Die
Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit mindestens einem
Brennraum, aus dem mittels mindestens eines Auslassventils Abgas
abführbar ist, umfassend eine Motorbremseinrichtung mit einer
hydraulischen Ventil-Zusatzsteuereinheit, die in einen das Auslassventil
mit einer Nockenwelle verbindenden Verbindungsmechanismus integriert
ist und die das Auslassventil bei betätigter Motorbremseinrichtung
in einer zwischengeöffneten Stellung hält.The
The invention relates to an internal combustion engine having at least one
Combustion chamber, from which by means of at least one exhaust valve exhaust
can be dissipated, comprising an engine braking device with a
hydraulic additional valve control unit, which in one the exhaust valve
integrated with a camshaft connecting link mechanism
is and the exhaust valve when the engine brake device
holds in an intermediate open position.
Derartige
Brennkraftmaschinen sind beispielsweise in der EP 0 736 672 B1 und EP 1 526 257 A2 beschrieben.
Bei den Motorbremseinrichtungen dieser Brennkraftmaschinen handelt
es sich jeweils um eine Mischform aus einer Motorstaubremse und einer
Dekompressionsbremse, die insbesondere auch als EVB (= Exhaust Valve
Brake) bezeichnet wird. Die hydraulische Ventil-Zusatzsteuereinheit
ist bei der Variante gemäß der EP 0 736 672 B1 in einen Kipphebel
des Verbindungsmechanismus und bei der Variante gemäß der EP 1 526 257 A2 einseitig
in eine zwei Auslassventile zugleich betätigende Ventilbrücke
des Verbindungsmechanismus eingebaut. Die Speisung der hydraulischen
Ventil-Zusatzsteuereinheit mit Öl erfolgt mittels des ohnehin
vorhandenen Ölkreises der jeweiligen Brennkraftmaschi ne. Bei
beiden Varianten sind zum Ausgleich des Spiels des Auslassventils
gesonderte Einstellschrauben vorgesehen, anhand derer bei der Motormontage und
danach in regelmäßigen Serviceabständen
die Ventilspieleinstellung vorgenommen wird. Dies ist aufwändig.
Falls das Ventilspiel vom Montage- oder Servicepersonal versehentlich
zu klein eingestellt wird, kommt es zu einem Klappergeräusch
des Auslassventils und es besteht die Gefahr einer Beschädigung
am Ventiltrieb. Falls das Ventilspiel versehentlich zu groß eingestellt
wird, öffnet das Auslassventil nicht ausreichend, so dass
ein vollständiger Gasaustausch nicht gewährleistet
ist.Such internal combustion engines are for example in the EP 0 736 672 B1 and EP 1 526 257 A2 described. The engine braking devices of these internal combustion engines are each a hybrid form of an engine dust brake and a decompression brake, which is also referred to in particular as an EVB (= exhaust valve brake). The additional hydraulic valve control unit is in the variant according to the EP 0 736 672 B1 in a rocker arm of the link mechanism and in the variant according to the EP 1 526 257 A2 mounted on one side in a two outlet valves simultaneously actuated valve bridge of the connection mechanism. The supply of the hydraulic additional valve control unit with oil by means of the already existing oil circuit of the respective Brennkraftmaschi ne. In both variants, separate adjusting screws are provided to compensate for the play of the exhaust valve, based on which the valve clearance adjustment is made during engine mounting and then at regular service intervals. This is expensive. If the valve clearance is accidentally set too low by the installation or service personnel, the outlet valve will rattle and there is a risk of damage to the valve train. If the valve clearance is accidentally set too high, the exhaust valve will not open sufficiently, so that complete gas exchange is not guaranteed.
Die
Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Brennkraftmaschine
der eingangs bezeichneten Art anzugeben, die mit möglichst
geringem Montage- und Service-Aufwand einen sicheren und zuverlässigen
Betrieb ermöglicht.The
The object of the invention is therefore an internal combustion engine
specify the type mentioned, with the possible
low installation and service effort a safe and reliable
Operation possible.
Zur
Lösung dieser Aufgabe wird eine Brennkraftmaschine entsprechend
den Merkmalen des Patentanspruchs 1 angegeben. Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine
umfasst auch einen hydraulischen Ventilspielausgleichsmechanismus
für das Auslassventil, wobei der hydraulische Ventilspielausgleichsmechanismus
zur Ölspeisung an einen Hauptölkreis angeschlossen
ist, und die hydraulische Ventil-Zusatzsteuereinheit zur Ölspeisung
an einen zusätzlich zu dem Hauptölkreis vorgesehenen
Zusatzölkreis angeschlossen ist.to
Solution of this problem is an internal combustion engine accordingly
given the features of claim 1. The internal combustion engine according to the invention
also includes a hydraulic valve lash adjuster mechanism
for the exhaust valve, wherein the hydraulic valve clearance compensation mechanism
connected to a main oil circuit for oil feed
is, and the hydraulic additional valve control unit for oil feed
to one in addition to the main oil circuit provided
Additional oil circuit is connected.
Die
erfindungsgemäße Brennkraftmaschine hat also sowohl
die für die Motorbremskraftwirkung günstige Ventil-Zusatzsteuereinheit
als auch einen Ausgleichsmechanismus, der die Ventilspieleinstellung
insbesondere automatisch durchführt. Eine zeit- und kostenaufwändige
sowie fehleranfällige regelmäßige Einstellung
von Hand erübrigt sich. Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine
bietet also verglichen mit bisherigen mit einer Motorbremseinrichtung ausgestatteten
Brennkraftmaschinen eine Zusatzfunktionalität, die den
Betrieb sicherer und effizienter gestaltet.The
The internal combustion engine according to the invention thus has both
the favorable for the engine braking force effect additional valve control unit
as well as a balancing mechanism that sets the valve clearance
especially automatically. A time and cost consuming
as well as error-prone regular setting
by hand is unnecessary. The internal combustion engine according to the invention
offers so compared with previous equipped with an engine braking device
Internal combustion engines an additional functionality that the
Operation safer and more efficient.
Der
parallele Betrieb der Ventil-Zusatzsteuereinheit und des Ventilspielausgleichsmechanismus,
die beide hydraulisch funktionieren, wird insbesondere auch durch
die wechselseitige Entkopplung der Ölspeisung ermöglicht.
Der Ventilspielausgleichsmechanismus deckt seinen Ölbedarf über
den bei der Brennkraftmaschine insbesondere ohnehin vorhandenen
Hauptölkreis, in dem während des Betriebs vorzugsweise
ein im Wesentlichen konstanter Öldruck herrscht. Dagegen
ist für den Betrieb der Ventil-Zusatzsteuereinheit und
damit der Motorbremseinrichtung ein gesonderter Zusatzölkreis
vorgesehen, der insbesondere weitestgehend unabhängig von
dem Hauptölkreis arbeitet. Alternativ können der Hauptölkreis
und der Zusatzölkreis auch an eine zentrale Ölpumpe
zur Druckerzeugung angeschlossen sein.Of the
parallel operation of the additional valve control unit and the valve clearance compensation mechanism,
The two work hydraulically, in particular also by
the mutual decoupling of the oil supply allows.
The valve lash adjuster mechanism covers its oil needs
the in particular anyway present in the internal combustion engine
Main oil circuit, in which during operation preferably
a substantially constant oil pressure prevails. On the other hand
is for the operation of the valve auxiliary control unit and
so that the engine brake device a separate additional oil circuit
provided, in particular, largely independent of
the main oil circuit works. Alternatively, the main oil circuit
and the additional oil circuit also to a central oil pump
be connected to the pressure generation.
Der
Zusatzölkreis, insbesondere dessen Öldruck, lässt
sich ohne weiteres und vor allem auch ohne, die durch den Hauptölkreis
gespeisten Bereiche und Komponenten der Brennkraftmaschine störend
zu beeinflussen, gezielt und gesondert an die Funktionsweise und
den Betriebszustand der Motorbremseinrichtung anpassen. So ist beispielsweise eine
Aktivierung und Deaktivierung der Motorbremseinrichtung möglich,
indem die Ventil-Zusatzsteuereinheit dementsprechend mittels des
Zusatzölkreises, vorzugsweise zentral, zu- bzw. abgeschaltet wird.
