EP2143896B1 - Brennkraftmaschine mit einer Motorbremseinrichtung - Google Patents

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EP2143896B1
EP2143896B1 EP09009191A EP09009191A EP2143896B1 EP 2143896 B1 EP2143896 B1 EP 2143896B1 EP 09009191 A EP09009191 A EP 09009191A EP 09009191 A EP09009191 A EP 09009191A EP 2143896 B1 EP2143896 B1 EP 2143896B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
valve
oil
cylinder unit
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP09009191A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2143896A1 (de
Inventor
Hans-Werner Ing. Dilly
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN Truck and Bus SE
Original Assignee
MAN Nutzfahrzeuge AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Nutzfahrzeuge AG filed Critical MAN Nutzfahrzeuge AG
Publication of EP2143896A1 publication Critical patent/EP2143896A1/de
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Publication of EP2143896B1 publication Critical patent/EP2143896B1/de
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/06—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for braking

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Such internal combustion engines are for example in the EP 0 736 672 B1 and the EP 1 526 257 A2 described.
  • 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 internal combustion engine.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide an internal combustion engine of the type described, which allows safe and reliable operation with the least possible installation and service costs.
  • the internal combustion engine according to the invention comprises a hydraulic valve clearance compensation mechanism for the exhaust valve, which is integrated in the connection mechanism and connected to the oil supply to the already existing oil circuit.
  • the auxiliary hydraulic control unit is supplied with oil via the lash adjuster mechanism and the oil passage.
  • the oil passage is closed by means of the closure unit, so that when balancing the valve clearance, the hydraulic auxiliary valve control unit is not supplied with oil and the exhaust valve is in a defined position.
  • the internal combustion engine according to the invention thus has both the valve auxiliary control unit, which is favorable for the engine braking force effect, and a compensating mechanism which automatically carries out the valve clearance adjustment. A time-consuming and costly and error-prone regular adjustment by hand is unnecessary.
  • the internal combustion engine according to the invention thus offers compared to previous with an engine brake device equipped internal combustion engines additional functionality that makes the assembly and operation safer and more efficient. Due to the automatic valve clearance adjustment, in particular the rattle noise of the exhaust valve is minimized and damage to the valve train is avoided by a valve clearance that is set too small. Furthermore, no valve clearance must be bridged by the automatic valve clearance compensation during operation of the internal combustion engine, so that the timing of the exhaust valve can be maintained exactly, whereby the exhaust behavior of the internal combustion engine is optimized.
  • a development according to claim 2 is space-saving and allows retrofitting of internal combustion engines without a hydraulic valve clearance compensation mechanism by simply replacing the valve bridge and integrating the valve clearance compensation mechanism in this.
  • a first hydraulic piston-cylinder unit according to claim 3 allows automatic clearance compensation between the anvil and the valve bridge. Adjusting the clearance from the anvil to the valve bridge by hand during assembly or at regular service intervals is not required.
  • a first hydraulic piston-cylinder unit according to claim 4 is simple and space-saving retrofitted.
  • a spring element according to claim 5 prevents a misalignment of the valve bridge at too low oil pressure of the valve clearance compensation mechanism.
  • An auxiliary valve control unit ensures a secure closing of the oil passage between the valve lash adjuster mechanism and the additional valve control unit. Since the piston of the second hydraulic piston-cylinder unit is in its retracted home position when the engine brake device is not actuated, the piston can serve as part of the closure unit and close the oil passage in normally fired operation. In addition, the closure unit may have a check valve, which prevents retraction of the extended piston, if the force generated by the oil pressure on the piston for this is not sufficient.
  • a development according to claim 7 is extremely space-saving, if in addition to the additional valve control unit and a first hydraulic piston-cylinder unit for compensating the clearance between the anvil and the valve bridge is provided.
  • the pistons of the first and second piston-cylinder units are designed to be integrated in such a way that that the piston of the first piston-cylinder unit is guided in the piston of the second piston-cylinder unit.
  • the additional valve control unit is connected by means of the third piston-cylinder unit to the valve clearance compensation mechanism.
  • the third hydraulic piston-cylinder unit conveniently couples the auxiliary valve control unit and the valve lash adjuster mechanism with each other.
  • the third hydraulic piston-cylinder unit fulfills several functions. So it serves as a switching element between the braking operation and the normal-fired operation. On the other hand, it absorbs oil or controls off oil, which is displaced from the first hydraulic piston-cylinder unit in balancing the game between the anvil and the valve bridge.
  • a front oil receiving chamber of the third hydraulic piston-cylinder unit has a receiving volume that is at least as large as that of an oil pressure chamber of the first hydraulic piston-cylinder unit.
  • a through-bore according to claim 9 enables the reduction of the oil pressure in a control pressure chamber of the second piston-cylinder unit, when the piston of the first piston-cylinder unit returns from an extended position to a retracted basic position and when the piston of the first piston-cylinder Unit is after return stroke of the piston of the second piston-cylinder unit in a top dead center and strikes the follower stroke of the valve bridge to the counter-holder.
  • a plurality of through holes distributed over the circumference of the piston are provided, which are connected to one another via a circumferential groove formed in the piston and / or in the valve bridge. The circumferential groove increases a flow area and allows the formation of a precise edge for control.
  • a valve play compensation mechanism according to claim 10 has proven itself in practice.
  • An arrangement of the third piston-cylinder unit according to claim 11 increases the stability of the valve bridge, since the third piston-cylinder unit is not in the loaded on actuation of the exhaust valves by bending moments between the exhaust valves.
  • a front oil receiving space of the third piston-cylinder unit with the second piston-cylinder unit and a rear oil receiving space is coupled to the first piston-cylinder unit, wherein between the first piston-cylinder unit and the second piston-cylinder unit.
  • Unit is arranged a check valve, which acts to block the flow of oil in the direction of the second piston-cylinder unit.
  • the first, the second and the third piston-cylinder unit are integrally formed.
  • the piston of the second piston-cylinder unit is guided, for example, in the valve bridge, wherein the piston of the first piston-cylinder unit is arranged and guided in this or an additional part arranged in the valve bridge.
  • the piston of the third piston-cylinder unit is in turn arranged and guided in the piston of the first piston-cylinder unit.
  • An internal combustion engine 1 with an engine brake device 2 has several in the Fig. 1 not shown cylinder, each defining a combustion chamber. Each of these combustion chambers can be supplied with air or an air-fuel mixture by means of at least one inlet valve.
  • 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 mechanically controlled and actuated by means of a common valve bridge 5.
  • the valve bridge 5 is part of a link mechanism, the exhaust valves 3 and 4 with a in the Fig. 1 not connected to the illustrated camshaft of the internal combustion engine 1.
  • the connection mechanism also includes one also in the Fig. 1 not shown, pivotally mounted rocker arms. The rocker arm acts via a contact pin 6 partially shown on the valve bridge 5. For this purpose, the contact pin 6 is provided at its free end with a ball joint articulated Stitzkalotte 7.
  • an oil supply channel 8 of an oil circuit 9 of the internal combustion engine 1 provided for lubrication but also for hydraulic control.
  • the oil guided in this oil supply channel 8 has approximately the same oil pressure during operation.
  • the dependence of the oil pressure ⁇ constant on the oil temperature, the speed and the load is negligible in the internal combustion engine 1 according to the invention.
  • a first hydraulic piston-cylinder unit 11 For clearance compensation between a counter-holder 10 and the valve bridge 5, a first hydraulic piston-cylinder unit 11 is provided.
  • the first piston-cylinder unit 11 has a longitudinally cross-section T-shaped first piston 12, which is guided in a cylinder bore 13 formed in the valve bridge 5 and acting as a cylinder.
  • the first piston 12 is axially movably guided between a front boundary surface 14 acting as a stop and a rear boundary surface 15 acting as a stop.
  • the rear boundary surface 15 is formed, for example, by a screwed into the valve bridge 5 threaded disc 16 having a through hole 17 for the first piston 12.
  • an oil pressure chamber 18 is formed between this and the front boundary surface 14.
  • the first piston 12 has a central through-bore 19, which forms a discharge opening 20 on a side facing the counter-holder 10.
  • the through hole 19 is part of a first oil passage 21, which connects the oil pressure chamber 18 with the discharge opening 20.
  • the engine brake device 2 of the internal combustion engine 1 is of the EVB type. It includes besides one in the Fig. 1 Not shown in detail throttle element in the exhaust passage and a central control unit also not shown in detail also for each cylinder, a hydraulic additional valve control unit 22, which is designed as a second hydraulic piston-cylinder unit.
  • the additional valve control unit 22 cooperates in the engine brake operation only with the exhaust valve 3.
  • the exhaust valve 4, however, is not provided with a corresponding additional valve control unit 22.
  • the exhaust valves 3 and 4 are axially movably mounted with a shaft 23 and 24 in a cylinder head and acted upon by a closing spring 25 and 26 with a certain biasing force in the closing direction.
  • the closing springs 25 and 26 are stretched between the cylinder head and valve spring plates 27 and 28 respectively.
  • the closing force of the closing spring 25 is designated F Fed .
  • the additional valve control unit 22 has a second piston 29, which acts as a control piston and is axially movably guided in a second cylinder bore 30 which is formed in the valve bridge 5 and acts as a cylinder.
  • the second piston is hereinafter referred to as control piston 29.
  • the control piston 29 is supported at the upper end of the shaft 23 of the exhaust valve 3.
  • the control piston 29 tapers and forms an obliquely extending annular surface 31. In the in the Fig. 1 shown position of the control piston 29 is formed between a boundary surface 32 of the additional valve control unit 22 and the control piston 29, a control pressure chamber 33.
  • an adjusting spring 34 is arranged, which abuts against the boundary surface 32 and the control piston 29 and the control piston 29 presses against the shaft 23.
  • the spring force of the adjusting spring 34 thus acts against the closing force F Fed of the closing spring 25 and is hereinafter referred to as F NFed .
  • Fig. 1 is an operating situation shown, in which the counter-holder 10, the Abgresö réelle 20 and thus the control pressure chamber 33 closes.
  • the auxiliary valve control unit 22 is hydraulically connected to a third hydraulic piston-cylinder unit 35.
  • the third piston-cylinder unit 35 has a longitudinal cross-section U-shaped third piston 36 which is guided axially movable in a formed in the valve bridge 5 and acting as a cylinder third cylinder bore 37.
  • the third piston 36 divides the third cylinder bore 37 into a front oil receiving chamber 38 and a rear oil receiving chamber 39.
  • the front oil receiving chamber 38 is connected to the control pressure chamber 33 via a second oil channel 40.
  • the second oil passage 40 is formed by a running within the valve bridge 5 transverse bore, which penetrates the first oil passage 21.
  • the transverse bore is provided with a closure 41.
  • a return spring 42 is arranged, which bears against the third piston 36 and a stop element 43.
  • the stop element 43 has an oil outlet opening 44 for discharging oil from the rear oil receiving chamber 39.
  • the third piston-cylinder unit 35 is a switching element whose piston positions are different depending on whether the user of the internal combustion engine 1 specifies the normally-fired engine operation or the engine brake operation.
  • the front oil receiving chamber 38 serves to receive the oil located in the oil pressure chamber 18 when this oil is displaced during a forward movement of the first piston 12.
  • the maximum intake volume of the front oil receiving chamber 38 is therefore at least as large as that of the oil pressure chamber 18th
  • the third piston-cylinder unit 35 is connected to a hydraulic valve clearance compensation mechanism 45, which is designed as a fourth piston-cylinder unit.
  • the hydraulic lash adjuster mechanism 45 automatically compensates for the play of the exhaust valves 3 and 4 and is hereinafter referred to as the fourth piston-cylinder unit 45.
  • the fourth piston-cylinder unit 45 has a longitudinal cross-section U-shaped fourth piston 46, which is guided axially movable in a formed in the valve bridge 5 and acting as a cylinder fourth cylinder bore 47. In the in Fig. 1 shown position of the fourth piston 46 is formed between this and a boundary surface 48 a ⁇ lfactraum 49.
  • the oil receiving space 49 is hydraulically connected to the rear oil receiving space 39.
  • the third piston 36 in a side wall on a Abêtö réelle 50 which at a certain position of the third piston 36, namely exactly in the in the Fig. 1 shown position, the rear oil receiving chamber 39 connects via a third oil passage 51 with the oil receiving chamber 49.
  • the third oil channel 51 is formed by a formed in the valve bridge 5 transverse bore and a longitudinal bore.
  • the transverse bore opens into the third cylinder bore 37 and is sealed by a closure 52.
  • the longitudinal bore extends from the boundary surface 48 to the transverse bore.
  • an adjusting spring 53 is arranged, which abuts against the boundary surface 48 and the fourth piston 46.
  • the fourth piston-cylinder unit 45 is connected to the oil circuit 9.
  • fourth piston 46 standing with the support cap 7 of the contact pin 6 due to the spring force of the adjusting spring 53 in permanent contact fourth piston 46 has in its piston crown a central oil supply passage 54 which corresponds to the oil supply passage 8 of the contact pin 6.
  • a side wall of the fourth piston 46 has a discharge opening 56, which connects the oil receiving chamber 49 with the second oil passage 40 at a certain position of the fourth piston 46.
  • a through hole 57 extending transversely to the oil supply channel 54 is formed in the fourth piston 46.
  • the through hole 57 penetrates the oil supply passage 54.
  • a circumferential groove 58 formed in the fourth piston 46 connects the ends of the through hole 57.
  • the through hole 57 is connected via a fourth oil passage 59 to the control pressure chamber 33.
  • the fourth oil passage 59 extends obliquely within the valve bridge 5 and does not penetrate the second oil passage 40.
  • a check valve 60 On a side of the fourth oil channel 59 facing the control pressure chamber 33, a check valve 60 having a ball 62 receivable in a ball seat 61 is arranged.
  • the control piston 29 and the check valve 60 are part of a closure unit 63.
  • the closure unit 63 By means of the closure unit 63, the fourth oil passage 59 is closable, so that the valve clearance of the exhaust valves 3 and 4 by means of the fourth piston-cylinder unit 45 is compensated.
  • the control piston 29 follows the opening movement due to the spring force F NFed of the adjusting spring 34 the exhaust valve 3, which at the same time increases the volume of the control pressure chamber 33.
  • the taper of the control piston 29 serves to provide the control piston 29 via the fourth oil passage 59, the oil required for the movement available. By the Movement of the control piston 29, which is part of the closure unit 63, this releases the fourth oil passage 59.
  • the fourth oil channel 59 is no longer closed.
  • the rocker arm relays the valve bridge 5 due to camshaft control to bring the exhaust valves 3 and 4 into the fully open position provided during the fourth stroke.
  • the valve bridge 5 moves away from the counter-holder 10 due to the load by the rocker arm, so that the contact between the counter-holder 10 and the first piston 12 breaks off and the discharge opening 20 opens.
  • the fourth piston 46 is pressed down in the direction of its bottom dead center, so that the Abêtö réelle 56 opens.
  • the oil pressure ⁇ constant is too low to keep the control piston 29 in its position.
  • the oil located in the control pressure chamber 33 can flow out via the first oil passage 21 through the discharge opening 20 into the region of the cylinder cover. Thus, the hydraulic lock of the control piston 29 is released.
  • the oil drain from the control pressure chamber 33 is also supported by the fact that the control piston 29 is pushed back by the closing force F Fed of the closing spring 25 in its top dead center.
  • the first piston 12 is pressed into its top dead center due to the oil exiting through the discharge opening 20.
  • the oil pushes the ball 62 in the ball seat 61 during the return movement of the control piston 29, so that the check valve 60 closes the fourth oil passage 59.
  • the fourth piston 46 Since the fourth piston 46 is at its bottom dead center, the oil contained in the front oil receiving space 38 can flow out through the spill port 56, the oil receiving space 49, the third oil gallery 51, the spill port 50, the rear oil receiving space 39, and the oil spill port 44.
  • the receiving volume of the front oil receiving chamber 38 must be sufficiently large to accommodate the effluent from the oil pressure chamber 18 oil, so that the effluent from the oil pressure chamber 18 oil does not accumulate and leads to an undesirable movement of the control piston 29.
  • the receiving volume of the front oil receiving space 38 must not exceed a maximum receiving volume, so that the third piston 36 safely in reaches its bottom dead center.
  • the first piston 12 is hydraulically trackable, a stop play between the anvil 10 and the valve bridge 5 is automatically compensated. This is advantageous because the exact position of the valve bridge 5 is not exactly defined due to the valve clearance compensation effected by the fourth piston-cylinder unit 45. Due to the automatic tracking of the first piston 12 whose position of the respective current position of the valve bridge 5 is adjusted so that no gap between the anvil 10 and the first piston 12 remains and the Abêtö réelle 20 is securely closed.
  • the fourth piston 46 which is intended primarily for the lash adjuster, fulfills further functions in the internal combustion engine 1. It is in particular a control for the (EVB) engine braking cycle and a flow element for the supply of the additional valve control unit 22 with oil of the oil circuit 9.
  • valve bridge 5 bore configuration is low.
  • it allows use of the oil for both the functional movement, for example around the outlet valve 3 in the to bring intermediate position and hold there, as well as to the hydraulic control of the various mechanically moving components.
  • it is advantageous if the longitudinal axes of the shaft 23, the control piston 29, the control pressure chamber 33, the first piston 12 and the oil pressure chamber 18 are aligned with each other.
  • the described compensation mechanisms can also be used in the intake valves.
  • the components used in the internal combustion engine 1 are not special components.
  • the valve bridge 5 in its basic design in other internal combustion engines used, which are not equipped with an engine braking device.
  • the valve bridge 5 then contains only the fourth piston-cylinder unit 45 with a fourth piston 46 without a discharge opening 56 and a through-bore 57.
  • the other piston-cylinder units 11, 22 and 35 can be omitted.
  • FIG. 2 A second embodiment of the invention described. Structurally identical parts are given the same reference numerals as in the first embodiment, to the description of which reference is hereby made. Structurally different but functionally similar parts receive the same reference numerals with a following a.
  • the third piston-cylinder unit 35, the second oil passage 40 and the third oil passage 51 and the Abêtö réelle 56 In the valve bridge 5a of the internal combustion engine 1a, only the first oil passage 21 and the fourth oil passage 59th educated.
  • the fourth piston 46a the oil supply passage 54 and the through-hole 57 are formed in the manner already described.
  • the control piston 29a has a transverse through bore 64 on the side facing the control pressure chamber 33a.
  • the peripheral ends of the through hole 64 are connected to each other by a circumferential groove 65 formed in the control piston 29a.
  • a further circumferential groove 66 is formed in the region of the control pressure chamber 33a, which is connected to a discharge opening 67.
  • the discharge opening 67 can be closed by means of a check valve 68 in the direction of the control pressure chamber 33a.
  • control piston 29a In normally-fired engine operation, the control piston 29a is in its top dead center, so that the fourth oil passage 59 is closed.
  • the control piston 29a thus forms as in the first embodiment Part of the closure unit 63a.
  • the exhaust valve 3 and the valve bridge 5a thus have a defined position for the valve clearance compensation.
  • the compensation of the valve clearance by means of the fourth piston 46a takes place in the manner already described, wherein a lifting movement of the fourth piston 46a is required exclusively for the valve clearance compensation. Since the valve play compensation only small strokes are required, the through hole 57 is constantly connected to the fourth oil passage 59.
  • the operation of the second embodiment is also referred to as edge control.
  • FIG. 3 A third embodiment of the invention described. Structurally identical parts receive the same reference numerals as in the previous embodiments, the description of which reference is hereby made. Structurally different, but functionally similar parts receive the same reference numerals with a trailing b.
  • the fourth oil passage 59b connects the third oil passage 51 b with the second oil passage 40b.
  • the second oil passage 40b is connected to the control pressure space 33b over the entire width of the control piston 29b and forms a rectangular circumferential groove in the area of the top dead center of the control piston 29b.
  • the control piston 29b is provided with the through-hole 64 and the circumferential groove 65 in accordance with the second embodiment. Furthermore, the valve bridge 5b according to the second embodiment, the circumferential groove 66 and the discharge opening 67 with the check valve 68. According to the foregoing embodiments, in the fourth oil passage 59b, an in Fig. 3 Not shown check valve 60 may be arranged.
  • the control piston 29b In normally-fired engine operation, the control piston 29b is in its top dead center, so that the control piston 29b acts as a closure element 63b for the fourth oil passage 59b.
  • the oil pressure generated due to the lifting movement of the rocker arm in the oil receiving space 49 can not move the control piston 29b out of its top dead center and thus can not open the fourth oil channel 59b.
  • the valve clearance compensation takes place in the manner already described, wherein a stroke movement of the fourth piston 46b is required exclusively for the valve clearance compensation.
  • the fourth piston 46b and the closure unit 63b are simplified in this embodiment in comparison to the previous embodiments.
  • the operation of this embodiment is also referred to as edge control.
  • FIG. 4 A fourth embodiment of the invention is described. Structurally identical parts receive the same reference numerals as in the previous embodiments, the description of which reference is hereby made. Structurally different, but functionally similar parts receive the same reference numerals with a c.
  • the first piston 12c is axially movably guided in the control piston 29c acting as a cylinder.
  • the oil pressure space 18c is bounded by the first piston 12c and the control piston 29c.
  • the first oil passage 21c is formed in a stepped manner in the first piston 12c and connects the oil pressure chamber 18c to the discharge opening 20.
  • the first oil passage 21c is connected to the control pressure chamber 33c via a through-bore 69 extending transversely in the first piston 12c.
  • the control piston 29c has a ring stop 70 on a side facing the control pressure chamber 33c.
  • the adjusting spring 34c bears against the annular stopper 70 and the limiting surface 32c and surrounds the first piston 12c.
  • the fourth oil passage 59c opens into the control pressure chamber 33c.
  • the spool 29c and the check valve 60 constitute the shutter 63c.
  • the integrated design of the first and second piston-cylinder units 11c and 22c is extremely space-saving. The height of the valve bridge 5c can be reduced thereby.
  • the counter-holder 10 c is stepped and has an annular stop 71. Between the ring stopper 71 and the valve bridge 5c designed as a helical spring spring element 72 is arranged.
  • the spring element Prevents a misalignment of the valve bridge 5c, especially when the oil pressure in the - in Fig. 4 not shown - ⁇ labilityraum 49 is too low.
  • the spring element 72 can also be used in the preceding embodiments, if this is advantageous.
  • first and second piston-cylinder units 11c and 22c can be combined in any way with the elements of the edge control and the piston controls described in the preceding embodiments.
  • valve clearance compensation of the exhaust valve 3 can be carried out in the manner already described.
  • FIG. 5 A fifth embodiment of the invention is described. Structurally identical parts receive the same reference numerals as in the previous embodiments, the description of which reference is hereby made. Structurally different, but functionally similar parts receive the same reference numerals with a d followed.
  • a difference compared to the first embodiment is that the third piston-cylinder unit 35d is not arranged between the exhaust valves 3, 4, but on a side facing away from the exhaust valve 4 side of the exhaust valve 3 in the region laterally adjacent to the first piston-cylinder unit 11th The third piston-cylinder unit 35d is thus laid out of the region loaded by bending moments when the exhaust valves 3, 4 are actuated.
  • the third piston 36d is cylindrical and is in its top dead center against a hollow cylindrical stop bushing 73, which is inserted into the third cylinder bore 37d.
  • the third oil passage 51d connects the first piston-cylinder unit 11 with the third piston-cylinder unit 35d.
  • the third oil passage 51d extends from the first oil passage 21 d below the oil pressure chamber 18 to the third piston-cylinder unit 35d and flows there in the area near the stop bushing 73 in the third cylinder bore 37d.
  • the third piston-cylinder unit 35d has a circumferential groove 74 which connects the third oil passage 51d with the rear oil receiving space 39d.
  • a check valve 75 is disposed between the third oil passage 51d and the control pressure chamber 33d, which acts in the direction of the control pressure chamber 33d blocking.
  • the check valve 75 has a conical seat 76 formed in the first oil passage 21d with a ball 77 receivable therein.
  • the fourth oil passage 59 d connects the ⁇ lrearaum 49 directly to the control pressure chamber 33 d.
  • a check valve 60 may additionally be arranged according to the preceding embodiments.
  • the control piston 29d thus forms the closure unit 63d.
  • the first piston 12 moves to its top dead center and the third piston 36d by the return spring 42 into its bottom dead center, since the oil located in the front ⁇ laufnahdaum 38d can flow through the Abêtö réelle 20 via the second oil passage 40d and the first oil passage 21d.
  • control piston 29d In normally-fired engine operation, the control piston 29d is in its top dead center, so that the control piston 29d acts as a closure unit 63d for the fourth oil passage 59d.
  • the oil pressure generated due to the lifting movement of the rocker arm in the oil receiving space 49 can not move the control piston 29d out of its top dead center and thus can not open the fourth oil channel 59d.
  • the outlet valve 3 and the valve bridge 5d for the valve clearance compensation on a defined position.
  • the valve clearance compensation takes place in the manner already described, wherein a lifting movement of the fourth piston 46d is required exclusively for the valve clearance compensation.
  • the blocking of the exhaust valve 3 in the intermediate open position also works with small jumps of the exhaust valve 3 when the diameter difference between the first piston 12 and the third piston 36d is large, so that during the opening operation of the third piston 36d, the oil loss via the third oil passage 51 d and the second oil passage 40d is small.
  • the circumferential groove 74 also serves to ensure that when the third oil channel 51d is closed by the third piston 36d, as little oil as possible escapes and can be lost, as this allows the lifting height of the third piston 36d to be minimized.
  • Fig. 6 and Fig. 7 a sixth embodiment of the invention described.
  • Structurally identical parts receive the same reference numerals as in the previous embodiments, the description of which reference is hereby made.
  • Structurally different, but functionally similar parts receive the same reference numerals with a trailing e.
  • the first piston 12e is axially movably guided in a hollow cylindrical additional part 78, which is formed integrally with the threaded disk 16e.
  • the additional part 78 may also be integrally formed with a press-fit, which is pressed into the valve bridge 5e.
  • the first piston 12e is guided in the hollow cylindrical additional part 78.
  • the cross-sectionally H-shaped control piston 29e surrounds the additional part 78, wherein the adjusting spring 34 is arranged between the additional part 78 and the control piston 29e.
  • the additional part 78 is screwed on one side facing away from the disc 16e by a further screwed or pressed disc 79 closed.
  • a part of the first oil passage 21 e is formed with the check valve 75 e.
  • the attachment 78 has a through bore 80 which is part of the second oil passage 40e.
  • the third piston-cylinder unit 35e is integrated in the first piston 12e.
  • the cylinder bore 37e for the third piston 36e is formed in the first piston 12e.
  • the discharge opening 20 simultaneously forms the oil outlet opening 44e, the area of the first piston 12e lying around the oil outlet opening 44e acting as the stop element 43e for the return spring 42.
  • the cylinder bore 37e has an annular stop 81 for the third piston 36e.
  • the cylinder bore 37e is closed at a side facing away from the Abêtö réelle 20 by a screwed or pressed-in shutter disk 82.
  • a part of the first oil passage 21 e is formed as a through-hole in the third piston 36 e, so that the front oil receiving space 38 e is connected to the rear oil receiving space 39 e.
  • the second oil passage 40e is formed in the region of the shutter disk 82 in the first piston 12e and connects the front oil receiving space 38e via the through-bore 80 to the control pressure space 33e.
  • the third oil passage 5e is L-shaped and connects the oil pressure chamber 18e with the rear oil receiving space 39e, the third oil passage 51e opening in the region of the annular stopper 81, so that it is closed by the third piston 36e, when this is in its top dead center located.
  • a Abêtbohrung 83 is formed near the ring stop 81, which connects the rear ⁇ laufnahe room 39 e with an annular gap 84 which is formed between the additional part 78 and the disc 16 e and the first piston 12 e.
  • the third oil channel 51 e is closed to the annular gap 84 through the closure 52 e.
  • the circumferential groove 74e is arranged in the region of the annular stop 81.
  • the circumferential groove 74e extends only along a partial circumference of the third piston 36e and is thus interrupted on both sides of the third oil passage 51 e and the Abêtbohrung 83, so that the third oil passage 51 e and the Abêtbohrung 83 via the circumferential groove 74 e are not connected to each other when third piston 36e is at its top dead center.
  • Fig. 7 shows a partial cross section through the first piston 12e at the level of the annular stop 81. As out Fig. 7 it can be seen, the circumferential groove 74e is in the form of two crescents, one each with the third oil passage 51 e and with the Abêtbohrung 83 in conjunction.
  • the third piston 36e prevents oil flow from the third oil passage 51e to the spill port 83.
  • the circumferential groove 74e serves to enlarge the drain area of the oil and precisely control the oil drain, according to the fifth embodiment.
  • the spill port 83 is closable when the third piston 36e is at its top dead center.
  • the check valve 60 is arranged according to the preceding embodiments.
  • fourth piston-cylinder unit is formed, for example, according to the fifth embodiment.
  • the check valve 75e prevents an undesired pressure build-up in the control pressure chamber 33e and thus a movement of the third piston 36e into its top dead center, which would have the result of closing the diversion bore 83.
  • the EVB game is balanced and a new brake cycle can begin.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • 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 Ventilbrücke 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 Motorbremseinrichtung 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.
  • 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.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine ergeben sich aus den Merkmalen der von Anspruch 1 abhängigen Ansprüche.
  • 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.
  • 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.
  • Eine erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit nach Anspruch 4 ist einfach und Platz sparend nachrüstbar.
  • Ein Federelement nach Anspruch 5 verhindert eine Schiefstellung der Ventilbrücke bei zu geringem Öldruck des Ventilspielausgleichsmechanismus.
  • 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.
  • 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 ausgebildet, dass der Kolben der ersten Kolben-Zylinder-Einheit in dem Kolben der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit geführt ist.
  • 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.
  • 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.
  • Ein Ventilspielausgleichsmechanismus nach Anspruch 10 hat sich in der Praxis bewährt.
  • 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.
  • 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 Schachtelung 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.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit und eines Ventilspielausgleichsmechanismus gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 2
    eine Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit und eines Ventilspielausgleichsmechanismus gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 3
    eine Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit und eines Ventilspielausgleichsmechanismus gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 4
    eine Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit ge- mäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 5
    eine Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit und eines Ventilspielausgleichsmechanismus gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
    Fig. 6
    eine Querschnittdarstellung einer Ventil-Zusatzsteuereinheit ge- mäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, und
    Fig. 7
    eine Teilschnittdarstellung der Ventil-Zusatzsteuereinheit gemäß Fig. 6.
  • Nachfolgend wird anhand von Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Eine Brennkraftmaschine 1 mit einer Motorbremseinrichtung 2 weist mehrere in der Fig. 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 Fig. 1 nicht mit dargestellten Nockenwelle der Brennkraftmaschine 1 verbindet. Der Verbindungsmechanismus umfasst außerdem einen ebenfalls in der Fig. 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.
  • 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 konstant. Die Abhängigkeit des Öldrucks ρkonstant von der Öltemperatur, der Drehzahl und der Last ist bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine 1 vernachlässigbar.
  • 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 Fig. 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.
  • Die Motorbremseinrichtung 2 der Brennkraftmaschine 1 ist vom EVB-Typ. Sie umfasst neben einem in der Fig. 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 versehen. 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.
  • 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 Fig. 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.
  • 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 Fig. 1 ist eine Betriebssituation dargestellt, in der der Gegenhalter 10 die Absteueröffnung 20 und somit den Steuerdruckraum 33 verschließt.
  • 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.
  • 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.
  • 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 Fig. 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 Fig. 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.
  • 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 Ölkanal 40 verbindet.
  • 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 Fig. 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.
  • Im Folgenden werden die als Kolbensteuerung bezeichneten Funktionsweisen der Motorbremseinrichtung 2 sowie des Ventilspielausgleichsmechanismus 45 näher beschrieben.
  • 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.
  • 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 Fig. 1 gezeigt.
  • 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.
  • 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 ρkonstant 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 ausströmen. 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.
  • 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.
  • 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 Brennkraftmaschinen 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 Fig. 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.
  • Zunächst wird der Motorbremsbetrieb erläutert. Das Blockieren des Auslassventils 3 in der zwischengeöffneten Stellung, wenn die Motorbremseinrichtung 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 Fig. 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.
  • 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 einen 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 Fig. 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 51 b 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 Fig. 3 nicht dargestelltes Rückschlagventil 60 angeordnet sein.
  • 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 Fig. 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.
  • 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.
  • 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 Fig. 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 21 c 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.
  • 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 Federelement 72 verhindert eine Schiefstellung der Ventilbrücke 5c, insbesondere wenn der Öldruck in dem - in Fig. 4 nicht dargestellten - Ölaufnahmeraum 49 zu gering ist. Das Federelement 72 kann auch bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden, falls dies vorteilhaft ist.
  • 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.
  • 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 Absteuem 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 Ausfiihrungsbeispielen ablaufen kann. Das EVB-Spiel wird eingestellt.
  • 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 Fig. 4 nicht dargestellten Ventilspielausgleichsmechanismus (= vierte Kolben-Zylinder-Einheit) wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele verwiesen.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 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 21 d 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 51 d 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 Ölkanal 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.
  • 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 Fig. 5 gezeigt. Dadurch, dass kein Öl aus dem Steuerdruckraum 33d mehr abfließen 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 51 d, 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 Kolben 12 und dem dritten Kolben 36d groß ist, so dass beim Öffnungsvorgang des dritten Kolbens 36d der Ölverlust über den dritten Ölkanal 51 d 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 Fig. 6 und Fig. 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 eingeschraubte oder eingepresste Scheibe 79 verschlossen. In der Scheibe 79 ist ein Teil des ersten Ölkanals 21 e mit dem Rückschlagventil 75e ausgebildet. Das Zusatzteil 78 weist eine Durchgangsbohrung 80 auf, die Teil des zweiten Ölkanals 40e ist.
  • 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 21 e 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 5e 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 51 e 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 51 e ist zu dem Ringspalt 84 hin durch den Verschluss 52e verschlossen. 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 51 e 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. Fig. 7 zeigt einen Teilquerschnitt durch den ersten Kolben 12e auf Höhe des Ringanschlags 81. Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, ist die Umfangsnut 74e in Form von zwei Halbmonden ausgebildet, wobei jeweils einer mit dem dritten Ölkanal 51 e 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 Fig. 6 nicht dargestellte vierte Kolben-Zylinder-Einheit ist beispielsweise entsprechend dem fünften Ausführungsbeispiel ausgebildet.
  • 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 Fig. 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.
  • 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 Nockengrundkreis 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.
  • 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 Fig. 6 nicht dargestellten Ventilspielausgleichsmechanismus (= vierte Kolben-Zylinder-Einheit) wird auf die vorangegangenen Ausführungsbeispiele, insbesondere das fünfte Ausführungsbeispiel, verwiesen.

Claims (12)

  1. Brennkraftmaschine, umfassend
    - mindestens ein Auslassventil (3, 4) zum Abführen von Abgas aus mindestens einem Brennraum,
    - eine Motorbremseinrichtung (2; 2a; 2b; 2c; 2d; 2e) mit einer hydraulischen Ventil-Zusatzsteuereinheit (22; 22a; 22b; 22c; 22d; 22e),
    -- die in einen das Auslassventil (3) mit einer Nockenwelle verbindenden Verbindungsmechanismus (5, 6, 7; 5a, 6, 7; 5b, 6, 7; 5c, 6, 7; 5d, 6, 7; 5e, 6, 7) integriert ist,
    -- die zur Ölspeisung an einen Ölkreis angeschlossen ist, und
    -- mittels der das Auslassventil (3) bei betätigter Motorbremseinrichtung (2; 2a; 2b; 2c; 2d; 2e) in einer zwischengeöffneten Stellung haltbar ist,
    gekennzeichnet durch
    - einen hydraulischen Ventilspielausgleichsmechanismus (45; 45a; 45b; 45c; 45d; 45e) für das Auslassventil (3, 4),
    -- der in den Verbindungsmechanismus (5, 6, 7; 5a, 6, 7; 5b, 6, 7; 5c, 6, 7; 5d, 6, 7; 5e, 6, 7) integriert ist, und
    -- der zur Ölspeisung an den Ölkreis angeschlossen ist, und
    - einen Ölkanal (59; 59b; 59c; 59d; 59e),
    -- der zur Ölspeisung der hydraulischen Ventil-Zusatzsteuereinheit (22; 22a; 22b; 22c; 22d; 22e) zwischen dieser und dem hydraulischen Ventilspielausgleichsmechanismus (45; 45a; 45b; 45c; 45d; 45e) ausgebildet ist, und
    -- der zum Ausgleichen eines Ventilspiels des Auslassventils (3, 4) mittels einer Verschlusseinheit (63; 63a; 63b; 63c; 63d; 64e) verschließbar ist.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventil-Zusatzsteuereinheit (22; 22a; 22b; 22c; 22d; 22e) und der Ventilspielausgleichsmechanismus (45; 45a; 45b; 45c; 45d; 45e) in eine Ventilbrücke (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e) integriert sind und der Ölkanal (59; 59b; 59c; 59d; 59e) in der Ventilbrücke (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e) ausgebildet ist.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (11; 11c; 11e) zum Spielausgleich zwischen einem mit der Ventil-Zusatzsteuereinheit (22; 22a; 22b; 22c; 22d; 22e) zusammenwirkenden Gegenhalter (10; 10c) und der Ventilbrücke (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e) vorgesehen ist.
  4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (11; 11c) an den Ölkreis angeschlossen ist und einen in die Ventilbrücke (5; 5a; 5b; 5c; 5d; 5e) integrierten Kolben (12; 12c) aufweist.
  5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ventilbrücke (5c) und einem mit der Ventil-Zusatzsteuereinheit (22c) zusammenwirkenden Gegenhalter (10c) ein Federelement (72) angeordnet ist.
  6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventil-Zusatzsteuereinheit (22; 22a; 22b; 22c; 22d; 22e) als eine zweite hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit mit einem Kolben (29; 29a; 29b; 29c; 29d; 29e) ausgebildet ist, wobei der Kolben (29; 29a; 29b; 29c; 29d; 29e) ein Teil der Verschlusseinheit (63; 63a; 63b; 63c; 63d; 63e) ist.
  7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (12c; 12e) der ersten hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (11c; 11e) mit dem Kolben (29c; 29e) der zweiten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (22c; 22e) integriert ausgebildet ist.
  8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventil-Zusatzsteuereinheit (22; 22d; 22e) mittels einer dritten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (35; 35d; 35e) an den Ventilspielausgleichsmechanismus (45; 45d; 45e) angeschlossen ist.
  9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (29a; 29b) der zweiten hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit (22a; 22b) mindestens eine quer verlaufende Durchgangsbohrung (64) aufweist und die mindestens eine Durchgangsbohrung (64) mit einer Umfangsnut (65) zusammenwirkt.
  10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilspielausgleichsmechanismus (45; 45a; 45b; 45c; 45d; 45e) als eine vierte Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist.
  11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Kolben-Zylinder-Einheit (35d) an einer dem Ventilspielausgleichsmechanismus (45d) abgewandten Seite der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (11) angeordnet ist.
  12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kolben (36e) der dritten Kolben-Zylinder-Einheit (35e) mit dem Kolben (12e) der ersten Kolben-Zylinder-Einheit (11e) integriert ausgebildet ist.
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