DE102014018898A1 - Multi-joint crank drive for an internal combustion engine with an eccentric shaft actuator comprising a switchable transmission with at least two different reduction ratios - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mehrgelenkskurbeltrieb (10) für eine Brennkraftmaschine (1), die eine Kurbelwelle (2) und mehrere, in Zylindern hin und her bewegliche Kolben (3) umfasst, mit einer Mehrzahl von drehbar auf der Kurbelwelle (2) gelagerten Koppelgliedern (11), die jeweils durch ein Kolbenpleuel (4) gelenkig mit einem der Kolben (3) und durch ein Anlenkpleuel (20) gelenkig mit einem Exzenter (24) einer Exzenterwelle (8) verbunden sind, die im Betrieb der Brennkraftmaschine (1) durch den Gas- oder Verbrennungsdruck in den Zylindern mit einem Moment beaufschlagt wird, einem Stellantrieb (28) mit einem Untersetzungsgetriebe (30) zum Drehen der Exzenterwelle (8) mit einer ersten oder zweiten Drehrichtung, wobei die erste Drehrichtung zur Richtung des Moments entgegengesetzt ist und die zweite Drehrichtung der Richtung des Moments entspricht. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass am Untersetzungsgetriebe (30) mindestens zwei verschiedene Untersetzungsverhältnisse einstellbar sind.The invention relates to a multi-link crank drive (10) for an internal combustion engine (1) comprising a crankshaft (2) and a plurality of pistons (3) which can be moved back and forth in cylinders, having a plurality of coupling links (2) rotatably mounted on the crankshaft (2). 11), each articulated by a Kolbenpleuel (4) with one of the piston (3) and by a Anlenkpleuel (20) with an eccentric (24) of an eccentric shaft (8) are connected during operation of the internal combustion engine (1) the gas or combustion pressure in the cylinders is subjected to a moment, an actuator (28) with a reduction gear (30) for rotating the eccentric shaft (8) with a first or second rotational direction, wherein the first direction of rotation is opposite to the direction of the moment and the second direction of rotation corresponds to the direction of the moment. According to the invention it is proposed that at least two different reduction ratios are adjustable on the reduction gear (30).

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrgelenkskurbeltrieb für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 und ein Verfahren zum Betreiben eines Mehrgelenkskurbeltriebs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.The invention relates to a multi-link crank drive for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1, an internal combustion engine according to the preamble of claim 8 and a method for operating a multi-link crank drive according to the preamble of claim 9.

Mehrgelenkskurbeltriebe werden bei Brennkraftmaschinen mit variablem Verdichtungsverhältnis (variable compression ratio engines) eingesetzt, bei denen durch die Anpassung des Verdichtungsverhältnisses an die Lastanforderungen beträchtliche Kraftstoffeinsparungen erzielt werden können. Brennkraftmaschinen mit einem Mehrgelenkskurbeltrieb der eingangs genannten Art sind zum Beispiel aus der DE-A-10 2009 000 772 A1 , der WO-A-2013060433 oder der EP-A-1197647 bekannt.Multi-joint crank drives are used in variable compression ratio ("engine") engines where significant fuel savings can be achieved by adjusting the compression ratio to the load requirements. Internal combustion engines with a multi-joint crank mechanism of the type mentioned are, for example, from DE-A-10 2009 000 772 A1 , of the WO-A-2013060433 or the EP-A-1197647 known.

Der aus der WO-A-2013060433 bekannte Mehrgelenkskurbeltrieb für eine 4-Zylinder-Reihenbrennkraftmaschine umfasst beispielsweise eine der Anzahl der Zylinder entsprechende Anzahl von Koppelgliedern, die jeweils drehbar auf einem Hubzapfen der Kurbelwelle gelagert sind und zwei nach entgegengesetzten Seiten über die Kurbelwelle überstehende, an ihrem Ende jeweils mit einem Schwenkgelenk versehene Arme aufweisen. Eines der beiden Schwenkgelenke jedes Koppelgliedes dient zur Anlenkung eines Kolbenpleuels, der einen benachbarten Kolben der Brennkraftmaschine über das Koppelglied mit der Kurbelwelle verbindet. Das andere Schwenkgelenk dient zur Anlenkung eines Anlenkpleuels, dessen entgegengesetztes Ende auf einem Exzenter einer Exzenterwelle drehbar gelagert ist. Die Exzenterwelle weist einen Dreh- oder Stellantrieb auf, mit dem sich die Drehwinkelstellung der Exzenterwelle und damit die Winkelposition der Exzenter verstellen lässt, wodurch sich der Neigungswinkel des jeweils zugehörigen Koppelglieds verändert. Dies wiederum führt zu einer Verlagerung des Schwenkgelenks des Kolbenpleuels und damit zu einer Veränderung des Verdichtungsverhältnisses ε im zugehörigen Zylinder.The from the WO-A-2013060433 known multi-joint crank drive for a 4-cylinder in-line engine includes, for example, a number of cylinders corresponding number of coupling members, each rotatably mounted on a crank pin of the crankshaft and two to opposite sides on the crankshaft protruding, at its end each provided with a pivot arms exhibit. One of the two pivot joints of each coupling member is used for articulation of a Kolbenpleuels, which connects an adjacent piston of the internal combustion engine via the coupling member with the crankshaft. The other pivot serves to articulate a Anlenkpleuels whose opposite end is rotatably mounted on an eccentric eccentric shaft. The eccentric shaft has a rotary or actuator, with which the angular position of the eccentric shaft and thus the angular position of the eccentric can be adjusted, whereby the inclination angle of the respectively associated coupling member changes. This in turn leads to a displacement of the pivot joint of Kolbenpleuels and thus to a change in the compression ratio ε in the associated cylinder.

Somit kann durch Verdrehen der Exzenterwelle das Verdichtungsverhältnis ε in Abhängigkeit vom Betriebspunkt und/oder vom Arbeitstakt der Brennkraftmaschine nach Bedarf verändert werden. Zum Beispiel entsteht aus der Thermodynamik der Brennkraftmaschine eine ε-Sollanforderung, die unter dem Gesichtspunkt einer Minimierung des Kraftstoffverbrauchs das jeweils optimale Verdichtungsverhältnis vorgibt. Wenn sich der Betriebspunkt in einem Last/Drehzahl-Kennfeld der Brennkraftmaschine verändert, lässt sich ein neues optimales Verdichtungsverhältnis ε einstellen, indem die Exzenterwelle innerhalb eines Drehwinkelbereichs von etwa 180 Grad in eine entsprechende Drehwinkelstellung gedreht wird.Thus, by rotating the eccentric shaft, the compression ratio ε as a function of the operating point and / or the power stroke of the internal combustion engine can be changed as needed. For example, from the thermodynamics of the internal combustion engine, an ε-target requirement arises, which dictates the optimum compression ratio from the point of view of minimizing fuel consumption. If the operating point changes in a load / speed characteristic map of the internal combustion engine, a new optimum compression ratio ε can be set by rotating the eccentric shaft within a rotation angle range of approximately 180 degrees to a corresponding rotational angle position.