Die Ventil-Zusatzsteuereinheit der Motorbremseinrichtung wird vorzugsweise
nur dann aktiviert, wenn dies tatsächlich gewünscht
wird, also wenn die Motorbremse vom Fahrer betätigt worden
ist. Während des normal befeuerten Motorbetriebs ist die Ventil-Zusatzsteuereinheit
der Motorbremseinrichtung dagegen deaktiviert, wo durch eine in dieser
Betriebssituation unerwünschte Bremswirkung zuverlässig
unterbunden wird. Auch dies bietet einen verglichen mit dem Stand
der Technik sichereren und effizienteren Betrieb sowohl während
einer Motorbremsphase als auch während einer normalen Motorbetriebsphase.Of the
Additional oil circuit, in particular its oil pressure leaves
easily and, above all, without, by the main oil circuit
fed areas and components of the internal combustion engine disturbing
to influence, specifically and separately to the functioning and
adjust the operating state of the engine braking device. For example, one
Activation and deactivation of the engine braking device possible,
by the additional valve control unit accordingly by means of
Additional oil circuit, preferably centrally, is switched on or off.
The auxiliary valve control unit of the engine brake device is preferably
activated only if this is actually desired
is, so if the engine brake has been operated by the driver
is. During normally-fired engine operation, the auxiliary valve control unit is
the engine brake device, however, deactivated, where by one in this
Operating situation undesirable braking effect reliable
is prevented. This also offers a comparison with the state
the technology safer and more efficient operation both during
an engine braking phase as well as during a normal engine operating phase.
Vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine
ergeben sich aus den Merkmalen der von Anspruch 1 abhängigen
Ansprüche.advantageous
Embodiments of the internal combustion engine according to the invention
arise from the features of dependent of claim 1
Claims.
Günstig
ist eine Variante, bei der ein Öldruck des Zusatzölkreises
vorzugsweise zentral steuer- oder regelbar ist. Damit lassen sich
sowohl der Einsatz der Motorbremswirkung als auch deren Stärke sehr
genau einstellen und insbesondere auch je nach Betriebssituation
verändern. Außerdem kann die Ventil-Zusatzsteuereinheit
so besonders einfach zu- oder abgeschaltet werden. Zur Beeinflussung
des Öldrucks bzw. des Öldruckniveaus kann der
Zusatzölkreis mit geeigneten Komponenten, wie z. B. Druckminderventilen
oder Druckerhöhungsmitteln in Form einer Zusatzölpumpe,
ausgestattet sein.Cheap
is a variant in which an oil pressure of the additional oil circuit
preferably centrally controlled or regulated. This can be done
Both the use of the engine braking effect as well as their strength very
set exactly and in particular also depending on the operating situation
change. In addition, the additional valve control unit
so easy to be switched on or off. To influence
the oil pressure or the oil pressure level can
Additional oil circuit with suitable components, such as. B. pressure reducing valves
or booster means in the form of an additional oil pump,
be equipped.
Weiterhin
kann der Zusatzölkreis insbesondere mittels eines beispielsweise
als Anschlag ausgeführten und insbesondere ohnehin vorhandenen Gegenhalters
an die Ventil-Zusatzsteuereinheit angeschlossen sein. Dies ist sehr
platzsparend. Für die Speisung der Ventil-Zusatzsteuereinheit
mit dem Öl des Zusatzölkreises ist dann zumindest
im ventilnahen Bereich praktisch kein zusätzlicher Platz
erforderlich.Farther
the additional oil circuit can in particular by means of an example
designed as a stop and in particular already existing counter-holder
be connected to the valve auxiliary control unit. This is very
space-saving. For the supply of the additional valve control unit
with the oil of the additional oil circuit is then at least
practically no additional space near the valve
required.
Gemäß einer
anderen bevorzugten Variante umfasst der Gegenhalter einen Ölzuleitungskanal
mit einem Rückschlagventil, das insbesondere während einer
Motorbremsphase einen dann unerwünschten Ölrückfluss
in den Zu satzölkreis verhindert und die Ventil-Zusatzsteuereinheit
blockt, so dass das Auslassventil in einer leicht geöffneten
(= zwischengeöffneten) Stellung gehalten wird. Die Integration
des Rückschlagventils in den Gegenhalter ist platzsparend.According to one
In another preferred variant, the anvil comprises an oil feed channel
with a check valve, especially during a
Engine braking phase then an undesirable oil return
prevented in the additional oil circuit and the valve auxiliary control unit
blocks, leaving the exhaust valve in a slightly open
(= intermediate) position is held. The integration
the check valve in the counter holder saves space.
Vorzugsweise
hat der Gegenhalter weiterhin als Anschlagelement einen ersten Kolben
einer in den Gegenhalter integrierten ersten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit.
Dadurch wird ein Spiel zwischen dem Gegenhalter und dem daran anstoßenden
Teil des Verbindungsmechanismus automatisch ausgeglichen. Der Spielausgleich
ist erforderlich, da aufgrund des Ventilspielausgleichsmechanismus
die Lage des an den Gegenhalter anstoßenden Teils des Verbindungsmechanismus
undefiniert ist. Die erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit
enthält außerdem vorzugsweise eine Rückstellstellfeder,
die im normal befeuerten Motorbetrieb, bei dem im Zusatzölkreis
insbesondere ein niedriger Öldruck eingestellt ist, eine
Rückstellung des ersten Kolbens bewirkt. Bei Rückstellung
des ersten Kolbens kann das verdrängte Öl durch
insbesondere eine dem Zusatzölkreis zugehörige
Durchgangsbohrung des Gegenhalters ablaufen.Preferably
the backstop has as a stop element a first piston
a built in the anvil first hydraulic piston-cylinder unit.
This will create a game between the opponent and the adjoining
Part of the connection mechanism automatically balanced. The clearance compensation
is required because due to the valve clearance compensation mechanism
the position of the counterpart abutting part of the connecting mechanism
is undefined. The first hydraulic piston-cylinder unit
also preferably includes a return spring,
in normal-fired engine operation, in the additional oil circuit
In particular, a low oil pressure is set, a
Return of the first piston causes. At default
of the first piston, the displaced oil through
in particular a the additional oil circuit associated
Run through hole of the counter holder.
Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Ventil-Zusatzsteuereinheit
als eine rückschlagventilfreie zweite hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit
mit einem zweiten Kolben und insbesondere mit einer Nachstellfeder
ausgeführt.According to one
Another preferred embodiment is the additional valve control unit
as a check valve-free second hydraulic piston-cylinder unit
with a second piston and in particular with a reset spring
executed.
Günstig
ist weiterhin eine Variante, bei der die Ventil-Zusatzsteuereinheit
mittels einer dritten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit an den
Ventilspielausgleichsmechanismus angeschlossen ist. Diese dritte
hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit koppelt die Ventil-Zusatzsteuereinheit
und den Ventilspielausgleichsmechanismus in günstiger Weise
miteinander. Die dritte hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit erfüllt
dabei mehrere Funktionen. So dient sie zum einen als Umschaltelement
zwischen dem Motorbremsbetrieb und dem normal befeuerten Motorbetrieb.
Außerdem nimmt sie Öl auf, das aus der ersten
hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit beim Ausgleich des Spiels
zwischen dem Gegenhalter und dem daran anstoßenden Teils
des Verbindungsmechanismus verdrängt wird. Insofern ist
es gemäß einer weiteren günstigen Ausgestaltung
vorgesehen, dass ein vorderer Ölaufnahmeraum der dritten
hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit ein Aufnahmevolumen hat, das
mindestens so groß ist wie dasjenige eines Öldruckraums
der ersten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit.Cheap
is still a variant in which the additional valve control unit
by means of a third hydraulic piston-cylinder unit to the
Valve play compensation mechanism is connected. This third
hydraulic piston-cylinder unit couples the valve auxiliary control unit
and the lash adjuster mechanism in a favorable manner
together. The third hydraulic piston-cylinder unit met
doing several functions. So it serves as a switching element
between engine braking operation and normally-fired engine operation.
She also absorbs oil from the first
hydraulic piston-cylinder unit in balancing the game
between the anvil and the adjoining part
the connection mechanism is displaced. So far
it according to another favorable embodiment
provided that a front oil receiving space of the third
hydraulic piston-cylinder unit has a receiving volume that
at least as great as that of an oil pressure space
the first hydraulic piston-cylinder unit.
Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist ein dritter Kolben der
dritten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit in einer Seitenwand eine
erste Absteueröffnung auf. Bei einer bestimmten Stellung
des dritten Kolbens gibt diese erste Absteueröffnung einen
mit dem Ventilspielausgleichsmechanismus verbundenen Ölkanal
frei, so dass Öl aus dem Ventilspielausgleichsmechanismus
und/oder aus der Ventil-Zusatzsteuereinheit abfließen kann.According to one
Another advantageous embodiment, a third piston of
third hydraulic piston-cylinder unit in a side wall one
first Absteueröffnung on. At a certain position
of the third piston gives this first Absteueröffnung one
oil passage connected to the lash adjuster mechanism
free, allowing oil from the valve clearance compensation mechanism
and / or can flow out of the additional valve control unit.
Bevorzugt
ist es weiterhin, wenn der Ventilspielausgleichsmechanismus als
vierte hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit mit einem vierten Kolben ausgeführt
ist, der in einer Seitenwand eine zweite Absteueröffnung
aufweist. Bei einer bestimmten Stellung des vierten Kolbens gibt
diese zweite Absteueröffnung einen mit der Ventil-Zusatzsteuereinheit
verbundenen Ölkanal frei, so dass Öl aus der Ventil-Zusatzsteuereinheit
in den Ölaufnahmeraum der vierten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit
fließen und von dort abfließen kann.Prefers
it is still when the valve clearance compensation mechanism as
fourth hydraulic piston-cylinder unit with a fourth piston running
is, in a side wall, a second Absteueröffnung
having. At a certain position of the fourth piston there
this second Absteueröffnung one with the additional valve control unit
connected oil passage free, leaving oil from the valve auxiliary control unit
in the oil receiving space of the fourth hydraulic piston-cylinder unit
can flow and drain from there.
Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung. Die einzige Figur zeigt eine ausschnittsweise
Querschnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer
Brennkraftmaschine 1 mit einer Motorbremseinrichtung 2 und
mit einem automatischen Ausgleichsmechanismus für sowohl
das Ventilspiels als auch das Anschlagspiel der Motorbremseinrichtung 2.Further features, advantages and details of the invention will become apparent from the following description of an embodiment with reference to the drawing. The single FIGURE shows a fragmentary cross-sectional view of an embodiment of an internal combustion engine 1 with an engine brake device 2 and with an automatic balancing mechanism for both the valve clearance and the stopping play of the engine braking device 2 ,
Die
Brennkraftmaschine 1 hat mehrere in der Figur nicht gezeigte
Zylinder, die jeweils einen Brennraum aufnehmen. Jedem dieser Brennräume
ist mittels mindestens eines Einlassventils Luft oder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch
zuführbar. Darüber hinaus hat bei dem gezeigten
Ausführungsbeispiel jeder Brennraum zwei Auslassventile 3 und 4,
mittels derer Abgas in einen Abgaskanal abführbar ist.
Die Auslassventile 3 und 4 sind mittels einer
gemeinsamen Ventilbrücke 5 mechanisch ansteuer-
und betätigbar. Die Ventilbrücke 5 ist
Teil eines Verbindungsmechanismus, der die Auslassventile 3 und 4 mit
einer in der Figur nicht mit dargestellten Nockenwelle der Brennkraftmaschine 1 verbindet.
Der Verbindungsmechanismus umfasst außerdem einen ebenfalls
in der Figur nicht mit dargestellten drehbar gelagerten Kipphebel.
Der Kipphebel wirkt über einen teilweise dargestellten
Kontaktbolzen 6 auf die Ventilbrücke 5. Hierzu
ist der Kontaktbolzen 6 an seinem freien Ende mit einer
kugelgelenkig angelenkten Stützkalotte 7 versehen.The internal combustion engine 1 has a plurality of cylinders, not shown in the figure, each receiving a combustion chamber. Each of these combustion chambers is air or by means of at least one inlet valve Air-fuel mixture fed. In addition, in the embodiment shown, each combustion chamber has two exhaust valves 3 and 4 , by means of which exhaust gas can be discharged into an exhaust duct. The exhaust valves 3 and 4 are by means of a common valve bridge 5 mechanically controllable and operable. The valve bridge 5 is part of a connection mechanism that controls the exhaust valves 3 and 4 with a not shown in the figure with the camshaft of the internal combustion engine 1 combines. The connecting mechanism also includes a likewise not shown in the figure rotatably mounted rocker arm. The rocker arm acts via a contact pin partially shown 6 on the valve bridge 5 , For this purpose, the contact pin 6 at its free end with a ball joint articulated Stützkalotte 7 Mistake.
Im
Innern des Kontaktbolzens 6 und der Stützkalotte 7 verläuft
ein Ölzufuhrkanal 8 eines insbesondere zur Schmierung,
aber auch zur hydraulischen Steuerung vorgesehenen Hauptölkreises
der Brennkraftmaschine 1. Das in diesem Ölzufuhrkanal 8 geführte Öl
hat während des Betriebs im Wesentlichen stets den gleichen
konstanten Öldruck pKonstant. Inside the contact bolt 6 and the support calotte 7 runs an oil supply channel 8th a particular for lubrication, but also for hydraulic control provided main oil circuit of the internal combustion engine 1 , The in this oil supply channel 8th guided oil essentially always has the same constant oil pressure p constant during operation.
Daneben
verfügt die Brennkraftmaschine 1 über
einen Zusatzölkreis, der im Wesentlichen unabhängig
von dem Hauptölkreis ausgeführt ist. Der Zusatzölkreis
ist mittels eines Ölzufuhrkanals 9 in einen Gegenhalter 10 geführt.
Der Gegenhalter 10 umfasst eine erste Kolben-Zylinder-Einheit 11 mit
einem runden Anschlagkolben 12 und mit einer Rückstellstellfeder 13,
deren Federkraft den Anschlagkolben 12 in seine eingefahrene
Stellung, d. h. in Richtung des Ölzufuhrkanals 9 zurück
drangt. In der in der Figur gezeigten ausgefahrenen Stellung des
Anschlagkolbens 12 ist zwischen seiner hinteren Begrenzungsfläche 14 und
dem Ölzufuhrkanal 9 ein Öldruckraum 15 gebildet.
Ein Rückschlagventil 16 (= Rücklaufsperrventil)
mit einer Kugel und einem Kugelsitz trennt den Öldruckraum 15 von
dem Ölzufuhrkanal 9. Der ansonsten massiv und
mit einer doppelt gestuften Außenkontur ausgebildete Anschlagkolben 12 hat
eine zentrale Durchgangsbohrung 17, die durchgehend von
der hinteren Begrenzungsfläche 14 bis zu einer
vorderen Begrenzungsfläche 18 verläuft
und die als Ölkanal dient. Die vordere Begrenzungsfläche 18 bildet
einen in der Position variablen Anschlag für die Ventilbrücke 5.In addition, the internal combustion engine has 1 via an additional oil circuit, which is carried out substantially independently of the main oil circuit. The additional oil circuit is by means of an oil supply channel 9 in a counterholder 10 guided. The counterpart 10 includes a first piston-cylinder unit 11 with a round stopper piston 12 and with a return spring 13 whose spring force is the stopper piston 12 in its retracted position, ie in the direction of the oil supply channel 9 pushes back. In the extended position of the stop piston shown in the figure 12 is between its rear boundary surface 14 and the oil supply channel 9 an oil pressure room 15 educated. A check valve 16 (= Return check valve) with a ball and a ball seat separates the oil pressure chamber 15 from the oil supply passage 9 , The otherwise massive and formed with a double stepped outer contour stop piston 12 has a central through hole 17 passing continuously from the rear boundary surface 14 up to a front boundary surface 18 runs and which serves as an oil channel. The front boundary surface 18 forms a variable position stop for the valve bridge 5 ,
Die
Motorbremseinrichtung 2 der Brennkraftmaschine 1 ist
vom EVB-Typ. Sie umfasst neben einem in der Figur nicht näher
gezeigten Drosselelement im Abgaskanal sowie einer ebenfalls nicht
näher gezeigten zentralen Steuer-/Regeleinheit auch für
jeden Zylinder eine hydraulische Ventil-Zusatzsteuereinheit 19,
die als zweite Kolben-Zylinder-Einheit in die Ventilbrücke 5 eingebaut
ist. Das zweite Auslassventil 4 ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel
dagegen nicht mit einer derartigen Steuereinheit versehen. Nur das
Auslassventil 3 trägt zum Betrieb der Motorbremseinrichtung 2 bei.The engine brake device 2 the internal combustion engine 1 is of the EVB type. It includes, in addition to a throttle element not shown in detail in the exhaust duct and a central control unit also not shown in detail also for each cylinder, a hydraulic additional valve control unit 19 acting as the second piston-cylinder unit in the valve bridge 5 is installed. The second exhaust valve 4 in the embodiment shown, however, is not provided with such a control unit. Only the exhaust valve 3 contributes to the operation of the engine brake device 2 at.
Die
Auslassventile 3 und 4 sind mit einem Schaft 20 bzw. 21 im
Zylinderkopf axial beweglich gelagert und durch eine Schließfeder 22 bzw. 23 mit
einer bestimmten Vorspannkraft in Schließrichtung beaufschlagt.
Die Schließkraft der Schließfeder 22 ist mit
FFed bezeichnet.The exhaust valves 3 and 4 are with a shaft 20 respectively. 21 mounted axially movable in the cylinder head and by a closing spring 22 respectively. 23 acted upon by a certain biasing force in the closing direction. The closing force of the closing spring 22 is labeled F Fed .
Die
dem Auslassventil 3 zugeordnete Motorbremseinrichtung 2 enthält,
wie vorstehend bereits ausgeführt, die hydraulische Ventil-Zusatzsteuereinheit 19,
deren runder Steuerkolben 24 in einer in der Ventilbrücke 5 vorgesehenen
Zylinderbohrung 25 axial beweglich geführt ist.
Der im Längsquerschnitt H-förmige Steuerkolben 24 stützt
sich am oberen Ende des Schafts 20 des Auslassventils 3 ab.
Die insbesondere rückschlagventilfreie Ventil-Zusatzsteuereinheit 19 umfasst
außerdem eine Nachstellfeder 26, die auf einer
von dem Schaft 20 abgewandten Seite des Steuerkolbens 24 in
einem Steuerdruckraum 27 angeordnet ist und den Steuerkolben 24 gegen
den Schaft 20 drückt. Die mit FNFed bezeichnete Federkraft
der Nachstellfeder 26 wirkt damit auch gegen die Schließkraft
FFed der Schließfeder 22.The exhaust valve 3 associated engine brake device 2 contains, as already stated above, the hydraulic auxiliary valve control unit 19 , whose round control piston 24 in one in the valve bridge 5 provided cylinder bore 25 is guided axially movable. The longitudinal cross-section H-shaped control piston 24 rests on the upper end of the shaft 20 the exhaust valve 3 from. The particular non-return valve-free valve additional control unit 19 also includes a reset spring 26 on one of the shaft 20 opposite side of the control piston 24 in a control pressure room 27 is arranged and the control piston 24 against the shaft 20 suppressed. The spring force of the adjusting spring designated F NFed 26 thus also acts against the closing force F Fed of the closing spring 22 ,
In
den Steuerdruckraum 27 mündet an einer vom Steuerkolben 24 abgewandten
Seite ein Ölkanal 28, mittels dessen Öl
in den Steuerdruckraum 27 gelangen und auch aus dem Steuerdruckraum 27 wieder
entweichen kann. Der Ölkanal 28 verläuft
von dem Steuerdruckraum 27 zu einem Bereich einer Oberfläche
der Ventilbrücke 5, der bei betätigter
Motorbremseinrichtung 2 während eines Teils einer Bremszyklusperiode
an der vorderen Begrenzungsfläche 18 des Anschlagkolbens 12 anliegt.
Diese Betriebssituation mit am Anschlagkolben 12 anliegender
Ventilbrücke 5 ist in der Figur dargestellt.In the control pressure chamber 27 opens at one of the spool 24 opposite side of an oil passage 28 , by means of which oil in the control pressure chamber 27 arrive and also from the control pressure chamber 27 can escape again. The oil channel 28 runs from the control pressure chamber 27 to an area of a surface of the valve bridge 5 , which is operated with the engine brake device 2 during a part of a braking cycle period at the front boundary surface 18 the stopper piston 12 is applied. This operating situation with the stop piston 12 adjoining valve bridge 5 is shown in the figure.
An
der vorderen Begrenzungsfläche 18 mündet
die Durchgangsbohrung 17 des Anschlagkolbens 12 in
eine Austrittsöffnung, die bei an der Ventilbrücke 5 anliegendem
Anschlagkolben 12 konzentrisch zu einer Austrittsöffnung
des Ölkanals 28 angeordnet ist. In dieser Konstellation
kann Öl des Zusatzölkreises über den Ölzufuhrkanal 9,
den Öldruckraum 15, die Durchgangsbohrung 17,
den Ölkanal 28 in den Steuerdruckraum 27 der
hydraulischen Ventil-Zusatzsteuereinheit 19 gelangen. Die
Ventil-Zusatzsteuereinheit 19 ist also mittels der im Gegenhalter 10 eingebauten
ersten Kolben-Zylinder-Einheit 11 temporär an
den Zusatzölkreis angeschlossen. Solange die vordere Begrenzungsfläche 18 des
Anschlagkolbens 12 an der Ventilbrücke 5 anliegt,
besteht eine hydraulische Verbindung zwischen dem Zusatzölkreis
und der Ventil-Zusatzsteuereinheit 19.At the front boundary surface 18 opens the through hole 17 the stopper piston 12 in an outlet opening, at the valve bridge 5 adjoining stop piston 12 concentric with an outlet opening of the oil channel 28 is arranged. In this constellation, oil of the additional oil circuit via the oil supply channel 9 , the oil pressure room 15 , the through hole 17 , the oil channel 28 in the control pressure chamber 27 the hydraulic valve auxiliary control unit 19 reach. The additional valve control unit 19 is so by means of in the counterhold 10 built-in first piston-cylinder unit 11 temporarily connected to the additional oil circuit. As long as the front boundary surface 18 the stopper piston 12 at the valve bridge 5 is applied, there is a hydraulic connection between the additional oil circuit and the additional valve control unit 19 ,
Ein Öldruck
pSteuer bzw. ein Öldruckniveau des
Zusatzölkreises lässt sich mittels nicht dargestellter Öldruckvariationsmittel
verändern. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Druckminderventil
oder um eine Ölpumpe handeln. Auf diese Weise ist es möglich,
den Öldruck pSteuer innerhalb des
Zusatzölkreises sehr fein einzustellen, was insbesondere über
eine Steuerung oder Regelung erfolgt. Diese Aufgabe wird wiederum
durch die in der Figur nicht mit dargestellte zentrale Steuer-/Regeleinheit
der Motorbremseinrichtung 2 wahrgenommen. Je nach dem in
dem Zusatzölkreis eingestellten Öldruck pSteuer wird die hydraulische Ventil-Zusatzeinheit 19 ein- oder
ausgeschaltet oder in ihrer im Folgenden noch näher erläuterten
Wirkung auf die Verschiebeposition des Auslassventils 3 gesteuert
oder geregelt. Damit lässt sich die Bremskraftwirkung der
Motorbremseinrichtung 2 sehr fein justieren.An oil pressure p control or an oil pressure level the additional oil circuit can be changed by means of oil pressure variation means, not shown. This may be, for example, a pressure reducing valve or an oil pump. In this way it is possible to finely adjust the oil pressure p control within the auxiliary oil circuit, which is secured through control or regulation. This object is again achieved by the central control / regulating unit of the engine brake device which is not shown in the figure 2 perceived. Depending on the setting in the auxiliary oil circuit control oil pressure p is the hydraulic valve additional unit 19 switched on or off or in her later explained in more detail effect on the displacement position of the exhaust valve 3 controlled or regulated. This allows the braking force of the engine braking device 2 adjust very fine.
Die
Ventil-Zusatzsteuereinheit 19, insbesondere deren Steuerdruckraum 27,
ist hydraulisch an eine einen runden und im Längsquerschnitt
U- förmigen Kolben 29, eine Rückstellfeder 30 sowie
einen vorderen und einen hinteren Ölaufnahmeraum 31 bzw. 32 aufweisende
dritte Kolben-Zylinder-Einheit 33 und an eine einen runden
und im Längsquerschnitt ebenfalls U-förmigen Kolben 34,
eine Nachstellfeder 35, einen Ölaufnahmeraum 36 aufweisende
vierte Kolben-Zylinder-Einheit 37 angeschlossen. Dazu ist
ein Ölkanal 38 vorgesehen, der den Steuerdruckraum 27,
den vorderen Ölaufnahmeraum 31 und – bei
einer bestimmten Stellung des Kolbens 34 – den Ölaufnahmeraum 36 miteinander
verbindet. Der Ölkanal 38 ist durch eine erste
innerhalb der Ventilbrücke 5 quer, d. h. senkrecht
zu den Längsachsen der Schäfte 20 und 21,
verlaufende Querbohrung gebildet. Diese Querbohrung ist mit einem
Verschluss 39 versehen.The additional valve control unit 19 , in particular their control pressure chamber 27 is hydraulically connected to a round and in longitudinal cross-section U-shaped piston 29 , a return spring 30 and a front and a rear oil receiving space 31 respectively. 32 having third piston-cylinder unit 33 and to a round and in longitudinal cross-section also U-shaped piston 34 , a reset spring 35 , an oil receiving room 36 having fourth piston-cylinder unit 37 connected. This is an oil channel 38 provided, the control pressure chamber 27 , the front oil intake room 31 and - at a certain position of the piston 34 - the oil receiving room 36 connects with each other. The oil channel 38 is through a first inside the valve bridge 5 transversely, ie perpendicular to the longitudinal axes of the shafts 20 and 21 , running transverse bore formed. This cross hole is with a closure 39 Mistake.
Die
dritte Kolben-Zylinder-Einheit 33 ist ein Umschaltelement,
dessen Kolbenstellungen je nachdem, ob der Benutzer der Brennkraftmaschine 1 den normal
befeuerten Motorbetrieb oder den Motorbremsbetrieb vorgibt, unterschiedlich
sind. Außerdem dient sein vorderer Ölaufnahmeraum 31 zur
Aufnahme des in dem Öldruckraum 15 befindlichen Öls, wenn
dieses Öl bei einer Rückwärtsbewegung
des Anschlagkolbens 12 verdrängt wird. Das maximale Aufnahmevolumen
des vorderen Ölaufnahmeraums 31 ist deshalb mindestens
so groß wie das des Öldruckraums 15.
Weiterhin dient der dritte Kolben-Zylinder-Einheit 33 auch
zur Ölableitung. Sein hinterer Ölaufnahmeraum 32 ist
deshalb mit einer Ölaustrittsöffnung 40 versehen.
Zusätzlich weist eine Seitenwand des Kolbens 29 eine
Absteueröffnung 41 auf. Bei einer bestimmten Stellung
des Kolbens 29, nämlich genau der in der Figur
gezeigten Stellung, verbindet diese Absteueröffnung 41 den
hinteren Ölaufnahmeraum 32 mit einem weiteren
quer innerhalb der Ventilbrücke 5 verlaufenden Ölkanal 42.
Letzterer ist wiederum als Querbohrung ausgeführt, die
mittels eines weiteren Verschlusses 43 gegenüber
einem Ölaustritt abgedichtet ist.The third piston-cylinder unit 33 is a switching element, the piston positions depending on whether the user of the internal combustion engine 1 the normal-fired engine operation or the engine braking operation are different. In addition, its front oil intake chamber serves 31 for receiving the in the oil pressure room 15 located oil when this oil during a backward movement of the stopper piston 12 is displaced. The maximum capacity of the front oil compartment 31 is therefore at least as large as that of the oil pressure space 15 , Furthermore, the third piston-cylinder unit is used 33 also for oil drainage. Its rear oil intake room 32 is therefore with an oil outlet 40 Mistake. In addition, has a side wall of the piston 29 a discharge opening 41 on. At a certain position of the piston 29 , namely exactly the position shown in the figure, connects this Absteueröffnung 41 the rear oil compartment 32 with another crosswise inside the valve bridge 5 running oil channel 42 , The latter is again designed as a transverse bore, by means of another closure 43 is sealed against an oil outlet.
Die
vierte Kolben-Zylinder-Einheit 37 bildet einen hydraulischen
Ventilspielausgleichsmechanismus, der das Spiel der Auslassventile 3 und 4 automatisch
ausgleicht. Die vierte Kolben-Zylinder-Einheit 37 ist an
den Hauptölkreis angeschlossen. Hierzu hat der mit der
Stützkalotte 7 des Kontaktbolzens 6 aufgrund
der Federkraftwirkung der Nachstellfeder 35 in permanentem
Kontakt stehende Kolben 34 in seinem Kolbenboden einen
zentralen Ölzufuhrkanal 44, der konzentrisch zu
dem Ölzufuhrkanal 8 des Kontaktbolzens 6 angeordnet
ist. An einem dem Ölaufnahmeraum 36 zugewandten
Ende des Ölzufuhrkanals 44 ist ein Rückschlagventil 45 (=
Rücklaufsperrventil) vorgesehen, dessen Kugel bei dem gezeigten
Ausführungsbeispiel mittels einer zusätzlichen
Rückschlagventilfeder in den Kugelsitz gedrückt
wird. Der Ölaufnahmeraum 36 ist an einer vom Kolben 34 abgewandten
Seite zur Ölabsteuerung an den Ölkanal 42 angeschlossen.
Außerdem weist auch eine Seitenwand des Kolbens 34 eine
Absteueröffnung 46 auf, die bei einer bestimmten
Stellung des Kolbens 34 den Ölaufnahmeraum 36 mit
dem Ölkanal 38 verbindet.The fourth piston-cylinder unit 37 Forms a hydraulic valve clearance compensation mechanism that controls the play of the exhaust valves 3 and 4 automatically compensates. The fourth piston-cylinder unit 37 is connected to the main oil circuit. For this purpose, the with the support calotte 7 of the contact bolt 6 due to the spring force effect of the adjusting spring 35 permanently in contact pistons 34 in his piston bottom, a central oil supply channel 44 , which is concentric with the oil supply channel 8th of the contact bolt 6 is arranged. At one of the oil receiving room 36 facing the end of the oil supply channel 44 is a check valve 45 (= Return check valve) is provided, the ball is pressed in the embodiment shown by means of an additional check valve spring in the ball seat. The oil intake room 36 is at one of the piston 34 opposite side to the oil drain to the oil passage 42 connected. It also has a side wall of the piston 34 a discharge opening 46 on that at a certain position of the piston 34 the oil receiving room 36 with the oil channel 38 combines.
Im
Folgenden werden die Wirkungsweisen und besondere Vorteile der Motorbremseinrichtung 2 sowie
des Ventilspielausgleichsmechanismus näher beschrieben.The following are the effects and special advantages of the engine braking device 2 and the valve clearance compensation mechanism described in more detail.
Zunächst
wird der Motorbremsbetrieb erläutert. Bei Betätigung
der Motorbremseinrichtung 2 wird das Drosselelement im
Abgaskanal in Drosselstellung gebracht, wodurch sich Abgas im Abgaskanal
zwischen der Auslassventilöffnung des Zylinders und dem
Drosselelement staut. Dieser Staudruck im Abgaskanal kann eine Zwischenöffnung
des Auslassventils 3 bewirken, welche insbesondere am Ende
des ersten Motortaktes (= Ansaugtakt) jedes Vier-Takt-Zyklus der
Brennkraftmaschine 1 eintritt. Aufgrund der im Brennraum
des Zylinders und im Abgaskanal herrschenden Druckverhältnisse
resultiert eine pneumatische Kraft Fpn,
die der Schließkraft FFed der Schließfeder 22 entgegenwirkt
und unter bestimmten Umständen das angesprochene Zwischenöffnen
des Auslassventils 3 verursacht.First, the engine braking operation will be explained. Upon actuation of the engine brake device 2 the throttle element is placed in throttle position in the exhaust passage, whereby exhaust gas accumulates in the exhaust passage between the exhaust valve opening of the cylinder and the throttle element. This back pressure in the exhaust passage may be an intermediate opening of the exhaust valve 3 cause, in particular at the end of the first engine cycle (= intake stroke) every four-stroke cycle of the internal combustion engine 1 entry. Due to the pressure conditions prevailing in the combustion chamber of the cylinder and in the exhaust duct, a pneumatic force F pn results which corresponds to the closing force F Fed of the closing spring 22 counteracts and under certain circumstances the mentioned intermediate opening of the exhaust valve 3 caused.
Während
des Ansaugtakts befindet sich der Kipphebel der Auslassventile 3 und 4 auf
dem Nockengrundkreis der Nockenwelle. Dadurch ist der Kolben 34 der
vierten Kolben-Zylinder-Einheit 37 an seinem oberen Totpunkt.
Die Absteueröffnung 46 ist verschlossen. Diese
Betriebssituation ist in der Figur gezeigt.During the intake stroke, the tilt lever of the exhaust valves is located 3 and 4 on the cam base of the camshaft. This is the piston 34 the fourth piston-cylinder unit 37 at its top dead center. The discharge opening 46 is closed. This operating situation is shown in the figure.
Beaufschlagt
man nun aufgrund der Betätigung der Motorbremse alle Zylinder
des Motorzylinderblocks der Brennkraftmaschine 1 zentral
mit dem Öl des Zusatzölkreises, indem ein entsprechend
hoher Öldruck pSteuer eingestellt
wird, wird der Anschlagkolben 12 jeder ersten Kolben-Zylinder-Einheit 11 auf die
zugehörige Ventilbrücke 5 gedrückt.
Der Steuerdruckraum 27 der Ventil-Zusatzsteuereinheit 19 (= zweite
Kolben-Zylinder-Einheit) befüllt sich ebenso mit dem Öl
des Zusatzölkreises wie der vordere Ölaufnahmeraum 31 der
dritten Kolben-Zylinder-Einheit 33. Deren Kolben 29 bewegt
sich deshalb in seinen unteren Totpunkt, wodurch die Absteueröffnung 41 geöffnet
wird. Diese Betriebssituation ist in der Figur gezeigtIf now, due to the actuation of the engine brake, all cylinders of the engine cylinder block of the internal combustion engine are acted upon 1 centrally with the Oil by a correspondingly high control oil pressure p is adjusted of the auxiliary oil circuit, the stop piston is 12 every first piston-cylinder unit 11 on the associated valve bridge 5 pressed. The control pressure chamber 27 the valve auxiliary control unit 19 (= second piston-cylinder unit) also fills with the oil of the additional oil circuit as the front oil intake chamber 31 the third piston-cylinder unit 33 , Their pistons 29 therefore moves to its bottom dead center, causing the Absteueröffnung 41 is opened. This operating situation is shown in the figure
In
diesem Betriebszustand wird die aufgrund der Druckverhältnisse
im Abgaskanal hervorgerufene pneumatische Kraft Fpn durch
eine hydraulische Kraft FHyd unterstützt,
die sich aufgrund der Beaufschlagung des Steuerdruckraums 27 mit
dem Öl des Zusatzölkreises einstellt. Darüber
hinaus unterstützt die Federkraft FNFed der
Nachstellfeder 26 das Zwischenöffnen. Ist die
Summe der Federkraft FNFed, der pneumatischen
Kraft Fpn und der hydraulischen Kraft FHyd größer als die Schließkraft
FFed der Schließfeder 22,
erfolgt die Zwischenöffnung des Auslassventils 3.In this operating state caused due to the pressure conditions in the exhaust passage pneumatic force F pn is supported by a hydraulic force F Hyd , which is due to the application of the control pressure chamber 27 with the oil of the additional oil circuit. In addition, the spring force F NFed supports the adjusting spring 26 the intermediate opening. Is the sum of the spring force F NFed , the pneumatic force F pn and the hydraulic force F Hyd greater than the closing force F Fed of the closing spring 22 , the intermediate opening of the exhaust valve takes place 3 ,
Über
die Stärke der hydraulischen Kraft FHyd kann
also regulierend in diesen Prozess eingegriffen werden. Je nach
dem im Zusatzölkreis eingestellten Öldruck pSteuer öffnet sich das Auslassventil 3 mehr oder
weniger weit oder – bei sehr niedrigem Öldruck pSteuer im Zusatzölkreis – überhaupt
nicht.The strength of the hydraulic force F Hyd can thus be used to regulate this process. Depending on the set in the auxiliary oil circuit oil pressure p control the exhaust valve opens 3 more or less wide or - at very low oil pressure p tax in the additional oil circuit - not at all.
Bei
einer Zwischenöffnung des Auslassventils 3, folgt
der Steuerkolben 24 aufgrund der Federkraft der Nachstellfeder 26 der Öffnungsbewegung des
Auslassventils 3, wodurch sich zugleich das Volumen des
Steuerdruckraums 27 vergrößert. Es fließt Öl
aus dem Zusatzölkreis in den Steuerdruckraum 27 nach,
wodurch die Kraftwirkung der Nachstellfeder 26 unterstützt
wird. Da das Öl aufgrund des Rückschlagventils 16 nicht
aus dem Steuerdruckraum 27 zurück in den Ölzufuhrkanal 9 des
Zusatzölkreises fließen und aufgrund der geschlossenen
Absteueröffnung 46 der vierten Kolben-Zylinder-Einheit 37 auch nicht
anderweitig abfließen kann, wird der Steuerkolben 24 gegen
die Schließkraft FFed der Schließfeder 22 in
Position und somit auch das mechanisch mit dem Steuerkolben 24 gekoppelte
Auslassventil 3 in der zwischengeöffneten Stellung
gehalten. Der Steuerkolben 24 ist also in der Ventilbrücke 5 hydraulisch geblockt,
wenn das Auslassventil 3 nach der anfangs des zweiten Taktes
erfolgten Zwischenöffnung im weiteren Verlauf des zweiten
und dritten Taktes wieder zum Schließen neigt. Das Auslassventil 3 bleibt damit
während des zweiten Taktes (= Kompressionstakt) und des
folgenden dritten Taktes (= Expansionstakt) in der zwischengeöffneten
Stellung, wodurch sich die gewünschte Motorbremswirkung
einstellt.At an intermediate opening of the exhaust valve 3 , follow the control piston 24 due to the spring force of the adjusting spring 26 the opening movement of the exhaust valve 3 , which at the same time increases the volume of the control pressure chamber 27 increased. Oil flows from the additional oil circuit into the control pressure chamber 27 after, whereby the force effect of the adjusting spring 26 is supported. Because the oil due to the check valve 16 not from the control pressure chamber 27 back into the oil supply channel 9 the additional oil circuit flow and due to the closed Absteueröffnung 46 the fourth piston-cylinder unit 37 can not drain otherwise, the control piston 24 against the closing force F Fed of the closing spring 22 in position and thus also mechanically with the control piston 24 coupled outlet valve 3 held in the intermediately opened position. The control piston 24 So it is in the valve bridge 5 hydraulically blocked when the exhaust valve 3 after the beginning of the second clock made intermediate opening in the course of the second and third clock tends to close again. The outlet valve 3 remains so during the second clock (= compression stroke) and the following third clock (= expansion stroke) in the intermediate open position, whereby the desired engine braking effect sets.
Wenn
am Ende des dritten Taktes der Kipphebel die Ventilbrücke 5 aufgrund
der Nockenwellensteuerung wieder belastet, um das Auslassventil 3 in die
während des vierten Taktes vorgesehene vollständig
geöffnete Stellung zu bringen, wird der Kolben 34 der
vierten Kolben-Zylinder-Einheit 37 nach unten in Richtung
seines unteren Totpunkts gedrückt, so dass sich die Absteueröffnung 46 öffnet.
Dann kann das im Steuerdruckraum 27 befindliche Öl über den Ölkanal 38,
die Absteueröffnung 46, den Ölaufnahmeraum 36,
den Ölkanal 42, die ohnehin bereits geöffnete
Absteueröffnung 41 der dritten Kolben-Zylinder-Einheit 33,
den hinteren Ölaufnahmeraum 32 und die Ölaustrittsöffnung 40 abfließen.
Zugleich bewegt sich die Ventilbrücke 5 aufgrund
der Belastung durch den Kipphebel von dem Anschlagkolben 12 weg,
so dass der Kontakt abreißt und sich auch der Ölkanal 28 öffnet.
Das in dem Steuerdruckraum 27 befindliche Öl kann
also auch durch den Ölkanal 28 in den Bereich
des Zylinderdeckels ausströmen. Damit wird die hydraulische
Blockung des Steuerkolbens 24 aufgehoben. Der Ölabfluss
aus dem Steuerdruckraum 27 wird auch dadurch unterstützt,
dass der Steuerkolben 24 bei sich wieder schließendem Auslassventil 3 in
Richtung seiner eingefahrenen Grundstellung (= oberer Totpunkt)
zurückgedrückt wird.If at the end of the third cycle of the rocker arm, the valve bridge 5 due to the camshaft control again charged to the exhaust valve 3 into the fully open position provided during the fourth stroke becomes the piston 34 the fourth piston-cylinder unit 37 pressed down towards its bottom dead center, so that the Absteueröffnung 46 opens. Then this can be done in the control pressure chamber 27 located oil over the oil channel 38 , the discharge opening 46 , the oil receiving room 36 , the oil channel 42 , the already opened Absteueröffnung 41 the third piston-cylinder unit 33 , the rear oil compartment 32 and the oil outlet 40 flow away. At the same time the valve bridge moves 5 due to the load of the rocker arm from the stop piston 12 away, so that the contact breaks off and also the oil channel 28 opens. That in the control pressure chamber 27 So oil can also through the oil channel 28 flow out into the area of the cylinder cover. This is the hydraulic blocking of the control piston 24 canceled. The oil drain from the control pressure chamber 27 is also supported by the fact that the spool 24 with closing exhaust valve 3 in the direction of its retracted basic position (= top dead center) is pushed back.
