DE10038916A1 - Kolbenbrennkraftmaschine mit Gaswechselventilen, die zur Erzeugung einer zusätzlichen Bremsleistung steuerbar sind - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kolbenbrennkraftmaschine mit Gaseinlaßventilen (2) und Gasauslaßventilen (3), die über Nockenwellen (N) betätigbar sind, wobei die einzelnen Nocken (6, 7) den Nockenwellen (N) als Steuerkontur (10) eine Grundkreiskontur (11) und eine die Grundkreiskontur (11) radial überragende Nockenkontur (12) aufweisen und wobei für zumindest einen Teil zumindest der Gasauslaßventile (3) an den zugeordneten Nocken (7) jeweils ein Konturkörper mit wenigstens einer zusätzlichen Nockenkontur (15) angeordnet ist, der mittels einer Stelleinrichtung in eine die Grundkreiskontur (11) des Nockens (7) überragende Aktivstellung bringbar ist.

Description

Durch Kolbenbrennkraftmaschinen angetriebene Nutzfahrzeuge mit einem hohen Gesamtgewicht müssen außer den Betriebs- und Feststellbremsen eine zusätzliche Einrichtung aufweisen, mit der die Geschwindigkeit des Fahrzeuges auch ohne Benutzung der Betriebsbremsen, wenn auch nicht bis zum Stillstand, durch Dauerbremswirkung verringert werden kann. Dies kann beispielsweise durch sogenannte Auspuffbremsen erzielt wer­ den, bei denen in der Abgasleitung eine ansteuerbare Drossel­ klappe angeordnet ist, durch die der Abgasrückdruck erhöht und somit eine Bremsleistung erzielt wird. Dies führt jedoch nur bei hohen Motordrehzahlen zu einer spürbaren Bremslei­ stung. Im Normalbetrieb ist die durch den Einsatz einer Ab­ gasklappe mögliche Bremsleistung sehr begrenzt.

Bei einer Kolbenbrennkraftmaschine mit Selbstzündung, bei der für einen Schubbetrieb die Kraftstoffzufuhr auf die Leerlauf­ menge reduziert oder gar vollständig abgeschaltet werden kann, bietet es sich an, für einen Motorbremsbetrieb anstelle oder zusätzlich zu einer im Abgastrakt angeordneten Drossel­ klappe an den einzelnen Zylindern wenigstens ein Gasauslaß­ ventil wenigstens einmal in der Kompressionsphase außerhalb des über die Nockenwelle vorgegebenen Öffnungszyklus zu betä­ tigen. Diese zusätzliche Öffnung erfolgt in der Kompressi­ onsphase, so daß der komprimierte Zylinderinhalt in die Ab­ gasleitung entweichen kann und nach dem Schließen des Gasaus­ laßventils und dem Überschreiten des oberen Totpunktes nicht mehr nach Art einer Gasfeder als Kraftwirkung auf den Kolben zur Verfügung steht.

Um dies zu erreichen, ist in WO96/05415 vorgeschlagen, bei einigen, zweckmäßigerweise aber bei allen Zylindern jeweils einen Aktuator vorzusehen, der außerhalb der durch die Noc­ kenwelle vorgegebenen Steuerzeiten angesteuert werden kann und so in der Kompressionsphase das Gasauslaßventil öffnen kann. Ein derartiger gesonderter, vorzugsweise elektromagne­ tischer Aktuator besitzt auf der einen Seite den Vorteil, daß er über eine entsprechende Steuereinrichtung während der Kom­ pressionsphase das Gasauslaßventil mehrfach zu öffnen vermag, so daß praktisch die Kompressionsarbeit während des gesamten Öffnungshubes genutzt werden kann, ohne daß in den Zylinder­ räumen unzulässig hohe Drücke auftreten. Der Nachteil dieser Anordnung besteht in einem erheblichen Bauaufwand, da für je­ den Zylinder ein entsprechender Aktuator vorgesehen werden muß, der über eine zusätzliche elektrische Steuereinrichtung anzusteuern ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Kolben­ brennkraftmaschine mit nockenwellengesteuerten Gaswechselven­ tilen so zu gestalten, daß die notwendige zusätzliche Öffnung der Gasauslaßventile für einen Bremsbetrieb unmittelbar über die Nocken der die Gasauslaßventile betätigenden Nockenwelle bewirkt werden kann.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird eine Kolbenbrennkraft­ maschine vorgeschlagen mit Gaseinlaßventilen und Gasauslaß­ ventilen, die über Nockenwellen betätigbar sind, wobei die einzelnen Nocken der Nockenwellen als Steuerkontur eine Grundkreiskontur und eine die Grundkreiskontur radial übera­ gende Nockenkontur aufweisen und wobei für zumindest einen Teil zumindest der Gasauslaßventile an den zugeordneten Noc­ ken jeweils ein Konturkörper mit wenigstens einer zusätzli­ chen Nockenkontur angeordnet ist, der mittels einer Stellein­ richtung in eine die Grundkreiskontur des Nockens überragende Aktivstellung bringbar ist. Durch die Anordnung eines derar­ tigen zusätzlichen Konturkörpers, der in bezug auf seine Steuerkontur so ausgelegt werden kann, daß sich für das Gas­ auslaßventil während des Kompressionshubes bei Aktivierung eine definierte Öffnungscharakteristik für das Gasauslaßven­ til ergibt, ist es möglich, in einfacher Weise über die Noc­ kenwellen unmittelbar durch Ausnutzen der vom Fahrzeuge auf­ gebrachten Verdichtungsleistung als Bremsleistung gezielt zu nutzen, wobei auch bei niedrigeren Drehzahlen der Kolben­ brennkraftmaschine eine spürbare Bremsleistung gegeben ist.

Die Anordnung eines gesonderten, eine definierte Öffnungscha­ rakteristik bewirkenden Konturkörpers bietet darüber hinaus den Vorteil, daß sowohl hinsichtlich Material wie auch hin­ sichtlich der Größe die zwischen dem Nocken und dem üblicher­ weise als Hebeltrieb ausgebildeten Ventilhebel auftretenden Kräfte und den daraus resultierenden Flächenpressungen bis hin zur Stelleinrichtung aufzunehmen.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Konturkörper im Nocken radial bewegbar gelagert ist und als Stelleinrichtung eine auf den Konturkörper wirkende Stützfe­ der und ein von außen betätigbares Riegelelement vorgesehen sind durch das der Konturkörper in seiner die Grundkreiskon­ tur überragenden Aktivstellung fixierbar ist. Diese Ausge­ staltung bietet den Vorteil, daß auch während des normalen Fahrbetriebs über die Stützfeder der am Nocken radial beweg­ bar gelagerte Konturkörper mit einer üblicherweise am Ventil­ hebel angeordneten Übertragungsrolle in Kontakt bleibt. Soll dann die Kolbenbrennkraftmaschine als Dauerbremse geschaltet werden, kann in einem relativ großen Zeitfenster über die Stelleinrichtung der Konturkörper in seiner Aktivstellung fi­ xiert werden, ohne daß hierzu größere Stellkräfte aufgebracht werden müssen, als sie zur Betätigung des Stellmittels selbst notwendig sind.

In zweckmäßiger Ausgestaltung ist hierbei vorgesehen, daß das Riegelelement durch eine in der Nockenwelle längsverschiebbar oder drehbar gelagerte Riegelstange gebildet wird, über die der Konturkörper an einem oder mehreren Nocken mit einem Stelleingriff in seiner Aktivstellung fixierbar ist. Eine längsverschiebbare Riegelstange hat hierbei den Vorteil, daß die Riegelstange in ihrer Zuordnung zu den einzelnen Kontur­ körpern über ihre Schiebelagerung definiert gehalten werden kann, so daß durch einfaches Längsverschieben das Ver- und das Entriegeln vorgenommen werden kann, ohne daß es hierzu einer komplizierten Kupplung zwischen der drehenden Riegel­ stange und dem stehenden Stellantrieb bedarf. Eine drehbar in der Nockenwelle gelagerte Riegelstange läuft mit der Nocken­ welle gleichsinnig um, so daß für den Stelleingriff vom ste­ henden Stellantrieb ein Drehmoment aufgebracht werden muß, das die drehbar in der Nockenwelle gelagerte Riegelstange re­ lativ zur Nockenwelle im Betrieb in die Verriegelungsstellung und auch wieder in die Entriegelungsstellung verdreht und so ausgestaltet sein muß, daß die Riegelstange in der jeweiligen Schaltstellung bei drehender Nockenwelle gehalten wird.

Bei den vorstehend genannten Ausführungsformen ist der Kon­ turkörper im Nocken radial verschiebbar oder in radialer Richtung, d. h. senkrecht zur Drehachse verschwenkbar ange­ ordnet.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Konturkörper mit seiner zusätzlichen Nockenkontur koaxial zur Nockenwelle und relativ zum Nocken verdrehbar ge­ lagert ist und mittels der Stelleinrichtung durch Verdrehen gegenüber dem Nocken in seine Aktivstellung bringbar ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß der Konturkörper fest mit der die Nockenwelle in Längsrichtung durchsetzenden stangenförmigen Stelleinrichtung verbunden sein kann und so­ mit unmittelbar über den Stellantrieb praktisch spielfrei be­ tätigt werden kann. Da auch hier die stangenförmige Stellein­ richtung mit der Nockenwelle umläuft, muß zwischen dem Stel­ lantrieb und der stangenförmigen Stelleinrichtung eine ent­ sprechende Kraftübertragungseinrichtung vorgesehen sein, die bei Aktivierung den Konturkörper für die Dauer der Aktivie­ rungszeit in seiner Aktivstellung hält.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Konturkörper mit seiner zusätzlichen Nockenkontur in bezug auf seine Zuordnung zur Nockenkontur des Nockens starr mit diesem Verbunden ist und durch relatives Verschieben des Nockens oder der Nockenwelle gegenüber dem zu betätigenden Gasauslaßventil mittels einer Stelleinrichtung mit dem Gas­ auslaßventil in Wirkverbindung bringbar ist. Bei dieser Aus­ gestaltung handelt es sich praktisch um einen doppelt breiten Nocken, der auf einer "Arbeitsbreite" neben seiner Normalkon­ tur eine zusätzliche, zweckmäßig stoffschlüssig mit dem Noc­ ken verbundene Nockenkontur aufweist, so daß bei einem Längs­ verschieben des Nockens oder der Nockenwelle während einer Bewegungsphase, in der der Ventiltrieb nur mit dem Grundkreis Kontakt hat, aus dem normalen Arbeitsbetrieb in den Bremsbe­ trieb geschoben werden kann und so die vorgeschriebene zu­ sätzliche Öffnung des zugehörigen Gasauslaßventils während der Kompressionsphase bewirken kann.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen von Aus­ führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch den Ventilbereich an einem Zylinder einer Kolbenbrennkraftmaschine,

Fig. 2 in größerem Maßstab im Schnitt einen Nocken mit beweg- und fixierbarer zusätzlicher Nockenkontur,

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Konturfläche des Nockens in Fig. 2,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Nocken gem. der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 einen gegenüber der Ausführungsform gem. Fig. 2 bis 4 abgewandelte Ausführungsform im Schnitt,

Fig. 6 einen Längsschnitt gem. der Linie VI-VI in Fig. 5,

Fig. 7 eine Ausführungsform mit schwenkbar im Nocken gelagertem Konturkörper,

Fig. 8 eine Aufsicht auf die Konturfläche der Ausfüh­ rungsform gem. Fig. 7,

Fig. 9 eine Ausführungsform mit koaxial zum Nocken ver­ drehbar gelagertem Konturkörper in Aktivstellung,

Fig. 10 die Ausführungsform gem. Fig. 9 in normaler Betriebsstellung,

Fig. 11 eine Seitenansicht auf die Ausführungsform gem. Fig. 9,

Fig. 12 eine Ausführungsform mit doppelt breitem Nocken und zusätzlicher Nockenkontur,

Fig. 13 eine Seitenansicht der Ausführungsform gem.

Fig. 12 in aktivierter Stellung,

Fig. 14 eine Seitenansicht der Ausführungsform gem.

Fig. 12 in deaktivierter Stellung.

In Fig. 1 ist schematisch im Schnitt der Zylinderkopfbereich eines Zylinders 1 einer Kolbenbrennkraftmaschine für ein Nutzfahrzeug mit mechanisch angetriebenen Gaswechselventilen dargestellt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist gaseinlaßseitig und gasauslaßseitig jeweils nur ein Gasein­ laßventil 2 und ein Gasauslaßventil 3 vorgesehen. Bei den hier in Betracht kommenden Kolbenbrennkraftmaschinen mit gro­ ßen Hubvolumen sind in der Regel sowohl gaseinlaßseitig als auch gasauslaßseitig jeweils wenigstens zwei Gaseinlaßventile 2 und wenigstens zwei Gasauslaßventile 3 vorgesehen.

Das Gaseinlaßventil 2 und das Gasauslaßventil 3 wird jeweils über einen hier nur schematisch angedeuteten Ventilhebel 4 bzw. 5 über eine auf einer Nockenwelle N angeordneten Nocken 6 bzw. 7 betätigt. Die Ventilhebel 4 und 5 sind jeweils im Berührungsbereich mit dem Nocken 6 bzw. 7 mit einer Rolle 8 bzw. 9 versehen, die auf der Steuerkontur 10 des jeweiligen Nockens abrollt.

Die Nocken 6, 7 weisen jeweils eine als Zylinderfläche ausge­ bildete Grundkreiskontur 11 sowie eine die Grundkreiskontur 11 radial überragende Nockenkontur 12 auf. Solange die Rolle 8 bzw. 9 an der Grundkreiskontur 11 anliegt, befindet sich das jeweilige Gaswechselventil in Schließstellung. Sobald bei einer Drehung des Nockens 6 bzw. 7 in Richtung des Pfeiles 13 die Rolle von der Grundkreiskontur 11 auf die Nockenkontur 12 aufläuft, wird das zugehörige Gaswechselventil geöffnet und nach Überlaufen der Spitze der Nockenkontur 12 beim Erreichen der Grundkreiskontur 11 wieder geschlossen.

Bei einer Vier-Takt-Kolbenbrennkraftmaschine laufen die Noc­ ken 6 und 7 mit der halben Drehzahl der Kurbelwelle um, wobei über eine entsprechende Zwangsführung die Ausrichtung der Nockenkontur zwangsweise an die Stellung der Kurbel für den betreffenden Zylinder, beispielsweise über eine die Nocken­ wellen antreibende Steuerkette gekoppelt ist, so daß für den Ansaughub bei geschlossenem Gasauslaßventil 3 das Gaseinlaß­ ventil im Bereich der oberen Totpunktstellung des Kolbens 1.1 öffnet und beim Erreichen der unteren Totpunktstellung schließt. Während der Dauer des Kompressionshubes, Einsprit­ zung gegen Ende des Kompressionshubes, Selbstzündung des ein­ gespritzten Kraftstoffs und des Expansionshubes sind beide Gaswechselventile geschlossen. Am Ende des Expansionshubes, d. h. wenn der Kolben 1.1 den unteren Totpunktbereich er­ reicht, wird über die zugeordnete Nockenwelle das Gasauslaß­ ventil für den Ausschubhub geöffnet und gegen Ende des Aus­ schubhubes wieder geschlossen, so daß der nächste Arbeitstakt mit Ansaugen von Luft bei geöffnetem Gaseinlaßventil beginnen kann.

Soll nun zusätzlich zur Betriebsbremse über die Kolbenbrenn­ kraftmaschine über eine längere Fahrstrecke eine dauerhafte Bremswirkung erzielt werden, dann kann dies dadurch bewirkt werden, daß die Kraftstoffzufuhr auf die Leerlaufmenge zu­ rückgeführt oder gar vollständig abgestellt wird, so daß die Kolbenbrennkraftmaschine durch das Fahrzeug praktisch als "Kolbenkompressor" angetrieben wird. Um zu verhindern, daß jeweils in der Kompressionsphase die im Zylinderinnenraum be­ findliche und komprimierte Luft bei der anschließenden Expan­ sionsphase nach Art einer Luftfeder den Kolben wieder be­ schleunigt, wird nun in der Kompressionsphase das Gasauslaß­ ventil 3 kurzfristig mit einem geringeren Hub als dem Ar­ beitshub geöffnet, so daß zumindest ein Teil der komprimier­ ten Luft in den Abgaskanal entweicht und die vom Fahrzeug aufgebrachte Kompressionsarbeit als "Verlustarbeit" und damit als Bremsarbeit zur Verfügung steht und dementsprechend die Fahrzeugbewegung verlangsamt wird.

Dieser Vorgang soll bei der hier vorgestellten Konzeption un­ mittelbar über die Nocken und die Nockenwellen steuerbar sein, um zusätzliche Einzelaktuatoren zu vermeiden. Hierzu sind nachfolgend in den Fig. 2 bis 14 unterschiedliche Aus­ führungsbeispiele dargestellt und beschrieben.

In den Fig. 2 bis 4 ist in Schnitten und in einer Aufsicht eine erste Ausführungsform dargestellt. Bei dieser Ausfüh­ rungsform weist der Nocken 7 im Bereich seiner Grundkreiskon­ tur 11 einen Konturkörper 14 mit Kreisquerschnitt auf, der in einer entsprechenden Bohrung im Nocken 7 radial verschiebbar gelagert ist. Der Konturkörper 14 weist an seinem nach außen weisenden Ende eine zusätzliche, die Grundkreiskontur überra­ gende Nockenkontur 15 auf. Da der Konturkörper 14 über eine Stützfeder 16 gegenüber dem Nocken 7 abgestützt ist, kann bei einer Drehung in Richtung des Pfeiles 13 die auf der Steuer­ kontur insgesamt abrollende Rolle 9 beim Überlaufen der zu­ sätzlichen Nockenkontur 15 den Konturkörper 14 gegen die Kraft der Stützfeder 16 niederdrücken, so daß die Rolle 9 weiterhin auf der verbleibenden Grundkreiskontur abläuft, oh­ ne zusätzlich den Kontakt zur zusätzlichen Nockenkontur 15 zu verlieren, und das zugeordnete Auslaßventil erst beim Errei­ chen der normalen Nockenkontur 12 zum Öffnen des Gasauslaß­ ventils anhebt.

Der Konturkörper 14 weist eine Bohrung 17 auf, durch die eine in der Nockenwelle N längsverschiebbar (Pfeil 18 in Fig. 2 und 3) gelagerte Riegelstange 19 hindurchgeführt ist. Die Riegel­ stange 19 weist im Bereich der Bohrung 17 eine Ausklinkung 20 auf, so daß in der in Fig. 2 dargestellten Fahrbetriebsstel­ lung bei befeuertem Zylinder der Konturkörper 14 beim Durch­ laufen unter der Rolle 9 gegen die Rückstellkraft der Feder 16 eingedrückt werden kann. Die Rückstellkraft der Feder 16 ist im Vergleich zur Schließkraft der zugehörigen Ventilfeder deutlich geringer, so daß das Gasauslaßventil nicht geöffnet wird.

Für den Bremsbetrieb muß der Konturkörper 14 in der in Fig. 2 dargestellten Aktivstellung fixiert werden. Dies kann mit Hilfe der Riegelstange 19, die, wie in Fig. 1 angedeutet, mit einem entsprechenden Stellantrieb 21 verbunden ist, bewirkt werden. Bei der hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Verriegelung des Konturkörpers 14 in der Aktivstellung durch Verschieben der Riegelstange 19 in Längsrichtung be­ wirkt, so daß die Bohrung 17 im Konturkörper 14 vom Vollquer­ schnitt der Riegelstange 19 ausgefüllt wird und der Kontur­ körper 14 gesperrt ist. Hierdurch ergibt sich eine vollflä­ chige Anlage der Wandung der Bohrung 17 im Konturkörper an der Umfangsfläche der Riegelstange 19, so daß die zum Öffnen des zugehörigen Gasauslaßventils erforderlichen hohen Betäti­ gungskräfte, die nicht nur die Rückstellkraft der Ventilfeder sondern auch die zwischenzeitlich im Zylinder aufgebauten Gasdruckkräfte zu überwinden haben, zuverlässig von der Rie­ gelstange 19 aufgenommen werden können.

Bei entsprechenden Restquerschnitten der Riegelstange 19 im Bereich der Bohrung 20 ist eine Fixierung des Konturkörpers 14 in der in Fig. 2 dargestellten Aktivstellung auch durch ein Verdrehen um ihre Längsachse relativ zum Nocken möglich.

In Fig. 5 und 6 ist wiederum im Quer- bzw. Längsschnitt eine gegenüber der Bauform gem. den Fig. 2 bis 4 abgewandelte Bauform dargestellt. Übereinstimmende Bauelemente sind mit übereinstimmenden Bezugszeichen gekennzeichnet.

Auch bei dieser Ausführungsform ist gem. Fig. 5 ein im Nocken 7 radial verschiebbar gelagerter Konturkörper 14 mit einer den Grundkreis 11 in Aktivstellung überragenden zusätzlichen Nockenkontur 15 vorgesehen, der sich auf einer Rückstellfeder 16 abstützt und der mit einer Bohrung 17 versehen ist, die von einer axial in der Nockenwelle verschiebbar gelagerten Riegelstange 19.1 durchsetzt ist.

Bei der Ausführungsform gem. Fig. 5 ist im Konturkörper 14 ein Langloch 22 vorgesehen, durch das ein Sperrbolzen 23 hin­ durchgeführt ist, durch den die Rückstellkraft der Rückstell­ feder 16 aufgenommen wird. Damit ist es möglich, die Riegel­ stange 19, wie aus Fig. 6 ersichtlich, mit einer ringförmig umlaufenden Eindrehung 20.1 zu versehen, so daß die Riegel­ stange 19 im Fahrbetrieb bei befeuerten Zylindern keine von der Rückstellfeder 16 herrührenden Querkräfte aufzunehmen hat und dementsprechend im wesentlichen reibungsfrei beim Längs­ verschieben in die Aktivierungsstellung zur Einleitung des Bremsbetriebes verschoben werden kann. Im übrigen entspricht die Wirkungsweise der anhand von Fig. 5 und 6 beschriebenen Ausführungsform der Wirkungsweise der Ausführungsform gem. den Fig. 2 bis 4.

In den Fig. 7 und 8 ist eine weitere abgewandelte Ausfüh­ rungsform dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der Nocken 7 im Bereich seiner Grundkreiskontur 11 mit einer quer zu seiner Achse verlaufenden nutförmigen Ausfräsung 24 verse­ hen, in der ein Konturkörper 14.1 um einen Schwenkbolzen 25 entsprechend dem Pfeil 26 radial hin und her schwenkbar ge­ führt ist. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist wiederum eine Rückstellfeder 16.1 vorgesehen, durch die der Konturkörper 14.1 radial nach außen gedrückt wird. Durch eine koaxial in der Nockenwelle längsverschiebbar oder verdrehbar gelagerte Riegelstange 19.2, die eine entsprechende Ausneh­ mung 20.2 aufweist, kann nun die Schwenkbewegung des Kontur­ körpers 14.1 unterbunden werden, so daß der Konturkörper mit seiner zusätzlichen Nockenkontur 15 in seiner Aktivstellung fixiert wird und so die mit dem Ventilhebel verbundene Rolle 9 entsprechend angehoben wird. Ist der Konturkörper 14.1 im Fahrbetrieb entriegelt, dann kann die Rolle 9 bis zum Errei­ chen der normalen Nockenkontur 12 über die entsprechend ver­ längerte Grundkreiskontur 11 abrollen, da der Konturkörper 14.1 gegen die Kraft der Rückstellfeder 16.1 in die nutförmi­ ge Ausnehmung 24 eingedrückt werden kann.

Bei der in den Fig. 9, 10 und 11 dargestellten Ausführungs­ form ist der Nocken 7 auf beiden Seiten mit einem koaxial ge­ genüber dem Nocken 7 ausgerichteten und verdrehbaren Kontur­ körper 14.2 versehen, der über einen entsprechenden Verstel­ lantrieb gegenüber der Steuerkontur des Nockens 7 verdreht werden kann, so daß die zusätzliche Nockenkontur 15 in der Fig. 9 dargestellten Stellung für den Bremsbetrieb die Grund­ kreiskontur 11 in diesem Bereich überragt, so daß die Rolle 9 am zugeordneten Ventilhebel 5 angehoben und das zugehörige Gasauslaßventil entsprechend geöffnet wird.

Für den normalen Fahrbetrieb wird, wie in Fig. 10 darge­ stellt, der Konturkörper zurückgedreht, so daß sich die zu­ sätzliche Nockenkontur 15 im "Schatten" der normalen Nocken­ kontur 12 befindet.

Fig. 11 zeigt die Anordnung der in Fig. 9 für den Bremsbe­ trieb dargestellten Positionierung des Konturkörpers 14.2 in einer Seitenansicht. Die Anordnung kann zweckmäßigerweise so getroffen werden, daß der Konturkörper 14 für beide Betriebs­ phasen einen kleineren Grundkreisdurchmesser aufweist und so der Konturkörper 14 sowohl im Fahrbetrieb als auch im Brems­ betrieb nicht trägt.

Die Anordnung kann auch so abgewandelt werden, daß die Rolle 9 in ihrer Breite nur der Breite des Nockens 7 entspricht und in beiden seitlich angeordneten Konturkörper 14.2 bei ent­ sprechend bemessener Nockenkuntor nicht auf die Rolle 9 son­ dern auf seitliche Verlängerungen der Rollenachse einwirken.

In ähnlicher Weise kann auch die Anordnung gem. Fig. 7 da­ durch abgewandelt werden, daß zwei parallele schwingenartig wirkeende Konturkörper 14.1 seitlich am Nocken angeordnet sind, die in ihrer Aktivstellung entsprechend Fig. 9 auf die Rolle 9 einwirken oder, wie vorstehend beschrieben, auf seit­ liche Verlängerungen der Rollenachse einwirken.

In den Fig. 12, 13 und 14 ist eine Ausführungsform darge­ stellt, bei der zur Betätigung des Gasauslaßventils ein dop­ pelt breiter Nocken 7.1 dargestellt ist, der neben seiner normalen, sich über die gesamte Breite erstreckenden Nocken­ kontur 12 für den zusätzlichen Öffnungshub mit entsprechendem Winkelversatz eine zusätzliche Nockenkontur 15 aufweist, die jedoch, wie Fig. 13 zeigt, als fester Bestandteil des Nockens 7.1 ausgebildet ist.

Fig. 14 zeige die Anordnung im Fahrbetrieb. Zur Einleitung des Bremsbetriebes wird während der Phase, in der die Rolle 9 auf der Grundkreiskontur 11 abrollt, die Nockenwelle N insge­ samt in Längsrichtung verschoben, so daß anschließend die zu­ sätzliche Nockenkontur 15 wirksam wird und wie vorgesehen, das Gasauslaßventil zusätzlich während der Kompressionsphase öffnet, wie aus Fig. 13 ersichtlich.

Bei einer mehrzylindrigen Kolbenbrennkraftmaschine in Reihen­ bauform ist es je nach Zahl der Zylinder möglich, die Gasaus­ laßventile an mehreren Zylindern gleichzeitig durch Verriege­ lung der Konturkörper an den zugehörigen Nocken in ihrer Ak­ tivstellung auf Bremsbetrieb einzustellen. Die Anordnung kann hierbei so getroffen werden, daß bei zwei Gasauslaßventilen je Zylinder nur eines der Gasauslaßventile auf Bremsbetrieb einstellbar ist. Will man jedoch zu einem späten Zeitpunkt des Kompressionshubes den Kompressionsvorgang im Bremsvorgang durchführen, dann kann es zweckmäßig sein, auch beide Gasaus­ laßventile entsprechend für den Dekompressionsvorgang zu öff­ nen, um einen hinreichenden schnellen Abfluß der komprimier­ ten Luft zu bewirken. Die beiden Gasauslaßventile können im Bremsbetrieb auch zeitversetzt zusätzlich geöffnet werden, um die Kompressionsarbeit weitgehend ausschöpfen zu können. Hierzu ist lediglich der Winkelversatz der zusätzlichen Nok­ kenkontur 15 gegenüber der Nockenspitze an den beiden Nocken entsprechend unterschiedlich vorzugeben.

Je nach Zahl der Zylinder, beispielsweise bei einer Sechs- Zylinder-Reihenmaschine, wird es notwendig sein, bei Ausfüh­ rungsformen mit längsverschiebbarer Riegelstange, diese zu teilen und jeweils mit einem gesonderten Stellantrieb zu ver­ bunden, so daß jeweils drei Zylinder über eine Riegelstange für den Bremsbetrieb aktivierbar und deaktivierbar sind.

Mit der vorbeschriebenen Konzeption ist es auch möglich, die Nocken bzw. Nockenwelle für die Gaseinlaßventile entsprechend auszubilden. Für den Dauerbremsbetrieb können bei unbefeuer­ ten Zylindern sowohl die Gaseinlaßventile als auch die Gas­ auslaßventile jeweils über eine weitere, entsprechend an dem jeweiligen Konturkörper angeordnete, zusätzliche Nockenkon­ tur, die der Nockenkontur 15 in etwa diametral gegenüber­ liegt, zusätzlich angesteuert werden. Damit erfolgt der Bremsbetrieb im 2-Takt-Verfahren, so daß die Bremswirkung noch erhöht wird.

Die Ausführungsformen gem. den Fig. 2, 5, 7 und 9 können auch so ausgebildet sein, daß statt einer mechanischen Verriege­ lung über ein Riegelelement eine hydraulische Verriegelung erfolgt. Hierzu ist es erforderlich, die Konturkörper 14 ent­ sprechend als Kolben auszubilden bzw. auf Kolben abzustützen, die dann über die hohl ausgeführte Nockenwelle entsprechend mit Drucköl beaufschlagt werden, um sie in die Aktivstellung zu bringen. Zum Deaktivieren muß dann das System drucklos ge­ setzt werden, so daß die Konturkörper entweder auf ihrer Stützfeder frei spielen können oder aber über die Druckabsen­ kung entsprechend zurückgezogen und damit außer Eingriff ge­ nommen werden.

Claims (5)

1. Kolbenbrennkraftmaschine mit Gaseinlaßventilen (2) und Gasauslaßventilen (3), die über Nockenwellen (N) betätigbar sind, wobei die einzelnen Nocken (6, 7) den Nockenwellen (N) als Steuerkontur (10) eine Grundkreiskontur (11) und eine die Grundkreiskontur (11) radial überragende Nockenkontur (12) aufweisen und wobei für zumindest einen Teil zumindest der Gasauslaßventile (3) an den zugeordneten Nocken (7) jeweils ein Konturkörper mit wenigstens einer zusätzlichen Nockenkon­ tur (15) angeordnet ist, der mittels einer Stelleinrichtung in eine die Grundkreiskontur (11) des Nockens (7) überragende Aktivstellung bringbar ist.

2. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Konturkörper (14) im Nocken (7) radial be­ wegbar gelagert ist und als Stelleinrichtung eine auf den Konturkörper (14) wirkende Stützfeder (16) und ein von außen betätigbares Riegelelement (18) vorgesehen sind, durch das der Konturkörper (14) in seiner die Grundkreiskontur (11) überragenden Aktivstellung fixierbar ist.

3. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelelement (18) durch eine in der Nockenwelle (N) längsverschiebbar oder drehbar gelagerte Rie­ gelstange gebildet wird, über die der Konturkörper (14) mit einem oder mehreren Nocken mit einem Stelleingriff in seiner Aktivestellung fixierbar ist.

4. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Konturkörper (14.2) mit seiner zusätzlichen Nockenkontur (15) koaxial zur Nockenwelle (N) und relativ zum Nocken (7) verdrehbar gelagert ist und mittels der Stellein­ richtung durch Verdrehen gegenüber dem Nocken (7) in seine Aktivstellung bringbar ist.

5. Kolbenbrennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Konturkörper mit seiner zusätzlichen Noc­ kenkontur (15) in bezug auf seine Zuordnung zur Nockenkontur (12) des Nockens (7) starr mit diesem verbunden ist und durch relatives Verschieben des Nockens (7) oder der Nockenwelle (N) gegenüber dem zu betätigenden Gasauslaßventil (3) mittels einer Stelleinrichtung mit dem Gasauslaßventil (3) in Wirk­ verbindung bringbar ist.