Da bei Mehrgelenkskurbeltrieben der eingangs genannten Art infolge des Gas- oder Verbrennungsdrucks in den Zylindern der Brennkraftmaschine über die Koppelglieder Kräfte auf die Anlenkpleuel einwirken und die Anlenkpleuel exzentrisch an der Exzenterwelle angreifen, wird die Exzenterwelle ständig mit einem mehr oder weniger großen Moment beaufschlagt.Since in multi-link crank drives of the type mentioned act as a result of the gas or combustion pressure in the cylinders of the engine via the coupling elements forces on the Anlenkpleuel and attack the Anlenkpleuel eccentrically on the eccentric shaft, the eccentric shaft is constantly subjected to a more or less large moment.

Dieses Moment wirkt dem Verdrehen der Exzenterwelle entgegen, wenn die Exzenterwelle zur Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses verstellt und dazu in einer ersten Drehrichtung gedreht wird. Wenn die Exzenterwelle zur Reduzierung des Verdichtungsverhältnisses in einer zur ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung gedreht wird, unterstützt hingegen dieses Moment das Verdrehen der Exzenterwelle. Um die Exzenterwelle in einer gewünschten Drehwinkelstellung festzuhalten, muss vom Stellantrieb ein dem Moment entsprechendes Haltemoment aufgebracht werden.This torque counteracts the rotation of the eccentric shaft when the eccentric shaft is adjusted to increase the compression ratio and rotated in a first direction of rotation. On the other hand, when the eccentric shaft is rotated to reduce the compression ratio in a second rotational direction opposite to the first rotational direction, this torque assists in rotating the eccentric shaft. In order to hold the eccentric shaft in a desired angular position, the actuator must be a holding torque corresponding to the moment applied.

Somit wird zumindest bei der Einstellung eines höheren Verdichtungsverhältnisses durch Verdrehen der Exzenterwelle entgegen dem Gas- oder Verbrennungsdruck sowie zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Verdichtungsverhältnisses durch Halten der Exzenterwelle in einer gewünschten Drehwinkelstellung Energie benötigt, die durch den Stellantrieb bereitgestellt wird.Thus, at least when setting a higher compression ratio by rotating the eccentric shaft against the gas or combustion pressure and maintaining a desired compression ratio by maintaining the eccentric shaft in a desired rotational angular position energy is required, which is provided by the actuator.

Um auch bei hohen Mitteldrücken noch ein Verstellen der Exzenterwelle in Richtung eines höheren Verdichtungsverhältnisses zu ermöglichen, d. h. ein Verdrehen der Exzenterwelle in der ersten Drehrichtung entgegen dem vom Gas- oder Verbrennungsdruck ausgeübten Moment, ohne dass ein Antriebsmotor des Stellantriebs übermäßig groß ausgelegt werden muss, ist es von Vorzug, den Antriebsmotor des Stellantriebs mit einer hohen Drehzahl zu betreiben und ein Getriebe mit einem großen Untersetzungsverhältnis zu verwenden. Auf diese Weise kann das vom Antriebsmotor aufzubringende Verstellmoment und damit die Baugröße des Antriebsmotors klein gehalten werden.In order to enable an adjustment of the eccentric shaft in the direction of a higher compression ratio even at high mean pressures, d. H. a rotation of the eccentric shaft in the first direction of rotation against the pressure exerted by the gas or combustion pressure torque, without a drive motor of the actuator must be designed excessively large, it is preferable to operate the drive motor of the actuator at a high speed and a transmission with a to use a large reduction ratio. In this way, the applied by the drive motor adjusting torque and thus the size of the drive motor can be kept small.

Ein Getriebe mit einem großen Untersetzungsverhältnis hat außerdem den Vorteil, dass vom Antriebsmotor nur ein geringes Haltemoment aufgebracht werden muss, um die Exzenterwelle entgegen dem vom Gas- oder Verbrennungsdruck ausgeübten Moment in der gewünschten Drehwinkelstellung festzuhalten. Damit kann der Energieverbrauch des Antriebsmotors beim Halten der Exzenterwelle verringert werden.A transmission with a large reduction ratio also has the advantage that only a small holding torque must be applied by the drive motor in order to hold the eccentric shaft against the moment exerted by the gas or combustion pressure in the desired angular position. Thus, the power consumption of the drive motor when holding the eccentric shaft can be reduced.

Beispielsweise ist bei dem Mehrgelenkskurbeltrieb aus der WO-A-2013060433 zwischen dem elektrischen Antriebsmotor des Stellantriebs und der Exzenterwelle ein Untersetzungsgetriebe in Form eines Schneckengetriebes oder Planetengetriebes mit einem hohen Untersetzungsverhältnis vorgesehen. For example, in the multi-joint crank mechanism of the WO-A-2013060433 provided between the electric drive motor of the actuator and the eccentric shaft, a reduction gear in the form of a worm gear or planetary gear with a high reduction ratio.

Beim Verstellen der Exzenterwelle in Richtung eines niedrigeren Verdichtungsverhältnisses, d. h. beim Verdrehen der Exzenterwelle in der zweiten Drehrichtung, wird hingegen das Verstellmoment des Stellantriebs durch das vom Gas- oder Verbrennungsdruck ausgeübte Moment unterstützt. In diesem Fall liegt die Drehzahl des Antriebsmotors nahe bei dessen Leerlaufdrehzahl. Ein großes Untersetzungsverhältnis des Getriebes ist dann insofern von Nachteil, als insbesondere bei schnellen Volllastsprüngen die Verstellzeit in unerwünschter Weise verlängert wird, wodurch sich die Klopfgefahr erhöht und ggf. eine Zündwinkelrücknahme erforderlich wird.When adjusting the eccentric shaft in the direction of a lower compression ratio, d. H. when rotating the eccentric shaft in the second direction of rotation, however, the adjusting torque of the actuator is supported by the pressure exerted by the gas or combustion pressure torque. In this case, the speed of the drive motor is close to its idle speed. A large reduction ratio of the transmission is then disadvantageous, as in particular at rapid full load jumps the adjustment is extended in an undesirable manner, which increases the risk of knocking and possibly a Zündwinkelrücknahme is required.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Mehrgelenkskurbeltrieb und ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass einerseits der Antriebsmotor des Stellantriebs klein ausgelegt werden kann, andererseits jedoch zumindest in der zweiten Drehrichtung eine schnelle Verstellung der Exzenterwelle möglich ist.Proceeding from this, the present invention seeks to improve a multi-joint crank mechanism and a method of the type mentioned in that on the one hand the drive motor of the actuator can be made small, on the other hand, however, at least in the second direction of rotation a quick adjustment of the eccentric shaft is possible.

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Mehrgelenkskurbeltrieb dadurch gelöst, dass am Untersetzungsgetriebe mindestens zwei verschiedene Untersetzungsverhältnisse einstellbar sind, vorzugsweise in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Exzenterwelle oder des Stellantriebs.This object is achieved in the multi-link crank mechanism according to the invention characterized in that the reduction gear at least two different reduction ratios are adjustable, preferably in dependence on the direction of rotation of the eccentric shaft or the actuator.

Die erfindungsgemäße Lösung gestattet es, bei der Einstellung eines höheren oder niedrigeren Verdichtungsverhältnisse durch Verdrehen der Exzenterwelle je nach Drehrichtung ein anderes Untersetzungsverhältnis einzustellen bzw. die Exzenterwelle je nach Drehrichtung mit verschieden großen Untersetzungsverhältnissen anzutreiben. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterwelle vom Stellantrieb in der ersten Drehrichtung und in der zweiten Drehrichtung mit unterschiedlichen Untersetzungsverhältnissen angetrieben wird.The solution according to the invention makes it possible, when setting a higher or lower compression ratios by rotating the eccentric shaft depending on the direction of rotation to set a different reduction ratio or to drive the eccentric shaft depending on the direction of rotation with different sized reduction ratios. The inventive method is characterized in that the eccentric shaft is driven by the actuator in the first direction of rotation and in the second direction of rotation with different reduction ratios.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Untersetzungsgetriebe ein schaltbares Untersetzungsgetriebe ist, das von einer Steuereinrichtung so geschaltet wird, dass in der ersten Drehrichtung, d. h. beim Einstellen eines höheren Verdichtungsverhältnisses, ein relativ großes Untersetzungsverhältnis und in der zweiten Drehrichtung, d. h. beim Einstellen eines niedrigeren Verdichtungsverhältnisses, ein relativ kleines Untersetzungsverhältnis eingestellt ist. Dadurch kann einerseits beim Einstellen eines höheren Verdichtungsverhältnisses der Antriebsmotor des Stellantriebs mit einer hohen Drehzahl betrieben werden und daher klein ausgelegt sein, da er nur ein relativ geringes Verstellmoment aufbringen muss, um die Exzenterwelle entgegen dem vom Gas- oder Verbrennungsdruck ausgeübten Moment zu verdrehen. Andererseits ist eine relativ schnelle Verstellung der Exzenterwelle möglich, wenn diese zum Einstellen eines niedrigeren Verdichtungsverhältnisses in Richtung des vom Gas- oder Verbrennungsdruck ausgeübten Moments verdreht wird. Dadurch kann diese Verstellung insbesondere bei Volllastsprüngen dynamischer erfolgen, was der Fahrleistung zu Gute kommt, da weder eine Zündwinkelrücknahme noch Klopfgefahr besteht.A preferred embodiment of the invention provides that the reduction gear is a switchable reduction gear, which is switched by a control device so that in the first direction of rotation, d. H. when setting a higher compression ratio, a relatively large reduction ratio and in the second rotational direction, d. H. When setting a lower compression ratio, a relatively small reduction ratio is set. As a result, on the one hand when setting a higher compression ratio of the drive motor of the actuator can be operated at a high speed and therefore be designed small, since he has to apply only a relatively small adjustment torque to rotate the eccentric shaft against the pressure exerted by the gas or combustion pressure torque. On the other hand, a relatively quick adjustment of the eccentric shaft is possible when it is rotated to set a lower compression ratio in the direction of the applied pressure from the gas or combustion pressure torque. As a result, this adjustment can take place more dynamically, in particular in the case of full-load jumps, which benefits the driving performance since there is neither a retraction of the ignition angle nor a risk of knocking.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das relativ große Untersetzungsverhältnis auch dann eingestellt, wenn die Exzenterwelle mittels des Stellantriebs festgehalten wird, d. h. zwischen zwei Verstellvorgängen. Mit anderen Worten wird das relativ große oder hohe Untersetzungsverhältnis nicht nur beim Verstellen der Exzenterwelle in Richtung eines höheren Verdichtungsverhältnisses eingestellt, sondern darüber hinaus auch nach dem Verstellen der Exzenterwelle in Richtung eines niedrigeren Verdichtungsverhältnisses, d. h. am Ende jedes Verstellvorgangs. Dadurch wird erreicht, dass immer das höhere Untersetzungsverhältnis eingestellt ist, wenn die Exzenterwelle vom Stellantrieb in einer gewünschten Drehwinkelstellung festgehalten wird. Auf diese Weise braucht der Stellantrieb bzw. dessen Antriebsmotor nur ein relativ geringes Moment aufzubringen, um die Exzenterwelle in der gewünschten Drehwinkelstellung festzuhalten. Auch dies trägt dazu bei, dass der Stellantrieb bzw. dessen Antriebsmotor klein ausgelegt und der Energiebedarf des Antriebsmotors verringert werden kann.According to a further advantageous embodiment of the invention, the relatively large reduction ratio is set even when the eccentric shaft is held by means of the actuator, d. H. between two adjustments. In other words, the relatively large or high reduction ratio is adjusted not only when adjusting the eccentric shaft in the direction of a higher compression ratio, but also after adjusting the eccentric shaft in the direction of a lower compression ratio, d. H. at the end of each adjustment process. This ensures that always the higher reduction ratio is set when the eccentric shaft is held by the actuator in a desired angular position. In this way, the actuator or its drive motor only needs to apply a relatively small moment in order to hold the eccentric shaft in the desired angular position. This also contributes to the fact that the actuator or its drive motor designed small and the energy requirements of the drive motor can be reduced.

Prinzipiell können die Untersetzungsverhältnisse beliebig gewählt werden. Vorzugsweise werden die Untersetzungsverhältnisse jedoch so gewählt, dass man mit zwei Übersetzungsverhältnissen auskommt. Zweckmäßig ist dabei das Untersetzungsverhältnis in der ersten Drehrichtung mehr als doppelt so groß wie in der zweiten Drehrichtung, vorzugsweise mehr als viermal so groß.In principle, the reduction ratios can be chosen arbitrarily. Preferably, however, the reduction ratios are chosen so that you can get by with two gear ratios. Suitably, the reduction ratio in the first direction of rotation is more than twice as large as in the second direction of rotation, preferably more than four times as large.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das schaltbare Untersetzungsgetriebe in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Exzenterwelle oder des Antriebsmotors des Stellantriebs angesteuert wird, vorzugsweise von einem Steuergerät der Brennkraftmaschine, das im Falle eines Gleichstrom-Antriebsmotors des Stellantriebs auch dessen Polung steuert.A preferred embodiment of the method according to the invention provides that the switchable reduction gear is controlled in dependence on the direction of rotation of the eccentric shaft or the drive motor of the actuator, preferably by a control unit of the internal combustion engine, which also controls its polarity in the case of a DC drive motor of the actuator.

Um den konstruktiven und baulichen Aufwand für das schaltbare Untersetzungsgetriebe möglichst gering zu halten, kann ein einstufiges Zahnradgetriebe mit zwei Stirnradpaaren verwendet werden, die wahlweise treibend mit dem Antriebsmotor verbindbar sind. Alternativ kann mit Vorteil auch ein schaltbares Planetengetriebe verwendet werden. Jedoch gibt es eine Vielzahl von anderen schaltbaren Untersetzungsgetrieben, die ebenfalls eingesetzt werden können. To keep the design and construction costs for the switchable reduction gear as low as possible, a single-stage gear transmission can be used with two Stirnradpaaren, which are selectively drivingly connected to the drive motor. Alternatively, a switchable planetary gear can be used with advantage. However, there are a variety of other switchable reduction gears that can also be used.

Die Einstellung des gewünschten Untersetzungsverhältnisse am schaltbaren Untersetzungsgetriebe kann in Abhängigkeit von der Bauart des Getriebes ebenfalls auf verschiedene Weise erfolgen, zum Beispiel mit Hilfe einer Schaltmuffe oder einer Kupplung oder durch Blockieren bzw. Freigabe von unterschiedlichen Zahnrädern des Getriebes.The setting of the desired reduction ratios on the shiftable reduction gear can also be done in various ways, depending on the type of transmission, for example by means of a shift sleeve or a clutch or by blocking or release of different gears of the transmission.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Stellantrieb bzw. der Antriebsmotor des Stellantriebs einerseits in Abhängigkeit von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine und andererseits in Abhängigkeit von dem infolge des Gas- oder Verbrennungsdruck in den Zylindern auf die Exzenterwelle einwirkenden Moment angesteuert.According to a further preferred embodiment of the invention, the actuator or the drive motor of the actuator is controlled on the one hand in response to an operating point of the internal combustion engine and on the other hand depending on the acting as a result of the gas or combustion pressure in the cylinders on the eccentric shaft moment.

Dadurch kann zum einen auf eine Veränderung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine schnell mit einer entsprechenden Veränderung des Verdichtungsverhältnisses reagiert werden. Zum anderen kann die bei einer Verstellung der Exzenterwelle in der ersten Drehrichtung und die beim Halten der Exzenterwelle in einer gewünschten Drehwinkelstellung vom Antriebsmotor des Stellantriebs aufgenommene Energie weiter verringert werden, wenn immer genau dasjenige Verstellmoment bzw. Haltemoment bereitgestellt wird, das benötigt wird, um die Exzenterwelle entgegen dem vom Gas- oder Verbrennungsdruck ausgeübten Moment zu verstellen bzw. festzuhalten.As a result, on the one hand, a change in the operating point of the internal combustion engine can be reacted quickly with a corresponding change in the compression ratio. On the other hand, the energy absorbed by the drive motor of the actuator during an adjustment of the eccentric shaft in the first direction of rotation and the holding of the eccentric shaft in a desired angular position can be further reduced, if always exactly that adjustment torque or holding torque is provided, which is needed to Adjust eccentric shaft against the moment exerted by the gas or combustion pressure.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Mehrgelenkskurbeltriebs einer 4-Zylinder-Reihen-Brennkraftmaschine; 1 shows a perspective view of a multi-link crank mechanism according to the invention of a 4-cylinder in-line internal combustion engine;

2 zeigt eine Querschnittsansicht des Mehrgelenkskurbeltriebs; 2 shows a cross-sectional view of the multi-joint crank drive;

3 zeigt eine schematische Ansicht eines Stellantriebs zum Verstellen bzw. Halten einer Exzenterwelle des Mehrgelenkskurbeltriebs; 3 shows a schematic view of an actuator for adjusting or holding an eccentric shaft of the multi-joint crank mechanism;

4 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Kennfeldes einer vollvariablen Verdichtungsverstellung der Brennkraftmaschine. 4 shows a schematic diagram of a map of a fully variable compression adjustment of the internal combustion engine.

Die in den 1 und 2 dargestellte Viertakt-4-Zylinder-Brennkraftmaschine 1 in Reihenanordnung umfasst eine Kurbelwelle 2 und vier Kolben 3, von denen jeder in einem der vier Zylinder (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine 1 auf und ab beweglich und durch ein Kolbenpleuel 4 mit der Kurbelwelle 2 verbunden ist. Die Kurbelwelle 2 ist in Wellenlagern eines Zylinderkurbelgehäuses (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine 1 drehbar gelagert und weist fünf zur Lagerung dienende zentrische Wellenzapfen 5 sowie vier Hubzapfen 6 (2) auf, deren Längsmittelachsen in unterschiedlichen Winkelausrichtungen parallel zur Drehachse 7 der Kurbelwelle 2 versetzt sind.The in the 1 and 2 illustrated four-stroke 4-cylinder internal combustion engine 1 in series comprises a crankshaft 2 and four pistons 3 each of which is in one of the four cylinders (not shown) of the internal combustion engine 1 movable up and down and through a piston connecting rod 4 with the crankshaft 2 connected is. The crankshaft 2 is in shaft bearings of a cylinder crankcase (not shown) of the internal combustion engine 1 rotatably mounted and has five serving for storage centric shaft journal 5 and four crank pins 6 ( 2 ), whose longitudinal central axes in different angular orientations parallel to the axis of rotation 7 the crankshaft 2 are offset.

Die Brennkraftmaschine 1 umfasst weiter eine Exzenterwelle 8, die eine zur Drehachse 7 der Kurbelwelle 2 parallele Längsmittelachse 9 aufweist, neben der Kurbelwelle 2 und beispielsweise etwas unterhalb von dieser im Zylinderkurbelgehäuse drehbar gelagert und über einen Mehrgelenkskurbeltrieb 10 mit der Kurbelwelle 2 gekoppelt ist.The internal combustion engine 1 further includes an eccentric shaft 8th one to the axis of rotation 7 the crankshaft 2 parallel longitudinal central axis 9 has, next to the crankshaft 2 and, for example, mounted slightly below this in the cylinder crankcase and a multi-link crank drive 10 with the crankshaft 2 is coupled.

Neben der Kurbelwelle 2 und der Exzenterwelle 8 umfasst der Mehrgelenkskurbeltrieb 10 insgesamt vier Koppelglieder 11, die jeweils auf einem der Hubzapfen 6 der Kurbelwelle 2 drehbar gelagert sind. Jedes Koppelglied 11 besteht aus einem Oberteil 12 und einem Unterteil 13, die entlang einer Trennebene 14 gegeneinander anliegen und jeweils angrenzend an die Trennebene 14 mit einer halbzylindrischen Ausnehmung zur Aufnahme des Hubzapfens 6 sowie von zwei den Hubzapfen 6 umgebenden Lagerschalen eines zwischen dem Hubzapfen 6 und dem Koppelglied 11 angeordneten Gleitlagers 15 versehen sind. Das Oberteil 12 und das Unterteil 13 jedes Koppelglieds 11 werden von zwei Schrauben 16 zusammengehalten. Jedes Koppelglied 11 weist einen kürzeren Hubarm 17 auf, der über ein Schwenkgelenk 18 schwenkbar mit dem unteren Ende von einem der Kolbenpleuel 4 verbunden ist, dessen oberes Ende über ein weiteres Schwenkgelenk 19 am zugehörigen Kolben 3 angelenkt ist.Next to the crankshaft 2 and the eccentric shaft 8th includes the multi-link crank drive 10 a total of four coupling links 11 , each on one of the crank pins 6 the crankshaft 2 are rotatably mounted. Each coupling link 11 consists of a shell 12 and a lower part 13 running along a dividing plane 14 abut against each other and each adjacent to the dividing plane 14 with a semi-cylindrical recess for receiving the crank pin 6 as well as two of the crank pins 6 surrounding bearing shells one between the crank pin 6 and the coupling member 11 arranged plain bearing 15 are provided. The top 12 and the lower part 13 each coupling link 11 be from two screws 16 held together. Each coupling link 11 has a shorter lift arm 17 on, over a swivel joint 18 pivoted to the lower end of one of the Kolbenpleuel 4 is connected, the upper end of another swivel joint 19 on the associated piston 3 is articulated.

Der Mehrgelenkskurbeltrieb 10 umfasst weiter eine der Anzahl der Kolbenpleuel 4 und der Koppelglieder 11 entsprechende Anzahl von Anlenkpleueln 20, die ungefähr parallel zu den Kolbenpleueln 4 ausgerichtet und in axialer Richtung der Kurbelwelle 2 und der Exzenterwelle 8 jeweils etwa in derselben Ebene wie der zugehörige Kolbenpleuel 4, jedoch auf der entgegengesetzten Seite der Kurbelwelle 2 angeordnet sind. Jeder Anlenkpleuel 20 umfasst eine Pleuelstange 21 und zwei an entgegengesetzten Enden der Pleuelstange 21 angeordnete Pleuelaugen 22, 23 mit unterschiedlichen Innendurchmessern. Das größere Pleuelauge 23 jedes Anlenkpleuels 20 am unteren Ende der Pleuelstange 21 umgibt einen in Bezug zur Drehachse 9 der Exzenterwelle 8 exzentrischen Hubzapfen 24 der Exzenterwelle 8, auf dem der Anlenkpleuel 13 mittels eines Drehlagers 25b drehbar gelagert ist. Das kleinere Pleuelauge 22 am oberen Ende der Pleuelstange 21 jedes Anlenkpleuels 20 bildet einen Teil eines Schwenkgelenks 25a zwischen dem Anlenkpleuel 20 und einem längeren Koppelarm 26 des benachbarten Koppelglieds 11, der auf der zum Hubarm 17 entgegengesetzten Seite der Kurbelwelle 2 über diese übersteht. Die Exzenterwelle 8 weist zwischen den benachbarten exzentrischen Hubzapfen 24 sowie an ihren Stirnenden zur Lagerung der Exzenterwelle 8 in Wellenlagern dienende, zur Drehachse 9 koaxiale Wellenabschnitte 27 auf.The multi-link crank drive 10 further includes one of the number of Kolbenpleuel 4 and the coupling links 11 corresponding number of Anlenkpleueln 20 , which are approximately parallel to the piston rods 4 aligned and in the axial direction of the crankshaft 2 and the eccentric shaft 8th each approximately in the same plane as the associated Kolbenpleuel 4 but on the opposite side of the crankshaft 2 are arranged. Each connecting rod 20 includes a connecting rod 21 and two at opposite ends of the connecting rod 21 arranged connecting rod eyes 22 . 23 with different Inner diameters. The larger connecting rod eye 23 each Anlenkpleuels 20 at the lower end of the connecting rod 21 surrounds one with respect to the axis of rotation 9 the eccentric shaft 8th eccentric crankpin 24 the eccentric shaft 8th on which the Anlenkpleuel 13 by means of a rotary bearing 25b is rotatably mounted. The smaller connecting rod eye 22 at the upper end of the connecting rod 21 each Anlenkpleuels 20 forms part of a swivel joint 25a between the Anlenkpleuel 20 and a longer coupling arm 26 of the adjacent coupling member 11 who is on the lift arm 17 opposite side of the crankshaft 2 survives on these. The eccentric shaft 8th points between the adjacent eccentric crank pins 24 and at their ends for supporting the eccentric shaft 8th serving in shaft bearings, to the axis of rotation 9 coaxial shaft sections 27 on.

Abgesehen von einer variablen Verdichtung kann mit dem zuvor beschriebenen Mehrgelenkskurbeltrieb 10 auch die Neigung der Kolbenpleuel 4 in Bezug zur Zylinderachse der zugehörigen Zylinder während der Drehung der Kurbelwelle 2 verringert werden, was zu einer Verringerung der Kolbenseitenkräfte und damit der Reibkräfte zwischen den Kolben 2 und Zylinderwänden der Zylinder führt. Insgesamt kann mit dem hier beschriebenen Mehrgelenkskurbeltrieb 10 ein Arbeitshub der Kolben 3 in Abhängigkeit von einem momentanen Arbeitstakt der Brennkraftmaschine 1 gewählt werden.Apart from a variable compression can with the previously described multi-joint crank drive 10 also the inclination of Kolbenpleuel 4 with respect to the cylinder axis of the associated cylinders during rotation of the crankshaft 2 can be reduced, resulting in a reduction of the piston side forces and thus the friction forces between the pistons 2 and cylinder walls of the cylinder leads. Overall, with the multi-link crank drive described here 10 a working stroke of the pistons 3 in response to a momentary power stroke of the internal combustion engine 1 to get voted.

Weiter weist die Brennkraftmaschine 1 bzw. der Mehrgelenkskurbeltrieb 10 einen Aktuator oder Stellantrieb 28 (3) auf, mit dem die Exzenterwelle 8 bei Bedarf innerhalb eines bestimmten Drehwinkelbereichs von etwa 180 Grad in eine gewünschte Drehwinkelstellung gedreht werden kann.Next, the internal combustion engine 1 or the multi-joint crank drive 10 an actuator or actuator 28 ( 3 ), with which the eccentric shaft 8th if necessary within a certain range of rotation angle of about 180 degrees can be rotated to a desired angular position.

