换向阀单元以及具有此类型换向阀单元的内燃发动机
技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于具有可调压缩比的内燃发动机的换向阀单元，并且涉及一种内燃发动机。
背景技术
[0002] 图1示出了从DE 10 2010 016 037 A1中已知的一种具有可调压缩比的内燃发动机的一个
连杆区域的细节。相应地，图1示出了一个连杆10，该连杆具有一个
曲柄销
轴承孔眼11和一个连杆轴承孔眼12，其中
曲柄销轴承孔眼11用于将连杆10连接到一个
曲轴(在图1中未示出)上，并且连杆轴承孔眼12用于将连杆10连接到该内燃发动机的一个汽缸
活塞(在图1中未示出)上。连杆10被指配了一个偏心调节装置13，该偏心调节装置具有一个偏心本体14和偏心杆15、16。偏心本体14具有一个
活塞销孔，该活塞销孔的中心点18是相对于连杆轴承孔眼12的中心点17偏心安排的，其中该活塞销孔接纳一个活塞销。偏心调节装置13用于调节有效连杆长度leff，其中该连杆长度应理解成该活塞销孔的中心点18与曲柄销轴承孔眼11的中心点19之间的距离。为了使偏心本体14旋转并且因此改变有效连杆长度leff，偏心调节装置13的这些偏心杆15、16是可移位的。每个偏心杆15都对应地指配了一个活塞20和21，这些活塞对应地被可移位地安装或引导在一个液压室22和23中。
[0003] 在这些液压室22、23中占主导的液压压
力作用于对应地指配给这些偏心杆15、16的活塞20和21，其中以一种取决于这些液压室22、23中的油量的方式允许或不允许这些偏心杆15、16移位。
[0004] 在该内燃发动机的
做功冲程的过程中对偏心调节装置13的调节是由作用于该偏心调节装置13的该内燃发动机的
质量和负荷力的作用启动的。在做功冲程的过程中，连续地改变作用于偏心调节装置13的作用力的方向。这种调节移动是由这些活塞20、21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15、16上，其中这些活塞20、21防止了由于作用于偏心调节装置13的作用力的方向改变而引起的偏心调节装置13的返回移动。与这些活塞20、21相互作用的偏心杆15、16在两侧连接到偏心本体14上。这些活塞20和21在其中受引导的液压室22和23可以从曲柄销轴承孔眼11经由液压油供给管线24和25装入或填充液压油。止回阀26和27防止该液压油从这些液压室回流到这些液压油供给管线24和25。一个换向阀29被容纳在连杆10的一个孔28中。这些液压室22和23对应地经由液压油排放管线30和31与容纳了换向阀29的孔28相
接触。换向阀29的切换
位置确定这些液压室22和23中哪一个液压室填充有液压油以及这些液压室22和23中哪一个液压室被排空，其中调节偏心调节装置13的方向或旋转方向就是取决于此。
[0005] 从DE 10 2010 016 037 A1中已知的换向阀29包括一个致动元件32、一个复位
弹簧33以及一个控制活塞34。
[0006] 如所陈述的，对这些偏心杆15、16的被引导在液压室22、23中的活塞20、21的起作用的液压油从曲柄销轴承孔眼11经由这些液压油供给管线24和25被供应至这些液压室22、23，其中连杆10通过曲柄销轴承孔眼11接合在曲轴(在图1中未示出)上，使得一个连杆轴瓦
35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11之间。
[0007] 这些液压室22、23经由这些液压油排放管线30、31能够以一种取决于换向阀29的切换位置的方式通气。调节偏心调节装置13的方向或旋转方向就是取决于此。
[0008] 虽然通过从DE 10 2010 016 037 A1中已知的换向阀29已经能够以一种有效的方式来影响对该偏心调节装置的方向或旋转方向的调节，对于可以更加容易制造和组装的换向阀仍然存在一种需求。
发明内容
[0009] 本发明的一个目的是提供一种用于具有可调压缩比的内燃发动机的新型换向阀单元以及一种具有所述类型的换向阀单元的内燃发动机。
[0010] 所述目的是通过下述1的一种换向阀单元来实现的。
[0011] 1.一种用于具有可调压缩比的内燃发动机的换向阀单元(36)，该换向阀单元具体用于控制一个偏心调节装置的多个液压室(22，23)中的液压油流，其中这些液压室(22，23)可以经由多条液压油供给管线(24，25)填充有液压油，并且其中以一种取决于该换向阀单元(36)的切换位置的方式允许或不允许这些液压室(23，24)经由多条液压油排放管线(30，31)通气，其中：
[0012] 带有一个可线性移位的拾取元件(37)的一个致动模
块(53)，
[0013] 带有多个通气阀(41，42)的一个阀
门模块(56)，这些通气阀是座阀形式的并且被指配给这些液压油排放管线(30，31)，
[0014] 多个致动杆(39，40)，该致动模块(53)的拾取元件(37)可以使这些致动杆线性移位，并且通过这些致动杆以一种取决于该拾取元件(37)的切换位置的方式打开或关闭该阀门模块(56)的这些通气阀(41，42)，并且因此开通或堵塞这些液压油排放管线(30，31)。
[0015] 2.如上述1所述的换向阀单元，该致动模块(53)作为一个模块可以被预组装和测试。
[0016] 3.如上述1或2所述的换向阀单元，该致动模块(53)此外具有引导该拾取元件(37)的一个套筒状
套管(54)以及用于
锁定该拾取元件(37)的一个锁定元件(55)。
[0017] 4.如上述1至3之一所述的换向阀单元，该阀门模块(56)可以作为一个模块被预组装和测试。
[0018] 5.如上述1至4之一所述的换向阀单元，该阀门模块(56)具有接纳这些通气阀(41，42)的一个套筒状主体(52)。
[0019] 6.如上述1至5之一所述的换向阀单元，当该致动模块(53)的拾取元件(37)处于一个第一切换位置时，一个第一致动杆(39)打开该阀门模块(56)的指配给一条第一液压油排放管线(30)的一个通气阀(41)并且因此使一个第一液压室(22)经由该第一液压油排放管线(30)连接至一个通气管道(46)，而当该致动模块(53)的拾取元件(37)处于该第一切换位置时，该阀门模块(56)的指配给一条第二液压油排放管线(31)的一个通气阀(42)被关闭并且因此使一个第二液压室(23)与该通气管道(46)分隔开，并且在于当该致动模块(53)的拾取元件(37)处于一个第二切换位置时，一个第二致动杆(40)打开该阀门模块(56)的指配给该第二液压油排放管线(31)的通气阀(42)并且因此使该第二液压室(23)经由该第二液压油排放管线(31)连接至该通气管道(46)，而当该致动模块(53)的拾取元件(37)处于该第二切换位置时，该阀门模块(56)的指配给该第一液压油排放管线(31)的通气阀(41)被关闭并且因此使该第一液压室(22)与该通气管道(46)分隔开。
[0020] 7.如上述6所述的换向阀单元，该阀门模块(56)的这些通气阀(41，42)各自具有一个
阀体(49)、一个
阀座(50)以及一个
复位弹簧(51)，其中，当该致动模块(53)的拾取元件(37)处于该第一切换位置时，该第一致动杆(39)使该阀门模块(56)的第一通气阀(41)的阀体(49)自该阀座(50)与该复位弹簧(51)的弹簧力相反地抬升，而当该致动模块(53)的拾取元件(37)处于该第一切换位置时，该第二致动杆(40)释放该阀门模块(56)的第二通气阀(42)的阀体(49)，并且在于，当该致动模块(53)的拾取元件(37)处于该第二切换位置时，该第二致动杆(40)使该阀门模块(56)的第二通气阀(42)的阀体(49)自该阀座(50)与该复位弹簧(51)的弹簧力相反地抬升，而当该致动模块(53)的拾取元件(37)处于该第二切换位置时，该第一致动杆(39)释放该阀门模块(56)的第一通气阀(41)的阀体(49)。
[0021] 8.如上述5和7所述的换向阀单元，该阀门模块(56)的这两个通气阀(41，42)的阀座(50)都是由该套筒状主体(52)形成的。
[0022] 9.如上述3和5所述的换向阀单元，该致动模块(53)可以通过其套筒状套管(54)插入一个连杆(10)的一个凹陷(28b)中，并且在于该阀门模块(56)和其套筒状主体(52)可以被插入该连杆(10)的另一个凹陷(28b)中。
[0023] 根据本发明的换向阀单元具有带一个可线性移位的拾取元件(Abgriffselement)的一个致动模块。此外，根据本发明的换向阀单元具有带多个通气阀的一个阀门模块，这些通气阀是座阀形式的并且被指配给这些液压油排放管线。此外，根据本发明的换向阀单元具有多个致动杆，该致动模块的拾取元件可以使这些致动杆线性移位，并且通过这些致动杆以一种取决于该拾取元件的切换位置的方式打开或关闭该阀门模块的这些通气阀，并且因此开通或堵塞这些液压油排放管线。
[0024] 该阀门模块的这些通气阀提供了该换向阀单元的密封功能。该致动模块的拾取元件和这些致动杆提供了该换向阀单元的致动功能。
[0025] 该阀门模块和致动模块可以作为模块各自被分开地预组装、测试以及安装到一台内燃发动机的一个连杆上。
[0026] 在此，首先，根据本发明的换向阀单元的阀门模块被安装到该连杆的一个凹陷中。随后，根据本发明的换向阀单元的这些致动杆被安装到该连杆上。在此之后，根据本发明的换向阀单元的致动模块被安装到该连杆的一个凹陷中。
[0027] 相应地，根据本发明的换向阀单元的特征为一种允许简单制造和组装该换向阀单元的模块化概念。
[0028] 当该致动模块的拾取元件处于一个第一切换位置时，一个第一致动杆打开该阀门模块的指配给一条第一液压油排放管线的一个通气阀并且因此使一个第一液压室经由该第一液压油排放管线连接至一个通气管道，而当该拾取元件处于该第一切换位置时，该阀门模块的指配给一条第二液压油排放管线的通气阀被关闭并且因此使一个第二液压室与该通气管道分隔开。当该致动模块的拾取元件处于一个第二切换位置时，一个第二致动杆打开该阀门模块的指配给该第二液压油排放管线的通气阀并且因此使该第二液压室经由该第二液压油排放管线连接至该通气管道，而当拾取元件处于该第二切换位置时，该阀门模块的指配给该第一液压油排放管线的通气阀被关闭并且因此使该第一液压室与该通气管道分隔开。这些为该换向阀单元的密封功能和为该换向阀单元的致动功能负责的组件的这个
实施例允许简单和可靠地制造并组装该换向阀单元。
[0029] 这些以座阀为形式的通气阀优选地各自具有一个阀体、一个阀座以及一个复位弹簧。当该拾取元件处于该第一切换位置时，该第一致动杆使第一通气阀的阀体自该阀座与该复位弹簧的弹簧力相反地抬升，而当该拾取元件处于该第一切换位置时，该第二致动杆释放第二通气阀的阀体，使得该复位弹簧的弹簧力迫使该第二通气阀的阀体抵靠对应的阀座。当该拾取元件处于该第二切换位置时，该第二致动杆使第二通气阀的阀体自该阀座与该复位弹簧的弹簧力相反地抬升，而当该拾取元件处于该第二切换位置时，该第一致动杆释放第一通气阀的阀体，使得该复位弹簧的弹簧力迫使该第一通气阀的阀体抵靠对应的阀座。这个实施例是简单且可靠的。
[0030] 该内燃发动机被限定在下述10中。
[0031] 10.一种具有可调压缩比的内燃发动机，该内燃发动机具有至少一个汽缸并且具有一个曲轴，至少一个连杆(10)接合在该曲轴上，其中这个连杆或各个连杆(10)具有用于将所述连杆连接到该曲轴上的一个曲柄销轴承孔眼(11)、用于将所述连杆连接到一个汽缸的活塞上的一个连杆轴承孔眼(12)、以及用于调节有效连杆长度的一个偏心调节装置(13)，其中对应的偏心调节装置(13)具有多个偏心杆(15，16)，与这些偏心杆相互作用的多个液压室(22，23)中占主导的液压压力对应地作用在这些偏心杆上，并且其中可以通过一个换向阀单元(36)调节这些液压室(22，23)中占主导的液压压力，该换向阀单元(36)被设计成如前述1至9之一所述的换向阀单元。
附图说明
[0032] 上述以及以下的说明中将显现本发明的多个优选的改进。本发明的示例性实施例将在附图的
基础上予以更详细地说明，而本发明并不限于所述示例性实施例。在附图中：
[0033] 图1示出了从
现有技术中已知的具有可调压缩比的内燃发动机的一个细节；
[0034] 图2示出了根据本发明的具有可调压缩比的内燃发动机的一个细节；
[0035] 图3示出了图2的一个细节；
[0036] 图4示出了经过图2的一个截面；
[0037] 图5以一个平面视图示出了处于第一切换位置时图4的细节；并且[0038] 图6以一个平面视图示出了处于第二切换位置时图5的细节。
具体实施方式
[0039] 本发明涉及一种具有可调压缩比的内燃发动机、并且涉及用于所述类型的具有可调压缩比的内燃发动机的换向阀单元。
[0040] 具有可调压缩比的内燃发动机的基本构造对于本领域技术人员而言是熟悉的并且已经参考图1进行描述。在此时，为了完整性，再一次参考图2陈述的是，一个所述类型的内燃发动机具有至少一个汽缸、优选是多个汽缸。每个汽缸都具有一个活塞，该活塞通过一个连杆10联接到该内燃发动机的一个曲轴上。每个连杆10都在一个末端处具有一个连杆轴承孔眼12并且在一个相反的末端处具有一个曲柄销轴承孔眼11。
[0041] 对应的连杆10通过其曲柄销轴承孔眼11接合在该曲轴的一个曲轴轴承轴颈上，这样使得一个连杆轴瓦35被
定位在该曲轴轴承轴颈与曲柄销轴承孔眼11之间，其中在对应的连杆轴瓦35与对应的曲轴轴承轴颈之间可以建立一个
润滑油膜。一个具有可调压缩比的内燃发动机在每个连杆10的区域中都具有用于调节对应的连杆的有效连杆长度的一个偏心调节装置13。该偏心调节装置13具有多个偏心杆15和16，这些偏心杆为了调节该压缩比能以一种取决于与这些偏心杆15、16相互作用的液压室22、23中占主导的液压压力的方式移位。可以从对应的连杆的曲柄销轴承孔眼11经由液压油供给管线24、25来对与这些偏心杆15、16相互作用的所述液压室22、23供应液压油，其中多个止回阀26、27防止该油回流到这些液压油供给管线24、25中。对偏心调节装置13的调节是由该内燃发动机的质量和负荷力的作用启动的。
[0042] 根据本发明的一个换向阀单元36的多个组件被接纳在连杆10的凹陷或孔28a、28b中，其中换向阀单元36的切换位置确定这些液压室22和23中哪一个液压室填充液压油以及这些液压室22、23中哪一个液压室被排空。这些液压室22、23经由多条液压油排放管线30、31以一种取决于换向阀单元36的切换位置的方式与一个凹陷或一个孔或一个通气管道相接触。本发明涉及换向阀单元36的多个细节。
[0043] 借助于该换向阀单元可以对这些液压室22、23的交替填充液压油以及所述液压室的排空产生影响并且因此对该偏心调节装置13的调节方向产生影响，根据本发明的换向阀单元36具有带一个可线性移位的拾取元件37的一个致动模块53，在该致动模块53的一个套筒状套管54中以一种可线性移位的方式引导该拾取元件。该致动模块53可以经由该套筒状套管54安装在连杆10的凹陷28b中。拾取元件37的线性移位方向38大致上平行于一个曲轴(未示出)的一条旋
转轴线延伸。
[0044] 此外，该致动模块53具有用于将拾取元件37锁定在致动模块53的套管54中的一个锁定元件55(参见图3)，其中该锁定元件55优选地包括一个锁定球(未示出)，该锁定球是由一个板弹簧形式的弹簧元件(未示出)致动的并且可以将拾取元件37在该拾取元件37的对应的切换位置锁定在致动模块53的套管54中。
[0045] 此外，根据本发明的换向阀单元36包括致动杆39、40，这些致动杆与拾取元件37相互作用并且通过这些致动杆能以一种取决于致动模块53的拾取元件37的切换位置的方式打开和关闭根据本发明的换向阀单元36的一个阀门模块56的通气阀41、42。对应的液压室23、24经由其可以通气的每条液压油排放管线30、31被对应地指配给阀门模块56的一个通气阀41、42，其中该阀门模块56的这些通气阀41、42通过这些致动杆39、40以一种取决于该致动模块53的拾取元件37的切换位置的方式交替地打开或开通、或者关闭或堵塞。在这种情况下，通过该致动模块53的拾取元件37可以使这些致动杆39、40具体以与该致动模块53的拾取元件37的移位方向大致垂直的方向线性地移位。该致动模块53的拾取元件37具有一种
凸轮状轮廓43，该凸轮状轮廓与这些致动杆39、40的第一末端44相互作用并且影响这些致动杆39、40的移位。相反地，这些致动杆39、40的第二末端45用于致动阀门模块56的以座阀的形式的通气阀41、42。
[0046] 当该致动模块53的拾取元件37处于一个第一切换位置时(参见图5)，通过第一致动杆39打开阀门模块56的指配给一条第一液压油排放管线30的一个第一通气阀41，这样使得一个第一液压油室22经由第一液压油排放管线30连接至一个通气管道46，相应地使得液压油室22可以经由阀门模块56的第一通气阀41在图5中示出的箭头47的方向上通气。
[0047] 相比之下，在第一切换位置中(参见图5)，阀门模块56的指配给一条第二液压油排放管线31的一个第二通气阀42被关闭，于是使得第二液压油室23与通气管道46分隔。
[0048] 当该致动模块53的拾取元件37处于第二切换位置时(参见图6)，第二致动杆40打开阀门模块56的指配给第二液压油排放管线31的第二通气阀42，以便由此将第二液压室23经由第二液压油排放管线31连接至通气管道46以便使所述第二液压室通气。
[0049] 图6中的箭头48指示第二液压油室23经由阀门模块56的第二通气阀42在通气管道46的方向上通气。在该第二切换位置中(参见图6)，阀门模块56的指配给第一液压油排放管线30的第一通气阀41被关闭，于是使得第一液压油室22与通气管道46分隔。在示出的示例性实施例中虽然这两个液压油室22、23都可以通气到相同的通气管道46中，但还可能针对这些液压油室22、23形成分开的通气管道。
[0050] 如已经陈述的，阀门模块56的这两个通气阀41、42是座阀的形式，其中每个通气阀41、42都对应地具有一个球状阀体49、与该阀体49相互作用的一个阀座50、以及同样与该阀体49相互作用的一个复位弹簧51。
[0051] 当该致动模块53的拾取元件37处于该第一切换位置时(参见图5)，第一致动杆39通过其第二末端45使阀门模块56的第一通气阀41的阀体48自第一通气阀41的阀座50与第一通气阀41的复位弹簧51的弹簧力相反地抬升。
[0052] 此外，当拾取元件37处于该第一切换位置时，第二致动杆40释放阀门模块56的第二通气阀42的阀体48，这样使得第二通气阀42的复位弹簧51的弹簧力将所述第二通气阀的阀体49压靠在该第二通气阀42的阀座50上。
[0053] 当该致动模块53的拾取元件37处于该第二切换位置时(参见图6)，第二致动杆40通过其第二末端45从所述第二通气阀的阀座50与所述第二通气阀的复位弹簧51的弹簧力相反地抬升阀门模块56的第二通气阀42的阀体49。
[0054] 此外，当拾取元件37处于该第二切换位置时，第一致动杆39释放阀门模块56的第一通气阀41的阀体49，于是使得第一通气阀41的复位弹簧51的弹簧力将所述第一通气阀的阀体49压靠在所述第一通气阀的阀座50上。
[0055] 包括带有两个通气阀41和42的阀门模块56、带有拾取元件37的致动模块53、以及这两个致动杆39和40的根据本发明的换向阀单元36具有模块化构造。
[0056] 该阀门模块56和该致动模块53作为模块可以各自被分开地预组装、测试以及安装到一台内燃发动机的连杆10的凹陷28、28b中。在此，首先将阀门模块56安装到连杆10的凹陷28a中。随后，这些致动杆39、40被安装到连杆10的相对应的孔中。在此之后，将该致动模块53安装到连杆10的凹陷28b中。
[0057] 相应地，根据本发明的换向阀单元36的特征为一种允许其简单制造和组装的模块化概念。这两个模块53、56可以在连杆10之外预组装和测试。只需要在连杆10上形成和机加工出相对简单的孔以用于接纳这两个模块53、56和这些致动杆39、40。
[0058] 如上所述，这两个通气阀41、42被组合形成阀门模块56。这些通气阀的阀座50是由一个套筒状和/或圆柱形的整体的或未分割的壳体部分52形成，阀门模块56通过该壳体部分能够以一个套筒的方式插入该连杆10的孔28b中。这些阀座50与这些阀体49相互作用，这些复位弹簧51可以在这些阀座50的方向推动这些阀体。这些复位弹簧51被支持在阀门模块56的对应的通气阀41、42的对应的阀体49和对应的通气阀41、42的一个支座本体57上。油流动通过这些支座本体57，并且这些支座本体可以被设计成节
流体。有可能通过多个以节流体为形式的支座本体57调节或影响离开这些液压油室22、23的流出速度并且因此调节或影响连杆10的调节时间。
[0059] 阀门模块56的、特别是配备有多个凹槽的圆柱形壳体部分52的外部轮廓被设计成使得阀门模块56的这些通气阀41、42与这些液压油排放管线30、31相互作用。
[0060] 该致动模块53具有紧凑的构造。该致动模块包括拾取元件37，该拾取元件可以在其两个切换位置之间相对于该致动模块53的套筒状圆柱形套管54线性移位，所述致动模块通过该套管可以插入该连杆10的凹陷28b中，该拾取元件可以被锁定在其切换位置中。该致动模块53的拾取元件37与这些致动杆39、40相互作用，其中拾取元件37的线性移动被转换成这些致动杆39、40的相对于该线性移动偏离大约90°的线性移动。在这种情况下这些致动杆39、40可以彼此相反地移动。出于结构空间原因，该致动模块53的拾取元件37的一条轴线相对于该致动模块53的套筒状圆柱形套管54的一条轴线是偏离的。套管54和拾取元件37相应地在轴向上是偏离的。该致动模块53同阀门模块56一样作为一个模块可以在连杆10之外被预组装和测试。
