内燃发动机

摘要

一种具有可调整压缩比的内燃发动机，具有多个连杆(1)，连杆具有可液压调整的偏心调整装置，偏心调整装置安排在一个连杆轴承孔眼(2)和/或一个曲柄销轴承孔眼(3)中以调整对应的连杆(1)的有效连杆长度(leff)，其中能够通过一个换向阀(10)来控制偏心调整装置的调整行程，其中每个换向阀(10)都具有一个摘掉器件(14)，其中换向阀(10)能够被一个致动装置(15)致动，其中致动装置(15)针对每个换向阀(10)并且由此针对每个摘掉器件(14)具有一个切换叉(16)，并且换向阀(10)的摘掉器件(14)和致动装置(15)的切换叉(16)相对于彼此定向为使得在驾驶运行过程中起作用的惯性力协助致动装置(15)对换向阀(10)进行致动。

权利要求

1.一种具有可调整压缩比的内燃发动机，其具有多个连杆(1)，这些连杆在各自情况下具有可液压调整的偏心调整装置，该偏心调整装置被安排在一个连杆轴承孔眼(2)和/或一个曲柄销轴承孔眼(3)中以用于调整对应的连杆(1)的有效连杆长度(leff)，其中能够通过一个换向阀(10)来控制该偏心调整装置的调整行程，其中每个换向阀(10)都具有一个摘掉器件(14)，其中所述换向阀(10)能够被一个致动装置(15)致动，并且其中该致动装置(15)针对每个换向阀(10)并且由此针对每个有待致动的摘掉器件(14)具有一个切换叉(16)，其特征在于，所述换向阀(10)的摘掉器件(14)和所述致动装置(15)的切换叉(16)相对于彼此被定向为使得在驾驶运行过程中起作用的惯性力协助该致动装置(15)对所述换向阀(10)进行致动。

2.如权利要求1所述的内燃发动机，其特征在于，当所述换向阀(10)采取针对该内燃发动机的部分负载运行的一个切换位置时，所述换向阀(10)的摘掉器件(14)被定向为使得在机动车辆的加速过程中起作用的惯性力造成所述致动装置(15)的切换叉(16)和所述换向阀(10)的摘掉器件(14)之间的相对移动，而这种相对移动协助将所述换向阀(10)转变到针对该内燃发动机的全负载运行的一个切换位置。

3.如权利要求2所述的内燃发动机，其特征在于，当所述换向阀(10)采取针对该内燃发动机的部分负载运行的切换位置时，所述换向阀(10)的摘掉器件(14)如在前向行进方向(25)上所见的那样相对于一个连杆主体(7)向前伸出。

4.如权利要求3所述的内燃发动机，其特征在于，由于在该机动车辆的加速过程中起作用的惯性力，所述切换叉(16)的一个前切换叉部分(16a)能够被置于与所述换向阀(10)的摘掉器件(14)的相对于连杆主体(7)向前延伸的部分抵接。

5.如权利要求1至4之一所述的内燃发动机，其特征在于，当所述换向阀(10)采取针对该内燃发动机的全负载运行的一个切换位置时，所述换向阀(10)的摘掉器件(14)被定向为使得在机动车辆的减速过程中起作用的惯性力造成所述致动装置(15)的切换叉(16)和所述换向阀(10)的摘掉器件(14)之间的相对移动，而这种相对移动协助将所述换向阀(10)转变到针对该内燃发动机的部分负载运行的一个切换位置。

6.如权利要求5所述的内燃发动机，其特征在于，当所述换向阀(10)采取针对该内燃发动机的全负载运行的切换位置时，所述换向阀(10)的摘掉器件(14)如在前向行进方向(25)上所见的那样相对于连杆主体(7)向后伸出。

7.如权利要求6所述的内燃发动机，其特征在于，由于在该机动车辆的减速过程中起作用的惯性力，所述切换叉(16)的一个后切换叉部分(16b)能够被置于与所述换向阀(10)的摘掉器件(14)的相对于连杆主体(7)向后延伸的部分抵接。

说明书

内燃发动机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有可变压缩比的内燃发动机。

背景技术

[0002] 在内燃发动机中，高压缩比对于效率具有积极影响。压缩比应被理解为指压缩前的整个气缸腔室相对于压缩之后剩余的气缸腔室之比。

[0003] 然而，在应用点火的内燃发动机的情况下，如在一般具有固定压缩比的奥托循环发动机的情况下，仅能选择在满负载运行过程中避免所谓的“爆震”的高压缩比。然而，针对更加经常遇到的内燃发动机部分负载范围，也就是说在小的气缸充气量的情况下，这种压缩就有可能被选定得在不发生“爆震”的情况下具有较高的值。如果内燃发动机的压缩比是可变调整的，则可以改善内燃发动机的重要的部分负载范围。

[0004] DE 10 2010 016 037A1披露了一种具有可调整压缩比的内燃发动机。图1示出了一种已知的、用于所述类型内燃发动机的连杆1，该连接杆具有曲柄销轴承孔眼3和连杆轴承孔眼2，并且该连杆可以通过该曲柄销轴承孔眼3连接曲轴并通过连杆轴承孔眼2连接内燃发动机的气缸活塞。各连杆1指配了一个偏心调整装置9，该偏心调整装置具有偏心本体4、偏心杠杆5和多个偏心杆6。

[0005] 偏心本体4具有一个活塞销孔，该活塞销孔相对于连杆轴承孔眼2的中心点偏心地安排，并且该活塞销孔具有一个中心点，其中，该活塞销孔接纳一个活塞销。偏心调整装置9用于调整有效连杆长度leff，其中，该连杆长度应理解成指该活塞销孔的中心点与曲柄销轴承孔眼3的中心点之间的距离。为了使偏心本体4旋转并且因此为了改变有效连杆长度leff，偏心调整装置9的这些偏心杆6是可移位的。每个偏心杆6指配了一个活塞，该活塞以可移位的方式被安装或引导在液压室中。在这些液压室中占主导的液压压力作用于指配给这些偏心杆的活塞，其中，以一种取决于这些液压室中的油量的方式而使得这些偏心杆6能够移位或不能移位。

[0006] 在内燃发动机的做功冲程的过程中对偏心调整装置的调整是由作用于该偏心调整装置的该内燃发动机的惯性力和负荷力的作用启动的。在做功冲程的过程中，作用于偏心调整装置的作用力的方向连续地改变。这种调整移动是由这些活塞辅助的，液压油作用在这些活塞上并且这些活塞作用在这些偏心杆6上，其中，这些活塞防止了由于作用于偏心调整装置9的力的力作用方向改变而引起的偏心调整装置9的复位移动。与这些活塞相互作用的偏心杆6通过偏心杠杆5连接到偏心本体4上。

[0007] 这些活塞被引导在其中的液压室可以从曲柄销轴承眼3经由液压油供给管线填充或充满液压油。止回阀防止该液压油从这些液压室回流到这些液压油供给管线。在对应的连杆1的孔中接纳了换向阀10。这些液压室经由液压油排放管线与接纳了换向阀10的孔相接触。换向阀10的切换位置确定这些液压室中哪一个液压室填充有液压油以及这些液压室中哪一个液压室被排空，其中，调整偏心调整装置9的方向或旋转方向就是取决于此的。

[0008] 从DE 10 2010 016 037A1中已知的换向阀包括致动元件、复位弹簧以及控制活塞。

[0009] 如所陈述的，这些偏心杆6的作用于被引导在液压室中的活塞上的液压油从曲柄销轴承孔眼3经由这些液压油供给管线被供应至这些液压室，其中，对应的连杆1通过曲柄销轴承孔眼3接合在曲轴上，其方式为使得连杆轴瓦被安排在该曲轴(具体是其曲轴轴承轴颈)与曲柄销轴承孔眼之间。

[0010] 这些液压室能够以一种取决于换向阀10的切换位置的方式通过液压油排放管线来通气。调整偏心调整装置9的方向或旋转方向就是取决于此。

[0011] DE 10 2012 112 461A1描述了另一种具有可调整压缩比的内燃发动机，在这种情况下，这些连杆的连杆长度是可变调整的。又一次，在对应的连杆的孔中，接纳了包括摘掉(pick-off)器件的换向阀。可以通过该摘掉器件，具体通过接合在该摘掉器件上的致动装置来致动对应的换向阀。

[0012] WO 2014/019684A1描述了另一种具有可调整压缩比的内燃发动机，在这种情况下，连杆的连杆长度是可变调整的。换向阀是可由致动装置致动的，其中，该致动装置具有切换叉。

发明内容

[0013] 本发明的目的是提供具有可变压缩比的内燃发动机，在这种情况下，可以改善对换向阀的致动。

[0014] 所述目的是通过按照下述1所述的一种致动装置来实现的。根据本发明，换向阀的摘掉器件和致动装置的切换叉相对于彼此被定向为使得在驾驶运行的过程中起作用的惯性力协助通过致动装置来致动换向阀。以此方式，改善了对换向阀的致动。致动装置以及由此的换向阀需要更小的致动力，因为在机动车辆加速和减速过程中起作用的惯性力协助了这种致动。下述2-7为优选技术方案。

[0015] 1.一种具有可调整压缩比的内燃发动机，其具有多个连杆(1)，这些连杆在各自情况下具有可液压调整的偏心调整装置，该偏心调整装置被安排在一个连杆轴承孔眼(2)和/或一个曲柄销轴承孔眼(3)中以用于调整对应的连杆(1)的有效连杆长度(leff)，其中能够通过一个换向阀(10)来控制该偏心调整装置的调整行程，其中每个换向阀(10)都具有一个摘掉器件(14)，其中所述换向阀(10)能够被一个致动装置(15)致动，并且其中该致动装置(15)针对每个换向阀(10)并且由此针对每个有待致动的摘掉器件(14)具有一个切换叉(16)，其中所述换向阀(10)的摘掉器件(14)和所述致动装置(15)的切换叉(16)相对于彼此被定向为使得在驾驶运行过程中起作用的惯性力协助该致动装置(15)对所述换向阀(10)进行致动。

[0016] 2.如上述1所述的内燃发动机，其中当所述换向阀(10)采取针对该内燃发动机的部分负载运行的一个切换位置时，所述换向阀(10)的摘掉器件(14)被定向为使得在该机动车辆的加速过程中起作用的惯性力造成所述致动装置(15)的切换叉(16)和所述换向阀(10)的摘掉器件(14)之间的相对移动，而这种相对移动协助将所述换向阀(10)转变到针对该内燃发动机的全负载运行的一个切换位置。

[0017] 3.如上述2所述的内燃发动机，其中当所述换向阀(10)采取针对该内燃发动机的部分负载运行的切换位置时，所述换向阀(10)的摘掉器件(14)如在前向行进方向(25)上所见的那样相对于一个连杆主体(7)向前伸出。

[0018] 4.如上述3所述的内燃发动机，其中由于在该机动车辆的加速过程中起作用的惯性力，所述切换叉(16)的一个前切换叉部分(16a)能够被置于与所述换向阀(10)的摘掉器件(14)的相对于连杆主体(7)向前延伸的部分抵接。

[0019] 5.如上述1至4之一所述的内燃发动机，其中当所述换向阀(10)采取针对该内燃发动机的全负载运行的一个切换位置时，所述换向阀(10)的摘掉器件(14)被定向为使得在该机动车辆的减速过程中起作用的惯性力造成所述致动装置(15)的切换叉(16)和所述换向阀(10)的摘掉器件(14)之间的相对移动，而这种相对移动协助将所述换向阀(10)转变到针对该内燃发动机的部分负载运行的一个切换位置。

[0020] 6.如上述5所述的内燃发动机，其中当所述换向阀(10)采取针对该内燃发动机的全负载运行的切换位置时，所述换向阀(10)的摘掉器件(14)如在前向行进方向(25)上所见的那样相对于连杆主体(7)向后伸出。

[0021] 7.如上述6所述的内燃发动机，其中由于在该机动车辆的减速过程中起作用的惯性力，所述切换叉(16)的一个后切换叉部分(16b)能够被置于与所述换向阀(10)的摘掉器件(14)的相对于连杆主体(7)向后延伸的部分抵接。

[0022] 在本发明的有利改进中，当换向阀采取针对该内燃发动机的部分负载运行的一个切换位置时，换向阀的摘掉器件定向为使得在该机动车辆加速过程中起作用的惯性力造成该致动装置的切换叉和换向阀的摘掉器件之间的相对移动，而这种相对移动协助将换向阀转变到针对该内燃发动机的全负载运行的一个切换位置。当换向阀采取针对该内燃发动机的全负载运行的一个切换位置时，换向阀的摘掉器件定向为使得在该机动车辆减速过程中起作用的惯性力造成该致动装置的切换叉和换向阀的摘掉器件之间的相对移动，而这种相对移动协助将换向阀转变到针对该内燃发动机的部分负载运行的一个切换位置。以此方式进一步改善了对换向阀的致动。

[0023] 优选的情况是，当换向阀采取针对该内燃发动机的部分负载运行的该切换位置时，换向阀的摘掉器件如在前向行进方向上所见的那样相对于一个连杆主体向前伸出。当换向阀采取针对该内燃发动机的全负载运行的该切换位置时，换向阀的摘掉器件如在前向行进方向上所见的那样相对于连杆主体向后伸出。以此方式进一步改善了对换向阀的致动。

[0024] 优选的情况是，由于在该机动车辆加速过程中起作用的惯性力，切换叉的一个前切换叉部分能够被置于与换向阀的摘掉器件的相对于一个连杆主体向前延伸的部分抵接。由于在该机动车辆减速过程中起作用的惯性力，切换叉的一个后切换叉部分能够被置于与摘掉器件的相对于一个连杆主体向后延伸的部分抵接。以此方式进一步改善了对换向阀的致动。

附图说明

[0025] 本发明的多个优选的改进将在上述2-7以及以下的说明中显现。本发明的示例性实施例将在附图的基础上予以更详细地讨论，而本发明并不限于所述示例性实施例。在附图中：

[0026] 图1示出了具有可变压缩比的内燃发动机的一个连杆；

[0027] 图2示出了具有根据本发明的内燃发动机的机动车辆；

[0028] 图3以透视图示出了图2的内燃发动机；

[0029] 图4示出了图3的内燃发动机的致动装置；

[0030] 图5示出了图3的内燃发动机的细节；并且

[0031] 图6示出了图5的细节VI。

具体实施方式

[0032] 图1示意性地示出了具有可调整压缩比的内燃发动机的一个连杆1。连杆1具有连杆主体7，该连杆主体具有连杆轴承孔眼2和曲柄销轴承孔眼3。

[0033] 连杆轴承孔眼2用于连接对应的连杆1与内燃发动机的对应气缸的气缸活塞11。曲柄销轴承孔眼3用于连接对应的连杆1与内燃发动机13的曲轴12(见图2和图3)。

[0034] 图1的连杆1具有优选地可液压调整的偏心调整装置9，该偏心调整装置被至少以多个区段安排在连杆轴承孔眼2中。偏心调整装置9具有一个带有活塞销孔的偏心本体4，该活塞销孔是相对于连杆轴承孔眼2的中心轴线8偏心安排的并且该活塞销孔具有一个中心轴线，该活塞销孔接纳一个活塞销(未示出)。对应的连杆1通过活塞销连至对应气缸的气缸活塞11。

[0035] 偏心调整装置9用于调整连杆1的有效连杆长度leff。

[0036] 在内燃发动机的做功冲程的过程中，可调整的偏心调整装置9的旋转是由作用于偏心调整装置9的该内燃发动机的惯性力和负荷力的作用来启动的。在做功冲程的过程中，作用于偏心调整装置9上的力的作用方向连续地改变。这种旋转移动或调整移动是由这些活塞辅助的，液压流体(具体地，发动机油)作用在这些活塞上，这些活塞被整合在连杆1中并且这些活塞被引导在液压室中，并且这些活塞防止了由于作用于偏心调整装置9的力的力作用方向改变而引起偏心调整装置9的复位移动。

[0037] 偏心调整装置9的活塞通过偏心杆6并通过偏心杠杆52运行性地连接偏心调整装置9的偏心本体4。偏心调整装置9的活塞是经由液压流体管线(图1中未示出)并经由止回阀(未示出)从曲柄销轴承孔眼3填充液压流体的。在此，止回阀防止了液压流体从活塞的活塞体积回流至液压流体管线以及回流至内燃发动机的发动机内部。

[0038] 换向阀10被接纳在对应的连杆1的孔中。对应的连杆1的偏心调整装置9的液压室通过液压流体管线与接纳换向阀10的孔相接触。换向阀10的切换位置确定这些液压室中哪一个液压室填充有液压油以及这些液压室中哪一个液压室被排空，其中，调整偏心调整装置9的方向或旋转方向就是取决于此的。

[0039] 对应的连杆1的对应换向阀10具有摘掉器件14。可以通过该摘掉器件14，具体通过接合在该摘掉器件14上的致动装置15来使得对应的换向阀10致动。

[0040] 例如，从DE 10 2012 112 461A1，对应的连杆1的换向阀10和对应的换向阀10的摘掉器件14的细节对于本领域相关技术人员是熟悉的。

[0041] 在此结合部指出的是，在图1中，偏心调整装置9的偏心杠杆5是引导在连杆轴承孔眼2的槽中的。与此相比，如例如图5中所示，偏心杠杆5还可以具有两个偏心杠杆段5a、5b，这些偏心杠杆段位于连杆轴承孔眼2的前面和后面并且这些偏心杠杆段被固定连接至偏心本体4。

[0042] 致动装置15(见图4)用于致动内燃发动机13的多个换向阀10，并且具有多个切换叉16，其中，这些切换叉16中的每一个切换叉在各自情况下与各自情况下的一个换向阀10的摘掉器件14相互作用以用于致动。

[0043] 在图4中所示的致动装置15的情况下，所有的切换叉16都被紧固至共用的支撑结构17。支撑结构17包括安装框架18和可相对于安装框架18移位的引导元件19。引导元件19具有两条导轨20，这些导轨彼此平行地延伸并且通过连接腹板21彼此固定连接。多个切换叉16紧固至引导元件19的各条导轨20上。通过安装框架18，可以将整个致动装置15安装在内燃发动机13的曲轴箱上，具体是通过延伸通过安装框架18中的安装开口22的安装螺钉(未示出)。

[0044] 切换叉16被紧固至其上的致动装置15的引导元件19相对于安装框架18是可移位的，具体为在图4中所示的双箭头23的方向上。

[0045] 通过致动装置15的切换叉16相对于其安装框架18的这种相对运动，在气缸的做功冲程的过程中当被整合至对应气缸的对应连杆1中的换向阀10已经移动到致动装置15的对应切换叉16的区域内时，就使得出于致动所述换向阀的目的而有可能致动对应的换向阀10的摘掉器件14。

[0046] 本发明现在涉及内燃发动机的细节，该内燃发动机允许通过致动装置15特别有利地致动连杆1的换向阀10。

[0047] 如已经陈述的，内燃发动机13的各连杆1包括换向阀10。各换向阀10具有可以通过致动装置15来致动的摘掉器件14。在此，致动装置15的切换叉16与每个摘掉器件14进行作用并且然后与每个换向阀10进行作用。相应地，针对每个连杆1并因此针对每个换向阀10并针对每个摘掉器件14而言，提供了用于致动对应的换向阀10的单独切换叉16。

[0048] 根据本发明，换向阀10的摘掉器件14和致动装置15的切换叉16相对于彼此定向为使得在驾驶运行的过程中作用于致动装置15的惯性力协助通过致动装置15来致动换向阀10。

[0049] 如从图2中可见的，内燃发动机13被安装在机动车辆中从而使得曲轴12在机动车辆的纵向中心轴线24的方向上延伸。图2中通过箭头25展示了机动车辆的前向行进方向。

[0050] 在这种情况下，换向阀10的摘掉器件14和致动装置15的切换叉16的取向被选择为使得，当内燃发动机13的连杆1的换向阀10采取针对内燃发动机13的部分负载运行的切换位置时，换向阀10的摘掉器件14定向为使得在机动车辆加速过程中作用于致动装置15上的惯性力造成致动装置15的切换叉16和换向阀10的摘掉器件14之间的相对移动，而这种相对移动协助将这些换向阀10转变成内燃发动机13的全负载运行的切换位置。

[0051] 相反，当内燃发动机13的连杆1的换向阀10采取针对内燃发动机13的全负载运行的切换位置时，内燃发动机13的连杆1的换向阀10的摘掉器件14定向为使得在机动车辆减速过程中作用于致动装置15上的惯性力造成致动装置15的切换叉16和换向阀10的摘掉器件14之间的相对移动，而这种相对移动协助将换向阀10转变成内燃发动机13的部分负载运行的切换位置。

[0052] 当内燃发动机13的连杆1的换向阀10采取针对内燃发动机的部分负载运行的切换位置时，内燃发动机13所有连杆1的换向阀10的摘掉器件14如在前向行进方向25中所见的一样相对于对应的连杆1的连杆主体7向前伸出。因此，由于在机动车辆加速过程中作用于致动装置15上的惯性力，切换叉16的前切换叉部分16a可以被置于与换向阀10的摘掉器件14的相对于连杆1的连杆主体7向前延伸的部分抵接。

[0053] 当内燃发动机13的连杆1的换向阀10采取针对内燃发动机10的全负载运行的切换位置时，内燃发动机13的换向阀10的摘掉器件14如在前向行进方向25中所见的一样相对于连杆1的连杆主体7向后伸出。当机动车辆在这种状态下减速时，情况是由于在机动车辆减速过程中作用于致动装置15上的惯性力，切换叉16的后切换叉部分16b可以被置于与换向阀10的摘掉器件14的相对于对应的连杆主体7向后延伸的部分抵接。

[0054] 图5示出了内燃发动机13的连杆1和致动装置15的切换叉16的细节,该切换叉与所述连杆1的换向阀10相互作用。图6示出了图5的一个放大细节。

[0055] 在图5和图6中,其中所示出的换向阀10的摘掉器件14按照前向行进方向25所见相对于连杆主体7向后延伸。换向阀10已经相应地采取了针对全负载运行的切换位置。当机动车辆减速时，惯性力在图5中所示的箭头26的方向上作用于致动装置15，这样使得于是由于机动车辆的减速，切换叉16在箭头26的方向上相对于摘掉器件14移动，从而使得切换叉16的后切换叉部分16b抵靠着摘掉器件14，这样就协助了换向阀10从针对全负载运行的切换位置(如所示的)向针对部分负载运行的切换位置的转变。

[0056] 根据本发明，根据本发明的内燃发动机相应地利用了在机动车辆加速和减速过程中作用于致动装置15的惯性力来致动内燃发动机13的换向阀10。在加速过程中起作用的惯性力协助换向阀10从部分负载位置转变到全负载位置。在机动车辆的减速过程中起作用的惯性力协助换向阀10从全负载位置转变到部分负载位置。以此方式，内燃发动机就有可能从部分负载运行到全负载运行和从全负载运行到部分负载运行而特别有利地转换。