DE2212137C3 - Pistons for internal combustion engines with a device for changing the compression ratio - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für Brennkraftmaschinen mit einer Einrichtung zur Veränderung des Kompressionsverhältnisses, bestehend aus einem Kolbenträger, einem an dem Kolbenträger axial verschiebbaren Kolbenmantel, einer in ihrem Volumen veränderlichen ölkammer zwischen dem Kolbenträger und dem Kolbenmantel und einer im Kolbenträger vorgesehenen, von der ölkammer abführenden ölaustrittsöffnung.The invention relates to a piston for internal combustion engines with a device for changing the Compression ratio, consisting of a piston carrier, one axially displaceable on the piston carrier Piston skirt, an oil chamber with variable volume between the piston carrier and the Piston skirt and an oil outlet opening which is provided in the piston carrier and discharges from the oil chamber.

Bei bekannten Maschinen dieser Art, die zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten, konstanten maximalen Brennkammerdrucks dienen, wird der Fluß des Öls (z. B. des Öls vom Schmiersystem des Motors) zu und von der in ihrem Volumen veränderlichen ölkammer zwischen dem Kolbenträger und dem Kolberimantel durch die in Abhängigkeit von der Kolbenhin- und -herbewegung und dem Brennkammerdruck erfolgende Bewegung des Kolbenmantels in bezug auf den Kolbenträger zum Verändern des freien Zylinderraums, in dem sich der Kolben hin- und herbewegt, so gesteuert, daß sich das Kompressionsverhältnis der Maschine bis zum Erreichen eines vorbestimmten maximalen Verbrennungsdruckes automatisch reguliert.In known machines of this type, the maintenance of a predetermined, constant To serve maximum combustion chamber pressure, the flow of oil (e.g. oil from the engine's lubrication system) will increase and of the variable volume oil chamber between the piston carrier and the Piston jacket through the depending on the piston back and forth movement and the combustion chamber pressure taking place movement of the piston skirt with respect to the piston carrier to change the free Cylinder space in which the piston reciprocates, controlled so that the compression ratio of the machine until it reaches a predetermined maximum combustion pressure regulated.

Die zwischen dem Koibenträger und dem Kolbenmantel vorgesehene, in ihrem Volumen veränderliche ölkammer umfaßt dabei einen oberen ölkammerteil und einen unteren ölkammerteil (nachfolgend kunt als obere ölkammer und untere ölkammer bezeichnet), und es sind Zufuhr-Einlaßveniile vorgesehen, um das öl > von dem Schmiersystem der Maschine der oberen ölkammer zuzuführen, wenn diese sich erweitert, und der unteren ölkammer zuzuleiten, wenn letztere sich erweitert. Das Einlaßventil umfaßt eine Einrichtung zum Schließen der ölkammern bei deren Zusammendirükken, so daß das öl in den Kammern als Hydrauliksperre wirkt, welche Koibenträger und Kolbenmantel durch eine gesteuerte Austrittsmenge, die aus der unteren ölkammer durch eine feste ölaustrittsöffnung und aus der oberen ölkammer mittels eines Auslaßventils, das μ bei überhöhtem Druck in dieser Kammer zu deren öffnung zum Kurbelgehäuse hin betätigbar ist, ausgelassen wird, daran hindert, sich über das erlaubte Ausmaß hinaus zu erweitern oder zusammenzuziehen.The one provided between the Koibträger and the piston skirt, variable in volume Oil chamber comprises an upper oil chamber part and a lower oil chamber part (hereinafter referred to as upper oil chamber and lower oil chamber), and there are supply inlet valves provided to feed the oil > to be fed from the machine's lubrication system to the upper oil chamber when it expands, and to be fed to the lower oil chamber when the latter expands. The inlet valve includes means for Closing the oil chambers when they are pressed together, so that the oil in the chambers acts as a hydraulic lock acts which Koibträger and piston skirt through a controlled discharge that comes from the lower oil chamber through a fixed oil outlet and out the upper oil chamber by means of an outlet valve, the μ at excessive pressure in this chamber to their Opening towards the crankcase can be actuated, is left out, prevents one from going beyond what is allowed Expand or contract beyond extent.

Für das ordnungsgemäße Arbeiten einer solchen Maschine ist es wesentlich, daß sich das Auslaßventil Dei Wiederherstellung des vorbestimmten Brennkammerdrucks völlig schließt und daß die feste ölaustrittsöffnung offengehalten bleibt. Bisher haben Verunreinigungen des Schmiersystems der Maschine zuweilen den Weg zu dem Auslaßventil gefunden und dieses geöflnet gehalten und sind auch in die feste Drossel-Ölaustrittsöffnung gelangt und haben diese gegen den Durchtritt von Flüssigkeit blockiert.For such a machine to work properly it is essential that the outlet valve Dei Restoration of the predetermined combustion chamber pressure completely closes and that the fixed oil outlet opening remains open. So far, contamination of the machine's lubrication system has occasionally caused Found way to the outlet valve and this kept open and are also in the fixed throttle oil outlet opening and have blocked them against the passage of liquid.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kolben für Brennkraftmaschinen mit einer Einrichtung zur Veränderung des Kompressionsverhältnisses zu schaffen, bei dem vermieden wird, daß Verunreinigungen innerhalb des Schmiersystems der Maschine einen Weg zum Auslaßventil finden und dieses geöffnet halten und/oder in die feste ölaustrittsöffnung gelangen und diese gegen den Durchtritt von Flüssigkeit blockieren können.The object of the invention is to provide a piston for internal combustion engines with a device for changing of the compression ratio that avoids impurities within of the machine's lubrication system find a way to the outlet valve and keep it open and / or get into the solid oil outlet opening and block it against the passage of liquid.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch einen inAccording to the invention, this is achieved by an in

