DE102010009911B3

DE102010009911B3 - Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine

Info

Publication number: DE102010009911B3
Application number: DE201010009911
Authority: DE
Inventors: Tilmann RÖMHELD; Michael Wagenplast
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2030-03-03
Also published as: WO2011107130A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine, bei welchem mindestens ein an einem Hubzapfen (14) einer Kurbelwelle (12) gelagertes und mit einem korrespondierenden Pleuel (18) verbundenes Hebelelement (16) mittels einer korrespondierenden Stelleinrichtung (24) zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem Hubzapfen (14) eingestellt wird, wobei das Hebelelement (16) einerseits mit dem Pleuel (18) und andererseits mit der Stelleinrichtung (24) gelenkig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement (16) durch eine zumindest im Wesentlichen translatorische Bewegung der Stelleinrichtung (24) zwischen den zumindest zwei Drehstellungen eingestellt wird und dass sich die Stelleinrichtung (24) zumindest mittelbar an einem Kurbelgehäuse der Hubkolbenmaschine um eine Schwenkachse schwenkbar abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 15 angegebenen Art.
Die WO 2007/092168 A2 offenbart einen Verbrennungsmotor mit einem einstellbaren Verdichtungsverhältnis. Zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses ist eine Kurbelwelle des Verbrennungsmotors an einem exzentrischen Träger gelagert, wodurch die Position der Drehachse der Kurbelwelle in einem Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors eingestellt werden kann. Der exzentrische Träger ist dabei über eine Gabel von einem hydraulischen Aktuator betätigbar. Dieser Verbrennungsmotor weist weiteres Potenzial zur Darstellung eines effizienten Betriebs auf.
Aus der WO 02/12694 A1 ist eine Hubkolben-Brennkraftmaschine mit einem in einem Zylinder verschieblich angeordneten Kolben bekannt, der mit einem Pleuel gelenkig gekoppelt ist und dessen Bewegung auf eine Kurbel einer Kurbelwelle der Hubkolben-Brennkraftmaschine übertragbar ist. Zwischen dem Pleuel und der Kurbel ist ein Übertragungsglied vorgesehen, dessen Bewegung über einen Steuerhebel manipulierbar ist, mit dem Ziel, eine steuerbare Bewegung des Kolbens zu gewährleisten, insbesondere um eine Variierung des Verdichtungsverhältnisses zu ermöglichen. Auch diese Hubkolben-Brennkraftmaschine weist Potenzial zur Darstellung eines noch effizienteren Betriebs auf.
Die US 2007/0150164 A1 offenbart einen Verbrennungsmotor mit einem variablen Verdichtungsverhältnis sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Verbrennungsmotors, welcher dazu ausgelegt ist, mit einem aus einer Mehrzahl von Verdichtungsverhältnissen auswählbaren Verdichtungsverhältnis betrieben zu werden.
Auch dieser Verbrennungsmotor weist weiteres Potenzial auf, dessen Betrieb effizienter zu gestalten.
Weiterhin ist aus der DE 698 04 297 T2 eine Hubkolben-Brennkraftmaschine bekannt, die ebenfalls eine Vorrichtung zum Verstellen des Verdichtungsverhältnisses während des Betriebs aufweist. Diese Brennkraftmaschine weist als Verbindung zwischen dem Kolben und der Kurbelwelle eine Zahnstange auf, die mit ihrer Verzahnung auf einem Zahnrad oder Zahnsegment abrollt, das seinerseits mit seiner Verzahnung auf einer Steuerzahnstange abrollt und auf einer auf der Kurbelwelle gelagerten Pleuelstange drehbar gelagert ist. Die Steuerzahnstange ist im Gehäuse der Brennkraftmaschine in ihrer Längsrichtung verschieblich gelagert, so dass durch das Verschieben der Steuerzahnstange in Längsrichtung das Verdichtungsverhältnis verändert werden kann. Die Verschiebung der Steuerzahnstange kann beispielsweise hydraulisch erwirkt werden. Die hohen Gas- und Massenkräfte der Hubkolben-Brennkraftmaschine erfordern eine überaus robuste Verzahnung und lassen eine starke Geräuschentwicklung und mangelnde Dauerhaltbarkeit erwarten.
Die DE 601 29 392 T2 offenbart ebenfalls eine Hubkolbenmaschine mit variabler Verdichtung, bei der ein Hebelelement zwischen Pleuelstange und Kurbelwelle angeordnet ist. Dieses Hebelelement wird jedoch über ein auf einer Exzenterwelle gelagertes Steuerglied verstellt. Die Exzenterwelle ihrerseits wird durch einen gehäusefesten Aktuator verdreht.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine bereitzustellen, welches einen effizienten Betrieb der Hubkolbenmaschine ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine, bei welchem mindestens ein an einem Hubzapfen einer Kurbelwelle gelagertes und mit einem korrespondierenden Pleuel verbundenes Hebelelement mittels einer korrespondierenden Stelleinrichtung zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem Hubzapfen eingestellt wird, wobei das Hebelelement einerseits mit dem Pleuel und andererseits mit der Stelleinrichtung gelenkig verbunden ist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Hebelelement durch eine zumindest im Wesentlichen translatorische Bewegung der Stelleinrichtung zwischen den zumindest zwei Drehstellungen eingestellt wird und dass sich die Stelleinrichtung zumindest mittelbar an einem Kurbelgehäuse der Hubkolbenmaschine um eine Schwenkachse schwenkbar abstützt. Die Einstellung. zumindest zweier voneinander unterschiedlicher Verdichtungsverhältnisse durch das Einstellen des Hebelelements zwischen zumindest zwei Drehstellungen infolge einer Drehung des Hebelelements relativ zu dem Hubzapfen um diesen herum mittels der Stelleinrichtung ermöglicht die Darstellung eines sehr effizienten Betriebs der Hubkolbenmaschine, da ihr Verdichtungsverhältnis an unterschiedliche Betriebspunkte angepasst werden kann. Dies bedeutet eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und damit der CO₂-Emissionen.
Außerdem ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, ein Verdichtungsverhältnis eines zu dem Hubzapfen und dem Hebelelement korrespondierenden Zylinders der Hubkolbenmaschine einzustellen, und zwar unabhängig von der Einstellung eines Verdichtungsverhältnisses zumindest eines weiteren, zu zumindest einem weiteren Hubzapfen und einem entsprechenden Hebelelement korrespondierenden Zylinders der Hubkolbenmaschine. Dadurch ist es möglich, dass zwei voneinander unterschiedliche Verdichtungsverhältnisse dieser Zylinder eingestellt werden können, was einen besonders kraftstoffverbrauchsarmen und damit effizienten Betrieb der Maschine ermöglicht. Dadurch ist eine so genannte zylinderselektive Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine möglich.
Darüber hinaus birgt das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass eine Toleranzreduzierung sowohl von Bauteilen der Hubkolbenmaschine als auch von Zylinderfüllungen der Zylinder der Hubkolbenmaschine und damit eine Streuung der jeweiligen, korrespondierenden Verdichtungsverhältnisse zumindest reduziert ist, was dem effizienten Betrieb und dem geringen Kraftstoffverbrauch ebenso zugute kommt.
Die Einstellung durch die translatorische Bewegung birgt den Vorteil, dass die Hubkolbenmaschine dadurch eine geringe Teileanzahl und damit geringe Kosten sowie ein geringes Gewicht und einen geringen Bauraumbedarf aufweist, was den effizienten Betrieb ebenfalls begünstigt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Hebelelement in Abhängigkeit von einem eine Verbrennung in einem dem Hebelelement zugeordneten Arbeitsraum, insbesondere einem Zylinder, der Hubkolbenmaschine charakterisierenden und erfassten Signal eingestellt. Diese Einstellung des Hebelelements und damit des entsprechenden Verdichtungsverhältnisses gewährleistet eine selektive, kontrollierte und bedarfsgerechte Anpassung des Verdichtungsverhältnisses über die Einstellung des Hebelelements an die Verbrennung in dem Arbeitsraum, was dem effizienten Betrieb der Hubkolbenmaschine weiterhin zugute kommt.
Dieses die Verbrennung in dem Arbeitsraum charakterisierende Signal wird beispielsweise mittels zumindest einer Erfassungseinrichtung der Hubkolbenmaschine erfasst, wobei es sich beispielsweise um einen Klopfsensor handelt, welcher dem entsprechenden und zu dem Hebelelement korrespondierenden Arbeitsraum zugeordnet ist.
Alternativ oder zusätzlich wird das die Verbrennung charakterisierende Signal mittels zumindest eines dem Hebelelement beziehungsweise dem entsprechenden Arbeitsraum zugeordneten Drucksensors der Hubkolbenmaschine erfasst, wodurch eine bedarfsgerechte Anpassung des entsprechenden Verdichtungsverhältnisses an die Verbrennung im Arbeitsraum durchgeführt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt somit zusätzliche Freiheitsgrade zur Anpassung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine, insbesondere zur arbeitsraumselektiven Anpassung, zur Verfügung, um damit einen besonders effizienten und kraftstoffverbrauchs- und emissionsarmen Betrieb der Hubkolbenmaschine einzustellen.
Eine weitere Möglichkeit ist, das Hebelelement in Abhängigkeit von einer Temperatur und/oder einem Druck des dem Hebelelement zugeordneten Arbeitsraums der Hubkolbenmaschine einzustellen. In dem Arbeitsraum muss dabei nicht notwendigerweise eine Verbrennung geschehen, also der entsprechende Arbeitsraum muss nicht notwendigerweise befeuert betrieben werden. Ebenso möglich ist, dass beispielsweise infolge einer Schubabschaltung keine Verbrennung stattfindet, wobei es nichtsdestotrotz äußerst vorteilbehaftet ist, auch in solchen Betriebszuständen, beispielsweise in einem Schubbetrieb, das entsprechende Verdichtungsverhältnis an die Temperatur und/oder den Druck des beziehungsweise im Arbeitsraum anzupassen, um den Kraftstoffverbrauch der Hubkolbenmaschine sowie deren Emissionen abzusenken.
Im Schubbetrieb bedeutet dies, dass durch entsprechende Einstellung des Verdichtungsverhältnisses einerseits eine Kompressionsarbeit des nicht befeuerten Arbeitsraums eingestellt werden kann, um damit beispielsweise eine Motorbremswirkung oder entsprechende Arbeitsverluste der Hubkolbenmaschine einzustellen. Des Weiteren ist es möglich, einen der Arbeitsräume unbefeuert zu betreiben, während ein weiterer Arbeitsraum befeuert betrieben wird, um beispielsweise eine Betriebstemperatur einer der Hubkolbenmaschine zugeordneten Abgasnachbehandlungseinrichtung, insbesondere eines Katalysators, beizubehalten, was zu einer Beibehaltung einer Reinigung von Abgas der Hubkolbenmaschine und damit zu niedrigen Abgaswerten führt, insbesondere in einem sich an den Schubbetrieb anschließenden, befeuerten Betrieb aller Arbeitsräume.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch eine arbeitsraumselektive Schubabschaltung, bei welcher eine Kraftstoffzufuhr in zumindest einen Arbeitsraum der Hubkolbenmaschine beendet wird. Dies führt zu einer weiteren Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs. Gleichzeitig ist es möglich, in zumindest einen weiteren Arbeitsraum Kraftstoff einzubringen, beispielsweise einzuspritzen, um eine gewisse Betriebstemperatur von Komponenten, insbesondere von Abgasnachbehandlungseinrichtungen, beizubehalten, beziehungsweise zu erhöhen oder einzustellen.
Die Einstellung des Hebelelements und damit des Verdichtungsverhältnisses in Abhängigkeit von einem Zustand beziehungsweise von dem die Verbrennung in dem Arbeitsraum charakterisierenden Signal individuell für den jeweiligen Arbeitsraum ermöglicht es, eine optimale Verbrennung beziehungsweise einen optimalen Zustand des entsprechenden Arbeitsraums individuell für diesen Arbeitsraum darzustellen, in dem für jeden Arbeitsraum durch das individuelle Einstellen des Hebelelements ein entsprechender Bestpunkt erreicht wird.
Dabei ist es äußerst vorteilbehaftet, wenn beispielsweise bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts durch die Temperatur in beziehungsweise des Arbeitsraums das Verdichtungsverhältnis durch Einstellen des Hebelelements reduziert wird. Wird beispielsweise ein Arbeitsraum durch eine entsprechende Kühleinrichtung schlechter gekühlt, weist er also eine höhere Temperatur auf, so kann das Verdichtungsverhältnis für diesen Arbeitsraum reduziert werden, um diesen Arbeitsraum an einen Bestpunkt heranzuführen zur Darstellung eines sehr effizienten Betriebs des Arbeitsraums und damit der gesamten Hubkolbenmaschine.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass sich die Temperatur des Arbeitsraums auch auf eine Temperatur eines den Arbeitsraum bildenden Bauteils beziehen kann. Die Temperatur in beziehungsweise des Arbeitsraums kann sich auch auf die in dem Arbeitsraum herrschende und mittels einer Erfassungseinrichtung erfasste Temperatur beziehen.
Wird das Hebelelement in Abhängigkeit von einem Arbeitstakt eines dem Hebelelement zugeordneten Kolbens der Hubkolbenmaschine eingestellt, so bedeutet dies die Schaffung weiterer Freiheitsgrade zur Verbesserung des effizienten Betriebs der Hubkolbenmaschine, indem diese bestmöglich an den aktuell vorliegenden Betriebspunkt arbeitsraumindividuell angepasst werden kann.
Die für jeden Arbeitsraum der Hubkolbenmaschine individuelle Einstellung des Verdichtungsverhältnis ermöglicht es, das jeweilige Hebelelement in einem günstigen Betriebspunkt, Betriebsbereich, Betriebstakt oder dergleichen unabhängig voneinander und gegebenenfalls zeitversetzt zu verstellen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Hebelelement zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses eingestellt, wenn eine von der Stelleinrichtung auf das Hebelelement zur Einstellung des Hebelelements aufzubringende Stellkraft die gleiche Bewegung des Hebelelements bewirkt, wie eine von dem mit dem Hebelelement verbundenen Pleuel auf das Hebelelement aufgebrachte Kraft. Diese von dem Pleuel auf das Hebelelement aufgebrachte Kraft wird beispielsweise infolge von Verbrennungsvorgängen in dem Arbeitsraum, insbesondere dem Zylinder, Verdichtungsvorgängen, Expansionsvorgängen oder Ansaugvorgängen auf das Hebelelement und weiter auf die Stelleinrichtung aufgebracht, wobei diese Kraft beispielsweise mittels einer Erfassungseinrichtung erfasst wird.
Dabei wird also die von dem Pleuel auf das Hebelelement aufgebrachte Kraft von der Stellkraft der Stelleinrichtung, die auf das Hebelelement aufgebraucht wird, unterstützt beziehungsweise gegebenenfalls verstärkt. Das hat zur Folge, dass die Stelleinrichtung nur geringe Stellkräfte aufbringen muss, um das Hebelelement zu verstellen, da die von der Stelleinrichtung einzustellende Drehstellung des Hebelelements und eine Drehbewegung des Hebelelements zum Erreichen dieser gewünschten Drehstellung von der von dem Pleuel auf das Hebelelement aufgebrachte Kraft unterstützt wird.
Wird beispielsweise von dem Pleuel auf das Hebelelement eine derartige Kraft aufgebracht, die eine Verdrehung des Hebelelements in eine Drehrichtung bewirkt und soll eine Drehstellung des Hebelelements relativ zu dem korrespondierenden Hubzapfen eingestellt werden, die eine Drehbewegung in eben diese Drehrichtung erfordert, so ist es von Vorteil, dass genau dann die gewünschte Einstellung durch die Stelleinrichtung durchgeführt wird, da eben dann die zur Einstellung des Hebelelements nötige und von der Stelleinrichtung auf das Hebelelement aufzubringende Stellkraft niedriger ausfallen kann, als wenn eine Kraft von dem Pleuel auf das Hebelelement aufgebracht werden würde, die eine Drehbewegung des Hebelelements in eine dieser Drehrichtung entgegen gesetzten Drehrichtung bewirkt beziehungsweise bewirken würde. Dies gilt analog für die gewünschte Einstellung des Hebelelements in die entsprechend entgegengesetzte Drehrichtung.
So wird beispielsweise das Verdichtungsverhältnis durch Einstellen des Hebelelements mittels der Stelleinrichtung erhöht, wenn von dem Pleuel auf das Hebelelement eine Zugkraft aufgebracht wird. Weiterhin wird vorteilhafterweise das Verdichtungsverhältnis durch Einstellen des Hebelelements reduziert, wenn von dem Pleuel auf das Hebelelement eine Druckkraft aufgebracht wird.
Liegt beispielsweise die Drehachse des Hebelelements, um welche sich das Hebelelement bei dessen Einstellung einer Drehstellung dreht, in Längserstreckung des Hebelelements zwischen der von dem Pleuel auf das Hebelelement aufgebrachten Kraft und der von der Stelleinrichtung auf das Hebelelement aufzubringenden Stellkraft, so ist es von Vorteil, wenn von der Stelleinrichtung eine Druckkraft auf das Hebelelement ausgeübt wird, wenn von dem Pleuel eine Zugkraft auf das Hebelelement aufgebracht wird und umgekehrt. Dies ist dann äußerst vorteilbehaftet, wenn diese Kräfteverhältnisse vorliegen und die gewünschte Einstellung des Hebelelements zur Einstellung des gewünschten Verdichtungsverhältnisses bewirken. Nichtsdestotrotz ist es möglich, mittels der Stelleinrichtung eine Kraft auf das Hebelelement aufzubringen, welche entgegen der von dem Pleuel auf das Hebelelement aufgebrachten Kraft wirkt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Wunsch vorliegt, eine bestimmte Drehstellung des Hebelelements zur Einstellung eines bestimmten, gewünschten Verdichtungsverhältnisses vorzunehmen, wobei allerdings von dem Pleuel auf das Hebelelement eine derartige Kraft aufgebracht wird, die eine Drehbewegung des Hebelelements in eine Drehrichtung bewirken würde, welche der gewünschten Drehrichtung zur Erreichung der gewünschten Drehstellung entgegengesetzt ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Hebelelement in Abhängigkeit von einer Last der Hubkolbenmaschine eingestellt, was einen weiteren Freiheitsgrad zur Darstellung eines sehr effizienten Betriebs und damit zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und damit der CO₂-Emissionen der Hubkolbenmaschine schafft.
Eine besonders präzise, effiziente und kostengünstige Verstellung des Hebelelements ist dadurch realisiert, dass das Hebelelement beispielsweise über eine Gewindespindel der Stelleinrichtung und/oder durch eine hydraulische Betätigung der Stelleinrichtung eingestellt wird.
Die Stelleinrichtung weist beispielsweise einen Zylinder mit zumindest einem Arbeitsraum auf, in welchem ein Kolben axial relativ zu dem Zylinder verschiebbar aufgenommen und mit einer Stange verbunden ist, wobei der Arbeitsraum beispielsweise durch den Kolben in zwei mit einem Arbeitsmedium beaufschlagbare und ein jeweiliges Volumen aufweisende Steuerräume unterteilt ist.
Zur Erfindung gehört auch ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine, bei welchem mindestens ein an einem Hubzapfen einer Kurbelwelle gelagertes und mit einem korrespondierenden Pleuel verbundenes Hebelelement mittels einer korrespondierenden Stelleinrichtung zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem Hubzapfen eingestellt wird, wobei das Hebelelement einerseits mit dem Pleuel und andererseits mit der Stelleinrichtung gelenkig verbunden ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Mehrzahl von an einem jeweiligen Hubzapfen gelagerten und mit jeweils einem korrespondierenden Pleuel verbundenen Hebelelementen mittels jeweils einer zugeordneten Stelleinrichtung unabhängig voneinander zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem jeweiligen Hubzapfen eingestellt wird und dass sich die Stelleinrichtung zumindest mittelbar an einem Kurbelgehäuse der Hubkolbenmaschine um eine Schwenkachse schwenkbar abstützt. Vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung und umgekehrt anzusehen. Somit ermöglicht auch das Verfahren des zweiten Aspekts der Erfindung die Darstellung eines sehr effizienten und damit kraftstoffverbrauchsarmen und CO₂-emissionsarmen Betriebs der Hubkolbenmaschine, da eine Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine individuell für jeweilige, jeweils einem Hubzapfen zugeordnete Arbeitsräume, insbesondere Zylinder, der Hubkolbenmaschine möglich ist. Damit gehen die bereits beschriebenen Vorteile einher. Dies sowie die ausgeführte Unterstützung der von der Stelleinrichtung auf das jeweilige Hebelelement aufzubringenden Stellkraft durch die von dem Pleuel auf dieses Hebelelement aufgebrachten Kraft beziehungsweise umgekehrt führt zu niedrigeren Stellkräften als bei einer gemeinsamen, gleichzeitigen Einstellung der Hebelelemente, woraus die Stelleinrichtungen geringer sowohl bezüglich ihrer Dimensionen als auch ihrer Leistungen und damit ihrer Energiebedarfe auslegbar sind. Dies reduziert den Energiebedarf der Hubkolbenmaschine insgesamt, was den Kraftstoffverbrauch und damit die CO₂-Emissionen weiter absenkt.
Zusammengefasst lässt sich sagen, dass die Verfahren beider Aspekte der Erfindung eine Bauteiltoleranzreduzierung sowie die Darstellung eines optimalen Schubbetriebs der Hubkolbenmaschine ermöglichen. Des Weiteren ist zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs eine Verbrennungsregelung individuell für jeden Arbeitsraum sowie eine so genannte individuelle Abschaltung der Arbeitsräume möglich. Diese Abschaltung bedeutet dabei das Beenden der Kraftstoffzufuhr in zumindest einen Arbeitsraum, wobei es möglich ist, die Kraftstoffzufuhr in zumindest einen Arbeitsraum zu beenden, während weiterhin in zumindest einen weiteren Arbeitsraum der Hubkolbenmaschine Kraftstoff eingebracht, insbesondere eingespritzt wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnungen zeigen in:
1 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht eines Kurbeltriebs einer Hubkolbenmaschine mit einer Kurbelwelle mit vier Hubzapfen, an welchen jeweils ein mit einem korrespondierenden Pleuel verbundenes Hebelelement gelagert ist, wobei jedem der Hebelelemente jeweils eine hydraulisch betätigbare und eine translatorische Bewegung ausführbare Stelleinrichtung zugeordnet ist, mittels welcher das jeweilige Hebelelement zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem jeweiligen Hubzapfen eingestellt wird;
2 eine perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht eines mit einem Pleuel und einer zugeordneten Stelleinrichtung verbundenen Hebelelements gemäß 1;
3 eine weitere perspektivische Ansicht des mit dem Pleuel und der Stelleinrichtung verbundenen Hebelelements gemäß 2;
4 eine teilweise geschnittene Draufsicht des mit dem Pleuel und der Stelleinrichtung verbundenen Hebelelements gemäß den 2 und 3;
5 eine Schnittansicht einer Stelleinrichtung gemäß den vorhergehenden Figuren; und
6 fünf Längsschnittansichten der Stelleinrichtung gemäß 5 in voneinander unterschiedlichen Stellungen zur Darstellung unterschiedlicher Drehstellungen des Hebelelements und damit zur Darstellung unterschiedlicher Verdichtungsverhältnisse der Hubkolbenmaschine.
Die 1 zeigt einen Kurbeltrieb 10 einer Hubkolbenmaschine mit einer Kurbelwelle 12. Die Kurbelwelle 12 weist vier Hubzapfen 14 auf, an welchem jeweils ein Hebelelement 16 gelagert ist, wobei sich also die Hebelelemente 16 relativ zu den jeweiligen Hubzapfen 14 um diese drehen können. Die Hebelelemente 16 sind jeweils mit einem Pleuel 18 gelenkig verbunden und als Querhebel ausgebildet, welche quer zur Rotationsachse der Kurbelwelle 12 verlaufen. Die Pleuel 18 weisen wiederum jeweils ein Pleuelauge 22 auf, über welche das jeweilige Pleuel 22 mit einem in einem Zylinder der Hubkolbenmaschine verschieblich angeordneten Kolben der Hubkolbenmaschine verbindbar ist. Wie bekannt ist, führen die Kolben der Hubkolbenmaschine infolge von Gasexpansionen durch Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in dem jeweiligen Zylinder translatorische Bewegungen durch, die über die Pleuel 18 und die Hebelelemente 16 auf die Hubzapfen 14 und weiter auf die Kurbelwelle 12 übertragen und in eine rotatorische Bewegung der Kurbelwelle 12 umgewandelt werden, wodurch sich also die Kurbelwelle 12 gemäß einem Richtungspfeil 20 um ihre Rotationsachse dreht.
