DE102005039556B4

DE102005039556B4 - Vorrichtung zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug

Info

Publication number: DE102005039556B4
Application number: DE102005039556A
Authority: DE
Inventors: Michael Herges
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2005-08-22
Filing date: 2005-08-22
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2025-08-23
Also published as: DE102005039556A1

Abstract

Vorrichtung zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug, mit mehreren Zylindern (12), wobei jedem Zylinder ein Dekompressionsventil (14) zum Abführen von in einem Verdichtungstakt des Zylinders erzeugter Druckluft in ein Abgassystem (16) des Nutzfahrzeugs und/oder die Atmosphäre zugeordnet ist und mindestens einem Zylinder eine Ventileinrichtung (18, 20) zum selektiven Zuführen von in einem Verdichtungstakt des Zylinders erzeugter Druckluft in eine Druckluftversorgungseinrichtung (22) des Nutzfahrzeugs zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (18, 20) in Strömungsrichtung der aus dem mindestens einen Zylinder (12) abgeführten Druckluft hinter dem Dekompressionsventil (14) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug, mit mehreren Zylindern, wobei jedem Zylinder ein Dekompressionsventil zum Abführen von in einem Verdichtungstakt des Zylinders erzeugter Druckluft in ein Abgassystem des Nutzfahrzeugs und/oder die Atmosphäre zugeordnet ist und mindestens einem Zylinder eine Ventileinrichtung zum selektiven Zuführen von in einem Verdichtungstakt des Zylinders erzeugter Druckluft in eine Druckluftversorgungseinrichtung des Nutzfahrzeugs zugeordnet ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug mittels einer Vorrichtung mit mehreren Zylindern, wobei jedem Zylinder ein Dekompressionsventil zum Abführen von in einem Verdichtungstakt des Zylinders erzeugter Druckluft in ein Abgassystem des Nutzfahrzeugs und/oder die Atmosphäre zugeordnet ist und mindestens einem Zylinder eine Ventileinrichtung zum selektiven Zuführen von in einem Verdichtungstakt des Zylinders erzeugter Druckluft in eine Druckluftversorgungseinrichtung des Nutzfahrzeugs zugeordnet ist.
In Nutzfahrzeugen mit pneumatischen Anlagen muss für verschiedene Druckluftverbraucher Druckluft zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise für das Bremssystem und eine eventuell vorhandene Federung. Zu diesem Zweck wird durch einen Verbrennungsmotor ein Kompressor angetrieben. In diesem Zusammenhang verwendete Kompressoren sind teuer. Außerdem sind die Kompressoren vielfach fehleranfällig. Ein weiteres Problem steht damit im Zusammenhang, dass Kompressoren insbesondere bei hohen Drücken und hohen Temperaturen durch Cracken von Ölrückständen lösungsmittelähnliche Kohlenwasserstoffe erzeugen; diese sind insbesondere für Dichtungsmittel der nachfolgenden pneumatischen Anlagen schädlich. Es gibt unterschiedliche Konzepte zur Anbindung der Kompressoren an den Motor. Bei einem Konzept ist vorgesehen, den Kompressor mittels einer Kupplung vom Motor abzukoppeln, wenn keine zusätzliche Druckluft benötigt wird. Gemäß einem anderen Konzept läuft der Kompressor während aller Betriebszustände mit; nicht benötigte Druckluft wird über ein Ablassventil in die Atmosphäre entlassen. Insbesondere im letzten Fall benötigt der Kompressor auch außerhalb seiner eigentlichen Förderphasen unnötig Energie.
Es wird daher nach Konzepten gesucht, die einen Kompressor zur Druckluftversorgung zumindest teilweise entbehrlich machen. Ein derartiges Konzept ist in der gattungsgemäßen DE 198 37 094 C1 beschrieben. Das System beruht darauf, dass viele Nutzfahrzeugmotoren als Teil der Motorbremse Konstantdrossel- oder Dekompressionsventile besitzen, die die im Verdichtungstakt verdichtete Luft ins Abgassystem entlüften. Während dieser Entlüftung wird kein Kraftstoff in die Zylinder eingespritzt. Bei diesen Motoren handelt es sich vielfach um sehr hochverdichtende Direkteinspritzer-Dieselmotoren, die im Verdichtungstakt die angesaugte Luft auf im Vergleich zum pneumatischen System sehr hohe Drücke verdichten. Ein Teil dieses Druckes wird über die Dekompressionsventile in Druckspeicher der Pneumatikanlage geleitet.