dem Kolbenträger ausgebildeten und mit der ölkammer und der ölaustrittsöffnung in Verbindung stehenden, kreis- oder ringförmigen Hohlraum und einem hieran angeordneten ringförmigen Vorsprung oder Ring, der von den Wandungen des kreis- oder ringförmigen Hohlraums radialen oder axialen Abstand hat und so einen ringförmigen, engen öldurchlaß zwischen derthe piston carrier and trained with the oil chamber and the circular or annular cavity communicating with the oil outlet opening and a cavity thereon arranged annular projection or ring, which from the walls of the circular or annular Cavity has radial or axial spacing and so an annular, narrow oil passage between the

ölkammer und der ölaustrittsöffnung bildet.oil chamber and the oil outlet opening.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung im einzelnen besteht zweckmäßig der Hohlraum aus einer Bohrung und ist der ringförmige Vorsprung durch ein Ventilgehäuse eines in der Bohrung angeordneten ölflußregulierventils gebildet. Vorzugsweise bilden dabei das Ventilgehäuse und der Kolbenträger an der Bohrung gemeinsam eine Hohlzylinderkammer zwischen dem ringförmigen Vorsprung und der ölaustrittsöffnung. — Der Hohlraum kann aber auch aus einer ringförmigen Aussparung bestehen, wobei der Ring in dieser Aussparung axial verschiebbar ist.In a further embodiment of the invention in detail, the cavity expediently consists of a bore and the annular projection is through a valve housing of an oil flow regulating valve disposed in the bore educated. The valve housing and the piston carrier preferably form on the bore together a hollow cylinder chamber between the annular projection and the oil outlet opening. - The cavity can also consist of an annular recess, the ring in this Recess is axially displaceable.

Mehrere Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Eirfindung sind nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert, in deren verschiedenen Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. In der Zeichnung zeigtSeveral exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown below with reference to a drawing explained in more detail, in the various figures of which the same reference numerals denote the same parts. In the drawing indicates

F i g. 1 einen Längsschnitt eines zweiteiligen Kolbens gemäß der Erfindung,F i g. 1 shows a longitudinal section of a two-part piston according to the invention,

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Auslaßven- °5 tils nach Fi g. !,undF i g. 2 shows an enlarged illustration of an outlet valve according to FIG. !,and

F i g. 3 eine vergrößerte Teildarstellung einer ölamstrittsöffnungnach Fig. 1.F i g. 3 shows an enlarged partial illustration of an oil outlet opening according to FIG Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführung einesFig. 1 shows a preferred embodiment of a

Kolbens 10 für veränderliches Kompressionsverhältnis, der einen Kolbenträger 12 umfaßt, welcher an seiner Außenfläche einen Kolbenmantel 14 trägt. Der Kolbenmantel 14 bildet mit seinem Oberteil einen Kopf 16 des Kolbens 10 und eine bewegliche Wanoung der unteren Begrenzung der Verbrennungskammer der Maschine aus. Der Kolbenträger 12 ist in axialer Richtung innerhalb und in bezug auf den Koibenmantel 14 verschiebbar und mit Ringen 18,20 und 22 versehen, die an der Innenfläche des Kolbenmantels 14 in Anlage kommen und zwischen diesen Flächen eine im wesentlichen flüssigkeitsundurchlässige Abdichtung bilden. Der Kolbenträger 12 ist in herkömmlicher Weise durch eine Pleuelstange 26 und einen Kolbenzapfen 28 mit der (nicht dargestellten) Kurbelwelle der Maschine verbunden. Somit ist der Kolbenträger 12 in der Art eines herkömmlichen Kolbens in axialer Richtung zwischen festen oberen und unteren Grenzen bewegbar, während der Kolbenmantel 14 sich innerhalb nachstehend beschriebener Grenzen in bezug auf den Kolbenträger 12 in axialer Richtung nach oben und unten bewegen kann.Piston 10 for variable compression ratio, which includes a piston carrier 12, which on its Outer surface carries a piston skirt 14. The piston skirt 14 forms with its upper part a head 16 of the Piston 10 and a movable wall of the lower limit of the combustion chamber of the engine out. The piston carrier 12 is in the axial direction inside and with respect to the piston jacket 14 displaceable and provided with rings 18, 20 and 22 which abut on the inner surface of the piston skirt 14 come and form a substantially liquid-impermeable seal between these surfaces. The piston carrier 12 is conventionally supported by a connecting rod 26 and a piston pin 28 connected to the (not shown) crankshaft of the machine. Thus, the piston carrier 12 is of the type a conventional piston can be moved in the axial direction between fixed upper and lower limits, while the piston skirt 14 is within the limits described below with respect to the Piston carrier 12 can move up and down in the axial direction.

Zwischen dem Kolbenträger 12 und dem an diesem axial verschiebbaren Kolbenmantel 14 ist eine in ihrem Volumen veränderliche ölkammer vorgesehen, die zwei in ihrem Volumen veränderliche Teilbereiche umfaßt, nämlich eine obere ölkammer 30 zwischen der Oberfläche des Kolbenträgers 12 und der Unterfläche des Kopfes 16 und eine untere ölkammer 32, die zwischen der durch eine ringförmige Aussparung in dem unteren Ende des Kolbenträgers 12 gebildeten Unterfläche und der Oberfläche eines an dem Kolbenmantel 14 befestigten ringförmigen Teils 34 ausgebildet ist. Ein bezüglich seiner Konstruktion nachstehend beschriebener Ring 36 verhindert ein Austreten von Flüssigkeit aus der unteren Kammer 32 zwischen den benachbarten Flächen des Kolbenträgers 12 und des Teils 34 über den Ring 36 nach außen. In dem Kolbenträger 12 ist eine ölaustrittsöffnung 38 mit festem Durchmesser ausgebildet, die zum in einem gesteuerten Verhältnis erfolgenden Auslaß von öl aus der unteren ölkammer 32 eine Verbindung zwischen letzterer und dem Kurbelgehäuse des Motors herstellt.Between the piston carrier 12 and the piston skirt 14, which is axially displaceable thereon, there is one in its Volume variable oil chamber is provided, which comprises two sub-areas variable in volume, namely, an upper oil chamber 30 between the surface of the piston carrier 12 and the lower surface of the head 16 and a lower oil chamber 32, which between the through an annular recess in the lower end of the piston carrier 12 and the surface of a on the piston skirt 14 attached annular part 34 is formed. One described below with regard to its construction Ring 36 prevents leakage of liquid from the lower chamber 32 between the adjacent ones Surfaces of the piston carrier 12 and the part 34 over the ring 36 to the outside. In the piston carrier 12 is a Oil outlet opening 38 formed with a fixed diameter, which takes place in a controlled ratio Outlet of oil from the lower oil chamber 32 establishes a connection between the latter and the crankcase of the engine.

Der Teil 34 und die Unterfläche des Kopfes 16, welche die obere ölkammer 30 begrenzt, bilden die Begrenzungen der axialen Bewegung des Kolbenmantels 14 zu dem Kolbenträger 12. Die Bewegung des Kolbenmantels 14 in bezug auf den Kolbenträger 12 wird automatisch gesteuert durch das Regulieren des Flusses von im wesentlichen inkompressibler Flüssigkeit in und aus den ölkammern 30 und 32. Die Steuerfiüssigkeit besteht vorzugsweise aus Schmieröl, das dem Kolben 10 von der üblichen Schmierölpumpe der Maschine durch einen Kanal 40 in der Pleuelstange 26 zugeführt wird. Der Kanal 40 steht vorzugsweise mit einer ringförmigen Nut 42 in Verbindung, die den Kolbenzapfen 28 umläuft und zu einem Auslaß 44 führt. Ein im ganzen mit 46 bezeichneter Gleitkollektor ist in einem in dem Kolbenträger 12 ausgebildeten Hohlraum 48 angeordnet und umfaßt eine Kappe 50, die durch eine Feder 52 in abdichtende Gleitanlage an die Pleuelstange 26 gedrückt wird. Die Kappe 50 ist mit einer vertikalen öffnung 54 versehen und sammelt das aus dem Auslaß 44 austretende öl, um es durch die öffnung 54 in denThe part 34 and the lower surface of the head 16 which delimits the upper oil chamber 30 form the delimitations the axial movement of the piston skirt 14 to the piston carrier 12. The movement of the piston skirt 14 with respect to the piston carrier 12 is automatically controlled by regulating the flow of substantially incompressible fluid in and out of oil chambers 30 and 32. The control fluid is preferably made of lubricating oil that the piston 10 from the usual lubricating oil pump of the machine a channel 40 in the connecting rod 26 is fed. The channel 40 is preferably annular Groove 42 in connection, which runs around the piston pin 28 and leads to an outlet 44. A total of 46 The designated sliding collector is arranged in a cavity 48 formed in the piston carrier 12 and includes a cap 50 which is slidably sealed against the connecting rod 26 by a spring 52 is pressed. The cap 50 is provided with a vertical opening 54 and collects this from the outlet 44 escaping oil in order to pass it through the opening 54 into the

.ίο.ίο

ohlraum 48cavity 48

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zu leiten. Von dem Hohlraum 48 wird dento direct. From the cavity 48 is the

oberen und unteren ölkammern 30 und 32 öl durch einen Kanal 56 zugeführt, der mit dem Hohlraum 48 verbunden ist und die obere ölkammer 30 und die untere ölkammer 32 durch ein im ganzen mit 58 bezeichnetes Einlaßventil verbindet. Ein in dem Kolbenträger 12 ausgebildeter Durchlaß 60 verbindet das untere Ende des Einlaßventils 58 mit der unteren Ulkammer 32. öl aus der oberen ölkammer 30 wird im Wege eines nachstehend noch zu beschreibenden ölflußregulierventils 62 zum Kurbelgehäuse hin abgelassen. Upper and lower oil chambers 30 and 32 are supplied with oil through a channel 56 which is connected to the cavity 48 is connected and the upper oil chamber 30 and the lower oil chamber 32 by a whole with 58 designated inlet valve connects. A passage 60 formed in the piston carrier 12 connects the lower end of the inlet valve 58 with the lower Ulkammer 32. Oil from the upper oil chamber 30 is in the Ways of an oil flow regulating valve 62 to be described below are drained to the crankcase.

Das Einlaßventil 58 umfaßt vorzugsweise einen konisch geformten Teil 64, der in einer in dem Kolbenträger 12 ausgebildeten konisch geformten Bohrung 66 angebracht ist. Der Teil 64 ist durch Aufbringung einer axial nach unten gerichteten Kraft in der Bohrung 66 eingesetzt, wobei die zwischen der Außenfläche des Teils 64 und der Bohrung 66 entwickelte Reibung einen den Teil 64 in seiner Stellung haltenden Preßsitz schafft. Diese Methode des Einsetzens des Teils 64 ergibt eine Konstruktion, bei der der während normaler Motortätigkeit innerhalb der oberen ölkammer 30 entwickelte Öldruck eine auf die Oberfläche des Teils 64 zum Unterstützen der Aufrechterhaltung seines Sitzes ausgeübte Nachspannkraft erzeugt.The inlet valve 58 preferably includes a conically shaped portion 64 which is in one in the Piston carrier 12 formed conically shaped bore 66 is attached. Part 64 is through Application of an axially downward force used in the bore 66, the between the The outer surface of part 64 and bore 66 developed friction into part 64 in place holding press fit creates. This method of inserting the part 64 results in a construction in which the oil pressure developed within the upper oil chamber 30 during normal engine operation Surface of portion 64 to assist in maintaining its seat generated.

Der Teil 64 ist mit einer äußeren ringförmigen Nut 68 versehen, die auf den Kanal 56 ausgerichtet ist und mit einem in dem Teil 64 gebildeten axialen Durchlaß 70 über eine Mehrzahl von kreisförmig im Abstand zueinander angeordneten öffnungen 72 in Verbindung steht. An jedem Ende des Durchlasses 70 sind Ventilsitze 74 ausgebildet, an denen Ventilteller 76 zur Anlage kommen können, die vorzugsweise die Form flacher dreieckiger Scheiben haben. Die Enden des Teils 64 sind mit verlängerten zylindrischen Bohrungen 78 versehen, die einen oberen Anschlagteil 80 und einen unteren Anschlagteil 82, vorzugsweise mit Preßsitz darin angebracht, aufweisen. Der obere Anschlagteil 80 ist mit einem sich nach unten erstreckenden zylindrischen Bereich 84 versehen, der eine Mehrzahl von kreisförmig abgesetzten Abschnitten 86 aufweist und einen axialen Kanal 88 umgibt, so daß bei in der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Ventiltellers 76 Flüssigkeit von dem axialen Durchlaß 70 um den Ventilteller 76 herum und durch die abgesetzten Abschnitte 86 und durch den Kanal 88 zu der oberen ölkammer 30 fließt. Ähnlich ist der untere Anschlagteil 82 mit einem hochstehenden zylindrischen Bereich 90 ausgebildet, der kreisförmig abgesetzte Abschnitte 92 hat und einen axialen Durchlaß 94 umgibt, der mit dem Kanal 60 zu der unteren ölkammer 32 fluchtet.The part 64 is provided with an outer annular groove 68 which is aligned with the channel 56 and with an axial passage 70 formed in portion 64 over a plurality of circularly spaced mutually arranged openings 72 is in connection. At each end of the passage 70 are Valve seats 74 formed, on which valve plates 76 can come to rest, which preferably have the shape have flat triangular disks. The ends of the part 64 are elongated with cylindrical bores 78 provided, which has an upper stop part 80 and a lower stop part 82, preferably with a press fit attached therein. The upper stop part 80 is provided with a downwardly extending cylindrical one Provided area 84, which has a plurality of circular stepped portions 86 and surrounds an axial channel 88, so that in the position of the valve disk 76 in the position shown in FIG Fluid from the axial passage 70 around the valve disc 76 and through the recessed Sections 86 and through channel 88 to upper oil chamber 30. The lower stop part is similar 82 formed with an upstanding cylindrical area 90, the circularly stepped sections 92 has and surrounds an axial passage 94, which with the Channel 60 is aligned with the lower oil chamber 32.

Die Anschlagteile 80 und 82 sind im Abstand zu den Ventilsitzen 74 angeordnet, so daß Kammern % und 98 gebildet werden, die einen Bereich zum freien Bewegen der Ventilteller 76 bilden zwischen der den Durchlaß 70 schließenden Stellung, wenn sie mit den Ventilsitzen 74 in Eingriff kommen, und einer im Abstand zu den Ventilsitzen befindlichen Stellung zur Ermöglichiing eines ölflusses aus dem Durchlaß 70.The stop parts 80 and 82 are arranged at a distance from the valve seats 74, so that chambers% and 98 which form a region for the free movement of the valve disks 76 between the passage 70 closed position when they come into engagement with the valve seats 74, and one spaced from the Valve seats located position for enabling an oil flow out of the passage 70.

Angenommen, der Brennkammerdruck liegt unter dem vorbestimmten maximalen Wert, für den der Kolben 10 ausgelegt ist, und die obere und untere ölkammer 30 und 32 sind beide mit öl gefüllt, so bewirkt während des letzten Teils eines jeden Aufwärtshubes des Kolbens 10 am Ende des Auslaßhubes und in dem anfänglichen Teil eines jeden Ansaugabwärtshubes die Trägheit des Kolbenmantels 14 diesen in bezug auf den Kolbeniräger 12 nach oben zu bewegen und dadurch die obere ölkammer 30 zu erweitern und die untere ölkammer 32 zusammenzudrücken. Sowohl die sichAssume that the combustion chamber pressure is below the predetermined maximum value for which the Piston 10 is designed, and the upper and lower oil chambers 30 and 32 are both filled with oil, so effects during the last part of each upstroke of piston 10 at the end of the exhaust stroke and in the initial part of each suction downstroke the inertia of the piston skirt 14 with respect to this To move the piston carrier 12 upwards and thereby expand the upper oil chamber 30 and the lower one to compress oil chamber 32. Both themselves

