AT519304B1

AT519304B1 - Length adjustable connecting rod with a cylinder-piston unit with oil scraper

Info

Publication number: AT519304B1
Application number: ATA50921/2017A
Authority: AT
Inventors: Kai Arens Dr; Riba Zóltan; Bodensteiner Martin; Latz Steffen; Heller Malte
Original assignee: Avl List Gmbh; Iwis Motorsysteme Gmbh & Co Kg
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2017-11-03
Publication date: 2019-04-15
Also published as: DE102016120994A1; AT519304A3; AT519304A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange (6.1) für einen Verbrennungsmotor (1), mit einem ersten Pleuelteil (18.1), einem zweiten Pleuelteil (19.1) und mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit (20.1), um das erste Pleuelteil (18.1) relativ zum zweiten Pleuelteil (19.1)zu verstellen, die Zylinder-Kolben-Einheit (20.1) umfasst eine Zylinderbohrung (22.1), einen in der Zylinderbohrung (22.1) längs bewegbar angeordneten Verstellkolben (21.1) mit Kolbenstange(18a.1), mindestens einen in der Zylinderbohrung (22.1) vorgesehenen Druckraum (24.1) und einer zwischen der Außenwandung (39.1) des Verstellkolbens (21.1) und der Innenwandung (38.1) der Zylinderbohrung (22.1) angeordneten Dichtungseinrichtung (23.1), wobei die Kolbenstange (18a.1) sich durch eine Stangenbohrung (36.1) erstreckt in der sich radial um die Kolbenstange (18a.1) herum ein Stangen-Abstreifer (34.1) mit einer Abstreiflippe (34a.1) erstreckt. Weiter betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor (1) mit einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange (6.1) sowie die Verwendung einer Zylinder-Kolben-Einheit (20.1) für eine längenverstellbare Pleuelstange (6.1) eines Verbrennungsmotors (1).The invention relates to a length-adjustable connecting rod (6.1) for an internal combustion engine (1), with a first connecting rod part (18.1), a second connecting rod part (19.1) and at least one cylinder-piston unit (20.1) relative to the first connecting rod part (18.1) to adjust the second connecting rod part (19.1), the cylinder-piston unit (20.1) comprises a cylinder bore (22.1), a in the cylinder bore (22.1) longitudinally movably arranged adjusting piston (21.1) with piston rod (18a.1), at least one in the cylinder bore (22.1) provided pressure chamber (24.1) and between the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and the inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) arranged sealing means (23.1), wherein the piston rod (18a.1) through a rod bore (36.1) extends in the radially around the piston rod (18 a.1) around a rod scraper (34.1) with a wiper lip (34 a.1) extends. Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine (1) with such a length-adjustable connecting rod (6.1) and the use of a cylinder-piston unit (20.1) for a length-adjustable connecting rod (6.1) of an internal combustion engine (1).

Description

Beschreibungdescription

LÄNGENVERSTELLBARE PLEUELSTANGE MIT EINER ZYLINDER-KOLBEN-EINHEIT MIT ÖLABSTREIFERLENGTH-ADJUSTABLE PULLEY WITH A CYLINDER PISTON UNIT WITH OIL SCREENER

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor, mit einem ersten Pleuelteil, einem zweiten Pleuelteil und mindestens einer Zylinder-Kolben-Einheit, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu verstellen, die Zylinder-Kolben-Einheit umfasst eine Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung längs bewegbar angeordneten Verstellkolben mit Kolbenstange, mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen Druckraum und einer zwischen einer Außenwandung des Verstellkolbens und einer Innenwandung der Zylinderbohrung angeordneten Dichtungseinrichtung, wobei sich die Kolbenstange durch eine Stangenbohrung in der Zylinder-Kolben-Einheit erstreckt. Weiter betrifft die Erfindung einen Verbrennungsmotor mit einer solchen längenverstellbaren Pleuelstange sowie die Verwendung einer solchen Zylinder-Kolben-Einheit für eine längenverstellbare Pleuelstange eines Verbrennungsmotors.The present invention relates to a length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine, with a first connecting rod, a second connecting rod and at least one cylinder-piston unit to adjust the first connecting rod relative to the second connecting rod, the cylinder-piston unit comprises a Cylinder bore, a longitudinally movably arranged in the cylinder bore adjusting piston with piston rod, at least one provided in the cylinder bore pressure chamber and arranged between an outer wall of the adjusting piston and an inner wall of the cylinder bore sealing means, wherein the piston rod extends through a rod bore in the cylinder-piston unit , Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine with such a length-adjustable connecting rod and the use of such a cylinder-piston unit for a length-adjustable connecting rod of an internal combustion engine.

[0002] Der thermische Wirkungsgrad eines Verbrennungsmotors, insbesondere von Ottomotoren, ist abhängig vom Verdichtungsverhältnis e, d.h. dem Verhältnis vom Gesamtvolumen vor der Verdichtung zum Kompressionsvolumen (ε = (Hubvolumen Vh + Kompressionsvolumens Vc) / Kompressionsvolumen Vc). Mit steigendem Verdichtungsverhältnis nimmt der thermische Wirkungsgrad zu. Die Zunahme des thermischen Wirkungsgrades über das Verdichtungsverhältnis ist degressiv, allerdings im Bereich heute üblicher Werte noch relativ stark ausgeprägt.The thermal efficiency of an internal combustion engine, in particular gasoline engines, is dependent on the compression ratio e, i. E. the ratio of the total volume before compression to the compression volume (ε = (stroke volume Vh + compression volume Vc) / compression volume Vc). As the compression ratio increases, the thermal efficiency increases. The increase in the thermal efficiency via the compression ratio is degressive, but still relatively strong in the range of today's usual values.

[0003] In der Praxis kann das Verdichtungsverhältnis nicht beliebig gesteigert werden, da ein zu hohes Verdichtungsverhältnis zu einer unbeabsichtigten Selbstentzündung des Verbren-nungsgemischs durch Druck- und Temperaturerhöhung führt. Diese frühzeitige Verbrennung führt nicht nur zu einem unruhigen Lauf und dem sogenannten Klopfen bei Ottomotoren, sondern kann auch zu Bauteilschäden am Motor führen. Im Teillastbereich ist die Gefahr der Selbstentzündung geringer, die neben dem Einfluss von Umgebungstemperatur und Druck, auch vom Betriebspunkt des Motors abhängig ist. Entsprechend ist im Teillastbereich ein höheres Verdichtungsverhältnis möglich. In der Entwicklung von modernen Verbrennungsmotoren gibt es daher Bestrebungen, das Verdichtungsverhältnis an den jeweiligen Betriebspunkt des Motors anzupassen.In practice, the compression ratio can not be increased arbitrarily, since too high a compression ratio leads to an inadvertent spontaneous combustion of the combustion mixture by increasing the pressure and temperature. This early combustion not only leads to a troubled run and the so-called knocking in gasoline engines, but can also lead to component damage to the engine. In the partial load range, the risk of spontaneous combustion is lower, which, in addition to the influence of ambient temperature and pressure, also depends on the operating point of the engine. Accordingly, a higher compression ratio is possible in the partial load range. In the development of modern internal combustion engines, there are therefore efforts to adjust the compression ratio to the respective operating point of the engine.

[0004] Für die Realisierung eines variablen Verdichtungsverhältnisses (VOR) existieren unterschiedliche Lösungen, mit denen die Lage des Hubzapfens der Kurbelwelle oder des Kolbenbolzens des Motorkolbens verändert oder die effektive Länge der Pleuelstange variiert wird. Hierbei gibt es jeweils Lösungen für eine kontinuierliche und diskontinuierliche Verstellung der Bauteile. Eine kontinuierliche Verstellung ermöglicht eine optimale Reduzierung des C02-Aus-stoßes und des Verbrauchs aufgrund eines für jeden Betriebspunkt einstellbaren Verdichtungsverhältnisses. Demgegenüber ermöglicht eine diskontinuierliche Verstellung mit zwei als Endanschläge der Verstellbewegung ausgebildeten Stufen konstruktive und betriebstechnische Vorteile und ermöglicht trotzdem im Vergleich zu einem konventionellen Kurbeltrieb noch signifikante Einsparungen im Verbrauch und dem C02-Ausstoß.For the realization of a variable compression ratio (VOR) exist different solutions with which the position of the crank pin or the piston pin of the engine piston changes or the effective length of the connecting rod is varied. There are always solutions for a continuous and discontinuous adjustment of the components. Continuous adjustment allows optimal reduction of C02 emissions and consumption due to a compression ratio that can be set for each operating point. In contrast, a discontinuous adjustment with two stages designed as end stops of the adjustment allows design and operational advantages and still allows in comparison to a conventional crank mechanism significant savings in consumption and CO 2 emissions.

[0005] Bereits die Druckschrift US 2,217,721 beschreibt einen Verbrennungsmotor mit einer längenverstellbaren Pleuelstange mit zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Pleuelteilen, die gemeinsam einen Hochdruckraum ausbilden. Zur Befüllung und Entleerung des Hochdruckraums mit Motoröl und damit zur Längenänderung der Pleuelstange ist ein hydraulischer Verstellmechanismus mit einem Steuerventil mit federvorgespanntem Verschlusselement vorgesehen, das durch den Druck des Motoröls in eine geöffnete Stellung verschiebbar ist.Already the document US 2,217,721 describes an internal combustion engine with a length-adjustable connecting rod with two telescopically displaceable connecting rods, which together form a high-pressure chamber. For filling and emptying of the high-pressure chamber with engine oil and thus to change the length of the connecting rod, a hydraulic adjusting mechanism is provided with a control valve with spring-biased closure element, which is displaceable by the pressure of the engine oil in an open position.

[0006] Eine diskontinuierliche Verstellung des Verdichtungsverhältnisses für einen Verbrennungsmotor zeigt die EP 1 426 584 A1, bei der ein mit dem Kolbenbolzen verbundener Exzenter eine Einstellung des Verdichtungsverhältnisses ermöglicht. Dabei erfolgt eine Fixierung des Exzenters in der einen oder anderen Endstellung des Schwenkbereichs mittels einer mechani- sehen Arretierung. Aus der DE 10 2005 055 199 A1 geht ebenfalls die Funktionsweise eines längenvariablen Pleuels hervor, mit dem verschiedene Verdichtungsverhältnisse ermöglicht werden. Die Realisierung erfolgt auch hier über einen Exzenter im kleinen Pleuelauge, das in seiner Position durch zwei Hydraulikzylinder mit veränderbarem Widerstand fixiert wird.A discontinuous adjustment of the compression ratio for an internal combustion engine is shown in EP 1 426 584 A1, in which an eccentric connected to the piston pin permits adjustment of the compression ratio. Here, a fixing of the eccentric in one or the other end position of the pivoting area by means of a mechanical see locking. DE 10 2005 055 199 A1 likewise discloses the mode of operation of a length-variable connecting rod with which different compression ratios are made possible. The realization is also done here via an eccentric in the small connecting rod, which is fixed in position by two hydraulic cylinders with variable resistance.

[0007] Die WO 2013/092364 A1 beschreibt eine längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Stangenteilen, wobei ein Stangenteil einen Zylinder und das zweite Stangenteil ein längsverschiebbares Kolbenelement ausbildet. Zwischen dem Verstellkolben des ersten Stangenteils und dem Zylinder des zweiten Stangenteils ist ein Hochdruckraum ausgebildet, der über einen hydraulischer Verstellmechanismus mit einem Ölkanal und einem öldruckabhängigen Ventil mit Motoröl versorgt wird. Eine ähnliche längenverstellbare Pleuelstange für einen Verbrennungsmotor mit teleskopartig verschiebbaren Stangenteilen ist in der WO 2015/055582 A2 gezeigt.WO 2013/092364 A1 describes a length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine with two telescopically movable rod parts, wherein a rod part forms a cylinder and the second rod part forms a longitudinally displaceable piston member. Between the adjusting piston of the first rod part and the cylinder of the second rod part, a high-pressure space is formed, which is supplied via a hydraulic adjusting mechanism with an oil passage and an oil pressure-dependent valve with engine oil. A similar length-adjustable connecting rod for an internal combustion engine with telescopically displaceable rod parts is shown in WO 2015/055582 A2.

