DD145121A1

DD145121A1 - Brennkraftmaschine mit motorbremse

Info

Publication number: DD145121A1
Application number: DD79214549A
Authority: DD
Inventors: Heribert Kubis; Gerhard Deschler; Dieter Wittmann; Wolfgang Fuhrmann
Original assignee: Maschf Augsburg Nuernberg Ag
Priority date: 1978-07-25
Filing date: 1979-07-23
Publication date: 1980-11-19
Also published as: SU1080751A3; IT7924584A0; IT1122284B; JPS5517697A; GB2028953B; JPS6321003B2; SE7906342L; FR2433635A1; CH641873A5; HU182525B; GB2028953A; RO80198A; SE438888B; IN151679B; DE2832542A1

Description

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Brennkraftmaschine mit Motorbremse Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine mit Motorbremse, welche die Bremsung durch Öffnen eines der Gaswechselventile erae_It, indem im Ventilantrieb ein hydraulischer Stößel vorgesehen ist, in dem wenigstens ein Kolben zwischen einem unteren und einem oberen Anschlag längsbeweglich geführt ist, der durch die Kraft einer Feder dauernd belastet und bei Motorbremsung durch Zufuhr eines hydraulischen Steuermittels am oberen Anschlag gehalten wird, so daß sich die wirksame Länge des Stößels vergrößert.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach der DE-AS T 057 385 ist bereits eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der ein im Stößel eines Ventilantriebes vorgesehener Kolben während des Uormalbetriebes des Motors durch die Kraft der Feder an den unteren Anschlag gedrückt wird, wodurch der Stößel seine normale Länge erhält, die zum Öffnen und Schließen des zugehörigen Gaswechselventils erforderlich ist. Bei Motorbremsung erfolgt eine Beaufschlagung des Kolbens durch unter erhöhtem Druck stehendes Öl, er wird dadurch entgegen der Kraft der Feder bis zum oberen Anschlag verschoben, so aaßsich eine Verlängerung des Stößels ergibt, durch die das Gaswechselventil dauernd um einen bestimmten Bexrag geöffnet bleibt, was eine Verringerung der Kompressionsarbeit im zugehörigen Zylinder

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des Motors zur Folge hat.

In dem Kolben für die Motorbremsung ist ein zweiter Kolben für eine Ventilspielausgleichvorrichtung verschiebbar gelagert, der durch eine weitere Feder und durch Beaufschlagung mit Öl an der Stößelstange bzw. an einem oberen Anschlag anliegt. Während das Öl für die Spielausgleichvorrichtung dem Schmierölkreislauf des Motors entnommen werden kann, muß zur Betätigung des Kolbens für die Motorbremsung ein wesentlich höherer Druck vorhanden sein, weil durch diesen die Kraft der auf den Kolben v/irkenden Feder und die Kraft der Ventilfeder 2u überwinden ist.

Dies hat zur Folge, daß im allgemeinen zwei Ölleitungen mit je einem Rückschlagventil zum Stößel geführt und auch zwei, unterschiedliche Drücke erzeugende Pumpen vorgesehen sind, wodurch außer dem komplizierten Stößelaufbau auch eine komplettierte und aufwendige Steuerung erforderlich ist. Natürlich kann der bekannte Stößel auch durch nur eine Pumpe mit Öl versorgt werden, jedoch erhöht sich dann die Anzahl der notwendigen Steuerarmaturen zur Erzeugung von unterschiedlichen Drücken, so daß sich an dem'Gesagten nichts ändert. ·

Durch den kompliziert aufgebauten Stößel und deren Steuerung erhöht sich natürlich auch die Störanfälligkeit. i>ies gilt insbesondere für den hydraulischen'Ventilspielausgleich, durch den ein genau definiertes Öffnen und Schließen des Ventils mit steigender Motordrehzahl wegen der zunehmenden Leckölverluste nicht mehr gewährleistet ist. Weiter bestehen

