長度可調(diào)整的連桿的制作方法
【專利說明】長度可調(diào)整的連桿
[0001]本發(fā)明涉及用于往復(fù)式活塞發(fā)動機(jī)、尤其是用于內(nèi)燃機(jī)的長度可調(diào)整的連桿，該連桿包括至少一個第一桿部分和第二桿部分，這兩個桿部分能以伸縮的方式在彼此之內(nèi)或者朝向彼此推動，其中，第二桿部分形成引導(dǎo)筒，而第一桿部分構(gòu)造成可縱向地在引導(dǎo)筒內(nèi)移位的活塞元件，其中，在第一桿部分和第二桿部分之間夾出高壓室，至少一個第一油道通入該高壓室內(nèi)。
[0002]DE 101 51 517 Al描述了可變長度的活塞和連桿組件，以在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)產(chǎn)生可變的壓縮比，其包括第一部分和第二部分，它們聯(lián)接到長度變化的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)容納在這兩個部分之間。該長度變化的機(jī)構(gòu)包括形狀呈截頭錐形式的彈性墊圈和彈性體質(zhì)量，彈性體質(zhì)量擱置在該彈性墊圈的凹面上。
[0003]從以下的說明書RF 2 857 408 AU EP I 243 773 AU WO 02/10568 AU DE 19835 146 AUUS 4 370 901 A、US 4 195 601 A、US 4 124 002 A 以及 US 2 134 995 A 中，
可了解到帶有用于調(diào)整連桿長度的相應(yīng)液壓伸縮機(jī)構(gòu)的其它連桿。
[0004]通過改變壓縮，可在低壓縮比下運行滿負(fù)荷，而在增大的壓縮比下運行部分負(fù)荷和啟動。在部分負(fù)荷范圍內(nèi)改進(jìn)了消耗，在啟動過程中，提高了帶有增大壓縮比的壓縮壓力，而在高負(fù)荷下減小了較小的壓縮比下的峰值壓力，并防止出現(xiàn)爆燃。
[0005]已知可使用偏心活塞銷或曲軸的偏心曲柄銷軸頸來調(diào)整壓縮比。還已知為了改變壓縮比，可提升整個氣缸體，或在曲軸箱中降低帶有偏心軸承的整個曲軸軸承。
[0006]所有這些提出的建議需要花費構(gòu)造和控制方面高的費用。
[0007]本發(fā)明的目的是避免這些缺點，并提供改變壓縮比的簡單且可靠的方案。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，以如下方式來達(dá)到該目的，在至少一個位置中、較佳地對應(yīng)于連桿的最小長度，兩個桿部分可通過鎖定裝置來相對于彼此固定。
[0009]可變壓縮比通過以下方式來達(dá)到，桿長度在低負(fù)荷時增大，而在高負(fù)荷時減小。這導(dǎo)致依據(jù)負(fù)荷而使壓縮比變高或變低。效果是較高的壓縮比允許在低負(fù)荷下效率提高，而在較高負(fù)荷時峰值壓力不會過度升高。借助于內(nèi)燃機(jī)內(nèi)的油壓來進(jìn)行這種調(diào)整。
[0010]活塞元件可在高負(fù)荷階段從其底部位置提升，這可導(dǎo)致在高壓室內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓并因此產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。