Wie der 1 zu entnehmen ist, legen dabei die Kolben und damit die Pleuel 22 stets den gleichen Hub, also die gleiche translatorische Aufwärts- und Abwärtsbewegung aus.
Zur Darstellung eines einstellbaren Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine ist jedem Hebelelement 16 eine Stelleinrichtung 24 zugeordnet, welche gelenkig mit dem jeweiligen Hebelelement 16 verbunden ist. Mittels der Stelleinrichtungen 24 sind die Hebelelemente 16 zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem jeweiligen Hubzapfen 14 um diesen drehbar. Dies bewirkt eine Einstellung eines Endvolumens, welches auch als Kompressionsvolumen bezeichnet wird, in dem jeweiligen Zylinder im oberen Totpunkt des jeweiligen Kolbens, da die Drehstellung der Hebelelemente 16 relativ zu dem jeweiligen Hubzapfen 14 die translatorische Position des unteren und oberen Totpunkts des Kolbens im Zylinder beeinflusst. Eine Vergrößerung des Kompressionsvolumens führt zu einer Verkleinerung des Verdichtungsverhältnisses und/oder umgekehrt. Zur Einstellung der Hebelelement 16 und damit des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine führen die Stelleinrichtungen 24 eine translatorische Bewegung aus, die eine Drehung des jeweiligen Hebelelements 16 relativ zu dem jeweiligen Hubzapfen 14 um diesen bewirkt.
Der Übersicht wegen ist die Funktion der Stelleinrichtungen 24 anhand einer Stelleinrichtung 24 erläutert, welche in den folgenden Figuren dargestellt ist. Die 2 bis 5 zeigen die Stelleinrichtung 24, die einen einen Arbeitsraum 26 aufweisenden Hydraulikzylinder 28 umfasst. In dem Hydraulikzylinder 28 bzw. dessen Arbeitsraum 26 ist ein verschiebbarer Kolben 30 angeordnet, welcher fest mit einer Schubstange 32 verbunden ist. Der Kolben 30 unterteilt den Arbeitsraum 28 in eine erste, in der 2 obere Steuerkammer 34 und eine in der 2 untere, zweite Steuerkammer 36, wobei die Steuerkammern 34 und 36 ein jeweiliges Volumen aufweisen, welche mit einem Arbeitsmedium in Form von Schmieröl der Hubkolbenmaschine beaufschlagbar sind. In der 2 befindet sich der Kolben 30 und damit die Schubstange 32 in einer ersten Endstellung, in welcher das Volumen der Steuerkammer 34 minimal und das Volumen der Steuerkammer 36 maximal ist. In diesem Falle ist das Volumen der Steuerkammer 36 mit dem Schmieröl gefüllt, während die Steuerkammer 34 zumindest nahezu kein Schmieröl beinhaltet.
In dieser in der 2 gezeigten Stellung des Kolbens 30 und damit der Stelleinrichtung 24 nimmt das Hebelelement 16 eine erste Drehstellung relativ zu dem Hubzapfen 14 ein, in welchem ein geringes Verdichtungsverhältnis von beispielsweise ε = 7 vorliegt. Soll das Verdichtungsverhältnis erhöht werden, so muss der Kolben 30 und damit die Stelleinrichtung 24 von der in der 2 gezeigten ersten Endstellung herausbewegt und der Kolben 30 in Richtung einer Fläche 38 bewegt werden. Dies bedeutet also, dass das Volumen der Steuerkammer 36 verkleinert und das Volumen der Steuerkammer 34 vergrößert werden muss. Hierzu muss das Schmieröl aus der Steuerkammer 36 abgeführt und Schmieröl in die Steuerkammer 34 eingeleitet werden.
Um entsprechende und gewünschte Mengen von Schmieröl der jeweiligen Steuerkammer 34 und 36 zuzuteilen, sind Kanäle 40, 42, 44 und 46 vorgesehen, durch welche das Schmieröl fließen kann. Die Kanäle 40, 42 und 44 sind dabei durch entsprechende Steuerkanten 48, 50 und 52 eines bereichsweise in der Schubstange 32 aufgenommenen Steuerkolbens 54 freigebbar und verschließbar.
Zur Erhöhung des Verdichtungsverhältnisses geben nun die entsprechenden Steuerkanten 48, 50 und 52 die Kanäle 40 und 42 frei, woraufhin das Schmieröl über den Kanal 40 aus dem Steuerraum 36 hinaus und über den Kanal 42 in den Steuerraum 34 hineinfließen kann. Zudem kann weiteres Schmieröl über den Kanal 46 in den Steuerraum 34 einfließen, welchem Schmieröl über eine Welle 62 zuführbar ist. Der Kanal 46 ist dabei mit einer Schmierölversorgung der Hubkolbenmaschine verbunden und gewährleistet die Versorgung der Stelleinrichtung 24 mit ausreichend Arbeitsmedium in Form des Schmieröls. Entsprechende Steuerventile in Form von Rückschlagventilen 56, 58 und 60 verhindern dabei einen unerwünschten Fluss von Schmieröl.
Die Stelleinrichtung 24 lässt insbesondere durch ein Einsatz der Rückschlagventile 56, 58 und 60 zusätzliche Einrichtungen zur Druckförderungen des Schmiermittels, also Pumpen, obsolet werden oder ermöglicht zumindest eine geringe Dimensionierung einer solchen Einrichtung bezüglich ihrer Dimensionen und Leistung, da die Stelleinrichtung 24 quasi selbstständig infolge von an der Schubstange 32 anliegenden Wechselkräften das Schmieröl in die bzw. aus den Steuerkammern 34 und 36 fördert und zwar entsprechend der durch die Steuerkanten 48, 50 und 52 freigegebenen bzw. verschlossenen Kanäle 40, 42 und 44. Die genannten Wechselkräfte resultieren dabei aus aus der genannten Verbrennung resultierenden Druck- und Gaskräften im Zylinder, die über den Kolben, das Pleuel 18 und das Hebelelement 16 auf die Schubstange 32 und damit auf den Kolben 30 übertragen werden, der somit das Schmieröl in die oder aus den entsprechenden Steuerkammern 34 und/oder 36 pumpt.
Dies bedeutet einen äußerst niedrigen Energiebedarf zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses, was den Kraftstoffverbrauch und damit die CO₂-Emissionen der Hubkolbenmaschine in einem geringen Rahmen hält.
Dadurch, dass die Stelleinrichtung 24 eine translatorische Bewegung ausführt, birgt sie weiter den Vorteil, dass sie einen nur geringen Bauraumbedarf aufweist bei gleichzeitiger Realisierung einer sehr präzisen Einstellung des Verdichtungsverhältnisses, wodurch die Hubkolbenmaschine sehr präzise an unterschiedliche Betriebspunkte angepasst werden kann und somit einen sehr effizienten Betrieb ermöglicht.
Wie in Zusammenschau mit 1 deutlich wird, weisen der Kurbeltrieb 10 und damit die Hubkolbenmaschine weiterhin den Vorteil auf, dass die Hebelelemente 16 unabhängig voneinander durch die Stelleinrichtungen 24 einstellbar sind, wodurch auch das Verdichtungsverhältnis der einzelnen Zylinder selektiv einstellbar ist.
Damit die Stelleinrichtung 24 Bewegungen des Hebelelements 16 sowie Bewegungen der Hubkolbenmaschine mit ausführen und gegebenenfalls ausgleichen kann, ist sie schwenkbar um die drehfest an einem Kurbelgehäuse der Hubkolbenmaschine abgestützte Welle 62 gehalten und somit schwenkbar und mittelbar am Kurbelgehäuse abgestützt. Die Welle 62 ist unter anderem durch Befestigungselemente 80 festgelegt.
Die 3 verdeutlicht die Betätigung des Steuerkolbens 54 zur Einstellung des Hebelelements 16 und damit zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses. Zur Betätigung des Steuerkolbens 54 umfasst die Stelleinrichtung 24 einen Stift 64, welcher die drehfest am Kurbelgehäuse festgelegte Welle 62 durchdringt und mit einem im Wesentlichen U-förmigen Betätigungselement 66 verbunden ist. Der die Welle 62 über eine entsprechende Bohrung durchdringenden Stift 64 und das im Wesentlichen U-förmige Betätigungselement 66 sind einstückig miteinander ausgebildet und mittels eines nicht dargestellten Aktuators magnetisch translatorisch in Bewegungsrichtung der Schubstange 32 bewegbar. Wird das Betätigungselement 66 über den Stift 64 in Richtung der Schubstange 32 bewegt, so drückt das Betätigungselement 66 den Steuerkolben 54 entgegen einer Federkraft eines einerseits am Steuerkolben 54 und andererseits an der Schubstange 32 abgestützten Federelements 68 in die entsprechende Richtung, woraus eine Relativbewegung des Steuerkolbens 54 zur Schubstange 32 resultiert. Dadurch geben die Steuerkanten 48, 50 und 52 die Kanäle 40, 42 und 44 frei, wodurch das Schmieröl auf die ausgeführte Art und Weise in die Steuerkammern 34 und/oder 36 hinein oder hinaus fließen kann.
Aus diesem Fluss des Schmieröls resultiert eine Volumenvergrößerung bzw. eine Volumenverkleinerung der Steuerkammern 34 und 36, woraus wiederum eine Relativbewegung des Kolbens 30 und damit der Schubstange 32 zu dem Steuerkolben 54 resultiert. Diese Relativbewegung geschieht solange, bis die Kanäle 40, 42 und 44 die entsprechenden Steuerkanten 48, 50 und 52 des Steuerkolbens 54 überfahren und wiederum verschlossen werden, wodurch der Fluss des Schmieröl gestoppt ist und der Kolben 30 und damit die Schubstange 32 und damit wiederum das Hebelelement 16 eine vorgegebene Position einnehmen, wodurch ein gewünschtes Verdichtungsverhältnis der Hubkolbenmaschine eingestellt ist.
Eine umgekehrte Betätigung des Steuerkolbens 54 erfolgt beispielsweise dadurch, dass das Betätigungselement 66 und der Stift 64 kraftlos geschaltet werden, wodurch das Federelement 68 den Steuerkolben 54 in Richtung des Betätigungselements 66 drücken kann, woraufhin sich das Betätigungselement 66 und der Stift 64 von der Schubstange 32 wegbewegen. In diesem Falle geben die Steuerkanten 48, 50 und 52 die Kanäle 40, 42 und 44 frei und die Schubstange 32 bewegt sich analog in die andere Richtung.
Hieraus wird deutlich, dass zur Einstellung des Hebelelements 16 und damit des Verdichtungsverhältnis der Hubkolbenmaschine lediglich eine Vorgabe einer Soll-Position des Steuerkolbens 54 über eine Vorgabe einer Soll-Position des Betätigungselements 66 und des Stifts 64 geschehen muss und sich die Stelleinrichtung 24 dann selbstständig einstellt, bis der Fluss des Schmieröls unterbrochen ist. Eine zusätzliche Betätigung des Steuerkolbens 54 zum Beenden der Einstellung der Stelleinrichtung 24 ist nicht vonnöten. Des Weiteren bedeutet dies, dass etwaige Leckagen infolge von Verschleiß, wie er über eine sehr hohe Lebensdauer hinweg vorkommen kann, quasi selbstständig durch die Stelleinrichtung 24 ausgeglichen wird. Es ist lediglich eine Anpassung der Vorgabe der Soll-Position des Steuerkolbens 54 bzw. des Betätigungselements 66 und des Stifts 64 vonnöten. Diese Anpassung kann gegebenenfalls über einen einfachen Abgleich von vorgegebenen Soll-Werten mit mittels Erfassungseinrichtungen erfassten Ist-Werten erfolgen. Dies gewährleistet eine sehr präzise Einstellung des Verdichtungsverhältnisses auch über eine sehr hohe Lebensdauer der Hubkolbenmaschine hinweg und damit die Darstellung eines sehr effizienten und kraftstoffverbrauchsarmen Betriebs derselbigen.
