連桿和內(nèi)燃發(fā)動機的制作方法
【專利摘要】一種連桿，具有：將該連桿附接到曲軸上的一個大端軸承孔眼；將該連桿附接到汽缸的活塞上的一個小端軸承孔眼；以及調(diào)整有效連桿長度的一個偏心調(diào)整裝置，其中該偏心調(diào)整裝置具有偏心桿(15，16)，這些偏心桿借助于第一末端接合在該偏心調(diào)整裝置的一個偏心杠桿上、并且借助于第二末端接合在活塞(20，21)上，這些活塞在該連桿的多個液壓室中被引導，其中這些偏心桿(15，16)的第二末端被設計為球形頭，這些球形頭接合在相應的活塞(20，21)中的對應第一凹陷(40)中，并且其中相應的活塞(20，21)此外容納一個固位元件(41)，該固位元件的一個區(qū)段擱置在相應的偏心桿(15，16)的球形頭末端上。
【專利說明】
連桿和內(nèi)燃發(fā)動機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動機的連桿并且涉及一種內(nèi)燃發(fā)動機。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1示出了一臺具有可調(diào)壓縮比的內(nèi)燃發(fā)動機的、從DE10 2010 016037 Al中已知的一個連桿。因此，連桿10具有大端軸承孔眼11和小端軸承孔眼12，其中大端軸承孔眼11用于將連桿10附接到曲軸(在圖1中未示出)上，并且小端軸承孔眼12用于將連桿10附接到該內(nèi)燃發(fā)動機的一個汽缸活塞(在圖1中未示出)上。連桿10被指配了一個偏心調(diào)整裝置13，該偏心調(diào)整裝置具有一個偏心輪(圖1中未不出)、一個偏心杠桿14以及多個偏心桿15、16。偏心杠桿14具有一個孔，該孔是相對于小端軸承孔眼12的中心點17偏心地安排的并且具有一個中心點18，其中該偏心杠桿14中的孔容納該偏心輪并且該偏心輪中的一個孔容納一個活塞銷。偏心調(diào)整裝置13用于調(diào)整有效連桿長度Irff，其中，該連桿長度應理解成是指偏心杠桿14中的孔的中心點18與大端軸承孔眼11的中心點19的距離。為了使偏心本體14旋轉(zhuǎn)并且因此改變有效連桿長度Ieff，可以移動這些偏心桿15、16。每個偏心桿15、16都對應地指配了一個活塞20、21，該活塞是在一個液壓室22、23中可移位地引導的。作用在被指配給這些偏心桿15、16的這些活塞20、21上的液壓壓力在這些液壓室22、23中占主導，其中，取決于在這些液壓室中的油量，這些偏心桿15、16的運動是可能的或不可能的。
[0003]在該內(nèi)燃發(fā)動機的工作循環(huán)的過程中，對偏心調(diào)整裝置13的調(diào)整是由作用在偏心調(diào)整裝置13上的、該內(nèi)燃發(fā)動機的慣性力和負荷力的作用來啟動的。在工作循環(huán)的過程中，連續(xù)地改變作用在偏心調(diào)整裝置13上的作用力的方向。這種調(diào)整移動是由這些活塞20、21輔助的，液壓油作用在這些活塞上，這些活塞作用在這些偏心桿15、16上，其中這些活塞20、21防止了由于改變作用在偏心調(diào)整裝置13上的作用力的方向而引起的偏心調(diào)整裝置13的返回。與這些活塞20、21相互作用的偏心桿15、16在兩側(cè)上被附接到偏心本體14上?？梢詮拇蠖溯S承孔眼11經(jīng)由液壓油管線24和25給這些液壓室22和23(這些活塞20、21在其中受引導)供給液壓油。止回閥26和27防止液壓油從這些液壓室23和24流出回到這些液壓管線24和25中。換向閥29被容納在連桿10的孔28中，其中換向閥29的切換位置確定了這些液壓室22和23中哪一個液壓室填充有液壓油以及這些液壓室22和23中哪一個液壓室被排空，其中偏心調(diào)整裝置13的調(diào)整方向或回轉(zhuǎn)方向取決于此。在這種情況下，這些液壓室22和23對應地經(jīng)由流體管線30和31與容納換向閥29的孔28相接觸。圖1中示意性地示出了換向閥29的致動裝置32、彈簧裝置33以及控制活塞34，其中已經(jīng)從DE 10 2010016 037 Al中知道該換向閥29的這些部件的操作。
[0004]如以上所說明的，作用在被引導在這些液壓室22、23中的這些活塞20、21上的液壓油從大端軸承孔眼11開始、經(jīng)由這些液壓管線24和25被供給至這些液壓室22、23，其中連桿10借助于大端軸承孔眼11接合在該曲軸(在圖1中未示出)上，其方式為連桿軸瓦35被安排在該曲軸(即其曲軸軸承軸頸)與該大端軸承孔眼之間。
[0005]如以上已經(jīng)解釋的，相應的偏心桿15、16被附接到偏心杠桿14的各自末端上。從圖I中可以看出，偏心桿15、16各自與偏心桿14上的第一末端36或37分別接合，其中相應的偏心桿15或16借助于相反的第二末端38或39分別接合在活塞20或21上，這些活塞在連桿10的液壓室22、23中分別被引導。在實踐中，這些偏心桿15、16在兩個末端36、38和37、39處通過多個連接銷分別連接到偏心杠桿14和相應的活塞20、21上，這樣確保了這些偏心桿15、16與偏心杠桿14以及活塞20、21的鉸鏈式的鉸接附接。使用這種連接銷將這些偏心桿15、16在其第二末端38、39處連接到活塞20、21上在部件方面和制造方面需要高的支出。這需要改善這些偏心桿15、16在其第二末端38、39的區(qū)域中與在液壓室22、23中被引導的這些活塞20、21的附接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種新穎的內(nèi)燃發(fā)動機以及一種新穎的連桿。
[0007]此目的是通過如下述I所述的一種連桿實現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明，這些偏心桿的第二末端被設計為球形頭，這些球形頭接合在相應的活塞中的對應的凹陷中，其中，相應的活塞此外容納一個固位元件(優(yōu)選地被設計為固位環(huán))，該固位元件的一個區(qū)段擱置在相應的偏心桿的球形頭末端上。根據(jù)本發(fā)明，提出了在這些偏心桿與該連桿的偏心調(diào)整裝置的、在這些液壓室中被引導的這些活塞之間的一種球形座連接。這種球形座連接具有的優(yōu)點在于，對于相應的偏心桿與相應的活塞的鉸接附接在所有方向上均存在一定自由度，其結(jié)果是可以抵消或補償由制造公差和組裝公差造成的偏心桿與活塞的附接中的任何歪斜。該球形座連接的固位元件可以確保用于傳遞壓力和拉力的大容量和小的軸向游隙。下述2-6為優(yōu)選技術(shù)方案。
[0008]1.一種連桿(10)，具有用于將該連桿附接到曲軸上的一個大端軸承孔眼(11);具有用于將該連桿附接到汽缸的活塞上的一個小端軸承孔眼(12);并且具有用于調(diào)整有效連桿長度的一個偏心調(diào)整裝置(13)，其中該偏心調(diào)整裝置(13)具有多個偏心桿(15，16)，這些偏心桿借助于第一末端接合在該偏心調(diào)整裝置(13)的一個偏心杠桿(14)上、并且借助于第二末端接合在多個活塞(20，21)上，這些活塞在該連桿的多個液壓室(22，23)中被引導，其中這些偏心桿(15，16)的第二末端被設計為球形頭，所述球形頭接合在相應的活塞(20，21)中的對應的第一凹陷(40)中，并且相應的活塞(20，21)此外容納一個固位元件(41)，該固位元件的一個區(qū)段擱置在相應的偏心桿(15，16)的球形頭末端上。
[0009]2.如上述I所述的連桿，其中一方面，相應的偏心桿(I5，16)的球形頭末端的一個區(qū)段直接擱置在相應的活塞(20，21)上，并且另一方面，所述球形頭末端的一個區(qū)段直接擱置在相應的固位元件(41)上。
[0010]3.如上述2所述的連桿，其中相應的活塞在底部處具有對應于該球形頭的第一凹陷(40)并且在其正上方具有用于相應的固位元件(41)的一個第二凹陷(42)，所述第二凹陷鄰接所述第一凹陷，其結(jié)果是，相應的偏心桿(15，16)的球形頭末端在底部處直接擱置在相應的活塞(20，21)上并且在其正上方直接擱置在相應的固位元件(41)上。
[0011 ] 4.如上述I至3之一所述的連桿，其中相應的活塞和相應的固位元件是各自由一種軸承材料構(gòu)成的。
[0012]5.如上述I至4之一所述的連桿，其中相應的固位元件(41)被卡扣到相應的活塞(20，21)中，S卩，其方式為使得相應的固位元件(41)的一個區(qū)段接合在一個凹口周圍或接合在該凹口中，該凹口是在相應的活塞(20,21)上形成的。
[0013]6.如權(quán)利要求1至5之一所述的連桿，其中相應的固位元件(41)是一個固位環(huán)，該固位環(huán)優(yōu)選地在其圓周上的一個位置處開槽。
[0014]7.—種具有可調(diào)壓縮比的內(nèi)燃發(fā)動機，該內(nèi)燃發(fā)動機具有至少一個汽缸并且具有一個曲軸，至少一個連桿(10)接合在該曲軸上，其中該連桿或每個連桿(10)具有用于將該連桿附接到該曲軸上的一個大端軸承孔眼(11)、用于將該連桿附接到汽缸的活塞上的一個小端軸承孔眼(12)、以及用于調(diào)整有效連桿長度的一個偏心調(diào)整裝置(13)，并且其中該偏心調(diào)整裝置(13)具有與一個偏心杠桿(14)相互作用的一個偏心輪(36)、以及多個偏心桿(15,16)，這些偏心桿接合在該偏心杠桿(14)上并且在這些偏心桿上作用有在與這些偏心桿(15，16)相互作用的多個液壓室(22，23)中占主導的液壓壓力，其中該連桿或每個連桿
(10)被設計成如上述I至6中的一項或多項所述的連桿。
[0015]根據(jù)一種發(fā)展，相應的活塞在底部處具有對應于該球形頭的一個第一凹陷并且在其正上方具有用于相應的固位元件的一個第二凹陷，所述第二凹陷鄰接首先提及的第一凹陷，其中相應的偏心桿的球形頭末端在底部處直接擱置在相應的活塞上并且在其正上方直接擱置在相應的固位元件上。根據(jù)此發(fā)展，形成在相應的偏心桿的區(qū)域中的球形頭因此直接擱置在該活塞上并且直接擱置在該固位元件上。由此確保了在該偏心調(diào)整裝置的這些偏心桿與這些活塞之間的球形座連接的特別簡單的構(gòu)造。
[0016]相應的活塞和相應的固位元件優(yōu)選地是各自由一種軸承材料構(gòu)成的。這用于給在這些偏心桿與這些活塞之間的球形座連接提供簡單的構(gòu)造和對磨損的較低的敏感性。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一種發(fā)展，相應的固位元件被實施為在其圓周上的一個位置處開槽的一個固位環(huán)。出于與組裝關(guān)聯(lián)的原因，使用開槽的固位環(huán)是有利的。
[0018]相應的固位元件優(yōu)選被卡扣到相應的活塞中，S卩，其方式為使得相應的固位元件的一個區(qū)段接合在一個凹口周圍或接合在該凹口中，該凹口是在相應的活塞上形成的。本發(fā)明的這個實施例允許了特別簡單的組裝。可以省卻在該固位元件與該活塞之間的焊接接頭或粘接頭。該固位元件被卡扣到相應的活塞中。
[0019]在上述7中限定了該內(nèi)燃發(fā)動機。
【附圖說明】
[0020]本發(fā)明的多個優(yōu)選的發(fā)展將從從屬權(quán)利要求以及以下說明中變得清楚。通過附圖對本發(fā)明的多個說明性實施例進行了更詳細的說明，但并不限制于此。在附圖中:
[0021]圖1示出了具有可調(diào)壓縮比的現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)燃發(fā)動機的連桿；
[0022]圖2a至圖2c示出了根據(jù)本發(fā)明的第一連桿的細節(jié)；