[0011]為了防止氣穴現(xiàn)象，兩個桿部分通過鎖定裝置相對于彼此固定在對應(yīng)于連桿的最小長度的位置。如果該鎖定裝置包括可移動的止擋元件，則就特別地有利，該止擋元件較佳地抵抗復(fù)位彈簧的力而橫向于連桿軸線可移位地布置在活塞元件的橫向鉆孔。該止擋元件可包括至少一個楔形表面，該表面相對于連桿軸線上的法向平面傾斜，該楔形表面與活塞元件的對應(yīng)表面協(xié)作，活塞元件的該對應(yīng)表面較佳地平行于楔形表面布置，其中，該楔形表面較佳地面向高壓室。
[0012]如果止擋元件包括止擋活塞，該止擋活塞可移位地安裝在缸體內(nèi)，或與其連接，則對止擋元件的致動是有利的，其中，壓力室形成于止擋活塞和止擋缸體之間，該壓力室可由至少一個填充鉆孔供給油。
[0013]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，規(guī)定楔形表面以劃分開的方式布置，并包括兩個平行的部分楔形表面，它們沿著橫向鉆孔的軸線方向彼此相鄰定位，其中，臺肩形成在兩個部分楔形表面之間?；钊诮怄i位置中以其對應(yīng)表面支承于與第一部分楔形表面平行的第二部分楔形表面上，由此可通過慣性力將表面壓力保持得相對較低。
[0014]為了節(jié)約空間和盡可能緊湊地布置連桿，如果楔形表面或至少部分的楔形表面和/或?qū)?yīng)表面的軸向延伸量比活塞元件的厚度小(較佳地，小至少四分之一，特別較佳地小至少三分之一)，兩者都是沿著橫向鉆孔的軸線方向測量的，則是特別地有利。這允許復(fù)位彈簧的尺寸和止擋活塞的活塞行程保持非常小，這樣，可保持離開周圍的缸體表面的相應(yīng)的安全距離。
[0015]此外，壓力室可連接到至少一個排放鉆孔。
[0016]在本發(fā)明的一個變體中，橫向鉆孔的軸線布置成正交于連桿的擺動平面，該擺動平面實施成正交于連桿孔軸線，較佳地正交于連桿的縱向軸線。這允許在擺動平面中對周圍的缸體有大的自由空間。
[0017]如果存在有正交于擺動平面的很小的自由空間，S卩，沿連桿孔眼方向，例如，由于曲柄的轉(zhuǎn)動曲柄臂，則可有利地將橫向鉆孔的軸線布置在連桿的擺動平面內(nèi)、較佳地正交于連桿的縱向軸線。
[0018]橫向鉆孔有利地布置在連桿的包括其小端的上三分之一處。這導(dǎo)致止擋元件有特別小的偏轉(zhuǎn)。
[0019]為了能夠簡單地控制壓縮比的變化，至少一個閥、較佳地是控制閥布置在第一油道內(nèi)，該閥較佳地具有第一位置和第二位置，其中，第一油道在第一位置關(guān)閉，而該第一油道在第二位置打開。
[0020]在本發(fā)明的一個簡單實施例中規(guī)定該閥布置為球閥，該球閥具有閥球和活塞銷，該活塞銷可在接納鉆孔內(nèi)軸向移位，并且可通過復(fù)位彈簧與閥球一起移位到第一位置，而通過油壓、抵抗復(fù)位彈簧的力而移位到第二位置。
[0021]也可替代地規(guī)定，該閥布置為帶有致動活塞的控制閥，致動活塞可在接納鉆孔內(nèi)軸向移位，且通過復(fù)位彈簧移位到第一位置，而通過油壓、抵抗復(fù)位彈簧的力移位到第二位置，其中，較佳地，第一油道在第一位置關(guān)閉，而在第二位置打開。
[0022]如果第一油道布置為饋送和排放導(dǎo)管，則可實現(xiàn)簡單的控制，其中，較佳地，布置為饋送導(dǎo)管的第二油道通入高壓室，沿高壓室方向打開的止回閥布置于第二油道內(nèi)。
[0023]較佳地可流動地連接到連桿軸承的供油道通入接納鉆孔，其中，節(jié)流點以特別優(yōu)選的方式布置在供油道內(nèi)。由此，相對于連桿軸承內(nèi)的油，可減弱在吸入時由第一桿部分的慣性力產(chǎn)生的負(fù)壓波。第二油饋送導(dǎo)管可起源于控制閥的接納鉆孔或供油道。
[0024]在從生產(chǎn)觀點來看生產(chǎn)簡單的本發(fā)明的一實施例中，規(guī)定接納鉆孔由橫向于連桿縱向軸線的鉆孔形成。當(dāng)閥布置在連桿的連桿大頭的區(qū)域內(nèi)時，便可實現(xiàn)特別緊湊的構(gòu)造。
[0025]當(dāng)填充鉆孔可由控制閥的致動活塞控制時，可實現(xiàn)對止擋元件的簡單控制，其中，填充鉆孔在致動活塞的第二位置內(nèi)被致動，而在致動活塞的第一位置內(nèi)被關(guān)閉。
[0026]如果排放鉆孔通過控制閥的致動活塞而受控，則是特別地有利，其中，排放鉆孔在致動活塞的第一位置內(nèi)被致動，而在致動活塞的第二位置內(nèi)被關(guān)閉。
[0027]下面將參照附圖較詳細(xì)地解釋本發(fā)明，附圖中:
[0028]圖1在沿著圖2中的線1-1的截面圖中示出第一實施例中根據(jù)本發(fā)明的連桿，該連桿處于第一切換位置；
[0029]圖2在沿著圖1中的線I1-1I的截面圖中示出該連桿；
[0030]圖3在沿著圖1中的線II1-1II的截面圖中示出處于鎖定位置的該連桿；
[0031]圖4在類似于圖1的截面圖中示出處于第二切換位置的連桿；
[0032]圖5示出類似于圖2的連桿的縱向截面圖的局部剖視圖，該連桿處于第二切換位置中的解鎖位置；
[0033]圖6在沿著圖7中的線V1-VI的截面圖中示出第二實施例中根據(jù)本發(fā)明的連桿，該連桿處于第一切換位置中的鎖定位置；
[0034]圖7在沿著圖6中的線VI1-VII的截面圖中示出該連桿；
[0035]圖8在沿著圖6中的線VII1-VIII的截面圖中示出該連桿；
[0036]圖9在沿著圖6中的線IX-1X的截面圖中示出該連桿；
[0037]圖10在類似于圖6的截面圖中示出第三實施例的根據(jù)本發(fā)明的連桿，其處于第一切換位置中的鎖定位置；以及
[0038]圖11示出處于第二切換位置的連桿，其處于解鎖位置中。
[0039]在各實施例中，功能上相同的零件提供有相同的附圖標(biāo)記。
[0040]附圖分別地示出了內(nèi)燃機(jī)的被一分為二的連桿I。圓柱形的活塞元件3被壓入到上部第一桿部分2內(nèi)。所述活塞元件3的底部以帶有游隙的方式安置于連桿I的底部第二桿部分4的引導(dǎo)筒4a內(nèi)，其中，在兩個桿部分2、4的至少一個位置中，在活塞元件3和第二桿部分4之間夾出高壓室4b?；钊?的壓力側(cè)的底端面5可被供給有發(fā)動機(jī)油，該底面端與高壓室4b相鄰。借助于起作第一油道10作用的鉆孔來供給和排放油。油的供給、堵塞和排放由控制閥6借助于壓力控制閥(也未詳細(xì)地示出)通過油泵(未詳細(xì)地示出)內(nèi)的油壓控制。致動器(未示出)使油泵的控制閥內(nèi)的彈簧預(yù)張緊到較高或較低的程度。連桿I的縱向軸線用Ia表示。
[0041]控制閥6可以任何理想的方式布置。下面較詳細(xì)地描述兩個實施例。如圖1至9所示，控制閥6可布置有致動活塞6a，該致動活塞可沿軸向在接納鉆孔7內(nèi)位移。作為對其的替代方案，也可能將控制閥6布置為球閥60，該球閥帶有閥球61和圓柱銷63，如圖10和圖11中所示，該圓柱銷63在接納鉆孔62內(nèi)可軸向移位，這將在下文中較詳細(xì)