Wie in 3 schematisch dargestellt, umfasst der Stellantrieb 28 einen Antriebsmotor 29 in Form eines umschaltbaren Gleichstrom-Elektromotors, dessen Drehrichtung durch Umpolung der Stromzufuhr umgekehrt werden kann, sowie ein schaltbares Untersetzungsgetriebe 30, an dem zwei verschiedene Untersetzungsverhältnisse einstellbar sind.As in 3 schematically illustrated, the actuator comprises 28 a drive motor 29 in the form of a switchable DC electric motor whose direction of rotation can be reversed by reversing the polarity of the power supply, as well as a switchable reduction gear 30 , where two different reduction ratios are adjustable.

Das Untersetzungsgetriebe 30 besitzt ein am Antriebsmotor 29 angeflanschtes Getriebegehäuse 31, eine vom Antriebsmotor 29 getriebene Antriebswelle 32 und eine die Exzenterwelle 8 treibende Abtriebswelle 33, die drehbar im Gehäuse 31 gelagert sind, ein erstes und ein zweites Antriebszahnrad 34, 35, die drehbar auf der Antriebswelle 32 gelagert sind, ein erstes und ein zweites Abtriebszahnrad 36, 37, die drehfest auf der Abtriebswelle 33 befestigt sind, eine zwischen den beiden Antriebszahnrädern 34, 35 auf der Antriebswelle 32 angeordnete und drehfest mit der Antriebswelle 32 verbundene Schaltmuffe 38, sowie ein an der Außenseite des Getriebegehäuses 31 angebrachtes Stellorgan 39, das über eine Schaltgabel 40 auf die Schaltmuffe 38 einwirken kann, um diese auf der Antriebswelle 32 zu verschieben und dadurch wahlweise das erste oder das zweite Antriebszahnrad 34 oder 35 drehfest mit der Antriebswelle 32 zu verbinden. Das erste Antriebszahnrad 34 und das erste Abtriebszahnrad 36 bilden ein erstes Zahnradpaar 41. Das zweite Antriebszahnrad 35 und das zweite Abtriebszahnrad 37 bilden ein zweites Zahnradpaar 42. Beide Zahnradpaare 41, 42 stehen im dauernden Zahneingriff.The reduction gear 30 has one on the drive motor 29 flanged gearbox housing 31 , one from the drive motor 29 driven drive shaft 32 and one the eccentric shaft 8th driving output shaft 33 , which rotate in the housing 31 are stored, a first and a second drive gear 34 . 35 , which rotates on the drive shaft 32 are stored, a first and a second output gear 36 . 37 , the rotation on the output shaft 33 are fixed, one between the two drive gears 34 . 35 on the drive shaft 32 arranged and non-rotatable with the drive shaft 32 connected shift sleeve 38 , as well as on the outside of the gearbox 31 attached actuator 39 that has a shift fork 40 on the shift sleeve 38 can act on these on the drive shaft 32 to shift and thereby either the first or the second drive gear 34 or 35 rotatably with the drive shaft 32 connect to. The first drive gear 34 and the first output gear 36 form a first gear pair 41 , The second drive gear 35 and the second output gear 37 form a second gear pair 42 , Both gear pairs 41 . 42 are in constant meshing.

Wie aus 3 ersichtlich ist, ist das Verhältnis der Zähnezahlen des Antriebszahnrades 34 und des Abtriebszahnrades 36 des ersten Zahnradpaars 41 etwa gleich dem Verhältnis der Zähnezahlen des Abtriebszahnrades 37 und des Antriebszahnrades 35 des zweiten Zahnradpaars 42. Dadurch weist das Untersetzungsgetriebe 30 ein erstes hohes Untersetzungsverhältnis von n auf, wenn die Abtriebswelle 33 und damit die Exzenterwelle 8 über das erste Zahnradpaar 41 angetrieben wird. Wenn die Abtriebswelle 33 und die Exzenterwelle 8 hingegen über das zweite Zahnradpaar 42 angetrieben werden, besitzt das Untersetzungsgetriebe 30 ein zweites niedriges Untersetzungsverhältnis von etwa 1/n.How out 3 is apparent, the ratio of the numbers of teeth of the drive gear 34 and the output gear 36 of the first gear pair 41 approximately equal to the ratio of the number of teeth of the output gear 37 and the drive gear 35 of the second gear pair 42 , As a result, the reduction gear 30 a first high reduction ratio of n when the output shaft 33 and thus the eccentric shaft 8th over the first gear pair 41 is driven. When the output shaft 33 and the eccentric shaft 8th however, over the second gear pair 42 driven, owns the reduction gear 30 a second low reduction ratio of about 1 / n.

Der Antriebsmotor 29 des Stellantriebs 28 und das Stellorgan 39 des Untersetzungsgetriebes 30 sind durch Steuerleitungen 44 mit einem Motorsteuergerät 45 der Brennkraftmaschine 1 verbunden und werden von diesem gesteuert.The drive motor 29 of the actuator 28 and the actuator 39 of the reduction gear 30 are through control lines 44 with an engine control unit 45 the internal combustion engine 1 connected and controlled by this.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine 1 wird durch den Gas- oder Verbrennungsdruck in den Zylindern eine nach unten gerichtete Kraft auf die Kolbenpleuel 4 ausgeübt. Dies führt dazu, dass über das Koppelglied 11 eine nach oben gerichtete Kraft in die Anlenkpleuel 20 eingeleitet wird. Da die Anlenkpleuel 20 exzentrisch an der Exzenterwelle 8 angreifen, wird die Exzenterwelle 8 durch den Gas- oder Verbrennungsdruck ständig mit einem mehr oder weniger großen Moment beaufschlagt. Wenn die exzentrischen Hubzapfen 24 auf der von der Kurbelwelle 2 abgewandten Seite der Exzenterwelle 8 über diese überstehen, wie in 1 dargestellt, wird die Exzenterwelle 8 durch den Gas- oder Verbrennungsdruck ständig mit einem mehr oder weniger großen Moment beaufschlagt, das entgegen dem Uhrzeigersinn auf die Exzenterwelle 8 einwirkt.In operation of the internal combustion engine 1 Due to the gas or combustion pressure in the cylinders, a downward force on the Kolbenpleuel 4 exercised. This leads to the fact that over the coupling member 11 an upward force in the Anlenkpleuel 20 is initiated. Since the Anlenkpleuel 20 eccentric on the eccentric shaft 8th attack, the eccentric shaft 8th constantly subjected to a more or less large moment by the gas or combustion pressure. If the eccentric crankpin 24 on the from the crankshaft 2 opposite side of the eccentric shaft 8th survive over these, as in 1 shown, the eccentric shaft 8th constantly acted upon by the gas or combustion pressure with a more or less large moment, the counterclockwise to the eccentric shaft 8th acts.

4 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Kennfeldes einer vollvariablen Verdichtungsverstellung, in dem der effektive Mitteldruck pme in den Zylindern der Brennkraftmaschine 1 über die Drehzahl DRZ der Brennkraftmaschine 1 aufgetragen ist, wobei innerhalb des Kennfeldes verschiedene Verdichtungsverhältnisse ε1, ε2, ε3, ε4, ε5 und ε6 dargestellt sind. Ein Pfeil A zeigt einen ersten Fall einer Veränderung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine 1, bei dem die Drehzahl DRZ bei etwa gleichbleibendem effektivem Mitteldruck pme von etwa 2900 U/min auf etwa 4300 U/min ansteigt. Zur Optimierung des Kraftstoffverbrauchs muss in diesem ersten Fall das Verdichtungsverhältnis ε von ε2 auf ε4 erhöht werden. Ein Pfeil B zeigt einen zweiten Fall einer Veränderung des Betriebspunkts der Brennkraftmaschine, bei dem sich bei geringfügig ansteigender Drehzahl DRZ der effektive Mitteldruck pme nahezu verdreifacht. In diesem zweiten Fall muss zur Optimierung des Kraftstoffverbrauchs das Verdichtungsverhältnis ε von ε5 auf ε1 reduziert werden. 4 shows a schematic diagram of a map of a fully variable compression adjustment, in which the effective mean pressure pme in the cylinders of the internal combustion engine 1 about the speed DRZ of the internal combustion engine 1 is plotted, wherein within the map different compression ratios ε 1 , ε 2 , ε 3 , ε 4 , ε 5 and ε 6 are shown. An arrow A shows a first case of a change in the operating point of the internal combustion engine 1 , in which the speed DRZ increases at about constant effective mean pressure pme of about 2900 U / min to about 4300 U / min. To optimize fuel consumption, the compression ratio ε must be increased from ε 2 to ε 4 in this first case. An arrow B shows a second case of a change in the operating point of the internal combustion engine, in which at a slightly increasing speed DRZ the effective mean pressure pme almost triples. In this second case, the compression ratio ε must be reduced from ε 5 to ε 1 in order to optimize the fuel consumption.

Im ersten Fall muss zur Einstellung des höheren Verdichtungsverhaltnisses ε die Exzenterwelle 8 ein Stück weit im Uhrzeigersinn gedreht werden, so dass der Drehung das durch den Gas- oder Verbrennungsdruck hervorgerufene Moment entgegenwirkt. Im zweiten Fall muss zur Einstellung des niedrigeren Verdichtungsverhältnisses ε die Exzenterwelle 8 ein Stück weit entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden, wobei die Drehung durch das vom Gas- oder Verbrennungsdruck hervorgerufene Moment unterstützt wird.In the first case, the eccentric shaft must be set to set the higher compression ratio ε 8th be rotated a little clockwise so that the rotation counteracts the caused by the gas or combustion pressure moment. In the second case, the eccentric shaft must be set to set the lower compression ratio ε 8th be rotated a little counterclockwise, wherein the rotation is supported by the gas or combustion pressure caused moment.

Damit der Antriebsmotor 29 klein ausgelegt und mit hoher Drehzahl betrieben werden kann, wird im ersten Fall vor dem Verstellen der Exzenterwelle 8 das Stellorgan 39 vom Motorsteuergerät 45 angesteuert, um am Untersetzungsgetriebe 30 das höhere Untersetzungsverhältnis einzustellen. Obwohl in diesem Fall das durch den Gas- oder Verbrennungsdruck hervorgerufene Moment der Verstellung entgegenwirkt, weil die Momente entgegengesetzte Richtungen aufweisen, braucht dadurch der Antriebsmotor 29 nur ein niedriges Verstellmoment aufzubringen. Das höhere Untersetzungsverhältnis bleibt auch nach dem Verstellen der Exzenterwelle 8 eingestellt, um den Energiebedarf zum Festhalten der Exzenterwelle 8 in der neu eingestellten Drehwinkelstellung zu verringern.So that the drive motor 29 designed small and can be operated at high speed, in the first case before adjusting the eccentric shaft 8th the actuator 39 from the engine control unit 45 driven to the reduction gear 30 to set the higher reduction ratio. Although in this case the moment caused by the gas or combustion pressure counteracts the adjustment because the moments have opposite directions, the drive motor thereby needs 29 only apply a low adjusting torque. The higher reduction ratio remains even after the adjustment of the eccentric shaft 8th adjusted to the energy needs for holding the eccentric shaft 8th to reduce in the newly set angular position.

Im zweiten Fall unterstützt hingegen das durch den Gas- oder Verbrennungsdruck hervorgerufene Moment das Verstellmoment des Antriebsmotors 29; da beide dieselbe Richtung aufweisen. In diesem Fall wird vor dem Verstellen der Exzenterwelle 8 das Stellorgan 39 vom Motorsteuergerät 45 angesteuert, um am Untersetzungsgetriebe 30 das niedrigere Untersetzungsverhältnis einzustellen, das eine schnellere Verstellung gestattet. Nach dem Verstellen der Exzenterwelle 8 wird in diesem Fall jedoch das Stellorgan 39 vom Motorsteuergerät 45 erneut angesteuert, um am Untersetzungsgetriebe 30 wieder das höhere Untersetzungsverhältnis einzustellen, bei dem der Energiebedarf zum Festhalten der Exzenterwelle 8 geringer ist.In the second case, on the other hand, the moment caused by the gas or combustion pressure supports the adjusting torque of the drive motor 29 ; since both have the same direction. In this case, before adjusting the eccentric shaft 8th the actuator 39 from the engine control unit 45 driven to the reduction gear 30 to set the lower reduction ratio, which allows faster adjustment. After adjusting the eccentric shaft 8th In this case, however, the actuator 39 from the engine control unit 45 redirected to the reduction gear 30 again set the higher reduction ratio, in which the energy required to hold the eccentric shaft 8th is lower.

In beiden Fällen erfolgt das Verstellen der Exzenterwelle 8 mit Hilfe des Stellantriebs 28. Dabei wird dem Antriebsmotor 29 unter der Steuerung des Motorsteuergerät 45 Strom zugeführt, wobei durch eine entsprechende Polung der Stromzufuhr die Drehrichtung des Antriebsmotors 29 entsprechend der gewünschten Verstell- oder Drehrichtung der Exzenterwelle 8 gesteuert wird.In both cases, the adjustment of the eccentric shaft takes place 8th with the help of the actuator 28 , This is the drive motor 29 under the control of the engine control unit 45 Power supplied, wherein by a corresponding polarity of the power supply, the direction of rotation of the drive motor 29 according to the desired adjustment or direction of rotation of the eccentric shaft 8th is controlled.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (12)