[0023]圖3a至圖3c示出了根據(jù)本發(fā)明的第二連桿的細節(jié)。
【具體實施方式】
[0024]具有可調(diào)壓縮比的內(nèi)燃發(fā)動機具有至少一個汽缸、優(yōu)選多個汽缸。每個汽缸都具有一個活塞，該活塞通過連桿10聯(lián)接到該內(nèi)燃發(fā)動機的曲軸上。每個連桿10都在一個末端處具有一個小端軸承孔眼12并且在一個相反的末端處具有一個大端軸承孔眼11。對應的連桿10通過其大端軸承孔眼11接合在該曲軸的曲軸軸承軸頸上，其方式為使得連桿軸瓦定位在該曲軸軸承軸頸與該大端軸承孔眼之間，其中在該連桿軸瓦與該曲軸軸承軸頸之間可以建立潤滑油膜。
[0025]具有可調(diào)壓縮比的內(nèi)燃發(fā)動機在每個連桿10的區(qū)域中都具有一個偏心調(diào)整裝置13，該偏心調(diào)整裝置用于調(diào)整相應的連桿10的有效連桿長度。
[0026]偏心調(diào)整裝置13具有一個偏心輪、一個偏心杠桿14和多個偏心桿15、16，它們可以根據(jù)與這些偏心桿相互作用的液壓室中占主導的液壓壓力來移動，從而調(diào)整壓縮比。與這些偏心桿15、16相互作用的液壓室可以被供給從對應連桿的大端軸承孔眼11起始的液壓油。
[0027]對偏心調(diào)整裝置13的調(diào)整是由該內(nèi)燃發(fā)動機的慣性力和負荷力的作用來啟動的。
[0028]偏心桿15、16借助于其第一末端36、37來接合在偏心杠桿14的兩側(cè)上。偏心桿15、16借助于相反的末端38、39來固定在活塞20、21上，這些活塞在連桿10的液壓室22、23中被引導。本發(fā)明在此涉及將偏心調(diào)整裝置13的這些偏心桿15、16最佳地附接到偏心調(diào)整裝置13的在這些液壓室22、23中被引導的這些活塞20、21上。
[0029]圖2a至圖2c示出了本發(fā)明的第一說明性實施例，S卩，根據(jù)本發(fā)明的連桿在偏心桿15、16的第二末端38、39的區(qū)域中的細節(jié)，所述偏心桿在第二末端附接到偏心調(diào)整裝置13的活塞20、21上。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，這些偏心桿15、16的接合在被引導在液壓室22、23中的活塞20、21上的這些第二末端38、39被設計為球形頭，這些球形頭接合在相應的活塞20、21中的對應的第一凹陷40中。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，相應的活塞20、21此外容納了一個固位元件，該固位元件優(yōu)選地被設計為一個固位環(huán)41，該固位環(huán)擱置在相應的偏心桿15或16的球形頭末端38或39的一個區(qū)段上。
[0032]—方面，相應的偏心桿15、16的球形頭末端38、39的一個區(qū)段直接擱置在相應的活塞20、21上，另一方面，其一個區(qū)段直接擱置在相應的固位元件或固位環(huán)41上。以此方式被提供在這些偏心桿15、16的第二末端38、39與相應的活塞20、21之間的球形座連接因此在各自情況下僅包含三個子組件，即，在這些偏心桿15、16的第二末端38、39處的球形頭、活塞20、21以及由這些活塞20、21容納的固位元件或固位環(huán)41。
[0033]如從圖2a至圖2c中可以看出的，相應的活塞20、21在底部處具有對應于球形頭的第一凹陷40，相應的偏心桿15、16的球形頭直接擱置在第一凹陷上。
[0034]在這個第一凹陷40上方(S卩，其正上方)，相應的活塞20、21具有一個鄰接的第二凹陷42，該鄰接的第二凹陷用于容納固位元件或固位環(huán)41。
[0035]因此可以確保在下部區(qū)段中，相應的偏心桿15、16的球形頭第二末端38、39以一種簡單的方式直接擱置在相應的活塞20、21上(S卩，擱置在由凹陷14提供的一個引導表面上)，并且在其正上方直接擱置在相應的固位元件或固位環(huán)41的一個區(qū)段上。
[0036]因此，一方面在固位環(huán)41與相應的偏心桿15、16的球形頭第二末端38、39之間并且另一方面在該固位環(huán)與活塞20、21之間未定位有另外的部件。
[0037]在圖2a至圖2c中示出的說明性實施例中，在相應的活塞20、21中的第一凹陷40(該第一凹陷用于在相應的偏心桿15、16上容納和引導相應的球形頭的一個區(qū)段)與用于容納相應的固位元件41的第二凹陷42之間形成了一個肩臺43。這個肩臺43界定了固位元件或固位環(huán)41進入相應的活塞20、21中的插入深度。
[0038]在圖2a至圖2c中示出的說明性實施例中，固位環(huán)41被實施為沿圓周方向周圍延伸的一個杯形部件，該杯形部件具有徑向在外部上的一個環(huán)繞壁44以及徑向在內(nèi)部上的另一個環(huán)繞壁45。固位環(huán)41的徑向內(nèi)環(huán)繞壁45用于引導相應的偏心桿15、16的球形頭的一個區(qū)段并且因此提供一個支承表面。
[0039]固位環(huán)41和相應的活塞20、21的一些區(qū)段(S卩，至少在與相應的偏心桿15、16的相應的球形頭38、39直接接觸的那些區(qū)段中)優(yōu)選地是由一種軸承材料構(gòu)成的。相應的活塞20、21和相應的固位環(huán)41也可以完全由這種軸承材料構(gòu)成。
[0040]在圖2a至圖2c中示出的說明性實施例中，固位環(huán)41被首先安裝在相應的偏心桿
15、16的相應的球形頭第二末端38、39上，其中這個預先裝配的單元接著被插入相應的活塞20、21中。在這個過程中，固位環(huán)41尤其通過焊接、粘接或通過壓力配合而被牢固地連接到相應的活塞20、21上。
[0041 ]由圖3a至圖3c示出了本發(fā)明的另一個說明性實施例。圖3a至圖3c中的說明性實施例與圖2a至圖2c中的說明性實施例的不同之處在于，被實施為固位環(huán)41的固位元件不具有環(huán)繞設計，而是相反在圓周上的一個位置處被中斷或開槽。因此，在圖3a至圖3c中示出的說明性實施例中，固位環(huán)41具有約270°的圓周范圍。
[0042]圖3a至圖3c中的說明性實施例與圖2a至圖2c中的說明性實施例之間的另一個區(qū)別在于，在固位環(huán)的壁44上的頂部處形成了一個環(huán)繞套環(huán)46，所述套環(huán)提供了有助于固位環(huán)41的定位。在圖3a至圖3c中，因此固位環(huán)41在相應的活塞20、21中的精確對齊是借助于環(huán)繞套環(huán)46與形成在相應的活塞20、21的第一、第二凹陷40、42之間的肩臺43結(jié)合來完成的。
[0043]固位環(huán)41可以卡扣到相應的活塞21中，S卩，其方式為使得固位環(huán)41接合在一個凹口(未示出)周圍或該凹口中，該凹口是在相應的活塞21上形成的。借助于這種卡扣接頭，可以省卻在固位環(huán)41與相應的活塞20、21之間的焊接接頭或粘接接頭。
[0044]如在圖3a至圖3c中的說明性實施例中示出的，固位環(huán)41的開槽的實施例或所述固位環(huán)在圓周上的一個位置處具有中斷的實施例便于固位環(huán)41在相應的偏心桿15、16的球形頭末端38、39上的安裝。
[0045]因此，本發(fā)明提出在偏心調(diào)整裝置13的這些偏心桿15、16與偏心調(diào)整裝置13的活塞20、21之間的一種球形座連接，所述活塞在液壓室22、23中被引導。這種球形座連接在所有方向上均提供了旋轉(zhuǎn)自由度，允許了對這些部件的任何制造公差和組裝公差進行補償，以便以此方式確保這些偏心桿15、16最佳附接到在這些液壓室22、23中被引導的這些活塞20、21上。使用球形座連接的固位元件41來設置輕微的軸向游隙并且能夠傳遞高的壓力和拉力。每個球形座連接都僅由三個子組件來提供，即，偏心桿15、16的球形頭、活塞20、21和固位元件41。
[0046]活塞20、21和固位元件41的至少一個區(qū)段優(yōu)選地是由一種軸承材料制造的。為了簡化組裝，固位元件41在圓周上的一個位置處中斷或開槽。
[0047]相應的固位元件在上部末端可以具有一個套環(huán)46，該套環(huán)可以在組裝前就已經(jīng)存在或者可以在組裝過程中通過翻邊來提供。
【主權(quán)項】
1.一種連桿(10)，具有用于將該連桿附接到曲軸上的一個大端軸承孔眼(11);具有用于將該連桿附接到汽缸的活塞上的一個小端軸承孔眼(12);并且具有用于調(diào)整有效連桿長度的一個偏心調(diào)整裝置(13)，其中該偏心調(diào)整裝置(13)具有多個偏心桿(15，16)，這些偏心桿借助于第一末端接合在該偏心調(diào)整裝置(13)的一個偏心杠桿(14)上、并且借助于第二末端接合在多個活塞(20，21)上，這些活塞在該連桿的多個液壓室(22，23)中被引導，其特征在于，這些偏心桿(15，16)的第二末端被設計為球形頭，所述球形頭接合在相應的活塞(20，21)中的對應的第一凹陷(40)中，并且相應的活塞(20，21)此外容納一個固位元件(41)，該固位元件的一個區(qū)段擱置在相應的偏心桿(15，16)的球形頭末端上。2.如權(quán)利要求1所述的連桿，其特征在于，一方面，相應的偏心桿(15，16)的球形頭末端的一個區(qū)段直接擱置在相應的活塞(20，21)上，并且另一方面，所述球形頭末端的一個區(qū)段直接擱置在相應的固位元件(41)上。3.如權(quán)利要求2所述的連桿，其特征在于，相應的活塞在底部處具有對應于該球形頭的第一凹陷(40)并且在其正上方具有用于相應的固位元件(41)的一個第二凹陷(42)，所述第二凹陷鄰接所述第一凹陷，其結(jié)果是，相應的偏心桿(15，16)的球形頭末端在底部處直接擱置在相應的活塞(20，21)上并且在其正上方直接擱置在相應的固位元件(41)上。4.如權(quán)利要求1至3之一所述的連桿，其特征在于，相應的活塞和相應的固位元件是各自由一種軸承材料構(gòu)成的。5.如權(quán)利要求1至3之一所述的連桿，其特征在于，相應的固位元件(41)被卡扣到相應的活塞(20，21)中，S卩，其方式為使得相應的固位元件(41)的一個區(qū)段接合在一個凹口周圍或接合在該凹口中，該凹口是在相應的活塞(20,21)上形成的。6.如權(quán)利要求1至3之一所述的連桿，其特征在于，相應的固位元件(41)是一個固位環(huán)，該固位環(huán)優(yōu)選地在其圓周上的一個位置處開槽。7.—種具有可調(diào)壓縮比的內(nèi)燃發(fā)動機，該內(nèi)燃發(fā)動機具有至少一個汽缸并且具有一個曲軸，至少一個連桿(10)接合在該曲軸上，其中該連桿或每個連桿(10)具有用于將該連桿附接到該曲軸上的一個大端軸承孔眼(11)、用于將該連桿附接到汽缸的活塞上的一個小端軸承孔眼(12)、以及用于調(diào)整有效連桿長度的一個偏心調(diào)整裝置(13)，并且其中該偏心調(diào)整裝置(13)具有與一個偏心杠桿(14)相互作用的一個偏心輪(36)、以及多個偏心桿(15，16)，這些偏心桿接合在該偏心杠桿(14)上并且在這些偏心桿上作用有在與這些偏心桿(15，16)相互作用的多個液壓室(22，23)中占主導的液壓壓力，其特征在于，該連桿或每個連桿(10)被設計成如權(quán)利要求1至6中的一項或多項所述的連桿。
【文檔編號】F02D15/02GK105937547SQ201610121990
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月3日
【發(fā)明人】M·保羅, W·舒爾茨
【申請人】保時捷股份公司