动件26的控制行程H_S成一定比例。在本例中，打开行程H_O是控制行程H_S的0.25倍（并且因此在控制行程H_S的0.1至0.4倍的范围内）。

控制滑动件26承受高压区段H_A中的最高负载，这就是它必须足够坚固的原因。同时，该区域在控制滑动件26的两个切换位置中在相反的方向上控制两个出口阀24和25。由于这些原因，在高压区段H_A区域中寻求质量优化。其焦点在两个封闭区段44和49之间的区段。因此，这是由第一打开区域46、排出凹槽48、第一支撑区域47、环形凹槽53、第二支撑区域51、排出凹槽52和第二打开区域50形成的区段。在本示例中，该区段具有包络轮廓H_K，该包络轮廓H_K具有长度L_K和对应于直径D_O的直径。因此，该包络轮廓H_K的体积是圆柱体，并用作比较体积。包络轮廓H_K的体积乘以钢的质量。对于本发明，钢的质量对应于7.85 g/mm³。由此，为长度L_K的所述区段计算比较质量。由于第一和第二打开区域46和50以及第一和第二支撑区域47和51具有相同的直径D_O，所以体积减小主要通过排出凹槽48和52以及凹槽53来实现。通过在该区段（或高压区段H_A或整个控制滑动件26）的区域中使用密度低于钢的材料，例如钛，可以实现质量的减小。然而，在本例中，控制滑动件26完全由钢材料制成，钢材料因此以合适的方式进行热处理。因此，质量的减小排他地通过所述凹槽48、52和53的构造来实现。在本例中，长度为L_K的区段的质量是该区段的包络体积的相关联质量乘以钢的密度的0.8倍（并且因此低于包络体积的计算质量的0.85倍）。由于这种选择性地执行的重量减轻，控制滑动件26的质量不仅可以显著减小，而且还可以基于当前通过引入凹槽48、52和52所采取的措施针对多种应用进行调节。作用在控制滑动件26上的加速力不可低估，因此，由于控制滑动件26的总质量，相当大的力可以作用在控制滑动件弹簧34上。作用在低压区段N_A中的打开压力也必须选择成使得控制滑动件26的位移得到确保，而不管质量的这种影响如何。在一个实施例中，因此试图将控制滑动件26的质量保持在1 g以下。

附图标记列表

1 连杆

2 第一杆构件

3 连杆小端

4 第二杆构件

5 下轴承壳

6 连杆大端

7 紧固装置

8 可调活塞

9 活塞孔

10 盖

11 第一压力腔室

12 第二压力腔室

13 液压控制装置

14 供油导管

15 第一区段

16 第一止回阀

17 第二区段

18 第二止回阀

19 控制阀

20 第三区段

21 控制管线

22 复位弹簧

23.1 第一回流导管

23.2 第二回流导管

24 第一出口阀

25 第二出口阀

26 控制滑动件

27 封闭螺钉

28 阀弹簧

29 阀体

30 阀座

31 阀开口

32 封闭体

33 低压活塞

33.1 活塞区域

34 控制滑动件弹簧

35 止挡凸缘

36 压力腔室

37 封闭螺钉

38 控制凸轮

39 控制凸轮

40 孔

41 凹陷

42 环形凹槽

43 孔

44 第一封闭区域

45 锥体

46 第一打开区域

47 第一支撑区域

48 V形排出凹槽

49 第二封闭区域

50 第二打开区域

51 第二支撑区域

52 V形排出凹槽

53 凹槽

A_B 打开区域与支撑区域的中心到中心的距离

A_K 曲轴的轴线

A_P 连杆的纵向轴线

A_S 控制滑动件的轴线

A_V1 第一出口阀的封闭轴线

A_V2 第二出口阀的封闭轴线

D_A 密封区段

H_A 高压区段

H_K 包络轮廓

H_O 出口阀的打开行程

H_S 控制滑动件的控制行程

L_K 包络轮廓的长度

M_V 出口阀的中心到中心的距离

N_A 低压区段

Claims (15)

1.一种具有液压控制装置（13）的纵向可调连杆（1），所述液压控制装置用于实现所述连杆（1）的有效长度的改变，其中，所述液压控制装置（13）包括液压控制阀（19），所述液压控制阀包括通过控制滑动件弹簧（34）预加载的可液压致动的控制滑动件（26）和两个出口阀（24、25），所述出口阀可以通过布置成彼此相距一定距离的两个控制轮廓而由所述控制滑动件（26）致动，其中，所述控制滑动件（26）包括低压区段（N_A），所述低压区段具有用于液压地致动所述控制滑动件（N_A）的低压活塞（33），其特征在于，所述两个控制轮廓一起布置在所述控制滑动件（26）的高压区段（H_A）中，所述高压区段布置在所述低压区段（N_A）的一侧上，并通过设置在它们之间的密封区段（D_A）与所述低压区段分开，所述控制轮廓各自包括具有控制凸轮（38、39）的封闭区域（44、49）和邻接所述控制凸轮（38、39）的打开区域（46、50），所述封闭区域（44、49）具有比所述打开区域（46、50）更小的横截面，并且由于材料的选择和/或与所述打开区域（46、50）相比轮廓变窄，所述控制滑动件（26）的设置在所述两个封闭区域（44、49）之间的区段的质量至多对应于该区段的包络体积乘以钢密度（7.85 g/mm³）的0.93倍。

2.根据权利要求1所述的纵向可调连杆（1），其特征在于，由于材料的选择和/或与所述打开区域（46、50）相比变窄的轮廓，所述控制滑动件（26）的设置在所述两个封闭区域（44、49）之间的区段的质量至多对应于该区段的包络体积乘以钢的密度（7.85g/mm³）的0.85倍。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的纵向可调节连杆（1），其特征在于，所述控制滑动件（26）的轴线（A_S）位于基本垂直于曲轴轴线（A_K）的平面内，所述曲轴轴线（A_K）可操作地连接到所述连杆（1），并且相对于所述连杆（1）的纵向轴线（A_P）倾斜。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的连杆（1），其特征在于，所述控制滑动件（26）的设置在所述两个封闭区域（44、49）之间的区段包含两个打开区域（46、50）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的纵向可调节连杆（1），其特征在于，至少一个支撑区域（47、51）设置在所述打开区域（46、50）的背离所述封闭区域（44、49）的侧部上，并且每个支撑区域通过排出凹槽（48、52）与邻近的打开区域（46、50）分开。

6.根据权利要求5所述的纵向可调连杆（1），其特征在于，每个打开区域（46、50）与其自己的支撑区域（47、51）相关联，并且所述两个支撑区域（47、51）通过变窄的凹槽（53）彼此分开。

7.根据权利要求6所述的纵向可调连杆（1），其特征在于，从所述打开区域（46、50）的中心到所述相关联的支撑区域（47、51）的中心的距离（A_B）在所述打开区域（46、50）的最大横截面尺寸的0.6至0.9倍的范围内。

8.根据权利要求6或7所述的纵向可调连杆（1），其特征在于，所述支撑区域（47、51）被布置成使得它们被支撑在所述控制滑动件（26）的任何位置中。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的纵向可调连杆（1），其特征在于，由所述控制轮廓提供的所述打开行程（H_O）与所述控制滑动件（26）的控制行程（H_S）的比率为0.1至0.4，优选为0.2至0.3。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的纵向可调连杆（1），其特征在于，所述控制滑动件（26）的所述控制行程（H_S）与所述两个出口阀（24、25）的中心至中心距离（M_V）的比率为0.1至0.3，优选为0.15至0.25。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的纵向可调节连杆（1），其特征在于，所述控制滑动件（26）从所述低压区段（N_A）的端部部分地被钻成中空，并且所述孔（43）延伸到所述密封区段（D_A）中。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的纵向可调连杆（1），其特征在于，所述低压区段在其外端处包括所述低压活塞（33），在其另一端处包括止挡凸缘（35），并且在所述低压活塞（33）和所述止挡凸缘（35）之间包括变窄的环形凹槽（42）。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的纵向可调连杆（1），其特征在于，在所述高压区段（H_A）的最外端处，布置在那里的所述封闭区域（49）被构造为延伸部，使得产生保护以防止所述出口阀（24）的所述封闭体（32）掉落。

14.一种用于根据权利要求1至13中任一项所述的纵向可调节连杆（1）的控制滑动件（26），其特征在于低压区段（N_A），所述低压区段具有用于液压致动所述控制滑动件（26）的低压活塞（33），其中，两个控制轮廓在所述控制滑动件（26）的高压区段（H_A）中彼此相距一定距离地布置在一起，所述控制滑动件（26）布置在所述低压区段（N_A）的一侧上，并且通过设置在它们之间的密封区段（D_A）与所述高压区段分开，其中，所述控制轮廓各自包括具有控制凸轮（38、39）的封闭区域（44、49）和邻接所述控制凸轮（38、39）的打开区域（46、50），其中，所述封闭区域（44、49）具有比所述打开区域（46、50）更小的横截面，并且其中，由于材料的选择和/或与所述打开区域（46、50）相比轮廓变窄，所述控制滑动件（26）的设置在所述两个封闭区域（44、49）之间的区段的质量至多对应于所述区段的包络体积（H_K）乘以钢密度（7.85 g/mm³）的0.95倍。

15.一种活塞式发动机，其具有至少一个发动机缸、在所述发动机缸中移动的往复式活塞、以及在所述发动机缸中的至少一个可调压缩比、以及连接到所述往复式活塞的根据权利要求1至13中任一项所述的纵向可调连杆（1）。

Images