带有质量减小的出口阀的长度可调的连杆制造技术

本发明专利技术涉及一种用于内燃发动机的长度可调的连杆（1），其中连杆（1）包括用于打开和关闭压力腔室（11、12）的至少一个可切换出口阀（24、25），其中出口阀（24、25）包括阀体（29）和可操作地连接到阀体（29）的关闭体（32），并且存在关闭机构，其作用于关闭体（32）上，用于直接移动关闭体（32）和间接将阀体（32）从关闭位置移动到打开位置，或者反之亦然。这种出口阀（24、25）被构造成可服务的。为此，该关闭体（32）的质量小于由关闭体（32）的包络轮廓限定的体积乘以钢的密度（7.85 g/mm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有质量减小的出口阀的长度可调的连杆
本专利技术涉及一种用于内燃发动机的长度可调的连杆，其中连杆包括用于打开和关闭压力腔室的至少一个可切换出口阀，其中出口阀包括阀体和可操作地连接到阀体的关闭体，并且存在关闭机构，关闭机构作用在关闭体上，用于直接移动关闭体并间接将阀体从关闭位置移动到打开位置，或反之亦然。
技术介绍
火花点火发动机的热效率度ƞ取决于压缩比ε，即，压缩前的总体积与压缩体积之比（ε=(位移体积Vh+压缩体积Vc)/压缩体积Vc）。随着压缩比的增加，热效率增加。热效率相对于压缩比的增加是递减的，但是，在如今常见的的值（ε=10……14）的范围内，它仍然是相对明显的。实际上，压缩比不能任意增加。例如，火花点火发动机中过高的压缩比会导致爆震。在这种情况下，混合物是由压缩期间压力和温度的增加而不是由点火火花点燃的。这种过早燃烧不仅会导致运行不均匀，还会导致部件损坏。从其发生爆震的压缩比尤其取决于发动机的操作点（n、T、节气门位置等）。在部分负载范围内，更高的压缩是可能的。因此，努力将压缩比调节到相应的操作点。存在发展的不同的途径。在这种情况下，压缩比将通过连杆长度来调节。连杆长度影响压缩体积。位移由曲轴轴颈和缸孔的位置决定。因此，与具有相同几何尺寸（曲轴、缸盖、阀正时等）的长连杆相比，短连杆导致较小的压缩比。在本例中，连杆长度当前在两个位置之间液压地变化，因此，连杆被构造成长度可调节。实施例的操作模式将在下文简要解释。整个连杆在那里被构造成多部分的，其中长度的变化由伸缩机构实现。连杆包括双作用液压缸。连杆小端（活塞销）连接到活塞杆，活塞布置在活塞杆上。活塞在缸中以可轴向滑动的方式被引导，缸布置在具有连杆大端（曲轴轴颈）的连杆构件中。活塞将缸分成两个腔室（上压力腔室和下压力腔室）。这两个腔室经由止回阀供应有液压介质，例如发动机机油。如果连杆设置在长位置中，则在上压力腔室中不存在油。另一方面，低压腔室完全填充有油。在操作期间，由于气体和质量力，连杆受到交替的拉力和推力。在连杆的长位置中，拉力通过与活塞上止挡的机械接触而被吸收。因此，连杆长度不会改变。施加的推力经由活塞表面传递到填充有油的下腔室。由于该腔室的止回阀阻止油回流，因此油压力增加。连杆长度不变。连杆在这个方向上被液压地锁定。短位置中的情况正好相反。下腔室是空的，上腔室填充有油。拉力导致上腔室中的压力增加。推力由机械止挡吸收。连杆长度可以分两个步骤进行调节，因为这两个腔室中的一个被排空。两个相应入口止回阀中的一个在那里由相关联的回流通道桥接。油可以独立于压力腔室和供应构件之间的压力差流过该回流通道。相应的止回阀因此失去其作用。两个回流通道由控制阀打开和关闭，其中，确切地说，一个回流通道总是打开的，另一个是关闭的。用于切换两个回流通道的致动器由供应压力液压地致动。油供应由连杆轴承的润滑提供。为此，需要从曲轴轴颈经由连杆轴承到连杆的油道。通过利用作用在连杆上的质量和气体力选择性地排空两个压力腔室中的一个来实现切换，其中相应的另一个压力腔室由入口止回阀供应有油并且被液压地阻塞。例如，在WO2018/007534A1中描述了可以通过伸缩来调节长度的连杆，以用于调节内燃发动机中的压缩比。在该已知公开的变型中，提供了控制用于压力腔室的出口阀的致动活塞。为此，阀体（球形形状）包括形成在其上的柱塞状关闭体，该关闭体可以通过致动活塞上的控制柱塞打开和关闭。压缩比也可以通过连杆小端上的偏心轮来改变。偏心轮也可以液压地致动。连杆自然暴露于非常高的加速力。在长度可调连杆的液压切换中，也必须考虑这些加速力。因此，试图以这样的方式构造液压开关的部分、当前是出口阀，使得在内燃发动机操作期间产生操作单元。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是改进开头提到的这种长度可调的连杆，使得即使可用的安装空间是小的，也能产生完全可操作的出口阀。根据本专利技术，该目的得到满足，因为关闭体的质量小于由关闭体的包络轮廓限定的体积乘以钢的密度（7.85g/mm3）。包络轮廓意指基本上最小的包装轮廓，它只遵循关闭体的外轮廓，并且不考虑凹部、沟槽、孔等，只要它的侧面是关闭体的相邻的较大区域。然而，通常关闭体是简单的几何部件。除了使用选择性预成型材料去除或形成中空体之外，还可以通过使用密度低于钢的材料来执行重量减轻。随着连杆旋转并且取决于内燃发动机的转速，在那里生成的力可以通过关闭体根据出口阀的取向在阀体上施加打开力。在阀体的关闭位置中，这不应导致出口阀的无意切换。根据本专利技术的解决方案实现了关闭体的较轻重量，使得环境更加有利，并且可存在的阀弹簧可以被构造得好得多。通过这种措施，作用在关闭机构上的关闭体的力也减小了。已经发现，特别有利的是，根据变型，关闭体由陶瓷材料制成。技术陶瓷材料是非常坚固的材料，它们可以承受目前应用领域的高要求。另外，它们具有比钢更低的密度，因此它们也可以设计为实心材料。这种关闭体也可以例如通过烧结制成并且呈任何数量的形状。关闭体有利地由平均密度小于4.5g/mm3、优选地小于2.7g/mm3的材料制成。这种极限值（在本例中由钛材料和铝材料规定，这两种材料通常不太适合本申请）可以特别使用陶瓷材料来遵守。由于关闭体的质量通常低于阀体的质量的事实，因此具有这种质量减小的关闭体在相应的加速度下对阀体几乎不施加影响。对锁定机构的影响也减小。已经发现，使阀体和关闭体成为两个单独体的结构是特别有利的。目前可以使用几何简单体，诸如两个球体。阀体和/或关闭体优选具有球形形状。球形形状具有最小的体积以及最大的可能表面，因此该体具有有利的形状，并且优选地被使用。两个球体的相互作用被认为是可管理的，并且有利于液压流体的流出。球形阀体是众所周知的，且易于管理。流出的液压流体很好地围绕球形关闭体流动，并且因此除了其体积小之外，还具有良好的液压特性。关闭体通常布置在低压侧上，并且因此暴露于出口阀的流出流。在另一变型中，关闭体在低压侧上连接到阀体的关闭区段，并且在那里与关闭机构接合和/或可以在那里使其与关闭机构接合。关闭体然后可以被构造成与阀体一体形成。关闭体的包络轮廓的确定通常非常简单，因为关闭体通常作为延伸部附接到阀体，并且需要延伸穿过阀开口。阀体在任何情况下都包括搁置在阀座上的关闭区段。然后，与其物理分离并延伸穿过阀开口的部分与关闭体相关联。阀体和关闭体的连接为构造关闭机构提供了其他选项，因为当出口阀关闭时，没有必要固定关闭体。为了使关闭体的质量对阀体几乎没有影响，阀体的包络体积优选大于关闭体的包络体积。此外，已经发现，如果出口阀的阀体的关闭轴线根据变型相对于驱动连杆的曲轴的轴线以±45°角对准，则可以最佳地管理作用在出口阀上的加速度。换句话说，出口阀的阀体的关闭轴线与驱动连杆的曲轴的轴线倾斜对准，其中倾斜角在-45°和+45°之间的角度范围内。关闭轴线与曲轴轴线精确成90°的对准会导致操作期间的缺点。应避免这种情况，并且适当使用规定的范围确保较低的惯性力。因此，根据另外的变型，优选的是使出口阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内燃发动机的长度可调的连杆（1），其中，所述所述连杆（1）包括至少一个可切换的出口阀（24、25），用于打开和关闭至少一个压力腔室（11、12），其中，所述出口阀（24、25）包括阀体（29）和可操作地连接到所述阀体（29）的关闭体（32），并且存在关闭机构，所述关闭机构作用在所述关闭体（32）上，用于直接移动所述关闭体（32），并且间接将所述阀体（29）从关闭位置移动到打开位置，或者反之亦然，其特征在于，所述关闭体（32）的质量小于由所述关闭体（32）的包络轮廓限定的体积乘以钢的密度（7.85 g/mm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181008 AT A50866/20181.一种用于内燃发动机的长度可调的连杆（1），其中，所述所述连杆（1）包括至少一个可切换的出口阀（24、25），用于打开和关闭至少一个压力腔室（11、12），其中，所述出口阀（24、25）包括阀体（29）和可操作地连接到所述阀体（29）的关闭体（32），并且存在关闭机构，所述关闭机构作用在所述关闭体（32）上，用于直接移动所述关闭体（32），并且间接将所述阀体（29）从关闭位置移动到打开位置，或者反之亦然，其特征在于，所述关闭体（32）的质量小于由所述关闭体（32）的包络轮廓限定的体积乘以钢的密度（7.85g/mm3）。


2.根据权利要求1所述的长度可调的连杆（1），其特征在于，所述关闭体（32）由陶瓷材料制成。


3.根据权利要求1或2所述的长度可调的连杆（1），其特征在于，所述关闭体（32）由平均密度小于4.5g/mm3、优选小于2.7g/mm3的材料制成。


4.根据前述权利要求中任一项所述的长度可调节的连杆（1），其特征在于，所述阀体（29）和所述关闭体（32）被构造为两个独立的体，其中特别地，所述阀体（29）和/或所述关闭体（32）具有球形形状。


5.根据前述权利要求中任一项所述的长度可调的连杆（1），其特征在于，所述关闭体（32）在低压侧上连接到所述阀体（29）的关闭区段，并且在那里与所述关闭机构接合和/或可以使其在那里与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·黑勒，K·阿伦斯，Z·里巴，M·博登施泰纳，S·拉茨，B·科梅特，R·圣约翰，W·格雷林格，H·菲尔哈普特，S·勒施，
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