用于长度能够调节的连杆的传感器机构制造技术

本发明专利技术涉及一种用于内燃机、尤其汽油机的装置，具有长度能够调节的连杆和用于探测所述连杆的长度调节的传感器机构。所述长度能够调节的连杆包括第一连杆部件用于容纳活塞销和第二连杆部件用于容纳曲轴轴颈，其中，在所述活塞销与所述曲轴轴颈之间的长度间距能够借助于所述连杆进行调节。所述传感器机构具有传感器和设置在所述长度能够调节的连杆处的标记区域，其中，能够借助于所述传感器探测所述标记区域的取决于所述连杆的长度调节的特性。本发明专利技术进一步涉及一种具有这样的由长度能够调节的连杆和传感器机构构成的装置的内燃机以及这样的传感器机构和长度能够调节的连杆的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于长度能够调节的连杆的传感器机构
本专利技术涉及一种用于内燃机、尤其汽油机的装置，具有长度能够调节的连杆，所述长度能够调节的连杆包括第一连杆孔用于容纳活塞销和第二连杆孔用于容纳曲轴轴颈，其中，在活塞销与曲轴轴颈之间的长度间距能够借助于连杆进行调节。本专利技术进一步涉及一种具有这样的长度能够调节的连杆的内燃机以及长度能够调节的连杆和传感器机构在内燃机中的应用。
技术介绍
内燃机、尤其汽油机的热效率取决于压缩比ε，也就是说，在压缩之前的总容积与压缩容积的比（ε=（冲程容积Vh+压缩容积Vc）/压缩容积Vc）。随着压缩比升高，热效率增加。热效率关于压缩比的增加是递减的，然而，在目前常见的值的范围中仍是相对强烈地突出的。在实践中，压缩比不能够被随意地提高，因为太高的压缩比导致燃烧混合物由于压力和温度升高的意外的自燃。所述提早的燃烧不仅导致不安静的运转和在汽油机的情况下的所谓的爆震，而且还能够导致在马达处的结构部件损伤。在部分负荷区域中，自燃的风险较小，除了周围环境温度和压力的影响之外，所述风险还取决于马达的运行点。相应地，在部分负荷区域中，较高的压缩比是可行的。因此，在现代的内燃机的研发中存在如下努力，使压缩比与马达的相应的运行点匹配。为了在上方的负荷区域中防止马达的爆震，通过爆震传感器（通常为压电的接收器）来探测在马达中的声振动并且在对于爆震典型的高频的振动份额出现时通过马达控制部沿晚的方向调节点火时间点，直至不再有任何爆震声被确定。接着，马达控制部又逐步地沿朝着早的点火时间点的方向调节点火时间点，以便达到更好地利用燃料并且由此达到马达的更好的效率。由此，内燃机永久地保持在所谓的爆震界限的附近。除了马达的尽可能高的功率收益和最佳的效率之外，通过这样的电子的爆震调节来平衡在燃料品质方面的波动并且防止马达损伤。为了实现可变的压缩比（VCR），存在有不同的解决方案，借助于所述解决方案，曲轴的冲程轴颈（Hubzapfens，有时也可译为连杆轴颈）或马达活塞的活塞销的位置改变或连杆的有效长度变化。在此，相应地存在有用于结构部件的持续的和不持续的调节的解决方案。持续的调节基于对于每个运行点能够调整的压缩比实现CO2排放物和消耗的最佳的减少。与此相对，不持续的调节借助于两个构造为调节运动的端部止挡件的级来实现结构的和运行技术的优点，并且虽然如此相比于传统的曲柄传动机构仍然实现了在消耗和CO2排放物方面的显著的削减。印刷文献US2,217,721已经描述了具有带有两个能够伸缩式地在彼此中移位的连杆部件的长度能够调节的连杆的内燃机，所述连杆部件共同构造高压室。为了以马达油填充和排空高压室并且由此为了连杆的长度改变设置有具有控制阀的液压的调节机械装置，所述控制阀能够通过马达油的压力进行调节。EP1426584A1示出用于内燃机的压缩比的不持续的调节，在其中，与活塞销连接的偏心轮实现压缩比的调整。在此，偏心轮在摆动区域的一个或另一个端部位置中的固定借助于机械的锁止来进行。从DE102005055199A1中同样得知长度可变的连杆的功能方式，借助于所述连杆实现不同的压缩比。所述实现在此也通过在小的连杆孔中的偏心轮来进行，所述连杆孔通过两个液压缸以能够改变的阻力固定在其位置中。WO2013/092364A1描述了用于内燃机的、具有两个能够伸缩式地在彼此中移位的杆部件的长度能够调节的连杆，其中，一个杆部件构造气缸并且第二杆部件构造纵向能够移位的活塞元件。在第一杆部件的调节活塞与第二杆部件的气缸之间构造有高压室，所述高压室通过液压的调节机械装置以马达油进行供给。用于内燃机的、具有能够伸缩式地移位的杆部件的类似的长度能够调节的连杆在WO2015/055582A2中示出。这种长度能够调节的连杆的能够调节的连杆长度影响在燃烧室中的压缩容积，其中，冲程容积通过曲轴轴颈的位置和气缸开孔预设。在其他方面相同的几何的尺寸（例如活塞、气缸头部、曲轴、阀控制部等）的情况下，连杆的短的位置导致比连杆的长的位置小的压缩比。在许多已知的长度能够调节的连杆的情况下，连杆长度液压地在两个位置之间变化，其中，长度改变通过伸缩式机械装置来进行，所述伸缩式机械装置能够借助于起双重作用的液压缸进行调节。通常用于容纳活塞销的第一较小的连杆孔与活塞杆连接（能够伸缩的杆部件）。从属的调节活塞轴向能够移位地在气缸中引导，其布置在具有通常用于容纳曲轴轴颈的第二较大的连杆孔的连杆部件中。调节活塞将气缸分成两个压力室，即上方的和下方的压力室。所述两个压力室通过液压的调节机械装置以马达油进行供给，其中，所述液压的调节机械装置的以马达油的供给通过连杆支承件的润滑油供应来进行。为此，由曲轴轴颈通过连杆支承件到连杆并且在此处通过调节机械装置的止回阀到压力室中的油穿引（Öldurchführung）是必要的。如果连杆在长的位置中，那么没有马达油处于上方的压力室中。反之，下方的压力室完全地以马达油进行填充。在运行期间，连杆由于气体力和惯性力交替地以拉力和压力进行加载。在连杆的长的位置中，拉力通过与调节活塞的上方的止挡件的机械的接触被接受（aufgenommen，有时也可译为吸收）。连杆长度由此不改变。起作用的压力通过活塞面被传递到填充有油的下方的压力室上。因为所述腔室的止回阀禁止油返流，所以油压升高，其中，在下方的压力室中能够产生明显高于1000bar的很高的动态的压力。连杆长度不改变。连杆由于系统压力沿所述方向被液压地锁住。在连杆的短的位置中，情况是相反的。下方的压力室是空的，上方的压力室以马达油填充。拉力促使在上方的压力室中的压力升高。压力通过机械的止挡件被接受。在内燃机中待由连杆传递的力是相当大的，因此在偏心调节的情况下偏心单元的机械的负载和在液压的调节的情况下在气缸活塞单元的压力室中的压力能够是巨大的。由于相应的调节机械装置的高的机械的或液压的负载，所应用的原料的疲劳强度、构件的负载能力以及到内燃机中的集成是重要的。所述全部问题意味着在连杆的长度调节时的功能故障的风险，这能够导致在内燃机处的损伤直至完全失灵。虽然在许多
中，活塞冲程机器是充分已知的并且在汽车工业的领域中，冲程活塞马达不断地被优化、改善和继续研发，但是长度能够调节的连杆的气缸活塞单元的液压的调节和供给机械装置尽管有大量的研发和研究工作仍是需要进一步研发的，尤其关于长度能够调节的连杆在内燃机的总运转时间中的必要的功能安全性。在现代的内燃机中，爆震传感器的使用和高频的声振动的测量结合爆震控制和点火时间点的调节实现马达功率在马达的相应的负荷区域中的优化。爆震传感器还能够进一步给出关于冲程活塞的位置或长度能够调节的连杆的正确的功能的推论。然而，在与爆震控制的组合中，爆震传感器不能够可靠地检测出长度能够调节的连杆的功能故障，这不仅能够导致在长度能够调节的连杆处的持久的故障而且还能够导致马达的完全失效（Totalausfall）。
技术实现思路
本专利技术因此以如下任务为基础，即提供用于具有长度能够调节的连杆的内燃机的装置，所述装置实现马达和长度能够调节的连杆的安全的运行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于内燃机（1）、尤其汽油机的装置（23），具有长度能够调节的连杆（6.1），所述长度能够调节的连杆（6.1）包括第一连杆孔（9.1）用于容纳活塞销（10.1）和第二连杆孔（8.1）用于容纳曲轴轴颈（7.1），其中，在所述活塞销（10.1）与所述曲轴轴颈（7.1）之间的长度间距能够借助于所述连杆（6.1）进行调节；/n其特征在于，所述装置（23）包括用于探测所述连杆（6.1）的长度调节的传感器机构（24），其中，所述传感器机构（24）具有传感器（25）和设置在所述长度能够调节的连杆（6.1）处的标记区域（26），并且其中，能够借助于所述传感器（25）探测所述标记区域（26）的取决于所述连杆（6.1）的长度调节的特性。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180226 DE 102018104292.21.用于内燃机（1）、尤其汽油机的装置（23），具有长度能够调节的连杆（6.1），所述长度能够调节的连杆（6.1）包括第一连杆孔（9.1）用于容纳活塞销（10.1）和第二连杆孔（8.1）用于容纳曲轴轴颈（7.1），其中，在所述活塞销（10.1）与所述曲轴轴颈（7.1）之间的长度间距能够借助于所述连杆（6.1）进行调节；
其特征在于，所述装置（23）包括用于探测所述连杆（6.1）的长度调节的传感器机构（24），其中，所述传感器机构（24）具有传感器（25）和设置在所述长度能够调节的连杆（6.1）处的标记区域（26），并且其中，能够借助于所述传感器（25）探测所述标记区域（26）的取决于所述连杆（6.1）的长度调节的特性。


2.根据权利要求1所述的装置（23），
其特征在于，所述传感器（25）是光学的、电感的、电容的或声学的传感器（25）。


3.根据权利要求1或2所述的装置（23），
其特征在于，所述传感器（25）是无接触的间距传感器，优选是光学的、电感的、电容的或声学的间距传感器。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置（23），
其特征在于，所述标记区域（26）在所述长度能够调节的连杆（6.1）的表面处进行构造。


5.根据权利要求4所述的装置（23），
其特征在于，所述标记区域（26）在所述长度能够调节的连杆（6.1）处具有结构化的表面（27），优选具有沿间距传感器的方向伸出的突出部（28）的结构化的表面（27）。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置（23），
其特征在于，所述长度能够调节的连杆（6.1）具有带有所述第一连杆孔（9.1）的至少一个第一连杆部件（18.1）和带有所述第二连杆孔（8.1）的第二连杆部件（19.1），其中，所述第一连杆部件（18.1）相对于所述第二连杆部件（19.1）沿所述连杆（6.1）的纵向方向能够运动，以便调节在所述活塞销（10.1）与所述曲轴轴颈（7.1）之间的间距，并且其中，所述标记区域（26）布置在用于容纳所述曲轴轴颈（7.1）的第二连杆部件（19.1）处。


7.根据权利要求6所述的装置（23），
其特征在于，设置有至少一个气缸活塞单元，以便使所述第一连杆部件（18.1）相对于所述第二连杆部件（19.1）运动，其中，所述第一连杆部件（18.1）与所述气缸活塞单元的调节活塞连接并且所述第二连杆部件（19.1）具有所述气缸活塞单元的气缸开孔。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置（23），
其特征在于，所述传感器机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·埃尔万，
申请(专利权)人：伊威斯发动机系统有限责任两合公司，AVL利斯特有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE