WO2018188791A1 - Längenverstellbare pleuelstange mit toleranzausgleich - Google Patents
Längenverstellbare pleuelstange mit toleranzausgleich Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018188791A1 WO2018188791A1 PCT/EP2018/000184 EP2018000184W WO2018188791A1 WO 2018188791 A1 WO2018188791 A1 WO 2018188791A1 EP 2018000184 W EP2018000184 W EP 2018000184W WO 2018188791 A1 WO2018188791 A1 WO 2018188791A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- connecting rod
- length
- eccentric
- eye
- adjustable
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D15/00—Varying compression ratio
- F02D15/02—Varying compression ratio by alteration or displacement of piston stroke
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C7/00—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
- F16C7/06—Adjustable connecting-rods
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
- F16C9/04—Connecting-rod bearings; Attachments thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
- F16C2240/30—Angles, e.g. inclinations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
- F16C23/10—Bearings, parts of which are eccentrically adjustable with respect to each other
Definitions
- the present invention relates to a length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine with a first Pleuelteil in which a first connecting rod is formed, a second Pleuelteil in which a second connecting rod is formed, and at least one cylinder-piston unit to the first Pleuelteil relative to second connecting rod to adjust,
- the cylinder-piston unit comprises a cylinder bore, a longitudinally movably arranged in the cylinder bore adjusting piston and at least one provided in the cylinder bore pressure chamber.
- the invention further relates to a method for setting a defined length of a connecting rod.
- the compression ratio can not be increased arbitrarily, since too high a compression ratio leads to unintentional spontaneous combustion of the combustion mixture due to pressure and temperature increase.
- This early combustion not only leads to a troubled run and the so-called knocking in gasoline engines, but can also lead to component damage to the engine.
- the risk of spontaneous combustion is lower, which, in addition to the influence of ambient temperature and pressure, also depends on the operating point of the engine. Accordingly, a higher compression ratio is possible in the partial load range. In the development of modern internal combustion engines, there are therefore efforts to adjust the compression ratio to the respective operating point of the engine and thus to realize a variable compression ratio.
- VCR variable compression ratio
- WO 2015/055582 A2 shows that the compression ratio in the internal combustion engine is adjusted by the connecting rod length.
- the connecting rod length affects the compression volume in the combustion chamber, wherein the stroke volume is determined by the position of the crankshaft journal and the cylinder bore.
- a short connecting rod therefore results in a lower compression ratio than a long connecting rod with otherwise identical geometrical dimensions, e.g. Piston, cylinder head, crankshaft, valve control etc.
- the connecting rod length is hydraulically varied between two positions.
- the entire connecting rod is made in several parts, wherein the change in length is effected by a telescopic mechanism which is adjustable by means of a double-acting hydraulic cylinder.
- the small connecting rod eye is connected to a piston rod (telescopic rod part).
- the associated adjusting piston is axially displaceably guided in a cylinder which is arranged in the connecting rod part with the large connecting rod eye, usually for receiving the crankshaft journal.
- the adjusting piston separates the cylinder into two pressure chambers, an upper and a lower pressure chamber. These two pressure chambers are supplied with engine oil via a hydraulic adjusting mechanism, whereby the supply of engine oil takes place via the lubrication of the connecting rod bearing.
- DE 10 2005 055199 A1 discloses a piston-actuated adjusting mechanism which uses an eccentric device for adjusting the piston stroke. Further adjusting mechanisms are known from DE 19835146 A1 and from GB 2161580 and DE 4226361 A1.
- the connecting rod is designed as a telescope system with several interacting components, it can come by the addition of the tolerances of the individual components to a significant dispersion in the total length of different connecting rods.
- the different overall lengths of the connecting rods can lead to different compression ratios when used in an internal combustion engine. It is therefore the object of the present invention to provide a length-adjustable connecting rod with exact dimensions. In particular, strong tolerance deviations must be able to be corrected.
- the invention provides that in one of the connecting rods an eccentric insert is arranged against rotation so that a defined length of the connecting rod is set.
- This design of the connecting rod a system is provided by which at the end of the production chain, the center distance of the connecting rods of a length-adjustable connecting rod can be adjusted exactly. As a result, exact dimensions are achieved so that different compression ratios can be avoided.
- tolerances can be compensated, resulting in the assembly of the connecting rod according to the invention.
- the eccentric insert is designed as an eccentric bush arranged in one of the connecting rod eyes.
- one of the connecting rod eyes is formed as a small connecting-rod eye for receiving a piston pin, and the eccentric bushing is arranged in this small connecting-rod eye.
- the eccentric bushing can be attached particularly easily.
- the eccentric insert is formed by arranged in one of the connecting rods eccentric bearing shells. This also makes a simple design possible.
- one of the connecting rods is designed as a large connecting rod eye for receiving a crankshaft journal and the eccentric bearing shells are arranged in this large connecting rod eye.
- the large connecting rod eye for receiving the crankshaft journal is designed in several parts, so that the eccentric bearing shells can be easily mounted during assembly.
- two eccentric bearing shells can be provided. It then only two different components to correct the length tolerances must be kept in stock.
- Vorteühaft have the two eccentric bearing shells on a different thickness. Depending on which bearing shell is used above or below, thus different length deviations can be compensated.
- the abutting surfaces of the eccentric bearing shells are designed according to the poka-yoke principle.
- the transitions between the eccentric bearing shells must be kept very smooth. It is therefore important that paired bearing shells are always installed. If the abutting surfaces of the eccentric bearing shells are designed according to the poka-yoke principle, it is ensured that only the right bearing shells are installed at a time.
- the abutting surfaces of the eccentric bearing shells engage in one another in a form-fitting manner.
- the positive connection is designed so that only the right bearing shells match each other in pairs.
- the mating cups are designed to provide a very smooth transition at the butt surfaces of these eccentric bearing surfaces, other cups have a different shape and can not be positively fitted the matching eccentric bearing shells be provided a toothing.
- mutually associated eccentric bearing shells are characterized by a color code.
- the fitter recognizes that he is fitting the right bearing shells together. This also allows mistakes to be avoided.
- corresponding locking elements are provided on the outer side of the eccentric insert facing the connecting rod eye as well as in the connecting rod eye. This makes it possible to achieve a permanently rotationally secure positioning of the eccentric insert in the connecting rod eye.
- locking elements can be provided positively and / or non-positively interlocking devices, press-fit arrangements or the like.
- the locking elements are designed as interlocking teeth. This will be a achieved defined position, which allows only discrete angular positions. In addition, an anti-rotation lock is realized by the interlocking teeth.
- the toothing has angular steps of about 15 °.
- the maximum eccentricity of the eccentric insert is about 1 mm.
- the eccentric insert In order to enable a simple and secure attachment of the eccentric insert in the desired angular position in the connecting rod, it can be provided that the eccentric insert is pressed in the connecting rod.
- the maximum and the minimum eccentricity of the eccentric insert come to lie on the central axis of the connecting rod. This ensures that the connecting rod axis is not moved. It must then be stored various inserts with different eccentricities, which are selected depending on the desired or required length for tolerance compensation. The inserts are then installed with the maximum and minimum eccentricity on the connecting rod axis and tilting up or down.
- the object of the invention is also achieved by an initially mentioned method for setting a defined length of a connecting rod having a first connecting rod part, in which a first connecting rod is formed, a second connecting rod part, in which a second connecting rod is formed, and at least one cylinder piston rod.
- Unit for adjusting the first connecting rod part relative to the second connecting rod part wherein the cylinder-piston unit comprises a cylinder bore, an adjusting piston arranged longitudinally movably in the cylinder bore and at least one pressure chamber provided in the cylinder bore, according to the invention achieved in at least one of Pleuelaugen a in the connecting rod eyes moving and fixable in its movement eccentric insert is provided and the following steps are carried out: a. Determining a current length of the connecting rod; b.
- FIG. 2 is a schematic representation of an embodiment of a length-adjustable connecting rod of Figure 1 in a partially sectioned illustration with an eccentric insert used in a connecting rod,
- FIG. 3 shows an enlargement of the connecting rod with the eccentric insert of FIG. 2 inserted therein, FIG.
- FIGS. 2 and 3 are side views of the eccentric insert of FIGS. 2 and 3 in section
- Fig. 5a - 5c is a side view of the eccentric insert of Fig. 2, 3 and 4 in section in different mounting positions.
- Fig. 6 is a schematic representation of another embodiment of a length-adjustable connecting rod of Figure 1 in a partially sectioned illustration with an eccentric insert used in a connecting rod, an embodiment of an eccentric insert in the form of eccentric bearing shells, and
- a combustion engine (gasoline engine) 1 is shown in a schematic representation.
- the internal combustion engine 1 has three cylinders 2.1, 2.2 and 2.3, in each of which a reciprocating piston 3.1, 3.2, 3.3 moves up and down.
- the internal combustion engine 1 comprises a crankshaft 4, which is rotatably mounted by means of crankshaft bearings 5.1, 5.2, 5.3 and 5.4.
- the crankshaft 4 is connected by means of the connecting rods 6.1, 6.2 and 6.3 respectively with the associated reciprocating piston 3.1, 3.2 and 3.3.
- the crankshaft 4 has an eccentrically arranged crankshaft journals 7.1, 7.2 and 7.3.
- the large connecting rod 8.1, 8.2, and 8.3 is each mounted on the associated crankshaft journal 7.1, 7.2 and 7.3.
- the small connecting rod 9.1, 9.2 and 9.3 are each mounted on a piston pin 10.1, 10.2 and 10.3 and so pivotally connected to the associated reciprocating 3.1, 3.2 and 3.3.
- the terms small connecting rod 9.1, 9.2 and 9.3 and large connecting rod 8.1, 8.2 and 8.3 neither an absolute nor relative size assignment refer to, but they are only used to distinguish the components and assignment to the engine shown in Fig. 1. Accordingly, the dimensions of the diameter of the small connecting rods 9.1, 9.2 and 9.3 may be smaller, equal to or greater than the dimensions of the diameter of the large connecting rods 8.1, 8.2 and 8.3.
- the crankshaft 4 is provided with a crankshaft sprocket 1 1 and coupled by means of a timing chain 12 with a Nockenwellenkettenrad 13.
- the camshaft sprocket 13 drives a camshaft 14 with its associated cams for actuating the intake and exhaust valves (not shown in detail) of each cylinder 2.1, 2.2 and 2.3.
- the slack side of the timing chain 12 is tensioned by means of a pivotally mounted clamping rail 15 which is pressed by means of a chain tensioner 16 to this.
- the Switzerlandtrum the timing chain 12 can slide along a guide rail.
- the essential operation of this internal combustion engine including the fuel injection and ignition by means of spark plug is not explained in detail and assumed to be known.
- the eccentricity of the crankshaft journals 7.1, 7.2 and 7.3 are mainly the stroke ⁇ before, especially if, as in the present case, the crankshaft 4 is arranged exactly centrally below the cylinders 2.1, 2.2 and 2.3.
- the reciprocating piston 3.1 is shown in Fig. 1 in its lowermost position, while the reciprocating piston 3.2 is shown in its uppermost position. The difference results in the present case the stroke ⁇ .
- the remaining height Hc gives the remaining compression height in cylinder 2.2.
- the stroke volume Vh the stroke volume Vh and from the remaining compression height Hc is calculated, the compression volume V c .
- the compression volume V c depends significantly on the staltung of the cylinder cover. From these volumes V and V c results in the compression ratio ⁇ .
- the compression ratio ⁇ is calculated from the sum of the stroke volume Vh and the compression volume V c divided by the compression volume V c .
- Today's values for gasoline engines are between 10 and 14 for ⁇ .
- the compression ratio ⁇ can be adjusted according to the invention, the connecting rods 6.1, 6.2 and 6.3 designed adjustable in their length. As a result, can be driven in the partial load range with a higher compression ratio than in the full load range.
- the connecting rod 6.1 has a first connecting rod part 1 8.1 with a connecting rod head 17.1 and a second connecting rod part 19.1.
- the small connecting rod 9.1 is formed in the connecting rod head 17.1.
- the first connecting rod part 18.1 is guided telescopically in the second connecting rod part 19.1.
- the relative movement of the first connecting rod part 1 8.1 in the longitudinal direction to the second connecting rod part 19.1 by means of a cylinder-piston unit 31 .1 with an adjusting piston 21 .1. and a cylinder bore 22.1.
- a lower bearing shell 20.1 is arranged, which surrounds the large connecting rod 8.1 together with the lower portion of the second Pleuelteils 1 9.1.
- the lower bearing shell 20.1 and the second Pleuelteil 19.1 are connected to each other in the usual way by means of fasteners.
- the lower end of the first Pleuelteils 18.1 is connected to the adjusting piston 21 .1, which is slidably guided in the cylinder bore 22.1 of the second Pleuelteils 1 9.1.
- the second connecting rod part 19.1 has a cover 23.1, through which the first connecting rod part 8.1 is guided and sealed.
- the cover 23.1 seals the cylinder bore 22.1 in total.
- a first pressure chamber 24.1 is formed by a circular cross-section and above the adjusting piston 21 .1 is an annular second pressure chamber 25.1 is formed.
- the adjusting piston 21 .1 and the piston bore 22.1 are part of the adjusting mechanism for changing the length of the connecting rod.
- To the adjusting mechanism also includes a hydraulic circuit 26.1, which provides for a supply and discharge of the hydraulic fluid into and out of the pressure chambers 24.1 and 25.1 and thus a movement of the adjusting piston 21 .1 or locked accordingly.
- the connecting rod is constructed as a telescopic system with several components.
- each of these individual components ie the first Pleuelteil 1 8.1 with the small Pleuelauge 9.1 and the adjusting piston 21 .1 and the second Pleuelteil 1 9.1 with the large connecting rod 8.1 and the cylinder bore 22.1 has individual tolerances, with the addition of individual tolerances a considerable variance the total length of the connecting rod 6.1 may occur.
- the use of several connecting rods with different overall lengths would result in different compression ratios. This is understandably undesirable. Therefore, in the embodiment shown in Fig. 2 in the small connecting rod 9.1 an eccentric insert in the form of an eccentric bush 27.1 used against rotation.
- the eccentric bushing 27.1 is inserted in the small connecting rod 9.1 so that its eccentricity compensates for the differences in length occurring. As a result, the axial distance of the connecting rod can be adjusted exactly. This will be explained in more detail below.
- Fig. 3 shows an enlargement of the upper portion of the first connecting rod 18.1.
- an eccentric bushing 27.1 is used in the small connecting eye 9.1.
- the eccentric bush 27.1 has a circular cross-section, whose diameter corresponds approximately to the diameter of the small connecting rod 9.1.
- a circular or cylindrical opening 28, 1 for receiving the piston pin 1 0.1 is formed in the eccentric bushing 27.1 eccentric to the center of the circumferential circle.
- E 2 has a different value.
- the total length of the connecting rod 6.1 is changed and the tolerances occurring are compensated.
- a toothing 29.1 may be formed at the periphery of the connecting eye 9.1.
- the eccentric bushing 27.1 also has on its outer circumference a toothing 30.1 which cooperates with the toothing 29.1 in the connecting rod eye 9.1 and thus enables a defined position of the eccentric bushing 27.1 in the connecting rod eye 9.1.
- the teeth allow only discrete angular positions.
- a rotation of the eccentric bushing 27.1 in the small connecting eye 9.1 is possible.
- the toothing preferably has angular steps of about 15 °.
- the toothing thus serves as a lock with corresponding locking elements on the inner circumference of the connecting rod 9.1 and on the outer circumference of the eccentric bushing 27.1.
- other embodiments are possible that allow a permanent rotation of the eccentric bushing designed as eccentric 27.1 eccentric insert in the connecting rod 9.1.
- the eccentric bush is pressed in the connecting rod eye to achieve an anti-rotation.
- two possible different positions of the eccentric bush 27.1 are shown. In the first illustrated angular position, the receptacle 28.1 is drawn for the piston pin 10.1 in solid lines.
- the eccentricity Ei of the eccentric bush 27.1 facing the large connecting rod eye is relatively large, as a result of which a too short length of the connecting rod can be compensated.
- the receptacle 28.1 is drawn for the piston pin 10.1 in dashed lines.
- the eccentricity E2 of the eccentric bush 27.1 facing the large connecting rod eye is small, as a result of which a too long length of the connecting rod can be compensated.
- many other angular positions of the eccentric bush 27.1 are adjustable. It can also be provided that a plurality of different eccentric bushings are provided which have different maximum and minimum eccentricities.
- an eccentric bush whose maximum or minimum eccentricity corresponds to the length of the connecting rod 6.1 to be compensated.
- This eccentric bushing is then secured in the small connecting eye 9.1, for example, by pressing or by the provided on the circumference toothing that the center of the circular receptacle 28.1 of the eccentric bush 27.1 comes to rest on the center axis M of the connecting rod.
- the minimum and the maximum eccentricity of the eccentric bush 27.1 are then also on the center axis M of the connecting rod. This avoids that the Pleuelstoffachse shifts.
- eccentric inserts can be provided both in the small 9.1 and in the large connecting rod 8.1, which are adjustable accordingly. As a result, an even larger adjustment of the defined length of the connecting rod 6.1 is given.
- the toothing in the connecting rod 9.1 and the circumference of the eccentric bushing 27.1 is designed such that a false installation of the eccentric bushing 27.1 in the connecting rod 9.1 is impossible (fail-safe principle or Poka Yoke).
- the eccentric bush 27.1 is partially shown in section.
- the eccentric bush 27.1 has inside the cylindrical opening 28.1 for receiving the piston pin 10.1.
- the eccentric bush 27.1 has a circular cross-section transverse to its longitudinal direction L.
- the circular opening 28.1 is arranged eccentrically to the center of the circular cross section of the eccentric bushing 27.1.
- the distance from the center of the circular opening 28.1 and thus the center axis of the piston pin 10.1 increases or decreases to the center of the large connecting rod 8.1 and thus the total length of the connecting rod 6.1. Occurring tolerances of the individual components of the connecting rod 6.1, which can add up, are compensated.
- FIGS. 5a to 5c show an eccentric bush 27.1 in three different angular positions.
- the eccentric bush 27.1 is shown in a neutral position.
- the upper eccentricity Eo i. the thickness of the eccentric bushing 27.1 in the upper area, i. pointing along the central axis of the connecting rod to the reciprocating piston, just as large as the lower eccentricity Eu.
- the lower eccentricity Eu is the thickness of the eccentric bushing 27.1 in the lower, to the large connecting rod 8.1 indicative region of the eccentric bushing 27.1.
- Fig. 5b shows the eccentric bush 27.1 in an angular position in which a too short overall length of the connecting rod 6.1 must be compensated.
- the upper eccentricity Eo is smaller than the lower eccentricity Eu.
- Fig. 5c shows the eccentric bushing 27.1 in an angular position in which a too long overall length of the connecting rod 6.1 must be compensated.
- the upper eccentricity Eo is greater than the lower eccentricity Eu.
- Fig. 6 shows the lower portion of the connecting rod 6.1, in which the large connecting rod 8.1 is formed for receiving the crankshaft journal.
- the second connecting rod part 19.1 is connected to a lower bearing shell 20.1. This can be done for example by means of conventional fasteners such as screws.
- the second connecting rod part 19.1 forms together with the lower bearing shell 20.1 the large connecting rod eye 8.1.
- two associated eccentric bearing shells 32.1, 33.1 are arranged in the large connecting rod 8.1.
- the two eccentric bearing shells 32.1, 33.1 together form a circular cylindrical receptacle 36.1 for a crankshaft journal.
- the two bearing shells 32.1, 33.1 abut against each other at a first abutment surface 34.1 and a second abutment surface 35.1.
- the transition In order to allow a smooth operation of the connecting rod 6.1, the transition must be kept very smooth at these abutment surfaces 34.1, 35.1. It is therefore important that always two matching eccentric bearing shells 32.1, 33.1 are used together.
- the mating bearing shells 32.1, 33.1 are formed on their abutment surfaces 34.1, 35.1 so that they form a positive connection.
- a toothing would be conceivable.
- mating bearing shells 32.1, 33.1 have a color code, based on which it is clear that only this bearing shells may be installed together.
- Fig. 7a and 7b show an example of a pair of associated eccentric bearing shells 32.1, 33.1, which are inserted into the large connecting rod 8.1 so that they compensate for a too long length of the connecting rod 6.1.
- the eccentric bearing shell 32.1 with the maximum eccentricity E ma x is arranged in the lower region of the large connecting rod 8.1, ie on the lower bearing shell 20.1 and thus pointing the way from the upper or small connecting rod 9.1.
- the other eccentric bearing shell 33.1 with the minimum eccentricity E m i n is correspondingly arranged in the upper region of the large connecting rod 8.1 at the foot of the second connecting rod part 19.1.
- the center M EL of the trained by the eccentric bearing shells 32.1, 33.1 recording 36.1 for the crankshaft journal is therefore in relation to the center Mpi_ of the large connecting rod 8.1 shifted upward and thus shorten the effective length of the connecting rod 6.1.
- Fig. 7b shows the two eccentric bearing shells 32.1, 33.1 in the extended state.
- the abutment surfaces 34.1, 35.1 clearly visible.
- eccentric bearing shells 32.1, 33.1 show an example of a pair of associated eccentric bearing shells 32.1, 33.1, which are inserted into the large connecting rod 8.1 so that they compensate for a too short length of the connecting rod 6.1.
- the second eccentric bearing shell 33.1 with the minimum eccentricity Emm is in the lower region of the large connecting rod 9.1, that is adjacent to the lower bearing shell 20.1, arranged.
- Fig. 8b shows the two eccentric bearing shells 32.1, 33.1 in the extended state.
- the transition must be very smooth at these joints 34.1, 35.1.
- the abutment surfaces 34.1, 35.1 therefore after The poka-yoke principle, so that only matching cups can be installed together. This can be done, for example, by forming matching toothings on the abutment surfaces 34.1, 35.1 or another interlocking positive connection. Alternatively, a color code could be used.
- a method for setting a defined length of a connecting rod 6.1 comprises the following steps: a. Determining a current length of the connecting rod 6.1; b. Comparison of the actual length of the connecting rod 6.1 with a defined length; c. In case of deviation of the current from the defined length twisting of the eccentric insert in at least one connecting rod 9.1, 8.1, until the current length of the connecting rod 6.1 matches the defined length; d. Non-rotating fixing of arranged in the connecting rods 9.1, 8.1 eccentric inserts.
- the actual length of the connecting rod 6.1 designates the length after assembly or before installation in an internal combustion engine. The determination is made in the usual way.
- the defined length is the length of the connecting rod 6.1, which is required for the intended use.
- the torsion-proof fixing of the connecting rod 6.1 takes place in the manner described above, in particular by providing and actuating the locking elements.
- the permanent anti-rotation can also be achieved by gluing, welding or other known measures.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange (6.1 ) für einen Verbrennungsmotor mit einem ersten Pleuelteil (18.1), in dem ein erstes Pleuelauge (9.1) ausgebildet ist, einem zweiten Pleuelteil (19.1 ), in dem ein zweites Pleuelauge (8.1) ausgebildet ist, und mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit (31.1), um das erste Pleuelteil (18.1 ) relativ zum zweiten Pleuelteil (19.1) zu verstellen, die Zylinder-Kolben-Einheit (31.1 ) umfasst eine Zylinderbohrung (22.1), einen in der Zylinderbohrung (22.1) längs bewegbar angeordneten Verstellkolben (21.1) und mindestens einen in der Zylinderbohrung (22.1 ) vorgesehenen Druckraum (24.1, 25.1). Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Fertigung auftretende Längenunterschiede der Gesamtlänge der Pleuelstange (6.1), die sich durch eine Aufsummie- rung der Einzelteil-Toleranzen ergeben können, auszugleichen. Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in einem der Pleuelaugen (9.1, 8.1) ein exzentrischer Einsatz verdrehsicher so angeordnet ist, dass eine definierte Länge der Pleuelstange (6.1) eingestellt ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Einstellen einer definierten Länge einer Pleuelstange (6.1).
Description
Längenverstellbare Pleuelstange mit Toleranzausgleich
Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit einem ersten Pleuelteil, in dem ein erstes Pleuelauge ausgebildet ist, einem zweiten Pleuelteil, in dem ein zweites Pleuelauge ausgebildet ist, und mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu verstellen, die Zylinder-Kolben-Einheit umfasst eine Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung längs bewegbar angeordneten Verstellkolben und mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen Druckraum.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Einstellen einer definierten Länge einer Pleuelstange.
Der thermische Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors, insbesondere von Ottomotoren, ist abhängig vom Verdichtungsverhältnis ε, d.h. dem Verhältnis vom Gesamtvolumen vor der Verdichtung zum Kompressionsvolumen (ε = (Hubvolumen Vh + Kompressionsvolumens Vc) / Kompressionsvolumen Vc). Mit steigendem Verdichtungsverhältnis nimmt der thermische Wirkungsgrad zu. Die Zunahme des thermischen Wirkungsgrades über das Verdichtungsverhältnis ist degressiv, allerdings im Bereich heute üblicher Werte noch relativ stark ausgeprägt.
In der Praxis kann das Verdichtungsverhältnis nicht beliebig gesteigert werden, da ein zu hohes Verdichtungsverhältnis zu einer unbeabsichtigten Selbstentzündung des Verbrennungs- gemischs durch Druck- und Temperaturerhöhung führt. Diese frühzeitige Verbrennung führt nicht nur zu einem unruhigen Lauf und dem sogenannten Klopfen bei Ottomotoren, sondern kann auch zu Bauteilschäden am Motor führen. Im Teillastbereich ist die Gefahr der Selbstentzündung geringer, die neben dem Einfluss von Umgebungstemperatur und Druck, auch vom Betriebspunkt des Motors abhängig ist. Entsprechend ist im Teillastbereich ein höheres Verdichtungsverhältnis möglich. In der Entwicklung von modernen Verbrennungsmotoren gibt es daher Bestrebungen, das Verdichtungsverhältnis an den jeweiligen Betriebspunkt des Motors anzupassen und somit ein variables Verdichtungsverhältnis zu realisieren.
Für die Umsetzung eines variablen Verdichtungsverhältnisses (VCR - variable compression ratio) existieren unterschiedliche Lösungen, mit denen die Lage des Hubzapfens der Kurbelwelle oder des Kolbenbolzens des Motorkolbens verändert oder die effektive Länge der Pleuelstange variiert wird. Hierbei gibt es jeweils Lösungen für eine kontinuierliche und diskontinuierliche Verstellung der Bauteile. Eine kontinuierliche Verstellung ermöglicht eine optimale Reduzierung des C02-Ausstoßes und des Verbrauchs aufgrund eines für jeden Betriebspunkt
einstellbaren Verdichtungsverhältnisses. Demgegenüber ermöglicht eine diskontinuierliche Verstellung mit zwei als Endanschläge der Verstellbewegung ausgebildeten Stufen konstruktive und betriebstechnische Vorteile und ermöglicht trotzdem im Vergleich zu einem konventionellen Kurbeltrieb noch signifikante Einsparungen im Verbrauch und dem C02-Ausstoß.
Die WO 2015/055582 A2 zeigt, däss das Verdichtungsverhältnis im Verbrennungsmotor durch die Pleuellänge verstellt wird. Die Pleuellänge beeinflusst das Kompressionsvolumen im Verbrennungsraum, wobei das Hubvolumen durch die Position des Kurbelwellenzapfens und die Zylinderbohrung vorgegeben ist. Eine kurze Pleuelstange führt daher zu einem geringeren Verdichtungsverhältnis als eine lange Pleuelstange bei ansonsten gleichen geometrischen Abmessungen, z.B. Kolben, Zylinderkopf, Kurbelwelle, Ventilsteuerung etc.. Bei den bekannten längenverstellbaren Pleuelstangen wird die Pleuellänge hydraulisch zwischen zwei Stellungen variiert. Dabei ist die gesamte Pleuelstange mehrteilig ausgeführt, wobei die Längenänderung durch einen Teleskopmechanismus erfolgt, der mittels eines doppelwirkenden Hydraulikzylinders verstellbar ist. Das kleine Pleuelauge, üblicherweise zur Aufnahme des Kolbenbolzens, ist mit einer Kolbenstange verbunden (teleskopierbarer Stangenteil). Der zugehörige Verstellkolben ist axial verschiebbar in einem Zylinder geführt, der in dem Pleuelteil mit dem großen Pleuelauge, üblicherweise zur Aufnahme des Kurbelwellenzapfens, angeordnet ist. Der Verstellkolben trennt den Zylinder in zwei Druckräume, einen oberen und einen unteren Druckraum. Diese beiden Druckräume werden über einen hydraulischen Verstellmechanismus mit Motoröl versorgt, wobei dessen Versorgung mit Motoröl über die Schmierung des Pleuellagers erfolgt.
Neben den Teleskoplösungen gibt es auch andere Verstellmechanismen, die zur Anwendung gelangen können. Zum Beispiel ist aus der DE 10 2005 055199 A1 ein kolbenbetätigter Verstellmechanismus bekannt, der eine Exzentereinrichtung zur Verstellung des Kolbenhubs verwendet. Weitere Verstellmechanismen sind aus der DE 19835146 A1 und aus der GB 2161580 sowie der DE 4226361 A1 bekannt.
Dadurch, dass die Pleuelstange als Teleskopsystem mit mehreren zusammenwirkenden Bauteilen ausgelegt ist, kann es durch die Addition der Toleranzen der Einzelkomponenten zu einer erheblichen Streuung in der Gesamtlänge verschiedener Pleuelstangen kommen. Die unterschiedlichen Gesamtlängen der Pleuelstangen können bei Verwendung in einem Verbrennungsmotor zu unterschiedlichen Verdichtungsverhältnissen führen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine längenverstellbare Pleuelstange mit exakten Abmessungen bereitzustellen. Insbesondere müssen starke Toleranzabweichungen korrigiert werden können.
Hierzu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in einem der Pleuelaugen ein exzentrischer Einsatz verdrehsicher so angeordnet ist, dass eine definierte Länge der Pleuelstange eingestellt ist. Durch diese Ausgestaltung der Pleuelstange wird ein System zur Verfügung gestellt, durch welches am Ende der Produktionskette der Achsabstand der Pleuelaugen einer längenverstellbaren Pleuelstange genau angepasst werden kann. Dadurch werden exakte Abmessungen erreicht, sodass unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse vermieden werden können. Das kann mit nur einem einzigen exzentrischen Einsatz erreicht werden, indem der exzentrische Einsatz in einer bestimmten Winkellage im jeweiligen Pleuelauge eingesetzt und befestigt wird, sodass die gewünschte Länge eingestellt ist. Einerseits können damit Toleranzen ausgeglichen werden, die sich beim Zusammenbau der erfindungsgemäßen Pleuelstange ergeben. Andererseits ist es möglich, mit einer einzigen, modulartig aufgebauten Pleuelstange verschiedene Pleuellängen, die von Anwendern derartiger Pleuelstangen benötigt werden, umzusetzen. Eine vorgefertigte Pleuelstange kann also durch Adaptieren des exzentrischen Einsatzes auf verschiedene motorische Bedürfnisse angepasst werden.
In einer besonders einfachen Ausgestaltung kann vorgesehen werden, dass der exzentrische Einsatz als eine in einem der Pleuelaugen angeordnete Exzenterbuchse ausgebildet ist.
Vorteilhafterweise ist eines der Pleuelaugen als kleines Pleuelauge zur Aufnahme eines Kolbenbolzens ausgebildet und die Exzenterbuchse in diesem kleinen Pleuelauge angeordnet. Im kleinen Pleuelauge kann die Exzenterbuchse besonders einfach angebracht werden.
Alternativ könnte auch vorgesehen werden, dass der exzentrische Einsatz durch in einem der Pleuelaugen angeordnete exzentrische Lagerschalen ausgebildet ist. Auch hierdurch wird eine einfache Ausgestaltung ermöglicht.
Vorteilhafterweise ist eines der Pleuelaugen als großes Pleuelauge zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens ausgebildet und die exzentrischen Lagerschalen sind in diesem großen Pleuelauge angeordnet. Üblicherweise ist das große Pleuelauge zur Aufnahme des Kurbelwellenzapfen mehrteilig ausgebildet, sodass die exzentrischen Lagerschalen bei der Montage leicht angebracht werden können.
In einer besonders einfachen Ausgestaltung können zwei exzentrische Lagerschalen vorgesehen sein. Es müssen dann nur zwei unterschiedliche Bauteile zur Korrektur der Längentoleranzen vorrätig gehalten werden.
Vorteühafterweise weisen die beiden exzentrischen Lagerschalen eine unterschiedliche Dicke auf. Je nachdem welche Lagerschale oben bzw. unten eingesetzt wird, können somit unterschiedliche Längenabweichungen ausgeglichen werden.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Stoßflächen der exzentrischen Lagerschalen nach dem Poka-Yoke-Prinzip ausgestaltet sind. Die Übergänge zwischen den exzentrischen Lagerschalen müssen sehr glatt gehalten werden. Es ist daher wichtig, dass immer paarweise zusammengehörige Lagerschalen verbaut werden. Sind die Stoßflächen der exzentrischen Lagerschalen nach dem Poka-Yoke Prinzip ausgestaltet, so wird sichergestellt, dass immer nur die richtigen Lagerschalen miteinander verbaut werden.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Stoßflächen der exzentrischen Lagerschalen formschlüssig ineinander greifen. Der Formschluss ist so ausgebildet, dass immer nur die richtigen Lagerschalen paarweise zueinander passen. Mit„richtig" ist gemeint, dass die zueinander passenden Lagerschalen so ausgebildet sind, dass ein sehr glatter Übergang an den Stoßflächen dieser exzentrischen Lagerflächen erzielt wird. Andere Lagerschalen weisen eine andere Form auf, und können nicht formschlüssig verbaut werden. Beispielsweise kann an den Stoßflächen der zueinander passenden exzentrischen Lagerschalen eine Verzahnung vorgesehen sein.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass zueinander gehörige exzentrische Lagerschalen durch einen Farbcode gekennzeichnet sind. Der Monteur erkennt anhand des Farbcodes dass er die richtigen Lagerschalen miteinander verbaut. Auch hierdurch können Fehler vermieden werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen werden, dass an der zum Pleuelauge weisenden Außenseite des exzentrischen Einsatzes sowie im Pleuelauge korrespondierende Verriegelungselemente vorgesehen sind. Dadurch lässt sich eine dauerhaft verdrehsichere Positionierung des exzentrischen Einsatzes im Pleuelauge erreichen. Als Verriegelungselemente können form- und/oder kraftschlüssig ineinandergreifende Einrichtungen, Presssitzanordnungen oder ähnliches vorgesehen werden. In einer Variante der Erfindung sind die Verriegelungselemente als ineinandergreifende Verzahnungen ausgeführt. Hierdurch wird eine
definierte Stellung erreicht, die nur diskrete Winkellagen zulässt. Zudem wird durch die ineinandergreifenden Verzahnungen eine Verdrehsicherung realisiert.
Um eine genaue Einstellung ohne einen zu großen Fertigungsaufwand zu ermöglichen, kann vorgesehen werden, dass die Verzahnung Winkelschritte von etwa 15° aufweist.
In noch einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die maximale Exzentrizität des exzentrischen Einsatzes etwa 1 mm beträgt. Hierdurch kann der gewünschte Toleranzausgleich ermöglicht werden, zu starke Längenänderungen werden vermieden.
Um eine einfache und sichere Befestigung des exzentrischen Einsatzes in der gewünschten Winkellage im Pleuelauge zu ermöglichen, kann vorgesehen werden, dass der exzentrische Einsatz im Pleuelauge verpresst wird.
In noch einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen werden, dass die maximale und die minimale Exzentrizität des exzentrischen Einsatzes auf der Mittelachse der Pleuelstange zu liegen kommen. Dadurch wird erreicht, dass die Pleuelmittelachse nicht verschoben wird. Es müssen dann verschiedene Einsätze mit unterschiedlichen Exzentrizitäten bevorratet werden, welche je nach gewünschter bzw. erforderlicher Länge zum Toleranzausgleich ausgewählt werden. Die Einsätze werden dann mit der maximalen und der minimalen Exzentrizität auf der Pleuelmittelachse und nach oben oder unten neigend eingebaut.
Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem durch ein eingangs genanntes Verfahren zum Einstellen einer definierten Länge einer Pleuelstange mit einem ersten Pleuelteil, in dem ein erstes Pleuelauge ausgebildet ist, einem zweiten Pleuelteil, in dem ein zweites Pleuelauge ausgebildet ist, und mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu verstellen, wobei die Zylinder-Kolben-Einheit eine Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung längs bewegbar angeordneten Verstellkolben und mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen Druckraum umfasst, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in zumindest einem der Pleuelaugen ein in den Pleuelaugen beweg- und in seiner Bewegung fixierbarer exzentrischer Einsatz vorgesehen ist und folgende Schritte ausgeführt werden: a. Ermitteln einer aktuellen Länge der Pleuelstange; b. Vergleich der aktuellen Länge der Pleuelstange mit einer definierten Länge;
c. Bei Abweichung der aktuellen von der definierten Länge Verdrehen des exzentrischen Einsatzes in zumindest einem Pleuelauge, bis die aktuelle Länge der Pleuelstange mit der definierten Länge übereinstimmt; d. Verdrehsicheres Fixieren der in den Pleuelaugen angeordneten exzentrischen Einsätze.
Auf diese Weise können ein einfacher Toleranzausgleich bzw. eine rasche Anpassung der Länge der Pleuelstange an Entwicklerbedürfnisse erreicht werden, ohne dass die Fertigungsprozesse verändert bzw. großer Ausschuss aufgrund Toleranzabweichungen toleriert werden müssen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungsmotor,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer längenverstellbaren Pleuelstange aus Fig. 1 in teilweise geschnittener Darstellung mit einem in einem Pleuelauge eingesetzten exzentrischen Einsatz,
Fig. 3 eine Vergrößerung des Pleuelauges mit dem darin eingesetzten exzentrischen Einsatz aus Fig. 2,
Fig. 4 eine Seitenansicht des exzentrischen Einsatzes aus Fig. 2 und 3 im Schnitt,
Fig. 5a - 5c eine Seitenansicht des exzentrischen Einsatzes aus Fig. 2, 3 und 4 im Schnitt in unterschiedlichen Einbaupositionen.
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer längenverstellbaren Pleuelstange aus Fig. 1 in teilweise geschnittener Darstellung mit einem in einem Pleuelauge eingesetzten exzentrischen Einsatz, eine Ausführungsform eines exzentrischen Einsatzes in Form von exzentrischen Lagerschalen, und
Fig. 8 die exzentrische Lagerschalen aus Fig. 7 in einer anderen Einbauposition.
In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung ein Verbrennungsmotor (Ottomotor) 1 dargestellt. Der Verbrennungsmotor 1 hat drei Zylinder 2.1 , 2.2 und 2.3, in denen sich jeweils ein Hubkolben 3.1 , 3.2, 3.3 auf und ab bewegt. Des Weiteren umfasst der Verbrennungsmotor 1 eine Kurbelwelle 4, die mittels Kurbelwellenlager 5.1 , 5.2, 5.3 und 5.4 drehbar gelagert ist. Die Kurbelwelle 4 ist mittels der Pleuelstangen 6.1 , 6,2 und 6.3 jeweils mit dem zugehörigen Hubkolben 3.1 , 3.2 und 3.3 verbunden. Für jede Pleuelstange 6.1 , 6.2 und 6.3 weist die Kurbelwelle 4 einen exzentrisch angeordneten Kurbelwellenzapfen 7.1 , 7.2 und 7.3 auf. Das große Pleuelauge 8.1 , 8.2, und 8.3 ist jeweils auf dem zugehörigen Kurbelwellenzapfen 7.1 , 7.2 und 7.3 gelagert. Das kleine Pleuelauge 9.1 , 9.2 und 9.3 ist jeweils auf einem Kolbenbolzen 10.1 , 10.2 und 10.3 gelagert und so mit dem zugehörigen Hubkolben 3.1 , 3.2 und 3.3 schwenkbar verbunden. Dabei ist den Begriffen kleines Pleuelauge 9.1 , 9.2 und 9.3 und großes Pleuelauge 8.1 , 8.2 und 8.3 weder eine absolute noch relative Größenzuordnung zu entnehmen, sondern sie dienen lediglich zur Unterscheidung der Bauteile und Zuordnung zu dem in Fig. 1 dargestellten Verbrennungsmotor. Entsprechend können die Abmessungen der Durchmesser der kleinen Pleuelaugen 9.1 , 9.2 und 9.3 kleiner, gleich groß oder größer als die Abmessungen der Durchmesser der großen Pleuelaugen 8.1 , 8.2 und 8.3 sein.
Die Kurbelwelle 4 ist mit einem Kurbelwellenkettenrad 1 1 versehen und mittels einer Steuerkette 12 mit einem Nockenwellenkettenrad 13 gekoppelt. Das Nockenwellenkettenrad 13 treibt eine Nockenwelle 14 mit ihren zugehörigen Nocken zur Betätigung der Ein- und Auslassventile (nicht näher dargestellt) eines jeden Zylinders 2.1 , 2.2 und 2.3 an. Das Leertrum der Steuerkette 12 wird mittels einer schwenkbar angeordneten Spannschiene 15 gespannt, die mittels eines Kettenspanners 16 an diese angedrückt wird. Das Zugtrum der Steuerkette 12 kann entlang einer Führungsschiene gleiten. Die wesentliche Funktionsweise dieses Verbrennungsmotors einschließlich der Kraftstoffeinspritzung und Zündung mittels Zündkerze wird nicht näher erläutert und als bekannt vorausgesetzt. Die Exzentrizität der Kurbelwellenzapfen 7.1 , 7.2 und 7.3 gibt maßgeblich den Hubweg Ηκ vor, insbesondere wenn, wie im vorliegenden Fall, die Kurbelwelle 4 exakt zentrisch unter den Zylindern 2.1 , 2.2 und 2.3 angeordnet ist. Der Hubkolben 3.1 ist in Fig. 1 in seiner untersten Stellung dargestellt, während der Hubkolben 3.2 in seiner obersten Stellung dargestellt ist. Die Differenz ergibt im vorliegenden Fall den Hubweg Ηκ. Die verbleibende Höhe Hc (siehe Zylinder 2.2) ergibt die verbleibende Kompressionshöhe im Zylinder 2.2. In Verbindung mit dem Durchmesser des Hubkolbens 3.1 , 3.2 oder 3.3 bzw. der zugehörigen Zylinder 2.1 , 2.2 und 2.3 ergibt sich aus dem Hubweg Ηκ das Hubvolumen Vh und aus der verbleibenden Kompressionshöhe Hc errechnet sich das Kompressionsvolumen Vc. Selbstverständlich hängt das Kompressionsvolumen Vc maßgeblich von der Ge-
staltung des Zylinderdeckels ab. Aus diesen Volumen V und Vc ergibt sich das Verdichtungsverhältnis ε. Im Detail errechnet sich das Verdichtungsverhältnis ε aus der Summe des Hubvolumens Vh und des Kompressionsvolumens Vc dividiert durch das Kompressionsvolumen Vc. Heute übliche Werte für Ottomotoren liegen für ε zwischen 10 und 14.
Damit in Abhängigkeit vom Betriebspunkt (Drehzahl n, Temperatur T, Drosselklappenstellung) des Verbrennungsmotors 1 das Verdichtungsverhältnis ε angepasst werden kann, sind erfindungsgemäß die Pleuelstangen 6.1 , 6.2 und 6.3 in ihrer Länge verstellbar ausgestaltet. Hierdurch kann im Teillastbereich mit einem höheren Verdichtungsverhältnis gefahren werden als im Volllastbereich.
In Fig. 2 ist beispielhaft die längenverstellbare Pleuelstange 6.1 dargestellt, die identisch zu den Pleuelstangen 6.2 und 6.3 ausgestaltet ist. Die Beschreibung gilt daher entsprechend für alle Pleuelstangen. Die Pleuelstange 6.1 weist ein erstes Pleuelteil 1 8.1 mit einem Pleuelstangenkopf 17.1 und ein zweites Pleuelteil 19.1 auf. In dem Pleuelstangenkopf 17.1 ist das kleine Pleuelauge 9.1 ausgebildet. Das erste Pleuelteil 18.1 ist teleskopierbar in dem zweiten Pleuelteil 19.1 geführt. Die relative Bewegung des ersten Pleuelteils 1 8.1 in Längsrichtung zum zweiten Pleuelteil 19.1 erfolgt mittels einer Zylinder-Kolben-Einheit 31 .1 mit einem Verstellkolben 21 .1 . und einer Zylinderbohrung 22.1 . Am zweiten Pleuelteil 1 9.1 ist eine untere Lagerschale 20.1 angeordnet, die zusammen mit dem unteren Bereich des zweiten Pleuelteils 1 9.1 das große Pleuelauge 8.1 umgibt. Die untere Lagerschale 20.1 und das zweite Pleuelteil 19.1 werden in üblicher weise mittels Befestigungsmitteln miteinander verbunden. Das untere Ende des ersten Pleuelteils 18.1 ist mit dem Verstellkolben 21 .1 verbunden, der in der Zylinderbohrung 22.1 des zweiten Pleuelteils 1 9.1 verschiebbar geführt ist. Am oberen Ende weist das zweite Pleuelteil 19.1 einen Deckel 23.1 auf, durch den das erste Pleuelteil 1 8.1 hindurchgeführt und abgedichtet ist. Somit dichtet der Deckel 23.1 insgesamt die Zylinderbohrung 22.1 ab. Unterhalb des Verstellkolbens 21 .1 ist eine erste Druckkammer 24.1 von kreisförmigem Querschnitt gebildet und oberhalb des Verstellkolbens 21 .1 ist eine kreisringförmige zweite Druckkammer 25.1 gebildet. Der Verstellkolben 21 .1 und die Kolbenbohrung 22.1 sind Bestandteil des Verstellmechanismus zur Veränderung der Länge der Pleuelstange. Zu dem Verstellmechanismus gehört auch eine hydraulische Schaltung 26.1 , die entsprechend für einen Zu- bzw. Ablauf des Hydraulikfluids in bzw. aus den Druckkammern 24.1 und 25.1 und somit eine Bewegung des Verstellkolbens 21 .1 sorgt oder diesen arretiert.
Wie oben beschrieben ist die Pleuelstange als Teleskopsystem mit mehreren Bauteilen aufgebaut. Jedes dieser einzelnen Bauteile, d.h. das erste Pleuelteil 1 8.1 mit dem kleinen Pleuelauge 9.1 und dem Verstellkolben 21 .1 sowie das zweite Pleuelteil 1 9.1 mit dem großen Pleuelauge 8.1 und der Zylinderbohrung 22.1 weist Einzeltoleranzen auf, wobei durch die Addition der Einzeltoleranzen eine erhebliche Streuung der Gesamtlänge der Pleuelstange 6.1 auftreten kann. Der Einsatz von mehreren Pleuelstangen mit unterschiedlichen Gesamtlängen hätte unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse zur Folge. Dies ist verständlicherweise nicht erwünscht. Daher ist in dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel im kleinen Pleuelauge 9.1 ein exzentrischer Einsatz in Form einer Exzenterbuchse 27.1 verdrehsicher eingesetzt. Die Exzenterbuchse 27.1 ist so in dem kleinen Pleuelauge 9.1 eingesetzt, dass ihre Exzentrizität die auftretenden Längenunterschiede ausgleicht. Dadurch kann der Achsabstand der Pleuelaugen exakt angepasst werden. Dies wird im Folgenden noch genauer erläutert.
Fig. 3 zeigt eine Vergrößerung des oberen Bereichs des ersten Pleuelteils 18.1 . Wie bereits beschrieben, ist im kleinen Pleuelauge 9.1 eine Exzenterbuchse 27.1 eingesetzt. Die Exzenterbuchse 27.1 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf, dessen Durchmesser etwa dem Durchmesser des kleinen Pleuelauges 9.1 entspricht. In der Exzenterbuchse 27.1 ist exzentrisch zum Mittelpunkt des Umfangskreises eine kreisförmige bzw, zylindrische Öffnung 28, 1 zur Aufnahme des Kolbenbolzens 1 0.1 ausgebildet. Je nachdem in welcher Winkellage die Exzenterbuchse 27.1 in dem kleinen Pleuelauge 9.1 angeordnet ist, hat die entlang der Pleuelmittelachse verlaufende Exentrizität Ei , E2 einen anderen Wert. Dadurch wird die Gesamtlänge der Pleuelstange 6.1 verändert und die auftretenden Toleranzen werden ausgeglichen. Am Umfang des Pleuelauges 9.1 kann eine Verzahnung 29.1 ausgebildet sein. Die Exzenterbuchse 27.1 weist an ihrem äußeren Umfang ebenfalls eine Verzahnung 30.1 auf, die mit der Verzahnung 29.1 im Pleuelauge 9.1 zusammenwirkt und so eine definierte Stellung der Exzenterbuchse 27.1 im Pleuelauge 9.1 ermöglicht. Durch die Verzahnung werden nur diskrete Winkellagen zugelassen. Zudem wird eine Verdrehsicherung der Exzenterbuchse 27.1 im kleinen Pleuelauge 9.1 ermöglicht. Die Verzahnung weist vorzugsweise Winkelschritte von etwa 15° auf.
Die Verzahnung dient damit als Verriegelung mit korrespondierenden Verriegelungselementen am inneren Umfang des Pleuelauges 9.1 und am äußeren Umfang der Exzenterbuchse 27.1 . Neben dieser Ausführung der Verriegelungselemente sind auch andere Ausführungsformen möglich, die eine dauerhafte Verdrehsicherung des als Exzenterbuchse 27.1 ausgeführten exzentrischen Einsatzes im Pleuelauge 9.1 erlauben.
Zum Ausgleich von verschiedenen auftretenden Toleranzen ist somit nur eine Ausführungsform der Exzenterbuchse nötig, die nur bezüglich der richtigen Winkellage im Pleuelauge eingesetzt werden muss. Es kann auch vorgesehen werden, dass die Exzenterbuchse im Pleuelauge verpresst wird, um eine Verdrehsicherung zu erreichen. In Figur 3 sind zwei mögliche unterschiedliche Stellungen der Exzenterbuchse 27.1 gezeigt. In der ersten dargestellten Winkellage ist die Aufnahme 28.1 für den Kolbenbolzen 10.1 in durchgezogenen Linien gezeichnet. In dieser Winkellage ist die zum großen Pleuelauge weisende Exzentrizität Ei der Exzenterbuchse 27.1 relativ groß, wodurch eine zu kurze Länge der Pleuelstange ausgeglichen werden kann. In der zweiten dargestellten Winkellage ist die Aufnahme 28.1 für den Kolbenbolzen 10.1 in gestrichelten Linien gezeichnet. In dieser zweiten Winkellage ist die zum großen Pleuelauge weisende Exzentrizität E2 der Exzenterbuchse 27.1 klein, wodurch eine zu lange Länge der Pleuelstange ausgeglichen werden kann. Je nach Ausgestaltung der Exzenterbuchse, beispielsweise ob eine Außenverzahnung vorgesehen ist oder nicht, sind noch viele andere Winkellagen der Exzenterbuchse 27.1 einstellbar. Es kann auch vorgesehen werden, dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Exzenterbuchsen bereitgestellt werden, die unterschiedliche maximale und minimale Exzentrizitäten aufweisen. Es wird dann eine Exzenterbuchse ausgewählt, deren maximale bzw. minimale Exzentrizität der auszugleichenden Länge der Pleuelstange 6.1 entspricht. Diese Exzenterbuchse wird dann so in dem kleinen Pleuelauge 9.1 befestigt, beispielsweise durch Einpressen oder durch die am Umfang vorgesehene Verzahnung, dass der Mittelpunkt der kreisförmigen Aufnahme 28.1 der Exzenterbuchse 27.1 auf der Mittelachse M der Pleuelstange zu liegen kommt. Die minimale und die maximale Exzentrizität der Exzenterbuchse 27.1 liegen dann ebenfalls auf der Mittelachse M der Pleuelstange. Dadurch wird vermieden, dass sich die Pleuelmittelachse verschiebt.
Während vorgehend nur das Anordnen eines exzentrischen Einsatzes im kleinen Pleuelauge 9.1 beschrieben wurde können erfindungsgemäß auch exzentrische Einsätze sowohl im kleinen 9.1 als auch im großen Pleuelauge 8.1 vorgesehen sein, die entsprechend einstellbar sind. Dadurch ist ein noch größerer Verstellbereich der definierten Länge der Pleuelstange 6.1 gegeben.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Verzahnung im Pleuelauge 9.1 und am Umfang der Exzenterbuchse 27.1 derart ausgebildet ist, dass ein falscher Einbau der Exzenterbuchse 27.1 in dem Pleuelauge 9.1 unmöglich ist (Fail-Safe-Prinzip bzw. Poka Yoke).
In Fig. 4 ist die Exzenterbuchse 27.1 teilweise im Schnitt dargestellt. Die Exzenterbuchse 27.1 weist im Inneren die zylindrische Öffnung 28.1 zur Aufnahme des Kolbenbolzens 10.1 auf. Wie
bereits beschrieben, hat die Exzenterbuchse 27.1 quer zu ihrer Längsrichtung L einen kreisförmigen Querschnitt. Die kreisförmige Öffnung 28.1 ist exzentrisch zum Mittelpunkt des kreisförmigen Querschnitts der Exzenterbuchse 27.1 angeordnet. Je nachdem in welcher Winkellage die Exzenterbuchse 27.1 im kleinen Pleuelauge 9.1 angeordnet ist, vergrößert oder verkleinert sich der Abstand von dem Mittelpunkt der kreisförmigen Öffnung 28.1 und damit der Mittelachse des Kolbenbolzens 10.1 zum Mittelpunkt des großen Pleuelauge 8.1 und damit die Gesamtlänge der Pleuelstange 6.1. Auftretende Toleranzen der einzelnen Bauteile der Pleuelstange 6.1 , die sich addieren können, werden so ausgeglichen.
In den Fig. 5a bis 5c ist eine Exzenterbuchse 27.1 in drei unterschiedlichen Winkellagen gezeigt. In Figur 5a ist die Exzenterbuchse 27.1 in einer neutralen Lage gezeigt. Damit ist gemeint, dass die obere Exzentrizität Eo, d.h. die Dicke der Exzenterbuchse 27.1 im oberen Bereich, d.h. entlang der Mittelachse der Pleuelstange zum Hubkolben hinweisend, genauso groß ist wie die untere Exzentrizität Eu. Die untere Exzentrizität Eu ist die Dicke der Exzenterbuchse 27.1 im unteren, zum großen Pleuelauge 8.1 hinweisenden Bereich der Exzenterbuchse 27.1.
Fig. 5b zeigt die Exzenterbuchse 27.1 in einer Winkellage, in der eine zu kurze Gesamtlänge der Pleuelstange 6.1 ausgeglichen werden muss. In diesem Fall ist die obere Exzentrizität Eo kleiner als die untere Exzentrizität Eu.
Fig. 5c zeigt die Exzenterbuchse 27.1 in einer Winkellage, in der eine zu lange Gesamtlänge der Pleuelstange 6.1 ausgeglichen werden muss. In diesem Fall ist die obere Exzentrizität Eo größer als die untere Exzentrizität Eu.
Fig. 6 zeigt den unteren Bereich der Pleuelstange 6.1 , in dem das große Pleuelauge 8.1 zur Aufnahme des Kurbelwellenzapfens ausgebildet ist. Dazu ist das zweite Pleuelteil 19.1 mit einer unteren Lagerschale 20.1 verbunden. Dies kann zum Beispiel mittels üblicher Befestigungsmittel wie Schrauben erfolgen. Das zweite Pleuelteil 19.1 bildet zusammen mit der unteren Lagerschale 20.1 das große Pleuelauge 8.1 aus. In dem großen Pleuelauge 8.1 sind zwei zusammengehörige exzentrische Lagerschalen 32.1 , 33.1 angeordnet. Die beiden exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 bilden zusammen eine kreiszylindrische Aufnahme 36.1 für einen Kurbelwellenzapfen aus. Die beiden Lagerschalen 32.1 , 33.1 stoßen an einer ersten Stoßfläche 34.1 und einer zweiten Stoßfläche 35.1 aneinander. Um einen reibungslosen Betrieb der Pleuelstange 6.1 zu ermöglichen, muss der Übergang an diesen Stoßflächen 34.1 , 35.1 sehr glatt gehalten sein. Es ist daher wichtig, dass immer zwei zueinander passende exzentrische Lagerschalen 32.1 , 33.1 miteinander verwendet werden. Dazu kann vorgesehen
sein, dass die zueinander passenden Lagerschalen 32.1 , 33.1 an ihren Stoßflächen 34.1 , 35.1 so ausgeformt sind, dass sie einen Formschluss bilden. Hier wäre beispielsweise eine Verzahnung denkbar. Alternativ kann vorgesehen sein, dass zueinander passende Lagerschalen 32.1 , 33.1 einen Farbcode aufweisen, anhand dessen klar wird, dass nur dieser Lagerschalen miteinander verbaut werden dürfen.
Fig. 7a und 7b zeigen ein Beispiel für ein Paar von zusammengehörigen exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 , die derart in das große Pleuelauge 8.1 eingesetzt werden, dass sie eine zu lange Länge der Pleuelstange 6.1 ausgleichen. Die exzentrische Lagerschale 32.1 mit der maximalen Exzentrizität Emax ist im unteren Bereich des großen Pleuelauges 8.1 angeordnet, d.h. an der unteren Lagerschale 20.1 und somit wegweisend vom oberen bzw.kleinen Pleuelauge 9.1 . Die andere exzentrische Lagerschale 33.1 mit der minimalen Exzentrizität Emin ist entsprechend im oberen Bereich des großen Pleuelauges 8.1 am Fuß des zweiten Pleuelteils 19.1 angeordnet. Der Mittelpunkt MEL der durch die exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 ausgebildeten Aufnahme 36.1 für den Kurbelwellenzapfen wird daher in Bezug auf den Mittelpunkt Mpi_ des großen Pleuelauges 8.1 nach oben verschoben und damit die effektive Länge der Pleuelstange 6.1 verkürzt.
Fig. 7b zeigt die beiden exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 im auseinandergezogenen Zustand. Hier sind die Stoßflächen 34.1 , 35.1 deutlich sichtbar.
Fig. 8a und 8b zeigen ein Beispiel für ein Paar von zusammengehörigen exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 , die derart in das große Pleuelauge 8.1 eingesetzt werden, dass sie eine zu kurze Länge der Pleuelstange 6.1 ausgleichen. Hier ist die exzentrische Lagerschale 32.1 mit der maximalen Exzentrizität Emax im oberen Bereich des großen Pleuelauges 8.1 , d.h. anliegend am zweiten Pleuelteil 19.1 eingesetzt. Die zweite exzentrische Lagerschale 33.1 mit der minimalen Exzentrizität Emm ist im unteren Bereich des großen Pleuelauges 9.1 , d. h. anliegend an der unteren Lagerschale 20.1 , angeordnet. Dadurch wird der Mittelpunkt MEL der durch die exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 ausgebildeten Aufnahme 36.1 für den Kurbelwellenzapfen in Bezug auf den Mittelpunkt MpL des großen Pleuelauges 8.1 nach unten verschoben und damit die effektive Länge der Pleuelstange 6.1 verlängert. Fig. 8b zeigt die beiden exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 im auseinandergezogenen Zustand. Hier sind wieder die Stoßflächen 34.1 ,35.1 an der die beiden exzentrischen Lagerschalen 32.1 , 33.1 aneinanderstoßen sichtbar. Wie bereits beschrieben, muss der Übergang an diesen Stoßstellen 34.1 , 35.1 sehr glatt sein. Dies ist nur möglich, wenn nur zueinander passende Lagerschalen miteinander verbaut werden. Vorzugsweise sind die Stoßflächen 34.1 , 35.1 daher nach
dem Poka-Yoke Prinzip ausgebildet, sodass nur zueinander passende Lagerschalen miteinander verbaut werden können. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass an den Stoßflächen 34.1 , 35.1 zueinander passende Verzahnungen ausgebildet sind oder ein anderer ineinandergreifender Formschluss. Alternativ könnte auch ein Farbcode eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß beinhaltet ein Verfahren zum Einstellen einer definierten Länge einer Pleuelstange 6.1 folgende Schritte: a. Ermitteln einer aktuellen Länge der Pleuelstange 6.1 ; b. Vergleich der aktuellen Länge der Pleuelstange 6.1 mit einer definierten Länge; c. Bei Abweichung der aktuellen von der definierten Länge Verdrehen des exzentrischen Einsatzes in zumindest einem Pleuelauge 9.1 , 8.1 , bis die aktuelle Länge der Pleuelstange 6.1 mit der definierten Länge übereinstimmt; d. Verdrehsicheres Fixieren der in den Pleuelaugen 9.1 , 8.1 angeordneten exzentrischen Einsätze.
Die aktuelle Länge der Pleuelstange 6.1 bezeichnet die Länge nach erfolgter Assemblierung bzw. vor Einbau in einen Verbrennungsmotor. Die Ermittlung erfolgt auf übliche Weise.
Die definierte Länge ist diejenige Länge der Pleuelstange 6.1 , die für die bestimmungsgemäße Verwendung benötigt wird.
Das verdrehsichere Fixieren der Pleuelstange 6.1 erfolgt auf die oben beschriebenen Arten, insbesondere durch Vorsehen und Betätigen der Verriegelungselemente. Zusätzlich kann das dauerhafte Verdrehsichern auch erreicht werden durch Kleben, Schweißen oder sonstige bekannte Maßnahmen.
Bezugszeichenliste
I Verbrennungsmotor 2.1 ,2.2,2.3 Zylinder
3.1 ,3.2,3.3 Hubkolben
4 Kurbelwelle
5.1 ,5.2,5.3,5.4 Kurbelwellenlager
6.1 ,6.2,6.3 Pleuelstange
7.1 ,7.2,7.3 Kurbelwellenzapfen
8.1 ,8.2,8.3 großes Pleuelauge
9.1 ,9.2,9.3 kleine Pleuelauge
10.1 ,10.2,10.3 Kolbenbolzen
I I Kurbelwellenketterad
12 Steuerkette
13 Nockenwellenkettenrad
14 Nockenwelle
15 Spannschiene
16 Kettenspanner 17.1 Pleuelstangenkopf 18.1 erstes Pleuelteil 19.1 zweites Pleuelteil 20.1 untere Lagerschale 21 .1 Verstellkolben
22.1 Kolbenbohrung
23.1 Deckel
24.1 erste Druckkammer
25.1 zweite Druckkammer
26.1 hydraulische Schaltung
27.1 Exzenterbuchse
28.1 kreisförmige Öffnung Exzenterbuchse
29.1 Verzahnung kleines Pleuelauge
30.1 Verzahnung Exzenterbuchse
31.1 Zylinder-Kolben-Einheit
32.1 erste exzentrische Lagerschale
33.1 zweite exzentrische Lagerschale
34.1 erste Stoßfläche
35.1 zweite Stoßfläche
36.1 Aufnahme Kurbelwellenzapfen
V Hubvolumen
Vc Kompressionsvolumen
Hc Kompressionshöhe
HK Hubweg
Ei, E2 Exzentrizitäten
Eo obere Exzentrizität
Eu untere Exzentrizität
maximale Exzentrizität minimale Exzentrizität ε Verdichtungsverhältnis
n Drehzahl
T Temperatur
M Mittelachse Pleuelstange
MPA Mittelpunkt Pleuelauge
MEL Mittelpunkt exzentrische Lagerschalen
Claims
Ansprüche
. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1 ) für einen Verbrennungsmotor mit einem ersten Pleuelteil (18.1 ), in dem ein erstes Pleuelauge (9.1) ausgebildet ist, einem zweiten Pleuelteil (19.1 ), in dem ein zweites Pleuelauge (8.1) ausgebildet ist, und mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit (31.1), um das erste Pleuelteil (18.1) relativ zum zweiten Pleuelteil (19.1) zu verstellen, die Zylinder-Kolben-Einheit (31.1) umfasst eine Zylinderbohrung (22.1 ), einen in der Zylinderbohrung (22.1) längs bewegbar angeordneten Verstellkolben (21.1) und mindestens einen in der Zyiinderbohrung (22.1) vorgesehenen Druckraum (24.1 , 25.1), dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Pleuelaugen (9.1 , 8.1) ein exzentrischer Einsatz verdrehsicher so angeordnet ist, dass eine definierte Länge der Pleuelstange (6.1) eingestellt ist.
2. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der exzentrische Einsatz als eine in einem der Pleuelaugen (9.1) angeordnete Exzenterbuchse (27.1) ausgebildet ist.
3. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Pleuelaugen als kleines Pleuelauge (9.1) zur Aufnahme eines Kolbenbolzens ausgebildet ist und die Exzenterbuchse (27.1) im kleinen Pleuelauge (9.1) angeordnet ist.
4. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der exzentrische Einsatz in einem der Pleuelaugen (9.1 , 8.1) angeordnete exzentrische Lagerschalen (32.1 , 33.1) umfasst.
5. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Pleuelaugen als großes Pleuelauge (8.1) zur Aufnahme eines Kurbelwellenzapfens ausgebildet ist und die exzentrischen Lagerschalen (32.1 , 33.1) im großen Pleuelauge (8.1) angeordnet sind.
6. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei exzentrische Lagerschalen (32.1 , 33.1) vorgesehen sind.
7. Längenverstellbare Pleuelstange nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Lagerschalen (32.1 , 33.1) eine unterschiedliche Dicke aufweisen.
8. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßflächen (34.1 , 35.1) der exzentrischen Lagerschalen (32.1 , 33.1) nach dem Poka-Yoke-Prinzip ausgestaltet sind.
9. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßflächen (34.1 , 35.1) der exzentrischen Lagerschalen (32.1 , 33.1) formschlüssig ineinander greifen.
10. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zusammengehörige exzentrische Lagerschalen (32.1 , 33.1) durch einen Farbcode gekennzeichnet sind.
1 . Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass an der zum Pleuelauge (8.1 , 9.1) weisenden Außenseite des exzentrischen Einsatzes sowie im Pleuelauge (9.1) korrespondierende Verriegelungselemente vorgesehen sind.
12. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungselemente als ineinandergreifende Verzahnungen (30.1 , 29.1) ausgeführt sind, wobei vorzugsweise die Verzahnung (30.1 , 29.1) Winkelschritte von etwa 15° aufweist.
13. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Exzentrizität des exzentrischen Einsatzes etwa 1 mm beträgt.
14. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass der exzentrische Einsatz im Pleuelauge (8.1 , 9.1) verpresst wird.
15. Längenverstellbare Pleuelstange (6.1) nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass der exzentrische Einsatz derart im Pleuelauge (8.1 , 9.1) angeordnet ist, dass die maximale und die minimale Exzentrizität des exzentrischen Einsatzes auf der Mittelachse (M) der Pleuelstange (6.1) zu liegen kommen.
16. Verfahren zum Einstellen einer definierten Länge einer Pleuelstange (6.1 ) mit einem ersten Pleuelteil (18.1), in dem ein erstes Pleuelauge (9.1 ) ausgebildet ist, einem zweiten Pleuelteil (19.1), in dem ein zweites Pleuelauge (8.1) ausgebildet ist, und mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit (31.1), um das erste Pleuelteil (18.1) relativ zum
zweiten Pleuelteil (19.1) zu verstellen, wobei die Zylinder-Kolben-Einheit (31.1) eine Zylinderbohrung (22.1), einen in der Zylinderbohrung (22.1) längs bewegbar angeordneten Verstellkolben (21.1) und mindestens einen in der Zylinderbohrung (22.1) vorgesehenen Druckraum (24.1 , 25.1) umfasst, wobei in zumindest einem der Pleuelaugen (9.1 , 8.1) ein in den Pleuelaugen (9.1 , 8.1) beweg- und in seiner Bewegung fixierbarer exzentrischer Einsatz vorgesehen ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a. Ermitteln einer aktuellen Länge der Pleuelstange (6.1); b. Vergleich der aktuellen Länge der Pleuelstange (6.1) mit einer definierten Länge; c. Bei Abweichung der aktuellen von der definierten Länge Verdrehen des exzentrischen Einsatzes in zumindest einem Pleuelauge (9.1 , 8.1), bis die aktuelle Länge der Pleuelstange (6.1) mit der definierten Länge übereinstimmt; d. Verdrehsicheres Fixieren der in den Pleuelaugen (9.1 , 8.1) angeordneten exzentrischen Einsätze.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017107711.1A DE102017107711A1 (de) | 2017-04-10 | 2017-04-10 | Längenverstellbare Pleuelstange mit Toleranzausgleich |
DE102017107711.1 | 2017-04-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2018188791A1 true WO2018188791A1 (de) | 2018-10-18 |
Family
ID=62063479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/EP2018/000184 WO2018188791A1 (de) | 2017-04-10 | 2018-04-10 | Längenverstellbare pleuelstange mit toleranzausgleich |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AT (2) | AT519801A3 (de) |
DE (1) | DE102017107711A1 (de) |
WO (1) | WO2018188791A1 (de) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3101462A1 (de) * | 1980-01-30 | 1981-11-26 | Steyr-Daimler-Puch AG, 1010 Wien | Brennkraftmaschien, insbesondere dieselmotor, mit einem hubkolbentriebwerk |
GB2161580A (en) | 1984-07-07 | 1986-01-15 | Peter Robert Davis | Variable length connecting rod |
GB2251456A (en) * | 1991-01-05 | 1992-07-08 | Ford Motor Co | I.c. engine with variable compression ratio |
DE4226361A1 (de) | 1992-08-10 | 1994-04-07 | Alex Zimmer | Brennkraftmaschine |
DE19835146A1 (de) | 1998-08-04 | 1999-06-10 | Daimler Chrysler Ag | Pleuelstange |
DE102005055199A1 (de) | 2005-11-19 | 2007-05-24 | Fev Motorentechnik Gmbh | Hubkolbenverbrennungskraftmaschine mit einstellbar veränderbarem Verdichtungsverhältnis |
WO2014162043A1 (en) * | 2013-04-03 | 2014-10-09 | Wärtsilä Finland Oy | Arrangement for setting a compression ratio of an internal combustion piston engine |
WO2015055582A2 (de) | 2013-10-18 | 2015-04-23 | Avl List Gmbh | Längenverstellbare pleuelstange |
DE102015001066B3 (de) * | 2015-01-29 | 2015-10-22 | Armin Brunner | Hydraulisch längenverstellbare Pleuelstange |
WO2016103018A1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable length connecting rod and variable compression ratio internal combustion engine |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10218740A1 (de) * | 2002-04-26 | 2003-11-13 | Bayerische Motoren Werke Ag | Vorrichtung zur Veränderung eines Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolben-Brennkraftmaschine |
AT511803B1 (de) * | 2011-12-23 | 2013-03-15 | Avl List Gmbh | Pleuelstange für eine hubkolbenmaschine |
DE102014100585A1 (de) * | 2014-01-20 | 2015-01-22 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Pleuelstange und Verbrennungsmotor |
-
2017
- 2017-04-10 DE DE102017107711.1A patent/DE102017107711A1/de not_active Withdrawn
-
2018
- 2018-04-10 WO PCT/EP2018/000184 patent/WO2018188791A1/de active Application Filing
- 2018-04-10 AT ATA50300/2018A patent/AT519801A3/de active IP Right Grant
- 2018-04-10 AT ATGM8027/2019U patent/AT16537U1/de not_active IP Right Cessation
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3101462A1 (de) * | 1980-01-30 | 1981-11-26 | Steyr-Daimler-Puch AG, 1010 Wien | Brennkraftmaschien, insbesondere dieselmotor, mit einem hubkolbentriebwerk |
GB2161580A (en) | 1984-07-07 | 1986-01-15 | Peter Robert Davis | Variable length connecting rod |
GB2251456A (en) * | 1991-01-05 | 1992-07-08 | Ford Motor Co | I.c. engine with variable compression ratio |
DE4226361A1 (de) | 1992-08-10 | 1994-04-07 | Alex Zimmer | Brennkraftmaschine |
DE19835146A1 (de) | 1998-08-04 | 1999-06-10 | Daimler Chrysler Ag | Pleuelstange |
DE102005055199A1 (de) | 2005-11-19 | 2007-05-24 | Fev Motorentechnik Gmbh | Hubkolbenverbrennungskraftmaschine mit einstellbar veränderbarem Verdichtungsverhältnis |
WO2014162043A1 (en) * | 2013-04-03 | 2014-10-09 | Wärtsilä Finland Oy | Arrangement for setting a compression ratio of an internal combustion piston engine |
WO2015055582A2 (de) | 2013-10-18 | 2015-04-23 | Avl List Gmbh | Längenverstellbare pleuelstange |
WO2016103018A1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable length connecting rod and variable compression ratio internal combustion engine |
DE102015001066B3 (de) * | 2015-01-29 | 2015-10-22 | Armin Brunner | Hydraulisch längenverstellbare Pleuelstange |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102017107711A1 (de) | 2018-10-11 |
AT519801A3 (de) | 2019-02-15 |
AT16537U1 (de) | 2019-12-15 |
AT519801A2 (de) | 2018-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102014106715B4 (de) | Umschaltventil und Verbrennungsmotor | |
DE102011115417A1 (de) | Kolbenanordnung für einen ein veränderbares Kompressionsverhältnis aufweisenden Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine | |
DE60317853T2 (de) | Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine | |
DE102015203417B4 (de) | Schaltventil | |
AT518848A1 (de) | Pleuel mit verstellbarer Pleuellänge mit mechanischer Betätigung | |
WO2018007534A1 (de) | Pleuel mit verstellbarer pleuellänge mit mechanischer betätigung | |
WO2018083256A1 (de) | Längenverstellbare pleuelstange mit einer zylinder-kolben-einheit mit mehreren kolbendichtungen | |
AT519297B1 (de) | Pleuelstange mit gekapselter Baugruppe zur Längenverstellung | |
AT519298B1 (de) | Pleuelstange mit Verstellmechanismus zwischen Pleuelfuß und Kolbenstange | |
DE102015223129A1 (de) | Hydraulisch betätigtes Schaltventil | |
DE102016200487A1 (de) | Brennkraftmaschine | |
WO2018188791A1 (de) | Längenverstellbare pleuelstange mit toleranzausgleich | |
AT519303B1 (de) | Pleuelstange mit Stufenkolben | |
AT519292B1 (de) | Pleuelstange mit Verstellmechanismus zwischen Pleuelfuß und Pleuel | |
DE10322249B4 (de) | Aus Lagerfolie gefertigte Buchse sowie Verfahren zur Herstellung einer aus Lagerfolie gefertigten Buchse und Verwendung einer derartigen Buchse | |
WO2020113250A1 (de) | Längenverstellbares pleuel mit pressverbindung | |
DE102014009484A1 (de) | Stelleinrichtung zum variablen Einstellen wenigstens eines Verdichtungsverhältnisses eines Zylinders einer Hubkolbenmaschine | |
AT16800U1 (de) | Schraubverbindung für längenverstellbare Pleuelstange mit unterschiedlicher Gewindesteigung | |
WO2018188789A1 (de) | Längenverstellbare pleuelstange mit einer zylinder-kolben-einheit mit verdrehsicherung | |
AT522322B1 (de) | Pleuelstange mit formschlüssiger Verbindung | |
DE102017111395A1 (de) | Vorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrennkraftmaschine | |
EP1550793B1 (de) | Nockenwellenversteller mit teilweise unterbrochener Druckölzufuhr | |
DE202005005585U1 (de) | Mehrteiliger Multifunktionsnocken | |
DE102017109172A1 (de) | Pleuel mit einem Kugelgelenk sowie Verfahren zur Herstellung einer Kugelgelenkverbindung | |
DE102017104345A1 (de) | Vorrichtung zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenbrennkraftmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18720514 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18720514 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |