大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)及其控制設(shè)備和控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)及其控制設(shè)備和控制方法。所述往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)（1）包括：配備有缸套（4）的至少一個(gè)缸體；至少一個(gè)活塞（6），所述活塞以可動(dòng)的方式布置在所述缸套內(nèi)；以及曲軸（2），所述曲軸以可旋轉(zhuǎn)的方式布置在曲軸殼體中，其中每個(gè)活塞都經(jīng)由活塞桿（7）連接到十字頭（8），并且所述十字頭經(jīng)由連桿（9）連接到所述曲軸（2）以驅(qū)動(dòng)所述曲軸，其中，每個(gè)十字頭（8）都設(shè)置有用于控制所述往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的控制設(shè)備（10）。
【專利說明】大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)及其控制設(shè)備和控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，并涉及分別根據(jù)權(quán)利要求12和14的前序部分所述的控制設(shè)備和用于控制大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)中，對于燃燒、熱效率并且對于廢氣排放而言，壓縮比是一個(gè)重要的參數(shù)。壓縮比通常被選擇以產(chǎn)生最佳發(fā)動(dòng)機(jī)性能。該選擇通常與高負(fù)載發(fā)動(dòng)機(jī)性能最相關(guān)。為了使整個(gè)操作范圍內(nèi)的性能最佳，期望具有可變壓縮比，但由于這種系統(tǒng)的復(fù)雜性，因此通常進(jìn)行折衷而限定恒定壓縮比。
[0003]對于能夠在具有不同點(diǎn)火性能的不同燃料量的條件下運(yùn)行的往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)能夠而言，或者對于能夠根據(jù)狄塞爾循環(huán)以液體柴油來運(yùn)行和根據(jù)奧圖循環(huán)以汽油來運(yùn)行的所謂的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)而言，該問題變得甚至更關(guān)鍵，這是由于既可以借助柴油進(jìn)行狄塞爾循環(huán)也可以借助汽油進(jìn)行奧圖循環(huán)的共用壓縮比的范圍非常窄。在這種情況下，必須對狄塞爾循環(huán)性能和奧圖循環(huán)性能進(jìn)行折衷。這在一些情況下可能是可行的，但為了使發(fā)動(dòng)機(jī)性能最佳，需要可變壓縮比。
[0004]已知存在不同的方案來改變小型往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)中的壓縮比，諸如圍繞活塞銷或圍繞主軸承的偏心套筒，或者用于調(diào)節(jié)缸體蓋和曲軸中心線之間的距離的偏心軸和機(jī)構(gòu)。這些方案通常相當(dāng)復(fù)雜，并且在不對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行重大的重新設(shè)計(jì)的情況下不容易適用于大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)。另外，這些方案將需要大量的鋼和鐵以確保大型發(fā)動(dòng)機(jī)中的剛性發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)。
[0005]而且，已知的大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)并且特別是例如在船舶和電站中使用的柴油類型的大型二沖程往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造不同于小型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造。已知的大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)包括:分別配備有缸套的一個(gè)或多個(gè)缸體；以可動(dòng)的方式布置在相應(yīng)的缸套內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)活塞；以及以可旋轉(zhuǎn)的方式布置在曲軸殼體中的曲軸，其中每個(gè)活塞均經(jīng)由活塞桿連接到相應(yīng)的十字頭，并且每個(gè)十字頭均經(jīng)由連桿連接到曲軸以驅(qū)動(dòng)該曲軸。活塞桿通常被沿著它們的縱向軸線被線性地引導(dǎo)，并且相應(yīng)的十字頭將活塞桿的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為連桿的非線性運(yùn)動(dòng)。
[0006]在JP61-197731A中描述了一種大型可變壓縮比柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。所述的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)包括用于改變壓縮比的可移位的出口閥座。該方案被認(rèn)為太笨重并且為了實(shí)施該方案需要相當(dāng)大量的鋼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種其中壓縮比能夠被改變并且可變壓縮比的控制需要較小的額外空間或不需要額外空間的大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)、和控制設(shè)備以及用于控制大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的方法，其中所述控制設(shè)備能夠被集成在十字頭中或集成在活塞中。
[0008]該目的根據(jù)本發(fā)明由權(quán)利要求1限定的大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)以及分別由權(quán)利要求12和15限定的控制設(shè)備和方法來滿足。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)包括:配備有缸套的至少一個(gè)缸體；至少一個(gè)活塞，所述活塞以可動(dòng)的方式布置在所述缸套內(nèi)；以及曲軸，所述曲軸以可旋轉(zhuǎn)的方式布置和/或軸頸連接在曲軸殼體中，其中所述活塞在各種情況下都經(jīng)由活塞桿連接到十字頭，并且所述十字頭在各種情況下都經(jīng)由連桿連接到所述曲軸以驅(qū)動(dòng)所述曲軸。另外，所述十字頭或所述活塞中的一者或者所述十字頭和所述活塞這二者在各種情況下都設(shè)置有用于控制所述往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的控制設(shè)備。所述十字頭通常將所述活塞桿的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為所述連桿的非線性運(yùn)動(dòng)。
[0010]在所述大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的有利實(shí)施方式中，所述控制設(shè)備包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述十字頭中或該十字頭處，或者設(shè)置在所述活塞中或該活塞處，以使所述活塞桿和/或所述活塞相對于所述十字頭移位。
[0011]所述控制設(shè)備例如能包括下列一個(gè)或多個(gè)部件:能夠旋轉(zhuǎn)的偏心十字頭銷；與十字頭銷相配合的偏心襯套，其中所述襯套能夠旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于使所述十字頭銷或所述襯套中的一者轉(zhuǎn)動(dòng)或者使所述十字頭銷和所述襯套這二者轉(zhuǎn)動(dòng)；和鎖定機(jī)構(gòu)，所述鎖定機(jī)構(gòu)用于鎖定所述十字頭銷或所述襯套中的一者或者鎖定所述十字頭銷和所述襯套這二者。
[0012]所述控制設(shè)備任選地能夠包括:第一螺紋部，所述第一螺紋部設(shè)置成與所述活塞桿連接，例如設(shè)置在所述活塞桿的端部處；第二螺紋部，所述第二螺紋部與所述第一螺紋部相配合；以及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述十字頭中或該十字頭處，或者設(shè)置在所述活塞中或該活塞處，以使所述第一螺紋部或所述第二螺紋部轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0013]有利地或者另外，所述控制設(shè)備能夠包括:至少一個(gè)楔形部；與所述楔形部和所述活塞桿操作連接的配對部，例如為楔形配對部；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于移動(dòng)所述楔形部或所述配對部中的一者或者移動(dòng)所述楔形部和所述配對部這二者。
[0014]在所述大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的另一有利實(shí)施方式中，所述控制設(shè)備包括引導(dǎo)件，所述引導(dǎo)件用于相對于所述活塞桿并平行于該活塞桿移動(dòng)所述活塞，或者所述控制設(shè)備包括活塞頭，所述活塞頭能夠運(yùn)動(dòng)或者包含可動(dòng)嵌件，并且所述控制設(shè)備還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于相對于所述活塞桿移動(dòng)所述活塞，或者用于相對于所述活塞或所述活塞桿移動(dòng)所述活塞頭，或者用于相對于所述活塞頭或所述活塞移動(dòng)所述嵌件。
[0015]在上述實(shí)施方式中提及的所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)或者所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有利地被以液壓的方式驅(qū)動(dòng)。
[0016]在另一有利實(shí)施方式中，所述控制設(shè)備包括液壓擺動(dòng)泵，所述液壓擺動(dòng)泵布置在所述十字頭中或該十字頭處，以產(chǎn)生液壓壓力，其中所述擺動(dòng)泵包括:中空空間，例如為具有環(huán)形節(jié)段的形式的中空空間；以及擺動(dòng)活塞，所述擺動(dòng)活塞例如以密封的方式裝配在所述中空空間中，所述中空空間或所述擺動(dòng)活塞連接到連桿的端部處，從而當(dāng)所述連桿在操作中移動(dòng)時(shí)，所述擺動(dòng)活塞在所述中空空間中擺動(dòng)。
[0017]本發(fā)明還包括一種用于控制大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的控制設(shè)備，其中，所述往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)包括:配備有缸套的至少一個(gè)缸體；至少一個(gè)活塞，所述活塞以可動(dòng)的方式布置在所述缸套內(nèi)；以及曲軸，所述曲軸以可旋轉(zhuǎn)的方式布置和/或軸頸連接在曲軸殼體中，其中每個(gè)活塞都經(jīng)由活塞桿連接到相應(yīng)的十字頭，并且每個(gè)十字頭都經(jīng)由連桿連接到所述曲軸以驅(qū)動(dòng)所述曲軸，其中，根據(jù)本發(fā)明的所述控制設(shè)備在各種情況下都設(shè)計(jì)成所述十字頭的一部分或者集成在所述十字頭中或集成在所述十字頭銷中。
[0018]在有利的實(shí)施方式中，所述控制設(shè)備包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于相對于所述十字頭并且沿與所述活塞相同的方向使所述活塞桿移位。
[0019]本發(fā)明還包括一種用于控制大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的方法，其中，所述方法包括提供大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，所述往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)包括:配備有缸套的至少一個(gè)缸體；至少一個(gè)活塞，所述活塞以可動(dòng)的方式布置在所述缸套內(nèi)；以及曲軸，所述曲軸以可旋轉(zhuǎn)的方式布置和/或軸頸連接在曲軸殼體中，其中所述活塞在各種情況下都經(jīng)由活塞桿連接到十字頭，并且所述十字頭在各種情況下都經(jīng)由連桿連接到所述曲軸以驅(qū)動(dòng)所述曲軸。所述方法還包括:為各十字頭和/或各活塞設(shè)置控制設(shè)備，所述控制設(shè)備用于控制所述往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比；并且當(dāng)供應(yīng)具有不同點(diǎn)火特性的不同燃料量時(shí)或者當(dāng)燃料供應(yīng)從柴油改變到汽油或者從汽油改變到柴油時(shí)，來改變壓縮比。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)能夠被實(shí)施成二沖程或四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，例如實(shí)施成具有大于160mm或大于200mm的缸膛的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī),或者實(shí)施成具有大于270mm或大于300mm直徑的缸膛的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。而且，大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)能夠被實(shí)施成柴油類型的大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)和控制設(shè)備以及用于控制大往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，所述控制設(shè)備能夠被集成到大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的十字頭中或活塞中，并且僅需要微小的額外空間或不需要額外空間來實(shí)施，因此甚至允許利用可變壓縮比控制來改型現(xiàn)有的大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0022]這些實(shí)施方式和變形的上述說明僅作為示例。從從屬權(quán)利要求和附圖能看出其它有利的實(shí)施方式。而且，在本發(fā)明的上下文中，來自所描述或所示出的實(shí)施方式和來自所描述或所示出的變形中的單獨(dú)特征能夠彼此結(jié)合以形成新的實(shí)施方式。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]將參照特定實(shí)施方式并參照附圖在下文中更加詳細(xì)地說明本發(fā)明。
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明的大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施方式；
[0025]圖2A和圖2B是貫穿根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的實(shí)施方式的剖視圖；
[0026]圖2C是用于圖2A和2B中所示的實(shí)施方式的鎖定機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式；
[0027]圖2D、圖2E和圖2F是貫穿用于圖2A和2B中所示的實(shí)施方式的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式的剖視圖；
[0028]圖3是根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第二實(shí)施方式的剖視圖；
[0029]圖4A和圖4B是根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第三實(shí)施方式的剖視圖；
[0030]圖5A和圖5B是貫穿用于圖2A至圖4B中所示的其中一個(gè)實(shí)施方式的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施方式的剖視圖；
[0031]圖6A和圖6B分別是根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第四和第五實(shí)施方式的剖視圖；
[0032]圖7是根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第六實(shí)施方式的剖視圖；[0033]圖8是根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第七實(shí)施方式的剖視圖；
[0034]圖9A和圖9B是根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第八實(shí)施方式的剖視圖；
[0035]圖1OA和圖1OB是根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第九實(shí)施方式的剖視圖；
[0036]圖11A、圖1lB和圖1lC是根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第十實(shí)施方式的剖視圖；
[0037]圖12A、圖12B和圖12C是根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第十一實(shí)施方式的剖視圖；
[0038]圖13是根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第十二實(shí)施方式的剖視圖；
[0039]圖14A、圖14B和圖14C是根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第十三實(shí)施方式的剖視圖；
[0040]圖15是根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第十四實(shí)施方式的剖視圖；以及
[0041]圖16是用于根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的擺動(dòng)泵的實(shí)施方式。
【具體實(shí)施方式】
[0042]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)I的實(shí)施方式。所示的發(fā)動(dòng)機(jī)I包含:配備有缸套4的至少一個(gè)缸體；以可動(dòng)的方式布置在缸套內(nèi)的至少一個(gè)活塞6 ；以及以可動(dòng)的方式布置和/軸頸連接在曲軸殼體中的曲軸2，其中活塞6在各種情況下均經(jīng)由活塞桿7連接到十字頭8，并且該十字頭在各種情況下均經(jīng)由連桿9連接到曲軸2以驅(qū)動(dòng)該曲軸。另外，各十字頭或各活塞或者各十字頭和各活塞這兩者都設(shè)置有用于控制往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的控制設(shè)備。用于控制壓縮比的控制設(shè)備的典型實(shí)施方式在下文結(jié)合下列附圖來描述。
[0043]十字頭通常將活塞桿的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為連桿的非線性運(yùn)動(dòng)。缸套4通常在上方由缸體蓋封閉，從而在缸體中在活塞和缸體蓋之間分別形成燃燒空間3。
[0044]另外，大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)I能夠任選地包含下列部件中的一個(gè)或多個(gè)部件:位于缸套4的下部以使凈化空氣進(jìn)入的一個(gè)或多個(gè)凈化開口 5 ;布置在缸體蓋處以噴射燃料的一個(gè)或多個(gè)噴嘴12 ;用于控制廢氣的排出的至少一個(gè)出口閥13 ;以及電子控制單元25，該電子控制單元用于控制排氣閥的致動(dòng)和/或控制用于控制相對于曲軸位置的壓縮比的控制設(shè)備的正時(shí)。
[0045]在大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的有利實(shí)施方式中，控制設(shè)備包括用于使活塞桿7相對于十字頭并沿與活塞相同的方向運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在十字頭8中或該十字頭處、或者設(shè)置在十字頭銷中或該十字頭銷處、或者設(shè)置在活塞6中或該活塞處。
[0046]圖2A和2B示出了貫穿根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的實(shí)施方式的剖視圖。在該實(shí)施方式中，控制設(shè)備10形成為十字頭8的一部分并且包括能夠旋轉(zhuǎn)的十字頭銷14。圖2A和圖2B還示出了該大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的含有控制設(shè)備10的部分。以上結(jié)合圖1的說明描述了大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0047]控制設(shè)備10有利地包括鎖定機(jī)構(gòu)，該鎖定機(jī)構(gòu)用于鎖定十字頭銷并防止該十字頭銷旋轉(zhuǎn)。圖2C示出了用于圖2A和圖2B的實(shí)施方式的鎖定機(jī)構(gòu)16的實(shí)施方式。該鎖定機(jī)構(gòu)包含鎖定銷16a，該鎖定銷當(dāng)被致動(dòng)時(shí)能夠與十字頭銷14接合。鎖定銷16a例如能夠由液壓閥致動(dòng)。
[0048]在下文中，術(shù)語“氣體力”是指由于氣體壓縮和/或由于燃燒空間中的燃燒而作用在活塞6上的力，術(shù)語“質(zhì)量力”是指由諸如活塞6和活塞桿7之類的移動(dòng)部件施加的慣性力。[0049]當(dāng)鎖定機(jī)構(gòu)被釋放時(shí)，偏心十字頭銷14在限定角度內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。借助活塞6和活塞桿7作用在偏心十字頭銷上的氣體力和質(zhì)量力將使十字頭銷旋轉(zhuǎn)到位于如圖2B所示的活塞下死點(diǎn)(BDC)處的低壓縮比位置。因此在每個(gè)回轉(zhuǎn)期間在燃燒的情況下，從一個(gè)循環(huán)至下一個(gè)循環(huán)可以進(jìn)行從高壓縮比到低壓縮比的切換。
[0050]靠近活塞上死點(diǎn)(TDC)可以進(jìn)行從低壓縮比向高壓縮比的切換。在各個(gè)循環(huán)期間在切換時(shí)缸體中不發(fā)生燃燒，并且在一個(gè)完整的發(fā)動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)期間排氣閥優(yōu)選是打開的。在沒有氣體力作用在活塞上的情況下，質(zhì)量力將是位于TDC處的主導(dǎo)力，并且將使十字頭銷旋轉(zhuǎn)至高壓縮比位置。
