DE102019121107A1 - Connecting rod for an internal combustion engine with variable compression - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Pleuel (1) für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtungmit einem Pleuelkörper (2) und einem Pleueldeckel (3),wobei Pleuelkörper (2) und Pleueldeckel (3) ein Hublagerauge (4) zur Anbindung des Pleuels (1) an eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine bilden,sowie mit einem Umschaltventil (12) und einer Verstelleinrichtung (5) zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge,wobei die Verstelleinrichtung (5) wenigstens eine Hydraulikkammer mit einem Zulauf zum Zuführen von Hydraulikflüssigkeit in die Hydraulikkammer und einem Ablauf zum Abführen von Hydraulikflüssigkeit aus der Hydraulikkammer aufweist,wobei die Hydraulikkammer direkt oder über das Umschaltventil (12) mit einer Versorgungsleitung (15) verbindbar ist,wobei die Versorgungsleitung (15) von einer Nut (16) des Hublagerauges (4) abzweigt und zwischen einer im Hublagerauge (4) angeordneten Lagerschale unddem Hublagerauge (4) wenigstens ein Siebelement (17) angeordnet ist.Erfindungsgemäß weist das Siebelement (17) eine Siebfläche (18) mit Sieblöchern (20) und einen Rahmen (19) auf, welcher einen Ringkanal (22) zwischen der Lagerschale und der Nut (16) des Pleuels (1) bildet.The invention relates to a connecting rod (1) for an internal combustion engine with variable compression with a connecting rod body (2) and a connecting rod cover (3), the connecting rod body (2) and connecting rod cover (3) having a pin bearing eye (4) for connecting the connecting rod (1) to a Form the crankshaft of the internal combustion engine, as well as with a switching valve (12) and an adjusting device (5) for adjusting an effective connecting rod length, the adjusting device (5) having at least one hydraulic chamber with an inlet for feeding hydraulic fluid into the hydraulic chamber and an outlet for discharging hydraulic fluid from the hydraulic chamber, the hydraulic chamber being connectable to a supply line (15) directly or via the switching valve (12), the supply line (15) branching off from a groove (16) in the pin bearing eye (4) and between one in the pin bearing eye (4 ) arranged bearing shell and the pin bearing eye (4) at least one sieve element (17) is arranged. According to the invention, white st the sieve element (17) has a sieve surface (18) with sieve holes (20) and a frame (19) which forms an annular channel (22) between the bearing shell and the groove (16) of the connecting rod (1).
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft einen Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung mit einer Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge.The invention relates to a connecting rod for an internal combustion engine with variable compression with an adjusting device for adjusting an effective connecting rod length.
Stand der TechnikState of the art
Bei Brennkraftmaschinen wirkt sich ein hohes Verdichtungsverhältnis positiv auf den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine aus. Unter Verdichtungsverhältnis wird im Allgemeinen das Verhältnis des gesamten Zylinderraumes vor der Verdichtung zum verbliebenen Zylinderraum nach der Verdichtung verstanden. Bei Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung, insbesondere Ottomotoren, die ein festes Verdichtungsverhältnis aufweisen, darf das Verdichtungsverhältnis jedoch nur so hoch gewählt werden, dass bei Volllastbetrieb ein sogenanntes „Klopfen“ der Brennkraftmaschine vermieden wird. Jedoch könnte für den weitaus häufiger auftretenden Teillastbereich der Brennkraftmaschine, also bei geringer Zylinderfüllung, das Verdichtungsverhältnis mit höheren Werten gewählt werden, ohne dass ein „Klopfen“ auftreten würde. Der wichtige Teillastbereich einer Brennkraftmaschine kann verbessert werden, wenn das Verdichtungsverhältnis variabel einstellbar ist. Zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses sind beispielsweise Systeme mit variabler Pleuelstangenlänge bekannt.In internal combustion engines, a high compression ratio has a positive effect on the efficiency of the internal combustion engine. The compression ratio is generally understood to mean the ratio of the entire cylinder space before compression to the remaining cylinder space after compression. In internal combustion engines with external ignition, in particular Otto engines that have a fixed compression ratio, the compression ratio may only be selected so high that so-called “knocking” of the internal combustion engine is avoided when operating at full load. However, for the part-load range of the internal combustion engine that occurs much more frequently, that is to say with a low cylinder charge, the compression ratio could be selected with higher values without "knocking" occurring. The important partial load range of an internal combustion engine can be improved if the compression ratio can be set variably. Systems with a variable connecting rod length are known, for example, for adjusting the compression ratio.
Die in der Brennkraftmaschine befindliche Hydraulikflüssigkeit ist trotz bekannter Filtermaßnahmen immer wieder mit Schmutzpartikeln verunreinigt. Diese können die Funktionen der hydraulischen Komponenten des Pleuels beeinträchtigen.The hydraulic fluid in the internal combustion engine is repeatedly contaminated with dirt particles despite known filter measures. These can impair the functions of the hydraulic components of the connecting rod.
Die
Gemäß der gattungsbildenden
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Pleuel mit einem Umschaltventil zu schaffen, welches ein robustes Betriebsverhalten gegenüber Schmutzeintrag aufweist. Eine weitere Aufgabe ist es, ein geeignetes Montageverfahren anzugeben.One object of the invention is to create a connecting rod with a changeover valve which has a robust operating behavior with respect to the ingress of dirt. Another object is to provide a suitable assembly method.
Die vorgenannten Aufgaben werden mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.The aforementioned objects are achieved with the features of the independent claims.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Favorable configurations and advantages of the invention emerge from the further claims, the description and the drawing.
Ein erfindungsgemäßer Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung weist einen Pleuelkörper und einen Pleueldeckel auf, wobei Pleuelkörper und Pleueldeckel ein Hublagerauge zur Anbindung des Pleuels an eine Kurbelwelle der Brennkraftmaschine bilden. Weiter weist der Pleuel ein Umschaltventil und eine Verstelleinrichtung zur Verstellung einer effektiven Pleuelstangenlänge auf, wobei die Verstelleinrichtung wenigstens eine Hydraulikkammer mit einem Zulauf zum Zuführen von Hydraulikflüssigkeit in die Hydraulikkammer und einem Ablauf zum Abführen von Hydraulikflüssigkeit aus der Hydraulikkammer aufweist.
Die Hydraulikkammer ist direkt oder über das Umschaltventil mit einer Versorgungsleitung verbindbar, wobei die Versorgungsleitung von einer Nut des Hublagerauges abzweigt und zwischen einer im Hublagerauge angeordneten Lagerschale und dem Hublagerauge wenigstens ein Siebelement angeordnet ist. Erfindungsgemäß weist das Siebelement eine Siebfläche mit Sieblöchern und einen Rahmen auf, welcher einen Ringkanal zwischen der Lagerschale und der Nut des Pleuels bildet.A connecting rod according to the invention for an internal combustion engine with variable compression has a connecting rod body and a connecting rod cover, the connecting rod body and connecting rod cover forming a pin bearing eye for connecting the connecting rod to a crankshaft of the internal combustion engine. Furthermore, the connecting rod has a switching valve and an adjusting device for adjusting an effective connecting rod length, the adjusting device having at least one hydraulic chamber with an inlet for supplying hydraulic fluid into the hydraulic chamber and an outlet for discharging hydraulic fluid from the hydraulic chamber.
The hydraulic chamber can be connected to a supply line directly or via the switching valve, the supply line branching off from a groove in the pin bearing eye and at least one screen element being arranged between a bearing shell arranged in the pin bearing eye and the pin bearing eye. According to the invention, the sieve element has a sieve surface with sieve holes and a frame which forms an annular channel between the bearing shell and the groove of the connecting rod.
Das Siebelement verhindert bzw. minimiert den Schmutzeintrag in den Pleuel, so dass eine hydraulische Funktion der sensiblen Pleuel-Geometrien sichergestellt werden kann. Insbesondere der Rahmen bildet bzw. ermöglicht dabei die Ausbildung eines Ringkanals zwischen der in dem Hublagerauge montierten Lagerschale und der Nut des Pleuels, genauer gesagt zwischen der Lagerschale und der Siebfläche. Dieser hydraulische Ringkanal erlaubt neben der Filterfunktion eine verbesserte Ölversorgung bzw. einen verbesserten Durchfluss, da sich die Hydraulikflüssigkeit über die gesamte Siebfläche verteilen kann und ein vollständiges Zusetzen des Siebelements kann damit nahezu ausgeschlossen werden kann.The sieve element prevents or minimizes the entry of dirt into the connecting rod, so that the hydraulic function of the sensitive connecting rod geometries can be ensured. In particular, the frame forms or enables the formation of an annular channel between the bearing shell mounted in the pin bearing eye and the groove of the connecting rod, more precisely between the bearing shell and the screen surface. In addition to the filter function, this hydraulic ring channel allows an improved oil supply or an improved flow, since the hydraulic fluid can be distributed over the entire screen surface and a complete clogging of the screen element can thus be almost excluded.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Rahmen die Siebfläche vollständig umfassend ausgebildet und die Nut weist einen Absatz zur Anlage des Rahmens auf. Der Ringkanal kann durch den Rahmen abgedichtet werden, da ein Bypass von Hydraulikflüssigkeit um das Siebelement herum ausgeschlossen werden kann. Ferner wirkt der Rahmen stützend, so dass über die Lagerschale aufgebrachte Betriebskräfte des Pleuels aufgenommen werden können.According to an advantageous development of the invention, the frame is designed to completely encompass the screen surface and the groove has a shoulder for the frame to rest on. The ring channel can be sealed by the frame, since a bypass of hydraulic fluid around the sieve element can be excluded. Furthermore, the frame has a supporting effect, so that operating forces of the connecting rod applied via the bearing shell can be absorbed.
Vorzugsweise ist das Siebelement einteilig aus einem flachen Bandmaterial vorgesehen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Rahmen und die Sieblöcher hierzu durch ein Ätzverfahren hergestellt vorgesehen. Dies erlaubt eine einfache und kostengünstige Herstellung des Siebelements.The sieve element is preferably provided in one piece from a flat strip material. According to a preferred embodiment of the invention, the frame and the screen holes are provided for this purpose produced by an etching process. This allows a simple and inexpensive production of the sieve element.
Eine weitere kostengünstige, alternative Ausführung der Erfindung sieht vor, die Siebfläche aus einem Gewebesieb auszubilden, wobei der Rahmen durch eine metallische Einfassung des Gewebesiebs gebildet wird.Another inexpensive, alternative embodiment of the invention provides for the screen surface to be formed from a fabric screen, the frame being formed by a metallic border of the fabric screen.
Um ein Herausfallen des Siebelements beim Transport des Pleuels ohne Lagerschale sicher zu verhindern, können gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung Fixiermittel vorgesehen sein, mittels welchen das Siebelement in der Nut des Hublagerauges zum Transport des Pleuels fixierbar ist.In order to reliably prevent the sieve element from falling out when the connecting rod is transported without a bearing shell, according to an advantageous further development, fixing means can be provided, by means of which the sieve element can be fixed in the groove of the crank bearing eye for transporting the connecting rod.
Die Verstelleinrichtung kann vorzugsweise als Exzenter-Verstelleinrichtung ausgebildet sein, wobei die Exzenter-Verstelleinrichtung einen mit einem Exzenterhebel zusammenwirkenden und drehfest verbundenen Exzenter und zwei Zylinder als Hydraulikkammern mit jeweils einem Kolben aufweist, der in dem Zylinder verschiebbar geführt und mit einer Stützstange verbunden ist, welche am anderen Ende mit dem Exzenterhebel verbunden ist.The adjusting device can preferably be designed as an eccentric adjusting device, the eccentric adjusting device having an eccentric that interacts with an eccentric lever and is non-rotatably connected, and two cylinders as hydraulic chambers, each with a piston, which is displaceably guided in the cylinder and connected to a support rod which at the other end is connected to the eccentric lever.
Die Erfindung betrifft ferner ein Montageverfahren für einen Pleuel für eine Brennkraftmaschine mit variabler Verdichtung.The invention also relates to an assembly method for a connecting rod for an internal combustion engine with variable compression.
FigurenlisteFigure list
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Further advantages emerge from the following description of the drawings. Exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawings. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into useful further combinations.
Es zeigen beispielhaft:
-
1 einen bekannten Pleuel mit einem Umschaltventil teilweise geschnitten; -
2 einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Pleuels; -
3 einen Ausschnitt des Pleuels gemäß4 im Schnitt; -
4 eine perspektivische Darstellung des Schnittes gemäß3 ; -
5 ein Siebelement des Pleuels gemäß2 bis4 ; -
6 das Siebelement gemäß5 in Draufsicht; -
7 das Siebelement gemäß5 und6 im Längsschnitt B-B; -
8 einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Pleuels; -
9 einen Ausschnitt eines Siebelements des Pleuels gemäß8 ; -
10 einen Ausschnitt des Pleuels gemäß8 im Schnitt; -
11 ein Siebelement eines dritten Ausführungsbeispiels in perspektivischer Darstellung; -
12 einen Ausschnitt des Siebelements gemäß11 ; -
13 einen weiteren Ausschnitt des Siebelements gemäß11 und12 und -
14 einen Ausschnitt des dritten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Pleuels.
-
1 a known connecting rod with a switching valve partially cut; -
2 a section of a first embodiment of a connecting rod according to the invention; -
3 a section of the connecting rod according to4th on average; -
4th a perspective view of the section according to3 ; -
5 a sieve element of the connecting rod according to2 to4th ; -
6th the sieve element according to5 in plan view; -
7th the sieve element according to5 and6th in longitudinal section BB; -
8th a section of a second embodiment of a connecting rod according to the invention; -
9 a section of a sieve element of the connecting rod according to8th ; -
10 a section of the connecting rod according to8th on average; -
11 a sieve element of a third embodiment in a perspective view; -
12 a section of the sieve element according to11 ; -
13 according to another section of thesieve element 11 and12 and -
14th a section of the third embodiment of a connecting rod according to the invention.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.Identical or similar components are numbered with the same reference symbols in the figures. The figures show only examples and are not to be understood as restrictive.
Das Pleuel
Die Zylinder
Das Umschaltventil
Die Hydraulikkammer sind je nach Ausführung des Pleuels
Die
Um den Schmutzeintrag in den Pleuel
Insbesondere der Rahmen
Das Siebelement
In particular the frame
The sieve element
Wie insbesondere
Ferner wirkt der Rahmen
The frame also works
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann das Siebelement
Falls das Umschaltventil
Zur Transportsicherung kann das Siebelement
Ein alternatives Ausführungsbeispiel gemäß den
Das Siebelement
Den
Das Siebelement
The sieve element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: KELLER SCHNEIDER PATENTANWALTS GMBH, DE |