WO2017097934A1 - Brennkraftmaschine - Google Patents
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- WO2017097934A1 WO2017097934A1 PCT/EP2016/080328 EP2016080328W WO2017097934A1 WO 2017097934 A1 WO2017097934 A1 WO 2017097934A1 EP 2016080328 W EP2016080328 W EP 2016080328W WO 2017097934 A1 WO2017097934 A1 WO 2017097934A1
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- connecting rod
- internal combustion
- combustion engine
- eccentric sleeve
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/04—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
- F02B75/045—Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable connecting rod length
Definitions
- the invention relates to an internal combustion engine with a cylinder, one within the
- Such an internal combustion engine allows operation with a variable
- Compression ratio which sets as a result of a function of the Dre92 alignment of the eccentric sleeve resulting variable distance between the crank pin and the piston.
- a generic internal combustion engine is known for example from DE 197 03 948 C1. It also discloses that a rotation of the eccentric sleeve between the two provided Drehauscardien normally takes place completely automatically by acting on the eccentric sleeve as a result of the rotation of the crankshaft and the associated Pleuelamba forces. In addition, it could be provided to integrate into the connecting rod a hydraulic motor, by which a rotation of the eccentric sleeve could be effected in a non-locked by the locking device state.
- the present invention seeks to provide a way to ensure a safe and / or fast rotation of the eccentric sleeve between the at least two Drehauscardien in a generic internal combustion engine.
- an internal combustion engine comprising at least one cylinder, a piston movably guided within the cylinder, a crankshaft and connecting the piston with a crank pin of the crankshaft connecting rod, within a connecting rod of the connecting rod a crank pin rotatably receiving eccentric sleeve in turn rotatably mounted, which is in some cases lockable in at least two Drehauscardien with respect to the connecting rod by means of a locking device, according to the invention provided a coupling device by means of the eccentric sleeve is temporarily coupled to the crankshaft and in particular to one or both cheeks of the crank pin to the eccentric sleeve relative to the Twist connecting rod.
- crankpin relative to the connecting rod in the operation of the internal combustion engine to take the eccentric sleeve temporarily and thereby rotate quickly and safely from one to the other Drehauscardi. This is preferably always done when the eccentric sleeve is not locked in one of the Drehauscardien by means of the locking device. Since a crankshaft of an internal combustion engine normally always rotates in one direction of rotation, rotation of the eccentric sleeve thus always takes place in a (same) direction of rotation relative to the connecting rod.
- the coupling device (particularly preferably exclusively) positively acting.
- This can in particular simplify the structural design of the coupling device and a sudden entrainment of the eccentric sleeve by the crankshaft, as in a likewise conceivable positively acting
- Coupling device could be the case can be avoided. This aspect may be particularly relevant because in an operation of a generic
- Such a non-positively acting coupling device can in a preferred
- Embodiment of the internal combustion engine according to the invention preferably be designed such that the crankshaft and the eccentric sleeve each having a coupling surface which form a coupling gap with in a radial direction (ie radially inwardly or radially outwardly with respect to the axis of rotation of the eccentric sleeve within the connecting rod eye) decreasing gap width, wherein a coupling element can be brought into a first position and a second position, which in terms of the radial position within the coupling gap and thus with respect to the contact pressure between the coupling element and the
- Coupling device is thus operated radially, but acts primarily in the axial direction, i. the normally directed pressure forces, which cause a frictional connection in the contacting coupling surfaces, are aligned at least more in the axial direction with respect to the axis of rotation of the eccentric sleeve within the connecting rod than radially thereto.
- the first position of the coupling element by a relatively large contact pressure and the second position by a relatively small
- Contact pressure is marked. Further preferably, it can be provided that the contact pressure in one (in particular the first) of the positions of the coupling element is so great that sets a substantially slip-free entrainment of the eccentric sleeve by the crankshaft. Also preferably, it can be provided that the contact pressure in the other (in particular the second) of the positions of the coupling element is as low as possible and in particular essentially zero, so that in an advantageous manner friction losses due to a contacting relative movement between the coupling surfaces on the one hand and the coupling element on the other hand so far be avoided as possible when the
- Locking device in one of the Drehausschen with respect to the connecting rod by means of Locking device is locked and consequently the internal combustion engine is operated with temporarily unchanged compression ratio.
- the non-positively acting coupling device is self-reinforcing, so that frictional forces acting between the coupling surfaces of the crankshaft and the eccentric sleeve on the one hand and the coupling element on the other hand due to an initial load, from further geometric reasons, a further retraction of the coupling element effect in the narrowing coupling gap, which is accompanied by a corresponding increase in contact pressure.
- a coupling device relatively high and in particular up to a slip-free coupling self-reinforcing frictional forces can be generated with a relatively low output load.
- the output load for the coupling element of such a coupling device may result in particular from an elastic loading of the coupling element. Alternatively or additionally, this may also arise as a result of inertial forces (in particular gravitational and / or centrifugal forces). It can also be provided to actively apply this output load by means of an actuator.
- the coupling surface (s) of the crankshaft and / or the eccentric sleeve (and preferably also one or more coupling surfaces of the
- Coupling element at an angle with respect to that plane which is aligned radially to the axis of rotation of the eccentric sleeve within the connecting rod, are aligned, which is ⁇ 5 °, and preferably about 3 °. Smaller angles can in certain embodiments of the coupling device such a large self-locking effect for due to the
- the angle is too large, relatively large radially directed forces may be required in order to achieve the required contact pressure between the coupling surfaces of the eccentric sleeve and the crankshaft and of the coupling element.
- the coupling element is resiliently acted upon.
- a prestressable spring element which may also be the coupling element itself, is acted upon in the direction of movement of the coupling element in one of the positions.
- Actuation can ensure that the coupling element automatically into a Starting position moves, as long as this is not affected by a measure otherwise.
- the coupling element occupies the first position in the elastic non-applied state or as a result of a constructive elastic loading, while the second position by means of an activatable
- Adjustment device is adjustable.
- the first position may be in particular that in which the contact pressure between the coupling surfaces of the eccentric sleeve and the crankshaft on the one hand and the coupling element on the other hand is higher than that in the second position.
- a "constructive elastic loading” is a bias of the
- Spring element due to a constructive integration in the coupling device by a support of two sections, in particular end portions of the spring element adjusts to elements of the coupling device.
- the adjusting device is an adjustable
- stop element for the coupling element This may further preferably be designed such that the stop element can be activated and deactivated, wherein it forms a stop for the coupling element in the activated state and in the deactivated state does not form a stop for the coupling element.
- the coupling element when the stop element is deactivated, the coupling element is moved so far into the coupling gap as a result of an elastically non-applied state or a constructive elastic loading that (possibly in conjunction with a self-reinforcing effect of the coupling device) the eccentric sleeve of the Crankshaft entrained and thus rotated relative to the connecting rod, while an activated stop element on this as a result of the rotation of the eccentric sleeve incident portion of the coupling element causes this is so far out of the narrowing coupling gap that no entrainment of the
- the coupling element forms coupling surfaces, which to the Coupling surfaces of the crankshaft and the eccentric sleeve (respectively) are aligned in parallel.
- a (preferably positively acting) locking element of the locking device also serves as a stop element of the coupling device. This can be useful in particular if the stop element is to be used to release the coupling device (i.e., to reduce or eliminate the non-positive effect), since in the case of the internal combustion engine according to the invention this is simultaneously blocked by blocking of the eccentric sleeve in one of the locking devices
- a / the (preferably slidably mounted on the connecting rod) blocking element of the locking device in a locking recess of the connecting rod or (preferably) of the eccentric sleeve is movable, wherein the locking recess with respect to an orbit of the locking element, on this relative to the blocking recess forming component in a relative rotation between the
- Eccentric sleeve and the connecting rod revolves, a (preferably at least 50%, more preferably at least 100%) larger dimension than that for intervention in the
- blocking depression is intended to also encompass passage openings into which the blocking element or at least a part thereof can engage to form a form-locking barrier ensure the blocking element and the blocking recess forming component.
- a return blocking element may further be provided, which can engage with the blocking element in the locking recess and thereby a portion of the locking recess, in which the locking element after the intervention in the
- Barrier recess is not arranged, can fill out. It can also be provided that the blocking element and the backstop element, if both these in the locking recess engage, do not fill the locking recess completely because a distance is formed between them. The blocking element then prevents a relative rotation of the eccentric sleeve to the connecting rod in one of the directions of rotation by abutment at one end (with respect to the extension along the orbit) of the locking recess and the backstop a relative rotation in the other direction of rotation by a stop on the
- Locking recess is moved out, said moving out further preferably leads to an (increasing) bias of a spring element.
- This bias of the spring element can then ensure a re-engagement of the return locking element in the / a locking recess when this is again or another locking recess positioned as a result of rotation of the eccentric sleeve corresponding to the backstop element.
- At least two coupling devices may be provided, wherein the second (in particular dissolved) position of the coupling element of a first of the
- Adjustment device is adjustable in a second Drehauscardi the eccentric sleeve with respect to the connecting rod. Such an embodiment may cause or inhibit a
- first locking element of the locking device by means of which the eccentric sleeve is lockable in a first Drehresch with respect to the connecting rod, and a (optionally serving as a stop element) second locking element of the locking device, by means of which the eccentric sleeve is lockable in a second Drehresch with respect to the connecting rod by means a common actuating element are actuated alternately.
- the actuating element may preferably be designed such that it is pivotable about a pivot pin, which is part of a screw, with the two connecting rod eye forming parts of the connecting rod are connected. The actuator would then be part of the connecting rod and would be moved during operation of the internal combustion engine with this.
- Connecting rod is held together, as a rotary bearing element for the actuating element, an additional mass, resulting from the integration of the actuating element in the connecting rod, are kept low.
- the actuating element also serves as a stop element of the coupling devices, by means of which the coupling elements can be moved preferably in the respective one dissolved state of the associated coupling device corresponding position.
- This dual function for the actuator can be a relatively simple structural embodiment of the invention
- the actuating element can be secured in position in two actuating end positions by means of a latching fuse.
- Ratchet device is preferably designed such that these by an active
- An actuation of the actuating element can preferably be effected by means of an actuating rail.
- An "actuating rail” is understood to mean a guide element which is positioned or positionable such that the actuating element is moved along the crankshaft at least in sections along this rotation, the actuating element being movable from a first position to a second position for actuation of the actuating element.
- the operating rail is pivotally attached to a particular housing of the internal combustion engine, because characterized compared to a likewise possible embodiment with a slidably attached to particular the housing operating rail a simplified operation by means of one of the operating rail associated (for example, hydraulic,
- pneumatic, electromotive or electromagnetic actuator can be enabled.
- the actuating rail forms a both sides arcuately tapered (i.e., narrowing) guide groove for the actuating element.
- the arcuate shape may preferably be designed such that the direction of movement of the actuating element, as long as it is moved along the actuating rail, is aligned at all times as tangentially as possible.
- the safety catch which is preferably provided in the case of the internal combustion engine according to the invention, is designed for the actuating element such that the actuating element does not contact the actuating rail in the actuating end positions. Friction losses due to cyclical grinding of the actuator along the guide rail when the actuator in one of its
- Operating end positions is (whatever may be the case when just no switching of the compression ratio of the internal combustion engine takes place, and thus during most of the operating time of the internal combustion engine), can be avoided, which is not only positive for the wear of the actuator and the Actuating rail but can also affect the acoustic behavior of the internal combustion engine.
- the second position of the coupling element of the first coupling device is adjusted by means of a passive adjusting element.
- Coupling device closed can be caused by this coupling device entrainment of the eccentric sleeve (in a relatively small angular range of rotation of the
- Coupling device open holding passive adjustment effect, so that
- both coupling devices ensure the entrainment of the eccentric sleeve by the crankshaft until the corresponding other Drehauscardi is reached. Then, the previously held by means of the passive adjusting element open coupling device can be actively influenced, while the previously actively influenced coupling device is held open by the associated passive adjustment.
- Locking element is held by means of the actuating element in a release position, while the first locking element by means of a supported between the locking elements
- the eccentric sleeve relative to the connecting rod the first locking element is held by means of the actuating element in a release position, while the second locking element is acted upon by means of the spring element in a locking position.
- Components are thus to be understood that they are present at least once and may be present more than once.
- FIG. 1 shows a partial perspective cross section through the relevant components of an internal combustion engine according to the invention in a first embodiment
- Fig. 2 in isolation, the for a change in the compression of
- FIG. 3 shows the components according to FIG. 2 in a further perspective view
- Fig. 4 the components according to FIGS. 2 and 3 (but without operating rail of
- FIG. 5 shows the components according to FIG. 4 in a further perspective view
- FIGS. 4 and 5 shows the components according to FIGS. 4 and 5 in a further perspective view
- FIG. 7 shows in a detail a view from below of the components according to FIGS. 4 to 6 with an actuating element of the internal combustion engine in a first embodiment
- Fig. 8 a radial section through a portion of a crankshaft, a connecting rod, a
- Clutch devices of the internal combustion engine wherein a first locking element of the locking device in a locking position and a second locking element of
- Locking device is in a release position
- FIG. 9 shows a view according to FIG. 7 with the actuating element in a second
- Actuating position a view according to Figure 8, but now with the first locking element is in a release position and the second locking element in an intermediate position.
- a view according to FIG. 10 but now the second locking element is in a blocking position; a cross-section through the components according to FIGS. 7 to 1 1;
- Fig. 13 in isolated representation, the actuating element of the internal combustion engine in one
- FIG. 14 shows a partial perspective cross section through the relevant components of an internal combustion engine according to the invention in a second embodiment
- FIG. 15 shows the crank mechanism of the internal combustion engine according to FIG. 14 in a side view
- FIG. 16 shows the detail marked XVI in FIG. 15 in enlarged and partially cutaway view
- Fig. 17 in isolation, the for a change in the compression of the
- FIG. 18 shows the components according to FIG. 17 in a further perspective view.
- FIGS. 1 to 13 show an internal combustion engine according to the invention, for example a gasoline or diesel engine, in a first embodiment.
- This comprises, according to FIG. 1, a cylinder crankcase 10, within which one or more cylinders 12 are formed.
- a cylinder crankcase 10 within which one or more cylinders 12 are formed.
- an unillustrated cylinder head connects to this, while the lower end of the cylinder crankcase 10 is provided for connection to an oil pan, also not shown.
- An oil pan also not shown.
- Crankshaft 14 of the internal combustion engine receiving crankshaft space 16 would then be formed substantially fully closed.
- a piston 18 is movably mounted axially (with respect to a longitudinal axis 20 of the cylinder 12 and the piston 18).
- An upper side of the piston 18, the so-called piston crown defines with the cylinder head a combustion chamber in which a fuel / fresh gas mixture is burned during a working cycle during operation of the internal combustion engine in order to perform work.
- a pressure increase within the combustion chamber as a result of the combustion leads in a known manner to a downward movement of the piston 18, which is translated by means of a connecting rod 22 into a rotational movement of the crankshaft 14 rotatably mounted within the cylinder crankcase 10.