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Bedenken, daß das Ventil bei Motorbremsbetrieb tatsächlich ständig offen gehalten werden kann, da der Leitungsdruck vermutlich nicht ausreicht, um den auftretenden Kräften längere Zeit konstant entgegenzuwirken·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer Brennkraftmaschine mit Motorpumpe, die gegenüber den bekannten derartigen -brennkraftmaschinen höhere Gebrauchswerteigenschaften aufweist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Brennkraftmaschine mit Motorbremse der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß sie möglichst einfach in ihrem Aufbau und in der Steuerung ist, sicher funktioniert, eine kurze Ansprechzeit hat, und daß der gesamte Ventiltrieb möglichist geschont wird.

Uach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Ventilstößel für das Auslaßventil ausschließlich ein Kolben für die Bremsung vorgesehen ist, der bei Normalbetrieb des Motors durch die Kraft einer Peder federnd an den oberen Anschlag und/oder an die Stößelstange gehalten wird, daß der den Stößel betätigende Hocken eine insbesondere während des Kompressionshubes den Stößel verschiebende Vorrampe aufweist, und daß die Peder, gegebenenfalls unter zusätzlicher Einwirkung des Steuermittels und die Ventilfeder derart aufeinander abgestimmt sind, daß sich der Kolben bei Verschieben des Stößels an seinen unteren Anschlag anlegt, v/enn die volle Beaufschlagung mit hydraulischen Mitteln unterbunden ist.

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Der Aufbau eines solchen Stößels ist einfach, leicht herzustellen und "bedarf keiner Wartung. Da die Feder den Kolben bereits ohne Beaufschlagung durch ein hydraulisches Steuermittel an seinen oberen Anschlag bzw. an die Stößelstange hält, tritt im gesamten Ventilantrieb im allgemeinen kein Spiel auf, Durch die Vorrampe bzw. den Vornocken wird das Auslaßventil bei Motorbremsung entgegen der DE-AS 1 057 385 erst während des Kompressionshubes geöffnet. Durch einen gewissen Pumpeffekt werden je nach der Steuerart Leckverluste immer wieder ausgeglichen. Die Abscheidung evtl. Luftblasen aus dem Steuermittel wird, wie jedoch bereits bekannt ist, dadurch begünstigt, daß die Kolbenführung senkrecht nach oben gerichtet ist. Schließlich darf die durch die Anordnung der Feder hervorgerufene dämpfende Wirkung auf den Ventiltriebschwingungen nicht unerwähnt bleiben, die auch bei normalen Motorbetrieb auftritt, da sich der Stößel bei jeder Drehung des ITockens im Bereich des Grundkreis^es mit Steuermittel füllt, welches anschließend wieder in den Steuerkreislauf ausgeschoben wird.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgesehen, daß der maximale Hub des Kolbens der Höhe der Vorrampe des Nockens entspricht. Als Steuermittel verwendet man zweckmäßigerweise Öl, welches dem Motorschmierkreislauf entnommen wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß in der zum Steßelinneren führenden Steuermittelzuleitung ein den Säckfluß des Steuermittels verhinderndes, aus einer.Feder und einem Abschlußkörper bestehendes Absperrventil vorgesehen ist, und daß der Abschlußkörper bei Nonnalbetrieb des Motors durch einen in die Steuermittel-

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zuleitung hineinragenden Bolzen in Offenstellung verlegbar ist· Der Bolzen kann dabei als Kolbenstange eines Pneumatikzylinders ausgebildet sein und durch die Kraft einer am Kolben des Pneumatikzylinders angreifenden Feder in Arbeitsstellung gehalten werden. Bei dieser Anordnung kann die Schmier ölpumpe des Motors zur Förderung des hydraulischen Steuermittels verwendet werden.

