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Die
Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige
Brennkraftmaschinen sind beispielsweise in der
EP 0 736 672 B1 und der
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 Brennkraftmaschine. 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 groß eingestellt wird, kommt es zu einem Klappergeräusch
zwischen Kipphebel und Ventilbrü cke und es besteht die
Gefahr einer Beschädigung am Ventiltrieb. Zudem öffnet das
Auslassventil nicht ausreichend, sodass ein vollständiger
Gasaustausch nicht gewährleistet ist. Falls das Ventilspiel
zu klein eingestellt wird, besteht die Gefahr, dass die Ventile
im heißen Zustand nicht vollständig schließen
und damit durchbrennen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine
der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die mit möglichst
geringem Montage- und Serviceaufwand einen sicheren und zuverlässigen
Betrieb ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße
Brennkraftmaschine umfasst einen hydraulischen Ventilspielausgleichsmechanismus
für das Auslassventil, der in den Verbindungsmechanismus
integriert und zur Ölspeisung an den ohnehin vorhandenen Ölkreis
angeschlossen ist. Die hydraulische Ventil-Zusatzsteuereinheit wird über
den Ventilspielausgleichsmechanismus und den Ölkanal mit Öl
gespeist. Zum Ausgleichen des Ventilspiels des Auslassventils ist
der Ölkanal mittels der Verschlusseinheit verschließbar,
sodass beim Ausgleichen des Ventilspiels die hydraulische Ventil-Zusatzsteuereinheit
nicht mit Öl versorgt wird und sich das Auslassventil in
einer definierten Stellung befindet.
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Die
erfindungsgemäße Brennkraftmaschine hat also sowohl
die für die Motorbremskraftwirkung günstige Ventil-Zusatzsteuereinheit
als auch einen Ausgleichsmechanismus, der die Ventilspieleinstellung
automatisch durchführt. Eine zeit- und kostenaufwändige
sowie fehleranfällige regelmäßige Einstellung
von Hand erübrigt sich. Die erfindungsgemäße
Brennkraftmaschine bietet also verglichen mit bisherigen mit einer
Motorbremseinrich tung ausgestatteten Brennkraftmaschinen eine Zusatzfunktionalität, die
die Montage und den Betrieb sicherer und effizienter gestaltet.
Durch die automatische Ventilspieleinstellung werden insbesondere
die Klappergeräusche des Auslassventils minimiert und Beschädigungen
am Ventiltrieb durch ein zu klein eingestelltes Ventilspiel vermieden.
Weiterhin müssen durch den automatischen Ventilspielausgleich
im Betrieb der Brennkraftmaschine keine Ventilspiele überbrückt werden,
sodass die Steuerzeiten des Auslassventils exakt eingehalten werden
können, wodurch das Abgasverhalten der Brennkraftmaschine
optimiert wird.
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Dadurch,
dass sowohl die Ventil-Zusatzsteuereinheit als auch der Ventilspielausgleichsmechanismus
an den ohnehin vorhandenen Ölkreis angeschlossen sind,
können Brennkraftmaschinen ohne einen hydraulischen Ventilspielausgleichsmechanismus
mit geringem Aufwand nachgerüstet werden. Während
des normal befeuerten Betriebs, also wenn die Motorbremseinrichtung
vom Fahrer nicht betätigt worden ist, ist der Ölkanal
mittels der Verschlusseinheit verschlossen, sodass die hydraulische
Ventil-Zusatzsteuereinheit von dem hydraulischen Ventilspielausgleichsmechanismus
zum Ausgleichen des Ventilspiels entkoppelt ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine
ergeben sich aus den Merkmalen der von Anspruch 1 abhängigen
Ansprüche.
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Eine
Weiterbildung nach Anspruch 2 ist Platz sparend und ermöglicht
ein Nachrüsten von Brennkraftmaschinen ohne einen hydraulischen
Ventilspielausgleichsmechanismus durch einfaches Ersetzen der Ventilbrücke
und Integrieren des Ventilspielausgleichsmechanismus in diese.
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Eine
erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 3 ermöglicht
einen automatischen Spielausgleich zwischen dem Gegenhalter und
der Ventilbrücke. Ein Einstellen des Spiels von dem Gegenhalter
zu der Ventilbrücke von Hand bei der Montage oder in regelmäßigen
Serviceabständen ist nicht erforderlich.
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Eine
erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 4 ist einfach
und Platz sparend nachrüstbar.
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Ein
Federelement nach Anspruch 5 verhindert eine Schiefstellung der
Ventilbrücke bei zu geringem Öldruck des Ventilspielausgleichsmechanismus.
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Eine
Ventil-Zusatzsteuereinheit nach Anspruch 6 gewährleistet
ein sicheres Verschließen des Ölkanals zwischen
dem Ventilspielausgleichsmechanismus und der Ventil-Zusatzsteuereinheit.
Da sich der Kolben der zweiten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit
bei nicht betätigter Motorbremseinrichtung in seiner eingefahrenen
Grundstellung befindet, kann der Kolben als Teil der Verschlusseinheit
dienen und im normal befeuerten Betrieb den Ölkanal verschließen.
Zusätzlich kann die Verschlusseinheit ein Rückschlagventil
aufweisen, das ein Einfahren des ausgefahrenen Kolbens verhindert,
wenn die durch den Öldruck erzeugte Kraft auf den Kolben
hierfür nicht ausreichend ist.
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Eine
Weiterbildung nach Anspruch 7 ist äußerst Platz
sparend, wenn zusätzlich zu der Zusatz-Ventilsteuereinheit
auch eine erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit zum Ausgleichen
des Spiels zwischen dem Gegenhalter und der Ventilbrücke
vorgesehen ist. Vorzugsweise sind die Kolben der ersten und zweiten
Kolben-Zylinder-Einheit derart integriert aus gebildet, dass der
Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit in dem Kolben der zweiten
Kolben-Zylinder-Einheit geführt ist.
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Bei
einer Weiterbildung nach Anspruch 8 ist die Ventil-Zusatzsteuereinheit
mittels der dritten Kolben-Zylinder-Einheit an den Ventilspielausgleichsmechanismus
angeschlossen. Die 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 Bremsbetrieb
und dem normal befeuerten Betrieb. Zum anderen nimmt sie Öl
auf bzw. steuert Öl ab, das aus der ersten hydraulischen
Kolben-Zylinder-Einheit beim Ausgleich des Spiels zwischen dem Gegenhalter
und der Ventilbrücke verdrängt wird. Vorzugsweise
ist 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.
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Eine
Durchgangsbohrung nach Anspruch 9 ermöglicht das Abbauen
des Öldrucks in einem Steuerdruckraum der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit, wenn
der Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit aus einer ausgefahrenen
Stellung in eine eingefahrene Grundstellung zurückkehrt
und wenn der Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit nach Rückhub des
Kolbens der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit in einem oberen Totpunkt
ist und beim Folgehub der Ventilbrücke an den Gegenhalter
anschlägt. Vorzugsweise sind mehrere über den
Umfang des Kolbens verteilte Durchgangsbohrungen vorgesehen, die über
eine im Kolben und/oder in der Ventilbrücke ausgebildete
Umfangsnut miteinander verbunden sind. Die Umfangsnut erhöht
einen Ablaufquerschnitt und ermöglicht die Ausbildung einer
genauen Kante zur Steuerung.
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Ein
Ventilspielausgleichsmechanismus nach Anspruch 10 hat sich in der
Praxis bewährt.
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Eine
Anordnung der dritten Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 11 erhöht
die Stabilität der Ventilbrücke, da die dritte
Kolben-Zylinder-Einheit nicht in dem bei Betätigung der
Auslassventile durch Biegemomente belasteten Bereich zwischen den Auslassventilen
liegt. Vorzugsweise ist ein vorderer Ölaufnahmeraum der
dritten Kolben-Zylinder-Einheit mit der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit
und ein hinterer Ölaufnahmeraum mit der ersten Kolben-Zylinder-Einheit
gekoppelt, wobei zwischen der ersten Kolben-Zylinder-Einheit und
der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit ein Rückschlagventil
angeordnet ist, das für einen Ölfluss in Richtung
der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit sperrend wirkt. Durch eine geeignete
Dimensionierung der dritten Kolben-Zylinder-Einheit können
geringe Steuerleckmengen und somit geringe Sprunghöhen
des Kolbens der dritten Kolben-Zylinder-Einheit erzielt werden.
Hierdurch ist eine geringe Bauhöhe der dritten Kolben-Zylinder-Einheit
möglich.
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Eine
Weiterbildung nach Anspruch 12 ist äußerst Platz
sparend. Vorzugsweise sind die erste, die zweite und die dritte
Kolben-Zylinder-Einheit integriert ausgebildet. Der Kolben der zweiten
Kolben-Zylinder-Einheit ist beispielsweise in der Ventilbrücke
geführt, wobei der Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit
in diesem oder einem in der Ventilbrücke angeordnetem Zusatzteil
angeordnet und geführt ist. Der Kolben der dritten Kolben-Zylinder-Einheit
ist wiederum in dem Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit angeordnet
und geführt. Durch eine derartige Schachte lung der Kolben-Zylinder-Einheiten
ist eine geringe Bauhöhe der Ventilbrücke erzielbar.
Durch eine geeignete Dimensionierung der dritten Kolben-Zylinder-Einheit
können geringe Steuerleckmengen und somit geringe Sprunghöhen des
Kolbens der dritten Kolben-Zylinder-Einheit erzielt werden. Hierdurch
ist eine geringe Bauhöhe der dritten Kolben-Zylinder-Einheit
möglich.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnung. Es zeigen:
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1 eine
Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit und eines
Ventilspielausgleichsmechanismus gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel,
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2 eine
Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit und eines
Ventilspielausgleichsmechanismus gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel,
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3 eine
Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit und eines
Ventilspielausgleichsmechanismus gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel,
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4 eine
Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel,
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5 eine
Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit und eines
Ventilspielausgleichsmechanismus gemäß einem fünften
Ausführungsbeispiel,
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6 eine
Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit gemäß einem
sechsten Ausführungsbeispiel, und
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7 eine
Teilschnittdarstellung der Ventil-Zusatzsteuereinheit gemäß 6.
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Nachfolgend
wird anhand von 1 ein erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. Eine Brennkraftmaschine 1 mit
einer Motorbremseinrichtung 2 weist mehrere in der 1 nicht
gezeigte Zylinder auf, die jeweils einen Brennraum begrenzen. Jedem
dieser Brennräume ist mittels mindestens eines Einlassventils
Luft oder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zuführbar. Darüber
hinaus hat 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 1 nicht mit dargestellten Nockenwelle
der Brennkraftmaschine 1 verbindet. Der Verbindungsmechanismus
umfasst außerdem einen ebenfalls in der 1 nicht
mit dargestellten, schwenkbar 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.
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Im
Inneren des Kontaktbolzens 6 und der Stützkalotte 7 verläuft
ein Ölzufuhrkanal 8 eines zur Schmierung, aber
auch zur hydraulischen Steuerung vorgesehenen Ölkreises 9 der
Brennkraftmaschine 1. Das in diesem Ölzufuhrkanal 8 geführte Öl
hat während des Betriebs näherungsweise den gleichen Öldruck
pkonstant. Die Abhängigkeit des Öldrucks
pkonstant von der Öl temperatur,
der Drehzahl und der Last ist bei der erfindungsgemäßen
Brennkraftmaschine 1 vernachlässigbar.
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Zum
Spielausgleich zwischen einem Gegenhalter 10 und der Ventilbrücke 5 ist
eine erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit 11 vorgesehen.
Die erste Kolben-Zylinder-Einheit 11 weist einen im Längsquerschnitt
T-förmig ausgebildeten ersten Kolben 12 auf, der
in einer in der Ventilbrücke 5 ausgebildeten und
als Zylinder wirkenden ersten Zylinderbohrung 13 geführt
ist. Der erste Kolben 12 ist zwischen einer als Anschlag
wirkenden vorderen Begrenzungsfläche 14 und einer
als Anschlag wirkenden hinteren Begrenzungsfläche 15 axial
beweglich geführt. Die hintere Begrenzungsfläche 15 wird
beispielsweise durch eine in die Ventilbrücke 5 eingeschraubte
Gewindescheibe 16 gebildet, die eine Durchgangsöffnung 17 für
den ersten Kolben 12 aufweist. In der in 1 gezeigten
Stellung des ersten Kolbens 12 ist zwischen diesem und
der vorderen Begrenzungsfläche 14 ein Öldruckraum 18 gebildet. Der
erste Kolben 12 hat eine zentrale Durchgangsbohrung 19,
die an einer dem Gegenhalter 10 zugewandten Seite eine
Absteueröffnung 20 bildet. Die Durchgangsbohrung 19 ist
Teil eines ersten Ölkanals 21, der den Öldruckraum 18 mit
der Absteueröffnung 20 verbindet.
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Die
Motorbremseinrichtung 2 der Brennkraftmaschine 1 ist
vom EVB-Typ. Sie umfasst neben einem in der 1 nicht
näher gezeigten Drosselelement im Abgaskanal sowie einer
ebenfalls nicht näher gezeigten zentralen Steuer-/Regeleinheit
auch für jeden Zylinder eine hydraulische Ventil-Zusatzsteuereinheit 22,
die als zweite hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet
ist. Die Ventil-Zusatzsteuereinheit 22 wirkt im Motorbremsbetrieb
lediglich mit dem Auslassventil 3 zusammen. Das Auslassventil 4 ist
dagegen nicht mit einer entsprechenden Ventil-Zusatzsteuereinheit 22 ver sehen.
Die Auslassventile 3 und 4 sind mit einem Schaft 23 bzw. 24 in
einem Zylinderkopf axial beweglich gelagert und durch eine Schließfeder 25 bzw. 26 mit
einer bestimmten Vorspannkraft in Schließrichtung beaufschlagt.
Die Schließfedern 25 bzw. 26 sind zwischen dem
Zylinderkopf und Ventil-Federtellern 27 bzw. 28 gespannt.
Die Schließkraft der Schließfeder 25 ist
mit FFed bezeichnet.
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Die
Ventil-Zusatzsteuereinheit 22 weist einen als Steuerkolben
wirkenden zweiten Kolben 29 auf, der in einer in der Ventilbrücke 5 ausgebildeten und
als Zylinder wirkenden zweiten Zylinderbohrung 30 axial
beweglich geführt ist. Der zweite Kolben wird nachfolgend
als Steuerkolben 29 bezeichnet. Der Steuerkolben 29 stützt
sich am oberen Ende des Schafts 23 des Auslassventils 3 ab.
An einer dem Auslassventil 3 abgewandten Seite verjüngt
sich der Steuerkolben 29 und bildet eine schräg
verlaufende Ringfläche 31 aus. In der in der 1 gezeigten
Stellung des Steuerkolbens 29 ist zwischen einer Begrenzungsfläche 32 der
Ventil-Zusatzsteuereinheit 22 und dem Steuerkolben 29 ein
Steuerdruckraum 33 ausgebildet. In dem Steuerdruckraum 33 ist
eine Nachstellfeder 34 angeordnet, die gegen die Begrenzungsfläche 32 und
den Steuerkolben 29 anliegt und den Steuerkolben 29 gegen
den Schaft 23 drückt. Die Federkraft der Nachstellfeder 34 wirkt
damit gegen die Schließkraft FFed der
Schließfeder 25 und wird nachfolgend mit FNFed bezeichnet.
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An
der Begrenzungsfläche 32 mündet der erste Ölkanal 21 in
den Steuerdruckraum 33 ein, sodass Öl aus dem
Steuerdruckraum 33 durch die Absteueröffnung 20 entweichen
kann, wenn die Absteueröffnung 20 bei betätigter
Motorbremseinrichtung 2 während eines Teils einer
Bremszyklusperiode von dem Gegenhalter 10 freigegeben wird.
In 1 ist eine Betriebs situation dargestellt, in der
der Gegenhalter 10 die Absteueröffnung 20 und
somit den Steuerdruckraum 33 verschließt.
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Die
Ventil-Zusatzsteuereinheit 22 ist hydraulisch an eine dritte
hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit 35 angeschlossen.
Die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35 weist einen im Längsquerschnitt
U-förmigen dritten Kolben 36 auf, der in einer
in der Ventilbrücke 5 ausgebildeten und als Zylinder
wirkenden dritten Zylinderbohrung 37 axial beweglich geführt ist.
Der dritte Kolben 36 unterteilt die dritte Zylinderbohrung 37 in
einen vorderen Ölaufnahmeraum 38 und einen hinteren Ölaufnahmeraum 39.
Der vordere Ölaufnahmeraum 38 ist über
einen zweiten Ölkanal 40 mit dem Steuerdruckraum 33 verbunden.
Der zweite Ölkanal 40 ist durch eine innerhalb
der Ventilbrücke 5 verlaufende Querbohrung gebildet,
die den ersten Ölkanal 21 durchdringt. Die Querbohrung
ist mit einem Verschluss 41 versehen. In dem hinteren Ölaufnahmeraum 39 ist
eine Rückstellfeder 42 angeordnet, die gegen den
dritten Kolben 36 und ein Anschlagelement 43 anliegt.
Das Anschlagelement 43 weist zur Ölableitung aus
dem hinteren Ölaufnahmeraum 39 eine Ölaustrittsöffnung 44 auf.
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Die
dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35 ist ein Umschaltelement,
dessen Kolbenstellungen je nachdem, ob der Benutzer der Brennkraftmaschine 1 den normal
befeuerten Motorbetrieb oder den Motorbremsbetrieb vorgibt, unterschiedlich
sind. Der vordere Ölaufnahmeraum 38 dient zur
Aufnahme des in dem Öldruckraum 18 befindlichen Öls,
wenn dieses Öl bei einer Vorwärtsbewegung des
ersten Kolbens 12 verdrängt wird. Das maximale
Aufnahmevolumen des vorderen Ölaufnahmeraums 38 ist
deshalb mindestens so groß wie das des Öldruckraums 18.
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Die
dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35 ist an einen hydraulischen
Ventilspielausgleichsmechanismus 45 angeschlossen, der
als vierte Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist. Der hydraulische
Ventilspielausgleichsmechanismus 45 gleicht automatisch das
Spiel der Auslassventile 3 und 4 aus und wird nachfolgend
als vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45 bezeichnet. Die vierte
Kolben-Zylinder-Einheit 45 weist einen im Längsquerschnitt
U-förmigen vierten Kolben 46 auf, der in einer
in der Ventilbrücke 5 ausgebildeten und als Zylinder
wirkenden vierten Zylinderbohrung 47 axial beweglich geführt
ist. In der in 1 gezeigten Stellung des vierten
Kolbens 46 ist zwischen diesem und einer Begrenzungsfläche 48 ein Ölaufnahmeraum 49 ausgebildet.
Der Ölaufnahmeraum 49 ist mit dem hinteren Ölaufnahmeraum 39 hydraulisch
verbunden. Hierzu weist der dritte Kolben 36 in einer Seitenwand
eine Absteueröffnung 50 auf, die bei einer bestimmten
Stellung des dritten Kolbens 36, nämlich genau
in der in der 1 gezeigten Stellung, den hinteren Ölaufnahmeraum 39 über
einen dritten Ölkanal 51 mit dem Ölaufnahmeraum 49 verbindet. Der
dritte Ölkanal 51 ist durch eine in der Ventilbrücke 5 ausgebildete
Querbohrung und eine Längsbohrung gebildet. Die Querbohrung
mündet in die dritte Zylinderbohrung 37 und ist
durch einen Verschluss 52 abgedichtet. Die Längsbohrung
erstreckt sich ausgehend von der Begrenzungsfläche 48 bis
zu der Querbohrung. In dem Ölaufnahmeraum 49 ist
eine Nachstellfeder 53 angeordnet, die gegen die Begrenzungsfläche 48 und
den vierten Kolben 46 anliegt.
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Die
vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45 ist an den Ölkreis 9 angeschlossen.
Hierzu hat der mit der Stützkalotte 7 des Kontaktbolzens 6 aufgrund
der Federkraftwirkung der Nachstellfeder 53 in permanentem
Kontakt stehende vierte Kolben 46 in seinem Kolbenboden
einen zentralen Ölzufuhrkanal 54, der mit dem Ölzufuhrkanal 8 des
Kontaktbolzens 6 korrespondiert. An einem dem Ölaufnahmeraum 49 zugewandten
Ende des Ölzufuhrkanals 54 ist ein Rückschlagventil 55 (=
Rücklaufsperrventil) vorgesehen, dessen Kugel bei dem gezeigten
Ausführungsbeispiel mittels einer zusätzlichen
Rückschlagventilfeder in den Kugelsitz gedrückt
wird. Eine Seitenwand des vierten Kolbens 46 weist eine
Absteueröffnung 56 auf, die bei einer bestimmten
Stellung des vierten Kolbens 46 den Ölaufnahmeraum 49 mit
dem zweiten Ölkana 40 verbindet.
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Im
Bereich zwischen der Stützkalotte 7 und dem Rückschlagventil 55 ist
in dem vierten Kolben 46 eine quer zu dem Ölzufuhrkanal 54 verlaufende Durchgangsbohrung 57 ausgebildet.
Die Durchgangsbohrung 57 durchdringt den Ölzufuhrkanal 54. Eine
in dem vierten Kolben 46 ausgebildete Umfangsnut 58 verbindet
die Enden der Durchgangsbohrung 57. In einer bestimmten
Stellung des vierten Kolbens 46, nämlich der in
der 1 gezeigten Stellung, ist die Durchgangsbohrung 57 über
einen vierten Ölkanal 59 mit dem Steuerdruckraum 33 verbunden.
Der vierte Ölkanal 59 verläuft schräg
innerhalb der Ventilbrücke 5 und durchdringt den
zweiten Ölkanal 40 nicht. An einer dem Steuerdruckraum 33 zugewandten
Seite des vierten Ölkanals 59 ist ein Rückschlagventil 60 mit
einer in einem Kugelsitz 61 aufnehmbaren Kugel 62 angeordnet.
Der Steuerkolben 29 und das Rückschlagventil 60 sind
Teil einer Verschlusseinheit 63. Mittels der Verschlusseinheit 63 ist der
vierte Ölkanal 59 verschließbar, sodass
das Ventilspiel der Auslassventile 3 und 4 mittels
der vierten Kolben-Zylinder-Einheit 45 ausgleichbar ist.
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Im
Folgenden werden die als Kolbensteuerung bezeichneten Funktionsweisen
der Motorbremseinrichtung 2 sowie des Ventilspielausgleichsmechanismus 45 näher
beschrieben.
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Zunächst
wird der Motorbremsbetrieb erläutert. Bei Betätigung
der Motorbremseinrichtung 2 wird das Drosselelement im
Abgaskanal in Drosselstellung gebracht, wodurch sich Abgase im Abgaskanal
zwischen der Auslassventilöffnung des Zylinders und dem
Drosselelement stauen. Dieser Staudruck im Abgaskanal mit der Druckwelle
der sich öffnenden Auslassventile der benachbarten Zylinder
bewirkt eine Zwischenöffnung des Auslassventils 3,
welche während des Kompressionstakts und des Expansionstakts
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 25 entgegenwirkt
und das angesprochene Zwischenöffnen des Auslassventils 3 verursacht.
Die Federkraft FNFed der Nachstellfeder 34 rückt
den Steuerkolben 29 dem Auslassventil 3 nach und
unterstützt das Zwischenöffnen des Auslassventils 3.
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Während
des Ansaugtaktes befindet sich der Kipphebel der Auslassventile 3 und 4 auf
dem Nockengrundkreis der Nockenwelle. Dadurch ist der vierte Kolben 46 an
seinem oberen Totpunkt. Die Absteueröffnung 56 ist
verschlossen. Die Durchgangsbohrung 57 ist mit dem vierten Ölkanal 59 verbunden. Diese
Betriebssituation ist in der 1 gezeigt.
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Ist
die Summe der pneumatischen Kraft Fpn und
der Federkraft FNFed größer
als die Schließkraft FFed der Schließfeder 25,
erfolgt die Zwischenöffnung des Auslassventils 3.
Bei der Zwischenöffnung des Auslassventils 3 folgt
der Steuerkolben 29 aufgrund der Federkraft FNFed der
Nachstellfeder 34 der Öffnungsbewegung des Auslassventils 3,
wodurch sich zugleich das Volumen des Steuerdruckraums 33 vergrößert.
Die Verjüngung des Steuerkolbens 29 dient dazu,
dem Steuerkolben 29 über den vierten Ölkanal 59 das
für die Bewegung erforderliche Öl zur Verfügung
zu stellen. Durch die Bewegung des Steuerkolbens 29, der
Teil der Verschlusseinheit 63 ist, gibt dieser den vierten Ölkanal 59 frei.
Der vierte Ölkanal 59 ist nun nicht länger
verschlossen. Aufgrund des in dem Steuerdruckraum 33 entstehenden
Unterdrucks fließt Öl durch die Ölzufuhrkanäle 8, 54,
die Durchgangsbohrung 57 und den vierten Ölkanal 59 in
den Steuerdruckraum 33, wodurch eine hydraulische Kraft
FHyd auf den Steuerkolben 29 wirkt
und die Nachstellfeder 34 unterstützt. Da das Öl
aufgrund des Rückschlagventils 60 nicht aus dem
Steuerdruckraum 33 zurück in den vierten Ölkanal 59 strömen
kann und die Absteueröffnungen 20 und 56 verschlossen
sind, wird der Steuerkolben 29 gegen die Schließkraft
FFed der Schließfeder 25 in
Position und somit auch das mechanisch mit dem Steuerkolben 29 gekoppelte
Auslassventil 3 in der zwischengeöffneten Stellung
gehalten. Der Steuerkolben 29 ist also in der Ventilbrücke 5 hydraulisch
geblockt. 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.
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Am
Ende des dritten Taktes belastet der Kipphebel die Ventilbrücke 5 aufgrund
der Nockenwellensteuerung wieder, um die Auslassventile 3 und 4 in
die während des vierten Taktes vorgesehene vollständig
geöffnete Stellung zu bringen. Die Ventilbrücke 5 bewegt
sich aufgrund der Belastung durch den Kipphebel von dem Gegenhalter 10 weg,
sodass der Kontakt zwischen dem Gegenhalter 10 und dem ersten
Kolben 12 abreißt und sich die Absteueröffnung 20 öffnet.
Nach dem Öffnen der Absteueröffnung 20 wird
der vierte Kolben 46 nach unten in Richtung seines unteren
Totpunkts gedrückt, sodass sich die Absteueröffnung 56 öffnet.
Der Öldruck pkonstant ist zu gering,
um den Steuerkolben 29 in seiner Stellung zu halten. Das
in dem Steuerdruckraum 33 befindliche Öl kann über
den ersten Ölkanal 21 durch die Absteueröffnung 20 in
den Bereich des Zylinderdeckels ausströ men. Damit wird
die hydraulische Blockung des Steuerkolbens 29 aufgehoben.
Der Ölabfluss aus dem Steuerdruckraum 33 wird
auch dadurch unterstützt, dass der Steuerkolben 29 durch
die Schließkraft FFed der Schließfeder 25 in
seinen oberen Totpunkt zurückgedrückt wird. Bei
der Rückbewegung des Steuerkolbens 29 wird der
erste Kolben 12 aufgrund des durch die Absteueröffnung 20 austretenden Öls
in seinen oberen Totpunkt gedrückt. Darüber hinaus
drückt das Öl bei der Rückbewegung des
Steuerkolbens 29 die Kugel 62 in den Kugelsitz 61,
sodass das Rückschlagventil 60 den vierten Ölkanal 59 verschließt.
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Beim
Rückhub des Kipphebels wird nach dem erneuten Kontaktschluss
zwischen dem Gegenhalter 10 und dem ersten Kolben 12 dieser
so weit in Richtung seines unteren Totpunkts zurückgedrängt, bis
die Ventilbrücke 5 in ihrem oberen Totpunkt ist. Das
im Öldruckraum 18 befindliche Öl kann
aufgrund des Kontaktschlusses mit dem Gegenhalter 10 nicht länger
durch die Absteueröffnung 20 entweichen und strömt über
den zweiten Ölkanal 40 in den vorderen Ölaufnahmeraum 38,
wodurch der entstehende Öldruck den dritten Kolben 36 in
seinen unteren Totpunkt zurückdrängt und die Absteueröffnung 50 geöffnet
wird. Da sich der vierte Kolben 46 in seinem unteren Totpunkt
befindet, kann das in dem vorderen Ölaufnahmeraum 38 befindliche Öl über
die Absteueröffnung 56, den Ölaufnahmeraum 49,
den dritten Ölkanal 51, die Absteueröffnung 50,
den hinteren Ölaufnahmeraum 39 und die Ölaustrittsöffnung 44 abfließen.
Das Aufnahmevolumen des vorderen Ölaufnahmeraums 38 muss
zur Aufnahme des aus dem Öldruckraum 18 abfließenden Öls
ausreichend groß dimensioniert werden, damit sich das aus
dem Öldruckraum 18 abfließende Öl
nicht aufstaut und zu einer unerwünschten Bewegung des
Steuerkolbens 29 führt. Das Aufnahmevolumen des
vorderen Ölaufnahmeraums 38 darf aber ein maximales
Aufnahmevolumen nicht überschreiten, damit der dritte Kolben 36 sicher
in seinen unteren Totpunkt gelangt. Andernfalls ist bei einer nachfolgenden
Bewegung des Steuerkolbens 29 zum Zwischenöffnen
des Auslassventils 3 der Steuerdruckraum 33 wegen
des noch möglichen Resthubs des dritten Kolbens 36 elastisch
und kann das Auslassventil 3 nicht in der zwischengeöffneten
Stellung halten. Am Ende des vierten Taktes (= Ausschubtakt) liegt
der erste Kolben 12 wieder an dem Gegenhalter 10 an
und der Kipphebel hat wieder den Nockengrundkreis erreicht. Der
vierte Kolben 46 geht in seinen oberen Totpunkt zurück,
wobei die Absteueröffnung 56 verschlossen wird.
Ein neuer Bremszyklus kann beginnen.
-
Dadurch,
dass der erste Kolben 12 hydraulisch nachführbar
ist, wird ein Anschlagspiel zwischen dem Gegenhalter 10 und
der Ventilbrücke 5 automatisch ausgeglichen. Dies
ist deshalb vorteilhaft, da die genaue Lage der Ventilbrücke 5 aufgrund des
durch die vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45 bewirkten Ventilspielausgleichs
nicht exakt definiert ist. Aufgrund der automatischen Nachführung
des ersten Kolbens 12 wird dessen Lage der jeweils aktuellen Lage
der Ventilbrücke 5 angepasst, sodass kein Spalt
zwischen dem Gegenhalter 10 und dem ersten Kolben 12 bleibt
und die Absteueröffnung 20 sicher verschlossen
wird.
-
Der
vierte Kolben 46, der primär für den
Ventilspielausgleich bestimmt ist, erfüllt bei der Brennkraftmaschine 1 weitere
Funktionen. Er ist insbesondere ein Steuerelement für den
(EVB-)Motorbremszyklus und ein Durchflusselement für die
Versorgung der Ventil-Zusatzsteuereinheit 22 mit Öl
des Ölkreises 9.
-
Weiterhin
ist die in der Ventilbrücke 5 vorgesehene Bohrungskonfiguration
günstig. Sie ermöglicht insbesondere eine Verwendung
des Öls sowohl für die funktionelle Bewegung,
beispielsweise 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 vorteilhaft, wenn die Längsachsen
des Schafts 23, des Steuerkolbens 29, des Steuerdruckraums 33,
des ersten Kolbens 12 und des Öldruckraums 18 miteinander
fluchten.
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Im
Folgenden wird der normal befeuerte Motorbetrieb erläutert.
Im normal befeuerten Motorbetrieb bleibt das Drosselelement im Abgaskanal
in der geöffneten Stellung. Während des Ansaugtakts
befindet sich der Kipphebel der Auslassventile 3 und 4 auf
dem Nockengrundkreis. Dadurch ist der vierte Kolben 46 an
seinem oberen Totpunkt, wodurch die Absteueröffnung 56 verschlossen
ist. Das Auslassventil 3 verbleibt während des
ersten bis dritten Taktes aufgrund der Schließkraft FFed der Schließfeder 25 in
seiner geschlossenen Stellung, wodurch der Steuerkolben 29 sich
in seinem oberen Totpunkt befindet. Dadurch ist der vierte Ölkanal 59 verschlossen.
Damit kann Öl des Ölkreises 9 über
die Ölzufuhrkanäle 8 und 54 in
den Ölaufnahmeraum 49, den dritten Ölkanal 51 und
den vierten Ölkanal 59 strömen. Dadurch,
dass sich der dritte Kolben 36 in seinem oberen Totpunkt
befindet, wodurch die Absteueröffnung 50 verschlossen
ist, kann kein Öl über den dritten Ölkanal 51 aus
dem Ölaufnahmeraum 49 entweichen. Gleichzeitig
kann über die Durchgangsbohrung 57 und den vierten Ölkanal 59 kein Öl
in den Steuerdruckraum 33 gelangen und das Auslassventil 3 unerwünscht öffnen,
da der Steuerkolben 29 als Teil der Verschlusseinheit 63 den
vierten Ölkanal 59 verschließt. Von dem
unter dem konstanten Öldruck pkonstant stehenden Öl
des Ölkreises 9 strömt eine so große
Menge in den Ölaufnahmeraum 49, dass das aktuelle
Ventilspiel aufgrund der hydraulisch und durch die Nachstellfeder 53 bedingten
Nachführung des vierten Kolbens 46 ausgeglichen
ist. Dies erfolgt ebenfalls automatisch. Hierbei kommt es auf nur
sehr geringe Ölmengen an. Deshalb wird bei dem Rückschlagventil 55 die
Kugel mittels einer gesonderten Feder in dem Kugelsitz gehalten.
Leckagen an dem vierten Kolben 46 werden durch Nachführung
von Öl aus dem Ölkreis 9 ausgeglichen.
-
Dadurch,
dass der vierte Ölkanal 59 im normal befeuerten
Motorbetrieb durch den Steuerkolben 29 verschlossen ist,
ist die Ventil-Zusatzsteuereinheit 22 von der vierten Kolben-Zylinder-Einheit 45 entkoppelt,
wodurch der Steuerkolben 29 sicher in seinem oberen Totpunkt
verbleibt. Das Auslassventil 3 und die Ventilbrücke 5 weisen
somit für den Ausgleich des Ventilspiels eine definierte
Lage auf.
-
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 45)
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 Ventilspiels und des
EVB-Spiels die Geräuschentwicklung der Brennkraftmaschine 1.
Es ergeben sich akustische Vorteile.
-
Grundsätzlich
können die beschriebenen Ausgleichsmechanismen auch bei
den Einlassventilen eingesetzt werden. Die bei der Brennkraftmaschine 1 verwendeten
Komponenten sind keine Sonderbauteile. So kann beispielsweise die
Ventilbrücke 5 in ihrer Grundbauform auch bei
anderen Brenn kraftmaschinen verwendet werden, die nicht mit einer
Motorbremseinrichtung ausgestattet sind. Die Ventilbrücke 5 enthält
dann nur die vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45 mit einem
vierten Kolben 46 ohne eine Absteueröffnung 56 und
eine Durchgangsbohrung 57. Die weiteren Kolben-Zylinder-Einheiten 11, 22 und 35 können
entfallen.
-
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 2 ein zweites
Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv
identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten
Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen
wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige
Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten
a. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel entfallen
bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35,
der zweite Ölkanal 40 und der dritte Ölkanal 51 sowie
die Absteueröffnung 56. In der Ventilbrücke 5a der
Brennkraftmaschine 1a sind lediglich der erste Ölkanal 21 und
der vierte Ölkanal 59 ausgebildet. In dem vierten
Kolben 46a sind in der bereits beschriebenen Weise der Ölzufuhrkanal 54 und
die Durchgangsbohrung 57 ausgebildet. Der Steuerkolben 29a weist
an der dem Steuerdruckraum 33a zugewandten Seite eine quer
verlaufende Durchgangsbohrung 64 auf. Die umfangsseitigen
Enden der Durchgangsbohrung 64 sind durch eine in dem Steuerkolben 29a ausgebildete
Umfangsnut 65 miteinander verbunden. In der Ventilbrücke 5a ist
im Bereich des Steuerdruckraums 33a eine weitere Umfangsnut 66 ausgebildet,
die mit einer Absteueröffnung 67 verbunden ist.
Die Absteueröffnung 67 ist mittels eines Rückschlagventils 68 in
Richtung des Steuerdruckraums 33a verschließbar.
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Zunächst
wird der Motorbremsbetrieb erläutert. Das Blockieren des
Auslassventils 3 in der zwischengeöffneten Stellung,
wenn die Motorbremsein richtung 2a betätigt ist,
erfolgt in der bereits beschriebenen Weise. In der zwischengeöffneten
Stellung des Auslassventils 3 verschließt der
Steuerkolben 29a die Absteueröffnung 67,
sodass kein Öl aus dem Steuerdruckraum 33a entweichen
kann. Diese Betriebssituation ist in 2 gezeigt.
Wenn am Ende des dritten Taktes der Kipphebel die Ventilbrücke 5a aufgrund
der Nockenwellensteuerung wieder belastet, um das Auslassventil 3 in
die während des vierten Taktes vorgesehene vollständig
geöffnete Stellung zu bringen, hebt der erste Kolben 12 von
dem Gegenhalter 10 ab, sodass die Absteueröffnung 20 freigegeben
wird. Das in dem Steuerdruckraum 33a befindliche Öl
kann nun über den ersten Ölkanal 21 durch
die Absteueröffnung 20 abfließen. Die
hydraulische Blockung des Steuerkolbens 29a wird aufgehoben.
Der Steuerkolben 29a bewegt sich in seinen oberen Totpunkt
zurück, wobei die Absteueröffnung 67 die
Durchgangsbohrung 64 freigibt. Zugleich bewegt sich der
erste Kolben 12 in seinen oberen Totpunkt. Beim Rückhub
des Kipphebels wird nach dem erneuten Kontaktschluss zwischen dem
Gegenhalter 10 und dem ersten Kolben 12 dieser
in Richtung seines unteren Totpunkts zurückgedrängt.
Das in dem Öldruckraum 18 verdrängte Öl
kann über den ersten Ölkanal 21, den
Steuerdruckraum 33a, die Durchgangsbohrung 64 und
die Absteueröffnung 67 entweichen. Die Umfangsnuten 65 und 66 erhöhen
den Ablaufquerschnitt für das ausströmende Öl
und tragen zu einer exakten Absteuerung des Öls in Abhängigkeit
des Hubs des Steuerkolbens 29a bei. Am Ende des vierten
Takts liegt der Gegenhalter 10 wieder am ersten Kolben 12 an
und der Kipphebel hat wieder den Nockengrundkreis erreicht. Das EVB-Spiel
ist ausgeglichen und ein neuer Bremszyklus kann beginnen.
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Im
normal befeuerten Motorbetrieb befindet sich der Steuerkolben 29a in
seinem oberen Totpunkt, sodass der vierte Ölkanal 59 verschlossen
ist. Der Steuerkolben 29a bildet somit wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
ei nen Teil der Verschlusseinheit 63a. Das Auslassventil 3 und
die Ventilbrücke 5a weisen somit für
den Ventilspielausgleich eine definierte Lage auf. Der Ausgleich
des Ventilspiels mittels des vierten Kolbens 46a erfolgt
in der bereits beschriebenen Weise, wobei eine Hubbewegung des vierten Kolbens 46a ausschließlich
für den Ventilspielausgleich erforderlich ist. Da beim
Ventilspielausgleich nur geringe Hubbewegungen erforderlich sind,
ist die Durchgangsbohrung 57 ständig mit dem vierten Ölkanal 59 verbunden.
Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise der Ventil-Zusatzsteuereinheit 22a und des
Ventilspielausgleichsmechanismus vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45a)
wird auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen. Die Funktionsweise
des zweiten Ausführungsbeispiels wird auch als Kantensteuerung
bezeichnet.
-
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 3 ein drittes
Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv
identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen
wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige
Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten
b. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel entfallen
bei dem dritten Ausführungsbeispiel die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35,
die Absteueröffnung 56, die Durchgangsbohrung 57 und
das Rückschlagventil 60. Der vierte Ölkanal 59b verbindet
den dritten Ölkanal 51b mit dem zweiten Ölkanal 40b.
Der zweite Ölkanal 40b ist über die gesamte
Breite des Steuerkolbens 29b mit dem Steuerdruckraum 33b verbunden
und bildet im Bereich des oberen Totpunkts des Steuerkolbens 29b eine
rechteckige Umfangsnut aus. Der Steuerkolben 29b ist entsprechend
dem zweiten Ausführungsbeispiel mit der Durchgangsbohrung 64 und
der Umfangsnut 65 versehen. Weiterhin weist die Ventilbrücke 5b entsprechend
dem zweiten Ausführungsbeispiel die Umfangsnut 66 sowie die
Absteueröffnung 67 mit dem Rückschlagventil 68 auf.
Entsprechend den vorangegangenen Ausführungsbeispielen
kann in dem vierten Ölkanal 59b ein in 3 nicht
dargestelltes Rückschlagventil 60 angeordnet sein.
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Zunächst
wird der Motorbremsbetrieb erläutert. Beim Zwischenöffnen
des Auslassventils 3 wird durch die Bewegung des Steuerkolbens 29b in
dem Steuerdruckraum 33b ein Unterdruck erzeugt, durch den Öl
aus dem Ölaufnahmeraum 49 der vierten Kolben-Zylinder-Einheit 45b über
den dritten Ölkanal 51b, den vierten Ölkanal 59b und
die Umfangsnut des zweiten Ölkanals 40b angesaugt
wird. Das aus dem Ölaufnahmeraum 49 abfließende Öl
strömt über die Ölzufuhrkanäle 8, 54 und
das Rückschlagventil 55 nach. In der zwischengeöffneten
Stellung verschließt der Steuerkolben 29b die
Absteueröffnung 67. Diese Betriebssituation ist
in 3 gezeigt. Dadurch, dass kein Öl aus
dem Steuerdruckraum 33b mehr abfließen kann, ist
das Auslassventil 3 in der zwischengeöffneten
Stellung blockiert. Wenn am Ende des dritten Taktes der Kipphebel
die Ventilbrücke 5b aufgrund der Nockenwellensteuerung
wieder belastet, um das Auslassventil 3 in die während
des vierten Taktes vorgesehene vollständig geöffnete Stellung
zu bringen, hebt der Gegenhalter 10 von dem ersten Kolben 12 ab,
wodurch die Absteueröffnung 20 freigegeben wird.
Das in dem Steuerdruckraum 33b befindliche Öl
kann nun über den ersten Ölkanal 21 durch
die Absteueröffnung 20 abfließen, wodurch
die Blockung des Steuerkolbens 29b aufgehoben wird. Der
Steuerkolben 29b bewegt sich in seinen oberen Totpunkt
zurück. In dieser Stellung wird die Durchgangsbohrung 64 durch
die Absteueröffnung 67 freigegeben und der vierte Ölkanal 59b durch
den Steuerkolben 29b verschlossen. Der Steuerkolben 29b bildet
somit die Verschlusseinheit 63b. Zeitgleich bewegt sich
der erste Kolben 12 in seinen oberen Totpunkt.
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Beim
Rückhub des Kipphebels wird nach dem erneuten Kontaktschluss
zwischen dem Gegenhalter 10 und dem ersten Kolben 12 die
Absteueröffnung 20 verschlossen und der erste
Kolben 12 in Richtung seines unteren Totpunkts zurückgedrängt, bis
sich die Ventilbrücke 5b in ihrem oberen Totpunkt befindet.
Das aus dem Öldruckraum 18 verdrängte Öl wird über
den ersten Ölkanal 21, den Steuerdruckraum 33b,
die Durchgangsbohrung 64 und die Absteueröffnung 67 entsprechend
dem zweiten Ausführungsbeispiel abgesteuert. Am Ende des
vierten Taktes liegt der Gegenhalter 10 wieder an dem ersten Kolben 12 an
und der Kipphebel hat wieder den Nockengrundkreis erreicht. Das
EVB-Spiel ist ausgeglichen und ein neuer Bremszyklus kann beginnen.
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Im
normal befeuerten Motorbetrieb befindet sich der Steuerkolben 29b in
seinem oberen Totpunkt, sodass der Steuerkolben 29b als
Verschlusselement 63b für den vierten Ölkanal 59b wirkt.
Der aufgrund der Hubbewegung des Kipphebels in dem Ölaufnahmeraum 49 erzeugte Öldruck
kann den Steuerkolben 29b nicht aus seinem oberen Totpunkt herausbewegen
und somit den vierten Ölkanal 59b nicht öffnen.
Somit weisen das Auslassventil 3 und die Ventilbrücke 5b für
den Ventilspielausgleich eine definierte Lage auf. Der Ventilspielausgleich
erfolgt in der bereits beschriebenen Weise, wobei eine Hubbewegung
des vierten Kolbens 46b ausschließlich für den
Ventilspielausgleich erforderlich ist. Der vierte Kolben 46b und
die Verschlusseinheit 63b vereinfachen sich bei diesem
Ausführungsbeispiel im Vergleich zu den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise
der Ventil-Zusatzsteuereinheit 22b und des Ventilspielausgleichsmechanismus
(= vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45b) wird auf die vorangegangenen
Ausführungsbeispiele verwiesen. Die Funktionsweise dieses
Ausführungsbeispiels wird auch als Kantensteuerung bezeichnet.
-
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 4 ein viertes
Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv
identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen
wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige
Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten
c. Der wesentliche Unterschied gegenüber den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen ist, dass die erste Kolben-Zylinder-Einheit 11c mit
der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (= Ventil-Zusatzsteuereinheit 22c)
integriert ausgebildet ist. Der erste Kolben 12c ist axial
beweglich in dem als Zylinder wirkenden Steuerkolben 29c geführt.
Der Öldruckraum 18c wird von dem ersten Kolben 12c und
dem Steuerkolben 29c begrenzt. Der erste Ölkanal 21c ist stufenförmig
in dem ersten Kolben 12c ausgebildet und verbindet den Öldruckraum 18c mit
der Absteueröffnung 20. Der erste Ölkanal 21c ist über
eine quer in dem ersten Kolben 12c verlaufende Durchgangsbohrung 69 mit
dem Steuerdruckraum 33c verbunden. Der Steuerkolben 29c weist
an einer dem Steuerdruckraum 33c zugewandten Seite einen
Ringanschlag 70 auf. Die Nachstellfeder 34c liegt
gegen den Ringanschlag 70 und die Begrenzungsfläche 32c an
und umgibt den ersten Kolben 12c. Der vierte Ölkanal 59c mündet
in den Steuerdruckraum 33c. Der Steuerkolben 29c und
das Rückschlagventil 60 bilden die Verschlusseinheit 63c.
Die integrierte Ausbildung der ersten und zweiten Kolben-Zylinder-Einheiten 11c und 22c ist äußerst
Platz sparend. Die Bauhöhe der Ventilbrücke 5c kann
dadurch verringert werden.
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Der
Gegenhalter 10c ist gestuft ausgebildet und weist einen
Ringanschlag 71 auf. Zwischen dem Ringanschlag 71 und
der Ventilbrücke 5c ist ein als Schraubenfeder
ausgebildetes Federelement 72 angeordnet. Das Federele ment 72 verhindert
eine Schiefstellung der Ventilbrücke 5c, insbesondere wenn
der Öldruck in dem – in 4 nicht
dargestellten – Ölaufnahmeraum 49 zu
gering ist. Das Federelement 72 kann auch bei den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen eingesetzt werden, falls dies vorteilhaft
ist.
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Darüber
hinaus kann die integrierte Ausbildung der ersten und zweiten Kolben-Zylinder-Einheit 11c und 22c in
beliebiger Weise mit den in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen
beschriebenen Elementen der Kantensteuerung und der Kolbensteuerungen
kombiniert werden.
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Zunächst
wird der Motorbremsbetrieb erläutert. Beim Zwischenöffnen
des Auslassventils 3 strömt Öl durch
den vierten Ölkanal 59c in den Steuerdruckraum 33c.
Das Rückschlagventil 60 verhindert ein Zurückströmen
des Öls, sodass das Auslassventil 3 in der zwischengeöffneten
Stellung blockiert wird. Wenn am Ende des dritten Taktes der Kipphebel
die Ventilbrücke 5c aufgrund der Nockenwellensteuerung
wieder belastet, um das Auslassventil 3 in die während
des vierten Taktes vorgesehene vollständig geöffnete
Stellung zu bringen, wird der Gegenhalter 10c von dem ersten
Kolben 12c abgehoben und gibt die Absteueröffnung 20 frei.
Damit wird die Blockierung des Steuerkolbens 29c aufgehoben. Während
der Bewegung des Steuerkolbens 29c in seinen oberen Totpunkt,
wird das in dem Steuerdruckraum 33c befindliche Öl über
die Durchgangsbohrung 69 und den ersten Ölkanal 21c durch
die Absteueröffnung 20 abgesteuert. Gleichzeitig
wird das in dem Öldruckraum 18c befindliche Öl über
den ersten Ölkanal 21c durch die Absteueröffnung 20 abgesteuert.
Durch das Absteuern des Öls aus dem Steuerdruckraum 33c bewegt
sich auch der erste Kolben 12c in seinen oberen Totpunkt.
Beim Rückhub des Kipphebels wird die Absteueröffnung 20 durch
den Gegenhalter 10c wieder verschlossen. Der Gegenhalter 10c drängt
den ersten Kolben 12c und den Steuerkolben 29c zurück,
wobei das verdrängte Öl wie bei den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen ablaufen kann. Das EVB-Spiel wird
eingestellt.
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Im
normal befeuerten Motorbetrieb befindet sich der Steuerkolben 29c in
seinem oberen Totpunkt und verschließt den vierten Ölkanal 59c.
Der Ventilspielausgleich des Auslassventils 3 kann in der
bereits beschriebenen Weise erfolgen. Hinsichtlich der weiteren
Funktionsweise der Ventil-Zusatzsteuereinheit (= zweite Kolben-Zylinder-Einheit 22c)
und des in 4 nicht dargestellten Ventilspielausgleichsmechanismus
(= vierte Kolben-Zylinder-Einheit) wird auf die vorangegangenen
Ausführungsbeispiele verwiesen.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 5 ein fünftes
Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv
identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung hiermit verwiesen
wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige
Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten
d. Ein Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel
ist, dass die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35d nicht
zwischen den Auslassventilen 3, 4 angeordnet ist,
sondern an einer dem Auslassventil 4 abgewandten Seite
des Auslassventils 3 im Bereich seitlich neben der ersten
Kolben-Zylinder-Einheit 11. Die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35d ist
somit aus dem bei Betätigung der Auslassventile 3, 4 durch
Biegemomente belasteten Bereich nach außen verlegt. Der
dritte Kolben 36d ist zylinderförmig ausgebildet
und liegt in seinem oberen Totpunkt gegen eine hohlzylinderförmige
Anschlagbuchse 73 an, die in die dritte Zylinderbohrung 37d eingesetzt ist.
Der dritte Ölkanal 51d verbindet die erste Kolben-Zylinder-Einheit 11 mit
der dritten Kolben-Zylinder-Einheit 35d. Hierzu verläuft
der dritte Ölkanal 51d ausgehend von dem ersten Ölkanal 21d unterhalb des Öldruckraums 18 zu
der dritten Kolben-Zylinder-Einheit 35d und mündet
dort im Bereich nahe der Anschlagbuchse 73 in die dritte
Zylinderbohrung 37d. In diesem Bereich weist die dritte
Kolben-Zylinder-Einheit 35d eine Umfangsnut 74 auf,
die den dritten Ölkanal 5ld mit dem hinteren Ölaufnahmeraum 39d verbindet.
In den ersten Ölkanal 21d ist zwischen dem dritten Ölkanal 51d und
dem Steuerdruckraum 33d ein Rückschlagventil 75 angeordnet, das
in Richtung des Steuerdruckraums 33d sperrend wirkt. Das
Rückschlagventil 75 weist einen im ersten Ölkana 21d ausgebildeten
Kegelsitz 76 mit einer darin aufnehmbaren Kugel 77 auf.
Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel entfallen
bei dem fünften Ausführungsbeispiel – entsprechend
dem dritten Ausführungsbeispiel – die Absteueröffnung 56,
die Durchgangsbohrung 57 und das Rückschlagventil 60.
Der vierte Ölkanal 59d verbindet den Ölaufnahmeraum 49 direkt
mit dem Steuerdruckraum 33d. Im vierten Ölkanal 59d kann
zusätzlich ein Rückschlagventil 60 entsprechend
den vorangegangenen Ausführungsbeispielen angeordnet sein.
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Zunächst
wird der Motorbremsbetrieb erläutert. Beim Zwischenöffnen
des Auslassventils 3 wird durch die Bewegung des Steuerkolbens 29d in
dem Steuerdruckraum 33d ein Unterdruck erzeugt, durch den Öl
aus dem Ölaufnahmeraum 49 über den vierten Ölkanal 59d angesaugt
wird. Das Rückschlagventil 75 verhindert einen Ölfluss
von dem Öldruckraum 18 zu dem Steuerdruckraum 33d.
Das aus dem Ölaufnahmeraum 49 abfließende Öl
strömt über die Ölzuführkanäle 8, 54 und
das Rückschlagventil 55 nach. In der zwischengeöffneten
Stellung wird der dritte Kolben 36d über den zweiten Ölkanal 40d in seinen
oberen Totpunkt gedrückt. Der dritte Kolben 36d liegt
somit gegen die Anschlagbuchse 73 an und verschließt
den dritten Ölkanal 51d und die Umfangsnut 74.
Diese Betriebssituation ist in 5 gezeigt. Dadurch,
dass kein Öl aus dem Steuerdruckraum 33d mehr
abflie ßen kann, ist das Auslassventil 3 in der
zwischengeöffneten Stellung blockiert. Wenn am Ende des
dritten Taktes der Kipphebel die Ventilbrücke 5d aufgrund
der Nockenwellensteuerung wieder belastet, um das Auslassventil 3 in
die während des vierten Taktes vorgesehene vollständig
geöffnete Stellung zu bringen, hebt der erste Kolben 12 von dem
Gegenhalter 10 ab, wodurch die Absteueröffnung 20 freigegeben
wird. Das in dem Steuerdruckraum 33d befindliche Öl
kann nun über das Rückschlagventil 75,
das in Richtung der Absteueröffnung 20 einen Ölfluss
zulässt, durch die Absteueröffnung 20 abfließen,
wodurch die Blockierung des Steuerkolbens 29d aufgehoben
wird. Der Steuerkolben 29d bewegt sich in seinen oberen
Totpunkt zurück. In dieser Stellung verschließt
der Steuerkolben 29d den vierten Ölkanal 59d.
Der Steuerkolben 29d bildet somit die Verschlusseinheit 63d.
Zeitgleich bewegt sich der erste Kolben 12 in seinen oberen
Totpunkt und der dritte Kolben 36d durch die Rückstellfeder 42 in seinen
unteren Totpunkt, da das im vorderen Ölaufnahmeraum 38d befindliche Öl über
den zweiten Ölkanal 40d und den ersten Ölkanal 21d durch
die Absteueröffnung 20 abfließen kann.
-
Beim
Rückhub des Kipphebels wird nach dem erneuten Kontaktschluss
zwischen dem Gegenhalter 10 und dem ersten Kolben 12 die
Absteueröffnung 20 verschlossen und der erste
Kolben 12 in Richtung seines unteren Totpunkts zurückgedrängt, bis
sich die Ventilbrücke 5d in ihrem oberen Totpunkt befindet.
Das aus dem Öldruckraum 18 verdrängte Öl wird über
den dritten Ölkanal 51d, die Umfangsnut 74,
den hinteren Ölaufnahmeraum 39d und die Ölaustrittsöffnung 44 abgesteuert.
Die Umfangsnut 74 vergrößert den Abflussquerschnitt
des Öls und dient zur genauen Steuerung des Ölabflusses.
Da das Rückschlagventil 75 einen Ölfluss
von dem Öldruckraum 18 über den zweiten Ölkanal 40d zu
dem vorderen Ölaufnahmeraum 38d verhindert, bleibt
der dritte Kolben 36d in seinem unteren Totpunkt. Am Ende
des vierten Taktes liegt der Gegenhalter 10 wieder an dem
ersten Kolben 12 an und der Kipphebel hat wieder den Nockengrundkreis
erreicht. Das EVB-Spiel ist ausgeglichen und ein neuer Bremszyklus
kann beginnen.
-
Im
normal befeuerten Motorbetrieb befindet sich der Steuerkolben 29d in
seinem oberen Totpunkt, so dass der Steuerkolben 29d als
Verschlusseinheit 63d für den vierten Ölkanal 59d wirkt.
Der aufgrund der Hubbewegung des Kipphebels in dem Ölaufnahmeraum 49 erzeugte Öldruck
kann den Steuerkolben 29d nicht aus seinem oberen Totpunkt
herausbewegen und somit den vierten Ölkanal 59d nicht öffnen.
Somit weisen das Auslassventil 3 und die Ventilbrücke 5d für
den Ventilspielausgleich eine definierte Lage auf. Der Ventilspielausgleich
erfolgt in der bereits beschriebenen Weise, wobei eine Hubbewegung
des vierten Kolbens 46d ausschließlich für den
Ventilspielausgleich erforderlich ist. Im Vergleich zu dem ersten
Ausführungsbeispiel erfolgt die Absteuerung des Öls
bei dem Ausgleich des EVB-Spiels direkt über die dritte
Kolben-Zylinder-Einheit 35d und nicht über den
Ventilspielausgleichsmechanismus (= vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45d). Weiterhin
wird die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35d nur durch den Überdruck
in dem Steuerdruckraum 33d nach dem Zwischenöffnen
des Auslassventils 3 betätigt und ist dementsprechend
unabhängig von dem Ventilspielausgleichsmechanismus 45d.
Dadurch, dass die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35d lediglich
mit der ersten Kolben-Zylinder-Einheit 11 und der Ventil-Zusatzsteuereinheit 22d verbunden
ist, kann die dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35d aus dem durch
Biegemomente belasteten Bereich zwischen den Auslassventilen 3 und 4 seitlich
nach außen verlegt werden. Das Blockieren des Auslassventils 3 in der
zwischengeöffneten Stellung funktioniert auch bei kleinen
Sprunghüben des Auslassventils 3, wenn der Durchmesserunterschied
zwischen dem ersten Kol ben 12 und dem dritten Kolben 36d groß ist,
so dass beim Öffnungsvorgang des dritten Kolbens 36d der Ölverlust über
den dritten Ölkanal 51d und den zweiten Ölkanal 40d gering
ist. Die Umfangsnut 74 dient weiterhin dazu, dass bei Verschluss
des dritten Ölkanals 51d durch den dritten Kolben 36d möglichst wenig Öl
austreten und verloren gehen kann, da damit die Hubhöhe
des dritten Kolbens 36d minimiert werden kann. Hinsichtlich
der weiteren Funktionsweise der Ventil-Zusatzsteuereinheit 22d und
des Ventilspielausgleichsmechanismus (= vierte Kolben-Zylinder-Einheit 45d)
wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
-
Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 6 und 7 ein
sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie
bei den vorgegangenen Ausführungsbeispielen, auf deren Beschreibung
hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell
gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten
e. Der wesentliche Unterschied gegenüber den vorangegangenen
Ausführungsbeispielen, insbesondere dem ersten und fünften
Ausführungsbeispiel, ist, dass die erste Kolben-Zylinder-Einheit 11e mit
der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit (= Ventil-Zusatzsteuereinheit 22e)
und der dritten Kolben-Zylinder-Einheit 35e integriert
ausgebildet ist. Der erste Kolben 12e ist axial beweglich
in einem hohlzylinderförmigen Zusatzteil 78 geführt,
das einstückig mit der Gewindescheibe 16e ausgebildet
ist. Alternativ kann das Zusatzteil 78 auch einstückig
mit einer Einpressscheibe ausgebildet sein, die in die Ventilbrücke 5e eingepresst
ist. Der erste Kolben 12e ist in dem hohlzylinderförmigen
Zusatzteil 78 geführt. Der im Querschnitt H-förmige
Steuerkolben 29e umgibt das Zusatzteil 78, wobei
zwischen dem Zusatzteil 78 und dem Steuerkolben 29e die
Nachstellfeder 34 angeordnet ist. Das Zusatzteil 78 ist
an einer der Scheibe 16e abgewandten Seite durch eine weitere
einge schraubte oder eingepresste Scheibe 79 verschlossen.
In der Scheibe 79 ist ein Teil des ersten Ölkanals 21e mit
dem Rückschlagventil 75e ausgebildet. Das Zusatzteil 78 weist
eine Durchgangsbohrung 80 auf, die Teil des zweiten Ölkanals 40e ist.
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Die
dritte Kolben-Zylinder-Einheit 35e ist in den ersten Kolben 12e integriert.
Hierzu ist in dem ersten Kolben 12e die Zylinderbohrung 37e für
den dritten Kolben 36e ausgebildet. Die Absteueröffnung 20 bildet
gleichzeitig die Ölaustrittsöffnung 44e aus, wobei
der um die Ölaustrittsöffnung 44e liegende
Bereich des ersten Kolbens 12e als das Anschlagelement 43e für
die Rückstellfeder 42 wirkt. Darüber
hinaus weist die Zylinderbohrung 37e einen Ringanschlag 81 für
den dritten Kolben 36e auf. Die Zylinderbohrung 37e ist
an einer der Absteueröffnung 20 abgewandten Seite
durch eine eingeschraubte oder eingepresste Verschlussscheibe 82 verschlossen. Ein
Teil des ersten Ölkanals 21e ist als Durchgangsbohrung
in dem dritten Kolben 36e ausgebildet, so dass der vordere Ölaufnahmeraum 38e mit
dem hinteren Ölaufnahmeraum 39e verbunden ist.
Der zweite Ölkanal 40e ist im Bereich der Verschlussscheibe 82 in
dem ersten Kolben 12e ausgebildet und verbindet den vorderen Ölaufnahmeraum 38e über
die Durchgangsbohrung 80 mit dem Steuerdruckraum 33e.
Der dritte Ölkanal 51e ist L-förmig ausgebildet und
verbindet den Öldruckraum 18e mit dem hinteren Ölaufnahmeraum 39e,
wobei der dritte Ölkanal 51e im Bereich des Ringanschlags 81 einmündet,
so dass dieser durch den dritten Kolben 36e verschließbar
ist, wenn sich dieser in seinem oberen Totpunkt befindet. Gegenüberliegend
zu dem dritten Ölkanal 51e ist nahe dem Ringanschlag 81 eine
Absteuerbohrung 83 ausgebildet, die den hinteren Ölaufnahmeraum 39e mit
einem Ringspalt 84 verbindet, der zwischen dem Zusatzteil 78 sowie
der Scheibe 16e und dem ersten Kolben 12e ausgebildet
ist. Der dritte Ölkanal 51e ist zu dem Ringspalt 84 hin
durch den Verschluss 52e ver schlossen. Die Umfangsnut 74e ist
im Bereich des Ringanschlags 81 angeordnet. Die Umfangsnut 74e erstreckt
sich lediglich entlang eines Teilumfangs des dritten Kolbens 36e und
ist somit beidseitig des dritten Ölkanals 51e und
der Absteuerbohrung 83 unterbrochen, so dass der dritte Ölkanal 51e und
die Absteuerbohrung 83 über die Umfangsnut 74e nicht
miteinander verbunden sind, wenn sich der dritte Kolben 36e in
seinem oberen Totpunkt befindet. 7 zeigt
einen Teilquerschnitt durch den ersten Kolben 12e auf Höhe
des Ringanschlags 81. Wie aus 7 ersichtlich
ist, ist die Umfangsnut 74e in Form von zwei Halbmonden
ausgebildet, wobei jeweils einer mit dem dritten Ölkanal 51e und
mit der Absteuerbohrung 83 in Verbindung ist. In seinem oberen
Totpunkt verhindert der dritte Kolben 36e einen Ölfluss
von dem dritten Ölkanal 51e zu der Absteuerbohrung 83.
Die Umfangsnut 74e dient entsprechend dem fünften
Ausführungsbeispiel zur Vergrößerung
des Ablaufquerschnitts des Öls und zur genauen Steuerung
des Ölabflusses. Die Absteuerbohrung 83 ist verschließbar,
wenn sich der dritte Kolben 36e in seinem oberen Totpunkt
befindet. In dem vierten Ölkanal 59e ist entsprechend
den vorangegangenen Ausführungsbeispielen das Rückschlagventil 60 angeordnet.
Die in 6 nicht dargestellte vierte Kolben-Zylinder-Einheit
ist beispielsweise entsprechend dem fünften Ausführungsbeispiel ausgebildet.
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Zunächst
wird der Motorbremsbetrieb erläutert. Beim Zwischenöffnen
des Auslassventils 3 wird durch die Bewegung des Steuerkolbens 29e in
dem Steuerdruckraum 33e ein Unterdruck erzeugt, durch den Öl
aus dem Ölaufnahmeraum 49 der vierten Kolben-Zylinder-Einheit 45e über
den vierten Ölkanal 59e angesaugt wird. Das aus
dem Ölaufnahmeraum 49 abfließende Öl
strömt über die Ölzuführkanäle 8, 54 und
das Rückschlagventil 55 in bereits beschriebener
Weise nach. Das Rückschlagventil 75e verhindert
einen Ölfluss von dem Öldruckraum 18e zu
dem Steuerdruckraum 33e. In der zwischengeöffneten Stellung
drückt der Steuerkolben 29e den dritten Kolben 36e über
den zweiten Ölkanal 40e in seinen oberen Totpunkt,
so dass dieser den dritten Ölkanal 51e und die
Absteuerbohrung 83 verschließt. Diese Betriebssituation
ist in 6 gezeigt. Dadurch, dass kein Öl aus
dem Steuerdruckraum 33e mehr abfließen kann, ist
das Auslassventil 3 in der zwischengeöffneten
Stellung blockiert. Wenn am Ende des dritten Taktes der Kipphebel
die Ventilbrücke 5e aufgrund der Nockenwellensteuerung
wieder belastet, um das Auslassventil 3 in die während
des vierten Taktes vorgesehene vollständig geöffnete
Stellung zu bringen, hebt der Gegenhalter 10 von dem ersten Kolben 12e ab,
wodurch die Absteueröffnung 20 freigegeben wird.
Das in dem Steuerdruckraum 33e befindliche Öl
kann nun über den zweiten Ölkanal 40e und
den ersten Ölkanal 21e sowie über das
Rückschlagventil 75e, den dritten Ölkanal 51e und
den ersten Ölkanal 21e durch die Absteueröffnung 20 abfließen,
da sich gleichzeitig der erste Kolben 12e in seinen oberen
Totpunkt und der dritte Kolben 36e aufgrund der Rückstellfeder 42 in
seinen unteren Totpunkt bewegt. Hierdurch wird die Blockierung des Steuerkolbens 29e aufgehoben,
so dass sich dieser in seinen oberen Totpunkt zurückbewegt.
In dieser Stellung wird der vierte Ölkanal 59e durch
den Steuerkolben 29e verschlossen. Der Steuerkolben 29e bildet
somit die Verschlusseinheit 63e.
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Beim
Rückhub des Kipphebels wird nach dem erneuten Kontaktschluss
zwischen dem Gegenhalter 10 und dem ersten Kolben 12e die
Absteueröffnung 20 verschlossen und der erste
Kolben 12e in Richtung seines unteren Totpunkts zurückgedrängt, bis
sich die Ventilbrücke 5e in ihrem oberen Totpunkt befindet.
Das aus dem Öldruckraum 18e verdrängte Öl
wird über den dritten Ölkanal 51e, die
Absteuerbohrung 83 und den Ringspalt 84 abgesteuert.
Am Ende des vierten Taktes liegt der Gegenhalter 10 wieder
an dem ersten Kolben 12e an und der Kipphebel hat wieder
den Nocken grundkreis erreicht. Das Rückschlagventil 75e verhindert
dabei einen ungewollten Druckaufbau in dem Steuerdruckraum 33e und
damit eine Bewegung des dritten Kolbens 36e in seinen oberen
Totpunkt, was ein Verschließen der Absteuerbohrung 83 zur
Folge hätte. Das EVB-Spiel ist ausgeglichen und ein neuer
Bremszyklus kann beginnen.
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Im
normal befeuerten Motorbetrieb befindet sich der Steuerkolben 29e in
seinem oberen Totpunkt, so dass der Steuerkolben 29e als
Verschlusseinheit 63e für den vierten Ölkanal 59e wirkt.
Der aufgrund der Hubbewegung des Kipphebels in dem Ölaufnahmeraum 49 erzeugte Öldruck
kann den Steuerkolben 29e nicht aus seinem oberen Totpunkt
herausbewegen und somit den vierten Ölkanal 59e nicht öffnen.
Somit weisen das Auslassventil 3 und die Ventilbrücke 5e für
den Ventilspielausgleich eine definierte Lage auf. Der Ventilspielausgleich
erfolgt in der bereits beschriebenen Weise. Hinsichtlich der weiteren
Funktionsweise der Ventil-Zusatzsteuereinheit (= zweite Kolben-Zylinder-Einheit 22e)
und des in 6 nicht dargestellten Ventilspielausgleichsmechanismus
(= vierte Kolben-Zylinder-Einheit) wird auf die vorangegangenen
Ausführungsbeispiele, insbesondere das fünfte
Ausführungsbeispiel, verwiesen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0736672
B1 [0002, 0002]
- - EP 1526257 A2 [0002, 0002]