[0051]如果偏心十字頭銷位于其上死點(diǎn)或下死點(diǎn)處，則可能難以借助氣體力或質(zhì)量力使十字頭銷轉(zhuǎn)動(dòng)。因此能夠有利地將十字頭銷的旋轉(zhuǎn)角的范圍限制成小于180°或略小于180。。
[0052]有利的是，鎖定機(jī)構(gòu)快速地作用以允許壓縮比在發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)回轉(zhuǎn)內(nèi)改變。壓縮比優(yōu)選地在不同缸體中連續(xù)地切換，以允許在高負(fù)載下連續(xù)地操作。從高壓縮比向低壓縮比的切換能夠在不顯著損失發(fā)動(dòng)機(jī)功率的情況下來進(jìn)行，這是因?yàn)槿紵軌蛟诎l(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)回轉(zhuǎn)期間進(jìn)行，同時(shí)從低壓縮比向高壓縮比的改變將導(dǎo)致功率損失，這是因?yàn)楸匦枋∪?skip) 一次點(diǎn)火以允許切換壓縮比。
[0053]該系統(tǒng)通常需要電控發(fā)動(dòng)機(jī)以也允許單獨(dú)的排氣閥控制和鎖定機(jī)構(gòu)相對于曲軸位置的控制的正時(shí)。
[0054]這類系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于壓縮比能夠被快速地切換以及系統(tǒng)允許從一個(gè)循環(huán)向另一個(gè)循環(huán)改變。另一個(gè)優(yōu)勢在于用于切換所需的油量被限制，這是因?yàn)閮H鎖定機(jī)構(gòu)必需被控制。另一方面，該系統(tǒng)需要一定的發(fā)動(dòng)機(jī)速度來操作，這是因?yàn)橘|(zhì)量力取決于發(fā)動(dòng)機(jī)速度。
[0055]如果需要的話，控制設(shè)備10能夠包括轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于使十字頭銷14轉(zhuǎn)動(dòng)并且?guī)椭淖儔嚎s比。圖2D、圖2E和圖2F示出了用于圖2A和圖2B的實(shí)施方式的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)11的實(shí)施方式。所示的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包含:與十字頭銷14連接的齒輪或扇形齒輪14a ;與所述齒輪嚙合的齒條Ila ;以及用于驅(qū)動(dòng)所述齒條的活塞18。另外，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能任選地包含旋轉(zhuǎn)限制銷14c和與該旋轉(zhuǎn)限制銷接合的切口部(cutout) 14b，并且所述切口部設(shè)置在十字頭銷14處以限制十字頭銷的旋轉(zhuǎn)。
[0056]這樣的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行時(shí)也能改變壓縮比。
[0057]圖3示出了貫穿根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第二實(shí)施方式的剖視圖。在該實(shí)施方式中，控制設(shè)備10形成十字頭8的一部分，并且包括能夠旋轉(zhuǎn)的偏心十字頭銷14，以及軸承外殼15。圖3還示出了活塞桿7和連桿9的通常供連接所述控制設(shè)備的部分。
[0058]圖3中所示的控制設(shè)備10的功能與上述的圖2A至2F中所示的控制設(shè)備的功能類似。
[0059]圖3中所示的控制設(shè)備10的優(yōu)點(diǎn)在于軸承外殼在軸承的高加載部中被封閉，因此軸承的磨損和維護(hù)與常規(guī)軸承構(gòu)造中的相同。
[0060]圖4A和圖4B示出了貫穿根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第三實(shí)施方式的剖視圖。在該實(shí)施方式中，控制設(shè)備10形成十字頭8的一部分，并且包括:能夠旋轉(zhuǎn)的偏心十字頭銷14 ；能夠旋轉(zhuǎn)并且圍繞十字頭銷的偏心部的襯套15.2 ;以及不能旋轉(zhuǎn)的軸承外殼15.1。圖4A和圖4B還示出了活塞桿7的通常供連接控制設(shè)備的部分。[0061]為了例如從低壓縮比切換到高壓縮比，偏心十字頭銷14例如如圖4A所示順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，但襯套15.2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)?？刂圃O(shè)備因此移動(dòng)到圖4B所示的高壓縮比位置。在從低壓縮比向高壓縮比的改變期間，在十字頭銷和襯套同步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)活塞桿7向上移動(dòng)而不發(fā)生角位移。
[0062]圖4A和圖4B中所示的控制設(shè)備10的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)從低壓縮比向高壓縮比變化時(shí)(反之亦然)，活塞桿能夠保持與缸套平行。
[0063]該控制設(shè)備有利地包括用于使十字頭銷14和襯套15.2轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)或兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。圖5A和圖5B示出了適用于圖4A和圖4B的實(shí)施方式的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)11的實(shí)施方式。該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包含:柱形或扇形空間11b，該柱形或扇形空間能夠由分隔壁Ild分成兩半；以可旋轉(zhuǎn)的方式布置在柱形或扇形空間Ilb中的一個(gè)或多個(gè)葉片Ilc ;以及圖5A和5B中未示出的位于每側(cè)的側(cè)壁，該側(cè)壁沿軸向方向密封柱形或扇形空間Ilb和葉片。
[0064]在圖5A中，葉片靠近分隔壁Ild的一側(cè)定位，并且在圖5B中，葉片靠近分隔壁的另一側(cè)定位。當(dāng)施加在分隔壁Ild和葉片之間的壓力P1比柱形或扇形空間Ilb的其余部分中的壓力P2高時(shí)，葉片從圖5A中所示的位置轉(zhuǎn)動(dòng)到圖5B中所示的位置。
[0065]圖6A中示出了根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第四優(yōu)選實(shí)施方式。所示的控制設(shè)備10包括:至少一個(gè)楔形部17.1，該楔形部通常能夠運(yùn)動(dòng)；與楔形部和活塞桿7 二者操作連接的配對部17.2 (例如楔形配對部)；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18a至18d，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于移動(dòng)楔形部或配對部中的一者或者移動(dòng)楔形部和配對部這二者。所述控制設(shè)備還能夠包括活塞7a,該活塞布置在活塞桿的下端并且發(fā)動(dòng)機(jī)油壓能夠被施加到該活塞以保持活塞桿7始終與配對部17.2操作連接。通常，控制設(shè)備10被設(shè)置在十字頭8中或該十字頭處，所述十字頭能夠?qū)⒒钊麠U7和連桿9相連接。
[0066]圖6A中所示的控制設(shè)備還包括導(dǎo)軌18b和導(dǎo)塊18a，所述導(dǎo)塊以可動(dòng)的方式布置在導(dǎo)軌上并且連接至楔形部17.1，從而允許該楔形部與十字頭8 一起移動(dòng)。導(dǎo)軌例如能夠經(jīng)由平行臂18d并經(jīng)由液壓活塞18c連接到靜止表面，以在活塞桿7和十字頭銷14之間推動(dòng)楔形部17.1，從而增大十字頭和活塞之間的距離，并且因此提高壓縮比。
[0067]圖6B中示出了根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第五有利實(shí)施方式。所示的控制設(shè)備10包括:至少一個(gè)楔形部17.1，該楔形部通常能夠運(yùn)動(dòng)；與楔形部和活塞桿7 二者操作連接的配對部17.2 (例如楔形配對部)；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(諸如液壓活塞18c)，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)布置在十字頭8處、該十字頭中或該十字頭上，以移動(dòng)楔形部或配對部中的一者或移動(dòng)楔形部和配對部這二者。所述控制設(shè)備還能夠包括活塞7a，該活塞布置在活塞桿的下端處并且發(fā)動(dòng)機(jī)油壓能夠被施加到該活塞，以使活塞桿7始終保持與配對部17.2操作連接。
[0068]圖6B中所示的控制設(shè)備還包括曲桿18e，該曲桿承載圖中未示出的管道和用于向液壓活塞18c供應(yīng)油的控制閥21。在控制閥致動(dòng)時(shí)，油壓被施加到液壓活塞18c并且楔形部17.1在活塞桿7和十字頭銷14之間被推動(dòng)，從而增大十字頭和活塞之間的距離，并且因此提聞壓縮比。
[0069]圖7示出了貫穿根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第六實(shí)施方式的剖視圖。在該實(shí)施方式中，控制設(shè)備10形成十字頭8的一部分，并且包括:至少一個(gè)楔形部17.1，該楔形部通常能夠運(yùn)動(dòng)；與楔形部和活塞桿7操作連接的配對部17.2 (例如楔形配對部)；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18.1,18.2，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于移動(dòng)楔形部或配對部中的一者或移動(dòng)楔形部和配對部這二者?？刂圃O(shè)備還能夠包括圖中未示出的液壓活塞，該液壓活塞布置在活塞桿的下端處并且發(fā)動(dòng)機(jī)油壓能夠被施加到該液壓活塞，以使活塞桿7始終保持與配對部17.2操作連接。通常，控制設(shè)備10設(shè)置在十字頭8中或該十字頭處，并且優(yōu)選地設(shè)置在十字頭銷14中或該十字頭銷處，例如設(shè)置在中空十字頭銷中。
[0070]圖7中所示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包含兩個(gè)液壓活塞18.1、18.2，這兩個(gè)液壓活塞例如能夠分別連接到楔形部17.1的相對兩側(cè)，以在活塞桿7和十字頭銷14之間推動(dòng)所述楔形部從而增大十字頭和活塞之間的距離并且因此提高壓縮比，或者使所述楔形部從高壓縮比位置縮回從而減小十字頭和活塞之間的距離并且因此降低壓縮比。
[0071]壓力施加到液壓活塞18.1,18.2中的任一個(gè)。能夠使用伺服油，并且由于楔的力強(qiáng)化，因此較低的油壓(小于200bar)就足夠。標(biāo)準(zhǔn)的旋轉(zhuǎn)接頭(union)能應(yīng)用于曲桿。所述楔形部被壓向位于任一側(cè)的止動(dòng)部，從而不受來自活塞的力的影響，即，不存在循環(huán)壓縮因此不發(fā)生油的加熱，從而不發(fā)生損耗并且不需要油循環(huán)。然而壓縮比不能連續(xù)調(diào)整。
[0072]圖8示出了貫穿根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第七實(shí)施方式的剖視圖。在該實(shí)施方式中，控制設(shè)備10形成十字頭8的一部分，并且包括:至少一個(gè)楔形部17.1、17.1’，該楔形部通常能夠運(yùn)動(dòng)；例如設(shè)置在活塞桿7處的配對部17.2 (例如楔形配對部)；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18.3，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于移動(dòng)楔形部或配對部中的一者或移動(dòng)楔形部和配對部這二者。所述控制設(shè)備還能夠包括圖中未示出的液壓活塞，該液壓活塞布置在活塞桿的下端處以保持活塞桿7始終與一個(gè)楔形部或兩個(gè)楔形部17.1,17.1’和配對部17.2操作連接。通常，控制設(shè)備10設(shè)置在十字頭8中或該十字頭處，并且優(yōu)選地設(shè)置在十字頭銷14中或該十字頭銷處，例如設(shè)置在中空十字頭銷中，如圖8所示。
[0073]圖8中所示的控制設(shè)備包含布置在配對部17.2的兩側(cè)的兩個(gè)楔形部17.1、17.1’，并且驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包含螺栓18.3，所述螺栓橫穿楔形部并且具有兩部分，第一部分設(shè)置有右旋螺紋，該右旋螺紋與第一楔形部中的螺孔接合，第二部分設(shè)置有左旋螺紋，該左旋螺紋與第二楔形部中的螺孔接合。通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓18.3，能夠增大十字頭和活塞之間的距離，并因此能夠提高壓縮比，從而楔形部17.1、17.2朝向彼此移動(dòng)，然而通過沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓，能夠減小十字頭和活塞之間的距離，并因此能夠降低壓縮比，從而楔形部遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)。
[0074]圖8中所示的控制設(shè)備10的優(yōu)點(diǎn)在于壓縮比能夠被連續(xù)地調(diào)整。
[0075]圖9A和圖9B示出了根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第八實(shí)施方式的剖視圖。在該實(shí)施方式中，控制設(shè)備10形成十字頭8的一部分，并且包括:至少一個(gè)楔形部17.1，該楔形部通常能夠運(yùn)動(dòng)；與活塞桿7操作連接的處的配對部17.2，例如楔形配對部，如圖9B所示；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)18.1,18.2，該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于移動(dòng)楔形部或配對部中的一者或移動(dòng)楔形部和配對部這二者。楔形部17.1和楔形配對部17.2能夠雙重作用并且能夠分別由液壓活塞18.1、18.2驅(qū)動(dòng),如圖9A和9B所示。控制設(shè)備還能夠包括液壓活塞7a,該液壓活塞布置在活塞桿7的下端處以使活塞桿始終保持與楔形部17.1和配對部17.2操作連接。通常，控制設(shè)備10設(shè)置在十字頭8中或該十字頭處，并且優(yōu)選地設(shè)置在十字頭銷14中或該十字頭銷處，例如設(shè)置在中空十字頭銷中，如圖9A和9B所示。
[0076]圖1OA和圖1OB示出了根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第九實(shí)施方式的剖視圖。在該實(shí)施方式中，控制設(shè)備包含多個(gè)楔形部17.1和多個(gè)楔形配對部17.2，這些楔形部和楔形配對部雙重作用、彼此接合并且分別由液壓活塞18.1、18.2驅(qū)動(dòng)。在圖1OA中，這些楔形部和多個(gè)楔形配對部借助液壓活塞18.1,18.2而抵靠彼此被擠壓，因此將活塞桿7移動(dòng)到與高壓縮比位置對應(yīng)的頂部位置，并且在圖1OB中，這些楔形部和多個(gè)楔形配對部彼此遠(yuǎn)離，因此將活塞桿7移動(dòng)到與低壓縮比位置對應(yīng)的底部位置。
[0077]圖1OA和圖1OB中所示的實(shí)施方式是圖9A和9B中所示的實(shí)施方式的變形。因此從以上對圖9A和圖9B的說明能夠得出附加的特征和可行變形。
[0078]圖11A、圖1lB和圖1lC示出了貫穿根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第十實(shí)施方式的剖視圖。在該實(shí)施方式中，控制設(shè)備10形成十字頭8的一部分，并且包括至少一個(gè)液壓活塞7a，該液壓活塞設(shè)置成與活塞桿7連接，從而用于相對于十字頭上下移動(dòng)活塞桿。如果需要，在十字頭8中設(shè)置第二液壓活塞18，以擠壓徑向布置的楔17.1,17.1’使之抵靠活塞桿7的錐形部，從而用于將活塞桿固定在分別與高壓縮比對應(yīng)的頂部位置和與低壓縮比對應(yīng)的底部位置。通常，控制設(shè)備10設(shè)置在十字頭銷14中或該十字頭銷處。
[0079]在圖12A、圖12B和圖12C中所示的根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第十一實(shí)施方式中，控制設(shè)備10包括:第一螺紋部19.1，該第一螺紋部設(shè)置成例如在活塞桿7的端部處與該活塞桿連接；第二螺紋部19.2，該第二螺紋部與第一螺紋部嚙合；以及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)11，該轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在十字頭8中或該十字頭處或者設(shè)置在活塞中或該活塞處，以轉(zhuǎn)動(dòng)第一螺紋部和第二螺紋部。所述控制設(shè)備還能夠包括液壓活塞7a，該液壓活塞布置在活塞桿7的下端處以保持活塞桿始終與第一螺紋部和/或第二螺紋部操作連接。通常，控制設(shè)備10設(shè)置在十字頭8中或該十字頭處，并且優(yōu)選地設(shè)置在十字頭銷中或該十字頭銷處。
[0080]圖12C中所示的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)11例如能夠包含齒條11a，該齒條與和第一螺紋部19.1或第二螺紋部19.2聯(lián)接的小齒輪19a嚙合。所述齒條分別在兩端處有利地設(shè)置有雙重作用活塞或活塞18.1、18.2，以移動(dòng)所述齒條。在圖12A和圖12C中，位于左側(cè)的第一活塞18.1被致動(dòng)并且齒條Ila向相反側(cè)移動(dòng)，因此使第一螺紋部19.1轉(zhuǎn)動(dòng)，從而活塞桿7位于其與高壓縮比位置對應(yīng)的頂部位置 。在圖12B中，位于相對側(cè)的第二活塞18.2被致動(dòng)并且所述齒條向左側(cè)移動(dòng)，因此使第一螺紋部轉(zhuǎn)動(dòng)，從而活塞桿7位于其與低壓縮比位置對應(yīng)的底部位置。
[0081]圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第十二實(shí)施方式的剖視圖。在該實(shí)施方式中，控制設(shè)備10包含以可動(dòng)的方式布置在活塞桿7上的活塞6。所述控制設(shè)備通常包含:一個(gè)或多個(gè)引導(dǎo)件6b，所述引導(dǎo)件用于沿軸向方向引導(dǎo)活塞；以及例如液壓缸18，該液壓缸用于相對于活塞桿7移動(dòng)活塞6。該活塞能夠任選地具有環(huán)形支撐件6a，該環(huán)形支撐件與活塞一起移動(dòng)或者相對于活塞桿固定。
[0082]圖14A、圖14B和圖14C示出了根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第十三實(shí)施方式的剖視圖。在該實(shí)施方式中，控制設(shè)備10包含配備有內(nèi)部6c的活塞頭，該活塞頭能夠沿軸向方向移動(dòng)。該活塞還能夠具有環(huán)形支撐件6b和/或引導(dǎo)件或引導(dǎo)表面，所述引導(dǎo)件或引導(dǎo)表面用于沿軸向方向引導(dǎo)活塞頭的所述內(nèi)部?；钊^的內(nèi)部和外部之間的密封例如能夠借助位于燃燒側(cè)的氣密活塞環(huán)6d和位于冷卻側(cè)的液壓密封件來進(jìn)行，如圖14C所示。這兩個(gè)密封件之間的空間有利地經(jīng)由通風(fēng)連接件6e通向活塞下側(cè)。通常，控制設(shè)備10形成活塞6的一部分或者設(shè)置在活塞中或該活塞處。
[0083]活塞頭的內(nèi)部的移位例如能夠以液壓的方式執(zhí)行，從而活塞頭和活塞桿之間的油腔室被直接加載。在這種情況下需要沿著活塞桿的管路或鉆孔。[0084]另一個(gè)可能性是將用于冷卻油出口的管作為與液壓活塞18連接的連接件18a，所述液壓活塞例如放置在十字頭8中或該十字頭處或者放置在十字頭銷中或該十字頭銷處。借助該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，僅在活塞6上具有低軸向力的情況下的期間進(jìn)行向上運(yùn)動(dòng)(在TDC之前大約90° )。來自活塞冷卻的油在向上運(yùn)動(dòng)期間通過非回流閥被引導(dǎo)至位于活塞頭和活塞桿之間的腔室。因此氣體力和質(zhì)量力有利地由該油容積而不是由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)吸收。
[0085]該液壓系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于:僅少量的油(在必要壓力下)必需由供應(yīng)系統(tǒng)輸送；進(jìn)入活塞頭下方的腔室的大量的油通過該腔室和冷卻油供應(yīng)源之間的壓差保持流動(dòng)。該腔室的大液壓表面確保在發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)期間活塞頭的內(nèi)部和外部之間的油壓和相對運(yùn)動(dòng)僅是適度的。
[0086]代替上述的液壓系統(tǒng)，能夠使用前述或后面的實(shí)施方式中的一個(gè)實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來升起活塞頭的內(nèi)部。而且在該情況下，有利的是使用位于活塞頭處的油腔室來吸收氣體力和質(zhì)量力，以保持系統(tǒng)小型化并且通過系統(tǒng)的固有彈性來提供過載保護(hù)。
[0087]圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的第十四實(shí)施方式的剖視圖。在該實(shí)施方式中，控制設(shè)備10包含位于液壓缸18’中的活塞18，該活塞例如布置在活塞桿7的下端處以使該活塞桿上下移動(dòng)。通常，控制設(shè)備10設(shè)置在十字頭8中或該十字頭處，并且優(yōu)選地設(shè)置在十字頭銷中或該十字頭銷處。如果需要，能夠設(shè)置控制閥21來控制液壓活塞18的上下運(yùn)動(dòng)。
[0088]在負(fù)載下，向上移動(dòng)活塞桿所需要的力相當(dāng)高。因此建議僅在TDC之前的大約90°的小期間內(nèi)進(jìn)行該運(yùn)動(dòng)，在該期間，質(zhì)量力和氣體力的量達(dá)到最小。
[0089]在另一有利實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備包括用于產(chǎn)生液壓壓力的擺動(dòng)泵，所述擺動(dòng)泵例如能夠用于致動(dòng)控制設(shè)備的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的液壓活塞。然而，下述的擺動(dòng)泵也能夠被當(dāng)作可獨(dú)立于本申請使用的自主主體(own subject),以借助在接頭中的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生壓力。
[0090]圖16示出了用于根據(jù)本發(fā)明的控制設(shè)備的擺動(dòng)泵的實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，擺動(dòng)泵22包括:中空空間，該中空空間例如具有環(huán)形節(jié)段的形式；以及擺動(dòng)活塞22a，該擺動(dòng)活塞裝配到中空空間中，例如以密封的方式裝配在中空空間中，其中中空部或擺動(dòng)活塞連接到連桿9的端部，從而當(dāng)連桿在操作中移動(dòng)時(shí)擺動(dòng)活塞22在中空空間中擺動(dòng)。
[0091]所述中空空間例如能夠設(shè)置在十字頭8中或該十字頭處，或者設(shè)置在十字頭銷中或該十字頭銷處，如圖16所示，并且擺動(dòng)活塞22a能夠設(shè)置在連桿9的上端處，例如設(shè)置在連桿的上部軸承的軸承蓋處。擺動(dòng)泵22有利地包括第二活塞22b，諸如線性移動(dòng)活塞，該活塞具有彈簧，其中第二活塞充當(dāng)壓力儲蓄器22c和/或控制閥，例如，充當(dāng)非回流閥和/或充當(dāng)用于活塞桿或發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的移位的正時(shí)控制部。
[0092]在根據(jù)本發(fā)明的大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)中，連桿的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)在TDC之后的90°和270°的發(fā)動(dòng)機(jī)角度處達(dá)到最大幅度,其中例如在TDC之后的270°處的一個(gè)最大幅度與由擺動(dòng)泵產(chǎn)生的最大壓力對應(yīng)。這確切地是在活塞桿或發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的向上運(yùn)動(dòng)應(yīng)當(dāng)發(fā)生時(shí)的時(shí)間。因此能夠使用擺動(dòng)泵的高壓力來在TDC之后的270°的發(fā)動(dòng)機(jī)角度處提升發(fā)動(dòng)機(jī)活塞。在TDC之后的180°后的90°處，擺動(dòng)活塞打開油入口并且系統(tǒng)油壓重新填充泵。在發(fā)動(dòng)機(jī)的若干回轉(zhuǎn)期間，發(fā)動(dòng)機(jī)活塞將被提升到其與高壓縮比位置對應(yīng)的頂部位置。
[0093]為了降下發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，而將擺動(dòng)泵的壓力引導(dǎo)至位于圖15中所示的活塞桿7處的液壓活塞18的上側(cè)。與主要向下作用的氣體力和質(zhì)量力一起，可以將發(fā)動(dòng)機(jī)活塞向下移動(dòng)至其底部位置，即，移動(dòng)到在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)周期中的低壓縮比位置。
[0094]在下文中將參照圖1至圖16描述用于控制大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，所述方法包括提供大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)I，該往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)包括:配備有缸套4的至少一個(gè)缸體；以可動(dòng)的方式布置在缸套內(nèi)的至少一個(gè)活塞6 ;以及以可旋轉(zhuǎn)的方式布置在曲軸殼體中的曲軸2，其中活塞6在各種情況下都經(jīng)由活塞桿7連接到十字頭8，并且所述十字頭在各種情況下都經(jīng)由連桿9連接到曲軸2以驅(qū)動(dòng)該曲軸。該方法還包括:為每個(gè)十字頭8和/或每個(gè)活塞6都設(shè)置有用于控制往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)I的壓縮比的控制設(shè)備10 ;并且當(dāng)供應(yīng)具有不同點(diǎn)火特性的不同燃料量時(shí)或者當(dāng)燃料供應(yīng)改變時(shí)，例如從柴油改變到汽油或者從汽油改變到柴油時(shí)，來改變壓縮比。
[0095]壓縮比的改變有利地利用作用在移動(dòng)部件上的質(zhì)量力來進(jìn)行。因此，當(dāng)活塞朝上死點(diǎn)向上移動(dòng)時(shí)進(jìn)行從低壓縮比向高壓縮比的改變，并且當(dāng)活塞朝下死點(diǎn)向下移動(dòng)時(shí)進(jìn)行從高壓縮比向低壓縮比的改變。
[0096]根據(jù)上述實(shí)施方式和實(shí)施方式變形的大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)和控制設(shè)備以及用于控制大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的方法具有的優(yōu)點(diǎn)在于，控制設(shè)備能夠被集成到十字頭中或者大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞中，因此需要較小的額外空間或者不需要額外空間。
【權(quán)利要求】
1.一種大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(1)，該往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)具有:配備有缸套(4)的至少一個(gè)缸體；至少一個(gè)活塞(6)，所述活塞以可動(dòng)的方式布置在所述缸套內(nèi)；以及曲軸(2)，所述曲軸以可旋轉(zhuǎn)的方式布置在曲軸殼體中，其中所述活塞(6)在各種情況下都經(jīng)由活塞桿(7)連接到十字頭(8)，并且所述十字頭在各種情況下都經(jīng)由連桿(9)連接到所述曲軸(2)以驅(qū)動(dòng)所述曲軸，其特征在于，所述十字頭(8)在各種情況下都設(shè)置有用于控制所述往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的控制設(shè)備(10)，并且/或者所述活塞(6)在各種情況下都設(shè)置有用于控制所述往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的控制設(shè)備(10 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述十字頭(8)將所述活塞桿(7)的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為所述連桿(9)的非線性運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述控制設(shè)備(10)包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(11，18)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述十字頭(8)中或該十字頭處，或者設(shè)置在十字頭銷(14)中或該十字頭銷處，以使所述活塞桿(7)和/或所述活塞(6)相對于所述十字頭(8)移位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述控制設(shè)備(10)包括能夠旋轉(zhuǎn)的偏心十字頭銷(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述控制設(shè)備(10)包括與十字頭銷(14)相配合的偏心襯套(15.2)，并且所述襯套能夠旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述控制設(shè)備(10)包括轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(11)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)用于使所述十字頭銷(14)或所述襯套(15.2)中的一者轉(zhuǎn)動(dòng)或者使所述十字頭銷和所述襯套這二者轉(zhuǎn)動(dòng)，并且/或者所述控制設(shè)備包括鎖定機(jī)構(gòu)(16)，所述鎖定機(jī)構(gòu)用于鎖定所述十字頭銷或所述襯套中的一者或者鎖定所述十字頭銷和所述襯套這二者。
7.根據(jù)權(quán)利要求中I至6中任一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述控制設(shè)備(10)包括:第一螺紋部(19.1 )，所述第一螺紋部設(shè)置成與所述活塞桿(7)連接，具體地設(shè)置在所述活塞桿的端部處；第二螺紋部(19.2)，所述第二螺紋部與所述第一螺紋部相配合；以及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(11)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述十字頭(8)中或該十字頭處，或者設(shè)置在所述活塞(6)中或該活塞處，以使所述第一螺紋部或所述第二螺紋部轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述控制設(shè)備(10)包括:至少一個(gè)楔形部(17.1);與所述楔形部和所述活塞桿(7)這二者操作連接的配對部(17.2)，具體地為楔形配對部；以及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(18.1,18.2，18.3)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于移動(dòng)所述楔形部或所述配對部中的一者或者移動(dòng)所述楔形部和所述配對部這二者。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述控制設(shè)備(10)包括引導(dǎo)件(6b)，所述引導(dǎo)件用于相對于所述活塞桿(7)并平行于該活塞桿移動(dòng)所述活塞(6),或者所述控制設(shè)備包括活塞頭,所述活塞頭能夠移動(dòng)或者包含可動(dòng)嵌件(6c),并且其中所述控制設(shè)備還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(18)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于相對于所述活塞桿(7)移動(dòng)所述活塞(6 )，或者用于相對于所述活塞或所述活塞桿移動(dòng)所述活塞頭，或者用于相對于所述活塞頭或所述活塞移動(dòng)所述嵌件(6c )。
10.根據(jù)權(quán)利要求3至9中任一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(11)或者所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(18，18.1，18.2,18.3)被以液壓方式驅(qū)動(dòng)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述控制設(shè)備(10)包括液壓擺動(dòng)泵(22)，所述液壓擺動(dòng)泵布置在所述十字頭(8)中或該十字頭處，以產(chǎn)生液壓壓力；并且其中所述擺動(dòng)泵(22)包括中空空間以及擺動(dòng)活塞(22a)，所述中空空間具體地為具有環(huán)形節(jié)段的形式的中空空間，所述擺動(dòng)活塞裝配在所述中空空間中，所述中空空間或所述擺動(dòng)活塞連接到連桿(9)的端部處，從而當(dāng)所述連桿在操作中移動(dòng)時(shí)，所述擺動(dòng)活塞(22a)在所述中空空間中擺動(dòng)。
12.一種用于控制大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的控制設(shè)備(10)，其中，所述往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)包括:配備有缸套(4)的至少一個(gè)缸體；至少一個(gè)活塞(6)，所述活塞以可動(dòng)的方式布置在所述缸套內(nèi)；以及曲軸(2)，所述曲軸以可旋轉(zhuǎn)的方式布置在曲軸殼體中，其中每個(gè)活塞都經(jīng)由活塞桿(7)連接到相應(yīng)的十字頭(8)，并且每個(gè)十字頭都經(jīng)由連桿(9)連接到所述曲軸(2)以驅(qū)動(dòng)所述曲軸，其特征在于， 所述控制設(shè)備(10)在各種情況下都設(shè)計(jì)成為所述十字頭(8)的一部分或者集成在所述十字頭中或集成在十字頭銷(14)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制設(shè)備，其中，所述控制設(shè)備(10)包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(11，18，18.1，18.2，18.3)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于相對于所述十字頭(8)并且沿與所述活塞(6)相同的方向使所述活塞桿(7)移位。
14.一種用于控制大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比的方法，其中，所述方法包括提供大型往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(I)，所述往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)包括:配備有缸套(4)的至少一個(gè)缸體；至少一個(gè)活塞(6)，所述活塞以可動(dòng)的方式布置在所述缸套內(nèi)；以及曲軸(2)，所述曲軸以可旋轉(zhuǎn)的方式布 置在曲軸殼體中，其中所述活塞(6)在各種情況下都經(jīng)由活塞桿(7)連接到十字頭(8)，并且所述十字頭在各種情況下都經(jīng)由連桿(9)連接到所述曲軸(2)以驅(qū)動(dòng)所述曲軸，其特征在于， 所述方法還包括:為各十字頭(8)和/或各活塞(6)設(shè)置用于控制所述往復(fù)活塞式燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)(I)的壓縮比的控制設(shè)備(10);以及當(dāng)供應(yīng)具有不同點(diǎn)火特性的不同燃料量時(shí)或者當(dāng)燃料供應(yīng)從柴油改變?yōu)槠突蛘邚钠透淖優(yōu)椴裼蜁r(shí)，改變壓縮比。
【文檔編號】F02D15/00GK103541819SQ201310244297
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月17日
【發(fā)明者】L·克尼普斯特羅姆, R·舒爾茨, P·施米茨, G·蘇得沃伊 申請人:瓦錫蘭瑞士公司