An Stelle des beschriebenen Absperrventils sieht die Erfindung noch vor, daß alle zu den Stößeln führenden Steuermittelzuleitungen eines Motors in ein gemeinsames Sammelrohr münden, welches mit einer Pumpe, vorzugsweise einer Hochdruckpumpe, verbunden ist und an dem ein den Druck des Steuermittels konstant haltendes Überströmventil sowie ein Umschaltventil für den Steuermittelablauf vorgesehen sind. Als Umschaltventil wird ein Magnetventil empfohlen. '

Die letztbeschriebene Anordnung bringt eine Reihe von zusätzlichen Vorteilen. So wird beispielsweise durch die Pumpe gewährleistet, daß mit Schließen des Umsehaltventils der im Stößel befindliche Kolben sehr schnell fest an seinem oberen Anschlag anliegt und daß evtl. auftretende Leckverluste sofort ausgeglichen werden, so daß ein klar definierter Ventilhub gewährleistet ist. Da der Wirkdruck für den Kolben zwangsweise durch die Pumpe erzeugt wird, spielt der Luftgehalt im Öl keine Rolle mehr. Auch etwaiger Schmutz aus dem Öl setzt sich nicht in feinmechanischen teilen ab, sondern wird vorwiegend durch das Lecköl ausgeschwemmt. Weiter werden durch die Anordnung nur eine Pumpe

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und ein Umschaltventil für den gesamten Motor ohne Rücksicht auf die Anzahl der Zylinder erforderlich, so daß die Anlage übersichtlich, störunempfindlich und billig wird.

Betrachtet man schließlich den Leistungsbedarf der Pumpe, so liegt dieser zwar durchaus bei einigen Kilowatt, er wird aber nur im Bremsbetrieb benötigt, wo er sogar willkommen ist. Bei normalem Motorbetrieb fördert die Pumpe drucklos durch das geöffnete Umschaltventil und verbraucht keine Leistung.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: einen Liängsschnitt durch einen Stößel mit Steuerventil nach der Erfindung;

Ji'ig· 2: den Stößel nach Pigl 1 mit einer anderen Steuerung rein schematisch.

In I'ig. 1 ist in einem tiehäuse 1 ein durch einen Hocken 2 betätigbarer, innen.einen Hohlraum 3 aufweisender Stößel 4 längsverschiebbar gelagert. Der Hocken 2 v/eist zusätzlich eine Vorrampe 5 oder einen Vornocken auf. Im Hohlraum 3 des Stößels 4 ist ein Kolben 6 zwischen einem oberen Anschlag 7 und einem unteren Anschlag 8 verschiebbar gelagert, der im ETormalfall durch die Kraft einer Feder 9 an den oberen Anschlag 7 bzw. an die Unterkante einer Stößelstange 10 gedruckt wird, welche über einen nur schematisch dargestellten Kipphebel 11 auf ein durch die Kraft einer Ventilfeder 12

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in Schließstellung gehaltenes Auslaßventil 13 eines nicht dargestellten Motorzylinders einwirkt.

Der Hohlraum 3 des Stößels 4 ist über eine oder mehrere Bohrungen 14 und eine Ringnut 15 mit einer Steuermittelzuleitung 16 verbunden, in der ein aus einem kugelförmigen Abschlußkörper 17 und einer Feder 18 bestehenden Absperrventil angeordnet ist. In die Steuermittelzuleitung 16 ragt noch ein Bolzen 19, der als Kolbenstange eines Pneumatikzylinders 20 ausgebildet ist und bei Normalbetrieb des Motors durch eine am Kolben 21 des Pneumatikzylinders 20 angreifende Feder 22 auf den Abschlußkörper 17 einwirkt, der dadurch in Offenstellung gehalten wird. Der Kolben

21 ist über eine Leitung 23 entgegen der Kraft der Feder

22 mit Druckluft beaufschlagbar. Schließlich ist noch eine Leitung 24 zum Abfluß von Leckverlusten vorgesehen, damit kein Steuermittel in den Pneumatikzylinder 20 gelangen kann.