Mehrgelenkskurbeltrieb (10) für eine Brennkraftmaschine (1), die eine Kurbelwelle (2) und mehrere, in Zylindern hin und her bewegliche Kolben (3) umfasst, mit einer Mehrzahl von drehbar auf der Kurbelwelle (2) gelagerten Koppelgliedern (11), die jeweils durch ein Kolbenpleuel (4) gelenkig mit einem der Kolben (3) und durch ein Anlenkpleuel (20) gelenkig mit einem Exzenter (24) einer Exzenterwelle (8) verbunden sind, die im Betrieb der Brennkraftmaschine (1) durch den Gas- oder Verbrennungsdruck in den Zylindern mit einem Moment beaufschlagt wird, einem Stellantrieb (28) mit einem Untersetzungsgetriebe (30) zum Drehen der Exzenterwelle (8) mit einer ersten oder zweiten Drehrichtung, wobei die erste Drehrichtung zur Richtung des Moments entgegengesetzt ist und die zweite Drehrichtung der Richtung des Moments entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass am Untersetzungsgetriebe (30) mindestens zwei verschiedene Untersetzungsverhältnisse einstellbar sind.Multi-link crank drive ( 10 ) for an internal combustion engine ( 1 ), which is a crankshaft ( 2 ) and a plurality of pistons reciprocating in cylinders ( 3 ), with a plurality of rotatable on the crankshaft ( 2 ) mounted coupling links ( 11 ), each by a Kolbenpleuel ( 4 ) hingedly with one of the pistons ( 3 ) and by a Anlenkpleuel ( 20 ) articulated with an eccentric ( 24 ) of an eccentric shaft ( 8th ) are connected in the operation of the internal combustion engine ( 1 ) is acted upon by the gas or combustion pressure in the cylinders with a moment, an actuator ( 28 ) with a reduction gear ( 30 ) for rotating the eccentric shaft ( 8th ) with a first or second direction of rotation, wherein the first direction of rotation is opposite to the direction of the moment and the second direction of rotation corresponds to the direction of the moment, characterized in that the reduction gear ( 30 ) At least two different reduction ratios are adjustable. Mehrgelenkskurbeltrieb (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (39, 45) zum Ansteuern des schaltbaren Untersetzungsgetriebes (30) in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Exzenterwelle (8) oder des Stellantriebs (28).Multi-link crank drive ( 10 ) according to claim 1, characterized by a control device ( 39 . 45 ) for driving the shiftable reduction gear ( 30 ) as a function of the direction of rotation of the eccentric shaft ( 8th ) or the actuator ( 28 ). Mehrgelenkskurbeltrieb (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (39, 45) das schaltbare Untersetzungsgetriebe (30) so ansteuert, dass das Untersetzungsverhältnis in der ersten Drehrichtung größer als in der zweiten Drehrichtung ist.Multi-link crank drive ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the control device ( 39 . 45 ) the switchable reduction gear ( 30 ) so that the reduction ratio in the first direction of rotation is greater than in the second direction of rotation. Mehrgelenkskurbeltrieb (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsverhältnis in der ersten Drehrichtung mehr als doppelt so groß wie in der zweiten Drehrichtung ist.Multi-link crank drive ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the reduction ratio in the first direction of rotation is more than twice as large as in the second direction of rotation. Mehrgelenkskurbeltrieb (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (30) ein Zahnradgetriebe mit mindestens zwei Stirnradpaaren (34, 35; 36, 37) ist.Multi-link crank drive ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the reduction gear ( 30 ) a gear transmission with at least two Stirnradpaaren ( 34 . 35 ; 36 . 37 ). Mehrgelenkskurbeltrieb (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe ein schaltbares Planetengetriebe ist.Multi-link crank drive ( 10 ) according to any one of the preceding claims; characterized in that the reduction gear is a switchable planetary gear. Mehrgelenkskurbeltrieb (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (28) ein geregelter Stellantrieb ist.Multi-link crank drive ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator ( 28 ) is a controlled actuator. Brennkraftmaschine (1), gekennzeichnet durch einen Mehrgelenkskurbeltrieb (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche.Internal combustion engine ( 1 ), characterized by a multi-joint crank drive ( 10 ) according to one of the preceding claims. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (1) mit einer Mehrzahl von drehbar auf einer Kurbelwelle (2) der Brennkraftmaschine gelagerten Koppelgliedern (11) eines Mehrgelenkskurbeltriebs (10), die jeweils durch ein Kolbenpleuel (4) gelenkig mit einem der Kolben (3) der Brennkraftmaschine (1) und durch ein Anlenkpleuel (20) gelenkig mit einem Exzenter (24) einer Exzenterwelle (8) verbunden sind, die im Betrieb der Brennkraftmaschine (1) durch den Gas- oder Verbrennungsdruck in den Zylindern mit einem Moment beaufschlagt wird, wobei die Exzenterwelle (8) mittels eines Stellantriebs (28) mit einer ersten oder zweiten Drehrichtung in eine gewünschte Drehwinkelstellung gedreht wird, wobei die erste Drehrichtung der Richtung des Moments entspricht und die zweite Drehrichtung zur Richtung des Moments entgegengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterwelle (8) vom Stellantrieb (28) je nach Drehrichtung mit unterschiedlichen Untersetzungsverhältnissen angetrieben wird.Method for operating an internal combustion engine ( 1 ) with a plurality of rotatable on a crankshaft ( 2 ) of the internal combustion engine mounted coupling links ( 11 ) of a multi-link crank drive ( 10 ), each by a Kolbenpleuel ( 4 ) hingedly with one of the pistons ( 3 ) of the internal combustion engine ( 1 ) and by a Anlenkpleuel ( 20 ) articulated with an eccentric ( 24 ) of an eccentric shaft ( 8th ) are connected in the operation of the internal combustion engine ( 1 ) is acted upon by the gas or combustion pressure in the cylinders with a moment, wherein the eccentric shaft ( 8th ) by means of an actuator ( 28 ) is rotated with a first or second rotational direction in a desired rotational angular position, wherein the first direction of rotation corresponds to the direction of the moment and the second direction of rotation is opposite to the direction of the moment, characterized in that the eccentric shaft ( 8th ) from the actuator ( 28 ) is driven with different reduction ratios depending on the direction of rotation. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterwelle (8) in der ersten Drehrichtung vom Stellantrieb (28) mit einem größeren Untersetzungsverhältnis als in der zweiten Drehrichtung angetrieben wird.Method according to claim 9, characterized in that the eccentric shaft ( 8th ) in the first direction of rotation of the actuator ( 28 ) is driven with a larger reduction ratio than in the second direction of rotation. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das größere Untersetzungsverhältnis eingestellt wird, wenn die Exzenterwelle (8) mittels des Stellantriebs (28) in der gewünschten Drehwinkelstellung festgehalten wird.A method according to claim 10, characterized in that the larger reduction ratio is set when the eccentric shaft ( 8th ) by means of the actuator ( 28 ) is held in the desired angular position. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (28) in Abhängigkeit von einem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (1) und in Abhängigkeit von dem Moment angesteuert wird.Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the actuator ( 28 ) in dependence on an operating point of the internal combustion engine ( 1 ) and is controlled in dependence on the moment.
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