Zum Stand der Technik wird noch die DE 196 81 509 T1 genannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug zur Verfügung zu stellen, so dass ein Kompressor entbehrlich wird, und dabei die bereits vorgeschlagenen Konzepte des Standes der Technik zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung baut auf der gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch auf, dass die Ventileinrichtung in Strömungsrichtung der aus dem mindestens einen Zylinder abgeführten Druckluft hinter dem Dekompressionsventil angeordnet ist. Gemäß dem Stand der Technik erfolgt eine Ableitung eines überhöhten Druckes in das Abgassystem parallel über eine eine Drosselwirkung zur Verfügung stellende Leitung und über ein Ventil. Im Gegensatz hierzu ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die aus dem Zylinder abzuführende Druckluft zunächst vollständig über das Dekompressionsventil strömt, um nachfolgend selektiv durch die Ventileinrichtung entweder in das Abgassystem und/oder die Atmosphäre geleitet zu werden. Im Bedarfsfall steht daher die gesamte abgeleitete Druckluft zur Versorgung der Druckluftversorgungseinrichtung zur Verfügung.
Es kann somit vorgesehen sein, dass die Ventileinrichtung als Weiche ausgebildet ist, die entweder dem Abgassystem und/oder der Atmosphäre oder der Druckluftversorgungseinrichtung Druckluft zuführt.
In diesem Zusammenhang ist es nützlich, dass die Weiche als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist. Ein 3/2-Wegeventil stellt die erforderliche Funktionalität zur Verfügung, wenn die Druckluft von einem Ventileingang entweder einem ersten Ausgang oder einem zweiten Ausgang zur Verfügung gestellt werden soll. Wird der erste Ausgang dem Abgassystem beziehungsweise der Atmosphäre zugeordnet und der zweite Ausgang der Druckluftversorgungseinrichtung, so kann die gewünschte Umschaltung durch Betätigung des 3/2-Wegeventils erfolgen. Dabei kann das 3/2-Wegeventil, wie auch alle anderen vorliegend erwähnten Schaltventile, als Magnetventil oder pneumatisch ansteuerbares Ventil ausgelegt sein.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die Weiche zwei parallel ansteuerbare 2/2-Wegeventile aufweist. Parallel ansteuerbare 2/2-Wegeventile stellen bekanntermaßen grundsätzlich dieselbe Funktionalität zur Verfügung wie ein einzelnes 3/2-Wegeventil. Im Hinblick auf die Anordnung im Gesamtsystem können diese verschiedenen pneumatisch äquivalenten Maßnahmen aber unterschiedliche Vorzüge mit sich bringen.
Ebenfalls ist es denkbar, dass die Ventileinrichtung zwei separat ansteuerbare 2/2-Wegeventile aufweist. Hierdurch wird eine erweiterte Funktionalität zur Verfügung gestellt. Es ist nach wie vor möglich, durch geeignete Ansteuerung der 2/2-Wegeventile die gesamte Druckluft dem Abgassystem beziehungsweise der Atmosphäre oder die gesamte Druckluft der Druckluftversorgungseinrichtung zuzuführen. Durch die separate Ansteuerbarkeit können aber auch beide 2/2-Ventile geschlossen beziehungsweise geöffnet werden. Somit ist es möglich, auch bei geöffnetem Dekompressionsventil die Druckluftzufuhr sowohl zum Abgassystem beziehungsweise zur Atmosphäre als auch zur Druckluftversorgungseinrichtung zu unterbinden. Andererseits kann beiden Zweigen gleichzeitig Druckluft zugeführt werden. In Erweiterung des Gedankens der separaten Ansteuerbarkeit ist ebenfalls möglich, die Ventile als Proportionalventile auszulegen, so dass die jeweils durchgeleiteten Druckluftmengen steuerbar beziehungsweise regelbar sind.
Es ist bevorzugt, dass zwischen der Ventileinrichtung und der Druckluftversorgungseinrichtung ein Rückschlagventil angeordnet ist, das eine Strömung von Druckluft in die Druckluftversorgungseinrichtung erlaubt und eine entgegengerichtete Strömung unterbindet. Auf diese Weise wird vermieden, dass die mit dem Verbrennungsmotor in Verbindung stehende Druckluftversorgungseinrichtung irgendeinen unerwünschten Einfluss auf den Betrieb des Verbrennungsmotors hat.
Es kann auch vorgesehen sein, dass zwischen dem Dekompressionsventil und der Ventileinrichtung ein Rückschlagventil angeordnet ist, das eine Strömung von Druckluft in die Druckluftversorgungseinrichtung erlaubt und eine entgegengerichtete Strömung unterbindet. Ein hier angeordnetes Rückschlagventil bewirkt auch die vorteilhafte Entkopplung von Verbrennungsmotor und Druckluftversorgungseinrichtung. Zusätzlich wird der Totraum zwischen dem Dekompressionsventil und der Ventileinrichtung verringert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zwischen dem Dekompressionsventil und der Ventileinrichtung ein Anschluss vorgesehen ist, an dem eine zu einem Ansaugsystem des Nutzfahrzeugs führende Leitung über eine weitere Ventileinrichtung anschließbar ist. Über eine derart angeordnete weitere Ventileinrichtung kann bei geöffnetem Dekompressionsventil nach dem Verdichtungstakt, das heißt während des eigentlichen Arbeitstaktes des Verbrennungsmotors, Frischluft aus dem Ansaugsystem über das Dekompressionsventil angesaugt werden.
In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise nützlich, dass die weitere Ventileinrichtung ein Rückschlagventil umfasst, das eine Strömung von Ansaugluft in den Zylinder erlaubt und eine entgegengerichtete Strömung von Druckluft unterbindet.
Es ist aber auch denkbar, dass die weitere Ventileinrichtung ein 2/2-Wegeventil umfasst.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass zwischen der Druckluftversorgungseinrichtung und dem Abgassystem und/oder der Atmosphäre ein Überdruckventil angeordnet ist. Hierdurch kann ein Überdruck in der Druckluftversorgungseinrichtung vermieden werden.
Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch auf, dass die aus dem mindestens einen Zylinder über das Dekompressionsventil ausgetretene Druckluft die Ventileinrichtung durchströmt. Auf diese Weise werden die Vorteile und Besonderheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch im Rahmen eines Verfahrens realisiert. Dies gilt auch für die nachfolgend angegebenen besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Dieses ist in nützlicher Weise dadurch weitergebildet, dass in einem ersten Zustand der Ventileinrichtung Druckluft ausschließlich in das Abgassystem strömt.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass in einem zweiten Zustand der Ventileinrichtung Druckluft ausschließlich in die Druckluftversorgungseinrichtung strömt.
Gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dieses dahingehend weitergebildet, dass in einem dritten Zustand der Ventileinrichtung Druckluft sowohl in das Abgassystem als auch in die Druckluftversorgungseinrichtung strömt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nützlicher Weise so ausgebildet, dass während einer Bremsanforderung des Nutzfahrzeugs die Druckluftzufuhr in die Druckluftversorgungseinrichtung erhöht wird. Während einer Bremsanforderung des Nutzfahrzeugs findet ein erhöhter Druckluftverbrauch statt. Folglich ist es sinnvoll, die Druckluftzufuhr zu erhöhen, beispielsweise dadurch, dass eine erhöhte Anzahl von Zylindern an der Druckluftversorgung teilnimmt.
Weiterhin ist bevorzugt, dass während eines Schiebebetriebs des Nutzfahrzeugs die Druckluftzufuhr in die Druckluftversorgungseinrichtung erhöht wird. Während des Schiebebetriebs des Nutzfahrzeugs wird keine Motorleistung benötigt. Vielmehr wird die für den Betrieb des Motors benötigte Energie durch das Schieben des Nutzfahrzeugs aufgebracht. Folglich bieten sich diese Schiebebetriebsphasen an, der Druckluftversorgungseinrichtung vermehrt Druckluft zuzuführen.
In vergleichbarer Weise ist vorgesehen, dass bei einem sinkenden Bedarf an Motorleistung des Nutzfahrzeugs die Druckluftzufuhr in die Druckluftversorgungseinrichtung erhöht wird.
Im Hinblick auf die Variation der Menge an zugeführter Druckluft ist in besonders bevorzugter Weise vorgesehen, dass bei einem hohen Bedarf an Motorleistung eine geringere Anzahl von Zylindern zur Druckluftversorgung betrieben wird als bei einem geringeren Bedarf an Motorleistung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass bei einem erhöhten Bedarf an Motorleistung und/oder einem erhöhten Bedarf an Druckluft ein Kompressor zur Druckluftversorgung betrieben wird. Im Prinzip ist ein Kompressor auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung zwar entbehrlich, ein zusätzlich vorgesehener Kompressor, der eventuell eine geringere Förderleistung aufweist als herkömmliche Kompressoren, kann jedoch zusätzliche Sicherheit im Hinblick auf eine ausreichende Druckluftversorgung mit sich bringen.
Die Erfindung wir nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand besonders bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft erläutert.
Dabei zeigen:
1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem ersten Zustand;
2 die erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem zweiten Zustand;
3 die erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem dritten Zustand;
4 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
5 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
6 eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
7 eine Schaltungsskizze zur Erläuterung des prinzipiellen Aufbaus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
8 ein Diagramm zur Erläuterung der zeitlichen Verläufe von Drücken Einstellungen.
Bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 in einem ersten Zustand. Es ist einer von mehreren Zylindern 12 im Fahrbetrieb dargestellt. Oberhalb des Zylinderkolbens 32 ist ein Dekompressionsventil 14 angeordnet, welches vorliegend in seinem geschlossenen Zustand gezeigt ist. Das Dekompressionsventil 14 dichtet einen Raum 34 oberhalb des Kolbens 32 gegen eine Leitung 36 ab. Die Leitung 36 führt zu einer Ventileinrichtung 18, die vorliegend als Weiche ausgebildet ist. Im dargestellten Zustand verbindet die Weiche 18 die Leitung 36 mit einer Leitung 38, die zu einem Abgassystem 16 des Nutzfahrzeugs führt. Die Weiche 18 schließt hingegen die Leitung 36 gegen eine Leitung 40 ab, die zu einer Druckluftversorgungseinrichtung 22 des Nutzfahrzeugs führt. Zwischen der Ventileinrichtung 18 und der Druckluftversorgungseinrichtung 22 ist ein Rückschlagventil 24 angeordnet, das im Falle anstehender Druckluft eine Luftströmung von der Ventileinrichtung 18 zur Druckluftversorgungseinrichtung 22 zulässt, eine umgekehrte Strömung aber verhindert. Da in dem in 1 dargestellten Zustand das Dekompressionsventil 14 geschlossen ist, spielt die Stellung der Weiche 18 für die grundsätzliche Funktionsweise der Vorrichtung keine Rolle. Diese grundsätzliche Funktionsweise wird in Zusammenhang mit den nachfolgenden Figuren erläutert.
2 zeigt die erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem zweiten Zustand. In dem hier dargestellten Zustand ist das Dekompressionsventil 14 geöffnet. Das Öffnen dieses Ventils kann auf elektrischer oder elektropneumatischer Basis erfolgen. Aufgrund der dargestellten Stellung der Weiche 18 kann Druckluft aus dem Raum 34 über dem Kolben 32 über die Leitung 36 und die Weiche 18 zum Abgassystem 16 des Nutzfahrzeugs abströmen.
3 zeigt die erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem dritten Zustand. Auch in diesem Betriebszustand ist das Dekompressionsventil 14 geöffnet. Im Gegensatz zu 2 ist die Weiche 18 allerdings so eingestellt, dass Druckluft aus dem Raum 34 über dem Kolben 32 über die Leitung 36 und die Weiche 18 und dann weitergehend über die Leitung 40 und das Rückschlagventil 24 zur Druckluftversorgungseinrichtung 22 strömen kann. In das Abgassystem 16 strömt bei dieser Einstellung der Weiche 18 keine Druckluft über.
4 zeigt eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Anders als bei der Ausführungsform gemäß den 1 bis 3 ist bei der Ausführungsform gemäß 4 ein Rückschlagventil 24' in der Leitung 36 zwischen dem Dekompressionsventil 14 und der Ventileinrichtung 18 vorgesehen. Hierdurch kann der Totraum vor der Ventileinrichtung 18 verringert werden. Zur grundsätzlichen Funktionsweise der Ausführungsform gemäß 4 kann auf die Erläuterung zu den 1 bis 3 verwiesen werden, wobei diese insbesondere von den unterschiedlichen Einstellungen des Dekompressionsventils 14 und der Ventileinrichtung 18 abhängen.
5 zeigt eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Zusätzlich zu den in den 1 bis 3 dargestellten Komponenten ist ein weiteres Rückschlagventil 30 vorgesehen, das über einen Anschluss 26 an der Leitung 36 angeordnet ist. Das Rückschlagventil 30 führt zu einer Leitung 36, die mit einem Ansaugluftsystem 28 des Nutzfahrzeugs verbunden ist. Somit kann während einer Abwärtsbewegung des Kolbens 32 über das Dekompressionsventil 14 Luft angesaugt werden.
6 zeigt eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Anders als bei den Ausführungsformen gemäß den 1 bis 5 ist eine Ventileinrichtung 20 vorgesehen, die zwei 2/2-Wegeventile 20', 20'' aufweist. Eines dieser 2/2-Wegeventile 20' befindet sich in der Leitung 38 zum Abgassystem 14. Das andere 2/2-Wegeventil 20'' befindet sich in der Leitung 40 zur Druckluftversorgungseinrichtung 22. Werden die beiden 2/2-Wegeventile 20', 20'' gemeinsam angesteuert, so ist in einem ersten Steuerzustand das Ventil 20' geschlossen, während das Ventil 20'' geöffnet ist. In einem zweiten Steuerzustand ist das Ventil 20' geöffnet, während das Ventil 20'' geschlossen ist. Bei getrennter Ansteuerung der 2/2-Wegeventile 20', 20'' können auch Mischzustände angenommen werden. So können beispielsweise beide 2/2-Wegeventile 20', 20'' geschlossen oder geöffnet sein. Ebenfalls ist es denkbar, die Ventile 20', 20'' so auszulegen, dass über diese die durchströmende Druckluftmenge kontinuierlich oder gestuft gesteuert beziehungsweise geregelt werden kann.
7 zeigt eine Schaltungsskizze zur Erläuterung des prinzipiellen Aufbaus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hier ist das Dekompressionsventil 14 mit dem Schaltsymbol eines 2/2-Wegeventils dargestellt, während die Ventileinrichtung 18 mit dem Schaltsymbol eines 3/2-Wegeventils gezeigt ist. Dies veranschaulicht die grundsätzlich möglichen Betriebszustände. Zusätzlich ist die an der Leitung 40 hinter dem Rückschlagventil 24 angeschlossene Luftaufbereitungsanlage 44 gezeigt, die Druckluftbehälter 46, 48 symbolisch für jegliche Druckluftverbraucher im Nutzfahrzeug mit Druckluft beliefert.
8 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der zeitlichen Verläufe von Drücken Einstellungen. Es sind verschiedene Drücke p1 bis p6 im Bereich der Druckluftversorgungseinrichtung dargestellt. Ferner sind unterschiedliche Motorleistungen P_max, P_d, P_b dargestellt. Außerdem sind unterschiedliche Schaltzustände D₀, D₁ der Dekompressionsventile und W₀, W₁ der Ventileinrichtungen gezeigt, wobei diese noch einem speziell herausgegriffenen Zylinder Z₁ sowie einer Gruppe von Zylindern Z_n zugeordnet sind. Geht man von einem Druckniveau p2 aus und nimmt man an, dass dieses Druckniveau bis zu Zeitpunkt t1 bei Volllast des Motors auf ein Druckniveau p1 absinkt, so kann sich eine Phase anschließen, in der der Zylinder Z₁ durch Öffnen des Dekompressionsventils (Übergang von D₀ zu D₁) und Umschalten der Ventileinrichtung (Übergang von W₀ zu W₁) in den so genannten "Kompressorbetrieb" übergeht. Folglich steigt nach dem Zeitpunkt t1 der Druck an.
Zum Zeitpunkt t2 wird der Druck p2 erreicht, und die Drossel schließt wieder. Auch die Ventileinrichtung kann wieder umgeschaltet werden. (Übergang D₁ zu D₀ beziehungsweise W₁ zu W₀). Während des Zeitraums zwischen t1 und t2 liegt die maximal vom Antriebsmotor gelieferte Leistung niedriger als P_max. Nach dem Zeitpunkt t2 steigt diese wieder auf ihren ursprünglichen Wert von vor dem Zeitpunkt t1 an.
Bis zum Zeitpunkt t3 fällt der Druck ausgehend von dem Druckniveau p2 leicht ab. Zum Zeitpunkt t3 liegt eine geringe geforderte Antriebsleistung vor. Folglich ist es ohne weiteres möglich, dass ein Zylinder Z₁ in den Kompressorbetrieb übergeht. Bis zum Zeitpunkt t4 steigt der Druck bis auf das Druckniveau p4 an. Dies gelingt allein mit dem Zylinder Z₁, während die anderen Zylinder Z_n die fehlende Leistung des Zylinders Z₁ aufgrund der geringen geforderten Antriebsleistung leicht ausgleichen können.
Nachdem zum Zeitpunkt t4 ein gewünschtes Druckniveau p4 erreicht ist, kann das Dekompressionsventil wieder schließen. Ebenfalls kann die Ventileinrichtung wieder umschalten.
Zum Zeitpunkt t5 geht die geforderte Leistung auf null zurück beziehungsweise auf die dem Schiebebetrieb entsprechende Leistung P_d. Der Zylinder Z₁ geht auf "Kompressionsbetrieb" über, wobei ein Kriterium hierfür sein kann, dass der aktuelle Druck kleiner ist als p5 und der für den Kompressionsbetrieb nützliche Zustand des Schiebebetriebs vorliegt. Erreicht wird dieser Schiebebetrieb wiederum dadurch, dass das Dekompressionsventil und die Ventileinrichtung umschalten. Zum Zeitpunkt t6 wird eine Motorbremsung (die Antriebsleistung beträgt P_b) angefordert folglich gehen nun alle Zylinder auf Kompressionsbetrieb, das heißt alle Dekompressionsventile und alle Ventileinrichtungen öffnen den Weg zur Druckluftversorgungseinrichtung.
Zum Zeitpunkt t7 wird weiterhin eine Motorbremsung angefordert. Allerdings hat der Druck bereits den Druck p6 erreicht, so dass ein weiterer Anstieg des Drucks unterwünscht ist. Die Motorbremsung kann aufrechterhalten werden, indem die Ventileinrichtungen der Zylinder umschalten, die Dekompressionsventile aber in ihrem Zustand verharren. Die komprimierte Druckluft wird in das Abgassystem abgeleitet.
Zum Zeitpunkt t8 wird weiterhin eine Motorbremsung angefordert. Da der Druck auf p5 abgefallen ist, kann nun wieder Druck aufgebaut werden, indem die Ventileinrichtungen wieder umgeschaltet werden.
Zum nachfolgenden Zeitpunkt t9 wird wieder Antriebsleistung gefordert. Folglich schließen die Dekompressionsventile. Ebenfalls können die Ventileinrichtungen wieder umschalten.
Der in Zusammenhang mit 8 geschilderte Betriebsablauf ist nur einer von vielen möglichen Betriebsabläufen. Er soll beispielhaft erläutern, wie ohne Kompressorbetrieb ein hohes Druckniveau in der Druckluftversorgungseinrichtung angefahren werden kann.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

10: Vorrichtung
12: Zylinder
14: Dekompressionsventil
16: Abgassystem
18: Weiche
20: Ventileinrichtung
20'': 2/2-Wegeventil
22: Druckluftversorgungseinrichtung
24': Rückschlagventil
20': 2/2-Wegeventil
26: Anschluss
28: Ansaugsystem
32: Kolben
36: Leitung
34: Raum über Kolben
40: Leitung
44: Luftaufbereitungsanlage
46, 48: Druckluftbehälter

Claims

Vorrichtung zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug, mit mehreren Zylindern (12), wobei jedem Zylinder ein Dekompressionsventil (14) zum Abführen von in einem Verdichtungstakt des Zylinders erzeugter Druckluft in ein Abgassystem (16) des Nutzfahrzeugs und/oder die Atmosphäre zugeordnet ist und mindestens einem Zylinder eine Ventileinrichtung (18, 20) zum selektiven Zuführen von in einem Verdichtungstakt des Zylinders erzeugter Druckluft in eine Druckluftversorgungseinrichtung (22) des Nutzfahrzeugs zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (18, 20) in Strömungsrichtung der aus dem mindestens einen Zylinder (12) abgeführten Druckluft hinter dem Dekompressionsventil (14) angeordnet ist.
Vorrichtung zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung als Weiche (18) ausgebildet ist, die entweder dem Abgassystem (16) und/oder der Atmosphäre oder der Druckluftversorgungseinrichtung (22) Druckluft zuführt.
Vorrichtung zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiche als 3/2-Wegeventil (16) ausgebildet ist.
Vorrichtung zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiche zwei parallel ansteuerbare 2/2-Wegeventile (20) aufweist.
Vorrichtung zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung zwei separat ansteuerbare 2/2-Wegeventile (20) aufweist.
Vorrichtung zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ventileinrichtung (18, 20) und der Druckluftversorgungseinrichtung (22) ein Rückschlagventil (24') angeordnet ist, das eine Strömung von Druckluft in die Druckluftversorgungseinrichtung erlaubt und eine entgegengerichtete Strömung unterbindet.
Vorrichtung zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Dekompressionsventil (14) und der Ventileinrichtung (18, 20) ein Rückschlagventil (24') angeordnet ist, das eine Strömung von Druckluft in die Druckluftversorgungseinrichtung (22) erlaubt und eine entgegengerichtete Strömung unterbindet.
Vorrichtung zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Dekompressionsventil und der Ventileinrichtung ein Anschluss (26) vorgesehen ist, an dem eine zu einem Ansaugsystem (28) des Nutzfahrzeugs führende Leitung über eine Ventileinrichtung (18, 20) anschließbar ist.
Vorrichtung zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung ein Rückschlagventil (24') umfasst, das eine Strömung von Ansaugluft in den Zylinder (12) erlaubt und eine entgegengerichtete Strömung von Druckluft unterbindet.
Vorrichtung zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Ventileinrichtung ein 2/2-Wegeventil umfasst.
Vorrichtung zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Druckluftversorgungseinrichtung und dem Abgassystem und/oder der Atmosphäre ein Überdruckventil angeordnet ist.
Verfahren zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug mittels einer Vorrichtung mit mehreren Zylindern (12), wobei jedem Zylinder ein Dekompressionsventil (14) zum Abführen von in einem Verdichtungstakt des Zylinders erzeugter Druckluft in ein Abgassystem (16) des Nutzfahrzeugs und/oder die Atmosphäre zugeordnet ist und mindestens einem Zylinder eine Ventileinrichtung (18, 20) zum selektiven Zuführen von in einem Verdichtungstakt des Zylinders erzeugter Druckluft in eine Druckluftversorgungseinrichtung (22) des Nutzfahrzeugs zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem mindestens einen Zylinder (12) über das Dekompressionsventil (14) ausgetretene Druckluft die Ventileinrichtung (18, 20) durchströmt.
Verfahren zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Zustand der Ventileinrichtung (18, 20) Druckluft ausschließlich in das Abgassystem (16) und/oder die Atmosphäre strömt.
Verfahren zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Zustand der Ventileinrichtung (18) Druckluft ausschließlich in die Druckluftversorgungseinrichtung (22) strömt.
Verfahren zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Zustand der Ventileinrichtung (20) Druckluft sowohl in das Abgassystem (16) und/oder die Atmosphäre als auch in die Druckluftversorgungseinrichtung (22) strömt.
Verfahren zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Bremsanforderung des Nutzfahrzeugs die Druckluftzufuhr in die Druckluftversorgungseinrichtung (22) erhöht wird.
Verfahren zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass während eines Schiebebetriebs des Nutzfahrzeugs die Druckluftzufuhr in die Druckluftversorgungseinrichtung (22) erhöht wird.
Verfahren zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem sinkenden Bedarf an Motorleistung des Nutzfahrzeugs die Druckluftzufuhr in die Druckluftversorgungseinrichtung (22) erhöht wird.
Verfahren zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem hohen Bedarf an Motorleistung eine geringere Anzahl von Zylindern zur Druckluftversorgung betrieben wird als bei einem geringeren Bedarf an Motorleistung.
Verfahren zur Druckluftversorgung in einem Nutzfahrzeug nach den Ansprüchen 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem erhöhten Bedarf an Motorleistung und/oder einem erhöhten Bedarf an Druckluft ein Kompressor zur Druckluftversorgung betrieben wird.