DE102007038078A1

DE102007038078A1 - Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102007038078A1
Application number: DE102007038078A
Authority: DE
Inventors: Marcus Dipl.-Ing. Hergert; Kai Dipl.-Ing. Kanning; Stefan Dipl.-Ing. Rudert
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-08-11
Filing date: 2007-08-11
Publication date: 2009-02-12
Also published as: WO2009021666A1; EP2173977B1; US20100180860A1; RU2010108417A; RU2445472C2; CN101784758A; EP2173977A1; JP2010535981A; CN101784758B; JP5335792B2; US8230837B2

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit zumindest einer Befeuerungsnockenwelle (10), die mittels einer Befeuerungsnockenwellenverstellvorrichtung (11) phasenverstellbar zu einer Kurbelwelle (12) ist, und mit einer Dekompressionsbremsvorrichtung (13), die zumindest einen Bremsnocken (14) und zumindest ein Dekompressionswechselventil (15) umfasst. Es wird vorgeschlagen, dass die Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung eine Verstellvorrichtung (16) umfasst, die dazu vorgesehen ist, einen Dekompressionsgaswechselventilbetätigungszeitpunkt einzustellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es sind bereits Gaswechselventilbetätigungsvorrichtungen, insbesondere für Brennkraftmaschinen, mit zumindest einer Befeuerungsnockenwelle, die mittels einer Befeuerungsnockenwellenverstellvorrichtung phasenverstellbar zu einer Kurbelwelle ist, und mit einer Dekompressionsbremsvorrichtung, die zumindest einen Bremsnocken und zumindest ein Dekompressionsgaswechselventil umfasst, bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dekompressionsbremsvorrichtung mit einer maximalen Bremsleistung in unterschiedlichen Betriebszuständen bereitzustellen. Die Aufgabe wird jeweils gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, wobei weitere Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Die Erfindung geht aus von einer Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit zumindest einer Befeuerungsnockenwelle, die mittels einer Befeuerungsnockenwellenverstellvorrichtung phasenverstellbar zu einer Kurbelwelle ist, und mit einer Dekompressionsbremsvorrichtung, die zumindest einen Bremsnocken und zumindest ein Dekompressionsgaswechselventil umfasst.
Es wird vorgeschlagen, dass die Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung eine Verstellvorrichtung umfasst, die dazu vorgesehen ist, einen Dekompressionsgaswechselventilbetätigungszeitpunkt einzustellen. Unter einem „Dekompressionsgaswechselventilbetätigungszeitpunkt" soll insbesondere ein auf die Kurbelwelle bezogener Zeitpunkt, insbesondere ein auf die Kurbelwelle bezogener Phasenzeitpunkt, verstanden werden, an dem das Dekompressionsgaswechselventil durch die Dekompressionsbremsvorrichtung betätigt und insbesondere geöffnet wird, wobei das Dekompressionsgaswechselventil einteilig oder mehrteilig mit einem Gasauslassventil ausgeführt sein kann. Unter „vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgestattet, ausgelegt und/oder programmiert verstanden werden. Durch einen einstellbaren Gaswechselventilbetätigungszeitpunkt kann eine Dekompressionsbremsvorrichtung mit einer maximalen Bremsleistung in unterschiedlichen Betriebszuständen einfach bereitgestellt werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Bremsnocken auf der Befeuerungsnockenwelle angeordnet ist. Dadurch kann eine besonders einfach und kostengünstig herstellbare Dekompressionsbremsvorrichtung mit einem einstellbaren Gaswechselventilbetätigungszeitpunkt bereitgestellt werden. Grundsätzlich ist aber auch eine Anordnung des Bremsnockens auf einer Bremsnockenwelle denkbar.
Ist ferner die Verstellvorrichtung dazu vorgesehen, eine Phasenverstellung zwischen der Kurbelwelle und der Befeuerungsnockenwelle einzustellen, kann der Dekompressionsgaswechselventilbetätigungszeitpunkt, an dem der auf der Befeuerungsnockenwelle angeordnete Bremsnocken das Dekompressionsgaswechselventil betätigt, besonders einfach eingestellt werden.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Verstellvorrichtung zumindest teilweise einstückig mit der Befeuerungsnockenwellen verstellvorrichtung ausgeführt ist. Dadurch können Material, Bauteile und Kosten eingespart werden und die Dekompressionsbremsvorrichtung kann besonders kompakt ausgeführt werden.
Ferner wird eine Steuereinheit, die dazu vorgesehen ist, den Dekompressionsgaswechselventilbetätigungszeitpunkt einzustellen, vorgeschlagen. Durch eine Steuereinheit kann die Dekompressionsbremsvorrichtung besonders flexibel an verschiedene Betriebszustände angepasst werden.
Vorteilhafterweise ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, den Dekompressionsgaswechselventilbetätigungszeitpunkt in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Kurbelwelle einzustellen. Dadurch kann eine an den Betriebszustand angepasste Bremsleistung eingestellt werden. Insbesondere kann durch eine Einstellung in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kurbelwelle, die insbesondere einer Drehzahl einer Brennkraftmaschine entspricht, ein zu hoher Zylinderdruck vermieden werden. Grundsätzlich ist aber auch eine Einstellung in Abhängigkeit von weiteren oder alternativen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Parametern möglich, wie beispielsweise in Abhängigkeit von einem Beladungszustand oder einem Fahrerwunsch.
Erfolgt die Einstellung in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Kurbelwelle, so wird insbesondere vorgeschlagen, dass der Bremsnockenwellenbetätigungszeitpunkt mit einer kleiner werdenden Drehzahl der Kurbelwelle in Richtung eines oberen Totpunkts verschoben wird. Unter einem „oberen Totpunkt" soll insbesondere eine Stellung der Kurbelwelle verstanden werden, bei der eine Bewegungsrichtung eines an der Kurbelwelle befestigten Kolbens geändert wird bzw. eine Stellung des Kolbens, an dem eine Kompression eines in einem Zylinder eingeschlossenen Gases durch den Kolben maximal ist. Durch eine derartige Einstellung kann auch in einem Betriebszustand mit einer kleinen Drehzahl ein maximales Bremsmoment bereitgestellt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 eine Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung in geschlossenem Zustand und
2 eine Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung in geöffnetem Zustand an einem oberen Totpunkt einer Kurbelwelle.
1 zeigt einen Querschnitt durch eine Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Befeuerungsnockenwelle 10, die mittels einer Befeuerungsnockenwellenverstellvorrichtung 11 phasenverstellbar zu einer Kurbelwelle 12 ist. In der Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung ist eine Dekompressionsbremsvorrichtung 13 angeordnet, die einen Bremsnocken 14 und ein Dekompressionsgaswechselventil 15 umfasst. Um eine maximale Bremsleistung erzielen zu können, umfasst die Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung eine Verstellvorrichtung 16, mittels der ein Dekompressionsgaswechselventilbetätigungszeitpunkt, an dem das Dekompressionsgaswechselventil 13 geöffnet wird, eingestellt werden kann.
Der Bremsnocken 14 der Dekompressionsbremsvorrichtung 13 ist auf der Befeuerungsnockenwelle 10 angeordnet. Über einen Bremsnockenfolger 17, der an einem Bremskipphebel 18 angeord net ist, ist der Bremsnocken 14 mit dem Bremskipphebel 18 verbunden. Der Bremsnockenfolger 17 folgt der Bewegung des Bremsnockens 14, wodurch der Bremskipphebel 18 eine Schwenkbewegung ausführt. In einem Bremsbetrieb, in dem die Dekompressionsbremsvorrichtung 13 aktiviert ist, wird der Bremskipphebel 18 über eine geeignete Vorrichtung 27 mit dem Dekompressionsgaswechselventil 15 verbunden und das Dekompressionsgaswechselventil 15 wird durch die Schwenkbewegung des Bremskipphebels 18 geöffnet (2).
Über einen weiteren Kipphebel 26 ist das Dekompressionsgaswechselventil 15, das zugleich ein Abgasauslassventil für einen Befeuerungsbetrieb bildet, mit einem Auslassnocken 19 verbunden. Der Kipphebel 26 folgt über einen Nockenfolger 25 den Bewegungen des Auslassnockens 19. Durch den Auslassnocken 19 und den Kipphebel 26 wird insbesondere in einem Befeuerungsbetrieb das Dekompressionsgaswechselventil 15, das dann das Abgasauslassventil bildet, geöffnet.
Die Verstellvorrichtung 16, die den Dekompressionsgaswechselventilbetätigungszeitpunkt einstellt, ist, da der Bremsnocken 14 auf der Befeuerungsnockenwelle 10 angeordnet ist, vorteilhafterweise einteilig mit der Befeuerungsnockenwellenverstellvorrichtung 11 ausgeführt.
Insbesondere im Bremsbetrieb wird das in einem Zylinder 20 eingeschlossene Gas 24 durch eine Bewegung eines Kolbens 21 komprimiert und ein Druck wird aufgebaut. Ein maximal aufgebauter Druck des in dem Zylinder 20 eingeschlossenen Gases 24, der erreicht wird, wenn das Dekompressionsgaswechselventil 15 geschlossen bleibt, steigt insbesondere mit einer größer werdenden Drehzahl der Kurbelwelle 12 an. Die Drehzahl der Kurbelwelle 12 entspricht insbesondere einer Drehzahl der Brennkraftmaschine.
Eine Energie, die zu einer Kompression des Gases 24 aufgewendet wird, hängt insbesondere von dem in dem Zylinder 20 aufgebauten Druck ab. Durch das Öffnen des Dekompressionsgaswechselventils 15 wird die aufgewendete Energie insbesondere als eine Wärmeenergie abgeführt und es entsteht eine Bremswirkung.
Mittels einer Steuereinheit 22 wird über einen Phasenwinkel zwischen der Kurbelwelle 12 und der Befeuerungsnockenwelle 10 ein Dekompressionsgaswechselventilbetätigungszeitpunkt eingestellt, an dem das Dekompressionsgaswechselventil 15 geöffnet wird. Der in dem Zylinder 20 aufgebaute Druck bleibt immer kleiner oder gleich wie ein maximal zulässiger Zylinderdruck. Zur Einstellung des Phasenwinkels wird die Befeuerungsnockenwelle 10 durch die Verstellvorrichtung 16 gegen die Kurbelwelle 12 verdreht.
Bei einer hohen Drehzahl wird der Druck in dem Zylinder 20 schneller aufgebaut als bei einer niedrigen Drehzahl. Da der aufgebaute Druck bei einer hohen Drehzahl größer ist als bei einer niedrigen Drehzahl, kann insbesondere bei einer hohen Drehzahl der in dem Zylinder 20 aufgebaute Druck den maximal zulässigen Zylinderdruck überschreiten. Um das zu vermeiden, wird insbesondere bei einer hohen Drehzahl das Dekompressionsgaswechselventil 15 vor Erreichen eines oberen Totpunkts 23 geöffnet.
Bei einer niedrigen Drehzahl wird der Druck in dem Zylinder 20 langsam aufgebaut und der maximal zulässige Zylinderdruck wird später erreicht. Um eine maximale Bremsleistung zu erzielen, verschiebt die Steuereinheit 22 den Dekompressionsgaswechselventilbetätigungszeitpunkt mit kleiner werdender Drehzahl in Richtung des oberen Totpunkts 23. Bei einer sehr kleinen Drehzahl bleibt der maximal aufgebaute Druck des in dem Zylinder 20 eingeschlossenen Gases 24 unterhalb des maxi mal zulässigen Zylinderdrucks. Das Dekompressionsgaswechselventil 15 wird dann am oberen Totpunkt 23 geöffnet, wenn der in dem Zylinder 20 aufgebaute Druck ein Maximum erreicht und eine maximale Bremsleistung erzielt werden kann. Grundsätzlich kann das Dekompressionsgaswechselventil 15 aber auch zu einem früheren Zeitpunkt geöffnet werden, wenn eine kleine Bremsleistung ausreichend ist.

Claims

Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit zumindest einer Befeuerungsnockenwelle (10), die mittels einer Befeuerungsnockenwellenverstellvorrichtung (11) phasenverstellbar zu einer Kurbelwelle (12) ist, und mit einer Dekompressionsbremsvorrichtung (13), die zumindest einen Bremsnocken (14) und zumindest ein Dekompressionsgaswechselventil (15) umfasst, gekennzeichnet durch eine Verstellvorrichtung (16), die dazu vorgesehen ist, einen Dekompressionsgaswechselventilbetätigungszeitpunkt einzustellen.
Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsnocken (14) auf der Befeuerungsnockenwelle (10) angeordnet ist.
Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (16) dazu vorgesehen ist, eine Phasenverstellung zwischen der Kurbelwelle (12) und der Befeuerungsnockenwelle (10) einzustellen.
Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (16) zumindest teilweise einstückig mit der Befeuerungsnockenwellenverstellvorrichtung (11) ausgeführt ist.
Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (22), die dazu vorgesehen ist, den Dekompressionsgaswechselventilbetätigungszeitpunkt einzustellen.
Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (22) dazu vorgesehen ist, den Dekompressionsgaswechselventilbetätigungszeitpunkt in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Kurbelwelle (12) einzustellen.
Verfahren für eine Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit zumindest einer Befeuerungsnockenwelle (10), die mittels einer Befeuerungsnockenwellenverstellvorrichtung (11) phasenverstellbar zu einer Kurbelwelle (12) ist, und mit einer Dekompressionsbremsvorrichtung (13), die zumindest einen Bremsnocken (14) und zumindest ein Dekompressionsgaswechselventil (15) umfasst, insbesondere für eine Gaswechselventilbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gaswechselventilbetätigungszeitpunkt in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Kurbelwelle (12) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsnockenwellenbetätigungszeitpunkt mit einer kleiner werdenden Drehzahl der Kurbelwelle (12) in Richtung eines oberen Totpunkts (23) verschoben wird.