- the upper end of the connecting rod 22 is pivotally mounted on the piston 18, for which purpose the connecting rod 22 forms a first, so-called small connecting rod eye 38 (see Fig. 15) which rotatably receives a piston pin 24 of the piston 18. Furthermore, the lower end of the connecting rod 22 with a there also formed, so-called large connecting rod eye 26 (see.
- crank pin 30 arranged decentrally with respect to an axis of rotation 28 of the crankshaft 14 (cf., in particular, Fig. 15), so that the pressure forces acting on the piston crown, which are transmitted to the crank pin 30 via the connecting rod 22, generate a torque about the axis of rotation 28 of the crankshaft 14.
- crankshaft 14 comprises cylindrical bearing sections 32 which are arranged coaxially with respect to the axis of rotation 28 of the crankshaft 14 and, on the one hand, the connection of adjacent crankpins 30 (in a multi-cylinder internal combustion engine) with one another and, on the other hand, at least partially serve the rotatable mounting of the crankshaft 14 within the cylinder crankcase 10.
- crank webs 34 which connect the crank pin 30 with the bearing portions 32, and the other the crank webs 34 with respect to the Form rotational axis 28 radially opposite balancing masses 36, whereby free mass forces and
- the (each) eccentric sleeve 40 comprises a tubular support portion 42, the cylindrical inner surface of which serves as a sliding surface for the rotational support of the crankpin 30 received therein and the cylindrical surface thereof Outer surface serves as a sliding surface for the rotary bearing of the eccentric sleeve 40 within the large connecting rod 26 of the associated connecting rod 22.
- the inner and the outer surface of the bearing portion 42 are not coaxial but radially offset by a defined distance from each other, whereby the distance between the pivot or rotation axis 44 of the small connecting rod to the axis of rotation 46 of the cylindrical inner surface of the eccentric sleeve and thus the distance between the piston 18 and the associated crank pin 30 in response to the Drehauscardi the eccentric sleeve 40 within the large connecting rod 26 changes.
- Eccentric sleeve 40 in each case a limiting section 48 via, each of a
- Ring disc is formed, which extends from the storage portion 42 radially outward and thereby limits a mobility of the eccentric sleeve 40 within the large connecting rod 26 in the axial direction with respect to the longitudinal axis 50 of the large connecting rod 26.
- the rotatability of the eccentric sleeve 40 can be blocked within the large connecting rod eye 26 of the connecting rod 22 in two defined Drehauscardien, wherein provided in the present embodiment, the two Drehauscardien the smallest and the largest distance between the piston 18 and the associated crank pin 30 correspond.
- the blocking device 52 comprises two mutually coaxially aligned blocking elements 56 which are displaceably arranged within a cylindrical receiving opening 54 of the connecting rod 22.
- the receiving opening 54 is at the outermost end (forming the large connecting-rod eye 26). End of the connecting rod 22 and thus positioned in extension of a connecting rod shaft 58 of the connecting rod 22.
- the longitudinal axis 60 of the connecting rod 22 passes through the receiving opening 54 and in particular also crosses the longitudinal axis of the receiving opening 54.
- a biased spring element 62 is arranged in the form of a cylindrical helical spring, the 56 and the two locking elements away from each other in the direction of the associated end of the receiving opening 54 and in the direction of the adjoining boundary portion 48 of the eccentric sleeve 40th
- the axial mobility of the locking elements 56 within the receiving opening 54 is variably limited in dependence on the position of an actuating element 64.
- a driving projection 66 of the actuating element 64 shown in isolation in FIG. 13 engages in a (with respect to the longitudinal axis of the receiving opening 54 or the
- Receiving opening 54 limited and this on the other for a change of the
- Compression ratio in which the internal combustion engine can be operated can be moved by switching the operating member 64 between two actuation end positions within the receiving opening 54.
- FIGS. 7 and 8 show the actuating element 64 in a first embodiment
- FIGS. 9 and 11 show the actuating element 64 in the second actuation end position, in which the second of the locking elements 56, which is shown on the left in FIGS.
- Locking device 52 receiving portion of the connecting rod 22 can be seen.
- the wall thickness of the corresponding portion of the bearing portion 42 of the eccentric sleeve 40 is greater than in the Drehauscardi according to FIG. 1 1, whereby the distance between the crank pin 30 and the piston 22 in the
- Fig. 10 shows the positions of the locking elements 56 after switching of the actuating element 64 of the inter alia in Fig. 7 shown first Betschistsend ein in the example shown in FIG. 9 second Betschistsend too, but even before the eccentric sleeve 40 of the Drehausutter according to Fig. 8 has been rotated in the Drehausutter according to FIG. 1 1.
- Fig. 10 it is shown that the first blocking element 56 shown on the right is in a release position in which this out of engagement with the
- the second locking element 56 shown on the left is given the opportunity to move further in the direction of the corresponding end of the receiving opening 64, this movement being supported by the bias of the locking elements 56 supported by the movement of the first locking element 56 in the direction of the longitudinal axial Center of the receiving opening 64 further biased spring element 62 is effected.
- the eccentric sleeve 40 is not yet in the illustrated in Fig. 1 1 second
- Locking element 56 moves into the associated release position and the first locking element 56 is released, which in turn can engage in the associated locking recess 70 as soon as the eccentric sleeve has been rotated again by about 180 ° within the large connecting rod eye 26.
- the connecting rod 22 comprises two parts screwed together, one the small connecting rod 38, the connecting rod shaft 58 and a half of the large connecting rod eye 26 forming
- This bipartite of the connecting rod 22 in the region of the large connecting rod 26 allows the connection of the connecting rod 22 with the corresponding bearing pin 30 of the one-piece crankshaft 14 during assembly the internal combustion engine.
- Connecting rod cover 76 is perpendicular to the longitudinal axis 60 of the connecting rod 22nd
- the axis of rotation 50 of the eccentric sleeve 40 extends within the large connecting rod 26 within this parting plane, resulting in a radial orientation of this parting plane with respect to the large connecting rod 26.
- the screw of one of the screw connections 78 between the connecting rod main body 74 and the connecting rod cover 76 is used as a pivot pin for the actuating element 64.
- Cylinder crankcase 10 fastened actuating rail 90 as shown in FIGS. 1 to 3 is shown.
- the actuating rail 90 is shown in Fig. 1 in the manner of an exploded view spaced from the junction on the cylinder crankcase 10 and thus of its actual functional position within the crankshaft space 16.
- the actuating rail 90 In its actual functional position (see Figures 2 and 3), the actuating rail 90 is located so close to the axis of rotation 28 of the crankshaft 14, that the actuating element 64 connected to the connecting rod 22 with one of them
- Guide member 92 is disposed in the position corresponding to the bottom dead center of the piston 18 and at least over a defined angular range before reaching this position within a formed of two side walls of the operating rail guide groove 94.
- the width of the guide groove 94 assumes thereby starting from an inlet, i. the end at which the guide member 92 of the actuating element 64 enters the guide groove 94 in the context of each revolution of the crankshaft 14, continuously from.
- Guide element 92 to the groove bottom 96 of the guide groove 94 of the actuating rail 90 complies, remains substantially the same over the course of the movement of the guide member 92 within the guide groove 94. It is preferably provided that the
- the guide element 92 of the actuating element 64 will be in contact with one of the inside walls formed by the side walls of the actuating rail 90 during each revolution of the crankshaft 14
- the guide element 92 is guided at least at the end of the guide groove 94 substantially exactly in the middle between the two side walls. If, however, starting from such a starting position, the actuating rail 90 is pivoted by means of a not shown, driven by a likewise not shown engine control of the engine actuator in the corresponding other functional position, the guide member 92 of the contacted
- Actuator 64 the next entering the guide groove 94 through the
- Pivoting movement of the actuating element 64 is only so great that the detent ball 84 of the safety catch 80 is moved over the web 88 formed between the two detent recesses 86. The last, relatively small section of the pivoting movement of the
- Actuator 64 in its then intended Betjansend ein is achieved by the engagement of the detent ball 84 in the corresponding detent recess 88.
- the guide element 92 of the actuating element 64 is still far away from the guide surface 98 of the actuating rail 90 effecting the switchover and thus there is no contact with this or both sidewalls of the actuating rail 90 in the subsequent operation of the internal combustion engine.
- the guide surfaces 98 of the operating rail 920 are formed curved such that the guide member 92 of the actuating element 64 after switching the
- Actuating rail 90 runs in the tangential direction on the corresponding guide surface 98, whereby a switching of the actuating element 64 can be achieved with a uniformly increasing as possible force curve. This can have an advantageous effect on the life of the components involved and on the acoustic behavior of the internal combustion engine.
- Actuator 64 by means of the actuating rail 90 of one of
- the internal combustion engine according to the invention comprises two non-positively acting
- Coupling devices 100 by means of which the eccentric sleeve 40 is temporarily coupled to the crankshaft 14 in order to rotate the eccentric sleeve 40 relative to the connecting rod 22 and the large connecting rod eye 26.
- Each of the coupling devices 100 comprises a sickle-shaped or partially annular coupling element 102, which on the
- Coupling member 102 rotatably in the associated limiting portion 48 of
- Eccentric sleeve 40 is fixed and the coupling element extends, starting from this pivot bearing in the direction of rotation 106 of the eccentric sleeve, these in the operation of the Internal combustion engine (and in a blocking in one of the Drehausurgien) relative to the associated crank webs has (see Fig. 2 and 3).
- Coupling gap 104 in the radial direction to the outside which by a corresponding inclination of serving as a clutch surfaces (the eccentric sleeve 40 facing) inner sides of the crank webs 34 by an angle of approximately 3 ° relative to an orientation perpendicular to the axis of rotation 50 of the eccentric sleeve 40th is achieved within the large Pleuelauges 26 or the rotation axis 46 of the crank pin 30 within the eccentric sleeve 40.
- the cross section of each of the coupling elements 102 is correspondingly tapered or wedge-shaped, so that a parallel alignment of the
- Coupling surfaces of the coupling elements 102 to the coupling surfaces formed by the crank cheeks 34 results.
- the coupling elements 102 of both coupling devices 100 are each acted upon by a prestressed spring element 108 in the direction radially outward and thus in the narrowing coupling gap 104 inside.
- Clutch devices 100 achieved in the respective closed state.
- the coupling devices 100 are usually open by the coupling elements 102 are pivoted by a respective contact with a stop element 1 10 so far under further bias of the respective spring element 108 inward, that the smallest possible adhesion between at least the coupling surfaces of the crank webs 34 and the adjacent coupling surfaces of the coupling elements 102 is given.
- that coupling element 102 which is on the one
- Limiting portion 48 of the eccentric sleeve 40 is rotatably mounted in the result of the corresponding selected Betuschistsend ein of the actuating element 64 the associated locking element 56 engages in the locking recess 70, is deflected by means of an associated stop element 1 10 of the actuating element 64 inwardly, while a deflection of the respective other coupling element 102 by means of a passive, immovable stop element 1 10 takes place.
- Locking element 56 as already described with reference to Figures 10 and 1 1, in the locking recess 70 of the associated boundary portion 48 of the eccentric sleeve 40 and the
- Coupling elements 102 of both coupling devices 100 then run on the
- Actuator 64 disengaged second stop element 1 10 of the actuator 64 and on the other hand on the eccentric sleeve 40 on both sides superior passive stop element 1 10, which in turn under renewed bias of
- each of the locking recesses 70 with respect to an orbit of the associated locking element 56 has a larger dimension than that provided for engagement in the locking recess 70 part of the blocking element 56.
- the locking recesses 70 are as
- the blocking elements 56 can thus engage not only in a concrete Drehreraum but in a larger angular range in the associated locking recesses 70, so that this despite relatively high differential angular velocities and despite the inertia with which the locking elements 56 due to the spring load in the direction of
- Locking elements 56 in principle to a (limited) rotational mobility between the eccentric sleeve 40 and the large connecting rod eye 26. To eliminate this rotational mobility or at least reduce as much as possible each blocking element 56 is still attached to the connecting rod 22 and concretely the connecting rod cover 76, passive backlash element. 1 12, which, when the associated blocking element 56 at the respect to the
- Preload a spring element 1 14 are deflected.
- the two return blocking elements 1 12 in the connecting rod 22 are each attached to a free end of a leg of the formed in the form of a U-shaped leaf spring spring element 1 14 and the spring element 1 14 in the region arcuate portion in which it is not deflected, is attached to the actuator 64.
- connecting rod 22 in the region of the large connecting rod eye 26 and the eccentric sleeve 40 is formed of two parts or half shells, wherein the dividing plane 1 16 between these parts is preferably arranged such that the axis of rotation 46 of the
- Eccentric sleeve 40 within the large Pleuelauges 26 within this parting plane 1 16 extends.
- bearing openings and in particular the longitudinal axes thereof, which serve the pivotal mounting of the coupling elements 102 in the associated Begrenzungsabêten 48 of the eccentric sleeve 40, 16 are also arranged in this parting plane. The same applies to radially with respect to one of the axes of rotation 46, 50 of the eccentric sleeve aligned
- FIGS. 14 to 17 second embodiment of an internal combustion engine according to the invention differs from the first embodiment shown in FIGS. 1 to 13 essentially only in terms of the design of the coupling devices 100 and actively releasable for releasing the coupling devices 100 Einsteilvorraum.
- two positively acting coupling devices 100 are provided, each having a coupling element 102 which is resiliently acted upon in a closing the respective coupling device 100 and thus the eccentric sleeve 40 to a rotational movement of the crankshaft 14 coupling position. While in the embodiment according to FIGS. 1 to 13 coupling elements 102 are provided, which are acted upon by means of separate biased spring elements 108, the coupling elements 102 are formed in the embodiment according to FIGS. 14 to 17 itself elastically deflectable.
- each the helical spring-shaped coupling elements 102 is angled and supported with this angled section edge on the associated boundary portion 48 of the eccentric sleeve 40 from.
- the geometry of the spiral spring-shaped coupling elements 102 is selected such that they are elastically widened at a concern with the angled ends at the edges of the limiting sections 48 and thus biased, which leads to an endeavor of the coupling elements 102 to curl narrower or to a smaller diameter , This leads to a constructive elastic loading of the coupling elements 102, because they thereby automatically pull into the coupling gaps 104 (see FIG 34 cause, unless they are radially expanded by a stop against stop elements 1 10 and thus the frictional connection between the coupling elements 102 and the coupling surfaces of the crank webs 34 and the eccentric sleeve 40 is repealed.
- Eccentric sleeve 40 which are lockable by means of the locking device 52, one acts on one of the coupling elements 102, while at the same time the other coupling element 102 is radially expanded by contact with a passive stop element 1 10 (see Fig. 18), not by the actuating element 64th but are formed by the respective blocking element 56.
