具有长度可调节的连杆和可电感性操作的控制阀的往复式活塞发动机制造技术

本发明专利技术涉及一种往复式活塞发动机，尤其是内燃机，具有：至少一个与曲柄轴(26)的曲柄销(21)连接的长度可调节的连杆(1)，其中所述连杆(1)具有至少一个长度调节装置(6)和至少一个可电动切换的且可感应式操纵的控制阀(7)。为了以尽可能简单和节省位置的且可靠的方式实现压缩比的灵活改变而设定，所述连杆(1)具有至少一个感应装置(11)，所述感应装置在构成在所述连杆(1)中的、从所述连杆(1)的至少一个端侧(13)开始的并且以曲柄销间距(a)远离于所述曲柄销(21)的纵轴线(21a)地设置的位置中设置在所述连杆(1)的大的连杆孔(5)的区域中，其中所述感应装置(11)与所述控制阀(7)电连接或能够电连接并且在所述感应装置(11)中在曲柄轴(20)的转动运动中借助至少一个相对于曲柄轴固定的激励装置(14)能感应电流。

Reciprocating piston engine with length adjustable link and inductive operation control valve

The invention relates to a reciprocating piston engine, especially an internal combustion engine, with at least one adjustable length adjustable connecting rod (1) connected to the crank shaft (21) of a crank shaft (26), wherein the connecting rod (1) has at least one length adjustment device (6) and at least one electrically switched and inductively operated control valve (7). The connecting rod (1) has at least one induction device (11), which starts at at least one end side (13) of the connecting rod (1) and is far away from the crank pin spacing (a) in the connecting rod (1) in order to achieve a flexible change of the compression ratio in a safe and reliable manner as simple as possible and in a reliable and reliable manner. The position of the longitudinal axis (21a) of the crank pin (21) is set in the area of the large connecting rod hole (5) of the connecting rod (1), wherein the induction device (11) is electrically connected or electrically connected with the control valve (7) and at least one relative to the crank shaft in the rotation movement of the crank shaft (20) in the induction device (11). The fixed exciting device (14) can induce the current.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有长度可调节的连杆和可电感性操作的控制阀的往复式活塞发动机
本专利技术涉及一种往复式活塞发动机，尤其是内燃机，其具有至少一个与曲柄轴的曲柄销连接的、长度可调节的连杆，其中所述连杆具有至少一个可电动切换的和可感性操作的控制阀。
技术介绍
为了为内燃机关于排放和消耗方面进行优化，越来越多地尝试具有可变压缩比的变型方案。通过改变内燃机的压缩可以以较低的压缩比运行全负荷，以提高的比例运行部分负荷和起动。在此，在部分负荷范围中改善消耗，在起动时随着提高的压缩比提高压缩压力并且在高功率时随着降低的比例减小喷射压力以及防止爆震。为此公开了不同的解决方案，其尤其以不同的方式解决控制压缩比的控制的问题。在DE102007040699A1中在气缸中活塞设置有执行器，所述执行器由磁致伸缩的材料构成并且设置在活塞销与活塞底部之间。通过设置在气缸之外的用于产生不同磁场的装置实现执行器的长度改变。缺点尤其在于，磁致伸缩的材料易磨损并且并不确保在较长的时长上可再现的特性。在AT514071B1中公开了具有长度可调节的连杆的解决方案，在该解决方案中经由选择性地填充高压腔室实现长度调整。选择性填充在此经由设置在连杆中的控制阀来进行。在一个实施变型方案中，在此控制阀具有调节活塞，该调节活塞可以电磁方式通过设置在曲柄壳体中的电感线圈来操作。DE10230427A1描述了类似的解决方案。在此，在较长的运行时间上会在电感性能量传输时出现困难，例如因在传输路程中的污物等等引起。此外，已知的解决方案费空间和制造费事。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务是避免现有技术的缺点并且以尽可能简单且节约位置和可靠的方式实现灵活的压缩比的改变。根据本专利技术，本专利技术的特征在于，连杆具有至少一个感应装置，所述感应装置在构成在所述连杆中的、从所述连杆的至少一个端侧开始的并且以曲柄销间距远离于所述曲柄销的纵轴线地设置的位置中优选在凹进部中设置在所述连杆的大的连杆孔的区域中，其中所述感应装置与所述控制阀能够电连接或电连接并且在所述感应装置中在曲柄轴的转动运动中借助至少一个相对于曲柄轴固定的激励装置能感应电流。由此，在例如通过设置在曲柄轴壳体中的控制单元电感性操作控制阀时可以快速且简单地切换内燃机的压缩比，内燃机可以持续且非常低磨损地运行。尤其是，本专利技术实现对压缩比与工作点无关地主动切换，这能够实现排放和消耗优点的转化。感应装置在此理解为如下元件，在所述元件中在曲柄轴转动时感生电压。激励装置是如下元件，其引起磁通量的改变并且因此实现在感应装置中形成电场。感应装置和激励装置设置为使得在其之间在轴向方向上即在沿着曲柄轴轴线的方向上构成限定小的气隙。激励装置设置在曲柄轴的与连杆相邻的曲柄臂的朝向感应装置的侧面中。在本专利技术的一个实施变型方案中设计为，感应装置具有围绕由磁传导的材料的芯设置的线圈装置，其中优选芯和线圈装置防丢失地设置在凹进部中。磁传导的材料例如可以是铁氧体、软铁或永磁铁或永磁性的材料如钢、铝镍钴磁体或稀土磁体(钕铁硼或钐钴)。防丢失的布置例如可以通过粘合、旋接、可松脱的搭扣连接等进行。由线圈装置和芯构成的感应装置可以直接插入连杆的侧向凹进部中，其中凹进部可以设置在连杆轴承的轴承盖中。对此可替选地，感应装置也可以设置在被插入到凹进部中的、在连杆的端侧的那侧上敞开构成的壳体中。该壳体在此例如可以杯状地构成并且连带感应装置插入凹进部中并且防丢失地固定。为了防止或减小在连杆轴承盖中形成涡流，连杆的或连杆轴承盖的至少一个与凹进部相邻的区域由具有特定的导电性σ的材料和/或由具有至少1000(更有利地在1000与3000之间)的导磁率μr，和/或具有最大140000(更有利地在50000到140000之间)的导磁率μr的抑制磁力线的表面涂层。连杆轴承盖或至少连杆围绕感应装置(多个感应装置)的区域即由能良好磁传导的但导电差的材料制造。由此，防止磁力线侵入到连杆轴承盖并且由此防止形成涡流，所述涡流会导致连杆中的热形成并且由此引起效率降低。优选地，激励装置具有至少一个与曲柄轴牢固地连接的磁体元件、优选永磁体元件，其以曲柄销间距远离于曲柄销的纵轴线地设置。在此，激励装置也可以具有多个与曲柄轴牢固地连接的磁体元件，所述磁体元件在径向方向上以曲柄轴销间距远离于曲柄销的纵轴线地设置，其中优选每两个相邻的磁体元件在连杆的端侧的那侧上具有不同磁极性。通过曲柄轴旋转由此在感应装置中产生可变的磁通量并且感生电压。对多个磁体元件替选地，激励装置可以通过与曲柄轴的曲柄臂的在曲柄销侧的侧面牢固连接的或一件式构成的、至少部分围绕曲柄销的纵轴线的环形元件构成。环形元件在此可以构成为如下组中的至少一个：磁体环，其具有至少等于曲柄销间距的半径，其中优选至少两个相邻的朝向所述连杆的端侧定向的极分段具有不同的磁极性；分段环，其具有至少等于曲柄销间距的半径，所述分段环具有至少一个凹部和至少一个与之相邻的突出部，其中所述凹部和所述突出部沿着径向方向伸展地定向；齿环，所述齿环具有至少等于曲柄销间距的半径，所述齿环具有至少一个凹部和至少一个与之相邻的突出部，其中所述凹部和突出部沿着轴向方向平行于所述曲柄销的纵轴线伸展地、朝向所述连杆的端侧地限定；限定的波浪形区域，其具有在径向方向上或环周方向上交替的突出部和凹部，所述突出部和凹部相对于法向平面构成，所述法向平面相对于所述曲柄销的纵轴线法向地在曲柄销侧的侧面中伸展。环形元件的不同的变型方案在磁体环的情况下实现可变化的磁场，在其余情况下在感应装置与激励装置之间的气隙在曲柄轴转动时变化，由此引起磁通量的改变并且因此形成电场，这导致在感应装置中感生电压。在本专利技术的一个简单的实施变型方案中，在连杆轴承盖中设置唯一的感应装置。如果需要更高的电功率，则在连杆轴承盖中也可以设置多个、优选两个或三个感应装置，其纵轴线平行于曲柄销的纵轴线设置。感应装置距所述曲柄销的纵轴线分别至少以曲柄销间距设置。在凹进部的区域中，连杆或连杆轴承盖优选构成有与在连杆轴承盖和连杆轴承孔的其余区域中更大的厚度，在连杆与曲柄臂之间构成尽可能小的气隙，用于实现尽可能好的效果。大的连杆孔的其余区域距相邻的曲柄臂具有更大的间距，因此在这些区域中的涡流引起的不利的影响略微小。因此，原则上足够的是，上文所述的措施设置在连杆轴承盖的与凹进部相邻的区域中，在所述区域中连杆轴承盖具有其最大厚度。在本专利技术的改进方案中设计为，在连杆中设置至少一个储能装置，所述储能装置与感应装置和控制阀电连接或可连接。借助储能装置可以存储经由感应生成的能量，并且在需要时提供所述能量。作为储能单元例如可以使用电池、蓄电池、超级电容等等。由此，可以确保例如双稳态的控制阀的切换功能以便对连杆中的通道进行增大或减小控制(aufsteuernoderzusteuern)。根据本专利技术的实施变型方案具有所有优点：所述实施变型方案在结构上和制造方式上简单地且节约位置地构成并且能够以可靠的方式实现灵活地改变压缩比。根据内燃机的和曲柄轴的转速可以提供在1W和高达5W之间的功率(在大约3000U/min时)，所述功率能够实现可靠地切换控制阀。附图说明在下文中参照非限制性的实施例详细地描述了本专利技术，这些实施例示出在附图中。附图示意性地示出：图1以侧视图示出了在第一实施形式中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种往复式活塞发动机，尤其是内燃机，具有：至少一个与曲柄轴(26)的曲柄销(21)连接的长度可调节的连杆(1)，其中所述连杆(1)具有至少一个长度调节装置(6)和至少一个尤其是可电动切换的、可感应式操纵的控制阀(7)，其中所述连杆(1)具有至少一个感应装置(11)，所述感应装置在构成在所述连杆(1)中的、从所述连杆(1)的至少一个端侧(13)开始的并且以曲柄销间距(a)远离于所述曲柄销(21)的纵轴线(21a)地设置的位置中设置在所述连杆(1)的大的连杆孔(5)的区域中，其中所述感应装置(11)与所述控制阀(7)电连接或能够电连接并且在所述感应装置(11)中在曲柄轴(20)的转动运动中借助至少一个相对于曲柄轴固定的激励装置(14)能感应电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.14 AT A51062/2015;2016.04.29 AT A50390/2011.一种往复式活塞发动机，尤其是内燃机，具有：至少一个与曲柄轴(26)的曲柄销(21)连接的长度可调节的连杆(1)，其中所述连杆(1)具有至少一个长度调节装置(6)和至少一个尤其是可电动切换的、可感应式操纵的控制阀(7)，其中所述连杆(1)具有至少一个感应装置(11)，所述感应装置在构成在所述连杆(1)中的、从所述连杆(1)的至少一个端侧(13)开始的并且以曲柄销间距(a)远离于所述曲柄销(21)的纵轴线(21a)地设置的位置中设置在所述连杆(1)的大的连杆孔(5)的区域中，其中所述感应装置(11)与所述控制阀(7)电连接或能够电连接并且在所述感应装置(11)中在曲柄轴(20)的转动运动中借助至少一个相对于曲柄轴固定的激励装置(14)能感应电流。2.根据权利要求1所述的往复式活塞发动机，其中，所述感应装置(11)设置在凹进部(16)中。3.根据权利要求1或2所述的往复式活塞发动机，其特征在于，所述感应装置(11)具有围绕由磁传导的材料构成的芯(17)设置的线圈装置(15)，其中优选芯(17)和线圈装置(15)防丢失地设置在凹进部(16)中。4.根据上述权利要求中任一项所述的往复式活塞发动机，其特征在于，至少一个感应装置(11)设置在壳体(18)中，所述壳体插入到凹进部(16)中、在所述连杆(1)的所述端侧(13)的那侧上敞开地构成。5.根据上述权利要求中任一项所述的往复式活塞发动机，其特征在于，所述连杆(1)的至少一个与所述感应装置(11)和/或凹进部(16)相邻的区域由至少1000的导磁率μr的材料构成和/或具有最大140000的导磁率μr的抑制磁力线的表面涂层。6.根据上述权利要求中任一项所述的往复式活塞发动机，其特征在于，所述感应装置(11)和/或凹进部(16)设置在连杆轴承(5a)的轴承盖(17)中。7.根据上述权利要求中任一项所述的往复式活塞发动机，其特征在于，所述激励装置(14...

【专利技术属性】
技术研发人员：马里奥·泰斯尔，
申请(专利权)人：AVL里斯脱有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT