長度可調整的連桿的制作方法
【專利說明】長度可調整的連桿
[0001]本發(fā)明涉及用于往復式活塞發(fā)動機、尤其是用于內燃機的長度可調整的連桿，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或者朝向彼此推動，其中，第二桿部分形成引導筒，而第一桿部分構造成可縱向地在引導筒內移位的活塞元件，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。
[0002]DE 101 51 517 Al描述了可變長度的活塞和連桿組件，以在內燃機內產生可變的壓縮比，其包括第一部分和第二部分，它們聯接到長度變化的機構，該機構容納在這兩個部分之間。該長度變化的機構包括形狀呈截頭錐形式的彈性墊圈和彈性體質量，彈性體質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整連桿長度的相應液壓伸縮機構的其它連桿。
[0004]通過改變壓縮，可在低壓縮比下運行滿負荷，而在增大的壓縮比下運行部分負荷和啟動。在部分負荷范圍內改進了消耗，在啟動過程中，提高了帶有增大壓縮比的壓縮壓力，而在高負荷下減小了較小的壓縮比下的峰值壓力，并防止出現爆燃。
[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]根據本發(fā)明，以如下方式來達到該目的，在至少一個位置中、較佳地對應于連桿的最小長度，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到，桿長度在低負荷時增大，而在高負荷時減小。這導致依據負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荷下效率提高，而在較高負荷時峰值壓力不會過度升高。借助于內燃機內的油壓來進行這種調整。
[0010]活塞元件可在高負荷階段從其底部位置提升，這可導致在高壓室內出現負壓并因此產生氣穴現象。
[0011]為了防止氣穴現象，兩個桿部分通過鎖定裝置相對于彼此固定在對應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表面協作，活塞元件的該對應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，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/或對應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、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。這導致止擋元件有特別小的偏轉。
[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，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軸向移位，并且可通過復位彈簧與閥球一起移位到第一位置，而通過油壓、抵抗復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軸向移位，且通過復位彈簧移位到第一位置，而通過油壓、抵抗復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管，則可實現簡單的控制，其中，較佳地，布置為饋送導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。
[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。由此，相對于連桿軸承內的油，可減弱在吸入時由第一桿部分的慣性力產生的負壓波。第二油饋送導管可起源于控制閥的接納鉆孔或供油道。
[0024]在從生產觀點來看生產簡單的本發(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。當閥布置在連桿的連桿大頭的區(qū)域內時，便可實現特別緊湊的構造。
[0025]當填充鉆孔可由控制閥的致動活塞控制時，可實現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被致動，而在致動活塞的第一位置內被關閉。
[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被致動，而在致動活塞的第二位置內被關閉。
[0027]下面將參照附圖較詳細地解釋本發(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記。
[0040]附圖分別地示出了內燃機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。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的引導筒4a內，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?的壓力側的底端面5可被供給有發(fā)動機油，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(也未詳細地示出)通過油泵(未詳細地示出)內的油壓控制。致動器(未示出)使油泵的控制閥內的彈簧預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內可軸向移位，這將在下文中較詳細