- a passive stop element 1 10 see Fig. 18
- the corresponding blocking element 56 which also engages in the associated locking recess 70 of the eccentric sleeve 40, as far as the
- Limiting portion 48 supported end of the corresponding coupling element 102 upon reaching the corresponding Drehauscardi the eccentric sleeve 40 on the in the
- Coupling gap 104 protruding part of the corresponding locking element 56 runs and thereby this coupling element 102 is radially expanded (see Fig. 17).
- the corresponding end of the other coupling element 102 runs on the outside on the associated passive stop element 1 10 and is also widened. Both are
- Coupling devices 100 open and a frictional connection between the eccentric sleeve 40 positively connected coupling elements 102 and the crank webs 34 of the crankshaft 14 is substantially interrupted.
- the actuating element 64 is switched over by means of the actuating rail 90 in accordance with the procedure in the internal combustion engine according to FIGS. 1 to 13, again the locking element 56 is in a locking position moved to a release position.
- this blocking element 56 no longer widened coupling element 102 then causes first alone a driving the eccentric sleeve 40 through the crankshaft 14, whereby in a first, relatively small portion of the rotation of the eccentric sleeve 40 relative to the large connecting rod eye 26 and the second coupling element 102 except Engagement with the passive stop element 1 10 is brought.
- This second coupling element 102 then also couples the eccentric sleeve 40 frictionally to the associated crank cheek 34 of the crankshaft 14.
- the second locking elements 56 engaging in the associated locking recess 70 upon reaching the other rotational orientation of the eccentric sleeve 40 then expands the associated coupling element 102 radially, while the other coupling element 102 is radially expanded by the associated passive stop element 1 10, so that in turn both
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Abstract
Bei einer Brennkraftmaschine mit einem Zylinder (12), einem innerhalb des Zylinders (12) beweglich geführten Kolben (18), einer Kurbelwelle (14) und einem den Kolben (18) mit einem Kurbelzapfen (30) der Kurbelwelle (14) verbindenden Pleuel (22), wobei innerhalb eines Pleuelauges (26) des Pleuels (22) eine den Kurbelzapfen (30) drehbar aufnehmende Exzenterhülse (40) drehbar gelagert ist, die in mindestens zwei Drehausrichtungen bezüglich des Pleuels (22) mittels einer Sperrvorrichtung (52) sperrbar ist, ist mindestens eine Kupplungsvorrichtung (100) vorgesehen, mittels der die Exzenterhülse (40) temporär an die Kurbelwelle (14) koppelbar ist, um die Exzenterhülse (40) relativ zu dem Pleuel (22) zu verdrehen. Dadurch kann eine Drehung der Kurbelwelle (14) beziehungsweise des Kurbelzapfens (30) relativ zu dem Pleuel (22) im Betrieb der Brennkraftmaschine ausgenutzt werden, um die Exzenterhülse (40) temporär mitzunehmen und dadurch schnell und sicher von der einen in die andere Drehausrichtung zu verdrehen.
Description
Beschreibung
Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Zylinder, einem innerhalb des
Zylinders beweglich geführten Kolben, einer Kurbelwelle und einem den Kolben mit einem Kurbelzapfen der Kurbelwelle verbindenden Pleuel, wobei innerhalb eines Pleuelauges des Pleuels eine den Kurbelzapfen drehbar aufnehmende Exzenterhülse drehbar gelagert ist, die in mindestens zwei Drehausrichtungen bezüglich des Pleuels mittels einer Sperrvorrichtung sperrbar ist.
Eine solche Brennkraftmaschine ermöglicht einen Betrieb mit einem veränderlichen
Verdichtungsverhältnis, das sich infolge eines in Abhängigkeit von der Drehausrichtung der Exzenterhülse ergebenden veränderlichen Abstands zwischen dem Kurbelzapfen und dem Kolben einstellt. Durch eine Anpassung des Verdichtungsverhältnisses an unterschiedliche Betriebszustände der Brennkraftmaschine können deren thermodynamische Funktion verbessert und somit insbesondere der Wirkungsgrad der Energieausnutzung und/oder die Leistungsabgabe in unterschiedlichen Lastbereichen verbessert werden.
Eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine ist beispielsweise aus der DE 197 03 948 C1 bekannt. Darin ist zudem offenbart, dass eine Verdrehung der Exzenterhülse zwischen den zwei vorgesehenen Drehausrichtungen normalerweise völlig selbsttätig durch die auf die Exzenterhülse infolge der Drehung der Kurbelwelle beziehungsweise der dazugehörigen Pleuelbewegung einwirkenden Kräfte erfolgt. Zusätzlich könne vorgesehen sein, in den Pleuel einen Hydraulikmotor zu integrieren, durch den ein Verdrehen der Exzenterhülse in einem nicht durch die Sperrvorrichtung gesperrten Zustand bewirkt werden könne.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass ein Verdrehen der Exzenterhülse bei einer
gattungsgemäßen Brennkraftmaschinen, das allein auf den sich aus dem Betrieb der
Brennkraftmaschine auf die Exzenterhülse einwirkenden Kräften beruhen soll, nicht zuverlässig oder zumindest nicht schnell genug funktioniert. Die weiterhin in der DE 197 03 948 C1 vorgeschlagene Integration eines Hydraulikmotors zur aktiven Verdrehung der Exzenterhülse ist einerseits konstruktiv sehr aufwendig und erhöht andererseits im erheblichen Maße die Masse des Pleuels, was insbesondere infolge der auch translatorischen Hin-und-her-Bewegung des Pleuels mit den dabei auftretenden großen Beschleunigungen problematisch ist.
Eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine ist weiterhin aus der EP 0 438 121 B1 bekannt. Darin wird jedoch nicht thematisiert, wie es zu einer Verdrehung der dortigen Exzenterhülse zwischen den zwei vorgesehenen Drehausrichtungen kommen soll.
Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit anzugeben, bei einer gattungsgemäßen Brennkraftmaschine ein sicheres und/oder schnelles Verdrehen der Exzenterhülse zwischen den mindestens zwei Drehausrichtungen zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird mittels einer Brennkraftmaschine gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.
Zur Lösung der Aufgabe ist bei einer Brennkraftmaschine, die zumindest einen Zylinder, einen innerhalb des Zylinders beweglich geführten Kolben, eine Kurbelwelle und einen den Kolben mit einem Kurbelzapfen der Kurbelwelle verbindenden Pleuel umfasst, wobei innerhalb eines Pleuelauges des Pleuels eine den Kurbelzapfen drehbar aufnehmende Exzenterhülse ihrerseits drehbar gelagert ist, die in mindestens zwei Drehausrichtungen bezüglich des Pleuels mittels einer Sperrvorrichtung bedarfsweise sperrbar ist, erfindungsgemäß eine Kupplungsvorrichtung vorgesehen, mittels der die Exzenterhülse temporär an die Kurbelwelle und insbesondere an eine oder beide Wangen des Kurbelzapfens koppelbar ist, um die Exzenterhülse relativ zu dem Pleuel zu verdrehen.
Erfindungsgemäß wird demnach eine Drehung der Kurbelwelle beziehungsweise des
Kurbelzapfens relativ zu dem Pleuel im Betrieb der Brennkraftmaschine ausgenutzt, um die Exzenterhülse temporär mitzunehmen und dadurch schnell und sicher von der einen in die andere Drehausrichtung zu verdrehen. Dies erfolgt vorzugsweise immer dann, wenn die Exzenterhülse nicht in einer der Drehausrichtungen mittels der Sperrvorrichtung gesperrt ist. Da eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine normalerweise stets in einer Drehrichtung rotiert, erfolgt somit auch ein Verdrehen der Exzenterhülse stets in einer (derselben) Drehrichtung relativ zu dem Pleuel.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann vorgesehen sein, dass die Kupplungsvorrichtung (besonders bevorzugt ausschließlich)
kraftschlüssig wirkt. Dadurch kann sich insbesondere die konstruktive Ausgestaltung der Kupplungsvorrichtung vereinfachen und ein schlagartiges Mitnehmen der Exzenterhülse durch die Kurbelwelle, wie dies bei einer ebenfalls denkbaren formschlüssig wirkenden
Kupplungsvorrichtung der Fall sein könnte, kann dadurch vermieden werden. Dieser Aspekt kann insbesondere relevant sein, weil in einem Betrieb einer gattungsgemäßen
Brennkraftmaschinen große Differenzwinkelgeschwindigkeiten zwischen der in einer der Drehausrichtungen drehfest bezüglich des Pleuels angeordneten Exzenterhülse und der Kurbelwelle beziehungsweise der oder den Wangen des dazugehörigen Kurbelzapfens der Kurbelwelle vorliegen können.
Eine solche kraftschlüssig wirkende Kupplungsvorrichtung kann in einer bevorzugten
Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass die Kurbelwelle und die Exzenterhülse jeweils eine Kupplungsfläche aufweisen, die einen Kupplungsspalt mit in einer radialen Richtung (d.h. radial nach innen oder radial nach außen bezüglich der Drehachse der Exzenterhülse innerhalb des Pleuelauges) abnehmender Spaltbreite ausbilden, wobei ein Kupplungselement in eine erste Stellung und eine zweite Stellung bringbar ist, die sich hinsichtlich der radialen Position innerhalb des Kupplungsspalts und damit hinsichtlich des Anpressdrucks zwischen dem Kupplungselement und den
Kupplungsflächen der Exzenterhülse und der Kurbelwelle unterscheiden. Eine solche
Kupplungsvorrichtung wird demnach radial betätigt, wirkt jedoch primär in axialer Richtung, d.h. die normal gerichteten Druckkräfte, die in den kontaktierenden Kupplungsflächen einen Kraftschluss bewirken, sind zumindest mehr in axialer Richtung bezüglich der Drehachse der Exzenterhülse innerhalb des Pleuelauges als radial dazu ausgerichtet.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die erste Stellung des Kupplungselements durch einen relativ großen Anpressdruck und die zweite Stellung durch einen relativ kleinen
Anpressdruck gekennzeichnet ist. Weiterhin bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Anpressdruck in einer (insbesondere der ersten) der Stellungen des Kupplungselements so groß ist, dass sich eine im Wesentlichen schlupffreie Mitnahme der Exzenterhülse durch die Kurbelwelle einstellt. Ebenfalls bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Anpressdruck in der anderen (insbesondere der zweiten) der Stellungen des Kupplungselements möglichst gering und insbesondere im Wesentlichen null ist, so das in vorteilhafter Weise Reibungsverluste infolge einer kontaktierenden Relativbewegung zwischen den Kupplungsflächen einerseits und dem Kupplungselement andererseits so weit wie möglich vermieden werden, wenn die
Sperrvorrichtung in einer der Drehausrichtungen bezüglich des Pleuels mittels der
Sperrvorrichtung gesperrt ist und folglich die Brennkraftmaschine mit temporär unverändertem Verdichtungsverhältnis betrieben wird.
In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die kraftschlüssig wirkende Kupplungsvorrichtung selbstverstärkend ausgebildet ist, so dass Reibungskräfte, die zwischen den Kupplungsflächen der Kurbelwelle und der Exzenterhülse einerseits und des Kupplungselements andererseits infolge einer Ausgangsbelastung wirken, aus insbesondere geometrischen Gründen ein weitergehendes Einziehen des Kupplungselements in den schmaler werdenden Kupplungsspalt bewirken, was mit einer entsprechenden Erhöhung des Anpressdrucks einhergeht. Mittels einer solchen Kupplungsvorrichtung können mit einer relativ geringen Ausgangsbelastung relativ hohe und insbesondere sich bis zu einer schlupffreien Koppelung selbst verstärkende Reibungskräfte erzeugt werden. Die Ausgangsbelastung für das Kupplungselement einer solchen Kupplungsvorrichtung kann sich insbesondere aus einer elastischen Beaufschlagung des Kupplungselements ergeben. Alternativ oder zusätzlich dazu kann sich diese auch infolge von Trägheitskräften (insbesondere Gravitations- und/oder Fliehkräfte) ergeben. Ebenfalls kann vorgesehen sein, diese Ausgangsbelastung aktiv mittels eines Aktors aufzubringen.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Kupplungsfläche(n) der Kurbelwelle und/oder der Exzenterhülse (und vorzugsweise auch eine oder mehrere Kupplungsflächen des
Kupplungselements) in einem Winkel bezüglich derjenigen Ebene, die radial zu der Drehachse der Exzenterhülse innerhalb des Pleuelauges ausgerichtet ist, ausgerichtet sind, der < 5° und vorzugsweise ca. 3° beträgt. Kleinere Winkel können bei bestimmten Ausgestaltungen der Kupplungsvorrichtung eine so große selbsthemmende Wirkung für das infolge der
Reibungskräfte weiter in den Kupplungsspalt gezogenen Kupplungselements bewirken, dass dadurch ein sicheres Lösen der Kupplungsvorrichtung erheblich erschwert wird. Bei einem zu großen Winkel können dagegen relativ große radial gerichtete Kräfte erforderlich sein, um den erforderlichen Anpressdruck zwischen den Kupplungsflächen der Exzenterhülse und der Kurbelwelle und des Kupplungselements zu erreichen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann zudem vorgesehen sein, dass das Kupplungselement elastisch beaufschlagbar ist. Darunter ist zu verstehen, dass das Kupplungselement mittels eines vorspannbaren Federelements, bei dem es sich auch um das Kupplungselement selbst handeln kann, in Richtung einer Bewegung des Kupplungselements in eine der Stellungen beaufschlagbar ist. Eine solche elastische
Beaufschlagung kann dafür sorgen, dass sich das Kupplungselement selbsttätig in eine
Ausgangsstellung bewegt, solange dieses nicht durch eine Maßnahme anderweitig beeinflusst wird.
In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung einer solchen erfindungsgemäßen
Brennkraftmaschine kann dann noch vorgesehen sein, dass das Kupplungselement die erste Stellung im elastisch nicht-beaufschlagten Zustand oder infolge einer konstruktiven elastischen Beaufschlagung einnimmt, während die zweite Stellung mittels einer aktivierbaren
Einsteilvorrichtung einstellbar ist. Dabei kann die erste Stellung insbesondere diejenige sein, in der der Anpressdruck zwischen den Kupplungsflächen der Exzenterhülse und der Kurbelwelle einerseits und des Kupplungselements andererseits höher als derjenige in der zweiten Stellung ist. Als eine„konstruktive elastische Beaufschlagung" wird eine Vorspannung des das
Kupplungselement beaufschlagenden Federelements (beziehungsweise des selbst elastisch ausgelenkten Kupplungselements) verstanden, die sich ohne aktive Beeinflussung des
Federelements infolge einer konstruktiven Integration in die Kupplungsvorrichtung durch eine Abstützung von zwei Abschnitten, insbesondere Endabschnitten, des Federelements an Elementen der Kupplungsvorrichtung einstellt.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Einsteilvorrichtung ein verstellbares
Anschlagelement für das Kupplungselement aufweist. Dies kann weiterhin bevorzugt derart ausgebildet sein, dass das Anschlagelement aktivierbar und deaktiverbar ist, wobei es im aktivierten Zustand einen Anschlag für das Kupplungselement ausbildet und im deaktivierten Zustand keinen Anschlag für das Kupplungselement ausbildet. Dazu kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass bei deaktiviertem Anschlagelement das Kupplungselement infolge eines elastisch nicht-beaufschlagten Zustands oder einer konstruktiven elastischen Beaufschlagung so weit in den Kupplungsspalt hinein bewegt ist, dass (gegebenenfalls in Verbindung mit einer selbstverstärkenden Wirkung der Kupplungsvorrichtung) die Exzenterhülse von der Kurbelwelle mitgenommen und somit gegenüber dem Pleuelauge verdreht wird, während bei einem aktivierten Anschlagelement ein auf dieses infolge der Verdrehung der Exzenterhülse auftreffender Abschnitt des Kupplungselements dazu führt, dass dieses so weit aus dem schmaler werdenden Kupplungsspalt herausgeführt wird, dass keine Mitnahme der
Exzenterhülse durch die Kurbelwelle mehr erfolgt und insbesondere im Wesentlichen auch keine relevante Reibung zwischen den Kupplungsflächen der Exzenterhülse und der
Kurbelwelle einerseits und des Kupplungselements andererseits mehr gegeben ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann vorgesehen sein, dass das Kupplungselement Kupplungsflächen ausbildet, die zu den
Kupplungsflächen der Kurbelwelle und der Exzenterhülse (jeweils) parallel ausgerichtet sind. Dadurch kann eine vorteilhafte kraftschlüssige Wirkung zwischen den jeweils
zusammenwirkenden Kupplungsflächen erreicht werden.
Weiterhin bevorzugt kann vorgesehen sein, dass ein (vorzugsweise formschlüssig wirkendes) Sperrelement der Sperrvorrichtung auch als Anschlagelement der Kupplungsvorrichtung dient. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn mittels des Anschlagelements ein Lösen der Kupplungsvorrichtung (d.h. eine Verringerung oder Aufhebung der kraftschlüssigen Wirkung) erreicht werden soll, weil dies bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine gleichzeitig mit einer durch die Sperrvorrichtung bewirkten Sperrung der Exzenterhülse in einer der
Drehausrichtungen bezüglich des Pleuels erfolgen soll. Für das Sperrelement kann demnach eine konstruktiv vorteilhafte Doppelfunktion realisiert werden.
Weiterhin kann für die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine vorgesehen sein, dass ein/das (vorzugsweise an dem Pleuel verschiebbar gelagerte) Sperrelement der Sperrvorrichtung in eine Sperrvertiefung des Pleuels oder (vorzugsweise) der Exzenterhülse bewegbar ist, wobei die Sperrvertiefung bezüglich einer Umlaufbahn des Sperrelements, auf der dieses relativ zu dem die Sperrvertiefung ausbildenden Bauteil bei einer Relativdrehung zwischen der
Exzenterhülse und dem Pleuel umläuft, eine (vorzugsweise mindestens 50%, besonders bevorzugt mindestens 100%) größere Abmessung als der für ein Eingreifen in die
Sperrvertiefung vorgesehene Teil des Sperrelements aufweist. Der Begriff„Sperrvertiefung" soll dabei auch Durchgangsöffnungen erfassen, in die das Sperrelement oder zumindest ein Teil davon zur Ausbildung einer formschlüssig wirkenden Sperre eingreifen kann. Eine solche bezüglich der Umlaufbahn des Sperrelements relativ große Sperrvertiefung kann ein sicheres Eingreifen des Sperrelements auch bei großen Relativwinkelgeschwindigkeiten zwischen dem Sperrelement und dem die Sperrvertiefung ausbildenden Bauteil gewährleisten.
Um eine Beweglichkeit zwischen dem Sperrelement beziehungsweise dem das Sperrelement tragenden Bauteil (insbesondere dem Pleuel) und dem die Sperrvertiefung ausbildenden Bauteil (insbesondere der Exzenterhülse) bei in die Sperrvertiefung eingreifendem
Sperrelement trotz einer solchen relativ großen Sperrvertiefung möglichst zu vermeiden oder zu beschränken, kann vorzugsweise weiterhin ein Rücklaufsperrelement vorgesehen sein, das gemeinsam mit dem Sperrelement in die Sperrvertiefung eingreifen kann und dadurch einen Abschnitt der Sperrvertiefung, in dem das Sperrelement nach dem Eingreifen in die
Sperrvertiefung nicht angeordnet ist, ausfüllen kann. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass das Sperrelement sowie das Rücklaufsperrelement, wenn diese beide in die Sperrvertiefung
eingreifen, die Sperrvertiefung nicht vollständig ausfüllen, weil zwischen diesen ein Abstand ausgebildet ist. Das Sperrelement verhindert dann eine Relativdrehung der Exzenterhülse zu dem Pleuel in einer der Drehrichtungen durch ein Anschlagen an dem einen Ende (bezüglich der Erstreckung entlang der Umlaufbahn) der Sperrvertiefung und das Rücklaufsperrelement eine Relativdrehung in der anderen Drehrichtung durch ein Anschlagen an dem
entsprechenden anderen Ende der Sperrvertiefung.
Um eine automatische Funktion des Rücklaufsperrelements zu erreichen kann vorgesehen sein, dass dieses auf der dem Sperrelement zugewandten Seite derart abgeschrägt ausgebildet ist, dass dieses infolge eines Kontakts mit dem Rand der Sperrvertiefung aus der
Sperrvertiefung heraus bewegbar ist, wobei dieses Herausbewegen weiterhin bevorzugt zu einer (zunehmenden) Vorspannung eines Federelements führt. Diese Vorspannung des Federelements kann dann ein erneutes Eingreifen des Rücklaufsperrelement in die/eine Sperrvertiefung gewährleisten, wenn diese erneut oder eine andere Sperrvertiefung infolge einer Verdrehung der Exzenterhülse entsprechend zu dem Rücklaufsperrelement positioniert ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit aktiver Einsteilvorrichtung können mindestens zwei Kupplungsvorrichtungen vorgesehen sein, wobei die zweite (insbesondere gelöste) Stellung des Kupplungselements einer ersten der
Kupplungsvorrichtungen mittels der Einsteilvorrichtung in einer ersten Drehausrichtung der Exzenterhülse bezüglich des Pleuels einstellbar ist und die zweite (insbesondere gelöste) Stellung des Kupplungselements einer zweiten der Kupplungsvorrichtungen mittels der
Einsteilvorrichtung in einer zweiten Drehausrichtung der Exzenterhülse bezüglich des Pleuels einstellbar ist. Eine solche Ausgestaltung kann ein Bewirken oder Unterbinden eines
Mitnehmens der Exzenterhülse durch die Kurbelwelle in den mindestens zwei
Drehausrichtungen oder aus diesen Drehausrichtungen heraus vereinfachen und insbesondere durch eine vergleichsweise einfach ausgestaltete Sperr- und/oder Einsteilvorrichtung ermöglichen.
Insbesondere kann dadurch auch ermöglicht werden, dass ein (gegebenenfalls als
Anschlagelement dienendes) erstes Sperrelement der Sperrvorrichtung, mittels dessen die Exzenterhülse in einer ersten Drehausrichtung bezüglich des Pleuels sperrbar ist, und ein (gegebenenfalls als Anschlagelement dienendes) zweites Sperrelement der Sperrvorrichtung, mittels dessen die Exzenterhülse in einer zweiten Drehausrichtung bezüglich des Pleuels sperrbar ist, mittels eines gemeinsamen Betätigungselements alternierend betätigbar sind.
Das Betätigungselement kann dabei vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass dieses um einen Schwenkbolzen schwenkbar ist, der Teil einer Verschraubung ist, mit der zwei das Pleuelauge ausbildende Teile des Pleuels verbunden sind. Das Betätigungselement wäre dann Teil des Pleuels und würde im Betrieb der Brennkraftmaschine mit diesem mitbewegt werden. Durch eine Nutzung einer Verschraubung, mit der ein in bekannter Weise zweigeteiltes
Pleuelauge zusammengehalten ist, als Drehlagerelement für das Betätigungselement kann eine Zusatzmasse, die sich aus der Integration des Betätigungselements in den Pleuel ergibt, gering gehalten werden.
In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann zudem vorgesehen sein, dass das Betätigungselement auch als Anschlagelement der Kupplungsvorrichtungen dient, mittels dessen die Kupplungselemente vorzugsweise in die jeweils einem gelösten Zustand der dazugehörigen Kupplungsvorrichtung entsprechende Stellung bewegt werden können. Diese Doppelfunktion für das Betätigungselement kann zu einer relativ einfachen konstruktiven Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Brennkraftmaschine führen.
Insbesondere zum Erreichen einer möglichst sicheren Sperrung der Exzenterhülse in einer der Drehausrichtungen bezüglich des Pleuels kann vorgesehen sein, dass das Betätigungselement in zwei Betätigungsendstellungen mittels einer Rastsicherung lagesicherbar ist. Diese
Rastsicherung ist dabei vorzugsweise derart ausgelegt, dass diese durch eine aktive
Einwirkung mit dem Ziel eines Umschaltens des Betätigungselements durch ausschließlich eine Krafteinwirkung lösbar ist, hierzu jedoch Kräfte erforderlich sind, die in einem normalen Betrieb der Brennkraftmaschine nicht in der entsprechenden Richtung auf das Betätigungselement einwirken.
Eine Betätigung des Betätigungselements kann vorzugsweise mittels einer Betätigungsschiene erfolgen. Als„Betätigungsschiene" wird dabei ein Führungselement verstanden, das derart positioniert oder positionierbar ist, dass das Betätigungselement bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle zumindest abschnittsweise an diesem entlang bewegt wird, wobei dieses zur Betätigung des Betätigungselements von einer ersten Position in eine zweite Position bewegbar ist. Nach einem solchen Bewegen der Betätigungsschiene führt ein sich anschließendes Entlangbewegen des Betätigungselements zu einem Kontakt mit einer Führungsfläche der Betätigungsschiene, wodurch das Betätigungselement verschoben oder verschwenkt und dadurch umgeschaltet wird. Die Betätigungsschiene kann dazu vorzugsweise an einem
Gehäuse der Brennkraftmaschine befestigt sein oder wird zumindest infolge einer andersartigen Befestigung nicht mit der Kurbelwelle oder dem Pleuel mitbewegt, so dass sich durch die Betätigungsschiene keine Erhöhung von für den Betrieb der Brennkraftmaschine bewegten Massen ergibt. Besonders bevorzugt kann dabei vorgesehen sein, dass die Betätigungsschiene schwenkbar an insbesondere einem Gehäuse der Brennkraftmaschine befestigt ist, weil dadurch gegenüber einer ebenfalls möglichen Ausgestaltung mit einer verschiebbar an insbesondere dem Gehäuse befestigten Betätigungsschiene eine vereinfachte Betätigung mittels eines der Betätigungsschiene zugeordneten (beispielsweise hydraulischen,
pneumatischen, elektromotorischen oder elektromagnetischen) Aktuators ermöglicht werden kann.
Für eine möglichst stoßfreie Betätigung des Betätigungselements durch die Betätigungsschiene kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Betätigungsschiene eine beidseitig bogenförmig zulaufende (d.h. schmaler werdenden) Führungsnut für das Betätigungselement ausbildet. Dabei kann die Bogenform vorzugsweise derart ausgebildet sein, dass die Bewegungsrichtung des Betätigungselements, solange dieses entlang der Betätigungsschiene bewegt wird, jederzeit möglichst tangential dazu ausgerichtet ist.
Weiterhin bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die vorzugsweise bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine vorgesehene Rastsicherung für das Betätigungselement derart ausgebildet ist, dass das Betätigungselement die Betätigungsschiene in den Betätigungsendstellungen nicht kontaktiert. Reibungsverluste infolge eines zyklischen Schleifens des Betätigungselements entlang der Führungsschiene, wenn sich das Betätigungselement in einer seiner
Betätigungsendstellungen befindet (was immer dann der Fall sein kann, wenn gerade keine Umschaltung des Verdichtungsverhältnisses der Brennkraftmaschine erfolgt, und somit während des größten Teils der Betriebszeit der Brennkraftmaschine), können dadurch vermieden werden, was sich nicht nur positiv auf den Verschleiß des Betätigungselements und der Betätigungsschiene sondern auch auf das akustische Verhalten der Brennkraftmaschine auswirken kann.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung einer mit mindestens zwei
Kupplungsvorrichtungen versehenen erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine kann
vorgesehen sein, dass
- in der ersten Drehausrichtung der Exzenterhülse bezüglich des Pleuels, in der die zweite Stellung des Kupplungselements der ersten Kupplungsvorrichtung mittels der dazugehörigen
Einsteilvorrichtung eingestellt ist, die zweite Stellung des Kupplungselements der zweiten Kupplungsvorrichtung mittels eines passiven Einstellelements eingestellt ist und
- in der zweiten Drehausrichtung der Exzenterhülse bezüglich des Pleuels, in der die zweite Stellung des Kupplungselements der zweiten Kupplungsvorrichtung mittels der
dazugehörigen Einsteilvorrichtung eingestellt ist, die zweite Stellung des Kupplungselements der ersten Kupplungsvorrichtung mittels eines passiven Einstellelements eingestellt ist.
Dadurch wird insbesondere ermöglicht, dass in jeder der Drehausrichtungen lediglich eine der Kupplungsvorrichtungen aktiv beeinflusst werden muss, um diese geöffnet zu halten oder zu schließen, während die andere Kupplungsvorrichtung durch das passive Einstellelement ausschließlich infolge der jeweiligen Drehausrichtung der Exzenterhülse selbsttätig offen gehalten wird. Wird dann die in der jeweiligen Drehausrichtung aktiv beeinflusste
Kupplungsvorrichtung geschlossen, kann die durch diese Kupplungsvorrichtung bewirkte Mitnahme der Exzenterhülse (in einem relativ kleinen Winkelbereich der Drehung der
Exzenterhülse bezüglich des Pleuels) zu einem Überwinden des die andere
Kupplungsvorrichtung offen haltenden passiven Einstellelement bewirken, so dass
anschließend beide Kupplungsvorrichtungen das Mitnehmen der Exzenterhülse durch die Kurbelwelle sicherstellen, bis die entsprechende andere Drehausrichtung erreicht ist. Dann kann die zuvor mittels des passiven Einstellelements offen gehaltene Kupplungsvorrichtung aktiv beeinflusst werden, während die zuvor aktiv beeinflusste Kupplungsvorrichtung durch das dazugehörige passive Einstellelement offen gehalten wird.
In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine mit (mindestens) zwei Sperrelementen, die von einem gemeinsamen Betätigungselement alternierend betätigbar sind, kann zudem vorgesehen sein, dass
- in einer der Drehausrichtungen der Exzenterhülse relativ zu dem Pleuel das zweite
Sperrelement mittels des Betätigungselements in einer Lösestellung gehalten wird, während das erste Sperrelement mittels eines zwischen den Sperrelementen abgestützten
Federelements in eine (die Exzenterhülse in einer der Drehausrichtungen sperrenden) Sperrposition beaufschlagt ist und
- in einer/der anderen Drehausrichtung der Exzenterhülse relativ zu dem Pleuel das erste Sperrelement mittels des Betätigungselements in einer Lösestellung gehalten wird, während das zweite Sperrelement mittels des Federelements in eine Sperrposition beaufschlagt ist.
Dadurch kann eine konstruktiv vorteilhafte Ausgestaltung für das zur Betätigung beider
Sperrelemente vorgesehene Betätigungselement erreicht werden.
Die unbestimmten Artikel („ein",„eine",„einer" und„eines"), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte
Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 : einen teilweisen perspektivischen Querschnitt durch die relevanten Komponenten einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2: in isolierter Darstellung die für eine Veränderung der Verdichtung der
Brennkraftmaschine relevanten Komponenten in einer perspektivischen Ansicht;
Fig. 3: die Komponenten gemäß der Fig. 2 in einer weiteren perspektivischen Ansicht;
Fig. 4: die Komponenten gemäß den Fig. 2 und 3 (jedoch ohne Betätigungsschiene der
Brennkraftmaschine) in einer weiteren perspektivischen Ansicht;
Fig. 5: die Komponenten gemäß der Fig. 4 in einer weiteren perspektivischen Ansicht;
Fig. 6: die Komponenten gemäß den Fig. 4 und 5 in einer weiteren perspektivischen Ansicht;
Fig. 7: in einem Ausschnitt eine Ansicht von unten auf die Komponenten gemäß den Fig. 4 bis 6 mit einem Betätigungselement der Brennkraftmaschine in einer ersten
Betätigungsendstellung;
Fig. 8: einen Radialschnitt durch einen Abschnitt einer Kurbelwelle, eines Pleuels, einer
Exzenterhülse, einer Einstell- und einer Sperrvorrichtung sowie zwei
Kupplungsvorrichtungen der Brennkraftmaschine, wobei sich ein erstes Sperrelement der Sperrvorrichtung in einer Sperrstellung und ein zweites Sperrelement der
Sperrvorrichtung in einer Lösestellung befindet;
Fig. 9: eine Ansicht gemäß der Fig. 7 mit dem Betätigungselement in einer zweiten
Betätigungsendstellung;
eine Ansicht gemäß der Fig. 8, wobei sich nunmehr jedoch das erste Sperrelement in einer Lösestellung und das zweite Sperrelement in einer Zwischenstellung befindet; eine Ansicht gemäß der Fig. 10, wobei sich nunmehr jedoch das zweite Sperrelement in einer Sperrstellung befindet; einen Querschnitt durch die Komponenten gemäß den Fig. 7 bis 1 1 ;
Fig. 13: in isolierter Darstellung das Betätigungselement der Brennkraftmaschine in einer
perspektivischen Ansicht;
Fig. 14: einen teilweisen perspektivischen Querschnitt durch die relevanten Komponenten einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 15: den Kurbeltrieb der Brennkraftmaschine gemäß der Fig. 14 in einer Seitenansicht;
Fig. 16: den in der Fig. 15 mit XVI gekennzeichneten Ausschnitt in vergrößerter und teilweise geschnittener Darstellung;
Fig. 17: in isolierter Darstellung die für eine Veränderung der Verdichtung der
Brennkraftmaschine relevanten Komponenten (mit Ausnahme der Kurbelwelle) der Brennkraftmaschine gemäß der Fig. 14 in einer perspektivischen Ansicht; und
Fig. 18: die Komponenten gemäß der Fig. 17 in einer weiteren perspektivischen Ansicht.
Die Fig. 1 bis 13 zeigen eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine, beispielsweise einen Otto- oder Dieselmotor, in einer ersten Ausführungsform. Diese umfasst gemäß der Fig. 1 ein Zylinderkurbelgehäuse 10, innerhalb dessen ein oder mehrere Zylinder 12 ausgebildet sind. An dem in der Fig. 1 oberen Ende des Zylinderkurbelgehäuses 10 schließt sich an dieses ein nicht dargestellter Zylinderkopf an, während das untere Ende des Zylinderkurbelgehäuses 10 zur Verbindung mit einer ebenfalls nicht dargestellten Ölwanne vorgesehen ist. Ein eine
Kurbelwelle 14 der Brennkraftmaschine aufnehmender Kurbelwellenraum 16 wäre dann im Wesentlichen vollumfänglich geschlossen ausgebildet.
Innerhalb des (beziehungsweise jedes) Zylinders 12 ist ein Kolben 18 axial (bezüglich einer Längsachse 20 des Zylinders 12 und des Kolbens 18) beweglich gelagert. Eine Oberseite des Kolbens 18, der sogenannte Kolbenboden, begrenzt mit dem Zylinderkopf einen Brennraum, in dem während eines Arbeitstaktes im Betrieb der Brennkraftmaschine ein Kraftstoff-Frischgas- Gemisch verbrannt wird, um Arbeit zu verrichten. Eine infolge der Verbrennung erfolgende Druckerhöhung innerhalb des Brennraums führt in bekannter Weise zu einer nach unten gerichteten Bewegung des Kolbens 18, die mittels eines Pleuels 22 in eine Drehbewegung der drehbar innerhalb des Zylinderkurbelgehäuses 10 gelagerten Kurbelwelle 14 übersetzt wird. Hierzu ist das obere Ende des Pleuels 22 schwenkbar an dem Kolben 18 gelagert, wozu der Pleuel 22 ein erstes, sogenanntes kleines Pleuelauge 38 (vgl. Fig. 15) ausbildet, das einen Kolbenbolzen 24 des Kolbens 18 drehbar aufnimmt. Weiterhin ist das untere Ende des Pleuels 22 mit einem dort ebenfalls ausgebildeten, sogenannten großen Pleuelauge 26 (vgl.
beispielsweise Fig. 2) drehbar an einem dezentral bezüglich einer Rotationsachse 28 der Kurbelwelle 14 angeordneten Kurbelzapfen 30 gelagert (vgl. insbesondere Fig. 15), so dass die auf den Kolbenboden wirkenden Druckkräfte, die über den Pleuel 22 auf den Kurbelzapfen 30 übertragen werden, ein Drehmoment um die Rotationsachse 28 der Kurbelwelle 14 erzeugen.
Wie sich dies insbesondere aus der Fig. 15 ergibt, umfasst eine solche Kurbelwelle 14 zylindrische Lagerabschnitte 32, die bezüglich der Rotationsachse 28 der Kurbelwelle 14 koaxial angeordnet sind und zum einen der Verbindung benachbarter Kurbelzapfen 30 (bei einer mehrzylindrigen Brennkraftmaschine) miteinander und zum anderen zumindest teilweise der drehbaren Lagerung der Kurbelwelle 14 innerhalb des Zylinderkurbelgehäuses 10 dienen. Die innerhalb der großen Pleuelaugen 26 der Pleuel 22 drehbar gelagerten Kurbelzapfen 30 sind beidseitig von scheibenförmigen Abschnitten der Kurbelwelle begrenzt, die zum einen die sogenannten Kurbelwangen 34 ausbilden, die die Kurbelzapfen 30 mit den Lagerabschnitten 32 verbinden, und die zum anderen den Kurbelwangen 34 bezüglich der Rotationsachse 28 radial gegenüberliegende Ausgleichsmassen 36 ausbilden, wodurch freie Massenkräfte und
Massen momente bei der Rotation der Kurbelwelle 14 möglichst vermieden werden sollen.
Um das Verdichtungsverhältnis im Betrieb der Brennkraftmaschine, d.h. das Verhältnis des Volumens des Brennraums im unteren Totpunkt des Kolbens 18 zu dem Volumen im oberen Totpunkt des Kolbens 18, in zwei Stufen verändern zu können, ist vorgesehen, den/die
Kurbelzapfen 30 unter Zwischenschaltung (jeweils) einer Exzenterhülse 40 innerhalb des/der großen Pleuelauges/Pleuelaugen 26 zu lagern. Die (jede) Exzenterhülse 40 umfasst einen rohrförmigen Lagerungsabschnitt 42, dessen zylindrische Innenfläche als Gleitfläche für die Drehlagerung des darin aufgenommenen Kurbelzapfens 30 und dessen zylindrische
Außenfläche als Gleitfläche für die Drehlagerung der Exzenterhülse 40 innerhalb des großen Pleuelauges 26 des dazugehörigen Pleuels 22 dient. Die Innen- und die Außenfläche des Lagerungsabschnitts 42 sind dabei nicht koaxial sondern radial um eine definierte Distanz zueinander versetzt, wodurch sich der Abstand zwischen der Schwenk- beziehungsweise Rotationsachse 44 des kleinen Pleuelauges zu der Rotationsachse 46 der zylindrischen Innenfläche der Exzenterhülse und damit der Abstand zwischen dem Kolben 18 und dem dazugehörigen Kurbelzapfen 30 in Abhängigkeit von der Drehausrichtung der Exzenterhülse 40 innerhalb des großen Pleuelauges 26 ändert.
An den beiden längsaxialen Enden geht der rohrförmige Lagerungsabschnitt 42 der
Exzenterhülse 40 in jeweils einen Begrenzungsabschnitt 48 über, der jeweils von einer
Ringscheibe ausgebildet ist, die sich ausgehend von dem Lagerungsabschnitt 42 radial nach außen erstreckt und dadurch eine Beweglichkeit der Exzenterhülse 40 innerhalb des großen Pleuelauges 26 in axialer Richtung bezüglich der Längsachse 50 des großen Pleuelauges 26 begrenzt.
Mittels einer Sperrvorrichtung 52 ist die Drehbarkeit der Exzenterhülse 40 innerhalb des großen Pleuelauges 26 des Pleuels 22 in zwei definierten Drehausrichtungen sperrbar, wobei in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorgesehen ist, dass die beiden Drehausrichtungen dem kleinsten sowie dem größten Abstand zwischen dem Kolben 18 und dem dazugehörigen Kurbelzapfen 30 entsprechen.
Wie sich insbesondere aus den Fig. 8 bis 1 1 ergibt, umfasst die Sperrvorrichtung 52 zwei zueinander koaxial ausgerichtete, innerhalb einer zylindrischen Aufnahmeöffnung 54 des Pleuels 22 verschiebbar angeordnete Sperrelemente 56. Dabei ist die Aufnahmeöffnung 54 an dem äußersten (das große Pleuelauge 26 ausbildenden) Ende des Pleuels 22 angeordnet und somit in Verlängerung eines Pleuelschafts 58 des Pleuels 22 positioniert. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Längsachse 60 des Pleuels 22 die Aufnahmeöffnung 54 durchläuft und insbesondere auch die Längsachse der Aufnahmeöffnung 54 kreuzt. Zwischen den zwei Sperrelementen 56 ist ein vorgespanntes Federelement 62 in Form einer zylindrischen Schraubenfeder angeordnet, das die beiden Sperrelemente 56 voneinander weg und somit jeweils in Richtung des dazugehörigen Endes der Aufnahmeöffnung 54 beziehungsweise in Richtung des daran angrenzenden Begrenzungsabschnitts 48 der Exzenterhülse 40
beaufschlagt.
Die axiale Beweglichkeit der Sperrelemente 56 innerhalb der Aufnahmeöffnung 54 ist in Abhängigkeit von der Stellung eines Betätigungselements 64 variabel begrenzt. Dazu greift jeweils ein Mitnahmevorsprung 66 des in der Fig. 13 isoliert dargestellten Betätigungselements 64 in eine (bezüglich der Längsachse der Aufnahmeöffnung 54 beziehungsweise der
Bewegungsachse der Sperrelemente 56) umlaufende Mitnahmenut 68 der Sperrelemente 56 ein, wodurch zum einen eine Beweglichkeit der Sperrelemente 56 innerhalb der
Aufnahmeöffnung 54 begrenzt und diese zum anderen für eine Veränderung des
Verdichtungsverhältnisses, in dem die Brennkraftmaschine betrieben werden kann, durch ein Umschalten des Betätigungselements 64 zwischen zwei Betätigungsendstellungen innerhalb der Aufnahmeöffnung 54 verschoben werden können.
Die Fig. 7 und 8 zeigen dabei das Betätigungselement 64 in einer ersten
Betätigungsendstellung, in der zudem ein erstes der Sperrelemente 56, das in den Fig. 8, 10 und 1 1 rechts dargestellt ist, in eine als Durchgangsöffnung (entsprechend der Ausgestaltung gemäß den Fig. 7 bis 1 1 ) oder randseitige Ausnehmung (entsprechend der Ausgestaltung gemäß den Fig. 1 bis 6) in dem dazugehörigen Begrenzungsabschnitt 48 der Exzenterhülse 40 ausgebildete Sperrvertiefung 70 eingreifen kann, sofern die Exzenterhülse 40 sich in der entsprechenden Drehausrichtung bezüglich des Pleuels 22 beziehungsweise des großen Pleuelauges 26 befindet. Die Fig. 9 und 1 1 zeigen dagegen das Betätigungselement 64 in der zweiten Betätigungsendstellung, in der das zweite der Sperrelemente 56, das in der Fig. 8, 10 und 1 1 links dargestellt ist, in eine ebensolche in dem dazugehörigen Begrenzungsabschnitt 48 der Exzenterhülse 40 ausgebildete Sperrvertiefung 70 eingreifen kann, wenn die Exzenterhülse 40 sich in der dazugehörigen Drehausrichtung, die bezüglich der ersten Drehausrichtung der Exzenterhülse 40 (gemäß den Fig. 8 und 10) um ca. 180° versetzt ist, befindet. In diesen zwei Drehausrichtungen der Exzenterhülse 40, die mittels der Sperrvorrichtung 52 sperrbar sind, unterscheiden sich die Abstände zwischen dem Kolben 18 und dem dazugehörigen
Kurbelzapfen 30 infolge der exzentrischen Ausbildung der Exzenterhülse 40. Diese
unterschiedlichen Abstände werden auch aus einem Vergleich der Fig. 8 und 1 1 ersichtlich, aus denen die unterschiedlichen Wandstärken des rohrförmigen Lagerungsabschnitt 42 der Exzenterhülse 40 in dem Abschnitt zwischen dem Kurbelzapfen 30 und dem die
Sperrvorrichtung 52 aufnehmenden Abschnitt des Pleuels 22 ersichtlich sind. In der
Drehausrichtung gemäß der Fig. 8 ist die Wandstärke des entsprechenden Bereichs des Lagerungsabschnitt 42 der Exzenterhülse 40 größer als in der Drehausrichtung gemäß der Fig. 1 1 , wodurch der Abstand zwischen dem Kurbelzapfen 30 und dem Kolben 22 in der
Drehausrichtung gemäß der Fig. 8 kleiner als derjenige in der Drehausrichtung gemäß der Fig. 1 1 ist.
Die Fig. 10 zeigt die Stellungen der Sperrelemente 56 nach einem Umschalten des Betätigungselements 64 von der u.a. in der Fig. 7 dargestellten ersten Betätigungsendstellung in die u.a. in der Fig. 9 dargestellte zweite Betätigungsendstellung, jedoch noch bevor die Exzenterhülse 40 von der Drehausrichtung gemäß der Fig. 8 in die Drehausrichtung gemäß der Fig. 1 1 gedreht worden ist. In der Fig. 10 ist gezeigt, dass sich das erste, rechts dargestellte Sperrelement 56 in einer Lösestellung befindet, in der dieses außer Eingriff mit der
dazugehörigen Sperrvertiefung 70 der Exzenterhülse 40 und zudem in einem definierten Abstand bezüglich des dazugehörigen Begrenzungsabschnitts 48 der Exzenterhülse 40 angeordnet ist. Ein Bewegen des ersten, rechts dargestellten Sperrelements 56 ausgehend von der Sperrstellung gemäß der Fig. 8 in die Lösestellung gemäß der Fig. 10 wird durch ein Umschalten des Betätigungselements 64 ausgehend von einer ersten Betätigungsendstellung gemäß der Fig. 7 in die zweite Betätigungsendstellung gemäß der Fig. 9 erreicht, wobei dieses um eine Schwenkachse 72 geschwenkt wird. Dabei nimmt der entsprechende
Mitnahmevorsprung 66 des Betätigungselements 64 infolge eines Kontakts mit der innen liegenden Begrenzungswand der Mitnahmenut 68 das erste Sperrelement 56 mit und verschiebt dieses innerhalb der Aufnahmeöffnung 64 in Richtung ihrer längsaxialen Mitte.
Gleichzeitig wird dem zweiten, links dargestellten Sperrelement 56 die Möglichkeit gegeben, sich weiter in Richtung des entsprechenden Endes der Aufnahmeöffnung 64 zu bewegen, wobei diese Bewegung durch die Vorspannung des zwischen den Sperrelementen 56 abgestützten und durch die Bewegung des ersten Sperrelements 56 in Richtung der längsaxialen Mitte der Aufnahmeöffnung 64 weiter vorgespannten Federelements 62 bewirkt wird. Solange die Exzenterhülse 40 noch nicht in die in der Fig. 1 1 dargestellte zweite
Drehausrichtung gedreht worden ist, wird diese Beweglichkeit des zweiten Sperrelements 56 infolge eines Kontakts mit der Innenseite des dazugehörigen Begrenzungsabschnitts 48 der Exzenterhülse 40 begrenzt. Erst kurz vor dem Erreichen der zweiten Drehausrichtung kann das zweite Sperrelement 56 in die dann entsprechend positionierte dazugehörige Sperrvertiefung 70 eingreifen und somit in seine in der Fig. 1 1 dargestellte Sperrstellung bewegt werden.
Bei einem erneuten Umschalten des Betätigungselements 64, dann von der u.a. in der Fig. 9 dargestellten zweiten Betätigungsendstellung in die u.a. in der Fig. 7 dargestellte erste
Betätigungsendstellung, wird in entsprechend umgekehrter Reihenfolge das zweite
Sperrelement 56 in die dazugehörige Lösestellung bewegt und das erste Sperrelement 56 freigegeben, wodurch dieses wiederum in die dazugehörige Sperrvertiefung 70 eingreifen kann, sobald die Exzenterhülse erneut um ca. 180° innerhalb des großen Pleuelauges 26 gedreht worden ist.
Der Pleuel 22 umfasst zwei miteinander verschraubte Teile, einen das kleine Pleuelauge 38, den Pleuelschaft 58 sowie eine Hälfte des großen Pleuelauges 26 ausbildenden
Pleuelgrundkörper 74 sowie einen die zweite Hälfte des großen Pleuelauges 26 ausbildenden und die Sperrvorrichtung 52 integrierenden Pleueldeckel 76. Diese Zweiteiligkeit des Pleuels 22 im Bereich des großen Pleuelauges 26 ermöglicht die Verbindung des Pleuels 22 mit dem entsprechenden Lagerzapfen 30 der einteiligen Kurbelwelle 14 im Rahmen der Montage der Brennkraftmaschine. Die Trennebene zwischen dem Pleuelgrundkörper 74 und dem
Pleueldeckel 76 verläuft senkrecht bezüglich der Längsachse 60 des Pleuels 22
(beziehungsweise des Pleuelschafts 58). Weiterhin verläuft auch die Rotationsachse 50 der Exzenterhülse 40 innerhalb des großen Pleuelauges 26 innerhalb dieser Trennebene, wodurch sich eine radiale Ausrichtung dieser Trennebene bezüglich des großen Pleuelauges 26 ergibt. Wie es insbesondere in der Fig. 12 ersichtlich ist, wird die Schraube einer der Verschraubungen 78 zwischen dem Pleuelgrundkörper 74 und dem Pleueldeckel 76 als Schwenkbolzen für das Betätigungselement 64 genutzt. Die Schwenkachse 72, um die das Betätigungselement 64 schwenkbar ist, um zwischen dessen beiden Betätigungsendstellungen hin und her bewegt zu werden, entspricht somit der Längsachse der Schraube dieser Verschraubung 78.
Eine Sicherung des Betätigungselements 64 in seinen beiden Betätigungsendstellungen erfolgt mittels einer Rastsicherung 80, die gemäß den Fig. 12 und 13 von einer von einem
Federelement 82 belastet in einer Führungsöffnung des Pleuels 22 beziehungsweise des Pleueldeckels 76 beweglich geführten Rastkugel 84 in Verbindung mit einer von zwei nebeneinander angeordneten, schalenförmigen Rastvertiefungen 86, die in den angrenzenden Abschnitt des Betätigungselements 64 integriert sind, ausgebildet ist. Beim Umschalten des Betätigungselements 64 zwischen seinen Betätigungsendstellungen muss jeweils die Rastkugel 84 unter weiterer Vorspannung des dazugehörigen Federelements 82 angehoben werden, um den zwischen den beiden Rastvertiefungen 86 angeordneten Steg 88 zu überwinden. Dazu ist ein Umschaltmoment (um die Schwenkachse 72 des Betätigungselements 64) erforderlich, das durch üblicherweise im Betrieb der Brennkraftmaschine auftretende Kräfte nicht hervorgerufen wird. Ein ungewolltes, selbsttätiges Umschalten des Betätigungselements 64 kann somit durch die Rastsicherung 80 vermieden werden. Andererseits ist für ein Umschalten lediglich die Aufbringung eines entsprechenden Umschaltmoments auf das Betätigungselement 64 erforderlich, ohne dass eine formschlüssig wirkende Sperre gelöst werden müsste.
Eine Betätigung des Betätigungselements 64 erfolgt mittels einer schwenkbar an dem
Zylinderkurbelgehäuse 10 befestigten Betätigungsschiene 90, wie dies in den Fig. 1 bis 3
dargestellt ist. Dabei ist die Betätigungsschiene 90 in der Fig. 1 in der Art einer Explosionsdarstellung beabstandet von der Verbindungsstelle an dem Zylinderkurbelgehäuse 10 und somit von seiner eigentlichen Funktionsstellung innerhalb des Kurbelwellenraums 16 dargestellt. In seiner tatsächlichen Funktionsstellung (vgl. Fig. 2 und 3) befindet sich die Betätigungsschiene 90 so nah an der Rotationsachse 28 der Kurbelwelle 14, dass das mit dem Pleuel 22 verbundene Betätigungselement 64 mit einem von diesem ausgebildeten
Führungselement 92 in der dem unteren Totpunkt des Kolbens 18 entsprechenden Stellung und zumindest über einen definierten Winkelbereich vor dem Erreichen dieser Stellung innerhalb einer von zwei Seitenwänden der Betätigungsschiene ausgebildeten Führungsnut 94 angeordnet ist. Die Breite der Führungsnut 94 nimmt dabei ausgehend von einem Einlauf, d.h. demjenigen Ende, an dem das Führungselement 92 des Betätigungselements 64 in die Führungsnut 94 im Rahmen jeder Umdrehung der Kurbelwelle 14 eintritt, kontinuierlich ab. Zudem ist die Längserstreckung der Betätigungsschiene 90 an die Umlaufbahn des
Führungselements 92 des Betätigungselements 64, die dieses infolge einer Umdrehung der Kurbelwelle 14 beschreibt, mittels eines gekrümmten Verlaufs angepasst, so dass
insbesondere vorgesehen sein kann, dass ein Abstand, den die Unterseite des
Führungselements 92 zu dem Nutgrund 96 der Führungsnut 94 der Betätigungsschiene 90 einhält, über den Verlauf der Bewegung des Führungselements 92 innerhalb der Führungsnut 94 im Wesentlichen gleich bleibt. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass das
Führungselement 92 des Betätigungselements 64 den Nutgrund 96 der Führungsnut 94 zu keiner Zeit kontaktiert.
Befindet sich das Betätigungselement 64 in einer seiner Betätigungsendstellungen und die Betätigungsschiene 90 in der dazugehörigen Funktionsstellung, wird das Führungselement 92 des Betätigungselements 64 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle 14 ohne Kontakt mit einer der von den Seitenwänden der Betätigungsschiene 90 ausgebildeten innenseitigen
Führungsflächen 98 der Führungsnut 94 der Betätigungsschiene 90 durch die Führungsnut 94 hindurch geführt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Führungselement 92 zumindest am Ende der Führungsnut 94 im Wesentlichen exakt mittig zwischen den zwei Seitenwänden geführt ist. Wird dagegen ausgehend von einer solchen Ausgangsstellung die Betätigungsschiene 90 mittels eines nicht dargestellten, von einer ebenfalls nicht dargestellten Motorsteuerung der Brennkraftmaschine angesteuerten Aktors in die entsprechende andere Funktionsstellung geschwenkt, so kontaktiert das Führungselement 92 des
Betätigungselements 64 beim nächsten Eintreten in die Führungsnut 94 die durch das
Betätigen der Betätigungsschiene 90 in die Umlaufbahn des Führungselements 92 gerückte Führungsfläche 98, so dass das Führungselement 92 entlang dieser Führungsfläche 98 geführt
und dabei das Betätigungselement 64 infolge der schmaler werdenden Führungsnut 94 in Richtung seiner anderen Betätigungsendstellung bewegt beziehungsweise geschwenkt wird. Dabei ist die durch den Kontakt mit der entsprechenden Führungsfläche 98 bewirkte
Schwenkbewegung des Betätigungselements 64 lediglich so groß, dass die Rastkugel 84 der Rastsicherung 80 über den zwischen den beiden Rastvertiefungen 86 ausgebildeten Steg 88 bewegt wird. Der letzte, relativ kleine Abschnitt der Schwenkbewegung des
Betätigungselements 64 in seine dann vorgesehene Betätigungsendstellung wird durch das Einrasten der Rastkugel 84 in die entsprechende Rastvertiefung 88 erreicht. Dadurch kann bewirkt werden, dass sich das Führungselement 92 des Betätigungselements 64 noch ein Stück weit von der die Umschaltung bewirkenden Führungsfläche 98 der Betätigungsschiene 90 entfernt und somit in dem anschließenden Betrieb der Brennkraftmaschine kein Kontakt zu dieser beziehungsweise zu beiden Seitenwänden der Betätigungsschiene 90 gegeben ist.
Die Führungsflächen 98 der Betätigungsschiene 920 sind derart gekrümmt ausgebildet, dass das Führungselement 92 des Betätigungselements 64 nach einem Umschalten der
Betätigungsschiene 90 in tangentialer Richtung auf die entsprechende Führungsfläche 98 aufläuft, wodurch ein Umschalten des Betätigungselements 64 mit einem möglichst gleichmäßig ansteigenden Kraftverlauf erreicht werden kann. Dies kann sich vorteilhaft auf die Lebensdauer der beteiligten Komponenten sowie auf das akustische Verhalten der Brennkraftmaschine auswirken.
Um ein sicheres und schnelles Verdrehen der Exzenterhülse 40 zwischen den beiden durch die Sperrvorrichtung 52 sperrbaren Drehausrichtungen zu ermöglichen, nachdem das
Betätigungselement 64 mittels der Betätigungsschiene 90 von einer der
Betätigungsendstellungen in die andere der Betätigungsendstellungen geschwenkt wurde, umfasst die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine zwei kraftschlüssig wirkende
Kupplungsvorrichtungen 100, mittels derer die Exzenterhülse 40 temporär an die Kurbelwelle 14 koppelbar ist, um die Exzenterhülse 40 relativ zu dem Pleuel 22 beziehungsweise dem großen Pleuelauge 26 zu verdrehen. Jede der Kupplungsvorrichtungen 100 umfasst ein sichelförmiges beziehungsweise teilringförmiges Kupplungselement 102, das auf der
Außenseite jeweils eines der Begrenzungsabschnitte 48 der Exzenterhülse 40 und damit in einem zwischen der Exzenterhülse 40 und der angrenzenden Kurbelwange 34 der Kurbelwelle 14 ausgebildeten Kupplungsspalt 104 angeordnet ist. Dabei ist ein Endabschnitt des
Kupplungselements 102 drehbar in dem dazugehörigen Begrenzungsabschnitt 48 der
Exzenterhülse 40 befestigt und das Kupplungselement erstreckt sich ausgehend von dieser Drehlagerung in der Drehrichtung 106 der Exzenterhülse, die diese im Betrieb der
Brennkraftmaschine (und bei einer Sperrung in einer der Drehausrichtungen) relativ zu den dazugehörigen Kurbelwangen aufweist (vgl. Fig. 2 und 3).
Wie sich beispielsweise aus den Fig. 8, 10 und 1 1 ergibt, nimmt die Spaltbreite des
Kupplungsspalts 104 in radialer Richtung nach außen hin ab, was durch eine entsprechende Schrägstellung der als Kupplungsflächen dienenden (der Exzenterhülse 40 zugewandten) Innenseiten der Kurbelwangen 34 um einen Winkel von ca. 3° gegenüber einer Ausrichtung, die senkrecht zu der Rotationsachse 50 der Exzenterhülse 40 innerhalb des großen Pleuelauges 26 oder auch der Rotationsachse 46 des Kurbelzapfens 30 innerhalb der Exzenterhülse 40 erreicht wird. Der Querschnitt jedes der Kupplungselemente102 ist entsprechend zulaufend beziehungsweise keilförmig ausgebildet, so dass sich eine parallele Ausrichtung der
Kupplungsflächen der Kupplungselemente 102 zu den von den Kurbelwangen 34 ausgebildeten Kupplungsflächen ergibt. Die Kupplungselemente 102 beider Kupplungsvorrichtungen 100 sind jeweils mittels eines vorgespannten Federelements 108 in Richtung radial nach außen und somit in den schmaler werdenden Kupplungsspalt 104 hinein beaufschlagt. Diese
Federbeaufschlagung führt zu Ausgangsbelastungen für die Kupplungsvorrichtungen 100, durch die die Kupplungsflächen der Kupplungselemente 102 an die Kupplungsflächen der Kurbelwangen 34 und der Exzenterhülse 40 (die von den Außenseiten der
Begrenzungsabschnitte 48 der Exzenterhülse 40 gebildet werden) gedrückt werden. Die so erzeugten Ausgangsbelastungen führen zu Reibungskräften, die einer Relativbewegung zwischen der Exzenterhülse 40 und den Kurbelwangen 34 entgegengesetzt sind und deren Wirkungsrichtung derart ist, dass diese zusätzlich ein Moment um die jeweilige Drehlagerung der Kupplungselemente 102 in Richtung eines weitergehenden Schwenkens nach außen und somit ein zusätzliches Einziehen in den jeweiligen schmaler werdenden Kupplungsspalt 104 bewirken. Dadurch wird eine Selbstverstärkung der kraftschlüssigen Wirkungen der
Kupplungsvorrichtungen 100 in dem jeweiligen geschlossenen Zustand erreicht.
Im Betrieb der Brennkraftmaschine und bei einer Sperrung der Exzenterhülse 40 in einer der Drehausrichtungen sind die Kupplungsvorrichtungen 100 in der Regel geöffnet, indem die Kupplungselemente 102 durch jeweils einen Kontakt mit einem Anschlagelement 1 10 soweit unter weiterer Vorspannung des jeweiligen Federelements 108 nach innen verschwenkt sind, dass ein möglichst geringer Kraftschluss zwischen zumindest den Kupplungsflächen der Kurbelwangen 34 sowie den dazu benachbarten Kupplungsflächen der Kupplungselemente 102 gegeben ist. Dabei wird jeweils dasjenige Kupplungselement 102, das an demjenigen
Begrenzungsabschnitt 48 der Exzenterhülse 40 drehbar gelagert ist, in das infolge der entsprechend gewählten Betätigungsendstellung des Betätigungselements 64 das
dazugehörige Sperrelement 56 in die Sperrvertiefung 70 eingreift, mittels eines dazugehörigen Anschlagelements 1 10 des Betätigungselements 64 nach innen ausgelenkt wird, während ein Auslenken des jeweils anderen Kupplungselements 102 mittels eines passiven, unbeweglichen Anschlagelements 1 10 erfolgt.
Wird nun das Betätigungselement 64 umgeschaltet, wird das zuvor von diesem ausgelenkt gehaltene Kupplungselement 102 freigegeben, so dass dieses infolge der Federbelastung nach außen und somit in den dazugehörigen schmaler werdenden Kupplungsspalt104 schwenkt, wodurch zumindest die entsprechende Kupplungsvorrichtung 100 geschlossen wird. Diese geschlossene Kupplungsvorrichtung 100 bewirkt dann zunächst alleine ein Mitdrehen der Exzenterhülse 40 mit den relativ zu dem großen Pleuelauge 26 drehenden Kurbelwangen 34. Dieses Mitdrehen bewirkt ein Lösen des anderen Kupplungselements 102 von dem
auslenkenden Kontakt mit dem passiven Anschlagelement 1 10, so das anschließend auch dieses Kupplungselement 102 infolge der Federbelastung in den schmaler werdenden
Kupplungsspalt 104 gedrückt und damit auch diese Kupplungsvorrichtung 100 geschlossen wird. Für den Rest der Drehung der Exzenterhülse um 180° bis in die andere Drehausrichtung bewirken dann beide Kupplungsvorrichtungen 100 die kraftschlüssige Kopplung der
Exzenterhülse 40 an die dazugehörigen Kurbelwangen 34 der Kurbelwelle 14. Kurz vor dem Erreichen der neuen Drehausrichtung der Exzenterhülse 40 greift dann das andere
Sperrelement 56, wie bereits anhand der Figuren 10 und 1 1 beschrieben, in die Sperrvertiefung 70 des dazugehörigen Begrenzungsabschnitts 48 der Exzenterhülse 40 ein und die
Kupplungselemente 102 beider Kupplungsvorrichtungen 100 laufen dann auf die
entsprechenden Anschlagelemente 1 10, zum einen das infolge der Umschaltung des
Betätigungselements 64 ausgerückte zweite Anschlagelement 1 10 des Betätigungselements 64 und zum anderen wiederum auf das die Exzenterhülse 40 beidseitig überragende passive Anschlagelement 1 10 auf, wodurch diese wiederum unter erneuter Vorspannung der
Federelemente 108 nach innen verschwenkt und damit die Kupplungsvorrichtungen 100 gelöst werden. Die Brennkraftmaschine kann dann mit verändertem Verdichtungsverhältnis weiter betrieben werden, wobei die Exzenterhülse 40 in der neuen Drehausrichtung gegenüber dem Pleuel 22 gesperrt ist und infolge der gelösten Kupplungsvorrichtungen 100 wieder weitgehend reibungsfrei relativ zu den Kurbelwangen 34 drehbar ist.
Infolge der hohen Drehzahlen, mit denen Brennkraftmaschinen, die beispielsweise zum Antrieb von Kraftfahrzeugen vorgesehen sind, betrieben werden, ergeben sich hohe
Differenzwinkelgeschwindigkeiten zwischen der temporär mittels der Kupplungsvorrichtungen 100 mit den Kurbelwangen 34 gekoppelten Exzenterhülse 40 und dem die Sperrvorrichtung 52
integrierenden Pleuel 22. Um trotz dieser hohen Differenzwinkelgeschwindigkeiten ein sicheres Einrasten des jeweils federbelastet während der Veränderung der Drehausrichtung gegen die Innenseite des dazugehörigen Begrenzungsabschnitts 48 der Exzenterhülse 40 gedrückten Sperrelements 56 zu gewährleisten, weist jede der Sperrvertiefungen 70 bezüglich einer Umlaufbahn des dazugehörigen Sperrelements 56 (bei relativ zu dem Pleuel 22 drehender Exzenterhülse 40) eine größere Abmessung als der für ein Eingreifen in die Sperrvertiefung 70 vorgesehene Teil des Sperrelements 56 auf. Die Sperrvertiefungen 70 sind dazu als
bogenförmig verlaufende, längliche Durchgangsöffnungen beziehungsweise Ausnehmungen ausgebildet. Die Sperrelemente 56 können somit nicht nur in einer konkreten Drehausrichtung sondern in einem größeren Winkelbereich in die dazugehörigen Sperrvertiefungen 70 eingreifen, so dass dies trotz relativ hoher Differenzwinkelgeschwindigkeiten und trotz der Trägheit, mit der die Sperrelemente 56 infolge der Federbelastung in Richtung der
dazugehörigen Sperrvertiefungen 70 beschleunigt werden, mit ausreichender Sicherheit erfolgt.
Die größeren Abmessungen der Sperrvertiefungen 70 im Vergleich zu den in diese
eingreifenden Teilen der Sperrelemente 56 führt trotz einer Sperrung durch eines der
Sperrelemente 56 grundsätzlich zu einer (eingeschränkten) Drehbeweglichkeit zwischen der Exzenterhülse 40 und dem großen Pleuelauge 26. Um diese Drehbeweglichkeit zu eliminieren oder zumindest möglichst weitgehend zu verringern ist jedem Sperrelement 56 noch ein an dem Pleuel 22 und konkret dem Pleueldeckel 76 befestigtes, passives Rücklaufsperrelement 1 12 zugeordnet, das dann, wenn das dazugehörige Sperrelement 56 an dem bezüglich der
Drehrichtung 106 der Exzenterhülse 40 relativ zu den Kurbelwangen 34 vorderen Ende der dazugehörigen Sperrvertiefung 70 eingreift, im Bereich des anderen Endes ebenfalls in diese Sperrvertiefung 70 eingreift und somit gemeinsam mit dem Sperrelement 56 die Exzenterhülse 40 weitgehend drehspielfrei mit dem Pleuel 22 verbindet. Ein Herausbewegen eines in eine Sperrvertiefung 70 eingreifenden Rücklaufsperrelements 1 12, wenn auch das dazugehörige Sperrelement 56 infolge einer Umschaltung des Betätigungselements 64 aus der
dazugehörigen Sperrvertiefung 70 heraus bewegt wurde, wird automatisch dadurch erreicht, dass die Rücklaufsperrelemente 1 12 derart mit jeweils einer Schrägfläche ausgebildet sind, dass diese bei einem dann bewirkten Mitnehmen der Exzenterhülse 40 durch die Kurbelwelle 14 bei einem Kontakt mit dem Rand der jeweiligen Sperrvertiefung 70 unter weiterer
Vorspannung eines Federelements 1 14 ausgelenkt werden. Für eine konstruktiv vorteilhafte Integration der beiden Rücklaufsperrelemente 1 12 in den Pleuel 22 ist vorgesehen, dass diese jeweils an einem freien Ende eines Schenkels des in Form einer U-förmigen Blattfeder ausgebildeten Federelements 1 14 befestigt sind und das Federelement 1 14 im Bereich seines
bogenförmigen Abschnitts, in dem dieses nicht ausgelenkt wird, an dem Betätigungselement 64 befestigt ist.
So wie der Pleuel 22 im Bereich des großen Pleuelauges 26 ist auch die Exzenterhülse 40 aus zwei Teilen beziehungsweise Halbschalen ausgebildet, wobei die Trennebene 1 16 zwischen diesen Teilen vorzugsweise derart angeordnet ist, dass die Rotationsachse 46 des
Kurbelzapfens 30 innerhalb der Exzenterhülse 40 oder die Rotationsachse 50 der
Exzenterhülse 40 innerhalb des großen Pleuelauges 26 innerhalb dieser Trennebene 1 16 verläuft. Für eine möglichst vorteilhafte Montage der Exzenterhülse 40 ist weiterhin vorgesehen, dass Lageröffnungen (und insbesondere die Längsachsen davon), die den Drehlagerungen der Kupplungselemente 102 in den dazugehörigen Begrenzungsabschnitten 48 der Exzenterhülse 40 dienen, ebenfalls in dieser Trennebene 1 16 angeordnet sind. Gleiches gilt für radial bezüglich einer der Rotationsachsen 46, 50 der Exzenterhülse ausgerichtete
Führungsöffnungen 1 18 für die auslenkbaren Enden der bogenförmig an den Innenseiten der dazugehörigen Kupplungselemente 102 geführten und im Bereich der Drehlagerungen der Kupplungselement drehgesichert integrierten Federelemente 108. Ein separates Verbinden der beiden Teile der Exzenterhülse 40 ist nicht erforderlich, weil diese infolge der Anordnung innerhalb des großen Pleuelauges 26 zusammengehalten werden.
Die in den Fig. 14 bis 17 dargestellte zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 13 im Wesentlichen lediglich hinsichtlich der Ausgestaltung der Kupplungsvorrichtungen 100 und der zum Lösen der Kupplungsvorrichtungen 100 aktiv beeinflussbaren Einsteilvorrichtung.
Auch bei dieser Brennkraftmaschine sind zwei kraftschlüssig wirkende Kupplungsvorrichtungen 100 vorgesehen, die jeweils ein Kupplungselement 102 aufweisen, das elastisch in eine die jeweilige Kupplungsvorrichtung 100 schließende und somit die Exzenterhülse 40 an eine Drehbewegung der Kurbelwelle 14 koppelnde Stellung beaufschlagt ist. Während bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 13 Kupplungselemente 102 vorgesehen sind, die mittels separaten vorgespannten Federelementen 108 beaufschlagt sind, sind die Kupplungselemente 102 bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 14 bis 17 selbst elastisch auslenkbar ausgebildet. Konkret sind diese jeweils in Form einer Spiralfeder ausgebildet, deren eines Ende in eine Öffnung in den dazugehörigen Begrenzungsabschnitt 48 der Exzenterhülse 40 eingreift und dadurch lagegesichert ist, und die sich ausgehend von diesem Ende um mehr als 360° und konkret um ca. 450° um die von der Exzenterhülse 40 ausgebildete Lagerungsöffnung für den dazugehörigen Kurbelzapfen 30 der Kurbelwelle 14 herumgeführt ist. Das zweite Ende jedes
der spiralfederförmigen Kupplungselemente 102 ist abgewinkelt ausgebildet und stützt sich mit diesem abgewinkelten Abschnitt randseitig an dem dazugehörigen Begrenzungsabschnitt 48 der Exzenterhülse 40 ab. Dabei ist die Geometrie der spiralfederförmigen Kupplungselemente 102 derart gewählt, dass diese bei einem Anliegen mit den abgewinkelten Enden an den Rändern der Begrenzungsabschnitte 48 elastisch aufgeweitet und somit vorgespannt sind, was zur einer Bestreben der Kupplungselemente 102 führt, sich enger beziehungsweise auf einen kleineren Durchmesser zusammenzurollen. Dies führt zu einer konstruktiven elastischen Beaufschlagung der Kupplungselemente 102, weil sich diese dadurch selbsttätig in die bei dieser Ausführungsform der Kupplungsvorrichtungen 100 radial nach innen schmaler werdenden Kupplungsspalte 104 (vgl. Fig. 16) hineinziehen und dadurch eine kraftschlüssige Koppelung der Exzenterhülse 40 an die Kurbelwangen 34 bewirken, sofern diese nicht durch ein Anschlagen an Anschlagelemente 1 10 radial aufgeweitet und damit der Kraftschluss zwischen den Kupplungselementen 102 und den Kupplungsflächen der Kurbelwangen 34 sowie der Exzenterhülse 40 aufgehoben wird.
Ein weiterer Unterschied der Brennkraftmaschine gemäß den Fig. 14 bis 18 zu derjenigen gemäß den Fig. 1 bis 13 liegt darin, dass die aktivierbaren und deaktivierbaren
Anschlagelemente 1 10, von denen in jeweils einer der beiden Drehausrichtungen der
Exzenterhülse 40, die mittels der Sperrvorrichtung 52 sperrbar sind, eines auf eines der Kupplungselemente 102 wirkt, während gleichzeitig das andere Kupplungselement 102 durch einen Kontakt mit einem passiven Anschlagelement 1 10 radial aufgeweitet ist (vgl. Fig. 18), nicht von dem Betätigungselement 64 sondern von dem jeweilige Sperrelement 56 ausgebildet werden. Hierzu ist vorgesehen, dass das entsprechende Sperrelement 56, das auch in die dazugehörige Sperrvertiefung 70 der Exzenterhülse 40 eingreift, so weit durch die als
Durchgangsöffnung in dem entsprechenden Begrenzungsabschnitt 48 der Exzenterhülse 40 ausgebildete Sperrvertiefung 70 bis in den dazugehörigen Kupplungsspalt 104 hineinragt, dass das bei geschlossenen Kupplungsvorrichtungen 100 und somit bei einem Mitnehmen der Exzenterhülse 40 durch die Kurbelwelle 14 randseitig an dem entsprechenden
Begrenzungsabschnitt 48 abgestützte Ende des entsprechenden Kupplungselements 102 beim Erreichen der entsprechenden Drehausrichtung der Exzenterhülse 40 auf den in den
Kupplungsspalt 104 ragenden Teil des entsprechenden Sperrelements 56 aufläuft und dadurch dieses Kupplungselement 102 radial aufgeweitet wird (vgl. Fig. 17). Gleichzeitig läuft das entsprechende Ende des anderen Kupplungselements 102 außenseitig auf das dazugehörige passive Anschlagelement 1 10 auf und wird ebenfalls aufgeweitet. Damit sind beide
Kupplungsvorrichtungen 100 geöffnet und ein Kraftschluss zwischen den mit der Exzenterhülse
40 formschlüssig verbundenen Kupplungselementen 102 und den Kurbelwangen 34 der Kurbelwelle 14 ist im Wesentlichen unterbrochen.
Wird ausgehend von einer solchen Ausgangsstellung, in der die Brennkraftmaschine mit einem konstanten Verdichtungsverhältnis betrieben wird, das Betätigungselement 64 mittels der Betätigungsschiene 90 entsprechend dem Vorgehen bei der Brennkraftmaschine gemäß den Fig. 1 bis 13 umgeschaltet, wird wiederum zunächst das in einer Verriegelungsstellung befindliche Sperrelement 56 in eine Lösestellung bewegt. Das durch dieses Sperrelement 56 dann nicht mehr aufgeweitete Kupplungselement 102 bewirkt dann zunächst alleine ein Mitnehmen der Exzenterhülse 40 durch die Kurbelwelle 14, wodurch in einem ersten, relativ kleinen Abschnitt der Drehung der Exzenterhülse 40 relativ zu dem großen Pleuelauge 26 auch das zweite Kupplungselement 102 außer Eingriff mit dem passiven Anschlagelement 1 10 gebracht wird. Dieses zweite Kupplungselement 102 koppelt dann ebenfalls die Exzenterhülse 40 kraftschlüssig an die dazugehörige Kurbelwange 34 der Kurbelwelle 14. Das beim Erreichen der anderen Drehausrichtung der Exzenterhülse 40 dann in die dazugehörige Sperrvertiefung 70 eingreifende zweite Sperrelemente 56 weitet dann das dazugehörige Kupplungselement 102 radial auf, während das andere Kupplungselement 102 durch das dazugehörige passive Anschlagelement 1 10 radial aufgeweitet wird, so dass dann wiederum beide
Kupplungsvorrichtungen 100 geöffnet sind.
Bezugszeichenliste Zylinderkurbelgehäuse
Zylinder
Kurbelwelle
Kurbelwellenraum
Kolben
Längsachse des Zylinders/Kolbens
Pleuel
Kolbenbolzen
großes Pleuelauge
Rotationsachse der Kurbelwelle
Kurbelzapfen
Lagerabschnitt der Kurbelwelle
Kurbelwange
Ausgleichsmasse der Kurbelwelle
kleines Pleuelauge
Exzenterhülse
Lagerungsabschnitt der Exzenterhülse
Rotationsachse des kleinen Pleuelauges
Rotationsachse der zylindrischen Innenfläche der Exzenterhülse
Begrenzungsabschnitt der Exzenterhülse
Längsachse des großen Pleuelauges / Rotationsachse der zylindrischen Außenfläche der Exzenterhülse
Sperrvorrichtung
Aufnahmeöffnung des Pleuels
Sperrelement
Pleuelschaft
Längsachse des Pleuels
Federelement der Sperrvorrichtung
Betätigungselement
Mitnahmevorsprung des Betätigungselements
Mitnahmenut des Sperrelements
Sperrvertiefung
Schwenkachse des Betätigungselements
74 Pleuelgrundkörper
76 Pleueldeckel
78 Verschraubung zwischen dem Pleuelgrundkörper und dem Pleueldeckel
80 Rastsicherung
82 Federelement der Rastsicherung
84 Rastkugel der Rastsicherung
86 Rastvertiefung der Rastsicherung
88 Steg der Rastsicherung
90 Betätigungsschiene
92 Führungselement des Betätigungselements
94 Führungsnut der Betätigungsschiene
96 Nutgrund der Führungsnut
98 Führungsfläche der Führungsnut
100 Kupplungsvorrichtung
102 Kupplungselement
104 Kupplungsspalt
106 Drehrichtung der Exzenterhülse relativ zu den Kurbelwangen
108 Federelement der Kupplungsvorrichtung
1 10 Anschlagelement
1 12 Rücklaufsperrelement
1 14 Federelement für das Rücklaufsperrelement
1 16 Trennebene zwischen den Teilen der Exzenterhülse
1 18 Führungsöffnung für das Federelement der Kupplungsvorrichtung
Claims
1. Brennkraftmaschine mit einem Zylinder (12), einem innerhalb des Zylinders (12)
beweglich geführten Kolben (18), einer Kurbelwelle (14) und einem den Kolben (18) mit einem Kurbelzapfen (30) der Kurbelwelle (14) verbindenden Pleuel (22), wobei innerhalb eines Pleuelauges (26) des Pleuels (22) eine den Kurbelzapfen (30) drehbar
aufnehmende Exzenterhülse (40) drehbar gelagert ist, die in mindestens zwei
Drehausrichtungen bezüglich des Pleuels (22) mittels einer Sperrvorrichtung (52) sperrbar ist, gekennzeichnet durch eine Kupplungsvorrichtung (100), mittels der die
Exzenterhülse (40) temporär an die Kurbelwelle (14) koppelbar ist, um die Exzenterhülse (40) relativ zu dem Pleuel (22) zu verdrehen.
2. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Kupplungsvorrichtung (100) kraftschlüssig wirkt.
3. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle (14) und die Exzenterhülse (40) jeweils eine Kupplungsfläche aufweisen, die einen Kupplungsspalt (104) mit in einer radialen Richtung abnehmender Spaltbreite ausbilden, wobei ein Kupplungselement (102) in eine erste Stellung und eine zweite Stellung bringbar ist, die sich hinsichtlich der radialen Position innerhalb des Kupplungsspalts (104) und damit hinsichtlich des Anpressdrucks zwischen dem Kupplungselement (102) und den Kupplungsflächen unterscheiden.
4. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kupplungsvorrichtung (100) selbstverstärkend ausgebildet ist.
5. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (102) elastisch beaufschlagbar ist.
6. Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (102) die erste Stellung im elastisch nicht-beaufschlagten Zustand oder infolge einer konstruktiven elastischen Beaufschlagung einnimmt, während die zweite Stellung mittels einer aktiven Einsteilvorrichtung einstellbar ist.
7. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsteilvorrichtung ein verstellbares Anschlagelement (1 10) für das Kupplungselement (102) aufweist, das aktivierbar und deaktiverbar ist, wobei es im aktivierten Zustand einen Anschlag für das Kupplungselement (102) ausbildet und im deaktivierten Zustand keinen Anschlag für das Kupplungselement (102) ausbildet.
8. Brennkraftmaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Sperrelement (56) der Sperrvorrichtung (52) auch als
Anschlagelement (1 10) der Kupplungsvorrichtung (100) dient.
9. Brennkraftmaschine gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein Sperrelement (56) der Sperrvorrichtung (52) in eine
Sperrvertiefung (70) des Pleuels (22) oder der Exzenterhülse (40) bewegbar ist, wobei die Sperrvertiefung (70) bezüglich der Umlaufbahn des Sperrelements (56), auf der dieses relativ zu dem die Sperrvertiefung (70) ausbildenden Bauteil bei einer Relativdrehung zwischen der Exzenterhülse (40) und dem Pleuel (22) umläuft, eine größere Abmessung als der für ein Eingreifen in die Sperrvertiefung (70) vorgesehene Teil des Sperrelements (56) aufweist.
10. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein
Rücklaufsperrelement (1 12), das gemeinsam mit dem Sperrelement (56) in die
Sperrvertiefung (70) eingreifen kann.
1 1. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das
Rücklaufsperrelement (1 12) derart abgeschrägt ausgebildet ist, dass dieses infolge eines Kontakts mit dem Rand der Sperrvertiefung (70) aus der Sperrvertiefung (70) heraus bewegbar ist.
12. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 6 oder einem der von Anspruch 6 abhängigen Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens zwei Kupplungsvorrichtungen (100), wobei die zweite Stellung des Kupplungselements (102) einer ersten der
Kupplungsvorrichtungen (100) mittels der Einsteilvorrichtung in einer ersten
Drehausrichtung der Exzenterhülse (40) relativ zu dem Pleuel (22) einstellbar ist und die zweite Stellung des Kupplungselements (102) einer zweiten der Kupplungsvorrichtungen (100) mittels der Einsteilvorrichtung in einer zweiten Drehausrichtung der Exzenterhülse (40) relativ zu dem Pleuel (22) einstellbar ist.
13. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Sperrelement (56) der Sperrvorrichtung (52), mittels dessen die Exzenterhülse (40) in einer ersten Drehausrichtung relativ zu dem Pleuel (22) sperrbar ist, und ein zweites Sperrelement (56) der Sperrvorrichtung (52), mittels dessen die Exzenterhülse (40) in einer zweiten Drehausrichtung relativ zu dem Pleuel (22) sperrbar ist, mittels eines gemeinsamen Betätigungselements (64) alternierend betätigbar sind.
14. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das
Betätigungselement (64) um einen Schwenkbolzen schwenkbar ist, der Teil einer Verschraubung (78) ist, mit der zwei das Pleuelauge (26) ausbildende Teile des Pleuels (22) verbunden sind.
15. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (64) auch als Anschlagelement (1 10) der Kupplungsvorrichtungen (100) dient.
16. Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (64) in mindestens zwei Betätigungsendstellungen mittels einer Rastsicherung (80) lagesicherbar ist.
17. Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (64) mittels einer Betätigungsschiene (90) betätigbar ist, die hierzu schwenkbar an einem Gehäuse der Brennkraftmaschine befestigt ist.
18. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die
Betätigungsschiene (90) eine beidseitig bogenförmig zulaufende Führungsnut (94) für das Betätigungselement (64) ausbildet.
19. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 16 und Anspruch 17 oder 18, dadurch
gekennzeichnet, dass die Rastsicherung (80) derart ausgebildet ist, dass das
Betätigungselement (64) die Betätigungsschiene (90) in den Betätigungsendstellungen nicht kontaktiert.
20. Brennkraftmaschine gemäß einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass
- in der ersten Drehausrichtung der Exzenterhülse (40) relativ zu dem Pleuel (22), in der die zweite Stellung des Kupplungselements (102) der ersten Kupplungsvorrichtung (100) mittels der Einsteilvorrichtung eingestellt ist, die zweite Stellung des
Kupplungselements (102) der zweiten Kupplungsvorrichtung (100) mittels eines passiven Einstellelements (1 10) eingestellt ist und
- in der zweiten Drehausrichtung der Exzenterhülse (40) relativ zu dem Pleuel (22), in der die zweite Stellung des Kupplungselements (102) der zweiten
Kupplungsvorrichtung (100) mittels der Einsteilvorrichtung eingestellt ist, die zweite Stellung des Kupplungselements (102) der ersten Kupplungsvorrichtung (100) mittels eines passiven Einstellelements (1 10) eingestellt ist.
21. Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 13 oder einem der von Anspruch 13 abhängigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- in einer der Drehausrichtungen der Exzenterhülse (40) relativ zu dem Pleuel (22) das zweite Sperrelement (56) mittels des Betätigungselements (64) in einer Lösestellung gehalten ist, während das erste Sperrelement (56) mittels eines zwischen den
Sperrelementen (56) abgestützten Federelements (62) in eine Sperrposition beaufschlagt ist und
- in einer anderen Drehausrichtung der Exzenterhülse (40) relativ zu dem Pleuel (22) das erste Sperrelement (56) mittels des Betätigungselements (64) in einer Lösestellung gehalten ist, während das zweite Sperrelement (56) mittels des Federelements (62) in eine Sperrposition beaufschlagt ist.
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0438121B1 (de) | 1990-01-17 | 1995-04-05 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Vorrichtung zum Ändern des Kompressionverhältnisses für Brennkraftmaschine |
US5562068A (en) * | 1994-07-13 | 1996-10-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Compression ratio changing device in internal combustion engine |
DE19703948C1 (de) | 1997-02-03 | 1998-06-18 | Meta Motoren Energietech | Vorrichtung zur Veränderung der Verdichtung einer Hubkolbenbrennkraftmaschine |
DE10218740A1 (de) * | 2002-04-26 | 2003-11-13 | Bayerische Motoren Werke Ag | Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine |
DE10230429A1 (de) * | 2002-07-06 | 2004-01-15 | Bayerische Motoren Werke Ag | Exzenter-Verstellvorrichtung für einen Kurbeltrieb |
DE10309651A1 (de) * | 2003-03-06 | 2004-09-23 | Daimlerchrysler Ag | Hubkolbenmaschine |
DE102004053225A1 (de) * | 2004-11-04 | 2006-05-11 | Daimlerchrysler Ag | Hubkolbenmaschine |
DE102012008783A1 (de) * | 2012-04-28 | 2013-10-31 | Audi Ag | Brennkraftmaschine |
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Family Cites Families (1)
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---|---|---|---|---|
CN203488252U (zh) * | 2012-09-04 | 2014-03-19 | 福特环球技术公司 | 曲轴传动装置 |
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0438121B1 (de) | 1990-01-17 | 1995-04-05 | Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha | Vorrichtung zum Ändern des Kompressionverhältnisses für Brennkraftmaschine |
US5562068A (en) * | 1994-07-13 | 1996-10-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Compression ratio changing device in internal combustion engine |
DE19703948C1 (de) | 1997-02-03 | 1998-06-18 | Meta Motoren Energietech | Vorrichtung zur Veränderung der Verdichtung einer Hubkolbenbrennkraftmaschine |
DE10218740A1 (de) * | 2002-04-26 | 2003-11-13 | Bayerische Motoren Werke Ag | Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine |
DE10230429A1 (de) * | 2002-07-06 | 2004-01-15 | Bayerische Motoren Werke Ag | Exzenter-Verstellvorrichtung für einen Kurbeltrieb |
DE10309651A1 (de) * | 2003-03-06 | 2004-09-23 | Daimlerchrysler Ag | Hubkolbenmaschine |
DE102004053225A1 (de) * | 2004-11-04 | 2006-05-11 | Daimlerchrysler Ag | Hubkolbenmaschine |
DE102012008783A1 (de) * | 2012-04-28 | 2013-10-31 | Audi Ag | Brennkraftmaschine |
DE102013021635A1 (de) * | 2013-12-18 | 2015-06-18 | Daimler Ag | Hubkolben-Verbrennungskraftmaschine |
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