Bei llormalbetrieb des Motors wird der Abschlußkörper 17 durch den Bolzen 19 in Offenstellung gehalten, das Steuer- \ mittel kann also hin- und herzirkulieren. Die so auf den Kolben 6 wirkende Kraft durch das Steuermittel und der Feder 9 ist wesentlich geringer als die Kraft der Ventilfeder 12, so daß beim Überfahren der Vorrampe 5 der Kolben 6 an seinen unteren Anschlag 8 gedruckt wird, das Auslaßventil 13 bleibt also geschlossen.

Bei Motorbremsung wird der Kolben 21 mit Druckluft beaufschlagt, der Bolzen 19 gibt den Abschlußkörper 17 frei, der durch die Feder 18 auf seinen ^itz gedrückt wird,wodurch ein Rückströmen von Steuermittel verhindert ist. Erreicht die Vorrampe 5 nun den Stößel 4, so kann der Kolben 6 sich nicht verschieben, die Stößelstange 10 wird daher sofort angehoben

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und damit das Auslaßventil 13 um einen bestimmten Teilhub geöffnet· Die dabei auftetenden Leckverluste im Kolben 6 . 'selbst .sowie in der Stoß elf üiirung werden über die Steuermittelzuleitung 16 in der Zeit, während der Stößel 6 auf dem Grundkreis des Nockens 2 läuft, wieder ausgeglichen. Bewegt sich nämlich der Stößel 4 so weit nach unten, daß der Kolben 6 durch die Stößelstange 10 nicht mehr nach unten gedruckt wird, so reicht allein die Kraft der Feder 9 aus, um den Kolben 6 an seinen oberen-Anschlag 7 zu drücken, der Abschlußkörper 17 hebt sich von seinem Sitz ab, und es wird Steuermittel nachgesaugt·

In Pig· 2 sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Pig· 1, und der Aufbau des Stößels 4 ist der gleiche. Bezüglich der Steuerung münden die Steuermittelzuleitungen 16 aller Stößel 4 eines Motors, in eine gemeinsame Sammelleitung 25, die über eine Leitung 26 mit einer Hochdruckpumpe 27 verbunden ist. In der Sammelleitung 25 sind ein Überströmventil 28 und ein Magnet-Ums ehalt ventil 29 angebracht.

Bei Üormalbetrieb des Motors befindet sich das Umschaltventil 29 in der gezeichneten Stellung, das Steuermittel kann dauernd abfließen, so daß sich in der Leitung 26 und in der 'Sammelleitung 25 kein Druck aufbauen kann. Sobald also die Yorrampe 5 unter den Stößel 4 gelangt, bewegt sich der Kolben 6 nach unten, das A_usi_aßizentil 13 öffnet nicht. Wird das Umschaltventil 29 in seine zweite Stellung gebracht, so beginnt die Motorbremsung, in der Sammelleitung 25 und dauit in allen Hohlräumen 3 der Stößel 4 baut sich ein Druck auf, der durch das Überströmventil 28 bestimmt wird und

ausreicht, die Kolben 6 an ihrem oberen Anschlag 7 zu halten, auch v/enn die Vorrampe 5 den Stößel 4 anhebt.

Generell ist zu bemerken, daß bei Bremsbetrieb der Ventilhub um die Höhe der Vorrampe 5 größer ist, das bedeutet, daß möglicherweise die Kolben des Motors zur Vermeidung von Kollisionen auf der Auslaßseite mit Taschen versehen werden müssen. Außerdem muß der größere Ventilhub bei der Wahl der Vorspannung (Hertzpressung an der Uockenspitze) und der Blocklänge der Ventilfeder berücksichtigt werden.

Claims

i 33/21 #'549 Erfindungsanspruch :

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lischen Steuermittels die Sehmierölpumpe' des Motors verwendet wird, . .

