具有可变压缩比的内燃机的连杆的止回阀以及具有止回阀的连杆的制作方法

本发明涉及一种具有可变压缩比的内燃机的连杆的止回阀以及一种具有这样的止回阀的连杆。

背景技术：

在内燃机中，高的压缩系数对内燃机的效率起积极作用。压缩比通常理解为压缩前的总气缸容积与压缩后的剩余气缸容积的比例。然而在具有外源点火的、具有固定的压缩比的内燃机、尤其是汽油发动机中，所述压缩比仅能允许选择为如此高，即在全负荷运行中避免所谓的内燃机的“爆震”。然而对于频繁得多地出现的内燃机的部分负荷区域、亦即在气缸充填较少的情况下，所述压缩比可选择为具有更高值，而不会出现“爆震”。若能可变地调节所述压缩系数，就可改进内燃机的重要的部分负荷区域。为了调节所述压缩系数已知例如具有可变连杆长度的系统，其借助于液压转换阀来操纵连杆的偏心轮调节装置。

这样的连杆例如由文献de102012112461a1已知并且包括用于调节有效的连杆长度的偏心轮调节装置以及两个柱塞，其中，所述偏心轮调节装置具有与偏心杠杆配合作用的偏心轮，所述两个柱塞均在液压室中可移动地引导，并且在所述液压室中支承有偏心轮调节装置的、作用于偏心杠杆的偏心轮杆。所述偏心轮调节装置的调节路径可借助于转换阀调节。通过所述调节路径的改变而改变有效的连杆长度。因此，能控制内燃机的压缩比。连杆中的止回阀分别防止液压流体从液压室回流到供流接口或油箱。

为此，在de102012112481a1中已知一种合适的止回阀。

技术实现要素：

本发明的任务在于，提供一种改进的止回阀，所述止回阀具有高的可靠性以及长的使用寿命并且可以简单地制造。

本发明的另一个任务在于，提供一种具有这样的止回阀的改进的连杆，所述连杆具有高的可靠性以及长的使用寿命。

提出一种用于具有可变压缩比的内燃机的连杆的止回阀，所述连杆具有至少一个连杆侧的液压室，所述液压室可借助止回阀与连杆的轴瓦和/或油箱连接。所述止回阀包括阀体和沿着阀纵轴线在阀体中能轴向移动的关闭元件，所述阀体具有在阀体中介于第一阀口和第二阀口之间的流体路径，所述关闭元件在止回阀的止动位置中能贴靠在阀座上并且在打开位置中能贴靠在止挡上。

根据本发明，阀体具有用于连杆的柱塞的终端位置缓冲的缓冲活塞。

第一阀口优选为入口并且第二阀口优选为止回阀的出口。

有利地，利用直接设置在液压室下部或设置在液压室的下部的末端、即室底部处的止回阀可以避免：由于液压流体、例如油的室填充度低而不再能充分地通过排出节流部制动液压室中的支撑柱塞并且导致所述支撑活塞以过高的速度安放到液压室的室底部上。那么也就是说，在不利的情况下这会导致负载过高，这种负载过高会损坏连杆的杠杆总成部件。利用连杆中的止回阀可以实现终端位置缓冲、特别是在柱塞撞击在液压室的室底部之前不久实现，这种终端位置缓冲减小所述的负载过高。

在第一步骤中，柱塞从室底部抬起。液压室可以通过止回阀供入油并且通过排出孔将油排出。

在第二步骤中，柱塞在朝向室底部向下运动时撞击在缓冲活塞上并且以其端面封闭所述缓冲活塞中的中心孔。由此，在止回阀的内部的一定体积的油包围所述柱塞。所述关闭过程以有利的方式通过柱塞直接进行而不是如同封闭侧面的排出孔那样逐步进行。所述油仅可以通过泄漏排出。根据所述油的粘度，使出现的柱塞制动并且因此缓冲对室底部的撞击。

在第三步骤中，缓冲活塞的行程耗尽并且柱塞撞击到阀壳体上，所述阀壳体定义为柱塞的末端止挡。

在一种有利的实施方案中，可以在缓冲活塞和阀体之间设置弹簧元件、例如盘形弹簧，所述弹簧元件可以引起所述缓冲元件的附加的缓冲。此外，如果柱塞再次从缓冲元件抬起，则所述弹簧元件可以将缓冲元件带到其初始位置，从而所述缓冲元件在柱塞再一次下降时可以以有利的方式实现其缓冲功能。在此，以符合目的的方式这样选择所述缓冲活塞的行程，使得不会超出所述弹簧元件的允许的弹簧距离。

如果柱塞再次向相反的方向运动，那么盘形弹簧确保缓冲活塞再次运动到其初始位置(第一步骤)并且由此可以如上所述地缓冲下一次撞击。

对于止回阀与缓冲元件的根据本发明的布置方式来说，所述液压室与现有技术的连杆相比加长出止回阀的高度并且直接地装入所述止回阀。由此，得到用于柱塞的新的末端止挡。通过这样的设计可以更大地实施所述液压室的直径，由此提供结构上的优点。此外，还可以省略在柱塞下方的端部上的通常的倒棱，由此提高柱塞引导长度并且在设计中得到更多的自由。

止回阀的壳体中的凹槽和溢流通道使得排出通道可以以很多可变的方式设置，这在设计中提供了更多的自由度并且由此可以在必要时避免机械关键区域中的孔。

通过将连杆基体的材料压入到凹槽中的方式，阀壳体中的凹槽也可以作为侧凹部用于轴向固定。

根据一种有利的实施方案，弹簧元件至少功能性地设置在阀体和缓冲活塞之间。所述弹簧元件至少设置成在阀体和缓冲活塞之间起作用，从而所述缓冲活塞对弹簧元件施加影响，于是间接地对阀体施加影响。所述弹簧元件也可以几何性地设置在阀体和缓冲活塞之间，从而阀体、弹簧元件和缓冲元件以几何顺序彼此相继。

这样的弹簧元件可以引起缓冲元件的附加的缓冲。此外，如果柱塞再次从缓冲元件抬起，则所述弹簧元件可以将缓冲元件带到其初始位置，从而所述缓冲元件在柱塞再一次下降时可以以有利的方式实现其缓冲功能。在此，以符合目的的方式这样选择缓冲活塞的行程，使得不会超出弹簧元件的允许的弹簧距离。如果柱塞再次向相反的方向运动，盘形弹簧确保缓冲活塞再次运动到其初始位置并且由此可以如上所述地缓冲下一次撞击。

根据一种有利的实施方案，阀体可以具有至少一个沿阀纵轴线延伸的溢流通道。通过所述溢流通道可以将液压流体以合适的方式经过止回阀导入到排出孔中。由此，可以将排出孔设置在连杆中某处，此处有利于连杆的加工和/或在连杆中的负载分配。

根据一种有利的实施方案，所述至少一个溢流通道可以设置在阀壳体的外侧上。在阀壳体外侧上的溢流通道例如可以通过冲击扭转径向地装入所述阀壳体中。

根据一种有利的实施方案，关闭元件和缓冲活塞沿轴向方向彼此相继。所述缓冲活塞和关闭元件相互间轴向的布置方式有利于进行缓冲的液压流体在止回阀内部的力分配。可以以这样的方式有利地避免所述关闭元件和/或缓冲活塞卡住。

根据一种有利的实施方案，缓冲活塞的作用方向与关闭元件的运动方向相同。由此实现，在柱塞靠置在缓冲活塞上时，可靠地关闭止回阀。所述缓冲活塞的关闭功能以有利的方式通过连杆的液压缸的柱塞这样直接地进行并且不是如同在关闭侧面的排出孔那样通过柱塞逐步地进行。

根据一种有利的实施方案，阀体具有环形的凹槽。在止回阀的壳体中的凹槽使得排出通道可以以很多可变的方式设置，这在设计中得到更多的自由度并且由此可以在必要时避免关键区域中的孔。通过将连杆基体的材料压入到凹槽中的方式，阀壳体中的凹槽也可以作为侧凹部用于轴向固定。

根据一种有利的实施方案，连杆的材料通过合适的变形工艺嵌入到环绕的凹槽中以便在连杆中固定阀体。通过在阀体中通过径向的孔使例如相对薄的板条变形，可以将连杆的材料压入到环形的凹槽中并且因此将止回阀可靠地固定在其在连杆或液压室中的位置中。

根据一种有利的实施方案，环绕的凹槽可以具有在至少一个溢流通道和在连杆中设置的排出口之间的流体连接。以这样的方式，液压流体可以适当地从液压室中例如节流地导出。

根据一种有利的实施方案，阀体可以具有横向于阀纵轴线设置的穿通的孔，所述穿通的孔用于容纳用于将关闭元件防丢失地设置在阀体中的圆柱销。利用所述圆柱销，可以以合适的方式实现对关闭元件的止挡。所述圆柱销有利地防止了所述关闭元件从阀体的内部掉出。因此，所述关闭元件也可以简单地安装。

按照一种有利的实施方案，关闭元件构造为球状体。作为关闭元件的球状体确保了可靠地关闭功能并且具有如下优点，即所述关闭元件不必定向地安装。利用所述球状体可以可靠地关闭相应地互补的阀座。

根据一种有利的实施方案，阀座可以至少局部地构造成球帽形。以这样的方式，阀座可以利用作为关闭元件的球状体可靠和有效地封闭。

根据本发明的另一方面，提出一种用于具有可变压缩比的内燃机的连杆，所述连杆具有至少一个液压室和在其中可移动地引导的柱塞，其中，液压室借助于止回阀能如上所述地与连杆的轴瓦和/或油箱连接。

根据本发明的另一方面，提出一种用于具有可变压缩比的内燃机的连杆，所述连杆具有至少一个液压室和在其中可移动地引导的柱塞，其中，液压室借助于止回阀能与连杆的轴瓦和/或油箱连接。

根据本发明，止回阀直接设置在液压室的下部并且包括缓冲活塞，以用于柱塞的终端位置缓冲。

有利地，利用直接设置在液压室的下部或设置在液压室的下部的末端、即室底部处的止回阀可以避免：由于液压流体、例如油的室填充度低而不再能充分地通过排出节流部制动液压室中的支撑柱塞并且导致所述支撑柱塞以过高的速度安放到液压室的室底部上。那么也就是说，在不利的情况下会导致负载过高，这种负载过高会损坏连杆的杠杆总成部件。利用连杆中的止回阀可以实现终端位置缓冲、特别是在柱塞撞击在液压室的底部之间不久实现，这种终端位置缓冲减小所述的负载过高。

根据一种有利的实施方案，柱塞以其端面封闭止回阀的阀口。有利地，可以以限定的方式关闭和打开阀口。可以避免逐渐地关闭或打开阀口，在逐渐地关闭或打开时，阀口的可通流的横截面根据柱塞的轴向位置被逐渐地关闭或打开。在柱塞的端面贴靠时关闭阀口，在柱塞的端面抬起时打开阀口。

有利地，柱塞和缓冲活塞的作用方向与关闭元件的运动方向相同。

根据一种有利的实施方案，在止回阀的阀体和缓冲活塞之间设置有弹簧元件。这样的弹簧元件可以引起缓冲元件的附加的缓冲。此外，如果柱塞再次从缓冲元件抬起，则所述弹簧元件可以将缓冲元件带到其初始位置，从而所述缓冲元件在柱塞再一次下降时可以以有利的方式实现其缓冲功能。在此，以符合目的的方式这样选择所述缓冲活塞的行程，使得不会超出所述弹簧元件的允许的弹簧距离。如果柱塞再次向相反的方向运动，盘形弹簧确保缓冲活塞再次运动到其初始位置并且由此可以如上所述地缓冲下一次撞击。

按照一种有利的实施方案，止回阀可以压入到连杆主体或连杆盖中。以这样的方式，止回阀可以可靠地安装在连杆中。止回阀的这样的安装也可以以简单的方式实现。通过压入的止回阀可以在止回阀和连杆主体或连杆盖之间实现可靠的密封。

附图说明

其他优点由下述附图说明得出。在附图中示意性地示出本发明的实施例。所述附图、说明书和权利要求书包括很多特征组合。对于这些特征，本领域技术人员也可以以符合目的的方式单独考虑并概括出其他合理的组合。

其中：

图1在示意性的视图中示出具有止回阀的根据本发明的连杆，所述连杆用于机动车的具有可变压缩比的内燃机；

图2示出在某一状态下穿过图1的连杆的放大的纵剖面图，所述连杆具有按照本发明的第一实施例的止回阀，在该状态中柱塞从液压室的底部抬起；

图3示出在柱塞接触缓冲活塞的状态下的图2的连杆；

图4示出在柱塞位于端部止挡处的状态下的图2的连杆；

图5示出穿过根据本发明的另一个实施例的止回阀的纵剖面图，该止回阀具有在阀体和缓冲活塞之间的弹簧元件；

图6示出图5的止回阀的等距视图；

图7示出根据本发明的另一个实施例的止回阀的等距视图；

图8示出在柱塞从液压室底部抬起的状态下穿过具有图7的止回阀的连杆的放大的纵剖面图。

具体实施方式

在附图中用相同的附图标记表示相同或同类的部件。所述附图仅示出示例而不应限制性地理解。

图1在示意性的视图中示出一种已知的用于机动车的具有可变压缩比的内燃机的连杆1，该连杆具有止回阀59、60。连杆1包括未示出的用于调节有效的连杆长度的偏心轮调节装置。所述偏心轮调节装置具有与偏心杠杆配合作用的偏心轮。在此，所述偏心轮调节装置的调节路径可借助于未详细说明的转换阀16调节。

可调节的偏心轮调节装置的扭转在内燃机的惯性力和负载力的作用下开始，所述惯性力和负载力在内燃机的工作周期中对偏心轮调节装置起作用。在工作周期中，作用在偏心轮调节装置上的力的作用方向连续地改变。转动运动或调节运动由以液压流体、尤其是机油加载的集成在连杆1中的柱塞辅助，或者所述柱塞防止偏心轮调节装置由于在偏心轮调节装置上作用的力的变化的力作用方向而复位。

所述柱塞借助偏心轮杆在两侧与偏心轮调节装置的偏心轮基体有效连接。所述柱塞可移动地设置在液压室2、4中并且通过液压流体管道6、8从连杆轴承孔11的轴瓦10出发通过止回阀59、60以液压流体加载。在这种情况下，所述止回阀防止液压流体从液压室2、4回流至液压流体管道6、8中、回流到连杆轴承孔11的轴瓦10中或者回流到油箱中并且能实现将液压流体重吸至液压室2、4中。液压室2、4与其他未示出的液压流体管道连接，这些液压流体管道与转换阀16配合作用。所述转换阀16通过液压流体管道18同样与轴瓦10连接。

两个止回阀59、60分别设置在液压室2或4的下端部上并且通过液压流体管道6或8与轴瓦10连接。所述止回阀59、60具有用于在液压室2中引导的柱塞的终端位置缓冲。

第一阀口22作为进口与液压流体管道6或8连接进而与连杆1的轴瓦10连接并且第二阀口23作为出口与液压室2或4连接，其中，在进口和出口之间确定进入到进口中的且通过出口排出的流体的阀通道方向80。

在连杆的备选的实施方式中，止回阀59、60可以代替设置在连杆主体9中而设置在连杆盖7中。在两种实施方式中，止回阀都可以以符合目的方式压入。

由于液压室2的油的室填充度低，可能发生，在液压室中不再可以充分地制动柱塞并且导致所述柱塞以过高的速度安放到室底部上，从而在不利的情况下负载过高可以损坏偏心轮调节装置的未示出的杠杆总成部件。

在图2至图4中，以柱塞62的不同位置呈现在液压室2中针对引导的柱塞62的终端位置缓冲的作用。图2示出在某一状态下穿过图1的连杆1的放大的纵剖面图，所述连杆具有按照本发明的第一实施例的止回阀60，在该状态中柱塞62从液压室2的底部72抬起，而图3示出在柱塞62接触缓冲活塞71的状态下的连杆1，并且图4示出在柱塞62位于端部止挡处的状态下的连杆1。

止回阀60直接设置在液压室2的下部并且包括阀体61和沿着阀纵轴线l在阀体61中可轴向地移动的关闭元件24，所述阀体具有在阀体61内在作为进口的第一阀口22和作为出口的第二阀口23之间的流体路径，所述关闭元件在止回阀60的止动位置中能贴靠到阀座25上并且在打开位置中能贴靠到止挡26上。止回阀60具有用于连杆1的柱塞62的终端位置缓冲的缓冲活塞71。所述缓冲活塞71在阀壳体74中轴向引导。

所述关闭元件24和缓冲活塞71在轴向方向彼此相继。所述缓冲活塞71的作用方向与关闭元件24的运动方向相同。

所述关闭元件24构造为球状体，其中，阀座25以符合目的的方式至少局部构造为球帽形。

如果柱塞62从室底部72抬起(在图2中示出)，则根据未示出的转换阀的位置，液压室2要么经由止回阀60通过进口22和出口23以油供给，要么通过排出口63排空，如图5所示。

如果柱塞62触及缓冲活塞71(在图3中示出)，所述柱塞利用其端面封闭缓冲活塞71的孔75。由此，在止回阀60和柱塞62之间的一定体积的油包围所述柱塞。油只能通过泄漏排出。根据所述油的粘度，使出现的柱塞62制动并且因此缓冲对室底部72的撞击。

如果缓冲活塞71的行程耗尽，那么柱塞62撞击到阀壳体74上(在图4中示出)，所述阀壳体因此定义为柱塞62的末端止挡。如果柱塞62再次向相反的方向运动，那么缓冲活塞71可以再次运动到其初始位置并且由此可以如上所述地缓冲下一次撞击。

在图5中示出穿过根据本发明的另一个实施例的止回阀60的纵剖面图，所述止回阀具有在阀体61和缓冲活塞71之间的弹簧元件73。

止回阀60的构造基本上对应于图2至图4的止回阀60。所述止回阀60具有用于在液压室2中引导的以虚线表示的柱塞60的终端位置缓冲，其中，在图5中示出的止回阀60附加地具有弹簧元件73。

所述弹簧元件73以盘形弹簧的形式设置在阀体61和缓冲活塞71之间。在此，阀壳体74包括阀体61、缓冲活塞71以及弹簧元件73。

如果柱塞62再次向相反的方向运动，那么弹簧元件73确保缓冲活塞71以可靠的方式再次运动到其初始位置并且由此可以如上所述地缓冲下一次撞击。

此外，当柱塞62使缓冲活塞71朝向室底部72运动时，弹簧元件73可以确保缓冲活塞71的附加的缓冲。

在图5示出的实施例中，阀座25从进口22的一侧装入、优选压入到阀体61中。

在图5示出的实施例中，阀壳体74具有附加的环绕的凹槽51。阀壳体74中的所示出的凹槽51可以作为侧凹部用于将止回阀60轴向固定在止回阀在连杆中的安装位置中，其方式为，将连杆基体9的材料通过合适的变形工艺压入到凹槽51中，以便在连杆1中固定阀壳体74。

对此，图6示出图5的止回阀60的等距示图。如在图5中可见，阀壳体74具有沿阀纵轴线l延伸的溢流通道78以用于从液压室2排出油。所述溢流通道78设置在阀壳体74的外侧。在阀壳体74的外侧环绕的凹槽51可以附加地具有在溢流通道78和在连杆1中设置的排出口63之间的流体连接。

在图6和图7中示出的溢流通道78和在阀壳体74中的凹槽51使得排出口63可以以很多可变的方式设置，这在设计中提供了更多的自由度并且由此可以在必要时避免机械关键区域中的排出孔。

在图7中示出根据本发明的另一个实施例的止回阀60的等距示图，所述止回阀在图8中以其在连杆中的安装位置示出。

阀体61符合图6中的实施例的基本特征，然而附加地具有横向于阀纵轴线l设置的穿通的孔76，所述穿通的孔用于容纳用于将关闭元件24防脱落地设置在阀体61中的圆柱销77。在图8中，可以看出所述圆柱销77的作用。

图8示出在柱塞62从液压室2的底部72抬起的状态下穿过具有图7的止回阀60的连杆1的放大的纵剖面图。

液压室2可以加长出具有终端位置缓冲的止回阀60的高度，从而所述止回阀60可以如在图8中的实施例中那样直接装入。由此，得到用于柱塞62的新的末端止挡。通过这样的设计可以更大地实施液压室2、4的直径，这呈现出结构上的优点。此外，在柱塞62上无需倒棱，由此提高了柱塞引导长度并且在设计中得到更多自由。

如在图8中能够看到的，止回阀60的主要设计符合在图5中示出的、具有在缓冲活塞71和阀体61之间的弹簧元件73的实施方式，然而所述止回阀横向于阀纵轴线l附加地具有在孔76中设置的圆柱销77。所述圆柱销77可以以符合目的的方式承担止挡26的功能，从而关闭元件24以这样的方式防脱落地设置在阀体61中。