用于具有可变压缩比的内燃机的连杆和连杆的制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于具有可变压缩比的内燃机的连杆，所述连杆具有用于调节有效连杆长度的调节装置，本发明还涉及一种用于这种连杆的制造方法以及一种具有可设定的压缩比的具有这种连杆的内燃机。

背景技术

在内燃机中，一个高的压缩比对内燃机的效率起积极作用。压缩比通常定义为压缩前的整个缸容积与压缩后的剩余缸容积的比例。然而在借助外源点火的内燃机，尤其是在具有固定压缩比的汽油马达中，仅能选择这样高的压缩比，使得全负荷运行中内燃机的所谓“爆震”得以避免。然而，对于内燃机的更加频繁出现的部分负荷范围，也就是说在较低的缸填充的情况下，可以选择具有较高值的压缩比，而不会出现“爆震”。如果能够可变地设定压缩比，则能够改善内燃机的重要的部分负荷范围。为了调节压缩比，例如已知具有可变的连杆长度的系统。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种可成本低廉地制造的连杆。

此外给出一种连杆的制造方法，该制造方法允许制造成本低廉的连杆。

另一个任务在于，提供一种具有该连杆的内燃机。

前述任务借助本发明的特征解决。

本发明的有利的设计方案和优点由说明书和附图得出。

根据本发明的一个方面，提供一种用于具有可变压缩比的内燃机的连杆，该连杆具有连杆体和连杆盖，其中所述连杆体和连杆盖构造用于将所述连杆连接到所述内燃机的曲轴上的曲柄销轴承孔眼。此外，所述连杆还具有转换阀和用于调节有效连杆长度的调节装置。所述调节装置具有至少一个液压室，所述液压室具有至少一个用于将液压流体输入所述液压室和/或将液压流体排出所述液压室的液压管路。所述液压室可直接和/或通过所述转换阀与供应管路连接。所述连杆体具有两个相对的宽侧和两个相对的窄侧。

根据本发明，至少所述连杆体沿所述宽侧具有分界面，并且规定所述连杆体由两个连杆体部分构成。其中所述至少一个液压管路的长度的至少一部分和横截面的至少一部分构造在所述连杆体部分中的至少一个连杆体部分中。

用于具有可变压缩比的内燃机的连杆具有用于调节有效连杆长度的调节装置。对此，至少一个液压室具有至少一个液压管路，所述液压管路用于从连杆轴承中的供油部到所述转换阀的流入与流出。所述液压管路通常集成在所述连杆体中。在此，所述液压管路在所述连杆体中的设置关于其它部件的连接，以及足够的材料厚度关于马达运行中所述连杆的耐久性，具有重要意义。所述液压管路的要求的位置公差处在可行性的极限上，并且是所述连杆体的制造中的重要的成本动因，所述液压管路位于所述连杆体的一定的深度中。

因此有利地规定，至少将所述连杆体分为两个连杆体部分，其中所述分界面适当地沿所述连杆体的宽侧延伸。通过该划分，所述至少一个液压管路可布置成使得所述液压管路至少部分地在其长度上和/或部分地在其横截面中作为通道设置在所述分界面中，并且以此构造于所述连杆体中的至少一个连杆体中，甚至优选地构造于两个连杆体部分中。因此所述液压管路可这样地(也可能仅仅部分地)以通道的形式分开，并且两个部分设置在不同的连杆体部分中。借此才在接合所述两个连杆体部分时完全地构造所述液压管路，并且将所述液压管路作为密封的管路接入。将所述连杆体分开允许将必要的液压管路至少部分地置入所述分界面的区域中，使得在制造所述连杆体部分时已能够设置所述必要的液压管路。借此可至少部分地免去成本高昂的下游加工步骤。

孔，例如用于将所述液压管路与所述转换阀连接的短的斜孔，可以在其长度上明显缩短，这决定性地使所述孔的准确实施变得更加简单。同样地，可例如以有利方式调整转换阀的连接，使得另外的加工不再必需，并且所有液压管路在整个长度上在所述分界面中可居中地延伸直到所述转换阀。

当所述液压室的入口和出口根据本发明一个有利的构造方案而至少部分地设置在所述分界面中时，可免去尽可能多的加工步骤。在此可想到的是，在唯一的液压管路中实现所述入口和出口。其它液压管路可同样至少部分地设置在所述分界面中。

根据所述连杆的一个有利的设计方案，所述连杆体可平行于所述宽侧分为两个连杆体部分。特别地，所述连杆体沿着作为分界面的对称平面分为两个连杆体部分。同样地，所述液压管路可借此有利地在所述对称平面中延伸，这对于从所述液压室到转换阀的连接意味着合适的几何关系。同样可保证所述液压管路的如此有利的合适的壁厚。

根据所述连杆的一个有利的设计方案，所述连杆体可对于所述宽侧倾斜地分为两个连杆体部分。可选地，当对于所述液压管路的设置和/或所述转换阀的设置特别有利时，所述连杆体同样可以在倾向于所述宽侧的分界面中分开。以该种方式，所述两个连杆体部分同样可适当地结合为整个的连杆体。

根据所述连杆的一个有利的设计方案，规定可以通过烧结法制造所述连杆体部分。所述连杆的借助烧结法的制造，允许以少量工具和加工步骤使所述两个连杆体部分特别有利且灵活地成形。可如此地合适地布置液压管路。可免去所述连杆体部分的成本高昂的加工，例如切除式的加工，借此可特别成本低廉地制造所述连杆。

根据所述连杆的一个有利的设计方案，所述液压室的构造为入口的液压管路和/或构造为出口的液压管路能够利用其长度的至少一部分和其横截面的至少一部分设置于所述两个连杆体部分之间的分界面中。借此才在接合所述两个连杆体部分时完全地构造所述液压管路，并且将所述液压管路作为密封的管路接入。将所述连杆体分开允许将必要的液压管路至少部分地置入所述分界面的区域中，使得在制造所述连杆体部分时已能够设置所述必要的液压管路。借此可至少部分地免去成本高昂的下游加工步骤。

根据所述连杆的一个有利的设计方案，所述至少一个液压管路在液压室与转换阀之间可以具有至少局部弯曲的走向。特别地，所述至少一个液压管路在液压室与转换阀之间可以具有至少局部始终弯曲的走向。以这种方式可实现无法以常规方式，例如通过钻孔或者铣切制造的管路形状。该线路可这样地特别有利地布置。以这种方式同样可实施所述液压管路，使得所述管路中液压流体的压力损失最小化。以此可同样减小流动的液压流体的可能出现的气穴倾向，因为所述液压管路具有较少的棱边，但在不同的管路区域之间具有更多的弯曲的过渡部。

根据所述连杆的一个有利的设计方案，所述转换阀可以设置在所述连杆体中。所述转换阀在所述连杆体中的设置是有利的，因为借此可实现所述液压室与所述供应管路之间的用于液压流体的液压管路的较短线路。另外可避免连杆体与连杆盖之间此外必须的线路中可能的泄漏。

根据所述连杆的另一个有利的设计方案，所述转换阀可以设置于所述连杆盖中。所述转换阀的这样的设置可基于操纵机械的转换阀时内燃机中的几何关系而有利。液压流体的供应也可以有利地实施。

根据所述连杆的一个有利的设计方案，可规定所述连杆盖沿所述分界面由两个连杆盖部分构成。当例如所述转换阀设置于所述连杆盖中时，液压管路也必须由所述连杆体向所述连杆盖中的转换阀继续延伸，所述液压室设置在所述连杆体中。所以有利的是，所述连杆盖也被构造成两个连杆盖部分。

由此，所述液压管路可有利地布置在所述两个连杆盖部分之间的分界面中，借此可非常灵活地实施所述液压管路的几何形状设计。以这种方式同样可有利地借助烧结法制造所述连杆盖。

根据所述连杆的一个有利的设计方案，可规定所述至少一个液压管路的长度的至少一部分和横截面的至少一部分构造在所述连杆盖部分中的至少一个连杆盖部分中。所述液压管路可这样地(也可能仅仅部分地)分开，并且两个部分可以设置于不同的连杆盖部分中。借此才在接合所述两个连杆盖部分时完全地构造所述液压管路，并且将所述液压管路作为密封的管路接入。将所述连杆盖分开允许将必要的液压管路至少部分地置入所述分界面的区域中，使得在制造所述连杆盖部分时已能够设置所述必要的液压管路。借此可至少部分地免去成本高昂的下游加工步骤。

根据所述连杆的一个有利的设计方案，所述至少一个液压室的至少一个构造为入口的液压管路和/或至少一个构造为出口的液压管路可以具有止回阀。借助所述止回阀可有效实施以液压流体对所述液压室的填充，因为这样可使所述液压流体从所述液压室的回流最小化。

根据所述连杆的一个有利的设计方案，所述供应管路可以与部分地设置于所述曲柄销轴承孔眼中的环绕的凹槽连接。以这种方式可简单地通过所述内燃机的曲轴补送所述液压流体。

根据所述连杆的一个有利的设计方案，所述调节装置可以具有与偏心杠杆共同作用并且不可旋转连接的偏心件，所述偏心件具有容纳缸活塞的活塞销的连杆轴承孔眼。在此所述至少一个液压室具有柱塞，所述柱塞在缸孔中可移动地引导并且与支撑杆铰接地连接。优选地，所述调节装置可以具有两个作为液压室的液压缸，所述两个液压缸分别具有柱塞，所述柱塞在所述液压缸中可移动地引导并且与支撑杆连接，所述支撑杆在另一端与所述偏心杠杆连接。

根据本发明的另一方面，提出一种连杆的制造方法。根据本发明，所述制造方法的特征至少在于以下制造步骤：使所述连杆体部分和/或所述连杆盖部分成形，加工所述连杆体部分和/或所述连杆盖部分，将所述两个连杆体部分和/或所述两个连杆盖部分材料配合地连接，尤其通过烧结、锻造、激光焊、烧结锻造中的一种。在此所述连杆体部分和/或所述连杆盖部分可例如在烧结法中作为所谓烧结生坯被预烧结。在此可有利地规定所述液压管路的线路。可例如通过在下一步骤中材料配合地接合连杆体部分和/或连杆盖部分之前将其它的孔加入，仍然还能够加工连杆体部分和/或连杆盖部分。这可以随后在最终的烧结工艺步骤中进行。然而也可以备选地将所述两个连杆体部分和/或所述两个连杆盖部分通过锻造、激光焊、激光锻造来材料配合地连接。

根据所述制造方法的一个有利的设计方案，可以借助烧结法制造所述连杆体部分和/或所述连杆盖部分。在此所述连杆体部分和/或所述连杆盖部分可以在烧结法中作为所谓烧结生坯被预烧结。在此可有利地规定所述液压管路的线路。可例如通过在下一步骤中材料配合地接合连杆体部分和/或连杆盖部分之前将其它的孔加入，仍然还能够加工连杆体部分和/或连杆盖部分。

这可以随后在最终的烧结工艺中进行。

根据所述制造方法的一个有利的设计方案，可一体地制造在所述分界面的同侧上设置的连杆体部分与连杆盖部分。能够以这种方式特别有效地制造连杆体部分与连杆盖部分，这能够减少所需工具与工艺步骤的数量。也能够这样地将连杆体部分与连杆盖部分分别作为一个部件接合成一个连杆。对于装配而言必要地分为连杆体与连杆盖，能够适当地在最终的分离步骤中，例如通过断开分离进行。

根据本发明的另一方面，提出一种具有可设定的压缩比的具有至少一个连杆的内燃机。在此可有利地应用如前述的连杆，以通过有利的方式实现偏心件调节装置，并且由此在内燃机中实施有利的燃烧过程和由此有利的燃料消耗。

附图说明

从下面的附图说明中得到其它的优点。在附图中示出了本发明的一个实施例。附图、说明书包含大量的组合特征。本领域技术人员也可以适宜地单独考虑这些特征并且归纳出有意义的其它组合。

示例性地示出：

图1示出一种根据本发明的连杆的透视图；

图2以截面A-A中的分界面示出根据图1的根据本发明的连杆的窄侧的侧视图；

图3以标注的截面B-B示出根据图2的截面A-A中的连杆的第一实施例的连杆体部分的宽侧的俯视图；

图4示出根据图2的截面A-A中的连杆的另一实施例的连杆体部分的宽侧的俯视图；

图5示出根据图3的连杆的连杆体的截面B-B；

图6以标注的截面B-B示出根据图2的截面A-A中的连杆的另一实施例的连杆体部分的宽侧的俯视图；并且

图7示出根据图6的连杆的连杆体的截面B-B。

具体实施方式

在附图中，相同的或相同类型的部件用相同的附图标记表示。附图仅示出了示例并且不应理解为限制性的。

图1示出根据本发明的用于具有可变压缩比的内燃机的连杆1的透视图。所述连杆1具有用于利用转换阀12调整有效连杆长度的偏心件调节装置5。然而，本发明的应用不限于所述连杆1的具体实施例。

图2以标注的截面A-A中的所述连杆体2和连杆盖3的分界面29示出根据图1的根据本发明的连杆1的侧视图。

所述连杆1具有连杆体2和连杆盖3，所述连杆体和连杆盖构造用于将所述连杆1连接到所述内燃机的曲轴的曲柄销轴承孔眼4。所述构造为偏心件调节装置5的调节装置具有与偏心杠杆24共同作用并且不可相对旋转连接的偏心件25，所述偏心件具有容纳缸活塞的活塞销的连杆轴承孔眼26。此外，所述调节装置5具有作为液压室27、28的两个分别具有柱塞的液压缸6、7，所述柱塞在所述液压缸6、7中可移动地引导并且与支撑杆10、11铰接地连接，所述支撑杆在另一端与所述偏心杠杆24连接。在此所述连杆长度定义为所述曲柄销轴承孔眼4的中点与所述设置于偏心件25中的连杆轴承孔眼26的中点的距离。在所述偏心件25通过所述偏心杠杆24扭转时，所述连杆长度能够变化。

所述在图2中可见的液压缸6、7构成液压室27、28，即一个惯性力侧(MKS)室和气体力侧(GKS)室，其中不仅分别设有用于将液压流体输入所述液压室27、28中的入口8、9，还分别设有用于将液压流体排出所述液压室27、28的出口13、14。每个液压室27、28也可以通过单独的液压管路8、9、13、14构造出口13、14与入口8、9。

在此处示出的实施例中，可机械操纵的转换阀12设置于连杆体2中。然而基于内燃机内的几何关系以及所述转换阀12的机械操纵，所述转换阀12也可能设置于连杆盖3中。

所述转换阀12被设置用于控制所述连杆1的液压流体流，以借助所述偏心件调节装置5调节有效连杆长度，并且所述转换阀设置在所述连杆体2的孔22中。在所示的可机械促动的实施方案中，所述转换阀包括阀壳体15和分接元件16。同样可想到的是，将液压阀作为转换阀投入使用。同样地，不强制将所述转换阀12设置在所述连杆体2的区域中。所述转换阀12也可备选地设置在连杆盖3中。

所述液压室27、28根据所述连杆1的实施方案的情况可直接或者通过所述转换阀12与供应管路17连接，其中所述供应管路17从所述曲柄销轴承孔眼4的凹槽18分出。

所述连杆体2具有两个相对的宽侧30、31和两个相对的窄侧32、33。

为制造特别成本低廉的连杆1，根据本发明规定，所述连杆体2沿所述宽侧30、31作为分界面29分开，并且规定所述连杆体由两个连杆体部分34、35构成。在图2中示出的所述截面A-A是通过所述分界面29的截面。

所述连杆体2平行于所述宽侧30、31分为两个连杆体部分34、35。如在图2中可见，所述连杆体2与连杆盖3沿着作为分界面29的对称平面分为两个连杆体部分34、35。

将所述连杆体2分开允许必要的液压管路8、9、13、14以其长度的至少一部分和其横截面的至少一部分置入所述分界面29的区域中，从而在制造所述连杆体部分34、35时已能够设置所述液压管路。

所述液压管路8、9、13、14可借此有利地同样在所述对称平面中延伸，这对于从所述液压室27、28到所述转换阀12的连接意味着合适的几何关系。同样可保证所述液压管路8、9、13、14的如此有利的合适的壁厚。

在另一个实施例中，也可规定所述连杆盖3沿所述分界面29由两个连杆盖部分38、39构成。当所述转换阀12恰好设置于所述连杆盖3中时，液压管路8、9、13、14作为所述连杆体2和连杆盖3中的所述液压室27、28与转换阀12之间的连接是必要的。在所述连杆盖3分为两个连杆盖部分38、39时，至少一个液压管路8、9、13、14的长度的至少一部分和横截面的至少一部分被设置成构造在所述连杆盖部分38、39中的至少一个连杆盖部分中。

在这里示出的各实施例中，连杆体2和连杆盖3设置为分开的构件。然而在本发明的范围内，并未排除将连杆体2和连杆盖3分别构造为一体的连杆体。所以，在分界面29中分开时，可适当地一件式地制造在分界面29的同侧设置的连杆体部分34、35和连杆盖部分38、39。

在图3中，以标注的截面B-B示出根据图2的截面A-A中的连杆1的第一实施例的连杆体部分35的俯视图。

如在图3中可见，所述液压室6、7的构造为入口的液压管路8、9和/或构造为出口的液压管路13、14借助其长度的至少一部分和其横截面的至少一部分设置于所述两个连杆体部分34、35之间的分界面29中。所述供应管路17同样设置于所述分界面29中。所述液压管路8、9、13、14基本笔直地实施，并且尤其具有液压流的90度或者几乎90度的换向。

借此才在接合所述两个连杆体部分34、35时完全地构造所述液压管路8、9、13、14，并且将所述液压管路作为密封的管路接合。将所述连杆体2分开允许将必要的液压管路8、9、13、14至少部分地置入所述分界面29的区域中，使得在制造所述连杆体部分34、35时已能够设置所述必要的液压管路。借此可至少部分地免去成本高昂的下游加工步骤。

在所示的实施例中，随后将所述部分地在图3中示出的所述转换阀12的连接至所述入口8和所述出口13、14的连接管路19、20、21加入所述连杆体部分34、35中，然而能够调整所述连接管路，使得所述连接管路也位于所述分界面29中。

可选地，所述连杆体2也可对于所述宽侧30、31倾斜地分为两个连杆体部分34、35。

所述两个液压室27、28的构造为入口的液压管路8、9分别具有直接连接到所述液压缸6、7上的止回阀36。

所述供应管路17与部分地设置于所述曲柄销轴承孔眼4中的环绕的凹槽18连接。

可优选地借助烧结法制造所述连杆体部分34、35和/或所述连杆盖部分38、39，烧结法允许特别成本低廉的制造。对此，首先对所述连杆体部分34、35和/或所述连杆盖部分38、39进行烧结、加工以及随后材料配合地连接。对此的制造步骤可有利地包括：使所述连杆体部分34、35和/或所述连杆盖部分38、39成形，随后加工所述连杆体部分34、35和/或所述连杆盖部分38、39，以及将所述两个连杆体部分34、35和/或所述两个连杆盖部分38、39材料配合地连接，尤其通过烧结、锻造、激光焊、激光锻造中的一种。

图4示出根据图2的截面A-A中连杆1的另一实施例的连杆体部分35的俯视图。在此所述液压室27、28分别仅具有一个液压管路8、13或者9、14作为没有止回阀的组合的入口/出口管路。两个液压管路8、9通过连接管路20、21引导进入所述转换阀12的孔22中，所述转换阀此处未示出。

图5中示出根据图3的连杆1的连杆体2的截面B-B，其中可见所述液压管路8的位置以及通到所述转换阀12的孔22中的连接管路22的位置。

图6以标注的截面B-B示出根据图2的截面A-A中的连杆1的另一实施例的连杆体部分35的俯视图。从图中可见，通过根据本发明的方法以及所述连杆1的根据本发明的构造，所述液压管路(入口8，出口13、14)可以具有至少局部弯曲的走向，尤其是至少局部始终弯曲的走向。所述液压管路8、13、14的如此产生的半径允许有利地减小压力损失和气穴倾向。这样的弯曲的走向不能通过从外部加入到所述连杆体2中的孔来显示。

此处图7示出根据图6的连杆1的连杆体2的截面B-B。在该截面中可以看出，所述液压管路8因为所述液压管路8的弯曲而在较短的区域上是切断的。连接管路19和孔22如图5中的实施例所示构造。