DE102007014248A1 - Reciprocating internal combustion engine with engine braking device - Google Patents
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Abstract
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach dem Vier-Takt-Verfahren mit einem Kurbelgehäuse und zumindest einem darin angeordneten Zylinder, in dem ein Arbeitskolben von einer Kurbelwelle geführt ist, mit zumindest einem den Zylinder verschließenden Zylinderkopf, dessen Ein- und Auslasskanäle von zumindest je einem mit einer Schließfeder belasteten Ein- und Auslassventil beherrscht sind, die durch von einer Nockenwelle angetriebene Übertragungselemente (1) betätigbar sind, und mit einer Bremssteuereinrichtung, mittels der ein Druckaufbau in dem Auslasssystem, insbesondere in den Auslasskanälen, und/oder ein zusätzliches Öffnen zumindest eines Auslassventils erfolgt, wobei in zumindest einem der Übertragungselemente (1) zwischen Nockenwelle und zumindest einem Ein- und/oder Auslassventil ein hydraulisches Ventilspiel-Ausgleichselement eingebaut ist, das einen Kolben (3), ein mit dem Kolben (3) zusammenwirkendes Zylindergehäuseteil (2), eine dazwischen eingebaute Rückstellfeder (18) und ein Rückschlagventil (4) aufweist, und dass eine betätigbare Anschlagvorrichtung oder eine Klemmvorrichtung vorgesehen sind, die die Bewegung des Kolbens (3) gegenüber dem Zylindergehäuseteil (2) und/oder des Zylindergehäuseteils (2) gegenüber dem Übertragungselement (1) zumindest in einer Bewegungsrichtung begrenzt oder festlegt.Reciprocating internal combustion engine according to the four-stroke method with a crankcase and at least one cylinder arranged therein, in which a working piston is guided by a crankshaft, with at least one cylinder head closing the cylinder, the inlet and outlet of at least one each loaded with a closing spring A and exhaust valve are controlled, which are actuated by driven by a camshaft transmission elements (1), and with a brake control device, by means of a pressure build-up in the exhaust system, in particular in the exhaust ducts, and / or additionally opening at least one exhaust valve, wherein in at least one of the transmission elements (1) between the camshaft and at least one inlet and / or outlet valve, a hydraulic valve clearance compensation element is installed, the a piston (3), cooperating with the piston (3) cylinder housing part (2), a return spring installed therebetween (18) un a check valve (4), and in that an actuatable stop device or a clamping device are provided, the movement of the piston (3) relative to the cylinder housing part (2) and / or the cylinder housing part (2) relative to the transmission element (1) at least in one Movement direction limited or fixed.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Hubkolbenbrennkraftmaschine nach dem Vier-Takt-Verfahren mit einem Kurbelgehäuse und zumindest einem darin angeordneten Zylinder, in dem ein Arbeitskolben von einer Kurbelwelle geführt ist, mit zumindest einem den Zylinder verschließenden Zylinderkopf, dessen Ein- und Auslasskanäle von zumindest je einem Ein- und Auslassventil beherrscht sind, die durch von einer Nockenwelle angetriebene Übertragungselemente betätigbar sind, und mit einer Bremssteuereinrichtung, mittels der ein Druckaufbau in dem Auslasssystem, insbesondere in den Auslasskanälen, und/oder ein zusätzliches Öffnen zumindest eines Auslassventils erfolgt.reciprocating internal combustion engine after the four-stroke process with a crankcase and at least a cylinder arranged therein, in which a working piston of a crankshaft is guided, with at least one Cylinder closing cylinder head, the input and Outlet channels of at least one each inlet and outlet valve dominated by the driven by a camshaft transmission elements are operable, and with a brake control device, by means of a pressure build-up in the outlet system, in particular in the Outlet channels, and / or an additional opening at least one exhaust valve takes place.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Eine derartige gattungsbildende Hubkolbenkraftmaschine ist allgemein bekannt. Bekannt sind weiterhin mehrere Systeme der Motorbremssteuerung.A Such generic reciprocating engine is general known. Also known are several systems of engine brake control.
Ein System beinhaltet eine Abgasdrossel, die in dem Abgassystem der Hubkolbenbrennkraftmaschine angeordnet ist. Dabei muss der Motor gegen den erhöhten Druck im Abgassystem arbeiten und erbringt somit Bremsleistung.One System includes an exhaust throttle, which in the exhaust system of Reciprocating internal combustion engine is arranged. The engine must work and provide against the increased pressure in the exhaust system thus braking performance.
Ein
anderes System,
Es
ist weiterhin bekannt,
Es hat sich herausgestellt, dass hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselemente, in der vorliegenden Patentanmeldung auch „HVA" genannt, nicht bzw. nicht zufrieden stellend in Verbindung mit Bremsvorrichtungen funktionieren, weil z. B. die Gefahr besteht, dass das HVA sich während des Bremsbetriebes ungewollt nachstellt.It it has been found that hydraulic valve clearance compensating elements, also called "HVA" in the present patent application, not or not satisfactory in connection with brake devices work, because z. B. there is a risk that the HVA itself unintentionally adjusted during braking operation.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es daher, hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselemente so zu modifizieren, dass sie zum Einbau in den Ventiltrieb von Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit Motorbremseinrichtung geeignet sind. Dabei sollen die HVA so ausgebildet sein, dass sie auch in Verbindung mit einer Motorbremssteuerung nicht zum Nachstellen führen, da sonst die Ventile nach Beendigung des Motorbremsbetriebes offen stehen würden. Sie sollen in der Lage sein, unter allen Bedingungen eine betriebssichere Funktion zu gewährleisten.task The invention therefore relates to hydraulic valve clearance compensation elements to be modified so that they can be installed in the valve train of reciprocating internal combustion engines are suitable with motor brake device. The HVA should be like this be designed that they also in conjunction with an engine brake control do not lead to readjustment, otherwise the valves after Termination of the engine braking operation would be open. They should be able to function reliably under all conditions to ensure.
Das HVA soll weiterhin so ausgebildet sein, dass es im Motorbremsbetrieb nicht zum Absinken (Zusammendrücken) des HVA's kommt, um eine erhöhte Belastung der Motorkomponenten zu vermieden.The HVA should continue to be designed so that it is in engine braking operation not to drop (squeeze) the HVA's comes to To avoid an increased load on the engine components.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, in zumindest eines der Übertragungselemente zwischen der Nockenwelle und zumindest einem Ein- und/oder Auslassventil ein hydraulisches Ventilspiel-Ausgleichselement eingebaut ist, das einen Kolben, einen mit dem Kolben zusammenwirkenden Zylindergehäuseteil und ein Rückschlagventil aufweist, und dass eine betätigbare Anschlagvorrichtung vorgesehen ist, die der Bewegung des Kolbens zum Zylindergehäuseteil und/oder des Zylindergehäuseteils zum Übertragungselement zumindest in einer Bewegungsrichtung begrenzt. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, dass während des Motorbremsbetriebes das Rückschlagventil des HVA's, dessen Ventilkörper normalerweise in Schließstellung federbelastet ist, geschlossen bleibt. Dadurch wird das Aufpumpen oder Nachstellen des HVA's verhindern, obwohl das oder die Auslassventil(e) im Motorbremsbetrieb teilweise geöffnet sind und die Übertragungselemente zumindest teilweise entlastet sind. Während der Anschlagsbegrenzung kann das HVA bis zur Blockstellung absinken, wobei beim Verlassen des Bremsbetriebes das HVA nun den Absinkweg ausgleicht.The The object of the invention is achieved in at least one of the transmission elements between the camshaft and at least one inlet and / or outlet valve a hydraulic Valve clearance compensating element is installed, which has a piston, a with the piston cooperating cylinder housing part and having a check valve, and that an actuatable Stop device is provided which the movement of the piston to Cylinder housing part and / or the cylinder housing part to the transmission element at least in one direction of movement limited. By this configuration is achieved that during the engine braking operation, the check valve of the HVA, whose Valve body normally in the closed position spring-loaded, remains closed. This will cause inflation or prevent the HVA from adjusting even though the exhaust valve (s) partially open during engine braking and the transmission elements at least partially relieved. During the stop limit the HVA can sink to block position, leaving on exit the braking operation the HVA now compensates the Absinkweg.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass zwei betätigbare Anschlagvorrichtungen vorgesehen sind, die die Bewegung des Kolbens zum Zylindergehäuseteil und/oder des Zylindergehäuseteils zum Übertragungselement in beiden Bewegungsrichtungen begrenzen. Dadurch bleibt das hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselement in seiner vor dem Bremsbetrieb erreichten Position festgelegt, so dass auch nach Beendigung des Bremsbetriebes das HVA nicht mehr den Absinkweg auszugleichen braucht.In Another embodiment of the invention proposes that two actuatable stop devices are provided, the movement of the piston to the cylinder housing part and / or the Cylinder housing part to the transmission element in limit both directions of movement. This leaves the hydraulic Valve clearance compensation element in its reached before braking operation position set so that even after completion of the braking operation the HVA no longer needs to compensate for the drop-off.
Die betätigbaren Anschlagvorrichtung(en) können in vorteilhafter Weise Anschlagringe aufweisen, die im Übertragungselement geführt, in einer Bewegungsrichtung mittels der Kraft einer Feder belastet und in der Gegenrichtung mittels Hydraulikflüssigkeit belastbar sind. Dabei ist am Zylindergehäuseteil vorzugsweise ein Anschlagkörper befestigt, an dem sich der Anschlagring abstützen kann. Der Anschlagring wird dabei soweit bewegt, dass er über den Anschlagkörper das Zylindergehäuseteil abstützt, so dass das HVA druckbelastet bleibt.The actuatable stop device (s) may advantageously comprise stop rings, which are guided in the transmission element, loaded in a direction of movement by means of the force of a spring and in the opposite direction by means of hydraulic fluid can be loaded. It is on the cylinder housing Part preferably attached to a stop body on which the stop ring can be supported. The stop ring is moved so far that it supports the cylinder housing part over the stop body, so that the HVA remains under pressure.
Der Anschlagkörper ist in vorteilhafter Weise als Ring, vorzugsweise als Federklemmring, ausgeführt, der in einer Nut des Zylindergehäuses angeordnet ist. Dies ist eine einfache, kostengünstige Ausgestaltung, die den Erfordernissen Rechnung trägt.Of the Anchor body is advantageously as a ring, preferably as a spring clamp, executed in a groove of the cylinder housing is arranged. This is a simple, inexpensive Design that takes into account the requirements.
Der oder die Anschlagringe könnten aus funktioneller Sicht auch in anderen Bauteilen, auch des HVA's eingebaut sein. Wenn sie aber im Übertragungselement eingebaut sind, bedeutet dies, dass das hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselement abgesehen von der Nut für den Federklemmring nicht geändert zu werden braucht, was eine große Verbilligung bedeutet.Of the or the stop rings could be functional be installed in other components, including the HVA's. If you but are incorporated in the transmission element, this means that the hydraulic valve clearance compensation element apart from the groove for the spring clamp ring not changed needs to be, which means a big cheapening.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass anstelle der betätigbaren Anschlagvorrichtung eine Klemmvorrichtung vorgesehen ist, die die Bewegung des Kolbens zum Zylindergehäuseteil und/oder des Zylindergehäuseteils zum Übertragungselement zumindest in einer Bewegungsrichtung festlegt.In Another embodiment of the invention proposes that provided a clamping device instead of the actuatable stop device is that the movement of the piston to the cylinder housing part and / or the cylinder housing part to the transmission element determines at least in one direction of movement.
Die Klemmvorrichtung weist vorzugsweise einen zwischen dem Übertragungselement und dem Zylindergehäuseteil oder zwischen dem Zylindergehäuseteil und dem Kolben angeordneten Klemmring auf, der mit zumindest einer konischen Wandfläche eines der genannten Bauteile in Wirkverbindung steht. Der Klemmring ist dabei ähnlich dem Anschlagring in einer Bewegungsrichtung mittels der Kraft einer Feder belastet und in der Gegenrichtung mittels Hydraulikflüssigkeit belastbar ausgeführt. Die Klemmvorrichtung ist vorzugswei se nach Art eines Freilaufes ausgebildet, wobei der Klemmring Klemmkörper, insbesondere Klemmkugeln aufweist, die mit zwei benachbarten Wandflächen der Bauteile in Wirkverbindung stehen und in Öffnungen des Klemmkörpers angeordnet sind. Durch Verschieben des Klemmringes werden dabei die Klemmkörper bzw. die Klemmkugeln an die Wandflächen gedrückt, so dass diese die benachbarten Bauteile festlegen. Die Klemmvorrichtung zwischen Zylindergehäuse und Kolben einzubauen hat den Vorteil, dass das HVA mit oder ohne Klemmverrichtung in einen vorhandenen Bauraum vorgesehen und entsprechend angeboten werden kann.The Clamping device preferably has a between the transmission element and the cylinder housing part or between the cylinder housing part and the piston arranged clamping ring, with at least one conical wall surface of one of said components is operatively connected. The clamping ring is similar to the stop ring in one Movement direction loaded by the force of a spring and in the opposite direction by hydraulic fluid loadable executed. The clamping device is vorzugswei se after Type of freewheel formed, wherein the clamping ring clamping body, in particular clamping balls, with two adjacent wall surfaces the components are in operative connection and in openings of the clamp body are arranged. By moving the Clamping ring are doing the clamping body or the clamping balls pressed against the wall surfaces, so that these Define adjacent components. The clamping device between the cylinder housing and Installing piston has the advantage that the HVA with or without Klemmverrichtung provided in an existing space and offered accordingly can be.
Die Steuerung der Anschlag- bzw. der Klemmvorrichtung(en) kann entweder zwei flutig oder ein flutig erfolgen. Bei der zwei flutigen Ausgestaltung wird die Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung des/der Anschlagringe oder des Klemmringes mittels eines getrennten Druckanschlusses, unabhängig von der Druckmittelversorgung des HVA's, gesteuert. Durch Zufuhr von Hydraulikdruckflüssigkeit durch den Druckanschluss werden der oder die Anschlagringe gegen die Kraft der Federn bis zum Federklemmring bewegt, so dass die Bewegung des HVA's begrenzt wird. Bei dieser Ausgestaltung ist vorzugsweise die Feder des Rückschlagventils so eingebaut, dass sie den Ventilkörper in Schließrichtung belastet. Dadurch bleibt der Druckaufbau im HVA erhalten und die Montage des HVA's vereinfacht. Bei der ein flutigen Ausgestaltung wird die Hydraulikflüssigkeit zur Betätigung des/der Anschlagringe oder des Klemmringes mittels des Druckanschlusses der Druckmittelversorgung des hydraulischen Ventilspiel-Ausgleichselements bewirkt und die Betätigung des/der Anschlagringe oder des Klemmringes durch Druckveränderung, Erhöhung/Absenkung des Druckes, gesteuert.The Control of the stopper or clamping device (s) can either two flooded or one flooded. In the two-flow design the hydraulic fluid is used to actuate the / Stop rings or the clamping ring by means of a separate pressure connection, regardless of the pressure medium supply of the HVA's, controlled. By Supply of hydraulic pressure fluid through the pressure port be the stop rings or against the force of the springs up moved to the spring clamp ring, so that limits the movement of the HVA becomes. In this embodiment is preferably the spring of the check valve installed so that they close the valve body in the closing direction loaded. As a result, the pressure build-up in the HVA is maintained and the Assembly of the HVA simplified. In the case of a flood design the hydraulic fluid is used to actuate the / Stop rings or the clamping ring by means of the pressure connection the pressure medium supply of the hydraulic valve clearance compensation element causes and the operation of the stop rings or the Clamping ring by pressure change, increase / decrease of the pressure, controlled.
Dann hebt z. B. nach Absenken des Druckes der Druckmittelversorgung des HVA's die Feder den Anschlagring bis zum Federklemmring und verhindert das Aufpumpen des HVA's, da die Feder stärker ist als die Feder im Hochdruckraum des HVA's. Anschließend kann bzw. muss das hydraulische Ventilspiel-Ausgleichselement den Absinkweg ausgleichen.Then raises z. B. after lowering the pressure of the pressure medium supply of the HVA's the spring the stop ring to the spring clamp ring and prevents pumping up the HVA as the spring is stronger than that Spring in the high-pressure chamber of the HVA. Then you can The hydraulic valve clearance compensation element must be the Absinkweg compensate.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:to Further explanation of the invention is based on the drawings referenced, in which embodiments of the invention are shown simplified. Show it:
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings
In
Im
Ausführungsbeispiel gemäß den
Das
HVA ist damit in beiden Bewegungsrichtungen festgelegt. Im Bereich
der Feder
In
den
In
den
Im
Ausführungsbeispiel gemäß den
- 11
- Übertragungselementtransmission element
- 22
- ZylindergehäuseteilCylinder housing part
- 33
- Kolbenpiston
- 44
- Rückschlagventilcheck valve
- 55
- Anschlagringstop ring
- 5a5a
- Anschlagringstop ring
- 66
- Druckanschlusspressure connection
- 6a6a
- Druckanschlusspressure connection
- 77
- Federfeather
- 7a7a
- Federfeather
- 88th
- Abstützscheibesupport disk
- 8a8a
- Abstützscheibesupport disk
- 99
- Sicherungsringcirclip
- 1010
- FederklemmringSpring clamp ring
- 1111
- Abflussanschlussoutflow
- 1212
- DruckmittelversorgungsbohrungPressure fluid supply hole
- 1313
- Klemmringclamping ring
- 1414
- Öffnungopening
- 1515
- Klemmkugelnclamping balls
- 1616
- Radialnutradial groove
- 16a16a
- Radialnutradial groove
- 1717
- KolbenringflächePiston Ring
- 1818
- RückstellfederReturn spring
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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