Wie der 3 weiterhin zu entnehmen ist, sind das Betätigungselement 66 und der Steuerkolben 54 nicht fest miteinander verbunden sondern wirken über eine bogenförmige Fläche 70 des Betätigungselements 66 zusammen. Der Mittelpunkt der bogenförmigen Fläche liegt dabei zumindest im Wesentlichen auf der Schwenkachse der Stelleinrichtung 24, die mit der Mittelsymmetrieachse der Welle 62 zusammenfällt. Die bogenförmige Fläche 70 gewährleistet einen konstanten Hub und damit eine konstante Bewegung des Steuerkolbens 54 auch bei einer Bewegung bzw. bei einem Verschwenken der Verstelleinrichtung 24 um ihre Schwenkachse, wobei der Steuerkolben 54 diese Schwenkbewegung mit ausführt während das Betätigungselement 66 wie beschrieben drehfest ist. Zur Verbesserung der Kontaktbedingungen zwischen dem Steuerkolben 54 und der bogenförmigen Fläche 70 weist der Steuerkolben 54 einen abgerundeten Kopf auf, der an der bogenförmigen Fläche 70 anliegt und reibungsarm an ihr entlang gleiten kann.
Zur Darstellung der ausgeführten Relativbewegung des Zylinders 28 und damit des Steuerkolbens 54 zu dem Betätigungselement 66 weist der Zylinder 28 einen Schlitz auf, in welchem das Betätigungselement 66 angeordnet ist.
Zur Darstellung einer einfachen und kostengünstigen Montage umfasst der Zylinder 28 drei Teile 74, 76 und 78, wobei der Teil 74 mit dem Teil 76 verbunden ist. Der Teil 78 ist ebenso mit dem Teil 76 verbunden und ist bereichsweise in dem Teil 76 aufgenommen und begrenzt einerseits den Arbeitsraum 26.
Die 6 zeigt die Verstelleinrichtung 24 in fünf voneinander unterschiedlichen Stellungen zur Darstellung von fünf voneinander unterschiedlichen Drehstellungen des Hebelelements 16 relativ zu dem jeweiligen Hubzapfen 14 und zur Darstellung von fünf voneinander unterschiedlichen Verdichtungsverhältnissen der Hubkolbenmaschine. Gemäß Darstellung A befindet sich die Verstelleinrichtung 24 in der in den 1 bis 5 gezeigten oberen Endstellungen, in welcher dass geringste Verdichtungsverhältnis vorliegt, welches beispielsweise ε = 7 beträgt.
Gemäß Darstellung B befindet sich im Vergleich zu Darstellung A in der Steuerkammer 34 eine größere Menge von Schmieröl, während sich in der Steuerkammer 36 eine geringer Menge von Schmieröl befindet. Dementsprechend hat sich der Kolben 30 und damit die Schubstange 32 von der Welle 62 wegbewegt. Durch diese Bewegung verkleinert sich das Kompressionsvolumen im entsprechenden Zylinder der Hubkolbenmaschine, da die Schubstange 32 das Hebelelement 16 in eine andere Drehstellung relativ zu dem Hubzapfen 14 drückt, wobei diese Drehbewegung über das Pleuel 18 in eine translatorische Bewegung des Kolbens im Zylinder umgesetzt wird. Gemäß Darstellung C ist ein Verdichtungsverhältnis von ε = 9,5 eingestellt. Im Vergleich dazu beträgt das Verdichtungsverhältnis bei der gemäß Darstellung D gezeigten Einstellung der Verstelleinrichtung 24 wieder etwas weniger, während das Verdichtungsverhältnis in der gemäß Darstellung E gezeigten Stellung der Verstelleinrichtung 24 ε = 14 beträgt. Es ist zu erkennen, dass nun besonders viel Schmieröl in der Steuerkammer 34 aufgenommen ist, während die Steuerkammer 36 nahezu kein Schmieröl mehr beinhaltet. Der Übersicht wegen sind in der 6 die übrigen Bezugszeichen weggelassen, wobei das zu der Versteileinrichtung 24 gemäß den vorhergehenden Figuren Ausgeführte analog auf die Verstelleinrichtung 24 gemäß 6 zutrifft.

10: Kurbeltrieb
12: Kurbelwelle
14: Hubzapfen
16: Hebelelement
18: Pleuel
20: Richtungspfeil
22: Pleuelauge
24: Stelleinrichtung
26: Arbeitsraum
28: Zylinder
30: Kolben
32: Schubstange
34: Steuerraum
36: Steuerraum
38: Fläche
40: Kanal
42: Kanal
44: Kanal
46: Kanal
48: Steuerkante
50: Steuerkante
52: Steuerkante
54: Steuerkolben
56: Rückschlagventil
58: Rückschlagventil
60: Rückschlagventil
62: Welle
64: Stift
66: Betätigungselement
68: Federelement
70: bogenförmige Fläche
74: Teil
76: Teil
78: Teil
80: Befestigungselement
A: Darstellung
B: Darstellung
C: Darstellung
D: Darstellung
E: Darstellung

Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine, bei welchem mindesten ein an einem Hubzapfen (14) einer Kurbelwelle (12) gelagertes und mit einem korrespondierenden Pleuel (18) verbundenes Hebelelement (16) mittels einer korrespondierenden Stelleinrichtung (24) zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem Hubzapfen (14) eingestellt wird, wobei das Hebelelement (16) durch eine zumindest im Wesentlichen translatorische Bewegung der Stelleinrichtung (24) zwischen den zumindest zwei Drehstellungen eingestellt wird, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine, bei welchem mindesten ein an einem Hubzapfen (14) einer Kurbelwelle (12) gelagertes und mit einem korrespondierenden Pleuel (18) verbundenes Hebelelement (16) mittels einer korrespondierenden Stelleinrichtung (24) zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem Hubzapfen (14) eingestellt wird, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Mehrzahl von an einem jeweiligen Hubzapfen (14) gelagerten und mit jeweils einem korrespondierenden Pleuel (18) verbundenen Hebelelementen (16) mittels jeweils einer zugeordneten Stelleinrichtung (24) unabhängig voneinander zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem jeweiligen Hubzapfen (14) eingestellt wird.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine, bei welchem mindestens ein an einem Hubzapfen (14) einer Kurbelwelle (12) gelagertes und mit einem korrespondierenden Pleuel (18) verbundenes Hebelelement (16) mittels einer korrespondierenden Stelleinrichtung (24) zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem Hubzapfen (14) eingestellt wird, wobei das Hebelelement (16) einerseits mit dem Pleuel (18) und andererseits mit der Stelleinrichtung (24) gelenkig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement (16) durch eine zumindest im Wesentlichen translatorische Bewegung der Stelleinrichtung (24) zwischen den zumindest zwei Drehstellungen eingestellt wird und dass sich die Stelleinrichtung (24) zumindest mittelbar an einem Kurbelgehäuse der Hubkolbenmaschine um eine Schwenkachse schwenkbar abstützt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement (16) in Abhängigkeit von einem eine Verbrennung in einem dem Hebelelement (16) zugeordneten Arbeitsraum, insbesondere Zylinder, der Hubkolbenmaschine charakterisierenden Signal eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die Verbrennung charakterisierende Signal mittels zumindest einer Erfassungseinrichtung der Hubkolbenmaschine erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das die Verbrennung charakterisierende Signal mittels zumindest eines dem Arbeitsraum zugeordneten Klopfsensors der Hubkolbenmaschine erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das die Verbrennung charakterisierende Signal mittels zumindest eines dem Arbeitsraum zugeordneten Drucksensors der Hubkolbenmaschine erfasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement (16) in Abhängigkeit von einer Temperatur und/oder einem Druck eines dem Hebelelement (16) zugeordneten Arbeitsraums, insbesondere Zylinders, der Hubkolbenmaschine eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes durch die Temperatur das Verdichtungsverhältnis durch Einstellen des Hebelelements (16) reduziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement (16) in Abhängigkeit von einem Arbeitstakt eines dem Hebelelement (16) zugeordneten Kolbens der Hubkolbenmaschine eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement (16) zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses eingestellt wird, wenn eine von der Stelleinrichtung (24) auf das Hebelelement (16) zur Einstellung des Hebelelements (16) aufzubringende Stellkraft die gleiche Bewegung des Hebelelements (16) bewirkt, wie eine von dem mit dem Hebelelement (16) verbundenen Pleuel (18) auf das Hebelelement (16) aufgebrachte Kraft.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtungsverhältnis durch Einstellen des Hebelelements (16) erhöht wird, wenn von dem Pleuel (18) auf das Hebelelement (16) eine Zugkraft aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtungsverhältnis durch Einstellen des Hebelelements (16) reduziert wird, wenn von dem Pleuel (18) auf das Hebelelement (16) eine Druckkraft aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement (16) in Abhängigkeit von einer Last der Hubkolbenmaschine eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement (16) über eine Gewindespindel der Stelleinrichtung (24) und/oder durch eine hydraulische Betätigung der Stelleinrichtung (24) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hebelelement (16) über einen in einem Arbeitsraum (26) eines Zylinders (28) axial relativ zu dem Zylinder (28) verschiebbar aufgenommenen und mit einer Stange (32) verbundenen Kolben (30) der Stelleinrichtung (24) eingestellt wird.
Verfahren zum Betreiben einer Hubkolbenmaschine, bei welchem mindesten ein an einem Hubzapfen (14) einer Kurbelwelle (12) gelagertes und mit einem korrespondierenden Pleuel (18) verbundenes Hebelelement (16) mittels einer korrespondierenden Stelleinrichtung (24) zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem Hubzapfen (14) eingestellt wird, wobei das Hebelelement (16) einerseits mit dem Pleuel (18) und andererseits mit der Stelleinrichtung (24) gelenkig verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von an einem jeweiligen Hubzapfen (14) gelagerten und mit jeweils einem korrespondierenden Pleuel (18) verbundenen Hebelelementen (16) mittels jeweils einer zugeordneten Stelleinrichtung (24) unabhängig voneinander zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses der Hubkolbenmaschine zwischen zumindest zwei Drehstellungen relativ zu dem jeweiligen Hubzapfen (14) eingestellt wird und dass sich die Stelleinrichtung (24) zumindest mittelbar an einem Kurbelgehäuse der Hubkolbenmaschine um eine Schwenkachse schwenkbar abstützt.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelelemente (16) jeweils in Abhängigkeit von einem eine Verbrennung in einem dem Hebelelement (16) zugeordneten Arbeitsraum, insbesondere Zylinder, der Hubkolbenmaschine charakterisierenden Signal eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das die Verbrennung charakterisierende Signal mittels zumindest einer Erfassungseinrichtung der Hubkolbenmaschine erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das die Verbrennung charakterisierende Signal mittels zumindest eines dem Arbeitsraum zugeordneten Klopfsensors der Hubkolbenmaschine erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das die Verbrennung charakterisierende Signal mittels zumindest eines dem Arbeitsraum zugeordneten Drucksensors der Hubkolbenmaschine erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelelemente (16) jeweils in Abhängigkeit von einer Temperatur und/oder einem Druck eines dem Hebelelement (16) zugeordneten Arbeitsraums, insbesondere Zylinders, der Hubkolbenmaschine eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes durch die Temperatur das Verdichtungsverhältnis durch Einstellen des Hebelelements (16) reduziert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelelemente (16) jeweils in Abhängigkeit von einem Arbeitstakt eines dem Hebelelement (16) zugeordneten Kolbens der Hubkolbenmaschine eingestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelelemente (16) zur Einstellung des Verdichtungsverhältnisses jeweils eingestellt werden, wenn eine von der Stelleinrichtung (24) auf das jeweilige Hebelelement (16) zur Einstellung des Hebelelements (16) aufzubringende Stellkraft die gleiche Bewegung des Hebelelements (16) bewirkt, wie eine von dem mit dem Hebelelement (16) verbundenen Pleuel (18) auf das Hebelelement (16) aufgebrachte Kraft.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtungsverhältnis durch Einstellen des Hebelelements (16) erhöht wird, wenn von dem Pleuel (18) auf das Hebelelement (16) eine Zugkraft aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdichtungsverhältnis durch Einstellen des Hebelelements (16) reduziert wird, wenn von dem Pleuel (18) auf das Hebelelement (16) eine Druckkraft aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelelemente (16) jeweils in Abhängigkeit von einer Last der Hubkolbenmaschine eingestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelelemente (16) jeweils über eine Gewindespindel der Stelleinrichtung (24) und/oder durch eine hydraulische Betätigung der Stelleinrichtung (24) eingestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelelemente (16) jeweils über einen in einem Arbeitsraum (26) eines Zylinders (28) axial relativ zu dem Zylinder (28) verschiebbar aufgenommenen und mit einer Stange (32) verbundenen Kolben (30) der Stelleinrichtung (24) eingestellt werden.