1. Brennkraftmaschine mit Motorbremse, welche die Bremsung durch Öffnen eines der Gaswechselventil erzie^lt, indem im Ventilantrieb ein hydraulischer Stößel vorgesehen ist, in dem wenigstens ein Kolben zwischen einem unteren und einem oberen Anschlag längsbeweglich geführt ist,, der durch die Kraft einer Feder dauernd belastet und bei Motorbremsung durch Zufuhr eines hydraulischen Steuermittels am oberen Anschlag gehalten wird, so daß sich die wirksame Länge des Stößels vergrößert, gekennzeichnet dadurch, daß"im Ventilstößel (4) für das Auslaßventil (13) ausschließlich ein Kolben (6) für die Bremsung vorgesehen ist, der bei Uormalbetrieb des Motors durch die Kraft der Feder (9) federnd an den oberen Anschlag (7) und/oder an die Stößelstange (10) gehalten wird, daß der den Stößel (4) betätigende Nocken (2) eine insbesondere während des Kompressionshubes den Stößel (4) verschieben de Vorrampe (5) aufweist, und daß die Feder (9), gegebenenfalls unter zusätzlicher Einwirkung des Steuermittels und die Ventilfeder (12) derart aufeinander abgestimmt sind, daß sich der Kolben (6) bei Verschieben des Stößels (4) an seinen unteren Anschlag (8) anlegt, wenn die volle Beaufschlagung mit hydraulischem Steuermittel unterbunden ist.

2. Brennkraftmaschine mit Motorbremse nach Punkt 1 ,··. gekennzeichnet dadurch, daß der maximale Hub des. Kolbens (6)

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der Höhe der Vorrampe (5) des Nockens (2) entspricht,

3· Brennkraftmaschine mit Motorbremse nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als hydraulisches Steuermittel Öl verwendet wird.

4. Brennkraftmaschine mit. Motorbremse nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in der zum Stößelinneren führenden Steuermittelzuleitung (16) ein den Rückfluß des Steuermittels verhinderndes, aus einer Feder (18) und einem Abschlußkörper (17) bestehendes Absperrventil vorgesehen ist, und daß der Abschlußkörper (17) bei ITormalbetrieb des Motors durch einen in die Steuermittelzuleitung (16) hineinragenden Bolzen (19) in Offenstellung verlegbar ist.

5. Brennkraftmaschine mit Motorbremse nach Punkt 1 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Bolzen (19) einerseits durch Druckluft und andererseits durch die Kraft einer i'eder (22) verschiebbar ist.

6. Brennkraftmaschine mit Motorbremse nach Punkt 1, 4 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Bolzen (19) als Kolbenstange eines Pneumatikzylinders (20) ausgebildet ist und daß er durch eine am Kolben (21) des Pneumatikzylinders (20) angreifende Feder (22) in Arbeitsstellung, d. h. Formalbetrieb des Motors gehalten wird.

7. Brennkraftmaschine mit Motorbremse nach Punkt 1 und 4 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß zur Förderung des hydrau-

8, Brennkraftmaschine mit Motorbremse nach Punkt 1, ge-.kennzeichnet dadurch, daß alle zu den Stößeln (4) rührenden Steuerraittelzuleitungen (16) eines Motors in eine gemeinsame Sammelleitung (25) münden, daß die Sammelleitung (25) mit einer Pumpe (.2Y) verbunden ist, und daß an ihr ein den Druck des Steuermittels bestimmendes und konstant haltendes Überströmventil (28) sowie ein Umschaltventil (29) für den Steuermittelablauf vorgesehen ist,

9. Brennkraftmaschine mit Motorbremse nach Punkt 1 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß das Umschaltventil (29) als Magnetventil ausgebildet ist.

10« Brennkraftmaschine mit Motorbremse nach Punkt 1 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß zur Förderung des hydraulischen Steuermittels eine Hochdruckpumpe vorgesehen ist,

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen