AT510527B1 - FOUR-STROKE COMBUSTION ENGINE WITH A MOTOR BRAKE - Google Patents

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AT510527B1 AT15832010A AT15832010A AT510527B1 AT 510527 B1 AT510527 B1 AT 510527B1 AT 15832010 A AT15832010 A AT 15832010A AT 15832010 A AT15832010 A AT 15832010A AT 510527 B1 AT510527 B1 AT 510527B1
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Viertakt-Brennkraftmaschine mit einer Motorbremse (2), mit zumindest einem über eine Nockenwelle (6) und zumindest eine Ventilhebelanordnung (5) betätigten Auslassventil (4a, 4b) pro Zylinder, sowie mit einer Einrichtung zur Vorverstellung der Auslasssteuerung, wobei die Ventilhebelanordnung (5) einen durch einen Auslassnocken (12) betätigten Auslasshebel (5b) und einen durch einen Bremsnocken (10) betätigbaren Bremshebel (5a) aufweist. Um auf möglichst einfache Weise und mit geringem Bauraum eine Motorbremse mit verdoppelten Bremsphasen zu realisieren, ist vorgesehen, dass der Bremshebel (5a) über ein zwischen Bremshebel (5a) und Bremsnocken (10) angeordnetes schaltbares erstes Übertragungsglied (9) betätigbar ist, wobei der Bremshebel (5a) in einer ersten Stellung des ersten Übertragungsgliedes (9) aktiviert und in einer zweiten Stellung des ersten Übertragungsgliedes (9) deaktiviert ist.The invention relates to a four-stroke internal combustion engine with an engine brake (2), with at least one exhaust valve (4a, 4b) operated per cylinder via a camshaft (6) and at least one valve lever arrangement (5) and with a device for advancing the exhaust control, wherein the valve lever assembly (5) has an exhaust lever (5b) actuated by an exhaust cam (12) and a brake lever (5a) operable by a brake cam (10). In order to realize a motor brake with doubled braking phases in the simplest possible way and with little installation space, it is provided that the brake lever (5a) can be actuated via a switchable first transmission element (9) arranged between brake lever (5a) and brake cam (10), wherein the Brake lever (5a) is activated in a first position of the first transmission member (9) and deactivated in a second position of the first transmission member (9).

Description

österreichisches Patentamt AT510 527 B1 2012-09-15Austrian Patent Office AT510 527 B1 2012-09-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Viertakt-Brennkraftmaschine mit einer Motorbremse, mit zumindest einem über eine Nockenwelle und zumindest eine Ventilhebelanordnung betätigten Auslassventil pro Zylinder, sowie mit einer Einrichtung zur Vorverstellung der Auslasssteuerung, wobei die Ventilhebelanordnung einen durch einen Auslassnocken betätigten Auslasshebel und einen durch einen Bremsnocken betätigbaren Bremshebel aufweist.The invention relates to a four-stroke internal combustion engine with an engine brake, with at least one actuated via a camshaft and at least one valve lever assembly exhaust valve per cylinder, and with a device for advancing the exhaust control, wherein the valve lever assembly actuated by an exhaust cam exhaust lever and a Having a brake cam operable brake lever.

[0002] Es ist bekannt, bei einer Brennkraftmaschine zusätzlich zu den Auslassventilen ein eigenes Motorbremsventil anzuordnen, welches während der Motorbremsung getaktet oder ständig geöffnet wird. Derartige Motorbremsventile werden üblicherweise hydraulisch oder pneumatisch betätigt und sind beispielsweise aus der DE 44 23 657 C2, der DE 38 39 452 C2, der DE 38 39 450 C2, der AT 004.387 U1 oder der AT 003.600 U1 bekannt. Aus der DE 41 25 831 A1 ist weiters eine Motorbremseinrichtung bekannt, deren Motorbremsventil elektrisch betätigbar ist.It is known to arrange an internal engine brake valve in addition to the exhaust valves in an internal combustion engine, which is clocked during engine braking or constantly open. Such engine brake valves are usually actuated hydraulically or pneumatically and are known, for example, from DE 44 23 657 C2, DE 38 39 452 C2, DE 38 39 450 C2, AT 004.387 U1 or AT 003.600 U1. From DE 41 25 831 A1 a motor brake device is further known, the engine brake valve is electrically actuated.

[0003] Variable Ventilbetätigungseinrichtungen für Brennkraftmaschinen sind weiters aus den Veröffentlichungen US 5,107,802 A und JP 2009-108 722 A1 bekannt.Variable valve actuators for internal combustion engines are further known from the publications US 5,107,802 A and JP 2009-108 722 A1.

[0004] Bekannte Betätigungseinrichtungen für Motorbremsventile erfordern allerdings einen relativ hohen Bauaufwand und benötigen vergleichsweise viel Platz im Zylinderkopf, welcher in vielen Fällen nur schwer bereitgestellt werden kann. Um den Zylinderdruck abzulassen, ist meist ein zusätzlicher Behälter sowie ein Hochdruckölsystem mit Hochdruckpumpe und elektrohydraulischen Ventilen für jeden Zylinder erforderlich. Zudem weisen bekannte Motorbremseinrichtung eine hohe Zahl an Einzelteilen auf, welche die Störungsanfälligkeit erhöhen und sich nachteilig auf den Fertigungsaufwand auswirken.However, known actuators for engine brake valves require a relatively high construction cost and require a comparatively large amount of space in the cylinder head, which can be difficult to provide in many cases. To drain the cylinder pressure, usually an additional container and a high pressure oil system with high pressure pump and electrohydraulic valves for each cylinder is required. In addition, known motor brake device on a high number of items, which increase the susceptibility to interference and adversely affect the manufacturing cost.

[0005] Die DE 39 36 808 A1 beschreibt eine auslassnockengesteuerte Motorbremse für Viertakt-Brennkraftmaschinen, bei der die Auslasssteuerung um ungefähr einen Arbeitshub, also einen Kurbelwinkel von etwa 180°, für die Dauer der benötigten Bremswirkung vorverstellt wird. Dadurch ergibt sich eine Verdoppelung der Bremstakte und eine Dekompression am Ende des Verdichtungstaktes, wodurch eine höhere Dauerbremswirkung erreicht werden kann.DE 39 36 808 A1 describes an exhaust cam-controlled engine brake for four-stroke internal combustion engines, in which the exhaust control is advanced by approximately one stroke, so a crank angle of about 180 °, for the duration of the required braking effect. This results in a doubling of the braking cycles and a decompression at the end of the compression stroke, whereby a higher retarding effect can be achieved.

[0006] Die US 6,000,374 A beschreibt eine Motorbremse für eine Brennkraftmaschine, bei der pro Arbeitszyklus mehrere Bremsphasen verwirklicht werden können. Dabei ist neben Ein- und Auslasskipphebel ein zusätzlicher Bremskipphebel pro Zylinder vorgesehen, der - angetrieben von einem Bremsnocken - ein Auslassventil betätigt. Alle Kipphebeln verfügen dabei über ein Hydroelement an ihrem ventilseitigen Ende. Über Solenoide kann beeinflusst werden, welche Hydroelemente mit Drucköl beaufschlagt werden und welche nicht. Dadurch wird erreicht, dass im normalen Arbeitsbetrieb der Bremskipphebel nur leer läuft und das Auslassventil über den Bremskipphebel nicht betätigt wird, weil sein Hydroelement ohne Ölversorgung die Kraft nicht übertragen kann. Die Ein- und Auslasskipphebel arbeiten im Arbeitsbetrieb, solange ihre Hydroelemente mit Öl befüllt sind. Im Bremsbetrieb werden die Hydroelemente der Auslasskipphebel deaktiviert und die Hydroelemente der Bremskipphebel aktiviert. Auf diese Weise ist es auch möglich, die Ventilbewegungen hydraulisch zu manipulieren, um eine Bremsleistungsregelung und eine Anpassung zu jeder Drehzahl zu gewährleisten. Nachteilig ist, dass ein hoher Regelungsaufwand erforderlich ist.US 6,000,374 A describes an engine brake for an internal combustion engine, in which several braking phases can be realized per working cycle. In addition to intake and Auslaßkipphebel an additional brake rocker arm per cylinder is provided which - driven by a brake cam - actuates an exhaust valve. All rocker arms have a hydro element at their valve end. Solenoids can be used to influence which hydro elements are exposed to pressurized oil and which are not. This ensures that in normal working mode, the brake rocker arm runs empty and the exhaust valve is not operated via the brake rocker arm, because its hydro element without oil supply can not transmit the force. The intake and exhaust rocker arms operate during operation as long as their hydro elements are filled with oil. In braking mode, the hydroelements of the exhaust rocker arms are deactivated and the hydroelements of the brake rocker arms are activated. In this way it is also possible to hydraulically manipulate the valve movements to ensure brake power control and adaptation to any speed. The disadvantage is that a high regulatory effort is required.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und bei einer Viertakt-Brennkraftmaschine auf möglichst einfache und platzsparende Weise verdoppelte Bremsphasen zu ermöglichen.The object of the invention is to avoid these disadvantages and to allow for a four-stroke internal combustion engine in the simplest possible and space-saving manner doubled braking phases.

[0008] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Bremshebel über ein zwischen Bremshebel und Bremsnocken angeordnetes schaltbares erstes Übertragungsglied betätigbar ist, wobei der Bremshebel in einer ersten Stellung des ersten Übertragungsgliedes aktiviert und in einer zweiten Stellung des ersten Übertragungsgliedes deaktiviert ist, wobei vorzugsweise die erste Stellung des ersten Übertragungsgliedes dem Motorbremsbetrieb und die zweite Stellung dem Fährbetrieb zugeordnet ist. 1 /12 österreichisches Patentamt AT510 527 B1 2012-09-15 [0009] Um hohe Bremsleistung zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Auslasshebel über ein zwischen dem Auslasshebel und dem Auslassnocken angeordnetes schaltbares zweites Übertragungsglied durch den Auslassnocken betätigbar ist, wobei der Auslasshebel in einer ersten Stellung des zweiten Übertragungsgliedes aktiviert und in einer zweiten Stellung des zweiten Übertragungsgliedes deaktiviert ist, wobei vorzugsweise die erste Stellung des zweiten Übertragungsgliedes dem Fährbetrieb und die zweite Stellung dem Bremsbetrieb zugeordnet ist.This is achieved according to the invention in that the brake lever is actuated via a switchable between brake lever and brake cam switchable first transmission member, wherein the brake lever is activated in a first position of the first transmission member and deactivated in a second position of the first transmission member, preferably the first position of the first transmission member is assigned to the engine braking operation and the second position the ferry operation. In order to enable high braking power, it is particularly advantageous if the outlet lever can be actuated by the outlet cam via a switchable second transmission element arranged between the outlet lever and the outlet cam, wherein the Exhaust lever is activated in a first position of the second transmission member and deactivated in a second position of the second transmission member, wherein preferably the first position of the second transmission member is assigned to the ferry operation and the second position to the braking operation.

[0010] Ein besonders weicher Übergang zwischen dem Fährbetrieb und dem Bremsbetrieb lässt sich erreichen, wenn das erste und das zweite Übertragungsglied entgegengesetzt synchron in entgegengesetzten Richtungen betätigbar sind.A particularly smooth transition between the ferry and the braking operation can be achieved when the first and the second transmission member opposite synchronously in opposite directions can be actuated.

[0011] Verdoppelte Bremsphasen können dadurch ermöglicht werden, dass der Bremsnocken in Bezug auf den Auslassnocken um etwa 90° vorauseilend phasenversetzt angeordnet ist. Um ein einfaches Umschalten vom Normalbetrieb in den Bremsbetrieb zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn das Übertragungsglied jeweils einen Übertragungsbereich und einen Freistellungsbereich aufweist, wobei in der ersten Stellung des Ubertragungsgliedes der Übertragungsbereich und in der zweiten Stellung der Freistellungsbereich zwischen dem Krafteinleitungsbereich des Bremshebels bzw. Auslasshebels und dem Bremsnocken bzw. Auslassnocken angeordnet ist. Der Übertragungsbereich kann dabei eine am Bremsnocken abwälzende Übertragungsrolle aufweist.Doubled braking phases can be made possible by the fact that the brake cam is arranged in phase offset with respect to the exhaust cam by approximately 90 ° leading. In order to enable a simple switching from normal operation in the braking operation, it is advantageous if the transmission member each having a transmission range and an exemption range, wherein in the first position of the Ubertragungsgliedes the transmission range and in the second position of the exemption range between the force introduction region of the brake lever or Outlet lever and the brake cam or exhaust cam is arranged. The transmission region can have a rolling off on the brake cam transfer role.

[0012] Eine konstruktiv einfache Deaktivierung des Bremshebels bzw. des Auslasshebels lässt sich erreichen, wenn der Freistellungsbereich eine im Wesentlichen U-för-mige Ausnehmung aufweist, welche von zwei gegenüberliegenden im Wesentlichen parallelen Schenkeln und einem diese beiden Schenkel verbindenden Steg aufgespannt ist, wobei die durch die Schenkel definierte Breite der Ausnehmung mindestens der Breite des Bremsnockens bzw. des Auslassnockens entspricht und die Tiefe der Ausnehmung durch die radiale Ausladung des umlaufenden Bremsnockens definiert ist, wobei vorzugsweise die Schenkel des Freistellungsbereiches entlang Laufbahnen der Nockenwelle beidseits des Bremsnockens bzw. Auslassnockens gleitend geführt sind.A structurally simple deactivation of the brake lever or the outlet lever can be achieved if the exemption range has a substantially U-shaped recess, which is spanned by two opposing substantially parallel legs and a connecting these two legs web, wherein the width of the recess defined by the legs corresponds at least to the width of the brake cam or the exhaust cam and the depth of the recess is defined by the radial projection of the revolving brake cam, preferably the legs of the release area sliding along camshaft raceways on either side of the brake cam and exhaust cam, respectively are guided.

[0013] Vorzugsweise wirkt der Bremshebel direkt auf den Ventilschaft eines ersten Auslassventils und der Auslasshebel indirekt über eine Ventilbrücke auf zumindest ein erstes und ein zweites Auslassventil pro Zylinder ein.Preferably, the brake lever acts directly on the valve stem of a first exhaust valve and the exhaust lever indirectly via a valve bridge to at least a first and a second exhaust valve per cylinder.

[0014] Im Rahmen der Erfindung kann weiters vorgesehen sein, dass das Übertragungsglied durch ein vorzugsweise elektrisches Betätigungsorgan zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung verschiebbar ist. In einer konstruktiv einfachen Ausführung ist dabei vorgesehen, dass das Betätigungsorgan eine Schaltwelle mit zwei um 180° versetzte Kurbelkröpfungen aufweist, wobei das erste Übertragungsglied vorzugsweise über eine erste Schubstange mit einer ersten Kurbelkröpfung und das zweite Übertragungsglied vorzugsweise über eine zweite Schubstange mit einer zweiten Kurbelkröpfung verbunden ist.In the context of the invention may further be provided that the transmission member is displaceable by a preferably electrical actuator between the first position and the second position. In a structurally simple embodiment, it is provided that the actuating member has a switching shaft with two crankshafts offset by 180 °, wherein the first transmission member is preferably connected via a first push rod with a first crank throw and the second transmission member preferably via a second push rod with a second crank throw is.

[0015] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to the figures.

[0016] Es zeigen [0017] Fig. 1 einen Zylinderkopf einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer Schrägansicht, [0018] Fig. 2 eine Motorbremse der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine in einer Schrägansicht, [0019] Fig. 3 [0020] Fig. 4 [0021] Fig. 5 [0022] Fig. 6 die Motorbremse in einer Explosionsdarstellung, die Motorbremse in einem Längsschnitt, ein Detail der Motorbremse in einer Schrägansicht, die Motorbremse in einer Arbeitsstellung bei geschlossenen Auslassventilen, 2/121 shows a cylinder head of an internal combustion engine according to the invention in an oblique view, [0018] FIG. 2 shows an engine brake of the internal combustion engine according to the invention in an oblique view, [0019] FIG. 4 [0021] FIG. 5 shows the engine brake in an exploded view, the engine brake in a longitudinal section, a detail of the engine brake in an oblique view, the engine brake in a working position with the exhaust valves closed, 2/12

österreichisches Patentamt [0023] Fig. 7 [0024] Fig. 8 [0025] Fig. 9 [0026] Fig. 10 [0027] Fig. 11 [0028] Fig. 12 bis 16 AT510 527B1 2012-09-15 die Motorbremse in der Arbeitsstellung bei geöffneten Auslassventilen, die Motorbremse in einer Bremsstellung bei geschlossenen Auslassventilen, die Motorbremse in einer Bremsstellung bei geöffnetem Auslassventil, ein Ventilhubdiagramm der Brennkraftmaschine im normalen Arbeitsbetrieb, ein Ventilhubdiagramm der Brennkraftmaschine im Bremsbetrieb undAustrian Patent Office Fig. 7 Fig. 9 Fig. 10 Fig. 11 Fig. 11 Fig. 11 AT510 527B1 2012-09-15 the engine brake in the working position with the exhaust valves open, the engine brake in a brake position with exhaust valves closed, the engine brake in a brake position with the exhaust valve open, a valve lift of the engine in normal working mode, a valve lift of the engine in braking mode and

Ventilhubdiagramme der Brennkraftmaschine für eine Übergang zwischen Arbeitsbetrieb und Bremsbetrieb.Ventilhubdiagramme the internal combustion engine for a transition between working and braking operation.

[0029] Die Fig. 1 zeigt einen Zylinderkopf 1 für die Anwendung einer erfindungsgemäßen Motorbremse 2. Die Motorbremse 2 besteht aus einer Ventilbetätigungseinrichtung 3 zum Betätigen von zwei Auslassventilen 4a, 4b pro Zylinder, wobei die Auslassventile 4a, 4b über eine Ventilhebelanordnung 5 durch eine Nockenwelle 6 betätigbar sind. Die Ventilhebelanordnung 5 weist einen Bremshebel 5a und einen Auslasshebel 5b auf, welche um eine gemeinsame Achse 5' schwenkbar gelagert sind. Der Auslasshebel 5b wirkt dabei über eine Ventilbrücke 7 auf beide Auslassventile 4a, 4b ein. Die Führung der Ventilbrücke 7 im Zylinderkopf 1 ist mit 7a bezeichnet. Der Bremshebel 5a dagegen wirkt über ein Stößelelement 8 direkt nur auf den Ventilschaft 4a' des ersten Auslassventils 4a ein.The engine brake 2 consists of a valve actuator 3 for actuating two exhaust valves 4a, 4b per cylinder, the exhaust valves 4a, 4b via a valve lever assembly 5 by a Camshaft 6 can be actuated. The valve lever assembly 5 has a brake lever 5a and an outlet lever 5b, which are pivotally mounted about a common axis 5 '. The outlet lever 5b acts via a valve bridge 7 on both exhaust valves 4a, 4b. The leadership of the valve bridge 7 in the cylinder head 1 is denoted by 7a. By contrast, the brake lever 5a acts directly on the valve stem 4a 'of the first exhaust valve 4a via a plunger element 8.

[0030] Der Bremshebel 5a wird über ein erstes Übertragungsglied 9 durch einen Bremsnocken 10, der Auslasshebel 5b über ein zweites Übertagungsglied 11 durch den Auslassnocken 12 der Nockenwelle 6 betätigt. Jedes der beiden Übertragungsglieder 9, 11 ist zwischen einer Bremsstellung und einer Arbeitsstellung um die Nockenwelle 6 verschiebbar, wobei das Umschalten der Übertragungsglieder 9, 11 durch ein Betätigungsorgan 13 erfolgt. Das Betätigungsorgan 13 weist eine Schaltwelle 14 mit zwei um 180“zueinander versetzten Kurbelkröpfungen 14a, 14b auf, an welchen Schubstangen 15, 16 angreifen, welche gelenkig mit den Übertragungsgliedern 9, 11 verbunden sind. Die Verdrehung der Schaltwelle 14 erfolgt beispielsweise über einen Elektromotor 13a mit Schneckenantrieb 13b.The brake lever 5a is actuated via a first transmission member 9 by a brake cam 10, the exhaust lever 5b via a second transmission member 11 through the exhaust cam 12 of the camshaft 6. Each of the two transmission members 9, 11 is displaceable between the brake position and a working position about the camshaft 6, wherein the switching of the transmission members 9, 11 takes place by an actuator 13. The actuating member 13 has a switching shaft 14 with two offset by 180 "to each other crankshaft 14a, 14b, to which push rods 15, 16 attack, which are hingedly connected to the transmission members 9, 11. The rotation of the switching shaft 14 takes place for example via an electric motor 13a with worm drive 13b.

[0031] Jedes Übertragungsglied 9, 11 weist einen Übertragungsbereich 9a mit einer Übertragungswalze 17, sowie einen Freistellungsbereich 9b mit einer im Wesentlichen U-förmigen Ausnehmung 19, 20 auf, wobei jede Ausnehmung 19, 20 durch zwei parallele Schenkel 19a, 19b; 20a, 20b, sowie einen die beiden Schenkel 19a, 19b; 20a, 20b verbindenden Steg 19c; 20c begrenzt ist. Die durch den Abstand der beiden Schenkel 19a, 19b; 20a, 20b definierte Breite der Ausnehmung entspricht mindestens der Breite b des Bremsnockens 10 bzw. Auslassnockens 12. Jedes Übertragungsglied 9, 11 wird durch eine im Freistellungsbereich 9b angreifende Feder 21, 22 gegen die Nockenwelle 6 gedrückt, wobei die Übertragungsrollen 17, 18 am Bremsnocken 10 bzw. Auslassnocken 12 aufliegen und abrollen. Die Kraft der Federn 21, 22 hebt die beiden Schenkel 19a, 19b; 20a, 20b geringfügig von den Führungsbahnen 23, 24, 25 an, weil ein Ventilspiel am ventilseitigen Enden der Brems- und Auslasshebel 5a, 5b eingestellt ist. Wenn aber ein Auslassventil 4a, 4b betätigt wird, liegt der entsprechende Schenkel 19a, 19b; 20a, 20b sofort an den Führungsbahnen 23, 24, 25 an.Each transmission member 9, 11 has a transmission region 9a with a transfer roller 17, and an exemption region 9b with a substantially U-shaped recess 19, 20, wherein each recess 19, 20 by two parallel legs 19a, 19b; 20a, 20b, and one the two legs 19a, 19b; 20a, 20b connecting web 19c; 20c is limited. The distance between the two legs 19a, 19b; 20a, 20b defined width of the recess corresponds at least to the width b of the brake cam 10 and exhaust cam 12. Each transmission member 9, 11 is pressed by an acting in the exemption area 9b spring 21, 22 against the camshaft 6, wherein the transfer rollers 17, 18 on the brake cam 10 and exhaust cam 12 rest and roll. The force of the springs 21, 22 lifts the two legs 19a, 19b; 20a, 20b slightly from the guideways 23, 24, 25, because a valve clearance at the valve-side ends of the brake and exhaust levers 5a, 5b is set. But when an outlet valve 4a, 4b is actuated, the corresponding leg 19a, 19b; 20a, 20b immediately to the guideways 23, 24, 25 at.

[0032] Im normalen Fährbetrieb ist der Bremshebel 5a deaktiviert und der Auslasshebel 5b aktiviert. Im Bremsbetrieb mit voller Bremsleistung dagegen ist der Bremshebel 5a aktiviert und der Auslasshebel 5b deaktiviert. Die Aktivierung des Bremshebels 5a erfolgt indem das Übertragungsglied 9 aus der in den Fig. 6 und 7 dargestellten zweiten Stellung, welche einer Deaktivierungsstellung für den Bremshebel 5a entspricht, in die aus den Fig. 8 und 9 ersichtliche erste Stellung gebracht wird, welche einer Aktivierungslage für den Bremshebel 5a entspricht. Gleichzeitig wird synchron das zweite Übertragungsglied 11 aus der in Fig. 6 und 7 eingezeichneten erste Stellung, welche einer Aktivierungsstellung für den Auslasshebel 5b entspricht, in die aus Fig. 8 und 9 hervorgehende zweite Stellung gebracht, welche einer Deaktivierungsstellung für den Auslasshebel 5b entspricht. 3/12 österreichisches Patentamt AT510 527B1 2012-09-15 [0033] In der Aktivierungsstellung des Bremshebels 5a bzw. des Auslasshebels 5b wird das erste bzw. zweite Übertragungsglied 9, 11 so verschoben, dass der Übertragungsbereich 9a bzw. 11a zwischen dem durch die Hebelrolle 5a' bzw. 5b' definierten Krafteinleitungsbereich des Bremshebels 5a bzw. Auslasshebels 5b und der Nockenwelle 6 zu liegen kommt. Dadurch wird der jeweilige Hub zu Folge des Bremsnockens 10 bzw. Auslassnockens 12 über die Übertragungsrolle 17, 18 und den Steg 19c, 20c auf die Hebelrolle 5a', 5b' des Bremshebels 5a bzw. Auslasshebels 5b übertragen.In normal ferry operation, the brake lever 5a is deactivated and the outlet lever 5b is activated. In braking mode with full braking power, however, the brake lever 5a is activated and the outlet lever 5b is deactivated. The activation of the brake lever 5a is effected by the transmission member 9 from the second position shown in FIGS. 6 and 7, which corresponds to a deactivation position for the brake lever 5a, in which from Figs. 8 and 9 apparent first position is brought, which an activation position for the brake lever 5a corresponds. At the same time synchronously, the second transmission member 11 from the drawn in Fig. 6 and 7 first position, which corresponds to an activation position for the outlet lever 5b, brought into the resulting from Fig. 8 and 9 second position, which corresponds to a deactivation position for the outlet lever 5b. In the activation position of the brake lever 5a or of the outlet lever 5b, the first or second transmission member 9, 11 is displaced so that the transmission range 9a or 11a between the by the Lever roller 5a 'and 5b' defined force introduction region of the brake lever 5a and exhaust lever 5b and the camshaft 6 comes to rest. As a result, the respective stroke due to the brake cam 10 or exhaust cam 12 is transmitted via the transfer roller 17, 18 and the web 19c, 20c to the lever roller 5a ', 5b' of the brake lever 5a and outlet lever 5b.

[0034] Bei Deaktivierung des jeweiligen Bremshebels 5a bzw. Auslasshebels 5b dagegen wird das Übertragungsglied 9, 11 in die jeweilige Deaktivierungsstellung verschoben, in welcher der Freistellungsbereich 9b, 11b zwischen der Hebelrolle 5a', 5b' und der Nockenwelle 6 zu liegen kommt. Die jeweilige Erhebung des Bremsnockens 10 bzw. Auslassnockens 12 läuft somit ungehindert durch die Ausnehmung 19, 20 der Übertragungsglieder 9, 11, ohne dass der Bremshebel 5a bzw. Auslasshebel 5b ausgelenkt wird.When deactivating the respective brake lever 5a and outlet lever 5b, however, the transmission member 9, 11 is moved to the respective deactivation position, in which the exemption range 9b, 11b between the lever roller 5a ', 5b' and the camshaft 6 comes to rest. The respective elevation of the brake cam 10 or exhaust cam 12 thus runs unhindered through the recess 19, 20 of the transmission links 9, 11, without the brake lever 5a or exhaust lever 5b being deflected.

[0035] Fig. 6 zeigt die Ventilbetätigungseinrichtung 3 während des normalen Fährbetriebes, wobei beide Auslassventile 4a, 4b geschlossen sind. Der Bremshebel 5a ist deaktiviert, wobei sich das erste Übertragungsglied 9 in der eine Deaktivierungslage bildenden zweiten Stellung befindet. Während des Auslassventilhubes werden durch den Auslasshebel 5b über die Ventilbrücke 7 beide Auslassventile 4a, 4b in konventioneller Weise geöffnet.Fig. 6 shows the valve actuator 3 during the normal ferry operation, wherein both exhaust valves 4a, 4b are closed. The brake lever 5a is deactivated, wherein the first transmission member 9 is in the deactivating position forming second position. During the Auslassventilhubes both exhaust valves 4a, 4b are opened by the exhaust lever 5b via the valve bridge 7 in a conventional manner.

[0036] Fig. 8 zeigt die Ventilbetätigungseinrichtung 3 im Motorbremsbetrieb, wobei der Bremshebel 5a aktiviert und der Auslasshebel 5b deaktiviert ist. Das erste Übertragungsglied 9 befindet sich dabei in seiner ersten Stellung, welche eine Aktivierungslage für den Bremshebel 5a bildet. Das zweite Übertragungsglied 11 befindet sich in seiner zweiten Stellung in welcher der Auslasshebel 5b deaktiviert ist. In Fig. 8 sind beide Auslassventile 4a, 4b geschlossen.Fig. 8 shows the valve operating device 3 in the engine braking operation, wherein the brake lever 5a is activated and the outlet lever 5b is deactivated. The first transmission member 9 is in its first position, which forms an activation position for the brake lever 5a. The second transmission member 11 is in its second position in which the outlet lever 5b is deactivated. In Fig. 8, both exhaust valves 4a, 4b are closed.

[0037] Bei Umdrehung der Nockenwelle 3 durchfährt der Auslassnocken 12 die Ausnehmung 20 des zweiten Übertragungsgliedes 11, wodurch es zu keiner Auslenkung des Auslasshebels 5b kommt. Da der Übertragungsbereich 9a des ersten Übertragungsgliedes 9 zwischen der Hebelrolle 5a' des Bremshebels 5a und der Nockenwelle 6 angeordnet ist, wird der Nockenhub des Bremsnockens 10 inklusive dem Nockenhub des Zusatznockens 10a über die Übertragungsrolle 17 und den Steg 9c direkt auf den Bremshebel 5a übertragen. Die Auslenkung des Bremshebels 5a wird über den Stößel 8 an den Ventilschaft 4a' des ersten Auslassventils 4a weitergeleitet, wodurch dieses geöffnet wird, wie in Fig. 9 dargestellt ist.Upon rotation of the camshaft 3 passes through the exhaust cam 12, the recess 20 of the second transmission member 11, whereby there is no deflection of the outlet lever 5b. Since the transmission portion 9a of the first transmission member 9 is interposed between the lever roller 5a 'of the brake lever 5a and the cam shaft 6, the cam lift of the brake cam 10 including the cam lift of the auxiliary cam 10a is directly transmitted to the brake lever 5a via the transmission roller 17 and the ridge 9c. The deflection of the brake lever 5a is transmitted via the plunger 8 to the valve stem 4a 'of the first exhaust valve 4a, whereby it is opened, as shown in Fig. 9.

[0038] In den Fig. 10 bis 16 sind jeweils Ventilhübe h über dem Kurbelwinkel KW aufgetragen, wobei Hubkurven für Einlassventile mit E und für Auslassventile mit A bezeichnet sind. Weiters ist mit Ai die Hubkurve des ersten Auslassventils 4a und mit A2 die Hubkurve der Ventilbrücke 7 und somit auch der beiden Auslassventile 4a und 4b bezeichnet.In FIGS. 10 to 16, valve strokes h are respectively plotted against the crank angle KW, wherein lift curves for intake valves are denoted by E and exhaust valves are designated by A. Furthermore, Ai is the lifting curve of the first exhaust valve 4a and A2 the lifting curve of the valve bridge 7 and thus also the two exhaust valves 4a and 4b.

[0039] Fig. 10 zeigt die Ventilhübe h für den normalen Fährbetrieb, wobei untere Totpunkte mit UT, obere Totpunkte des Ladungswechsels mit OT und obere Totpunkte der Zündung mit ZOT bezeichnet sind.Fig. 10 shows the valve strokes h for the normal ferry operation, wherein bottom dead centers with UT, top dead centers of the charge exchange with TDC and top dead centers of the ignition are designated ZOT.

[0040] In Fig. 11 sind die Hubkurven h für Einlass- und Auslassventile E, A für den Bremsbetrieb dargestellt. Die Expansionsphase ist mit Ti, die Ausschubphase mit T2, die Ansaugphase mit T3 und die Kompressionsphase mit T4 bezeichnet. Der Bremshebel 5a ist dabei durch die erste Stellung des ersten Übertragungsgliedes 9 aktiviert, der Auslasshebel 5b durch zweite Stellung des zweiten Übertragungsgliedes 11 deaktiviert. Deutlich ist ersichtlich, dass es zu einer Öffnung des ersten Auslassventils 4a während der Expansionsphase kommt.In Fig. 11, the lift curves h are shown for intake and exhaust valves E, A for the braking operation. The expansion phase is denoted by Ti, the extension phase by T2, the suction phase by T3 and the compression phase by T4. The brake lever 5 a is activated by the first position of the first transmission member 9, the outlet lever 5 b is deactivated by the second position of the second transmission member 11. It can clearly be seen that there is an opening of the first exhaust valve 4a during the expansion phase.

[0041] Da der Bremsnocken 10 neben der Haupterhebung noch einen Zusatznocken 10a aufweist, erfolgt ein zweimaliges Öffnen des ersten Auslassventils 4a, wobei die zweite Öffnung im Bereich des oberen Totpunktes OT des Ladungswechsel durchgeführt wird. Diese zweite Öffnung des Auslassventils 4a ermöglicht eine lastfreie Öffnung der Einlassventile.Since the brake cam 10 next to the main elevation still has an additional cam 10a, there is a two-time opening of the first exhaust valve 4a, wherein the second opening is performed in the region of the top dead center OT of the charge cycle. This second opening of the exhaust valve 4a allows a no-load opening of the intake valves.

[0042] In der Expansionsphase Ti erfolgt ein hoher Ventilhub des Auslassventils 4a mit großem Öffnungsquerschnitt, wodurch ein guter Füllungsgrad und somit ein hoher Kompressionsdruck am Anfang der Ausschubphase erzielt werden kann. Da sowohl in der Ausschub- als auch in 4/12In the expansion phase Ti is a high valve lift of the exhaust valve 4a with a large opening cross-section, whereby a good degree of filling and thus a high compression pressure at the beginning of the Ausschubphase can be achieved. Because both in the ejection and in 4/12

Claims (14)

österreichisches Patentamt AT510 527 B1 2012-09-15 der Kompressionsphase T2, T4 eine Bremswirkung erfolgt, wird eine hohe Bremsleistung ermöglicht. [0043] Die Fig. 12 bis 16 zeigen den Übergang zwischen normalem Fährbetrieb und vollem Motorbremsbetrieb, wobei die Bremsleistung mit B bezeichnet ist. Fig. 12 entspricht dabei dem normalen Fährbetrieb mit 0% Bremsleistung B. Von Fig. 12 bis Fig. 16 wird die Bremsleistung B in Schritten von jeweils etwa 25% größer. [0044] Die Bremsleistung B ist dabei proportional zum Bereich At des Kurbelwinkels während eines Arbeitszyklus, welche sich aus At=Ati+At2-At3 ermittelt. Dadurch, dass die Aktivierung des Bremshebels 5a synchron zur Deak-tivierung des Auslasshebels 5b erfolgt, wird ein weicher Übergang zwischen Fahr-und Bremsbetrieb und umgekehrt ermöglicht. Patentansprüche 1. Viertakt-Brennkraftmaschine mit einer Motorbremse (2), mit zumindest einem über eine Nockenwelle (6) und zumindest eine Ventilhebelanordnung (5) betätigten Auslassventil (4a, 4b) pro Zylinder, sowie mit einer Einrichtung zur Vorverstellung der Auslasssteuerung, wobei die Ventilhebelanordnung (5) einen durch einen Auslassnocken (12) betätigten Auslasshebel (5b) und einen durch einen Bremsnocken (10) betätigbaren Bremshebel (5a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremshebel (5a) über ein zwischen Bremshebel (5a) und Bremsnocken (10) angeordnetes schaltbares erstes Übertragungsglied (9) betätigbar ist, wobei der Bremshebel (5a) in einer ersten Stellung des ersten Übertragungsgliedes (9) aktiviert und in einer zweiten Stellung des ersten Übertragungsgliedes (9) deaktiviert ist.Austrian Patent Office AT510 527 B1 2012-09-15 the compression phase T2, T4 is a braking effect, a high braking performance is possible. Figs. 12 to 16 show the transition between normal ferry operation and full engine braking operation, wherein the braking power is designated B. FIG. 12 corresponds to the normal ferry operation with 0% braking power B. From FIG. 12 to FIG. 16, the braking power B increases in steps of approximately 25% in each case. The braking power B is proportional to the range At of the crank angle during a work cycle, which is determined from At = Ati + At2-At3. Characterized in that the activation of the brake lever 5a takes place synchronously with the deactivation of the outlet lever 5b, a smooth transition between driving and braking operation and vice versa is made possible. 1. Four-stroke internal combustion engine with an engine brake (2), with at least one via a camshaft (6) and at least one valve lever assembly (5) actuated exhaust valve (4a, 4b) per cylinder, and with a device for Vorverstellung the exhaust control, wherein the A valve lever arrangement (5) has an exhaust lever (5b) actuated by an exhaust cam (12) and a brake lever (5a) which can be actuated by a brake cam (10), characterized in that the brake lever (5a) is connected via a brake lever (5a) and brake cam (5a). 10) arranged switchable first transmission member (9) is operable, wherein the brake lever (5a) is activated in a first position of the first transmission member (9) and deactivated in a second position of the first transmission member (9). 2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasshebel (5b) über ein zwischen dem Auslasshebel (5b) und dem Auslassnocken (12) angeordnetes schaltbares zweites Übertragungsglied (11) durch den Auslassnocken (12) betätigbar ist, wobei der Auslasshebel (5b) in einer ersten Stellung des zweiten Übertragungsgliedes (11) aktiviert und in einer zweiten Stellung des zweiten Übertragungsgliedes (11) deaktiviert ist.2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the outlet lever (5b) via a between the outlet lever (5b) and the exhaust cam (12) arranged switchable second transmission member (11) through the exhaust cam (12) is operable, wherein the outlet lever ( 5b) is activated in a first position of the second transmission member (11) and deactivated in a second position of the second transmission member (11). 3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stellung des ersten Übertragungsgliedes (9) dem Motorbremsbetrieb und die zweite Stellung dem Fährbetrieb zugeordnet ist.3. Internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized in that the first position of the first transmission member (9) is associated with the engine braking operation and the second position the ferry operation. 4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stellung des zweiten Übertragungsgliedes (11) dem Fährbetrieb und die zweite Stellung dem Bremsbetrieb zugeordnet ist.4. Internal combustion engine according to claim 2 or 3, characterized in that the first position of the second transmission member (11) is assigned to the ferry operation and the second position to the braking operation. 5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Übertragungsglied (9, 11) entgegengesetzt synchron in entgegengesetzten Richtungen betätigbar sind.5. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first and the second transmission member (9, 11) are synchronously actuated in opposite directions in opposite directions. 6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsnocken (10) in Bezug auf den Auslassnocken (12) um etwa 90° vorauseilend phasenversetzt angeordnet ist.6. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the brake cam (10) with respect to the exhaust cam (12) is arranged in phase offset by about 90 ° leading. 7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (9, 11) jeweils einen Übertragungsbereich (9a, 11a) und einen Freistellungsbereich (9b, 11b) aufweist, wobei in der ersten Stellung des Übertragungsgliedes (9, 11) der Übertragungsbereich (9a, 11a) und in der zweiten Stellung des Übertragungsgliedes (9, 11) der Freistellungsbereich (9b, 11b) zwischen dem Krafteinleitungsbereich des Bremshebels (5a) und dem Bremsnocken (10) bzw. Auslassnocken (12) angeordnet ist. 5/12 österreichisches Patentamt AT 510 527 B1 2012-09-157. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 6, characterized in that the transmission member (9, 11) each have a transmission region (9a, 11a) and an exemption range (9b, 11b), wherein in the first position of the transmission member (9, 11) of the transmission region (9a, 11a) and in the second position of the transmission member (9, 11) of the exemption range (9b, 11b) between the force introduction region of the brake lever (5a) and the brake cam (10) and exhaust cam (12) is arranged , 5/12 Austrian Patent Office AT 510 527 B1 2012-09-15 8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ubertragungsbereich (9a, 11a) eine am Bremsnocken (10) bzw. Auslassnocken (12) abwälzende Übertragungsrolle (17, 18) aufweist.8. Internal combustion engine according to claim 7, characterized in that the transmission region (9a, 11a) on the brake cam (10) and exhaust cam (12) abrolling transfer roller (17, 18). 9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Freistellungsbereich (9b, 11b) eine im Wesentlichen U-förmige Ausnehmung (19, 20) aufweist, welche von zwei im Wesentlichen parallelen gegenüberliegenden Schenkeln (19a, 19b; 20a, 20b) und einem diese beiden Schenkel (19a, 19b; 20a, 20b) verbindenden Steg (19c, 20c) aufgespannt ist, wobei die durch die Schenkel (19a, 19b; 20a, 20b) definierte Breite der Ausnehmung (19, 20) mindestens der Breite (b) des Bremsnockens (10) bzw. Auslassnockens (12) entspricht und die Tiefe der Ausnehmung (19, 20) durch die radiale Ausladung des umlaufenden Bremsnockens (10) bzw. Auslassnockens (12) definiert ist.9. Internal combustion engine according to claim 7 or 8, characterized in that the release area (9b, 11b) has a substantially U-shaped recess (19, 20) which of two substantially parallel opposite legs (19a, 19b, 20a, 20b ) and one of these two legs (19a, 19b, 20a, 20b) connecting web (19c, 20c) is clamped, wherein the by the legs (19a, 19b, 20a, 20b) defined width of the recess (19, 20) at least the Width (b) of the brake cam (10) and exhaust cam (12) corresponds and the depth of the recess (19, 20) by the radial projection of the rotating brake cam (10) and exhaust cam (12) is defined. 10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (19a, 19b; 20a, 20b) des Freistellungsbereiches (9b, 11b) entlang Führungsbahnen (23, 24, 25) der Nockenwelle (3) beidseits des Bremsnockens (10) bzw. Auslassnockens (12) gleitend geführt sind.10. Internal combustion engine according to one of claims 7 to 9, characterized in that the legs (19a, 19b, 20a, 20b) of the release area (9b, 11b) along guide tracks (23, 24, 25) of the camshaft (3) on both sides of the brake cam (10) and exhaust cam (12) are slidably guided. 11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremshebel (5a) direkt auf den Ventilschaft (4a') eines ersten Auslassventils (4a) einwirkt.11. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 10, characterized in that the brake lever (5a) acts directly on the valve stem (4a ') of a first exhaust valve (4a). 12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasshebel (5b) indirekt über eine Ventilbrücke (7) auf zumindest ein erstes und ein zweites Auslassventil (4a, 4b) pro Zylinder einwirkt.12. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 11, characterized in that the outlet lever (5b) acts indirectly via a valve bridge (7) on at least a first and a second exhaust valve (4a, 4b) per cylinder. 13. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (9, 11) durch ein vorzugsweise elektrisches Betätigungsorgan (13) zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung verschiebbar ist.13. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 12, characterized in that the transmission member (9, 11) by a preferably electric actuator (13) is displaceable between the first position and the second position. 14. Brennkraftmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsorgan (13) eine Schaltwelle (14) mit zwei um 180° versetzte Kurbelkröpfungen (14a, 14b) aufweist, wobei das erste Übertragungsglied (9) vorzugsweise über eine erste Schubstange (15) mit einer ersten Kurbelkröpfung (14a) und das zweite Übertragungsglied (11) vorzugsweise über eine zweite Schubstange (16) mit einer zweiten Kurbelkröpfung (14b) verbunden ist. Hierzu 6 Blatt Zeichnungen 6/1214. Internal combustion engine according to claim 13, characterized in that the actuating member (13) has a switching shaft (14) with two offset by 180 ° crankcases (14a, 14b), wherein the first transmission member (9) preferably via a first push rod (15) with a first crank throw (14a) and the second transfer member (11) preferably via a second push rod (16) with a second crank throw (14b) is connected. For this 6 sheets drawings 6/12
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