Beim
Kipphebel-Rückhub wird nach dem erneuten Kontaktschluss
zwischen der Ventilbrücke 5 und dem Anschlagkolben 12 außerdem
auch der Anschlagkolben 12 in seinen oberen Totpunkt zurückgedrängt.
Das bis dahin im Öldruckraum 15 befindliche Öl
kann in dem vorderen Ölaufnahmeraum 31 der dritten
Kolben-Zylinder-Einheit 33 aufgenommen werden. Das Aufnahmevolumen
des vorderen Ölaufnahmeraums 31 der dritten Kolben-Zylinder-Einheit 33 muss
zur Aufnahme des aus dem Öldruckraums 15 abfließenden Öls
ausreichend groß dimensioniert werden, damit sich das aus
dem Öldruckraum 15 abfließende Öl
nicht aufstaut und zu ei ner unerwünschten Bewegung des
Steuerkolbens 24 führt. Das Aufnahmevolumen des
vorderen Ölaufnahmeraums 31 darf aber ein maximales
Aufnahmevolumen nicht überschreiten, damit der Kolben 29 der
dritten Kolben-Zylinder-Einheit 33 sicher in seinen unteren
Totpunkt gelangt. Andernfalls ist bei einer nachfolgenden Bewegung
des Steuerkolbens 24 zum Zwischenöffnen des Auslassventils 3 der
Steuerdruckraum 27 wegen des noch möglichen Resthubs
des Kolbens 29 elastisch, wodurch das Auslassventil nicht
in der zwischengeöffneten Stellung gehalten werden kann. Am
Ende des vierten Taktes (= Ausschubtakt) liegt die Ventilbrücke 5 jedenfalls
wieder am Anschlagkolben 12 an und der Kipphebel hat wieder
den Nockengrundkreis erreicht. Ein neuer Bremszyklus kann beginnen.The toggle lever return stroke is after the renewed contact closure between the valve bridge 5 and the stopper piston 12 also the stop piston 12 pushed back to its top dead center. That until then in the oil pressure room 15 located oil can in the front Ölnahnahaum 31 the third piston-cylinder unit 33 be recorded. The receiving volume of the front oil receiving chamber 31 the third piston-cylinder unit 33 must absorb the oil from the pressure chamber 15 flowing off oil sufficiently large, so that from the oil pressure chamber 15 draining oil does not accumulate and to egg ner unwanted movement of the control piston 24 leads. The receiving volume of the front oil receiving chamber 31 but may not exceed a maximum intake volume, so that the piston 29 the third piston-cylinder unit 33 safely reached its bottom dead center. Otherwise, during a subsequent movement of the control piston 24 for intermediate opening of the exhaust valve 3 the control pressure chamber 27 because of the still possible residual stroke of the piston 29 elastic, whereby the exhaust valve can not be held in the intermediate opened position. At the end of the fourth cycle (= exhaust stroke) the valve bridge is located 5 in any case, again at the stop piston 12 and the rocker arm has reached the cam base circle again. A new brake cycle can begin.
Der
Anschlagkolben 12 ist vorteilhafterweise (hydraulisch)
nachführbar, so dass ein Anschlagspiel zwischen dem Gegenhalter 10 und
der Ventilbrücke 5 automatisch ausgeglichen wird.
Dies ist auch deshalb günstig, da die genaue Lage der Ventilbrücke 5 aufgrund
des durch die vierte Kolben-Zylinder-Einheit 37 bewirkten
Ventilspielausgleichs nicht exakt definiert ist. Aufgrund der automatischen
Nachführung des Anschlagkolbens 12 wird dessen
Lage der jeweils aktuellen Lage der Ventilbrücke 5 angepasst, so
dass kein Spalt zwischen dem Gegenhalter 10 und der Ventilbrücke 5 bleibt
und die Versorgung der Ventil-Zusatzsteuereinheit 19 mit
dem Öl des Zusatzölkreises sicher gestellt ist.The stop piston 12 is advantageously (hydraulically) traceable, so that a stop play between the anvil 10 and the valve bridge 5 is automatically compensated. This is also favorable because the exact location of the valve bridge 5 due to the fourth piston-cylinder unit 37 caused valve clearance compensation is not exactly defined. Due to the automatic tracking of the stop piston 12 whose position is the current position of the valve bridge 5 adjusted, leaving no gap between the anvil 10 and the valve bridge 5 remains and the supply of the valve auxiliary control unit 19 is ensured with the oil of the additional oil circuit.
Der
Kolben 34 der vierten Kolben-Zylinder-Einheit 37,
der primär für den Ventilspielausgleich bestimmt
ist, erfüllt bei der Brennkraftmaschine 1 weitere
Funktionen. Er ist auch ein Steuerelement für den (EVB-)Motorbremszyklus
und ein Durchflusselement für das abgesteuerte Öl.The piston 34 the fourth piston-cylinder unit 37 , which is primarily intended for the lash adjuster, fulfilled in the internal combustion engine 1 More functions. It is also a control for the (EVB) engine brake cycle and a flow-off element for the discarded oil.
Weiterhin
ist die in der Ventilbrücke 5 vorgesehene Bohrungskonfiguration
besonders günstig. Sie ermöglicht insbesondere
eine Verwendung des Öls sowohl für die funktionelle
Bewegung, z. B. um das Auslassventil 3 in die zwischengeöffnete
Stellung zu bringen und dort zu halten, als auch zur hydraulischen
Steuerung der verschiedenen mechanisch bewegten Komponenten. So
ist es beispielsweise besonders vorteilhaft, wenn die Längsachsen
des Schafts 20, des Steuerkolbens 24, des Steuerdruckraums 27,
des Anschlagkolbens 12 und des Öldruckraums 15 sowie
die Mittenachsen des Ölkanals 28 und der Durchgangsbohrung 17 miteinander
fluchten.Furthermore, that is in the valve bridge 5 provided bore configuration particularly favorable. In particular, it allows use of the oil for both the functional movement, e.g. B. to the exhaust valve 3 in the intermediate open position and to hold there, as well as for the hydraulic control of the various mechanically moving components. For example, it is particularly advantageous if the longitudinal axes of the shaft 20 , of the control piston 24 , the control pressure chamber 27 , the stopper piston 12 and the oil pressure space 15 as well as the center axes of the oil channel 28 and the through hole 17 aligned with each other.
Im
Folgenden wird der normal befeuerte Motorbetrieb erläutert.
Dabei ist die Motorbremseinrichtung 2 deaktiviert bzw.
ausgeschaltet. Hierzu bleibt zum einen das Drosselelement im Abgaskanal
in geöffneter Stellung und zum anderen wird der Öldruck pSteuer im Zusatzölkreis – ggf.
auch bis auf Null – reduziert. Die Anschlagkolben 12,
der Steuerkolben 24 und der Kolben 29 sind dann
am jeweiligen oberen Totpunkt. Der Anschlagkolben 12 wird
in diesem Betriebszustand ohne nennenswerten Öldruck pSteuer aufgrund der Kraftwirkung der Rückstellfeder 13 in seine
komplett eingefahrene Stellung gebracht. In diesem Zustand schlägt
der Anschlagkolben 12 nie an der Ventilbrücke 5 an.In the following, the normal-fired engine operation will be explained. Here is the engine brake device 2 deactivated or switched off. For this purpose, on the one hand, the throttle element in the exhaust passage in the open position and on the other hand, the oil pressure p tax in the additional oil circuit - possibly even to zero - reduced. The stop pistons 12 , the control piston 24 and the piston 29 are then at the respective top dead center. The stop piston 12 is in this operating condition without significant oil pressure p tax due to the force of the return spring 13 brought into its completely retracted position. In this state, the stopper piston hits 12 never on the valve bridge 5 at.
Befindet
sich der Kipphebel auf dem Nockengrundkreis der Nockenwelle ist
auch der Kolben 34 der vierten Kolben-Zylinder-Einheit 37 an
seinem oberen Totpunkt. Die Absteueröffnung 41 ist
verschlossen. Damit kann Öl des Hauptölkreises
mittels der Ölzufuhrkanäle 8 und 44 in
den Ölaufnahmeraum 36 strömen, von wo
aus es nicht mehr entweichen kann, solange die Absteueröffnung 41 geschlossen bleibt.
Von dem unter dem konstanten Öldruck pKonstant stehenden Öl
des Hauptölkreises strömt eine so große
Menge in den Ölaufnahmeraum 36, dass das aktuelle
Ventilspiel aufgrund der hydraulisch und durch die Nachstellfeder 35 bedingten
Nachführung des Kolbens 34 ausgeglichen ist. Dies
erfolgt ebenfalls automatisch. Hierbei kommt es auf nur sehr geringe Ölmengen
an. Deshalb wird bei dem Rückschlagventil 45 die
Kugel mittels einer gesonderten Feder in dem Kugelsitz gehalten.If the rocker arm is on the cam base circle of the camshaft, the piston is also located 34 the fourth piston-cylinder unit 37 at its top dead center. The discharge opening 41 is closed. This oil of the main oil circuit by means of the oil supply channels 8th and 44 in the oil receiving room 36 flow from where it can not escape, as long as the Absteueröffnung 41 remains closed. Standing from the p under the constant oil pressure constant oil of the main oil circuit flows such a large amount in the oil receiving chamber 36 in that the current valve clearance due to the hydraulic and by the adjusting spring 35 conditional tracking of the piston 34 is balanced. This is also done automatically. This depends on only very small amounts of oil. Therefore, the check valve 45 held the ball by means of a separate spring in the ball seat.
Die
vorstehend im Zusammenhang mit dem Motorbremsbetrieb beschriebene
Wirkung der durch den Öldruck pSteuer des
Zusatzölkreises bewirkten hydraulischen Kraft FHyd auf die Zwischenöffnung des Auslassventils 3 kann
mit Vorteil sowohl zur Motorbremsung als auch zur Sicherstellung
eines ungestörten normal befeuerten Motorbetriebs verwendet werden.
So kann es insbesondere im Zusammenhang mit den zur Reduzierung
der Abgasemission veranlassten Maßnahmen dazu kommen, dass
sich auch während des normal befeuerten Motorbetriebs im
Abgaskanal ein hoher Staudruck ausbildet, so dass das Auslassventil 3 zu
einer Zwischenöffnung tendiert. Dies ist während
des normal befeuerten Motorbetriebs unerwünscht und wird
bei der mit der Motorbremseinrichtung 2 ausgestatteten
Brennkraftmaschine 1 dadurch unterdrückt, dass
der Öldruck pSteuer im Zusatzölkreis
während des normal befeuerten Motorbetriebs stark reduziert
oder sogar komplett abgeschaltet wird. Damit sinkt auch die hydraulische
Kraft FHyd. Sie liefert dann keinen nennenswerten
gegen die Schließkraft FFed wirkenden
Beitrag. Die Federkraft FNFed und die pneumatische
Kraft Fpn reichen alleine aber nicht aus,
um eine geblockte Zwischenöffnung des Auslassventils 3 zu
bewirken. Aufgrund des eingestellten niedrigen Öldrucks
pSteuer im Zusatzölkreis wird die
hydraulische Ventil-Zusatzsteuereinheit 19 während
des normal befeuerten Motorbetriebs abgeschaltet bzw. deaktiviert.The effect of the p by the oil pressure control of the auxiliary oil circuit described above in connection with the engine braking mode effected hydraulic force F Hyd to the intermediate opening of the exhaust valve 3 can be used to advantage both for engine braking and to ensure undisturbed normally-fired engine operation. Thus, in particular in connection with the measures initiated to reduce the exhaust gas emission, a high dynamic pressure may form in the exhaust gas duct even during normally-fired engine operation, so that the exhaust valve 3 tends to an intermediate opening. This is undesirable during normal-fired engine operation and occurs with the engine braking device 2 equipped internal combustion engine 1 characterized suppressed that the oil pressure p in the control auxiliary oil circuit during normal fired engine operation is greatly reduced or even completely switched off. This also reduces the hydraulic force F Hyd . It then provides no appreciable contribution against the closing force F Fed . However, the spring force F NFed and the pneumatic force F pn alone are not sufficient to a blocked intermediate opening of the exhaust valve 3 to effect. Due to the set low oil pressure p in the control circuit, the auxiliary oil hydraulic valve additional control unit is 19 disabled during normal engine operation.
Aufgrund
des Zusatzölkreises mit dem gezielt einstellbaren Öldruck
pSteuer lässt sich also sowohl
während des Motorbremsbetriebs eine fein justierbare Bremskraftwirkung
erreichen als auch während des normal befeuerten Motorbetriebs
eine dann unerwünschte Motorbremswirkung sicher unterdrücken.Because of the additional oil circuit with specifically adjustable oil pressure p control so can be achieved both during engine braking operation a finely adjustable braking effect as safe suppress then unwanted engine braking effect even during the normally fired engine operation.
Bei
der Brennkraftmaschine 1 entfällt während
der Motormontage und auch während des späteren
Betriebs jegliche Einstellung des Ventilspiels und auch des Anschlagspiels
(= EVB-Spiels) zwischen dem Gegenhalter 10 und der Ventilbrücke 5. Der
Ausgleich beider Spiele erfolgt aufgrund der diesbezüglich
besonders günstigen Ausgestaltung der Motorbremseinrichtung 2 und
des Ventilspielausgleichsmechanismus (= vierte Kolben-Zylinder-Einheit 37)
automatisch. Insbesondere erfolgt auch ein automatischer Ausgleich
der thermischen Ausdehnung der Auslassventile 3 und 4.
Da keine Spiele überbrückt werden müssen,
können die theoretisch vorgegebenen Steuerzeitpunkte exakter
eingehalten werden. Dies wirkt sich günstig auf die Abgaswerte aus.
Außerdem reduziert der Ausgleich des Ventil-Spiels und
des EVB-Spiels die Geräuschentwicklung der Brennkraftmaschine 1.
Es ergeben sich akustische Vorteile.In the internal combustion engine 1 eliminates any adjustment of the valve clearance and also the stop play (= EVB game) between the anvil during motor assembly and during later operation 10 and the valve bridge 5 , The balance of both games is due to the particularly advantageous embodiment of the engine brake device in this regard 2 and the lash adjuster mechanism (= fourth piston-cylinder unit 37 ) automatically. In particular, there is also an automatic compensation of the thermal expansion of the outlet valves 3 and 4 , Since no games have to be bridged, the theoretically specified control times can be observed more accurately become. This has a favorable effect on the exhaust emissions. In addition, the compensation of the valve clearance and the EVB game reduces the noise of the internal combustion engine 1 , There are acoustic advantages.
Grundsätzlich
können die beschriebenen Ausgleichsmechanismen auch bei
den Einlassventilen eingesetzt werden. Die bei der Brennkraftmaschine 1 verwendeten
Komponenten sind keine Sonderbauteile. So kann z. B. die Ventilbrücke 5 in
ihrer Grundbauform auch bei anderen Brennkraftmaschinen verwendet
werden, die nicht mit einer Motorbremseinrichtung ausgestattet sind.
Die Ventilbrücke enthält dann nur die vierte Kolben-Zylinder-Einheit 37 mit
einem Kolben 34 ohne eine Absteueröffnung 46. Die
anderen drei Kolben-Zylinder-Einheiten 11, 19 und 33 sind
dagegen überflüssig. Sie entfallen.In principle, the described compensation mechanisms can also be used in the intake valves. The at the internal combustion engine 1 used components are not special components. So z. B. the valve bridge 5 in its basic design also used in other internal combustion engines that are not equipped with an engine braking device. The valve bridge then contains only the fourth piston-cylinder unit 37 with a piston 34 without a vent opening 46 , The other three piston-cylinder units 11 . 19 and 33 are superfluous. They are eliminated.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 0736672
B1 [0002, 0002] - EP 0736672 B1 [0002, 0002]
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- EP 1526257 A2 [0002, 0002] - EP 1526257 A2 [0002, 0002]