[0008] Gemäß der WO 2015/055582 A2 soll das Verdichtungsverhältnis im Verbrennungsmotor durch die Pleuellänge verstellt werden. Die Pleuellänge beeinflusst das Kompressionsvolumen im Verbrennungsraum, wobei das Hubvolumen durch die Position des Kurbelwellenzapfens und die Zylinderbohrung vorgegeben ist. Eine kurze Pleuelstange führt daher zu einem geringeren Verdichtungsverhältnis als eine lange Pleuelstange bei ansonsten gleichen geometrischen Abmessungen, z.B. Kolben, Zylinderkopf, Kurbelwelle, Ventilsteuerung etc.. Bei den bekannten längenverstellbaren Pleuelstangen wird die Länge der Pleuellänge hydraulisch zwischen zwei Stellungen variiert. Dabei ist die gesamte Pleuelstange mehrteilig ausgeführt, wobei die Längenänderung durch einen Teleskopmechanismus erfolgt, der mittels eines doppelwirkenden Hydraulikzylinders verstellbar ist. Das kleine Pleuelauge, üblicherweise zur Aufnahme des Kolbenbolzens, ist mit einer Kolbenstange verbunden (teleskopierbarer Stangenteil). Der zugehörige Verstellkolben ist axial verschiebbar in einem Zylinder geführt, der in dem Pleuelteil mit dem großen Pleuelauge, üblicherweise zur Aufnahme des Kurbelwellenzapfens, angeordnet ist. Der Verstellkolben trennt den Zylinder in zwei Druckräume, eine obere und eine untere Druckraum. Diese beiden Druckräume werden über Rückschlagventile mit Motoröl versorgt, wobei die Versorgung mit Motoröl über die Schmierung des Pleuellagers erfolgt. Hierzu ist eine Öldurchführung vom Kurbelwellenzapfen über das Pleuellager zum Pleuel und dort über die Rückschlagventile in die Druckräume erforderlich.According to WO 2015/055582 A2, the compression ratio in the internal combustion engine is to be adjusted by the connecting rod length. The connecting rod length affects the compression volume in the combustion chamber, wherein the stroke volume is determined by the position of the crankshaft journal and the cylinder bore. A short connecting rod therefore results in a lower compression ratio than a long connecting rod with otherwise identical geometrical dimensions, e.g. Piston, cylinder head, crankshaft, valve control etc. In the known length-adjustable connecting rods, the length of the connecting rod length is hydraulically varied between two positions. The entire connecting rod is made in several parts, wherein the change in length is effected by a telescopic mechanism which is adjustable by means of a double-acting hydraulic cylinder. The small connecting rod eye, usually for receiving the piston pin, is connected to a piston rod (telescopic rod part). The associated adjusting piston is axially displaceably guided in a cylinder which is arranged in the connecting rod part with the large connecting rod eye, usually for receiving the crankshaft journal. The adjusting piston separates the cylinder into two pressure chambers, an upper and a lower pressure chamber. These two pressure chambers are supplied with engine oil via check valves, whereby the supply of engine oil takes place via the lubrication of the connecting rod bearing. For this purpose, an oil passage from the crankshaft journal over the connecting rod bearing to the connecting rod and there via the check valves in the pressure chambers is required.

[0009] Ist die Pleuelstange in der langen Position, befindet sich kein Motoröl in dem oberen Druckraum. Der untere Druckraum hingegen ist vollständig mit Motoröl gefüllt. Während des Betriebs wird die Pleuelstange aufgrund der Gas- und Massenkräfte alternierend auf Zug und Druck belastet. In der langen Position des Pleuels wird eine Zugkraft durch den mechanischen Kontakt mit einem oberen Anschlag des Verstellkolbens aufgenommen. Die Pleuellänge ändert sich dadurch nicht. Eine einwirkende Druckkraft wird über die Kolbenfläche auf den ölgefüllten unteren Druckraum übertragen. Da das Rückschlagventil dieser Kammer den Ölrücklauf unterbindet, steigt der Öldruck an, wobei in dem unteren Druckraum sehr hohe dynamische Drücke von deutlich über 1.000 bar entstehen können. Die Pleuellänge ändert sich nicht. Das Pleuel ist in dieser Richtung hydraulisch gesperrt.If the connecting rod in the long position, there is no engine oil in the upper pressure chamber. The lower pressure chamber, however, is completely filled with engine oil. During operation, the connecting rod is loaded alternately due to the gas and inertial forces on train and pressure. In the long position of the connecting rod, a tensile force is absorbed by the mechanical contact with an upper stop of the adjusting piston. The connecting rod length does not change as a result. An applied compressive force is transmitted via the piston surface to the oil-filled lower pressure chamber. Since the check valve of this chamber prevents the oil return, the oil pressure increases, which can result in the lower pressure chamber very high dynamic pressures of well over 1,000 bar. The connecting rod length does not change. The connecting rod is hydraulically locked in this direction.

[0010] In der kurzen Stellung des Pleuels drehen sich die Verhältnisse um. Der untere Druckraum ist leer, die obere Druckraum ist mit Motoröl gefüllt. Eine Zugkraft bewirkt einen Druckanstieg in dem oberen Druckraum. Eine Druckkraft wird durch einen mechanischen Anschlag aufgenommen.In the short position of the connecting rod, the conditions turn around. The lower pressure chamber is empty, the upper pressure chamber is filled with engine oil. A tensile force causes a pressure increase in the upper pressure chamber. A compressive force is absorbed by a mechanical stop.

[0011] Die Pleuellänge kann zweistufig verstellt werden, indem einer der beiden Druckräume entleert wird. Hierfür wird von dem Verstellmechanismus jeweils eines der beiden Rückschlagventile im Zulauf überbrückt oder ein zugeordneten Rücklaufkanal geöffnet. Durch diese Rücklaufkanäle kann Motoröl unabhängig von der Druckdifferenz zwischen dem Druckraum und der Versorgungseinrichtung in das Kurbelgehäuse fließen. Das jeweilige Rückschlageventil verliert entsprechend seine Wirkung. Die beiden Rücklaufkanäle werden durch ein Steuerventil geöffnet und geschlossen, wobei immer genau ein Rücklaufkanal offen, der andere geschlossen ist. Der Aktuator zur Schaltung der beiden Rücklaufkanäle wird hier hydraulisch durch den Versor- gungsdruck angesteuert.The connecting rod length can be adjusted in two stages by one of the two pressure chambers is emptied. For this purpose, one of the two non-return valves in the inlet is bridged by the adjusting mechanism or an associated return channel is opened. By means of these return passages, engine oil can flow into the crankcase independently of the pressure difference between the pressure chamber and the supply device. The respective check valve loses its effect accordingly. The two return channels are opened and closed by a control valve, always exactly one return channel open, the other is closed. The actuator for switching the two return channels is controlled hydraulically here by the supply pressure.

[0012] Der Bauraum für eine solche Pleuelstange ist sowohl axial als auch radial begrenzt. In Kurbelwellenrichtung wird der Bauraum durch die Lagerbreite und den Abstand der Gegengewichte begrenzt. Axial ist ohnehin nur der Bauraum zwischen dem kleinen Pleuelauge zur Lagerung des Kolbenbolzens und dem großen Lagerauge zur Lagerung des Kurbelwellenzapfens und ein eventueller Verstellhub der Pleuelstange vorhanden.The space for such a connecting rod is limited both axially and radially. In the crankshaft direction of the space is limited by the bearing width and the distance of the counterweights. Axial is anyway only the space between the small connecting rod for the storage of the piston pin and the large bearing eye for the storage of the crankshaft journal and a possible Verstellhub the connecting rod available.

[0013] Die in einem Verbrennungsmotor von einer Pleuelstange zu übertragenden Kräfte sind beträchtlich, weshalb auch die Drücke in dem Druckraum des Verstellmechanismus erheblich sein können. Angesichts der hohen Innendrücke bei einem solchen Verstellmechanismus ist die Dauerfestigkeit der verwendeten Werkstoffe problematisch, aber auch die Konstruktion des Verstellmechanismus im Hinblick auf den geringen Bauraum.The forces to be transmitted in a combustion engine from a connecting rod are considerable, which is why the pressures in the pressure chamber of the adjusting mechanism can be considerable. In view of the high internal pressures in such an adjustment mechanism, the fatigue strength of the materials used is problematic, but also the construction of the adjustment mechanism in view of the small installation space.

[0014] Ein weiterer Aspekt einer längenverstellbaren Pleuelstange mit einer Zylinder-Kolben-Einheit für den Einsatz in einem Verbrennungsmotor ist, dass der hydraulische Verstellmechanismus üblicherweise von dem Motoröl des Verbrennungsmotors gespeist wird, dessen Viskosität nicht nur mit der Betriebstemperatur sondern auch mit zunehmender Betriebsdauer abnimmt und in dem schädliche Partikel in den Verstellmechanismus des Pleuels eingetragen werden. Neben Rußpartikeln, die bei der Verbrennung im Motor entstehen können, werden über das Motoröl auch Gussrestpartikel oder Späne aus der Herstellung und Bearbeitung des Motors transportiert. Unabhängig von einer Viskositätsabnahme des Motoröls sowie den durch das Motoröl in den Verstellmechanismus transportierten Partikeln, muss der Verstellmechanismus einer längenverstellbaren Pleuelstange auf Dauer funktionsfähig bleiben.Another aspect of a length-adjustable connecting rod with a cylinder-piston unit for use in an internal combustion engine is that the hydraulic adjusting mechanism is usually powered by the engine oil of the engine, the viscosity decreases not only with the operating temperature but also with increasing operating time and in which harmful particles are introduced into the adjusting mechanism of the connecting rod. In addition to soot particles, which can be produced during combustion in the engine, casting oil particles or chips from the manufacture and processing of the engine are also transported via the engine oil. Regardless of a decrease in viscosity of the engine oil and the particles transported by the engine oil into the adjusting mechanism, the adjusting mechanism of a length-adjustable connecting rod must remain permanently functional.

[0015] Im Hinblick auf die extremen Druckdifferenzen in den Druckräumen einer Zylinder-Kolben-Einheit für eine längenverstellbare Pleuelstange von deutlich über 1.000 bar und dem Einfluss der Kraftübertragung über die Pleuelstange an die Kurbelwelle auf die Leistung des Verbrennungsmotors, werden in herkömmlichen längenverstellbaren Pleuelstangen berührende Dichtungseinrichtungen oder konstruktiv ausgebildete Dichtungen eingesetzt. Eine Leckage aus dem jeweils gesperrten Druckraum führt zu einem Einrücken des Verstellkolbens in den jeweiligen Druckraum, wodurch ein Arbeitsbetrag entsprechend der Kraft auf den Verstellkolben und dem Weg des Verstellkolbens dissipiert wird, was zum Leistungsverlust des Verbrennungsmotors führt. Dieser Leistungsverlust ist entsprechend den jeweiligen Konstruktionen der Zylinder-Kolben-Einheiten von dem verbesserten thermischen Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors durch ein variables Verdichtungsverhältnis abzuziehen. In herkömmlichen längenverstellbaren Pleuelstangen mit einer Zylinder-Kolben-Einheit werden als Dichtungseinrichtungen einfache Spaltdichtungen oder Kolbendichtungen verwendet. Während Spaltdichtungen konstruktionsbedingt eine gewisse Leckage aufweisen, können Kolbendichtungen als berührende Dichtungseinrichtungen eine Leckage nahezu vermeiden. Eine derartige Lösung zeigt beispielsweise die FR 3 043 740 A1. Die Vorteile von Spaltdichtungen sind die einfache Montage, aufgrund der geringeren Bauteilanzahl und ein geringerer Bauraum der Zylinder-Kolben-Einheit. Demgegenüber verursacht die systemimmanente Leckage bei Spaltdichtungen neben einem Leistungsverlust auch eine Erwärmung des Systems. Hohe Temperaturen in der längenverstellbaren Pleuelstange könnten neben einer verstärkten Alterung des Motoröls zu Schäden an dem Hydraulikmittelversorgung und zu Problemen an weiteren Bauteilen der längenverstellbaren Pleuelstange aufgrund thermischer Ausdehnungen führen.In view of the extreme pressure differences in the pressure chambers of a cylinder-piston unit for a length-adjustable connecting rod of well over 1,000 bar and the influence of power transmission via the connecting rod to the crankshaft on the performance of the internal combustion engine are in conventional length-adjustable connecting rods touching Used sealing devices or constructive seals. A leakage from the respective locked pressure chamber leads to engagement of the adjusting piston in the respective pressure chamber, whereby an amount of work is dissipated according to the force on the adjusting piston and the path of the adjusting piston, resulting in power loss of the internal combustion engine. This power loss is deducted from the improved thermal efficiency of the internal combustion engine by a variable compression ratio according to the respective constructions of the cylinder-piston units. In conventional length-adjustable connecting rods with a cylinder-piston unit are used as sealing devices simple gap seals or piston seals. While gap seals by design have a certain leakage, piston seals can almost avoid leakage as touching sealing devices. Such a solution is shown for example in FR 3 043 740 A1. The advantages of gap seals are the ease of installation, due to the smaller number of components and a smaller space of the cylinder-piston unit. In contrast, the system-inherent leakage in gap seals causes not only a loss of power but also a heating of the system. High temperatures in the length-adjustable connecting rod, in addition to increased aging of the engine oil could lead to damage to the hydraulic fluid supply and problems with other components of the length-adjustable connecting rod due to thermal expansion.

[0016] Obwohl in vielen Bereichen der Technik Kolbenhubmaschinen hinlänglich bekannt sind und im Bereich der Automobilindustrie Hubkolben-Motoren beständig optimiert, verbessert und weiterentwickelt werden, ist die Dichtungssituation bei Zylinder-Kolben-Einheiten längenverstellbarer Pleuelstangen trotz umfangreicher Entwicklungs- und Forschungsarbeiten weiterhin unbefriedigend, insbesondere im Hinblick auf die notwendige Lebensdauer längenverstellbarer Pleuelstangen gegenüber der gesamten Laufzeit von Verbrennungsmotoren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Hubkolbenmaschinen unterliegen berührende Kolbendichtungen in einer Zylin-der-KolbenEinheit längenverstellbarer Pleuelstangen zusätzlich zum Verschleiß durch die metallische Berührung einer erhöhten Belastung durch den geringen zur Verfügung stehendenAlthough in many areas of the art reciprocating machines are well known and optimized in the automotive industry reciprocating engines resistant, improved and developed further, the sealing situation in cylinder-piston units length adjustable connecting rods despite extensive development and research continues unsatisfactory, in particular with regard to the necessary service life of length-adjustable connecting rods over the entire life of internal combustion engines. In contrast to conventional reciprocating engines, contacting piston seals in a cylinder-and-piston unit of length-adjustable connecting rods are subject to increased wear due to the small amount of available metal wear in addition to wear

Bauraum, die extreme Temperaturbelastung durch extrem hohe Drücke und wechselnden Kraftrichtungen sowie die Verschmutzung des Motoröls mit Rußpartikeln und Spänen. Dies führt zu einem schnellen Verschleiß der Kolbendichtungen, insbesondere durch die von Rußpartikeln und Spänen induzierten Riefenbildungen in den Dichtungsflächen und den Wandungen der Zylinder-Kolben-Einheit, und schlussendlich zu einem Versagen der Dichtungseinrichtung und Leistungsverlust des Verbrennungsmotors. Auch die alternativ zu Kolbendichtungen in Zylinder-Kolben-Einheiten längenverstellbarer Pleuelstangen eingesetzten Spaltdichtungen unterliegen einem Verschleiß, da der Spalt zwischen Zylinder und Verstellkolben zur Erzielung einer für die extreme Druckdifferenz ausreichende Dichtwirkung verhältnismäßig klein gewählt werden muss, so dass sich auch hier Rußpartikel und Späne zwischen der Zylinderwandung und dem Kolbenmantel verklemmen können, was zu Beschädigungen an den Oberflächen und letztlich zu einem Verschleiß und Ausfall der Zylinder-Kolben-Einheit führen kann.Space, the extreme temperature load due to extremely high pressures and changing force directions and the pollution of the engine oil with soot particles and chips. This leads to rapid wear of the piston seals, in particular by the soot particles and chips induced grooves in the sealing surfaces and the walls of the cylinder-piston unit, and finally to a failure of the sealing device and power loss of the internal combustion engine. The gap seals used alternatively to piston seals in cylinder-piston units length-adjustable connecting rods are subject to wear, since the gap between the cylinder and adjusting piston to achieve a sufficient extreme pressure difference for the sealing effect must be relatively small, so that here too soot particles and chips between can jam the cylinder wall and the piston skirt, which can lead to damage to the surfaces and ultimately to wear and failure of the cylinder-piston unit.

[0017] Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine längenverstellbare Pleuelstange mit einer Zylinder-Kolben-Einheit mit einer verbesserten Betriebssicherheit bereitzustellen, die trotz hoher Druckdifferenzen, geringem Bauraum, hohen Temperaturbelastungen und Verschmutzungen des Motoröls eine dauerhafte Dichtfunktion ermöglicht.The present invention is therefore an object of the invention to provide a length-adjustable connecting rod with a cylinder-piston unit with improved reliability, despite high pressure differences, low space, high temperature loads and contamination of the engine oil allows a permanent sealing function.

[0018] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Zylinder-Kolben-Einheit mindestens einen Stangen-Abstreifer mit einer Abstreiflippe aufweist, wobei der Stangen-Abstreifer in der Stangenbohrung angeordnet ist und mit der Abstreiflippe an der Kolbenstange radial umlaufend anliegt und mit der Kolbenstange in Gleitkontakt steht, um bei einer Einfahrbewegung der Kolbenstange in die Zylinder-Kolben-Einheit Motoröl von der Kolbenstange abzustreifen. Dieser an dem in Richtung des Kurbelgehäuses liegenden Ende der Stangenbohrung positionierte Stangen-Abstreifer verhindert, dass schmutzbelastetes Motoröl aus dem Kurbelgehäuse über die Kolbenstange in den Druckraum der Zylinder-Kolben-Einheit gelangt. Die Verunreinigungen im Motoröl durch Rußpartikel und Späne sind im Bereich des Kurbelgehäuses deutlich erhöht, insbesondere gegenüber dem Motoröl, das zur Betätigung der Zylinder-Kolben-Einheit über die Kurbelwelle, bzw. die längenverstellbare Pleuelstange in den Druckraum der Zylinder-Kolben-Einheit gelangt. Eine solche separate Ölversorgung kann das notwendige Motoröl nicht nur aus einem mit Partikeln gering belasteten Bereich des Motorölkreislaufs entnehmen, sondern ermöglicht gegebenenfalls auch eine Reinigung des zugeführten Motoröls oder zumindest eine Abscheidung von Partikeln. Der um die Kolbenstange herum eng anliegende Stangen-Abstreifer verhindert den Eintrag von Rußpartikeln und Spänen aus dem Motoröl in die Zylinder-Kolben-Einheit, da bei der Bewegung des Verstellkolbens an der in die Zylinder-Kolben-Einheit einfahrenden Kolbenstange nur ein hauchdünner Ölfilm ohne Partikel an der Kolbenstange haften bleibt und so alle die Funktion und Dichtungen der Zylinder-Kolben-Einheit belastenden Späne und Rußpartikel in dem Kurbelgehäuse verbleiben. Entsprechend können die durch Schmutzpartikel aus dem Motoröl verursachte Beschädigungen und beschleunigter Verschleiß an den Dichtungsoberflächen und ein letztendlicher Ausfall der Zylinder-Kolben-Einheit verhindert oder zumindest das Risiko hierfür deutlich reduziert werden.The object is achieved in that the cylinder-piston unit has at least one rod wiper with a wiper lip, wherein the rod wiper is arranged in the rod bore and radially abuts with the wiper lip on the piston rod and with the Piston rod is in sliding contact to strip at a retraction movement of the piston rod in the cylinder-piston unit engine oil from the piston rod. This positioned on the lying in the direction of the crankcase end of the rod bore rod wiper prevents contaminated engine oil from entering the crankcase via the piston rod into the pressure chamber of the cylinder-piston unit. The impurities in the engine oil due to soot particles and chips are significantly increased in the region of the crankcase, in particular with respect to the engine oil, which passes for actuating the cylinder-piston unit via the crankshaft, or the length-adjustable connecting rod in the pressure chamber of the cylinder-piston unit. Such a separate oil supply can not only remove the necessary engine oil from a region of the engine oil circuit which is loaded with particles to a small extent, but optionally also permits a cleaning of the supplied engine oil or at least a separation of particles. The close around the piston rod around rod wiper prevents the entry of soot particles and chips from the engine oil in the cylinder-piston unit, as in the movement of the adjusting piston on the retracting into the cylinder-piston unit piston rod only a gossamer oil film without Particles on the piston rod sticks and so all the function and seals the cylinder-piston unit burdening chips and soot particles remain in the crankcase. Accordingly, the damage caused by dirt particles from the engine oil and accelerated wear on the sealing surfaces and a final failure of the cylinder-piston unit can be prevented or at least the risk of this significantly reduced.

[0019] Üblicherweise sind der Verstellkolben und die Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit rotationssymmetrisch ausgebildet, aber nicht auf eine solche geometrische Form beschränkt. Eine längenverstellbare Pleuelstange gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst auch ovale, mehreckige oder anderweitige Querschnittsformen des Verstellkolbens und der Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit.Usually, the adjusting piston and the cylinder bore of the cylinder-piston unit are rotationally symmetrical, but not limited to such a geometric shape. A length-adjustable connecting rod according to the present invention also includes oval, polygonal or other cross-sectional shapes of the adjusting piston and the cylinder bore of the cylinder-piston unit.

[0020] Für eine sichere Positionierung und Fixierung des Stangen-Abstreifers kann an dem in Richtung des Kurbelgehäuses liegenden Ende der Stangenbohrung eine umlaufende Bohrungsnut vorgesehen und der Stangen-Abstreifer in dieser Bohrungsnut angeordnet sein. Im Hinblick auf die hohen Systemdrücke in der Zylinder-Kolben-Einheit ist eine entsprechend sichere Anordnung des Stangen-Abstreifers erforderlich, um die für die Nutzung in einem Verbrennungsmotor notwendigen langen Betriebszeiten zu erzielen. Alternativ kann der Stangen-Abstreifer auch an einer Schulter in der Stangenbohrung positioniert werden, sofern der Stangen-Abstreifer in seiner Position durch geeignete Elemente, beispielsweise einen Sicherungsring, fixiert und dauerhaft gehalten wird.For a secure positioning and fixing of the rod wiper, a circumferential bore groove can be provided on the lying in the direction of the crankcase end of the rod bore and the rod wiper be arranged in this bore groove. In view of the high system pressures in the cylinder-piston unit, a correspondingly secure arrangement of the rod wiper is required to achieve the necessary for use in an internal combustion engine long operating times. Alternatively, the rod scraper can also be positioned on a shoulder in the rod bore, as long as the rod scraper is fixed in position by suitable elements, for example a retaining ring, and held permanently.

[0021] Eine zweckmäßige Ausbildung sieht vor, dass in der Stangenbohrung mindestens eine Stangendichtung, bevorzugt mindestens zwei Stangendichtungen vorgesehen sind, wobei die mindestens eine Stangendichtung in einer separaten umlaufenden Bohrungsnut in der Stangenbohrung angeordnet ist und mit der Kolbenstange in Gleitkontakt steht. Die in Richtung der Zylinderbohrung nach dem Stangen-Abstreifer angeordnete mindestens eine Stangendichtung kann auch im Bereich der Kolbenstange eine entsprechende Abdichtung der Zylinderbohrung und trotzdem die Bewegbarkeit der Kolbenstange gewährleisten. Dabei verhindert der Stangen-Abstreifer einen Eintrag von Rußpartikeln und Spänen aus dem Motoröl zwischen die Kolbenstange und die Stangendichtung und vermeidet damit einen Verschleiß, eine Beschädigung und letztendlich einen Ausfall der Stangendichtung. Der Einsatz von mehreren Stangendichtungen zwischen dem Stangen-Abstreifer und dem in Richtung der Zylinderbohrung liegenden Ende der Stangenbohrung kann im Bereich der Kolbenstange einen Abbau des hohen Systemdrucks in der Zylinder-Kolben-Einheit in mehreren Stufen ermöglichen, sodass entsprechend einfach konstruierte und kostengünstige Stangendichtungen verwendet werden können. Alternativ zu der mindestens einen Stangendichtung kann zwischen der Kolbenstange und der Stangenbohrung auch eine Spaltdichtung vorgesehen sein, die eine Leckage von Motoröl aus der Zylinderbohrung zwar nicht vollständig unterbinden kann, aber ein entsprechend kleines Spaltmaß kann trotzdem eine ausreichende Begrenzung des Leckagestroms und eine sinnvolle Dichtwirkung erzielen. Dazu sollte das Spaltmaß höchstens 30 pm, zumindest höchstens 50 pm, betragen.An expedient embodiment provides that in the rod bore at least one rod seal, preferably at least two rod seals are provided, wherein the at least one rod seal is arranged in a separate circumferential bore groove in the rod bore and is in sliding contact with the piston rod. The at least one rod seal arranged in the direction of the cylinder bore after the rod wiper can also ensure a corresponding sealing of the cylinder bore in the area of the piston rod and nevertheless the mobility of the piston rod. The rod scraper prevents entry of soot particles and chips from the engine oil between the piston rod and the rod seal and thus avoids wear, damage and ultimately failure of the rod seal. The use of multiple rod seals between the rod wiper and the cylinder bore end of the rod bore may allow for reduction of the high system pressure in the cylinder-piston assembly in multiple stages in the region of the piston rod, thus utilizing appropriately designed and inexpensive rod seals can be. As an alternative to the at least one rod seal, a gap seal can also be provided between the piston rod and the rod bore, which can not completely prevent leakage of engine oil from the cylinder bore, but a correspondingly small gap dimension can nevertheless achieve a sufficient limitation of the leakage flow and a sensible sealing effect , For this purpose, the gap should be at most 30 pm, at least 50 pm at the most.

[0022] Eine besondere Ausführungsform sieht vor, dass die Dichtungseinrichtung zwischen der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung mindestens einen Zylinder-Abstreifer umfasst, wobei der Zylinder-Abstreifer an einem dem ersten Druckraum zugewandten Ende der Außenwandung des Verstellkolbens angeordnet ist. Der Zylinder-Abstreifer, der zwischen dem mit Motoröl gefüllten Druckraum und der berührenden oder berührungslosen Dichtungseinrichtung zwischen Verstellkolben und Zylinderbohrung angeordnet ist, verhindert oder reduziert den Eintrag von Rußpartikeln und Spänen aus dem Motoröl in den Spalt zwischen Verstellkolben und Zylinderbohrung. Bei einem hohen Systemdruck in dem mit Motoröl gefüllten Druckraum kann zwischen der Dichtungseinrichtung und dem Zylinder-Abstreifer ein Ölreservoir vorgesehen sein, das mit dem Druckraum über einen optionalen Ölfilter verbunden ist und ein Einsaugen der Absteiflippe oder eine Beschädigung des Zylinder-Abstreifers verhindert. Dadurch wird die Gefahr von Verschleiß, Beschädigung und Ausfall der Dichtungseinrichtung reduziert und letztendlich die Lebensdauer der Zylinder-Kolben-Einheit deutlich erhöht. Für eine sichere Positionierung des Zylinder-Abstreifers auf dem Verstellkolben ist dieser in einer umlaufenden Kolbennut an der Außenwandung des Verstellkolbens fixiert.A particular embodiment provides that the sealing device between the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore comprises at least one cylinder scraper, wherein the cylinder scraper is disposed at a first pressure chamber facing the end of the outer wall of the adjusting piston. The cylinder wiper, which is arranged between the pressure chamber filled with engine oil and the contact or contactless sealing device between the adjusting piston and the cylinder bore, prevents or reduces the introduction of soot particles and chips from the engine oil into the gap between the adjusting piston and the cylinder bore. At a high system pressure in the pressure chamber filled with engine oil, an oil reservoir may be provided between the sealing device and the cylinder wiper, which is connected to the pressure chamber via an optional oil filter and prevents suction of the Absteiflippe or damage to the cylinder scraper. This reduces the risk of wear, damage and failure of the sealing device and ultimately increases the life of the cylinder-piston unit significantly. For a secure positioning of the cylinder scraper on the adjusting piston it is fixed in a circumferential piston groove on the outer wall of the adjusting piston.

[0023] Bevorzugt kann die Dichtungseinrichtung zwischen der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung als Spaltdichtung ausgebildet sein. Eine solche Spaltdichtung ermöglicht geringe Baumaße der Zylinder-Kolben-Einheit und erleichtert dadurch deren Integration und Einbau in eine längenverstellbare Pleuelstange und ermöglicht trotz der konstruktionsbedingten Leckage eine für den Betrieb ausreihende Abdichtung durch die Dichtungseinrichtung. Alternativ kann zwischen dem Verstellkolben und der Zylinderbohrung auch eine berührende Kolbendichtung, bevorzugt mehrere Kolbendichtungen, eingesetzt werden, die eine Leckage von Motoröl aus dem ersten Druckraum verhindern und beim Einsatz mehrerer Kolbendichtungen auch einen stufenweisen Druckabbau des hohen Systemdrucks ermöglichen.Preferably, the sealing device between the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore may be formed as a gap seal. Such a gap seal allows small dimensions of the cylinder-piston unit and thereby facilitates their integration and installation in a length-adjustable connecting rod and allows despite the design-related leakage sufficient for the operation of sealing by the sealing device. Alternatively, a contacting piston seal, preferably a plurality of piston seals, can be used between the adjusting piston and the cylinder bore, which prevent leakage of engine oil from the first pressure chamber and also enable a gradual pressure reduction of the high system pressure when using a plurality of piston seals.

[0024] Eine sinnvolle Ausgestaltung der Spaltdichtung zwischen Außenwandung des Verstellkolbens und Innenwandung der Zylinderbohrung sieht vor, dass die Spaltdichtung ein Spaltmaß von höchstens 20 pm, bevorzugt von höchstens 10 pm, aufweist. Bei einem Durchmesser des Verstellkolbens einer Zylinder-Kolben-Einheit einer längenverstellbaren Pleuelstange von ca. 12 bis 20 mm, ermöglicht ein derart geringes Spaltmaß der Spaltdichtung eine deutliche Verbesserung der Dichtwirkung gegenüber herkömmlichen längenverstellbaren Pleuelstangen und entsprechend eine Leistungssteigerung des Verbrennungsmotors durch die Begrenzung des Absinkens des Verstellkolbens in den Druckraum.A useful embodiment of the gap seal between the outer wall of the adjusting piston and the inner wall of the cylinder bore provides that the gap seal has a gap of at most 20 pm, preferably of at most 10 pm. At a diameter of the adjusting piston of a cylinder-piston unit of a length-adjustable connecting rod of about 12 to 20 mm, such a small gap of the gap seal allows a significant improvement in the sealing effect over conventional length-adjustable connecting rods and correspondingly an increase in performance of the internal combustion engine by limiting the sinking of the Adjusting piston in the pressure chamber.

[0025] Eine besondere Ausführungsform sieht vor, dass der Verstellkolben der Zylinder-Kolben-[0025] A particular embodiment provides that the adjusting piston of the cylinder-piston

Einheit als zweiseitig wirkender Verstellkolben ausgebildet ist, wobei der in der Zylinderbohrung längs bewegbar angeordnete Verstellkolben einen ersten Druckraum und einen zweiten Druckraum zur Aufnahme von Motoröl ausbildet und jeweils einseitig begrenzt. Ein zweiseitig wirkender Verstellkolben ermöglicht die Verstellung des Hubs der Kolbenstange sowohl in Richtung eines größeren Verdichtungsverhältnisses als auch in Richtung eines geringeren Verdichtungsverhältnisses mit einer einzelnen Zylinder-Kolben-Einheit. Es wird also derselbe Verstellkolben, anders als bei der DE 10 2005 055 199 A1, zur bidirektionalen Verstellung des Kolbenhubs, bzw. des Verdichtungsverhältnisses verwendet. Günstigerweise kann hier ein Stufenkolben eingesetzt werden, mittels dessen größerer Stirnseite bei entsprechender Druckbeaufschlagung die Pleuelstange in ihre ausgefahrene Stellung gedrückt wird. Aufgrund der vorherrschenden Kraftverhältnisse in einem Verbrennungsmotor reicht die kleinere Stirnfläche für die Verstellung in die entgegengesetzte Richtung üblicherweise aus. Um ein Eindringen von Partikeln aus dem Motoröl in den Spalt zwischen Verstellkolben und Zylinderbohrung, sowohl vom ersten Druckraum als auch vom zweiten Druckraum aus, zu verhindern, kann der Verstellkolben an den der ersten Stirnseite und der zweiten Stirnseite des Verstellkolbens zugewandten Ende der Außenwandung jeweils einen Zylinder-Abstreifer aufweisen. Zur Fixierung der Position der Zylinder-Abstreifer am Verstellkolben sind dieser bevorzugt in einer umlaufenden Kolbennut an der Außenwandung des Verstellkolbens fest positioniert.Unit is designed as a bidirectional adjusting piston, wherein the longitudinally movably arranged in the cylinder bore adjustment piston forms a first pressure chamber and a second pressure chamber for receiving engine oil and each bounded on one side. A two-way adjusting piston allows the adjustment of the stroke of the piston rod both in the direction of a larger compression ratio and in the direction of a lower compression ratio with a single cylinder-piston unit. So it is the same adjusting, unlike in DE 10 2005 055 199 A1, used for bidirectional adjustment of the piston stroke, and the compression ratio. Conveniently, here a stepped piston can be used, by means of which the larger end face is pressed with appropriate pressurization, the connecting rod in its extended position. Due to the prevailing force conditions in an internal combustion engine, the smaller end face usually suffices for the adjustment in the opposite direction. In order to prevent particles from penetrating the motor oil into the gap between the adjusting piston and the cylinder bore, both from the first pressure chamber and from the second pressure chamber, the adjusting piston can each have one at the end of the outer wall facing the first end side and the second end side of the adjusting piston Have cylinder scraper. To fix the position of the cylinder wiper on the adjusting piston, these are preferably firmly positioned in a circumferential piston groove on the outer wall of the adjusting piston.

[0026] Für einen einfachen Aufbau der längenverstellbaren Pleuelstange kann das erste Pleuelteil mit dem Verstellkolben der Zylinder-Kolben-Einheit verbunden sein und das zweite Pleuelteil die Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit aufweisen.For a simple construction of the length-adjustable connecting rod, the first connecting rod part may be connected to the adjusting piston of the cylinder-piston unit and the second connecting rod part have the cylinder bore of the cylinder-piston unit.

[0027] Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung einer Zylinder-Kolben-Einheit mit einer Dichtungseinrichtung für eine längenverstellbaren Pleuelstange eines Verbrennungsmotors mit einem ersten Pleuelteil und einem zweiten Pleuelteil, die mittels der Zylinder-Kolben-Einheit verstellbar sind, um das erste Pleuelteil relativ zum zweiten Pleuelteil zu bewegen, die Zylinder-Kolben-Einheit umfasst eine Zylinderbohrung, einen in der Zylinderbohrung längs bewegbar angeordneten Verstellkolben mit einer Kolbenstange, mindestens einen in der Zylinderbohrung vorgesehenen Druckraum und die zwischen der Außenwandung des Verstellkolbens und der Innenwandung der Zylinderbohrung angeordneten Dichtungseinrichtung, wobei die Kolbenstange sich durch eine Stangenbohrung in der Zylinder-Kolben-Einheit hindurch in das Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors erstreckt und ein in der Stangenbohrung angeordneter Stangen-Abstreifer mit einer Abstreiflippe an der Kolbenstange radial umlaufend anliegt und mit der Kolbenstange in Gleitkontakt steht und bei einer Einfahrbewegung der Kolbenstange in die Zylinder-Kolben-Einheit Motoröl von der Kolbenstange abstreift. Der Einsatz einer mittels Motoröl des Verbrennungsmotors hydraulisch verstellbaren Zylinder-Kolben-Einheit für eine längenverstellbare Pleuelstange ermöglicht trotz der sehr kleinen Abmessungen der Zylinder-Kolben-Einheit und des extrem hohen Systemdrucks eine gezielte Veränderung des Verdichtungsverhältnisses im Verbrennungsmotor und entsprechend eine Reduzierung des Verbrauchs im Teillastbereich. Dabei erfolgt die Aktuierung der Zylinder-Kolben-Einheit mittels der an den Pleuelteilen angreifenden Gas- und Massenkräfte des Verbrennungsmotors, während die Position der Pleuelteile durch das in dem mindestens einen Druckraum vorhandene Motoröl arretiert wird. Für eine sichere Funktion der Zylinder-Kolben-Einheit verhindert der radial mit der Kolbenstange in Gleitkontakt stehende Stangen-Abstreifer ein Eindringen von Motoröl aus dem Kurbelgehäuse in die Zylinder-Kolben-Einheit. Das Abstreifen des Motoröls von der Kolbenstange durch den Stangen-Abstreifer verhindert entsprechend das Eindringen von Partikeln aus dem Motoröl, das im Bereich des Kurbelgehäuses stark verunreinigt ist, in die Zylinderbohrung, so dass der Antrieb der Zylinder-Kolben-Einheit, der über eine separate Ölversorgung mit gegebenenfalls gefiltertem oder gereinigtem Motoröl versorgt wird, nicht über den Spalt zwischen Kolbenstange und Stangenbohrung verunreinigt wird. Dadurch wird ein Eindringen von Partikeln in den Bereich der Dichtungseinrichtung der Zylinder-Kolben-Einheit verhindert und ein entsprechender Verschleiß, Beschädigung und Ausfall der Dichtungseinrichtung vermieden.Furthermore, the invention relates to the use of a cylinder-piston unit with a sealing device for a length-adjustable connecting rod of an internal combustion engine having a first Pleuelteil and a second Pleuelteil, which are adjustable by means of the cylinder-piston unit to the first Pleuelteil to move relative to the second Pleuelteil, the cylinder-piston unit comprises a cylinder bore, a longitudinally movably arranged in the cylinder bore adjusting piston with a piston rod, at least one provided in the cylinder bore pressure chamber and disposed between the outer wall of the adjusting and the inner wall of the cylinder bore Sealing device, wherein the piston rod extends through a rod bore in the cylinder-piston unit through into the crankcase of the internal combustion engine and radially arranged in the rod bore arranged rod wiper with a wiper lip on the piston rod abuts and is in sliding contact with the piston rod and strips off at a retraction movement of the piston rod in the cylinder-piston unit engine oil from the piston rod. The use of a motor oil of the internal combustion engine hydraulically adjustable cylinder-piston unit for a length-adjustable connecting rod allows despite the very small dimensions of the cylinder-piston unit and the extremely high system pressure a targeted change in the compression ratio in the engine and, accordingly, a reduction in consumption in the partial load range , In this case, the actuation of the cylinder-piston unit by means of acting on the connecting rod gas and mass forces of the internal combustion engine, while the position of the Pleuelteile is locked by the present in the at least one pressure chamber engine oil. For safe operation of the cylinder-piston unit, the rod wiper, which is in sliding contact radially with the piston rod, prevents engine oil from entering the cylinder-piston unit from the crankcase. The stripping of the engine oil from the piston rod by the rod wiper accordingly prevents the penetration of particles of the engine oil, which is heavily contaminated in the region of the crankcase, into the cylinder bore, so that the drive of the cylinder-piston unit, which has a separate Oil supply is supplied with possibly filtered or cleaned engine oil, is not contaminated via the gap between the piston rod and rod bore. This prevents the penetration of particles into the region of the sealing device of the cylinder-piston unit and avoids a corresponding wear, damage and failure of the sealing device.

[0028] In einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Hubkolben und mit zumindest einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis in einem Zylinder und einer mit dem Hubkolben verbundenen längenverstellbaren Pleuelstange entsprechend der vorbeschriebenen Ausführungsformen. Bevorzugt sind sämtliche Hubkolben eines Verbrennungsmotors mit einer derartigen längenverstellbaren Pleuelstange ausgestattet, erforderlich ist dies jedoch nicht. Die Kraftstoffeinsparung eines solchen Verbrennungsmotors kann beträchtlich sein und bis zu 20 % betragen, wenn in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszustand das Verdichtungsverhältnis entsprechend eingestellt wird. Zweckmäßigerweise kann die Zylinder-Kolben-Einheit der längenverstellbaren Pleuelstange an die Motorölhydraulik des Verbrennungsmotors angeschlossen sein. Damit können die im Motorölkreislauf vorhandenen Drücke bei der Verstellung und Arretierung des Verstellkolbens in der Zylinderbohrung der Zylinder-Kolben-Einheit zur Anwendung kommen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass im Motoröl Rußpartikel und Späne vorhanden sind, die mittels des Stangen-Abstreifer von der Dichtungseinrichtung ferngehalten werden. Darüber hinaus kann auch der Verstellmechanismus der längenverstellbaren Pleuelstange mittels des unter Druck stehenden Motoröls angesteuert werden.In a further aspect, the invention relates to an internal combustion engine having at least one reciprocating piston and having at least one adjustable compression ratio in a cylinder and a length-adjustable connecting rod connected to the reciprocating piston according to the above-described embodiments. Preferably, all the reciprocating piston of an internal combustion engine are equipped with such a length-adjustable connecting rod, but this is not required. The fuel economy of such an internal combustion engine can be considerable and up to 20% if, depending on the respective operating state, the compression ratio is adjusted accordingly. Conveniently, the cylinder-piston unit of the length-adjustable connecting rod can be connected to the engine oil of the internal combustion engine. Thus, the pressures present in the engine oil circuit in the adjustment and locking of the adjusting piston in the cylinder bore of the cylinder-piston unit can be used. It should be noted that soot particles and chips are present in the engine oil, which are kept away from the sealing device by means of the rod wiper. In addition, the adjustment mechanism of the length-adjustable connecting rod can be controlled by means of the pressurized engine oil.

[0029] Eine weitere Modifikation sieht vor, das der Systemdruck des Motoröls im Druckraum der Zylinder-Kolben-Einheit zwischen 1000 bar und 3000 bar, bevorzugt zwischen 2000 bar und 3000 bar, beträgt. Die Begrenzung des Systemdrucks ermöglicht die sichere konstruktive Auslegung des Innendurchmessers der Zylinderbohrung und der Wandstärke des Zylinders, und ermöglicht damit eine sichere konstruktive Auslegung der erfindungsgemäßen längenverstellbaren Pleuelstange.A further modification provides that the system pressure of the engine oil in the pressure chamber of the cylinder-piston unit between 1000 bar and 3000 bar, preferably between 2000 and 3000 bar bar. The limitation of the system pressure allows the safe structural design of the inner diameter of the cylinder bore and the wall thickness of the cylinder, and thus allows a safe structural design of the length-adjustable connecting rod according to the invention.

[0030] Gemäß einer Weiterbildung können ein Steuertrieb mit mindestens einer Steuerkette, einer Spann- und/oder Führungsschiene, und/oder einem Kettenspanner vorgesehen sein, der die Kurbelwelle mit der mindestens einen Nockenwelle des Verbrennungsmotors verbindet. Der Steuertrieb ist insofern wichtig, weil dieser maßgeblichen Einfluss auf die dynamische Belastung des Verbrennungsmotors und somit auch auf die längenverstellbare Pleuelstange haben kann. Bevorzugt wird dieser so ausgestaltet, dass keine zu hohen dynamischen Kräfte über den Steuertrieb eingeleitet werden. Alternativ kann ein solcher Steuertrieb auch mit einer Stirnradverzahnung oder einem Antriebsriemen, beispielsweise einem Zahnriemen ausgebildet sein, der mittels einer Spannvorrichtung mit Spannrolle vorgespannt.According to a further development, a timing drive with at least one timing chain, a clamping and / or guide rail, and / or a chain tensioner may be provided, which connects the crankshaft with the at least one camshaft of the internal combustion engine. The timing drive is important because it can have a significant influence on the dynamic load of the engine and thus also on the length-adjustable connecting rod. This is preferably designed so that no excessive dynamic forces are introduced via the control drive. Alternatively, such a timing drive can also be formed with a spur gear or a drive belt, for example a toothed belt, which is pretensioned by means of a tensioning device with tensioning roller.

[0031] Im Folgenden wird eine Ausführungsform anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: [0032] Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Verbrennungsmotor, [0033] Fig. 2 eine schematische Darstellung der längenverstellbaren Pleuelstange aus Fig. 1 in teilweiser geschnittener Darstellung, [0034] Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der Zylinder-In the following an embodiment will be explained in more detail with reference to a drawing. 1 shows a schematic cross section through an internal combustion engine, [0033] FIG. 2 shows a schematic illustration of the length-adjustable connecting rod from FIG. 1 in a partially cutaway view, [0034] FIG. 3 shows an enlarged sectional view of a first embodiment of FIG Cylinder-

Kolben-Einheit aus Fig. 2, und [0035] Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Zylinder-Piston unit of Fig. 2, and Fig. 4 is an enlarged sectional view of another embodiment of the cylinder

Kolben-Einheit aus Fig. 2.Piston unit of FIG. 2.

[0036] In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung ein Verbrennungsmotor (Ottomotor) 1 dargestellt. Der Verbrennungsmotor 1 hat drei Zylinder 2.1, 2.2 und 2.3, in denen sich jeweils ein Hubkolben 3.1, 3.2, 3.3 auf und ab bewegt. Des Weiteren umfasst der Verbrennungsmotor 1 eine Kurbelwelle 4, die mittels Kurbelwellenlager 5.1, 5.2, 5.3 und 5.4 drehbar gelagert ist. Die Kurbelwelle 4 ist mittels der Pleuelstangen 6.1, 6,2 und 6.3 jeweils mit dem zugehörigen Hubkolben 3.1,3.2 und 3.3 verbunden. Für jede Pleuelstange 6.1,6.2 und 6.3 weist die Kurbelwelle 4 einen exzentrisch angeordneten Kurbelwellenzapfen 7.1, 7.2 und 7.3 auf. Das große Pleuelauge 8.1, 8.2, und 8.3 ist jeweils auf dem zugehörigen Kurbelwellenzapfen 7.1, 7.2 und 7.3 gelagert. Das kleine Pleuelauge 9.1, 9.2 und 9.3 ist jeweils auf einem Kolbenbolzen 10.1, 10.2 und 10.3 gelagert und so mit dem zugehörigen Hubkolben 3.1,3.2 und 3.3 schwenkbar verbunden. Dabei ist den Begriffen kleines Pleuelauge 9.1,9.2 und 9.3 und großes Pleuelauge 8.1,8.2 und 8.3 weder eine absolute noch relative Größenzuordnung zu entnehmen, sondern sie die nen lediglich zur Unterscheidung der Bauteile und Zuordnung zu dem in Fig. 1 dargestellten Verbrennungsmotor. Entsprechend können die Abmessungen der Durchmesser der kleinen Pleuelaugen 9.1, 9.2 und 9.3 kleiner, gleich groß oder größer als die Abmessungen der Durchmesser der großen Pleuelaugen 8.1,8.2, und 8.3 sein.In Fig. 1, a combustion engine (gasoline engine) 1 is shown in a schematic representation. The internal combustion engine 1 has three cylinders 2.1, 2.2 and 2.3, in each of which a reciprocating piston 3.1, 3.2, 3.3 moves up and down. Furthermore, the internal combustion engine 1 comprises a crankshaft 4, which is rotatably mounted by means of crankshaft bearings 5.1, 5.2, 5.3 and 5.4. The crankshaft 4 is connected by means of the connecting rods 6.1, 6.2 and 6.3 respectively with the associated reciprocating 3.1.3.2 and 3.3. For each connecting rod 6.1,6.2 and 6.3, the crankshaft 4 has an eccentrically arranged crankshaft journals 7.1, 7.2 and 7.3. The large connecting rod 8.1, 8.2, and 8.3 is each mounted on the associated crankshaft journal 7.1, 7.2 and 7.3. The small connecting rod 9.1, 9.2 and 9.3 is respectively mounted on a piston pin 10.1, 10.2 and 10.3 and so pivotally connected to the associated reciprocating 3.1.3.2 and 3.3. In this case, the terms small connecting rod 9.1.9.2 and 9.3 and large connecting rod 8.1.8.2 and 8.3 neither an absolute nor relative size assignment refer to, but they nen only for distinguishing the components and assignment to the engine shown in Fig. 1. Accordingly, the dimensions of the diameters of the small connecting rods 9.1, 9.2 and 9.3 can be smaller, equal to or greater than the dimensions of the diameters of the large connecting rods 8.1, 8.2, and 8.3.

[0037] Die Kurbelwelle 4 ist mit einem Kurbelwellenkettenrad 11 versehen und mittels einer Steuerkette 12 mit einem Nockenwellenkettenrad 13 gekoppelt. Das Nockenwellenkettenrad 13 treibt eine Nockenwelle 14 mit ihren zugehörigen Nocken zur Betätigung der Ein- und Auslassventile (nicht näher dargestellt) eines jeden Zylinders 2.1, 2.2 und 2.3 an. Das Leertrum der Steuerkette 12 wird mittels einer schwenkbar angeordneten Spannschiene 15 gespannt, die mittels eines Kettenspanners 16 an diese angedrückt wird. Das Zugtrum der Steuerkette 12 kann entlang einer Führungsschiene gleiten. Die wesentliche Funktionsweise dieses Steuertriebs einschließlich der Kraftstoffeinspritzung und Zündung mittels Zündkerze wird nicht näher erläutert und als bekannt vorausgesetzt. Die Exzentrizität der Kurbelwellenzapfen 7.1, 7.2 und 7.3 gibt maßgeblich den Hubweg HK vor, insbesondere wenn, wie im vorliegenden Fall, die Kurbelwelle 4 exakt zentrisch unter den Zylindern 2.1, 2.2 und 2.3 angeordnet ist. Der Hubkolben 3.1 ist in Fig. 1 in seiner untersten Stellung dargestellt, während der Hubkolben 3.2 in seiner obersten Stellung dargestellt ist. Die Differenz ergibt im vorliegenden Fall den Hubweg HK. Die verbleibende Höhe Hc (siehe Zylinder 2.2) ergibt die verbleibende Kompressionshöhe im Zylinder 2.2. In Verbindung mit dem Durchmesser des Hubkolbens 3.1, 3.2 oder 3.3 bzw. der zugehörigen Zylinder 2.1, 2.2 und 2.3 ergibt sich aus dem Hubweg HK das Hubvolumen Vh und aus der verbleibenden Kompressionshöhe Hc errechnet sich das Kompressionsvolumen Vc. Selbstverständlich hängt das Kompressionsvolumen Vc maßgeblich von der Gestaltung des Zylinderdeckels ab. Aus diesen Volumen Vh und Vc ergibt sich das Verdichtungsverhältnis ε. Im Detail errechnet sich das Verdichtungsverhältnis e aus der Summe des Hubvolumens Vh und des Kompressionsvolumens Vc dividiert durch das Kompressionsvolumen Vc. Heute übliche Werte für Ottomotoren liegen für ε zwischen 10 und 14.The crankshaft 4 is provided with a crankshaft sprocket 11 and coupled to a camshaft sprocket 13 by means of a timing chain 12. The camshaft sprocket 13 drives a camshaft 14 with its associated cams for actuating the intake and exhaust valves (not shown in detail) of each cylinder 2.1, 2.2 and 2.3. The slack side of the timing chain 12 is tensioned by means of a pivotally mounted clamping rail 15 which is pressed by means of a chain tensioner 16 to this. The Zugtrum the timing chain 12 can slide along a guide rail. The essential operation of this control drive including the fuel injection and ignition by spark plug is not explained in detail and assumed to be known. The eccentricity of the crankshaft journals 7.1, 7.2 and 7.3 are mainly the stroke HK, especially if, as in the present case, the crankshaft 4 is arranged exactly centrally below the cylinders 2.1, 2.2 and 2.3. The reciprocating piston 3.1 is shown in Fig. 1 in its lowermost position, while the reciprocating piston 3.2 is shown in its uppermost position. The difference results in the present case, the stroke HK. The remaining height Hc (see cylinder 2.2) gives the remaining compression height in cylinder 2.2. In conjunction with the diameter of the reciprocating piston 3.1, 3.2 or 3.3 or the associated cylinder 2.1, 2.2 and 2.3 results from the stroke HK the stroke volume Vh and from the remaining compression height Hc is calculated, the compression volume Vc. Of course, the compression volume Vc significantly depends on the design of the cylinder cover. From these volumes Vh and Vc, the compression ratio ε results. In detail, the compression ratio e is calculated from the sum of the stroke volume Vh and the compression volume Vc divided by the compression volume Vc. Today's values for gasoline engines are between 10 and 14 for ε.

[0038] Damit in Abhängigkeit vom Betriebspunkt (η, T, Drosselklappenstellung) des Verbrennungsmotors 1 das Verdichtungsverhältnis ε angepasst werden kann, sind erfindungsgemäß die Pleuelstangen 6.1, 6.2 und 6.3 in ihrer Länge verstellbar ausgestaltet. Hierdurch kann im Teillastbereich mit einem höheren Verdichtungsverhältnis gefahren werden als im Volllastbereich.Thus, depending on the operating point (η, T, throttle position) of the internal combustion engine 1, the compression ratio ε can be adjusted according to the invention, the connecting rods 6.1, 6.2 and 6.3 designed adjustable in their length. As a result, can be driven in the partial load range with a higher compression ratio than in the full load range.

[0039] In Fig. 2 ist beispielhaft die längenverstellbare Pleuelstange 6.1 dargestellt, die identisch zu den Pleuelstangen 6.2 und 6.3 ausgestaltet ist. Die Beschreibung gilt daher entsprechend. Die Pleuelstange 6.1 weist einen Pleuelstangenkopf 17.1 mit dem besagten kleinen Pleuelauge 9.1, einem ersten Pleuelteil 18.1, das teleskopierbar in einem zweiten Pleuelteil 19.1 geführt ist, auf. Die relative Bewegung des ersten Pleuelteils 18.1 in Längsrichtung zum zweiten Pleuelteil 19.1 erfolgt mittels einer Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 mit einem Verstellkolben 21.1. und einer Zylinderbohrung 22.1 sowie einer Dichtungseinrichtung 23.1 zwischen dem Verstellkolben 21.1 und der Zylinderbohrung 22.1. Am zweiten Pleuelteil 19.1 ist eine untere Lagerschale 19b.1 angeordnet, die zusammen mit dem unteren Bereich des zweiten Pleuelteils 19.1 das große Pleuelauge 8.1 umgibt. Die untere Lagerschale 19b.1 und das zweite Pleuelteil 19.1 werden in üblicher Weise mittels Befestigungsmitteln miteinander verbunden. Das untere Ende des ersten Pleuelteils 18.1 ist mit dem Verstellkolben 21.1 verbunden, der in der Zylinderbohrung 22.1 des zweiten Pleuelteils 19.1 verschiebbar geführt ist. Am oberen Ende weist das zweite Pleuelteil 19.1 einen Deckel 19a.1 auf, durch den das erste Pleuelteil 18.1 hindurch geführt und abgedichtet ist. Somit dichtet der Deckel 19a.1 insgesamt die Zylinderbohrung 22.1 ab. Der Verstellkolben 21.1 ist als Stufenkolben ausgestaltet. Unterhalb des Verstellkolbens 21.1 ist ein erster Druckraum 24.1 mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet und oberhalb des Verstellkolbens 21.1 ist ein kreisringförmigerzweiter Druckraum 25.1 ausgebildet. Der Verstellkolben 21.1 und die Zylinderbohrung 22.1 sind Bestandteil eines Verstellmechanismus zur Veränderung der Pleuelstangenlänge. Zu dem Verstellmechanismus gehört auch eine unten näher beschriebene hydraulische Schaltung 26.1, die entsprechend für einen Zu- bzw. Ablauf des Hydraulikfluids in bzw. aus den Druckräumen 24.1 und 25.1 und somit für eine Fixierung des mittels der an derIn Fig. 2, the length-adjustable connecting rod 6.1 is exemplified, which is configured identically to the connecting rods 6.2 and 6.3. The description therefore applies accordingly. The connecting rod 6.1 has a connecting rod head 17.1 with the said small connecting-rod eye 9.1, a first connecting rod part 18.1, which is guided telescopically in a second connecting rod part 19.1. The relative movement of the first connecting rod part 18.1 in the longitudinal direction to the second connecting rod part 19.1 takes place by means of a cylinder-piston unit 20.1 with an adjusting piston 21.1. and a cylinder bore 22.1 and a sealing device 23.1 between the adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 22.1. At the second connecting rod part 19.1, a lower bearing shell 19b.1 is arranged, which surrounds the large connecting rod eye 8.1 together with the lower region of the second connecting rod part 19.1. The lower bearing shell 19b.1 and the second Pleuelteil 19.1 are connected to each other in the usual way by means of fastening means. The lower end of the first connecting rod part 18.1 is connected to the adjusting piston 21.1, which is guided displaceably in the cylinder bore 22.1 of the second connecting rod part 19.1. At the upper end, the second connecting rod part 19.1 has a cover 19a.1, through which the first connecting rod part 18.1 is guided and sealed. Thus, the cover 19a.1 seals the cylinder bore 22.1 in total. The adjusting piston 21.1 is designed as a stepped piston. Below the adjusting piston 21.1, a first pressure chamber 24.1 is formed with a circular cross section, and above the adjusting piston 21.1, a second annular pressure chamber 25.1 is formed. The adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 22.1 are part of an adjusting mechanism for changing the connecting rod length. The adjusting mechanism also includes a hydraulic circuit 26.1 described in more detail below, which correspondingly for an inlet and outlet of the hydraulic fluid into and out of the pressure chambers 24.1 and 25.1 and thus for fixing the means of the at

Pleuelstange 6.1 wirkenden Kräfte aktuierten Verstellkolbens 21.1 sorgt.Connecting rod 6.1 acting forces actuated adjusting piston 21.1 provides.

[0040] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt des zweiten Pleuelteils 19.1 im Bereich der Druckräume 24.1 und 25.1 sowie des Verstellkolbens 21.1 im Querschnitt kreisringförmig (mit Ausnahme eventuell vorhandener Hydraulikfluidleitungen) ausgestaltet. Andere geometrische Abmessungen sind denkbar. Entsprechend ergibt sich hier die Wandstärke Dw aus dem zugehörigen Außenradius ra des oberen Abschnitts des zweiten Pleuelteils 19.1 abzüglich des Innenradius η der Zylinderbohrung 22.1. Bei einer solchen symmetrischen Ausgestaltung ist die Wandstärke Dw über den Umfang des zweiten Pleuelteils 19.1 gleichmäßig dick und die Spannungen im Werkstoff des zweiten Pleuelteils 19.1 gleichmäßig gering, so dass aufgrund eines relativ großen Kolbendurchmessers für den Verstellkolben 21.1 der in der Pleuelstange 6.1 auftretende maximale Systemdruck in beherrschbaren Grenzen bleibt.In the present embodiment, the portion of the second connecting rod 19.1 in the area of the pressure chambers 24.1 and 25.1 and the adjusting piston 21.1 in cross-section annular (except possibly existing hydraulic fluid lines) configured. Other geometric dimensions are conceivable. Correspondingly, here the wall thickness Dw results from the associated outer radius ra of the upper section of the second connecting rod part 19.1 minus the inner radius η of the cylinder bore 22.1. In such a symmetrical embodiment, the wall thickness Dw over the circumference of the second connecting rod 19.1 uniformly thick and the stresses in the material of the second connecting rod 19.1 uniformly low, so that due to a relatively large piston diameter for the adjusting 21.1 occurring in the connecting rod 6.1 maximum system pressure in manageable limits remains.

[0041] Der Verstellkolben 21.1 der Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 in Fig. 2 ist als Stufenkolben ausgebildet. Unter einem Stufenkolben wird im Allgemeinen ein zweiseitig wirkender Kolben mit unterschiedlich großen Wirkflächen verstanden. Eine erste Stirnseite 27.1 ist kreisförmig ausgestaltet und dem ersten Druckraum 24.1 zugeordnet. Eine zweite Stirnseite 28.1 ist kreisringförmig ausgestaltet und dem zweiten Druckraum 25.1 zugeordnet. Von der zweiten Stirnseite 28.1 aus erstreckt sich die Kolbenstange 18a. 1, die den Pleuelstangelkopf 17.1 des ersten Pleuelteils 18.1 mit dem Verstellkolben 21.1 verbindet. Dabei erstreckt sich die Kolbenstange 18a.1 durch eine entsprechende Stangenbohrung 36.1 in dem Deckel 19a.1 des zweiten Pleuelteils 19.1. In der Stangenbohrung 36.1 ist an dem dem Kurbelgehäuse zugewandten äußeren Ende der Stangenbohrung 36.1 ein Ölabstreifer 33.1 vorgesehen, der die Zylinderbohrung 22.1 der Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 gegen einen Eintrag von Rußpartikeln und Spänen aus dem höher schmutzbelasteten Motoröl im Kurbelgehäuse verhindert. Dieser Ölabstreifer 33.1 ist dabei als Stangen-Abstreifer 34.1 ausgebildet, der in einer Bohrungsnut 35.1 am äußeren Ende der Stangenbohrung 36.1 angeordnet ist und mit der Abstreiflippe 34a.1 des Stangen-Abstreifers 34.1 an der Kolbenstange 18a.1 radial umlaufend anliegt und bei einer Bewegung der Kolbenstange 18a.1 in der Stangenbohrung 36.1 lediglich den Eintrag eines hauchdünnen Films von sauberem Motoröl in den als Spaltdichtung 37.1 ausgebildeten Zwischenraum zwischen der Stangenbohrung 36.1 und der Kolbenstange 18a. zulässt.The adjusting piston 21.1 of the cylinder-piston unit 20.1 in Fig. 2 is designed as a stepped piston. Under a stepped piston is generally understood to mean a two-sided piston with different sized effective surfaces. A first end face 27.1 is circular in shape and associated with the first pressure chamber 24.1. A second end face 28.1 is designed annular and associated with the second pressure chamber 25.1. From the second end face 28.1, the piston rod 18a extends. 1, which connects the Pleuelstangelkopf 17.1 of the first Pleuelteils 18.1 with the adjusting piston 21.1. In this case, the piston rod 18a.1 extends through a corresponding rod bore 36.1 in the cover 19a.1 of the second connecting rod part 19.1. In the rod bore 36.1 36.1 an oil scraper 33.1 is provided on the crankcase facing the outer end of the rod bore, which prevents the cylinder bore 22.1 of the cylinder-piston unit 20.1 against entry of soot particles and chips from the higher dirt-loaded engine oil in the crankcase. This oil scraper 33.1 is designed as a rod scraper 34.1, which is arranged in a bore groove 35.1 at the outer end of the rod bore 36.1 and with the wiper lip 34a.1 of the rod scraper 34.1 radially abutting the piston rod 18a.1 and during a movement the piston rod 18a.1 in the rod bore 36.1 only the entry of a wafer-thin film of clean engine oil in the gap formed as gap seal 37.1 between the rod bore 36.1 and the piston rod 18a. allows.

[0042] Im Folgenden wird anhand der Fig. 2 die in der Pleuelstange 6.1 verwendete hydraulische Schaltung 26.1 näher erläutert. Die hydraulische Schaltung 26.1 wird mit Motoröl betrieben, wobei ein Ölversorgungskanal 29.1 direkt mit dem großen Pleuelauge 8.1 in Verbindung steht, durch den Motoröl der hydraulischen Schaltung 26.1 zugeführt werden kann oder gegebenenfalls aus dieser abfließt. Im Anschluss an den Ölversorgungskanal 29.1 ist eine Rück-strömdrossel 30.1 mit einem Rückschlagventil und einer parallel dazu geschalteten Drossel vorgesehen. Von der Rückströmdrossel 30.1 aus gelangt das Motoröl über den Kanal 31.1 zu einem Steuerventil 32.1. Das Steuerventil 32.1 umfasst einen Stellkolben 32a.1, der gegen eine Druckfeder 32b. 1 verschiebbar geführt ist.In the following, the hydraulic circuit used in the connecting rod 6.1 6.1.1 is explained in more detail with reference to FIG. 2. The hydraulic circuit 26.1 is operated with engine oil, wherein an oil supply channel 29.1 is directly connected to the large connecting rod 8.1 in connection, can be supplied by the engine oil of the hydraulic circuit 26.1 or possibly flows out of this. Following the oil supply channel 29.1, a return flow restrictor 30.1 is provided with a check valve and a throttle connected in parallel thereto. From the Rückströmdrossel 30.1 from the engine oil passes through the channel 31.1 to a control valve 32.1. The control valve 32.1 comprises a control piston 32a.1 which abuts against a compression spring 32b. 1 is guided displaceably.

[0043] Aus dem ersten Druckraum 24.1 führt ein Rücklaufkanal 40.1 zum Steuerventil 32.1. Ein durch ein Rückschlagventil 41.1 absperrbarer Ölkanal 42.1 steht ebenfalls mit dem Steuerventil 32.1 in Verbindung und führt zum ersten Druckraum 24.1. Der erste Rücklaufkanal 40.1 ist in der in Fig. 2 gezeigten Stellung des Stellkolbens 32a.1 verschlossen. Öl aus dem ersten Druckraum 24.1 kann aufgrund des geschlossenen Rückschlagventils 41.1 nicht entweichen. Der Verstellkolben 21.1 fährt oder ist in der finalen ausgefahrenen oberen Stellung und ist dort hydraulisch gesperrt. Hierdurch befindet sich die Pleuelstange 6.1 in ihrer längeren Stellung. Aus dem zweiten Druckraum 25.1 führt eine Rücklaufleitung 43.1 zum Steuerventil 32.1. In der in Fig. 2 dargestellten Stellung des Steuerventils 32.1 kann Motoröl aus dem zweiten Druckraum 25.1 über die Rücklaufleitung 43.1 und das Steuerventil 32.1 sowie den Auslass 44.1 ins Kurbelgehäuse abfließen. In dem ebenfalls aus dem zweiten Druckraum 25.1 zum Steuerventil 32.1 abgehenden Ölkanal 45.1 ist ein weiteres Rückschlagventil 46.1 angeordnet.From the first pressure chamber 24.1 leads a return passage 40.1 to the control valve 32.1. An isolatable by a check valve 41.1 oil passage 42.1 is also in communication with the control valve 32.1 and leads to the first pressure chamber 24.1. The first return passage 40.1 is closed in the position of the actuating piston 32a.1 shown in FIG. Oil from the first pressure chamber 24.1 can not escape due to the closed check valve 41.1. The adjusting piston 21.1 moves or is in the final extended upper position and is hydraulically locked there. As a result, the connecting rod 6.1 is in its extended position. From the second pressure chamber 25.1 leads a return line 43.1 to the control valve 32.1. In the position of the control valve 32.1 shown in FIG. 2, engine oil can flow out of the second pressure chamber 25.1 via the return line 43.1 and the control valve 32.1 as well as the outlet 44.1 into the crankcase. In the outgoing from the second pressure chamber 25.1 to the control valve 32.1 oil passage 45.1 another check valve 46.1 is arranged.

[0044] Wird aber nunmehr der Druck des in die hydraulische Schaltung 26.1 einströmenden Motoröls über die Ölpumpe des Verbrennungsmotors erhöht, kommt es zu einem Verschieben des Stellkolbens 32a.1 im Steuerventil 32.1 entgegen der Kraft der Druckfeder 32b.1. Hierdurch wird der erste Rücklaufkanal 40.1 geöffnet und das Motoröl kann aus dem ersten Druckraum 24.1 über den Kanal 31.1 und die Rückstromdrossel 30.1 abfließen. Hierdurch sinkt der Verstellkolben 21.1 ab. Gleichzeitig wird die Rücklaufleitung 43.1 geschlossen und über den Ölkanal 45.1 und das Rückschlagventil 46.1 der zweite Druckraum 25.1 mit Motoröl gefüllt. Sobald der Verstellkolben 21.1 am unteren Anschlag anliegt, ist der Verstellkolben 21.1 in dieser Stellung hydraulisch arretiert, solange ein ausreichender Druck am Steuerventil 32.1 anliegt, und die Pleuelstange 6.1 nimmt ihre kurze Stellung ein. Diese eingefahrene Stellung ist vorteilhaft bei Volllast, wohingegen die ausgefahrene Stellung entsprechend Fig. 2 für den Teil- und Niedriglastbetrieb vorteilhaft ist. Hinsichtlich der weiteren Wirkungs- und Funktionsweise wird ergänzend auf die WO 2015/055582 A2 verwiesen, die den hier gezeigten Verstellmechanismus und Varianten hierzu im Detail beschreibt, die ebenfalls Anwendung finden können.However, if now increases the pressure of the inflowing into the hydraulic circuit 26.1 engine oil via the oil pump of the engine, there is a displacement of the actuating piston 32a.1 in the control valve 32.1 against the force of the compression spring 32b.1. As a result, the first return passage 40.1 is opened and the engine oil can flow out of the first pressure chamber 24.1 via the channel 31.1 and the return flow throttle 30.1. As a result, the adjusting piston 21.1 decreases. At the same time, the return line 43.1 is closed and filled via the oil passage 45.1 and the check valve 46.1 of the second pressure chamber 25.1 with engine oil. As soon as the adjusting piston 21.1 bears against the lower stop, the adjusting piston 21.1 is hydraulically locked in this position, as long as a sufficient pressure is applied to the control valve 32.1, and the connecting rod 6.1 assumes its short position. This retracted position is advantageous at full load, whereas the extended position shown in FIG. 2 for the partial and low load operation is advantageous. With regard to the further mode of action and operation, reference is additionally made to WO 2015/055582 A2, which describes in detail the adjustment mechanism shown here and variants thereof, which may also be used.

[0045] Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht der Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 der längenverstellbaren Pleuelstange 6.1 aus Fig. 2 mit einem zweistufigen Verstellkolben 21.1, der in einer Zylinderbohrung 22.1 längsbeweglich verschiebbar ist und an der zweiten Stirnseite 28.1 eine Kolbenstange 18a.1 aufweist, die sich durch eine Stangenbohrung 36.1 in dem Deckel 19a.1 des zweiten Pleuelteils 19.1 erstreckt. Zwischen der Stangenbohrung 36.1 und der Kolbenstange 18a.1 ist eine Spaltdichtung 37.1 ausgebildet, die das im zweiten Druckraum 25.1 vorhandene Motoröl daran hindert, durch den Spalt zwischen Kolbenstange 18a.1 und Stangenbohrung 36.1 hindurchzuströmen. Die Spaltdichtung 37.1 minimiert bei einer Zugbeaufschlagung durch die längenverstellbaren Pleuelstangen 6.1 ein Einfahren des Verstellkolbens 21.1 in die zweite Druckkammer 25.1. Da der Stangen-Abstreifer 34.1 einen Eintrag von Rußpartikeln und Spänen aus dem Motoröl in den Spalt der Spaltdichtung 37.1 verhindert, kann für die Spaltdichtung 37.1 zwischen Stangenbohrung 36.1 und Kolbenstange 18a.1 ein geringes Spaltmaß von weniger als 30 pm eingesetzt werden.Fig. 3 shows an enlarged sectional view of the cylinder-piston unit 20.1 of the length-adjustable connecting rod 6.1 of FIG. 2 with a two-stage adjusting piston 21.1, which is longitudinally displaceable in a cylinder bore 22.1 and on the second end face 28.1 a piston rod 18a.1 which extends through a rod bore 36.1 in the lid 19a.1 of the second connecting rod part 19.1. Between the rod bore 36.1 and the piston rod 18a.1, a gap seal 37.1 is formed, which prevents the motor oil present in the second pressure chamber 25.1 from passing through the gap between the piston rod 18a.1 and the rod bore 36.1. The gap seal 37.1 minimizes at a Zugbeaufschlagung by the length-adjustable connecting rods 6.1 retraction of the adjusting piston 21.1 in the second pressure chamber 25.1. Since the rod wiper 34.1 prevents entry of soot particles and chips from the engine oil into the gap of the gap seal 37.1, a small clearance of less than 30 μm can be used for the gap seal 37.1 between the rod bore 36.1 and the piston rod 18a.1.

[0046] Der an dem äußeren Ende der Stangenbohrung 36.1 vorgesehene Stangen-Abstreifer 34.1 verhindert darüber hinaus einen Eintrag von Rußpartikeln und Spänen aus dem belasteten Motoröl im Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors 1 in die Zylinderbohrung 22.1 der Zylinder-Kolben-Einheit 20.1. Die sich radial enganliegend um die Kolbenstange 18a.1 herum erstreckende Abstreiflippe 34a. 1 des Stangen-Abstreifers 34.1 verhindert bei einer Einfahrbewegung der Kolbenstange 18a.1 in die Stangenbohrung 36.1 und dann in die Zylinderbohrung 22.1 nicht nur den Eintrag von Schmutzpartikeln, sondern bis auf einen dünnen Ölfilm auf der Kolbenstange 18a.1 auch eine signifikante Zuführung von Motoröl. Entsprechend erfolgt die Versorgung des ersten Druckraums 24.1 und des zweiten Druckraums 35.1 mit Motoröl nahezu vollständig über die hydraulische Schaltung 23.1 und den Ölversorgungskanal 29.1 direkt aus dem großen Pleuelauge 8.1. Das über das große Pleuelauge 8.1 und den Ölversorgungskanal 29.1 der Zylinderbohrung 22.1 zugeführte Motoröl kann mithilfe von Filtern und Reinigungseinrichtungen eine deutlich geringere Schadstoffbelastung und einen deutlich geringeren Partikeldurchmesser der noch enthaltenen Schadstoffpartikel aufweisen, sodass zwischen dem Verstellkolben 21.1 und der Zylinderbohrung 22.1 eine Spaltdichtung 49.1 mit einem äußerst geringen Spaltmaß S eingesetzt werden kann. Während das Spaltmaß S bei einem typischen Verstellkolben 21.1 einer Zylinder-Kolben-Einheit 21.1 für eine teleskopierbare Pleuelstange 6.1 mit einem Durchmesser zwischen 12 und 20 mm mindestens 30 pm beträgt, kann das Spaltmaß S der Spaltdichtung 49.1 zwischen Verstellkolben 21.1 und Zylinderbohrung 22.1 einer erfindungsgemäßen Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 zumindest auf unter 20 pm, bevorzugt auf unter 10 pm, begrenzt werden. Ein derart geringes Spaltmaß S der Spaltdichtung 49.1 verhindert nahezu vollständig, dass das im ersten Druckraum 24.1 bzw. dem zweiten Druckraum 25.1 vorhandene Motoröl durch die Spaltdichtung 49.1 hindurchströmt und verhindert so insbesondere bei einer ausgefahrenen Stellung der längenverstellbaren Pleuelstange 6.1 ein Absinken des Verstellkolbens 21.1 in den ersten Druckraum 24.1 bei einer Druckbeaufschlagung durch die längenverstellbare Pleuelstange 6.1.The provided at the outer end of the rod bore 36.1 rod wiper 34.1 also prevents entry of soot particles and chips from the loaded engine oil in the crankcase of the engine 1 in the cylinder bore 22.1 of the cylinder-piston unit 20.1. The radially close fitting around the piston rod 18 a.1 around extending wiper lip 34 a. 1 of the rod wiper 34.1 prevents at a retraction movement of the piston rod 18a.1 in the rod bore 36.1 and then in the cylinder bore 22.1 not only the entry of dirt particles, but up to a thin film of oil on the piston rod 18a.1 also a significant supply of engine oil , Accordingly, the supply of the first pressure chamber 24.1 and the second pressure chamber 35.1 with engine oil takes place almost completely via the hydraulic circuit 23.1 and the oil supply channel 29.1 directly from the large connecting rod eye 8.1. The engine oil supplied via the large connecting rod eye 8.1 and the oil supply channel 29.1 of the cylinder bore 22.1 can have a significantly lower pollutant load and a significantly smaller particle diameter of the pollutant particles still contained by means of filters and cleaning devices, so that between the adjusting piston 21.1 and the cylinder bore 22.1 a gap seal 49.1 with a extremely small gap S can be used. While the gap S is at least 30 pm in a typical adjusting piston 21.1 of a cylinder-piston unit 21.1 for a telescopic connecting rod 6.1 with a diameter between 12 and 20 mm, the gap S of the gap seal 49.1 between adjusting piston 21.1 and cylinder bore 22.1 of a cylinder according to the invention -Coil unit 20.1 at least to less than 20 pm, preferably limited to less than 10 pm. Such a small gap dimension S of the gap seal 49.1 almost completely prevents the engine oil present in the first pressure chamber 24.1 or the second pressure chamber 25.1 from flowing through the gap seal 49.1 and thus prevents a drop in the adjusting piston 21.1 in the case of an extended position of the length-adjustable connecting rod 6.1 first pressure chamber 24.1 at a pressurization by the length-adjustable connecting rod 6.1.

[0047] Eine weitere Ausführungsform der Zylinder-Kolben-Einheit 20.1 zeigt die vergrößerte Schnittansicht in Fig. 4. Auch in dieser Ausführungsform ist der Verstellkolben 21.1 wieder als bidirektional wirkender Verstellkolben 21.1 ausgebildet, der sowohl an der ersten Stirnseite 27.1 als auch an der zweiten Stirnseite 28.1 Zylinder-Abstreifern 47.1 aufweist. Anstatt einer Spaltdichtung 37.1 zwischen der Kolbenstange 18a.1 und der Stangenbohrung 36.1 in Fig. 3 ist hier mindestens eine Stangendichtung 37a.1 vorgesehen, die in einer Bohrungsnut 35.1 der Stangenbohrung 36.1 positioniert ist und im Gleitkontakt mit der Kolbenstange 18a.1 steht. Die Zylinder-Abstreifer 47.1 sind jeweils in einer Kolbennut 48.1 angeordnet, die jeweils an den dem ersten Druckraum 24.1 und dem zweiten Druckraum 25.1 zugewandten Enden der Außenwandung 39.1 des Verstellkolbens 21.1 angeordnet sind. Die Zylinder-Abstreifer 47.1 verhindern mit der Abstreiflippe 47a.1, die radial umlaufend an der Innenwandung 38.1 der Zylinderbohrung anliegt, einen Eintrag von Partikeln aus dem Motoröl in die Dichtungseinrichtung 23.1 zwischen Verstellkolben 21.1 und Zylinderbohrung 22.1. Dabei kann die Dichtungseinrichtung 23.1 sowohl als Spaltdichtung 49.1 (auf der linken Seite dargestellt), als einzelne Kolbendichtung 49a. 1 (nicht gezeigt), oder als mehrere Kolbendichtungen 49a. 1 (auf der rechten Seite dargestellt) ausgebildet sein, wobei die Kolbendichtungen 49a. 1 in entsprechenden zueinander beabstan-deten Kolbennuten 48.1 angeordnet sein können. Die an den stirnseitigen Enden der Außenwandung 39.1 des Verstellkolbens 21.1 angeordneten Zylinder-Abstreifer 47.1 schützen die Dichtungseinrichtung 23.1 vor vorzeitigem Verschleiß, Beschädigung und Ausfall durch den Eintrag von Rußpartikeln und Spänen aus dem Motoröl im ersten Druckraum 24.1 oder im zweiten Druckraum 25.1.A further embodiment of the cylinder-piston unit 20.1 shows the enlarged sectional view in Fig. 4. Also in this embodiment, the adjusting piston 21.1 is again formed as a bidirectional adjusting piston 21.1, both at the first end face 27.1 and at the second Front side has 28.1 cylinder scrapers 47.1. Instead of a gap seal 37.1 between the piston rod 18a.1 and the rod bore 36.1 in Fig. 3 here at least one rod seal 37a.1 is provided, which is positioned in a bore groove 35.1 of the rod bore 36.1 and is in sliding contact with the piston rod 18a.1. The cylinder scrapers 47.1 are each arranged in a piston groove 48.1, which are respectively arranged on the first pressure chamber 24.1 and the second pressure chamber 25.1 facing ends of the outer wall 39.1 of the adjusting piston 21.1. The cylinder scrapers 47.1 prevent with the wiper lip 47a.1, which rests radially circumferentially on the inner wall 38.1 of the cylinder bore, an entry of particles from the engine oil in the sealing device 23.1 between the adjusting piston 21.1 and cylinder bore 22.1. In this case, the sealing device 23.1 both as a gap seal 49.1 (shown on the left side), as a single piston seal 49a. 1 (not shown) or as multiple piston seals 49a. 1 (shown on the right side), wherein the piston seals 49a. 1 may be arranged in corresponding mutually spaced-apart piston grooves 48.1. The arranged at the front ends of the outer wall 39.1 of the adjusting piston 21.1 cylinder scrapers 47.1 protect the sealing device 23.1 from premature wear, damage and failure by the entry of soot particles and chips from the engine oil in the first pressure chamber 24.1 or in the second pressure chamber 25.1.

BEZUGSZEICHENLISTE I Verbrennungsmotor 2.1.2.2.2.3 Zylinder 3.1.3.2.3.3 Hubkolben 4 Kurbelwelle 5.1,5.2,5.3,5.4 Kurbelwellenlager 6.1.6.2.6.3 Pleuelstange 7.1.7.2.7.3 Kurbelwellenzapfen 8.1.8.2.8.3 großes Pleuelauge 9.1.9.2.9.3 kleine Pleuelauge 10.1.10.2.10.3 Kolbenbolzen II Kurbelwellenketterad 12 Steuerkette 13 Nockenwellenkettenrad 14 Nockenwelle 15 Spannschiene 16 Kettenspanner 17.1 Pleuelstangenkopf 18.1 erstes Pleuelteil 18a.1 Kolbenstange 19.1 zweites Pleuelteil 19a.1 Deckel 19b.1 Lagerschale 20.1 Zylinder-Kolben-Einheit 21.1 Verstellkolben 22.1 Zylinderbohrung 23.1 Dichtungseinrichtung 24.1 erster Druckraum 25.1 zweiter Druckraum 26.1 hydraulische Schaltung 27.1 erste Stirnseite 28.1 zweite Stirnseite 29.1 Ölversorgungskanal 30.1 Rückströmdrossel 31.1 Kanal 32.1 Steuerventil 32a. 1 Stellkolben 32b. 1 Druckfeder 33.1 Ölabstreifer 34.1 Stangen-Abstreifer 34a. 1 Abstreiflippe 35.1 Bohrungsnut 36.1 Stangenbohrung 37.1 Spaltdichtung 37a. 1 Stangendichtung 38.1 Innenwandung 39.1 Außenwandung 40.1 Rücklaufkanal 41.1 Rückschlagventil 42.1 Ölkanal 43.1 Rücklaufleitung 44.1 Auslass 45.1 Ölkanal 46.1 Rückschlagventil 47.1 Zylinder-Abstreifer 47a. 1 Abstreiflippe 48.1 Kolbennut 49.1 Spaltdichtung 49a. 1 KolbendichtungREFERENCE LIST I Internal combustion engine 2.1.2.2.2.3 Cylinder 3.1.3.2.3.3 Reciprocating piston 4 Crankshaft 5.1.5.2,5.3,5.4 Crankshaft bearing 6.1.6.2.6.3 Connecting rod 7.1.7.2.7.3 Crankshaft journal 8.1.8.2.8.3 Large connecting rod 9.1.9.2.9.3 Small Connecting rod eye 10.1.10.2.10.3 Piston pin II Crankshaft chain wheel 12 Timing chain 13 Camshaft sprocket 14 Camshaft 15 Clamping rail 16 Chain tensioner 17.1 Connecting rod end 18.1 First connecting rod part 18a.1 Piston rod 19.1 Second connecting rod part 19a.1 Cover 19b.1 Bearing shell 20.1 Cylinder-piston unit 21.1 Adjusting piston 22.1 Cylinder bore 23.1 Sealing device 24.1 first pressure chamber 25.1 second pressure chamber 26.1 hydraulic circuit 27.1 first end face 28.1 second end face 29.1 oil supply channel 30.1 return flow restrictor 31.1 channel 32.1 control valve 32a. 1 adjusting piston 32b. 1 compression spring 33.1 Oil scraper 34.1 Rod scraper 34a. 1 wiper lip 35.1 bore groove 36.1 rod bore 37.1 gap seal 37a. 1 Rod seal 38.1 Inner wall 39.1 Outer wall 40.1 Return passage 41.1 Check valve 42.1 Oil passage 43.1 Return passage 44.1 Outlet 45.1 Oil passage 46.1 Check valve 47.1 Cylinder scraper 47a. 1 wiper lip 48.1 piston groove 49.1 gap seal 49a. 1 piston seal

Dw WandstärkeDw wall thickness

Vh HubvolumenVh stroke volume

Vc KompressionsvolumenVc compression volume

Hc Kompressionshöhe HK Hubweg η Innendurchmesser ra Außendurchmesser S Spaltmaß ε Verdichtungsverhältnis n Drehzahl T TemperaturHc Compression height HK Stroke η Inner diameter ra Outer diameter S Gap ε Compression ratio n Speed T Temperature

Claims

claims

1. length-adjustable connecting rod (6.1) for an internal combustion engine (1), in particular a gasoline engine, with a first connecting rod (18.1) and a second connecting rod (19.1), the first connecting rod (18.1) has a small connecting rod (9.1) for receiving a piston pin (10.1) and the second connecting rod part (19.1) has a large connecting rod eye (8.1) for receiving a crankshaft journal (7.1), wherein the first connecting rod part (18.1) relative to the second connecting rod part (19.1) is movable to the distance between the large connecting rod eye (8.1) and the small connecting rod eye (9.1) and with at least one cylinder-piston unit (20.1) to adjust the first connecting rod part (18.1) relative to the second connecting rod part (19.1), the cylinder-piston unit ( 20.1) comprises a cylinder bore (22.1), an adjusting piston (21.1) arranged longitudinally movably in the cylinder bore (22.1) with a piston rod (18a.1), at least one first pressure chamber (2) provided in the cylinder bore (22.1) 4.1) for receiving engine oil of the internal combustion engine, the first pressure chamber (24.1) is bounded on one side by the movable adjusting piston (21.1), and one between an outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and an inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) arranged sealing means (23.1), wherein the piston rod (18a.1) extends through a rod bore (36.1) in the cylinder-piston unit (20.1) into the crankcase of the internal combustion engine (1), characterized in that the cylinder pistons Unit (20.1) at least one rod wiper (34.1) with a wiper lip (34a. 1), wherein the rod wiper (34.1) is arranged in the rod bore (36.1) and abuts radially circumferentially with the wiper lip (34a, 1) on the piston rod (18a.1) and engages with the piston rod (18a.1) in Sliding contact is to strip at a retraction movement of the piston rod (18a.1) in the cylinder-piston unit (20.1) engine oil from the piston rod (18a.1).

2. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to claim 1, characterized in that at the lying in the direction of the crankcase end of the rod bore (36.1) has a circumferential bore groove (35.1) is provided and the rod-scraper (34.1) in the bore groove (35.1) is arranged.

3. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to claim 1 or 2, characterized in that in the rod bore (36.1) at least one rod seal (37a.1), preferably at least two rod seals (37a.1) is provided, wherein the at least one rod seal (37a.1) is arranged in a circumferential bore groove (35.1) in the rod bore (36.1) and is in sliding contact with the piston rod (18a.1).

4. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to claim 1 or 2, characterized in that between the piston rod (18 a.1) and the rod bore (36.1) a gap seal (37.1), is provided.

5. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sealing device (23.1) between the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and the inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) a cylinder wiper (47.1), wherein the cylinder scraper (47.1) is arranged on a first pressure chamber (24.1) facing the end of the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1).

6. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sealing device (23.1) between the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and the inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) as a gap seal (49.1 ) is trained.

7. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to claim 6, characterized in that the gap seal (49.1) between the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and the inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) has a gap (S) of at most 20 pm, preferably of at most 10 pm.

8. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sealing device (23.1) between the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and the inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) at least one piston seal ( 49a.1), preferably comprises a plurality of piston seals (49a.1), wherein each piston seal (49a.1) is arranged in a separate piston groove (48.1) encircling the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and communicating with the inner wall (38.1 ) of the cylinder bore (22.1) is in sliding contact.

9. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the adjusting piston (21.1) of the cylinder-piston unit (20.1) is designed as a bidirectional adjusting piston (21.1), wherein in the cylinder bore (22.1 ) longitudinally movably arranged adjusting piston (21.1) further forms a second pressure chamber (25.1) for receiving engine oil and bounded on one side, wherein at one of the second pressure chamber (25.1) facing the end of the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) another cylinder scraper (47.1) is arranged.

10. Length-adjustable connecting rod (6.1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first connecting rod part (18.1) with the adjusting piston (21.1) of the cylinder-piston unit (20.1) is connected and the second connecting rod part (19.1) Cylinder bore (22.1) of the cylinder-piston unit (20.1) has.

11. Use of a cylinder-piston unit (20.1) with a sealing device (23.1) for a length-adjustable connecting rod (6.1) of an internal combustion engine (1) with a first connecting rod part (18.1) and a second connecting rod part (19.1), which by means of the cylinder Piston unit are adjustable to move the first Pleuelteil (18.1) relative to the second Pleuelteil (19.1), the cylinder-piston unit (20.1) comprises a cylinder bore (22.1), in the cylinder bore (22.1) arranged longitudinally adjustable piston (21.1) with a piston rod (18a.1), at least one first pressure chamber (24.1) provided in the cylinder bore (22.1) and between the outer wall (39.1) of the adjusting piston (21.1) and the inner wall (38.1) of the cylinder bore (22.1) arranged sealing means (23.1), wherein the piston rod (18a.1) extends through a rod bore (36.1) in the cylinder-piston unit (20.1) into the crankcase of the internal combustion engine (1), dadu characterized in that the cylinder-piston unit (20.1) at least one rod wiper (34.1) with a wiper lip (34a. 1), wherein the rod-Ab-scraper (34.1) in the rod bore (36.1) is arranged and with the wiper lip (34a.1) on the piston rod (18a.1) rests radially encircling and with the piston rod (18a.1 ) is in sliding contact in order to strip engine oil from the piston rod (18a.1) when the piston rod (18a.1) retracts into the cylinder-piston unit (20.1).

12. internal combustion engine (1) with at least one reciprocating piston (3.1,3.2,3.3) and with at least one adjustable compression ratio in a cylinder (2.1,2.2,2.3) and connected to the reciprocating piston (3.1,3.2,3.3) length-adjustable connecting rod (6.1 ) (6.1,6.2, 6.3) according to one of claims 1 to 10.

13. internal combustion engine (1) according to claim 12, characterized in that the cylinder-piston unit (20.1) of the length-adjustable connecting rod (6.1,6.2,6.3) is connected to the engine oil hydraulics of the internal combustion engine (1).

14. internal combustion engine (1) according to claim 12 or 13, characterized in that the system pressure of the engine oil in the first pressure chamber (24.1) of the cylinder-piston unit (20.1) between 1,000 and 3,000 bar bar, preferably between 2,000 and 2,500 bar is.

15. internal combustion engine (1) according to one of claims 12 to 14, characterized in that a control drive with at least one timing chain (12), a clamping and / or guide rail (15), and / or a chain tensioner (16) is provided the crankshaft (4) with the at least one camshaft (14) of the internal combustion engine (1) connects.