daraus ergebende Erhöhung des Öldrucks in der unteren ölkammer 32 als auch die auf die Ventilteller 76 wirkenden Trägheitskräfte veranlassen den unteren Ventilteller 76 des Einlaßventils 58, sich nach oben gegen den unteren Ventilsitz 74 zu bewegen und den ölfluß aus dem Kanal 56 zu der unteren ölkammer 32 zu sperren. Dies erzeugt aufgrund des innerhalb der unteren ölkammer 32 enthaltenen Öls eine Hydrauliksperre zwischen Kolbenträger 12 und Kolbenmantel 14 mit dem Ergebnis, daß während einer jeden Arbeitsperiode des Motors eine Aufwärtsbewegung des Kolbenmantels 14 in bezug auf den Kolbenträger 12 durch die ölmenge reguliert wird, die durch die ölaustrittsöffnung 38 aus der unteren ölkammer 32 entweichen kann. In ähnlicher Weise veranlassen die Neigung der oberen ölkammer 30, sich bei Aufwärtsbewegung des Kolbens 10 zu erweitern, und die Wirkung des Beharrungsvermögens auf die Ventilteller 76, den oberen Ventilteller 76 des Einlaßventils 58 sich in die obere Stellung gegen das Anschlagteil 80 zu bewegen und den ölfluß aus dem Kanal 56 zu der oberen ölkammer 30 zu öffnen, um letztere mit öl gefüllt zu halten.The resulting increase in the oil pressure in the lower oil chamber 32 and that on the valve disk 76 acting inertial forces cause the lower valve plate 76 of the inlet valve 58 to move upwards to move against the lower valve seat 74 and the flow of oil from the channel 56 to the lower oil chamber 32 to lock. Due to the oil contained within the lower oil chamber 32, this creates a hydraulic lock between the piston carrier 12 and piston skirt 14 with the result that during each working period of the engine an upward movement of the piston skirt 14 with respect to the piston carrier 12 by the The amount of oil that is regulated through the oil outlet opening 38 can escape from the lower oil chamber 32. Similarly, cause the incline of the top oil chamber 30 to expand when the piston 10 moves upward, and the effect of the inertia on the valve head 76, the upper valve head 76 of the inlet valve 58 to move into the upper position against the stop member 80 and the oil flow out of the Channel 56 to the upper oil chamber 30 to open in order to keep the latter filled with oil.

Der gesteuerte Auslaß aus der unteren ölkammer 32 durch die ölaustrittsöffnung 38 gestattet alsdann eine allmähliche zyklische Abnahme des Rauminhalts der unteren ölkammer 32 und damit eine entsprechende Zunahme des Rauminhalts der oberen ölkammer 30, wodurch eine relative Aufwärtsbewegung zwischen dem Kolbenmantel 14 und dem Kolbenträger 12 geschaffen wird. Bei sich im Rauminhalt vergrößernder oberer ölkammer 30 wird öl vom Schmiersystem durch das Einlaßventil 58 zur oberen ölkammer 30 geleitet, um diese in gefülltem Zustand zu halten.The controlled outlet from the lower oil chamber 32 through the oil outlet opening 38 then allows a gradual cyclical decrease in the volume of the lower oil chamber 32 and thus a corresponding increase in the volume of the upper oil chamber 30, thereby causing relative upward movement between piston skirt 14 and piston carrier 12 is created. When the upper oil chamber 30 increases in volume, oil from the lubrication system flows through the inlet valve 58 is directed to the upper oil chamber 30 to keep it filled.

Somit ist es für ein ordnungsgemäßes Arbeiten des Kolbens 10 wesentlich, daß die ölaustrittsöffnung 38 für den Durchtritt von Flüssigkeit offen gehalten wird. Wie aus F i g. 1 und 3 ersichtlich, ist der Teil 34 um die Innenfläche 100 der ölkammer 32 herum mit Spiel angebracht, um dazwischen einen Durchlaß 102 für den Ölfluß von der ölkammer 32 zu der ölaustrittsöffnung 38 zu bilden. In dem Kolbenträger 12 ist zwischen dem Durchlaß 102 der ölaustrittsöffnung 38 zur Aufnahme des Ringes 36 eine ringförmige Aussparung 104 ausgebildet Zum Verhindern eines freien Fließens des in der ölkammer 32 befindlichen Öls durch den Durchlaß 102 und zum Kurbelgehäuse des Motors hat der Ring 36 einen engen Gleitsitz mit dem Teil 34. Wie in F i g. 3 dargestellt, hat der Ring 36 eine Dicke, die geringer ist als die Höhe der ringförmigen Aussparung 104 und wird durch den in der ölkammer 32 herrschenden Öldruck gegen die untere Fläche 112 der ringförmigen Aussparung 104 gedrückt, wodurch ein Abdichten zwischen der unteren Seite 110 des Ringes 36 und der Fläche 112 verursacht wird und das öffnen eines eine Verbindung zwischen dem Durchlaß 102 und der ölaustrittsöffnung 38 herstellenden öldurchlasses 114 erfolgt, um ölfluß von der ölkammer 32 zu der ölaustrittsöffnung 38 zu ermöglichen. Somit wird von der unteren ölkammer 32 kommendes öl durch den Durchlaß 102 und die engen öldurchlässe 114 zu der ölaustrittsöffnung 38 geleitet, wo es dem Kurbelgehäuse der Maschine wieder zugeführt wird. Wie ersichtlich, werden Metallspane od. dgl., die die ölaustrittsöffnung 38 verstopfen könnten, durch den Ring 36 daran gehindert, zu der ölaustrittsöffnung zu gelangen, so daß die Gefahr des Verstopfens weitgehend vermindert ist.Thus, it is essential for proper operation of the piston 10 that the oil outlet opening 38 for the passage of liquid is kept open. As shown in FIG. 1 and 3 can be seen, the part 34 is around the Inner surface 100 of the oil chamber 32 fitted around with clearance to provide a passage 102 therebetween for the Oil flow from the oil chamber 32 to the oil exit port 38 to form. In the piston carrier 12 is between the passage 102 of the oil outlet opening 38 for receiving of the ring 36, an annular recess 104 is formed to prevent the free flow of the oil in the oil chamber 32 through the passage 102 and to the crankcase of the engine the ring 36 is a tight sliding fit with the part 34. As in FIG. 3, the ring 36 has a thickness that is less than the height of the annular recess 104 and is through the in the oil chamber 32 prevailing oil pressure against the lower surface 112 of the annular recess 104, creating a seal between the lower side 110 of the ring 36 and the area 112 is caused and the opening of a a connection between the passage 102 and the oil outlet opening 38 producing oil passage 114 takes place to allow oil flow from the oil chamber 32 to the oil outlet port 38. Thus, from the lower oil chamber 32 coming oil through the passage 102 and the narrow oil passages 114 to the Oil outlet opening 38 passed, where it is fed back to the crankcase of the machine. As can be seen are metal chips od. Like. That the oil outlet opening 38 could clog, prevented by the ring 36 from getting to the oil outlet opening, so that the risk of clogging is largely reduced.

Während Kompression und Krafthub wird der auf den Kopf 16 des Kolbens 10 einwirkende GasdruckDuring the compression and power stroke, the gas pressure acting on the head 16 of the piston 10 is increased durch das öl in der oberen ölkammer 30 auf der Kolbenträger 12 übertragen, wodurch in der oberer ölkammer 30 ein ölüberdruck erzeugt wird. Übersteigt der Gasdruck die gewählte obere Grenze, so hat siel·transferred through the oil in the upper oil chamber 30 on the piston carrier 12, whereby in the upper oil chamber 30 an oil pressure is generated. Exceeds the gas pressure has the selected upper limit, then it has

genügend Öldruck in der oberen ölkammer 3C aufgebaut, um das ölflußregulierventil 62 zu öffnen und einen Teil des Öls aus der ölkammer 30 abzulassen wodurch der Kolbenmantel 14 sich in bezug auf den Kolbenträger 12 nach unten bewegen und damit dasSufficient oil pressure in the upper oil chamber 3C constructed to open the oil flow regulating valve 62 and drain some of the oil from the oil chamber 30 whereby the piston skirt 14 move with respect to the piston carrier 12 downwards and thus the Kompressionsverhältnis des Motors herabsetzen kann. Damit dieser Vorgang erfolgt, muß das ölflußregulierventil 62 gemäß F i g. 1 und 2 ordnungsgemäß arbeiten und völlig geschlossen bleiben, bis der gewünschte Brennkammerdruck erreicht worden ist. Es hat sichCompression ratio of the engine can decrease. In order for this process to take place, the oil flow regulating valve 62 according to FIG. 1 and 2 work properly and remain completely closed until the desired combustion chamber pressure has been reached. It has

ι _s jedoch gezeigt, daß zuweilen Fremdkörper, z. B. Metallspäne od. dgl., den Weg zu dem ölflußregulierventil 62 einschlagen und sich zwischen der Ventilfläche und deren Sitz verkeilen und somit das Ventil an einem völligen Schließen hindern. Wenn dies geschieht, bleibtι _s shown, however, that sometimes foreign bodies such. B. metal chips. When this happens, stay

das Ölflußregulierventil 62 naturgemäß etwas leichtthe oil flow regulating valve 62 is naturally somewhat light

geöffnet und läßt Öl aus der oberen ölkammer 30 ab, soopened and drains oil from the upper oil chamber 30, so daß der gewünschte Brennkammerdruck niemalsthat the desired combustion chamber pressure never erreicht werden kann.can be achieved.

Um dies zu verhindern, ist das ölflußregulierventil 62To prevent this from happening, the oil flow regulating valve 62 is provided

gegenüber der früher vorgesehenen Konstruktion abgewandelt worden. Entsprechend F i g. 1 und 2 umfaßt das ölflußregulierventil 62 vorzugsweise ein im wesentlichen zylindrisches Ventilgehäuse 116 mit einem konisch geformten unteren Ende 118, das mit Preßsitz inhas been modified compared to the previously planned construction. According to FIG. 1 and 2 The oil flow regulating valve 62 preferably comprises a substantially cylindrical valve housing 116 having a conically shaped lower end 118 which is press fit in eine konische Bohrung 120 eingesetzt ist, welche an dem uniieren Ende einer in dem Kolbenträger 12 vorgesehenen Bohrung 122 mit parallel zu der Achse des Kolbens 10 verlaufender Achse ausgebildet ist. Das untere Ende der Bohrung 122 ist zum Auslassen von öl aus dema conical bore 120 is used, which on the uniieren end of a provided in the piston carrier 12 bore 122 parallel to the axis of the piston 10 extending axis is formed. The lower end of the bore 122 is for draining oil from the ölflußregulierventil 62 zum Kurbelgehäuse des Motors hin offen. Das obere Ende der Bohrung 122 mündet in die ölkammer 30. Das konische Ende 118 des Öif iußregulierventils 62 kann in der konischen Bohrung 12C¹ verkeilt sein, um das Ventil 62 mit Hilfe von in deroil flow regulating valve 62 open to the crankcase of the engine. The upper end of the bore 122 opens into the oil chamber 30. The conical end 118 of the Öif iußregulierventils 62 can be keyed in the conical bore 12C ¹ to the valve 62 by means of in the ölkammer 30 entwickeltem Druck, wie vorstehend in Verbindung mit dem Einlaßventil 58 beschrieben, in Stellung zu halten.oil chamber 30 developed pressure, as in above Connection with the inlet valve 58 described to hold in position.

Zwischen dem zylindrischen Teil des Ventilgehäuses 116 und der Bohrung 122 ist eine HohlzylinderkammerBetween the cylindrical part of the valve housing 116 and the bore 122 is a hollow cylinder chamber 124 vorgesehen, die mit einer innerhalb des Ventilgehäuses 116 gebildeten Ringkammer 126 durch eine Mehrzahl von horizontalen Öffnungen 128 verbunden ist. Die Hohlzylinderkammer 124 steht mit der oberen ölkammer 30 durch einen engen ringförmigen öldurch124 is provided with an annular chamber 126 formed within the valve housing 116 by a A plurality of horizontal openings 128 is connected. The hollow cylinder chamber 124 stands with the upper one oil chamber 30 through a narrow annular oil laß 130 in Verbindung, der zwischen der Bohrung 122 und einem sich radial erstreckenden, um das Ventilgehäuse 116 herum an dessen Oberseite ausgebildeten ringförmigen Vorsprung 132 ausgebildet ist Die Verbindung zwischen der Ringkammer 126 und einerlet 130 in communication between the bore 122 and a radially extending one formed around the valve housing 116 at the top thereof annular projection 132 is formed The connection between the annular chamber 126 and a

zentralen Ölaustrittsöffnung 134 des Ventilgehäuses 116 wird durch einen Ventilkörper 136 in der Art eines hohlen Ventilkegels gesteuert. Der Ventilkörper 136 ist verschiebbar in einer koaxial zu der ölaustrittsöffnung 134 und der Bohrung 122 verlaufenden Bohrung 138central oil outlet opening 134 of the valve housing 116 is controlled by a valve body 136 in the manner of a hollow valve cone. The valve body 136 is slidable in a coaxial with the oil outlet opening 134 and the bore 138 extending through the bore 122

(,o angeordnet, so daß die Richtung des öffnens und Schließens des Ventilkörpers 136 parallel zu derjenigen der Kolbenbahn verläuft Das untere Ende des Ventilkörpers 136 hat eine kegelstumpfförmige Räche 140, die an einer Ecke 141 auf einer in dem Ventilgehäuse 116 an der Stoßstelle der ölaustrittsöffnung 134 und der Ringkammer 126 ausgebildeten konischen Fläche 142 aufsitzen kann. Innerhalb des hohlen Innenraumes des Ventilkömers 136 ist eine(, o arranged so that the direction of opening and Closing the valve body 136 runs parallel to that of the piston path Valve body 136 has a frustoconical surface 140, which at a corner 141 on a in the Valve housing 116 formed at the joint between the oil outlet opening 134 and the annular chamber 126 conical surface 142 can sit. Within the hollow interior of the valve core 136 is a

fipiraldruckfeder 144 angeordnet und erstreckt sich von don nach oben m ein«: Federhaltekappe 146. die in einer in dem Ventilgehäuse 116 ausgebildeten ringförmigen Aussparung 148 mil f'rclkitz gehalten wird. Das untere Kritle des Veniilkorpera 1% ist mit einer Öffnung ISO », versehen, die zürn lirtllüftcTi des in der federkammcr vorhandenen Hussig.keiKdruck.H zur stromabwärts lie genden .Seile des Veniilkorperti 1% dient. Der Ventilkörper 1% hl mit einer äußeren Rirtgsehulter 14? versehen, auf die der in der Ringkammer 126 _lfJ herrschende Öldruck zum Anheben des Veniilkörpcrs eiligeren der Kraft der leder 144 einwirkt.Fipiral compression spring 144 is arranged and extends upward from the spring holding cap 146 which is held in an annular recess 148 formed in the valve housing 116. The lower critle of the valve body 1% is provided with an opening ISO », which serves to ventilate the pressure in the spring chamber to the downstream ropes of the valve body 1%. The valve body 1% hl with an outer shoulder 14? provided, on which the _{oil pressure prevailing in the annular chamber 126 lfJ} for lifting the valve body of the more urgent force of the leather 144 acts.

Heim Laufen tier Machine läuft Ol aus der oberen ölkiirnmer K) durch den zwischen dem ringförmigen Vorsprung 1.32 find der Bohrung 122 gebildeten engen ,₅ ringförmigen Oldurthlaü 130 zu den in dem Ventilge· lijiusc lift vorge.tehenen hiiri/.o-nislen Öffnungen 128 und in die in (lern ÖlfluÜregulierveritil β2 ausgebildete King.kfimmer 12ft. Der Öldruck wirkt auf die innerhalb der liiitjikaininer 126 angeordnete und der konischen _M i'liU-'he 142 /iigewandien Uiri|j?.chiilter 143 und drückt den Vemilkörper 136 in geöffnete Stellung. Somit werden Mctallspänc od. dgl, die den Ventilkörper 136 in einer nicht aufsitzenden Hochstellung halten könnten, durch den engen ringförmigen Öldurchlaß 130 daran gehindert, die Ixke 141 und die konische Fläche 142 zu erreichen, so daÜ die f jcfahr eines Haltens des Ventil.s in '\tr geöffneten Stellung weitgehend vermindert ist. Au diese Weise dient der ringförmige Vorsprung 132 zum Zurückhalten bzw. Abfiltern von ['remdkörpern au dem zum Olfliiüregulierventil 62 hinfließenden Öl.Home Run animal Machine runs Ol from the upper ölkiirnmer K) through the annular projection between the 1:32 find the bore 122 narrow annular Oldurthlaü ₅ 130 formed on in the Ventilge · lijiusc lift vorge.tehenen hiiri / .o nislen openings 128 and into the King.kfimmer 12ft formed in (lern ÖlfluÜregulierveritil β2. The oil pressure acts on the inside of the liiitjikaininer 126 and the conical _M i'liU-'he 142 / iigewandien Uiri | j? .chiilter 143 and pushes the Vemil body 136 into open Thus, metal chips or the like which could hold the valve body 136 in a non-seated raised position are prevented by the narrow annular oil passage 130 from reaching the socket 141 and the conical surface 142, so that there is a risk of holding the valve .s 'is largely decreased \ tr open position. thus, Au is used, the annular projection 132 for retaining and filtering of [' in remdkörpern au the to Olfliiüregulierven til 62 flowing oil.

Die Größe der Ringschulter 143 läßt sich durch die Bemessung der Durchmesser 145 und 147 de Vcritilkörpers 136 sehr genau bestimmen. Außerdem bleibt der Bereich, auf den der Öldruck in de Ringkammer 126 zum Anheben des Ventilkörpcr.s 1.36 einwirkt, durch den Verschleiß der konischen Fläche 142 im Betrieb des Ventilkörpers 136 unbeeinflußt, da de Ventilkörper 136 ungeachtet des Verschlcißausmaße der konischen !"lache 142 sich weiterhin an der Ecke 141 aufsetzt. Hierdurch wird eine ständige Regulierung de Komprcssionsverhiihnisses mit langer Betriebszeit bzw I .ebensdauer geschaflen.The size of the ring shoulder 143 can be de-determined by dimensioning the diameter 145 and 147 Determine vcritile body 136 very precisely. Besides that remains the area to which the oil pressure in the annular chamber 126 for lifting the valve body 1.36 acts, unaffected by the wear of the conical surface 142 in the operation of the valve body 136, since de Valve body 136 continues to smile at corner 141 regardless of the degree of closure of the conical! " touches down. As a result, a constant regulation of the compression ratio with a long operating time or I. Lifetime created.

Hierzu 1 Ükitt ZeichnungenFor this 1 Ükitt drawings

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Kolben für Brennkraftmaschinen mit einer Einrichtung zur Veränderung des Kompressionsverhältnisses, bestehend aus einem Koibenträger, einem an dem Kolbenträger axial verschiebbaren Kolbenmantel, einer in ihrem Volumen veränderlichen ölkammer zwischen dem Kolbenträger und dem Kolbenmantel und einer im Kolbenträger vorgesehenen, von der ölkammer abführenden ölaustrittsöffnung, gekennzeichnet durch einen in dem Koibenträger (12) ausgebildeten und mit der ölkammer (32; 30) und der ölaustrittsöffnung (38; 134) in Verbindung stehenden, kreis- oder ringförmigen Hohlraum (Teile 122; 104) und einem hierin angeordneten ringförmigen Vorsprung (132) oder Ring (36), der von den Wandungen des kreis- oder ringförmigen Hohlraumes (Teile 122; 104) radialen und/oder axialen Abstand hat und so einen ringförmigen, engen öldurchlaß (114; 130) zwischen der ölkammer (32, 30) und der ölaustrittsöffnung (38; 134) bildet.1. Pistons for internal combustion engines with a device for changing the compression ratio, consisting of a Koib carrier, a piston skirt which can be axially displaced on the piston carrier, an oil chamber of variable volume between the piston carrier and the piston skirt and an oil outlet opening provided in the piston carrier and discharging from the oil chamber, characterized by a circular or annular cavity (parts 122; 104) which is formed in the Koib carrier (12) and communicates with the oil chamber (32; 30) and the oil outlet opening (38; 134 ) and an annular projection (132) arranged therein ) or ring (36) which has a radial and / or axial distance from the walls of the circular or annular cavity (parts 122; 104) and thus an annular, narrow oil passage (114; 130) between the oil chamber (32, 30) and the oil outlet opening (38; 134) . 2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum aus einer Bohrung (122) besteht.2. Piston according to claim 1, characterized in that the cavity consists of a bore (122) . 3. Kolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Vorsprung (132) durch ein Ventilgehäuse (116) eines in der Bohrung (122) angeordneten ölfluß'iegulierventils(62)gebildet ist.3. Piston according to claim 2, characterized in that the annular projection (132) is formed by a valve housing (116) of an oil flow control valve (62) arranged in the bore (122). 4. Kolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (tl6) und der Kolbenträger an der Bohrung (122) gemeinsam eine Hohlzylinderkammer (124) zwischen dem ringförmigen Vorsprung (132) und der ölaustrittsöffnung (134) bilden.4. Piston according to claim 3, characterized in that the valve housing (tl6) and the piston carrier on the bore (122) together form a hollow cylinder chamber (124) between the annular projection (132) and the oil outlet opening (134) . 5. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum aus einer ringförmigen Aussparung (104) besteht und daß der Ring (36) in dieser Aussparung axial verschiebbar ist.5. Piston according to claim 1, characterized in that the cavity consists of an annular recess (104) and that the ring (36) is axially displaceable in this recess.