DE102022102690A1

DE102022102690A1 - Typ ii-ventiltrieb- und hydraulikmotorbremsanordnung

Info

Publication number: DE102022102690A1
Application number: DE102022102690.6A
Authority: DE
Inventors: Neil S. Erickson; John MANDELL
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2022-02-04
Publication date: 2022-08-25
Also published as: US11448104B2; US20220268183A1; US11181018B1

Abstract

Eine Typ-II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung umfasst ein Bremsgehäuse, das einen Hydraulikkreis und eine Nachlaufkolbenkammer und eine Bremskolbenkammer definiert. Ein Nachlaufkolben in der Nachlaufkolbenkammer ist konfiguriert, um einer rotierenden Bremsnockenerhebung zu folgen. Ein Bremskolben in der Bremskolbenkammer steht in druckabhängiger Beziehung zu dem Nachlaufkolben, um sich zu bewegen. Ein Schlepphebel ist so angeordnet, dass eine mit dem Bremskolben gekoppelte Bremsstange mit dem Schlepphebel zumindest dann in Eingriff kommt, wenn sich der Bremskolben in einer aktivierten Position befindet. Wenn sich der Bremskolben in der aktivierten Position befindet, schwenkt der Schlepphebel von einem ersten Ende um einen Drehzapfen, während der Schlepphebel einer Ventilnockenerhebung folgt, um das Anheben und Aufsetzen eines Zylinderventils zu bewirken. Wenn der Bremskolben aktiviert wird, schwenkt der Schlepphebel zumindest teilweise von dem ersten Ende um den Drehzapfen und die Bremsstange hebt das Zylinderventil ab und gibt die Kompression von dem Motorzylinder frei.

Description

Diese Offenbarung bezieht sich auf Verbrennungsmotoren und insbesondere auf Motorbremsen für einen Motor mit TYP II-Ventiltrieben.
Zur Übertragung von Hin- und Herbewegungen zum Öffnen und Schließen von Ventilen von Motorzylindern zur Zuführung von Verbrennungsluft und zum Ausstoßen von Abgasen werden bei Verbrennungsmotorkonstruktionen verschiedene Ventiltriebe eingesetzt. Im Allgemeinen wurden die verschiedenen Ventiltriebe für Motorarchitekturen als Typ I, II, III, IV oder V klassifiziert. Die fünf Arten von Ventiltrieben können unterschiedliche Leistungsmerkmale aufweisen, die für bestimmte Motorarchitekturen und Endanwendungen geeignet sind. Beispielsweise kann eine Ventiltriebkonfiguration des Typs II die Vorteile einer relativ geringen Reibung, einer hohen Steifigkeit, einer geringen hin- und hergehenden Masse, einer kompakten Konfektionierung und geringer Kosten aufweisen. Andere Ventiltriebtypen können andere Vorteile bieten. Die Ventiltriebtypen werden im Allgemeinen durch das Vorhandensein eines Hauptkipphebels oder eines Mitnehmerbauteils, die Schwenkposition eines solchen Kipphebels oder Mitnehmers, das Vorhandensein eines zusätzlichen Mitnehmers zwischen dem Hauptkipphebel oder dem Mitnehmer und der Nockenwelle/Nockenerhebung und das Vorhandensein einer Schubstange zwischen dem Hauptkipphebel oder dem Mitnehmer und der Nockenwelle/Nockenerhebung definiert. Zum Beispiel können Ventiltriebe vom Typ II im Allgemeinen als Ventiltriebe klassifiziert werden, die einen Kipphebel oder Mitnehmer zwischen der Nockenwelle/Nockenerhebung und dem Ventil verwenden, in dem der Kipphebel oder Mitnehmer an einem Ende während der Drehung der Nockenwelle/Nockenerhebung schwenkt, um dem Ventil eine hin- und hergehende Bewegung zu verleihen. Zwischen dem Kipphebel oder Mitnehmer und der Nockenwelle/Nockenerhebung befindet sich weder eine Schubstange noch ein zusätzlicher Mitnehmer. Ferner gibt es Ventiltriebe vom Typ II in zwei Varianten, die entweder an dem Ventil gegenüberliegenden Ende des Kippschalters oder des Mitnehmers an der Welle oder am Drehzapfen (z. B. an einer Spieleinstellvorrichtung) angebracht sind.
Ferner verwenden verschiedene Fahrzeuganwendungen verschiedene Techniken, um kinetische Energie eines Fahrzeugs zu absorbieren oder zu verzögern, um das Fahrzeug intrinsisch zu verlangsamen, ohne externe Bremsmerkmale (z. B. Reibungsbremsen an den Rädern) zu verwenden. Für Fahrzeuge, die mit Verbrennungsmotoren angetrieben werden, sind Motorbremsen für solche Zwecke verwendet worden. Verschiedene Motorbremsen sind verfügbar, einschließlich Vorrichtungen, die betreibbar sind, um ein oder mehrere Ventile von einem oder mehreren Motorzylindern zu öffnen und dadurch die Zylinder zu dekomprimieren. Derartige Druckentlastungs-Motorbremsen absorbieren die Energie des Fahrzeugs, indem sie sie auf die Arbeit in Bezug auf die Verdichtung von Luft in den Zylindern anwenden und als Abgas freigeben, bevor ein Arbeitshub erreicht werden kann. Obwohl Motorbremsen bekannt sind, können verschiedene Arten von Motorbremsen, einschließlich Kompressionsfreigabe-Motorbremsen, nicht für die Verwendung mit verschiedenen Arten von Ventiltrieben geeignet sein.
Die Offenbarung stellt eine Anordnung aus Motor und Motorbremse und Ventiltrieb für eine hydraulisch betätigte Motorbremsung mit Kompressionsfreigabe in Ventiltriebanwendungen des Typs II bereit.
In einem Aspekt stellt die Offenbarung eine Typ II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung bereit. Die Anordnung umfasst ein Bremsgehäuse, das innerhalb eines Ventilblocks des Motors montierbar ist und zumindest teilweise einen Hydraulikkreis definiert, wobei das Bremsgehäuse eine Nachlaufkolbenkammer und eine Bremskolbenkammer definiert, die mit dem Hydraulikkreis in Verbindung steht. Ein Nachlaufkolben ist in der Nachlaufkolbenkammer und ein Bremskolben in der Bremskolbenkammer angeordnet. Der Nachlaufkolben ist so konfiguriert, dass er sich zwischen einer ausgefahrenen Position, in der der Nachlaufkolben einer rotierenden Bremsnockenerhebung folgt, und einer eingefahrenen Position bewegt, in der der Nachlaufkolben der rotierenden Bremsnockenerhebung nicht folgt. Der Bremskolben steht in druckempfindlicher Beziehung zu dem Nachlaufkolben, um sich zu bewegen. Eine Bremsstange ist mit dem Bremskolben gekoppelt. Ein Schlepphebel weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf. Der Schlepphebel ist relativ zum Bremsgehäuse so angeordnet, dass die Bremsstange zumindest dann mit dem Schlepphebel in Eingriff kommt, wenn sich der Nachlaufkolben in der eingefahrenen Position befindet. Wenn sich der Nachlaufkolben in der eingefahrenen Position befindet, ist der Schlepphebel konfiguriert, um von dem ersten Ende um einen Drehzapfen zu schwenken, wenn der Schlepphebel einer Ventilnockenerhebung folgt, um das Anheben und Aufsetzen eines Zylinderventils eines Motorzylinders zu bewirken. Wenn sich der Nachlaufkolben in der ausgefahrenen Position befindet, schwenkt der Schlepphebel zumindest teilweise von dem ersten Ende um den Drehzapfen und die Bremsstange bewegt das zweite Ende des Schlepphebels, um das Zylinderventil anzuheben und die Kompression von dem Motorzylinder freizugeben.
In einem weiteren Aspekt stellt die Offenbarung einen Motor mit einem Motorkurbelgehäuse bereit, wobei ein oder mehrere Motorzylinder jeweils einen Motorkolben und einen Ventilblock enthalten, der an dem Motorkurbelgehäuse montiert ist und eine Vielzahl von Ventilöffnungen in Verbindung mit jedem des einen oder der mehreren Motorzylinder definiert. Der Ventilblock beherbergt einen Typ II-Ventiltrieb, der eine Vielzahl von Nockenwellen mit einer Vielzahl von Nockenerhebungen beinhaltet, die über dem einen oder den mehreren Motorzylindern angeordnet sind. Die Vielzahl von Nockenerhebungen beinhaltet mindestens eine Bremsnockenerhebung und mehrere Ventilnockenerhebungen. Der Typ II-Ventiltrieb beinhaltet ferner eine Vielzahl von Ventilen, die betreibbar sind, um die Vielzahl von Ventilöffnungen des einen oder der mehreren Motorzylinder zu öffnen und zu schließen, zusammen mit einer Vielzahl von Drehzapfen und einer Vielzahl von Schlepphebeln, die konfiguriert sind, um die Vielzahl von Drehzapfen zu schwenken und den Ventilnockenerhebungen zu folgen, um ein Anheben und Aufsetzen der Vielzahl von Ventilen in Bezug auf die Vielzahl von Ventilöffnungen zu bewirken. Der Motor beinhaltet eine Motorbremse mit einem Bremsgehäuse, das innerhalb des Ventilblocks angebracht ist und zumindest teilweise einen Hydraulikkreislauf und eine Nachlaufkolbenkammer und eine Bremskolbenkammer in Verbindung mit dem Hydraulikkreislauf definiert. Ein Nachlaufkolben ist in der Nachlaufkolbenkammer und ein Bremskolben in der Bremskolbenkammer angeordnet. Der Nachlaufkolben ist so konfiguriert, dass er sich zwischen einer ausgefahrenen Position, in der der Nachlaufkolben der mindestens einen Bremsnockenerhebung folgt, und einer eingefahrenen Position bewegt, in der der Nachlaufkolben der rotierenden Bremsnockenerhebung nicht folgt. Der Bremskolben steht in druckempfindlicher Beziehung zu dem Nachlaufkolben, um sich zu bewegen. Eine Bremsstange ist mit dem Bremskolben gekoppelt und konfiguriert, um mit einem zugehörigen der Vielzahl von Schlepphebeln in Eingriff zu treten, zumindest wenn sich der Nachlaufkolben in der ausgefahrenen Position befindet. Wenn sich der Nachlaufkolben in der eingefahrenen Position befindet, ist der zugehörige Schlepphebel konfiguriert, um einen zugehörigen der Vielzahl von Drehzapfen zu schwenken, wenn der zugehörige Schlepphebel einem zugehörigen der Ventilnockenerhebungen folgt, um das Anheben und Aufsetzen eines zugehörigen der Vielzahl von Ventilen zu bewirken. Wenn sich der Nachlaufkolben in der ausgefahrenen Position befindet, greift die Bremsstange in den zugehörigen Schlepphebel ein, um das zugehörige Ventil anzuheben, wenn der zugehörige Schlepphebel auf die zugehörige Ventilnockenerhebung-Freigabekompression von einem zugehörigen des einen oder der mehreren Motorzylinder folgt.
Die Details einer oder mehrerer Ausführungsformen werden in den beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. Andere Eigenschaften und Vorteile werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen ersichtlich.

1 ist eine isometrische Ansicht eines beispielhaften Arbeitsfahrzeugs in Form eines Muldenkippers, in das eine Typ II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung gemäß dieser Offenbarung integriert werden kann;
2 ist eine isometrische Ansicht eines beispielhaften Ventilblocks mit einer beispielhaften Typ II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung;
3 ist eine Draufsicht darauf;
4 ist eine isometrische Schnittansicht davon entlang der Linie 4-4 von 3;
5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 von 3 und zeigt schematisch ein Motorkurbelgehäuse mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung;
6 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht des Ventilblocks, wie in 5 gezeigt;
Die 7-10 verschiedene einseitige und isometrische Ansichten bestimmter beispielhafter Ventile und Ventilstellgliedkomponenten, die in der Typ-II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung verwendet werden;
11 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines beispielhaften Drehzapfens, der in der Typ-II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung verwendet wird;
12 ist eine Schnittansicht ähnlich wie 4, die jedoch eine andere Position der Kolben-Zylinder-Anordnung und eines Einlassventils in einer angehobenen Position zeigt;
13 ist ein ähnlicher Schnitt, zeigt jedoch die Kolben-Zylinder-Anordnung in einer anderen Position und mit einem Auslassventil in einer angehobenen Position;
14 ist eine Teilschnittansicht entlang der Linie 14-14 von 3;
15 ist eine Schnittansicht ähnlich wie 5, zeigt jedoch das Auslassventil in einer angehobenen Position;
16 ist eine Schnittansicht ähnlich wie 15 einer anderen Ausführungsform der Typ-II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung;
17 ist eine Schnittansicht ähnlich wie 15 einer weiteren Ausführungsform der Typ II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung;
Die 18 und 19 sind isometrische Ansichten einer beispielhaften schaltbaren Ventilstellgliedkomponente, die in bestimmten Beispielen des Typ II-Ventiltriebs verwendet wird;
Die 20 und 21 sind isometrische Ansichten einer weiteren beispielhaften schaltbaren Ventilstellglied-Komponente, die in bestimmten Beispielen des Typ II-Ventiltriebs verwendet wird;
22 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Bereichs 22-22 von 17, zeigt jedoch eine Verriegelung des beispielhaften schaltbaren Ventilstellglieds in einer verriegelten Position;
23 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 23-23 in 22;
24 ist eine vergrößerte Schnittansicht ähnlich wie 24, zeigt jedoch die Verriegelung in einer entriegelten Position;
25 eine Schnittansicht entlang der Linie 25-25 in 24; und
26 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren beispielhaften Implementierung einer Typ-II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung.

Gleiche Referenzsymbole in den unterschiedlichen Zeichnungen bezeichnen gleiche Elemente.
Das Folgende beschreibt eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen der offenbarten Typ II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung, wie in den beigefügten Figuren der vorstehend kurz beschriebenen Zeichnungen dargestellt. Verschiedene Abwandlungen der beispielhaften Ausführungsformen können von Fachleuten auf dem Gebiet in Betracht gezogen werden.
Wie hierin verwendet, bezeichnen Listen mit Elementen, die durch konjunktive Ausdrücke (z. B. „und“) getrennt sind und denen auch der Ausdruck „eines oder mehrere von“ oder „mindestens eines von“ vorangestellt ist, Konfigurationen oder Anordnungen, die möglicherweise einzelne Elemente der Liste oder eine Kombination davon beinhalten. Zum Beispiel zeigt „mindestens eines von A, B und C“ oder „eines oder mehrere von A, B und C“ die Möglichkeiten von nur A, nur B, nur C oder einer beliebigen Kombination von zwei oder mehr von A, B und C (z. B. A und B; B und C; A und C; oder A, B, und C) an.
Außerdem können in der Detaillierung der Offenbarung Richtungs- und Ausrichtungsbegriffe, wie etwa „längs“, „innere“, „äußere“, „umlaufend“, „axial“, „umlaufend“, „seitlich“ und „quer“, verwendet werden. Derartige Begriffe werden zumindest teilweise in Bezug auf eine Radachse, Schwenkachse und/oder ein Arbeitsfahrzeug definiert. Wie hier verwendet, gibt der Begriff „längs“ eine Ausrichtung entlang der Länge der Vorrichtung an; der Begriff „seitlich“ gibt eine Ausrichtung entlang einer Breite der Vorrichtung und orthogonal zur Längsausrichtung an; und der Begriff „quer“ gibt eine Ausrichtung entlang der Höhe der Vorrichtung und orthogonal zur Längs- und Seitenausrichtung an. Diese Ausrichtungen können in Bezug auf ein Arbeitsfahrzeug oder eine Fahrtrichtung des Arbeitsfahrzeugs erfolgen, an dem die Komponenten befestigt werden. In anderen Beispielen können die durch diese Begriffe referenzierten Komponenten gemäß der vorliegenden Offenbarung umgekehrt werden.
Wie vorstehend erörtert, ist das Motorbremsen eine nützliche Technik, um die Fahrzeugbewegung zu verlangsamen, insbesondere bei großen Arbeitsfahrzeugen auf der Straße und im Gelände, die schwere Lasten tragen, wobei intrinsische Komponenten des Arbeitsfahrzeugs verwendet werden, um kinetische Energie abzuführen, ohne auf externe Bremskomponenten, die sich andernfalls schneller verschleißen können, zurückzugreifen oder diese zu reduzieren. Motorbremsen verschiedener Art sind bekannt, einschließlich verschiedener hydraulisch betätigter Kompressionsfreigabe-Motorbremsen mit hydraulischen Verteilern, die in einem Ventilblock des Motors angebracht sind und dazu dienen, ein Zylinderventil zu öffnen, um den Zylinder zu dekomprimieren und einen Arbeitshub zu verhindern. Motorbremsen dieser Art sind von der Firma Jacobs Vehicle Systems, Inc. aus Bloomfield, Connecticut für verschiedene Motorarchitekturen kommerziell erhältlich.
Zu den Typ II-Ventiltrieben gehören, wie oben angemerkt, sowohl eine auf der Kipphebelwelle gelagerte Sorte als auch eine endseitige Schwenkvariante, wobei erstere im Namen erläutert wird und letztere Konfigurationen sind, bei denen ein Kipphebel oder ein Mitnehmer ein freies Ende aufweist, das dem gegenüberliegt, wo der Kipphebel oder der Mitnehmer mit dem von ihr gesteuerten Ventil zusammenwirkt, das während des Betriebs des Motors um einen Drehzapfen schwenkt. In verschiedenen Enddrehzapfen-Typ-II-Motorarchitekturen, die hier in Betracht gezogen werden, kann der Drehzapfen in Bezug auf ein Motorkurbelgehäuse fest oder beweglich sein, und in einigen Fällen wird der Drehzapfen durch eine Spieleinstellerkomponente bereitgestellt, wie etwa einen Spieleinsteller (z. B. einen hydraulischen Spieleinsteller (HLA)). In solchen Fällen kann der Spieleinsteller einen beweglichen Kopf oder Kolben aufweisen, der mit dem freien Ende des Kipphebels oder des Mitnehmers zusammenwirkt, um eine Spieleinstellkraft auszuüben, die auf das Ventil durch den Kipphebel oder den Mitnehmer wirkt, um Spiel oder Spalt zwischen den Ventiltriebkomponenten des Ventils zu beseitigen, und dadurch Motorstörungen, wie etwa Ventiltrieb/Geräuschschlag und verschlechterte Motorleistung, zu reduzieren oder zu beseitigen.
Diese Offenbarung stellt eine Anordnung aus Motor und Ventiltrieb und Motorbremse bereit, die eine Kompressionsfreigabe, eine hydraulisch betätigte Motorbremsung (CRHEB) in einem Enddrehzapfen des Typs II (EPT2) Ventiltrieb- und Motorarchitekturen bereitstellt.
In verschiedenen Formen kann die Motorbremse ein Bremsgehäuse aufweisen, das innerhalb des Ventilblocks des Motors zum Leiten des Hydraulikfluids, das zum Verwalten der Motorbremse verwendet wird, angebracht ist. Das Bremsgehäuse stellt einen Hydraulikkreis bereit, der mit einer Hydraulikfluidquelle gekoppelt ist, die in einigen Fällen das Motoröl sein kann, das durch eine dedizierte Motorölpumpe angetrieben wird und durch das Motorkurbelgehäuse mit dem Bremsgehäuse gekoppelt ist. Das Bremsgehäuse kann eine oder mehrere Kolbenkammern aufweisen, die mit dem Hydraulikkreis fluidisch gekoppelt sind. In einigen Fällen gibt es Paare von Kolbenkammern, die über einen geschlossenen Pfad des Hydraulikkreises in einer druckempfindlichen Weise gekoppelt sind (z. B. eine Master/Slave-Anordnung), sodass ein Kolben einen anderen Kolben antreibt. Zum Beispiel kann die Motorbremse einen (Master-) Nachlaufkolben beinhalten, der sich als Reaktion auf die Drehung einer dedizierten oder Mehrzwecknocke (z. B. einer Bremsnocke) in einer Kolbenkammer des Bremsgehäuses hin- und herbewegt, wenn sich eine zugehörige Nockenwelle dreht. Der Nachlaufkolben kann mit einer Rolle oder einer Gleitfläche konfiguriert sein, um den Verschleiß an der Schnittstelle des Nachlaufkolbens mit der Nockenerhebung zu erleichtern. Ein Hin- und Herbewegen des Nachlaufkolbens kann den Hydraulikfluidkreislauf bewegen, um Druckkräfte zu übertragen, um den (Slave-) Bremskolben in einer anderen Bremskammer des Bremsgehäuses hin- und herzubewegen. Der Bremskolben weist ein Merkmal (z. B. eine Bremsstange) auf, um eine Schnittstelle mit dem Ventiltrieb herzustellen und Kompression von einem zugehörigen Motorzylinder freizugeben.
In bestimmten Beispielen kann die Motorbremse an einem einzelnen Zylinder oder mehreren Zylindern arbeiten und es kann ein einzelnes Motorbremsgehäuse oder mehrere Motorbremsgehäuse geben, die innerhalb des Ventilblocks montiert sind. Beispielsweise ein Sechszylindermotor, wobei jeder Zylinder mithilfe von drei Bremsgehäusen gebremst werden kann, wobei jedes ein Paar von Zylindern bremst. In diesen Fällen können die Bremsgehäuse als Bremsverteiler betrachtet werden, die einen gemeinsamen hydraulischen Kreislauf bereitstellen, der zwei Mitnehmer/Bremskolben-Paare bedient. Unabhängig davon, ob ein oder mehrere Zylinder gebremst werden, kann die Motorbremsfunktion selektiv mithilfe eines oder mehrerer elektrischer oder elektrohydraulischer Magnetventile gesteuert werden, um die Hydraulikdurchgänge innerhalb jedes Bremsgehäuses zu einem Fahrzeughydrauliksystem (z. B. Motorölkreislauf) zu öffnen oder zu schließen und dadurch die Druckbeaufschlagung des Bremshydraulikkreislaufs zu steuern. Eine oder mehrere vorhandene oder Motorbremsen-dedizierte Steuerungen können den Magnetventilbetrieb auf Grundlage von Eingaben von verschiedenen Fahrzeugsensoren oder dem Fahrzeugbediener und speichergespeicherten Motorbremssteueralgorithmen steuern.
Die Motorbremse wirkt mit dem Ventiltrieb durch direkten physischen Eingriff mit einer oder mehreren Ventilsteuerungskomponenten zusammen. In verschiedenen Implementierungen greift der Bremskolben (über eine Bremsstange) in eine Kipphebel- oder Mitnehmerkomponente ein. Der Einfachheit halber wird die Kipphebel- oder Mitnehmerkomponente hier als „Schlepphebel“ bezeichnet. Dieser Begriff sollte so verstanden werden, dass er ein Kipphebelbauteil umfasst, das einer Nockenerhebung folgt, um ein zugehöriges Zylinderventil anzuheben und zu aufzusetzen und Ventilbrücken auszuschließen, die Ventilpaare betätigen. Da sich die hierin beschriebene Motorbremse EPT2-Ventiltriebe betrifft, bezieht sich der hierin verwendete Begriff „Schlepphebel“ auf einen Kipphebel, der ein freies Ende aufweist, das an einen festen oder beweglichen Drehzapfen gekoppelt ist, um den er während des normalen Motorbetriebs schwenkt. Es versteht sich, dass verschiedene Schlepphebelkonstruktionen mit der offenbarten Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung verwendet werden können, wobei der Begriff sie umfasst.
In bestimmten Beispielen können die Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung einen speziellen Scharnier- oder Drehschlepphebel (FFF) verwenden, wie unten beschrieben. Der FFF ist ein mehrteiliges Bauteil, bei dem zwei oder mehr Mitnehmerabschnitte an einem Drehpunkt zwischen den Enden des FFF verbunden sind, um ein gewisses Maß an Schwenkbewegung um eine Scharnierachse zu ermöglichen, die sich während des Motorbremsens durch den Drehpunkt erstreckt. Die Mitnehmerabschnitte sind so konfiguriert, dass sie während des normalen Motorbetriebs als ein Einzelteil oder Hebelarm wirken, in dem die Mitnehmerabschnitte um die Schwenkachse von dem Schwenkende schwenken, wenn sich die Nockenerhebung dreht. Dann kann der Bremskolben während des Motorbremsens mit dem Mitnehmerabschnitt an der Ventilseite des FFF in Eingriff treten, um das Ventil (d. h. das Ventil, das zur Kompressionsfreigabe geöffnet ist) anzuheben. Die beiden Mitnehmerabschnitte schwenken um die Scharnierachse am Drehzapfen, wodurch eine konstante Kraft auf den Enddrehzapfen wirkt, die eine Spieleinstellung mit herkömmlichen Spieleinstellern ermöglicht.
In anderen Implementierungen können die Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung einen herkömmlichen Roll-Schlepphebel (RFF) verwenden, der an einem Ende auf einem Drehzapfen schwenkt und am anderen Ende mit der Ventilstange gekoppelt ist. Eine zwischen den Enden gelagerte Rolle folgt einer obenliegenden Nockenerhebung, die geneigt oder exzentrisch ist, um das Schwenken des Rollen-Schlepphebels und damit das Anheben und Aufsetzen des Ventils während des normalen Motorbetriebs zu bewirken. Während des Bremsens des Motors greift der Bremskolben in das Ventilende des RFF zwischen der Ventilspitze und dem Enddrehzapfen ein, um das Ventil (d. h. das Ventil, das zur Kompressionsfreigabe geöffnet ist) anzuheben. Um eine Drehung der Nockenerhebung während des Motorbremsens zu ermöglichen, schwenkt der RFF in eine Position des Ausrückens aus der primären Nockenerhebung, während er mit der Bremsnockenerhebung in Eingriff ist. Die Bremsnockenerhebung wird die RFF wieder mit der primären Nockenerhebung in Eingriff bringen, nachdem die Bremsventilbewegungen ausgeführt wurden. Beispielsweise kann der bewegliche Drehzapfen ein Spieleinsteller mit einem sich hin- und herbewegenden Kolben sein. Die Verwendung der offenbarten Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung verhindert somit nicht die herkömmliche Spieleinstellung während des normalen Motorbetriebs.
In noch verfeinerten Implementierungen können die Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung einen schaltbaren Drehpunkt-Rollenschlepphebel (SRFFF) verwenden, wie unten beschrieben. Der SRFFF ist ein mehrteiliges Bauteil, das eine Zylinderabschaltung (CDA) während eines solchen Motorbetriebs bereitstellt. Der SRFFF weist drei oder mehr Mitnehmerabschnitte auf, von denen zwei miteinander verbunden sind und in der Art des oben beschriebenen FFF arbeiten. Der dritte Mitnehmerabschnitt ist mit einem der anderen Mitnehmerabschnitte an einer zweiten Scharnierachse gekoppelt. Der SRFFF beinhaltet eine bewegliche Verriegelung, die selektiv (z. B. durch hydraulischen Druck, der auf einen Kolben wirkt) gesteuert werden kann, um den dritten Mitnehmerabschnitt zu verriegeln oder zu entriegeln. Wenn der dritte Mitnehmerabschnitt verriegelt ist, ist der SRFFF konfiguriert, um während des normalen Motorbetriebs als ein Einzelteil Stück oder Hebelarm zu wirken, bei dem die Mitnehmerabschnitte um den Drehzapfen (der wiederum ein Spieleinsteller sein kann) von dem Drehzapfenende schwenken, wenn sich die Nockenerhebung dreht. Während des Motorbremsens und wenn der dritte Mitnehmerabschnitt verriegelt ist, kann der Bremskolben mit dem Mitnehmerabschnitt am Ventilende des SRFFF in Eingriff kommen, um das Ventil anzuheben (d. h. das Ventil zur Kompressionsfreigabe zu öffnen). Dann wird während des CDA-Betriebs des Motors der dritte Mitnehmerabschnitt entriegelt, sodass er um die zweite Scharnierachse schwenken und die Nockenbewegung während des CDA-Motorbetriebs kontinuierlich absorbieren kann.
Die hierin beschriebene Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung ermöglicht auch eine verbesserte Motorbremsung, die manchmal als 1,5-Takt-Bremsung bezeichnet wird, indem ein zweites Kompressionsfreigabeereignis nach dem anfänglichen Kompressionsfreigabeereignis erreicht werden kann, das sich am oberen Totpunkt (OT) des Verdichtungshubs vor dem, was normalerweise der Arbeitshub des Zyklus wäre, befinden kann. Das zweite Kompressionsfreigabeereignis kann erreicht werden, indem CDA verwendet wird, um das Auslassventil während des normalen positiven Leistungsauslassventilhubereignisses geschlossen zu halten. Während das Auslassventil von dem normalen positiven Leistungshubereignis gelöst ist, wird ein zusätzlicher Kompressionsfreigabeventilhub durch das Motorbremssystem bereitgestellt. Dieses zusätzliche Kompressionsfreigabeereignis ermöglicht somit, dass zusätzliche Energie durch den Motor und mit niedrigeren Ventilhubwerten im Vergleich zu herkömmlichen Motorbremsen abgeführt wird.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist die offenbarte Motor- und Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung eine Typ II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung 10 eines Verbrennungsmotors (ICE) 12, wie beispielsweise eines Dieselmotors, eines großen Straßen- und Gelände-Arbeitsfahrzeugs 14. Wie gezeigt, kann in Betracht gezogen werden, dass das Arbeitsfahrzeug 14 neben anderen Systemen und Komponenten ein Fahrgestell 16 zum Tragen schwerer Lasten, eine Bedienerkabine 18, ein Steuersystem 20 und ein Hydrauliksystem 22 beinhaltet.
Im Allgemeinen liefert der ICE 12 Leistung an das Arbeitsfahrzeug 14 entweder allein oder als Teil eines Hybridleistungssystems, in dem Leistung von dem ICE 12 während bestimmter Betriebsmodi durch eine oder mehrere elektrische Motoren, Brennstoffzellen oder andere Leistungsquellen ergänzt oder ersetzt wird. In den hier gezeigten und beschriebenen beispielhaften Implementierungen ist der ICE 12 ein Viertaktmotor mit Reihenmotor und Sechszylinderkompressionszündung mit einem Typ II-Ventiltrieb, wie nachstehend beschrieben. Der ICE 12 kann von einem Motorsteuermodul (nicht gezeigt) des Steuersystems 20 gesteuert werden. Zusätzlich zur Bereitstellung von Zugkraft zum Antreiben des Arbeitsfahrzeugs 14 kann der ICE 12 Leistung an verschiedene bordeigene Teilsysteme, einschließlich verschiedener elektrischer und hydraulischer Komponenten des Arbeitsfahrzeugs 14, und zum Abgeben von Leistung an andere Teilsysteme, die vom Arbeitsfahrzeug 14 entfernt sind, bereitstellen. Beispielsweise kann der ICE 12 mechanische Leistung bereitstellen, die in ein elektrisches Format umgewandelt wird, um die Elektronik des Steuersystems 20 und einen oder mehrere elektrische Antriebe des Arbeitsfahrzeugs 14 zu betreiben. Der ICE 12 kann auch mechanische Leistung bereitstellen, die in ein hydraulisches Format umgewandelt wird, um verschiedene Pumpen und Kompressoren anzutreiben, die Fluid unter Druck setzen, um verschiedene Stellglieder des Hydrauliksystems 22 anzutreiben, um die Radlenkung und verschiedene Arbeitsanbaugeräte an Bord des Arbeitsfahrzeugs 14 anzutreiben. Das Hydrauliksystem 22 kann weitere Komponenten (z. B. Ventile, Strömungsleitungen, Kolben/Zylinder, Dichtungen/Abdichtungen usw.) beinhalten, sodass die Steuerung verschiedener Vorrichtungen mit und basierend auf hydraulischen, mechanischen oder anderen Signalen und Bewegungen erfolgen kann.
Das Steuersystem 20 kann als eine Rechenvorrichtung mit zugehörigen Prozessorvorrichtungen und Speicherarchitekturen, als fest verdrahtete Rechenschaltung (oder -schaltungen), als programmierbare Schaltung, als hydraulische, elektrische oder elektrohydraulische Steuerung konfiguriert sein. Das Steuersystem 20 kann konfiguriert sein, um verschiedene Rechen- und Steuerfunktionen in Bezug auf das Arbeitsfahrzeug 14 auszuführen, einschließlich verschiedener Vorrichtungen, die dem ICE 12, dem Hydrauliksystem 22 und verschiedenen zusätzlichen Komponenten des Arbeitsfahrzeugs 14 zugeordnet sind. In einigen Ausführungsformen kann das Steuersystem 20 konfiguriert sein, um Eingangssignale in verschiedenen Formaten (z. B. als Hydrauliksignale, Spannungssignale, Stromsignale usw.) zu empfangen und Befehlssignale in verschiedenen Formaten (z. B. als Hydrauliksignale, Spannungssignale, Stromsignale, mechanische Bewegungen usw.) auszugeben.
Unter Bezugnahme auch auf 3-5 beinhaltet der ICE 12 ein Motorkurbelgehäuse 24, einen Ventilblock 26, der an dem Motorkurbelgehäuse 24 montiert ist, um einen oder mehrere durch das Motorkurbelgehäuse 24 definierte Motorzylinder 28 zumindest teilweise zu umschließen, und eine Kurbelwelle 30, die drehbar an das Motorkurbelgehäuse 24 gekoppelt ist, um sich um eine Kurbelachse 32 zu drehen. Die Typ-II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung 10 ist dazu konfiguriert, ein Paar von Einlasszylinderventilen 34a, 34b in Verbindung mit jedem Motorzylinder 28 und ein Paar von Auslasszylinderventilen 34c, 34d in Verbindung mit jedem Motorzylinder 28 selektiv zu öffnen und zu schließen.
Wie in 5 gezeigt, beinhaltet der Ventilblock 26 einen unteren Ventilkörper 36, der ein Paar Einlassventilöffnungen 38 (von denen nur eine gezeigt ist) definiert, die sich zwischen und in Fluidverbindung mit einem Einlasskrümmer (nicht gezeigt) und jedem Motorzylinder 28 erstrecken, und ein Paar Auslassventilöffnungen 40 (von denen nur eine gezeigt ist), die sich zwischen und in Fluidverbindung mit einem Abgaskrümmer (nicht gezeigt) und jedem Motorzylinder 28 erstrecken. Jede Einlassventilöffnung 38 beinhaltet einen Sitz 42, der benachbart zu dem Motorzylinder 28 positioniert und konfiguriert ist, um mit dem entsprechenden Einlasszylinderventil 34a, 34b zusammenzuwirken. Jede Auslassventilöffnung 40 beinhaltet einen Sitz 44, der benachbart zu dem Motorzylinder 28 positioniert und konfiguriert ist, um mit dem entsprechenden Auslasszylinderventil 34c, 34d zusammenzuwirken.
Jeder Motorzylinder 28 beinhaltet auch einen Motorkolben 46 und eine Verbindungsstange 48, die den Motorkolben 46 über einen Kurbelarm 33 mit der Kurbelwelle 30 verbindet. Der Motorkolben 46 bewegt sich innerhalb des Motorzylinders 28 zwischen einem oberen Totpunkt (OT), der in der Nähe des Ventilblocks 26 positioniert ist, und einer unteren Totpunktposition (UT), die von dem Ventilblock 26 am weitesten entfernt ist, um eine Größe einer Brennkammer 50 innerhalb des Motorzylinders 28 zu verringern oder zu vergrößern. Die Hin- und Herbewegung des Motorkolbens 46 innerhalb des Motorzylinders 28 dreht die Kurbelwelle 30 und den Kurbelarm 33 um die Kurbelachse 32 in einer ersten Taktdrehrichtung 52. In der veranschaulichten Implementierung ist der ICE 12 eine Viertaktkonstruktion mit einem konventionellen Ansaughub, Kompressionshub, Expansions- oder Arbeitshub und Auslasshub nacheinander. Der ICE 12 ist in einer positiven Leistungsbedingung, in der der ICE 12 die Kurbelwelle 30 in der ersten Taktdrehrichtung 52 antreibt (z. B. Drehmoment auf die Kurbelwelle 30 in der ersten Taktdrehrichtung 52 ausübt), und in einer negativen Leistungsbedingung, in der der ICE 12 der Drehung der Kurbelwelle 30 widersteht und als Bremse wirkt (z. B. Drehmoment auf die Kurbelwelle 30 in einer zweiten Taktdrehrichtung 54 entgegengesetzt zur ersten Taktdrehrichtung 52 ausübt), betreibbar. Die positive Leistungsbedingung des ICE 12 entspricht im Allgemeinen dem Verbrennungszyklusbetrieb, während die negative Leistungsbedingung im Allgemeinen dem Kompressionsfreigabemotorbremsbetrieb entspricht.
Die Typ-II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung 10 beinhaltet eine Einlassnockenwelle 56 mit Ventilnockenerhebungen 58, die über den Einlasszylinderventilen 34a, 34b jedes Motorzylinders 28 angeordnet sind, und eine Auslassnockenwelle 60 mit Ventilnockenerhebungen 62, die über den Auslasszylinderventilen 34c, 34d jedes Motorzylinders 28 angeordnet ist. Die Nockenwellen 56, 60 erstrecken sich zwischen gegenüberliegenden Wänden des Ventilblocks 26 und sind durch ineinandergreifende Zahnräder 66 miteinander gekoppelt. Die Typ-II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung 10 beinhaltet ferner eine Bremsnockenerhebung 68 für jeden Motorzylinder 28. Wie gezeigt, ist die Bremsnockenerhebung 68 auf der Einlassnockenwelle 56 vorgesehen, jedoch kann die Bremsnockenerhebung 68 auf der Auslassnockenwelle 60 vorgesehen sein. Jede Nockenwelle 56, 60 kann einen Abschnitt aufweisen, der exzentrisch ist, um jede Nockenerhebung 58, 62, 68 zu bilden, oder die Nockenerhebungen 58, 62, 68 können durch Rampen auf der Nockenwelle 56, 60 gebildet werden. Daher umfasst der hierin verwendete Begriff „Nockenerhebung“ beliebige von verschiedenen Rampen, exzentrischen Erhebungen und anderen Nockenflächenprofilen. Die Profile, die Uhr- oder Winkelposition um die Nockenwellen 56, 60 oder sowohl das Profil als auch die Uhrposition der Ventilnockenerhebungen 58, der Ventilnockenerhebungen 62 und der Bremsnockenerhebung 68 sind von der Seite betrachtet unterschiedlich, sodass die Nockenerhebungen 58, 62, 68 mit ihren Gegenkomponenten, wie hier beschrieben, zu unterschiedlichen Zeiten zusammenwirken, wenn die Nockenwellen 56, 60 gedreht werden. Die Nockenwellen 56, 60 und die Nockenerhebungen 58, 62, 68 wirken mit Ventilstellgliedern zusammen, um die Zylinderventile 34a-34d auf- und abzusetzen. Die Ventilstellglieder können in der Branche als eine Variante von „Kipphebeln“ bezeichnet werden und werden in dem hier beschriebenen Beispiel aufgrund der länglichen Konstruktion und Funktion zum Auf- und Absetzen der Ventile durch Eingriff mit oder „Folgen“ der Nockenerhebungen 58, 62, wenn sie sich drehen, als „Schlepphebel“ bezeichnet.
Die Einlasszylinderventile 34a, 34b und die Einlassnockenwelle 56 bilden einen Teil einer Einlassvorrichtung 70, die konfiguriert ist, um den Gasstrom zwischen dem Motorzylinder 28 und den Einlassventilöffnungen 38 zu steuern. Die Einlassvorrichtung 70 beinhaltet ferner für jeden Motorzylinder 28 ein Paar von Rollenschlepphebel (RFF) 72 und einen Drehzapfen 74, der von dem Ventilblock 26 für jeden Einlass-RFF 72 gestützt wird. Die Auslasszylinderventile 34c, 34d und die Auslassnockenwelle 60 bilden einen Teil einer Auslass-/Bremsvorrichtung 76, die konfiguriert ist, um den Gasstrom zwischen dem Motorzylinder 28 und den Auslassventilöffnungen 40 zu steuern. Die Auslass-/Bremsvorrichtung 76 beinhaltet ferner für jeden Motorzylinder 28 einen RFF 72, einen Drehzapfen 74, der von dem Ventilblock 26 für den Auslass-RFF 72 getragen wird, einen spezialisierten angelenkten oder Drehpunkt-Schlepphebel (FFF) 78, einen Drehzapfen 74, der von dem Ventilblock 26 für den Auslass-FFF 78 getragen wird, und eine Motorbremsbaugruppe 80.
Jedes Zylinderventil 34a, 34b, 34c, 34d beinhaltet einen länglichen Ventilschaft 82, der einen vergrößerten Federhalter 84 in der Nähe einer oberen Spitze davon und einen Ventilkopf 86 an einem unteren Ende davon aufweist. Eine Feder 88 ist um den Ventilschaft 82 herum positioniert, der ein oberes Ende aufweist, in das der Federhalter 84 eingreift. Die Spitze des Ventilschafts 82 erstreckt sich durch den Federalter 84 hindurch. Die Ventilköpfe 86 der Zylinderventile 34a, 34b sind so konfiguriert, dass sie an den Sitzen 42 anliegen oder von den Sitzen 42 abgesetzt (d. h. „abgehoben“) werden. Die Ventilköpfe 86 der Zylinderventile 34c, 34d sind so konfiguriert, dass sie an den Sitzen 44 anliegen oder von den Sitzen 44 abgehoben werden.
Auch unter Bezugnahme auf die 6-10 weist jeder RFF 72 einen im Wesentlichen länglichen Mitnehmerabschnitt 90 auf, der ein erstes Ende 92, das dazu konfiguriert ist, mit dem Drehzapfen 74 zusammenzuwirken, und ein gegenüberliegendes zweites Ende 94 aufweist, das dazu konfiguriert ist, mit dem Ventilschaft 82 des Einlasszylinderventils 34a, 34b oder mit dem Auslasszylinderventil 34c zusammenzuwirken. Eine untere Fläche des ersten Endes 92 des Mitnehmerabschnitts 90 definiert eine Kontaktfläche 96, die so bemessen ist, dass sie zumindest teilweise einen Abschnitt des Drehzapfens 74 darin aufnimmt. Eine untere Fläche des zweiten Endes 94 des Mitnehmerabschnitts 90 weist eine Kontaktfläche 98 auf, die direkt an dem oberen Ende des Ventilschafts 82 des Zylinderventils 34a, 34b, 34c anliegt. Die Wechselwirkung zwischen der Kontaktfläche 96 und dem Drehzapfen 74 bewirkt, dass der Mitnehmerabschnitt 90 relativ zum Ventilblock 26 um eine Schwenkachse 100 schwenkt, die durch den Drehzapfen 74 verläuft. Der Mitnehmerabschnitt 90 definiert eine Öffnung 102, in der eine Rolle 104 durch einen Stift 106 drehbar gelagert ist. Die Drehachse der Rolle 104 steht senkrecht zu einer Längsachse des Mitnehmerabschnitts 90, die zwischen den Enden 92, 94 definiert ist. Die Außenflächen jeder Rolle 104 berühren die jeweiligen Abschnitte der Nockenwellen 56, 60, die die Ventilnockenerhebungen 58, 62 aufweisen und Leistung übertragen, um jeden Mitnehmerabschnitt 90 zu schwenken.
Der FFF 78 weist einen länglichen ersten Mitnehmerabschnitt 108 mit einem ersten und einem zweiten gegenüberliegenden Ende 110, 112 und einen länglichen zweiten Mitnehmerabschnitt 114 mit einem ersten und einem zweiten gegenüberliegenden Ende 116, 118 auf. Das zweite Ende 112 des ersten Mitnehmerabschnitts 108 ist schwenkbar mit dem ersten Ende 116 des zweiten Mitnehmerabschnitts 114 um eine Scharnier- oder Drehpunktachse 123 gekoppelt, die durch einen Stift 120 definiert ist, der dadurch als Drehpunkt für den FFF 78 dient. Die Drehachse 123 ist senkrecht zu einer Längsachse 125 des ersten Mitnehmerabschnitts 108, der zwischen den Enden 110, 112 definiert ist. Das erste Ende 110 des ersten Mitnehmerabschnitts 108 definiert ein erstes Ende, das zweite Ende 112 des ersten Mitnehmerabschnitts 108 definiert ein erstes Zwischenende, das erste Ende 116 des zweiten Mitnehmerabschnitts 114 definiert ein zweites Zwischenende und das zweite Ende 118 des zweiten Mitnehmerabschnitts 114 definiert ein zweites Ende. Eine untere Fläche des ersten Endes 110 des ersten Mitnehmerabschnitts 108 definiert eine Kontaktfläche 122, die so bemessen ist, dass sie zumindest teilweise einen Abschnitt des Drehzapfens 74 darin aufnimmt. Das zweite Ende 112 des ersten Mitnehmerabschnitts 108 weist eine Stopplasche 124 auf, die sich in Längsrichtung davon zum Stift 120 erstreckt. Die Stopplasche 124 überlappt einen Abschnitt 126 der oberen Oberfläche des zweiten Mitnehmerabschnitts 114 und ist so konfiguriert, dass sie in den Abschnitt 126 eingreift, um eine relative Drehung des ersten und zweiten Mitnehmerabschnitts 108, 114 um die durch den Stift 120 definierte Drehachse 123 in mindestens einer Taktrichtung zu begrenzen. Wie in 8 gezeigt, ist die relative Drehung des ersten und zweiten Mitnehmerabschnitts 108, 114 im Uhrzeigersinn begrenzt. Der erste Mitnehmerabschnitt 108 definiert eine Öffnung 128, in der eine Rolle 130 durch eine Stange 132 drehbar angebracht ist. Die Drehachse der Rolle 130 um den Stift 120 ist senkrecht zu einer Längsachse 125 des ersten Mitnehmerabschnitts 108, der zwischen den Enden 110, 112 definiert ist. Die Außenfläche der Rolle 130 berührt den Abschnitt der Auslassnockenwelle 60, der die Ventilnockenerhebung 62 aufweist, und überträgt Kraft, um den ersten Mitnehmerabschnitt 108 zu schwenken. Eine untere Fläche des zweiten Mitnehmerabschnitts 114 weist eine Kontaktfläche in der Nähe des ersten Endes 116 auf, die das obere Ende des Ventilschafts 82 des Zylinderventils 34d direkt berührt.
Im veranschaulichten Beispiel ist der Drehzapfen 74 durch einen Spieleinsteller, insbesondere einen hydraulischen Spieleinsteller, definiert, die an dem Ventilblock 26 befestigt ist und eine bewegliche Komponente aufweist, die es den RFFs 72 und FFFs 78 ermöglicht, unter hydraulischer Drucksteuerung die Position zum Aufsetzen der Ventilköpfe 86 (oder „Spiel“) einzustellen. In alternativen Implementierungen kann der Drehzapfen 74 jedoch relativ zu dem Ventilblock 26 fixiert oder an anderen Elementen des ICE 12 angebracht sein. Wie in 11 ausführlich beschrieben, beinhaltet der Drehzapfen 74 (in diesem Fall der beispielhafte Spieleinsteller) ein Gehäuse 134, das zumindest teilweise eine Kammer 136 darin definiert und relativ zu dem Ventilblock 26 fixiert ist, einen Kolben 138, der zumindest teilweise in der Kammer 136 positioniert und bewegbar ist, und ein Rückschlagventil 140, um selektiv den Strom von Hydraulikfluid durch den Kolben 138 und in die Kammer 136 hinein und aus dieser heraus zu steuern. Der Kolben 138 definiert ein gewölbtes erstes Ende 142, das Gehäuse 134 definiert ein zweites Ende 144 und eine relative Bewegung zwischen dem Kolben 138 und dem Gehäuse 134 bewirkt, dass sich die Größe der Kammer 136 und eine Einstellerlänge 146, die zwischen den Enden 142, 144 entlang einer Spieleinstellerachse 148 definiert ist, ändern. Insbesondere bewirkt das Bewegen des Kolbens 138 weg von dem Gehäuse 134, dass die Größe der Kammer 136 zunimmt und die Einstellerlänge 146 zunimmt, während das Bewegen des Kolbens 138 weiter in das Gehäuse 134 bewirkt, dass die Größe der Kammer 136 abnimmt und die Einstellerlänge 146 abnimmt. Das Rückschlagventil 140 ist zwischen einer offenen Position, in der eine Sperrkugel von ihrem entsprechenden Sitz ausgerückt ist, sodass Hydraulikfluid in die Kammer 136 eintreten und aus ihr austreten kann, und einer geschlossenen Position, in der die Sperrkugel in ihrem entsprechenden Sitz eingerückt ist und Hydraulikfluid im Allgemeinen nicht in die Kammer 136 eintritt und aus ihr austritt, einstellbar. Das Rückschlagventil 140 beinhaltet auch ein Vorspannelement 150 (z. B. eine Feder), das konfiguriert ist, um das Rückschlagventil 140 in die geschlossene Position vorzuspannen. Wenn sich das Rückschlagventil 140 in der geschlossenen Position befindet, ist der Kolben 138 relativ zu dem Gehäuse 134 fixiert, was bewirkt, dass die Einstellerlänge 146 effektiv fixiert wird. Wenn sich das Rückschlagventil 140 in der geöffneten Position befindet, kann Hydraulikfluid in die Kammer 136 eintreten und aus ihr austreten, und der Kolben 138 ist relativ zum Gehäuse 134 beweglich, was bewirkt, dass die Einstellerlänge 146 variabel ist. Während der veranschaulichte Drehzapfen 74 ein gewölbtes erstes Ende 142 beinhaltet, kann der Drehzapfen 74 andere Konfigurationen in alternativen Implementierungen aufweisen.
Die RFFs 72 und der FFF 78 sind in einem Hohlraum 152, siehe 6, in dem Ventilblock 26 positioniert, der über den Öffnungen 38, 40 beabstandet ist und durch eine Wand 154 gebildet wird. Die Drehzapfen 74 erstrecken sich in den Hohlraum 152. Die Ventilschäfte 82 der Zylinderventile 34a, 34b, 34c, 34d erstrecken sich durch Durchgänge 156 in der Wand 154, und die Ventilköpfe 86 befinden sich innerhalb des Hohlraums 152. Die Feder 88 jedes Zylinderventils 34a, 34b, 34c, 34d ist zwischen einem oberen Ende der Wand 154 und dem Federhalter 84 positioniert. Die Ventilköpfe 86 sind innerhalb der Öffnungen 38, 40 positioniert, wenn sie in den Sitzen 42, 44 sitzen.
Im normalen Betrieb des ICE 12 wird die Einstellerlänge 146 im Allgemeinen fixiert gehalten, nachdem eine Spieleinstellung vorgenommen wurde, sodass die RFFs 72 und der FFF 78 um sie herum schwenken können. Wenn sich die Nockenwellen 56, 60 drehen, greifen die Ventilnockenerhebungen 58 in die Rollen 104 an den Einlass-RFFs 72 ein, wodurch bewirkt wird, dass die Einlass-RFFs 72 um ihre Drehzapfen 74 schwenken und die Zylinderventile 34a, 34b von ihren Sitzen 42 abheben, siehe 12. Die Ventilnockenerhebungen 62 am Auslass-RFF 72 und am FFF 78 bewirken nicht, dass der RFF 72 und der FFF 78 in dieser Drehposition der Nockenwellen 56, 60 schwenken, sodass die Zylinderventile 34c, 34d sitzen bleiben. Während des Ansaughubs treibt der ICE 12 die Kurbelwelle 30 in der ersten Taktdrehrichtung 52 an (z. B. übt Drehmoment auf die Kurbelwelle 30 in der ersten Taktdrehrichtung 52 aus), und der Motorkolben 46 wird nach unten bewegt, wodurch ein Unterdruck erzeugt wird, der ein Kraftstoff/Luft-Gemisch (oder Luft allein) durch die Einlassventilöffnungen 38 und in die Brennkammer 50 zieht. Sobald sich die Nockenwellen 56, 60 so drehen, dass die Ventilnockenerhebungen 58 nicht mehr ausreichend mit den Rollen 104 an den Einlass-RFFs 72 in Eingriff stehen, um ein Schwenken zu bewirken, bewirken die Federn 88, dass sich die Zylinderventile 34a, 34b nach oben bewegen und wieder auf ihren Sitzen 42 aufsitzen, wodurch bewirkt wird, dass die Einlass-RFFs 72 um ihre Drehzapfen 74 schwenken. Die Ventilnockenerhebungen 62 auf der Auslassnockenwelle 60 greifen nicht in den Auslass-RFF 72 und den FFF 78 ein, um ein Schwenken zu bewirken, sodass die Zylinderventile 34c, 34d sitzen bleiben, siehe 5. Während des Kompressionshubs wird das Kraftstoff/Luft-Gemisch (oder Luft allein) durch den Motorkolben 46, der sich durch den ICE 12, der die Kurbelwelle 30 in der zweiten Taktdrehrichtung 54 antreibt, nach oben bewegt (z. B. Drehmoment auf die Kurbelwelle 30 in der zweiten Taktdrehrichtung 54 ausübt), zur Oberseite der Brennkammer 50 verdichtet, wodurch das Volumen der Brennkammer 50 reduziert wird. Gegen Ende dieser Bewegung wird Kraftstoff eingespritzt (wenn nur Luft vorhanden war) und das Kraftstoff/Luft-Gemisch wird durch eine Zündkerze oder durch Selbstzündung gezündet. Wenn sich das gezündete Luft/Kraftstoff-Gemisch ausdehnt, wird der Motorkolben 46 nach unten gedrückt, was den Expansions- oder Arbeitshub verursacht, der die ICE 12-Leistung erzeugt. Die Nockenwellen 56, 60 befinden sich in einer gedrehten Position, sodass die Ventilnockenerhebungen 58, 62 nicht in Kontakt mit den Rollen 104, 130 sind, um die RFFs 72 und den FFF 78 nicht zu schwenken oder die Ventile 34a-34d während des Verbrennungshubs anzuheben. Während des Auslasshubs werden die Nockenwellen 56, 60 in die Position gedreht, in der die Auslassventilnockenerhebungen 62 mit den Rollen 104, 130 in Eingriff kommen, um den Auslass-RFF 72 und den FFF 78 um ihre Drehzapfen 74 zu schwenken und die Auslasszylinderventile 34c, 34d von ihren Sitzen 44 abzuheben, siehe 13. Die Stopplasche 124 bewirkt, dass sich der erste und zweite Mitnehmerabschnitt 108, 114 zusammen in der gleichen Taktrichtung bewegen (in 6 ist dies die Richtung gegen den Uhrzeigersinn), sodass der FFF 78 einen einzelnen, ausgehängten Hebel während des normalen Betriebs des ICE 12 betätigt. Während des Auslasshubs wird der Motorkolben 46 nach oben bewegt, wodurch die Gase, die während des Expansions- oder Arbeitshubs erzeugt wurden, aus der Brennkammer 50 durch die Auslassventilöffnungen 40 gedrückt werden. Die Nockenwellen 56, 60 drehen sich weiter und die Auslassventilnockenerhebungen 62 greifen nicht mehr mit den Rollen 104, 130 ein, um ein Schwenken des Auslass-RFF 72 und des FFF 78 zu bewirken. Die Federn 88 bewirken, dass sich die Zylinderventile 34c, 34d nach oben bewegen und auf ihren Sitzen 44 aufsitzen, wodurch veranlasst wird, dass der Auslass-RFF 72 und der FFF 78 um ihre Drehzapfen 74 schwenken. Der Viertaktzyklus wiederholt sich dann kontinuierlich während des normalen Motorbetriebs.
Die Motorbremsbaugruppe 80 wird nun beschrieben. In der beispielhaften Implementierung eines Sechszylindermotors gibt es drei Motorbremsbaugruppen 80, die innerhalb des Ventilblocks 26 oberhalb der Nockenwellen 56, 60 angeordnet sind und jeweils zwei benachbarte Paare von Motorzylindern 28 bedienen. Da jede Motorbremsbaugruppe 80 in den beispielhaften Implementierungen eine identische Konfiguration aufweist, wird hier nur eine Motorbremsbaugruppe 80 detailliert beschrieben. Jede Motorbremsbaugruppe 80 kann selektiv aktiviert werden, um alle oder eine Teilmenge der Motorzylinder 28 zu bremsen (z. B. durch elektronische Steuerung eines Magnetventils 184, wie nachstehend erörtert). Insbesondere wird jede Motorbremsbaugruppe 80 aktiviert, um selektiv mindestens ein Kompressionsfreigabeereignis zwischen oder während Teilen des Kompressionshubs und des Expansions- oder Arbeitshubs zu bewirken. Wie in den 2-4, 14 und 15 gezeigt, beinhaltet die Motorbremsbaugruppe 80 die Bremsnockenerhebung 68, ein Bremsgehäuse 162, das innerhalb des Ventilblocks 26 montiert ist, das zumindest teilweise einen internen Hydraulikkanal 164 definiert, der an eine Hydraulikfluidquelle (d. h. an einen Motorölkreislauf, der durch eine nicht gezeigte Motorölpumpe unter Druck gesetzt wird, die zumindest teilweise durch interne Durchgänge des Ventilblocks 26 geführt wird) gekoppelt ist, einen Nachlaufkolben 166, der in einer Nachlaufkolbenkammer 168 bereitgestellt ist, die durch das Bremsgehäuse 162 definiert ist, und einen federbelasteten Bremskolben 170, der in einer Bremskolbenkammer 172 angeordnet ist, die durch das Bremsgehäuse 162 definiert ist. Der Bremsnockenerhebung 68 ist gegenüber der Ventilnockenerhebung 58, 62 drehversetzt. Die Nachlaufkolbenkammer 168 steht über einen weiteren Hydraulikdurchgang 174 mit dem Hydraulikdurchgang 164 in Verbindung, und die Bremskolbenkammer 172 steht über einen weiteren Hydraulikdurchgang 176 innerhalb des Bremsgehäuses 162 mit der Nachlaufkolbenkammer 168 in Verbindung.
Die Motorbremsbaugruppe 80 wird durch ein oder mehrere Magnetventile 184 unter Steuerung des Steuersystems 20 aktiviert, um zu ermöglichen, dass Hydraulikfluid (z. B. Motoröl) in das Bremsgehäuse 162 strömt. Wenn das Magnetventil 184 geöffnet ist, sitzt ein Rückschlagventil (nicht gezeigt) innerhalb des Bremsgehäuses 162, sodass Hydraulikfluid in die Hydraulikdurchgänge 164, 176 strömt und einen Hochdruck-, geschlossenen Kreislauf zwischen der Nachlaufkolbenkammer 168 und der Bremskolbenkammer 172 erzeugt. Eine oder mehrere vorhandene oder Motorbremsen-spezifische Steuerungen des Steuersystems 20 können den Betrieb des Magnetventils 184 auf Grundlage einer Eingabe von verschiedenen Fahrzeugsensoren oder dem Fahrzeugbediener und eingespeicherten Motorbremssteueralgorithmen steuern.
Der Nachlaufkolben 166 ist innerhalb der Nachlaufkolbenkammer 168 beweglich, und als Reaktion darauf ist der Bremskolben 170 innerhalb der Bremskolbenkammer 172 beweglich. Der Nachlaufkolben 166 weist an einem Ende eine Rolle oder eine Gleitfläche 178 auf, die sich von dem Bremsgehäuse 162 erstreckt. Die Gleitfläche 178 steht in Kontakt mit dem Abschnitt der Nockenwelle 56, auf dem sich die Bremsnockenerhebung 68 befindet. An dem Bremskolben 170 ist eine Bremsstange 180 befestigt, die sich vom Bremsgehäuse 162 nach unten erstreckt. Die Bremsstange 180 ist konfiguriert, um mit einer oberen Fläche des zweiten Endes 118 des zweiten Mitnehmerabschnitts 114 des FFF 78 in Eingriff zu stehen, wenn sie sich in einer aktivierten Position befindet, um ein relatives Schwenken zwischen dem ersten und zweiten Mitnehmerabschnitt 108, 114 um das Scharnier zu bewirken, das durch den Stift 120 definiert ist, wenn die Motorbremsbaugruppe 80 aktiviert ist. Eine Feder 182 in der Bremskolbenkammer 172 spannt den Bremskolben 170 und die Bremsstange 180 in eine zurückgezogene, nicht aktivierte Position vor. Wenn sich die Bremsstange 180 in der nicht aktivierten Position befindet, drückt die Feder 88 am Zylinderventil 34d den zweiten Mitnehmerabschnitt 114 nach oben in Kontakt mit der Stopplasche 124, und es gibt kein relatives Schwenken zwischen dem ersten und zweiten Mitnehmerabschnitt 108, 114, sodass, wie oben angemerkt, der FFF 78 einen einzelnen, ausgehängten Hebel während des normalen Betriebs des ICE 12 (d. h. ohne Motorbremsen) betätigt. Wenn sich der Bremskolben 170 in der nicht aktivierten Position befindet, überträgt der erste Mitnehmerabschnitt 108 eine Spieleinstellerkraft von dem Drehzapfen 74 auf den zweiten Mitnehmerabschnitt 114, der die Spieleinstellerkraft auf das Auslasszylinderventil 34d überträgt.
Es ist anzumerken, dass jeder FFF 78 so konfiguriert und angeordnet ist, dass die Drehachse 123 sich senkrecht von und räumlich zwischen den Längsachsen der Bremsstange 180 und dem Kontaktbereich, an dem die Ventilnockenerhebung 62 in den ersten Mitnehmerabschnitt 108 eingreift, erstreckt. Darüber hinaus ist die Drehachse 123 zwischen der Mittellinie der Längsachse des Ventilschafts 82 des Auslassventil-Zylinderventils 34d und dem Kontaktbereich, an dem die Ventilnockenerhebung 62 mit dem ersten Mitnehmerabschnitt 108 in Eingriff steht, angeordnet. Dies stellt einen geeigneten Kraft- und Hebelausgleich für den FFF 78 bereit, um die Kraft der Ventilfeder 88 während des normalen Motorbetriebs leicht zu überwinden, und auch für die Bremsstange 180, um die Kraft der Ventilfeder 88 während des Motorbremsens leicht zu überwinden.
Bei oder in der Nähe des Kompressionshubs oder anderweitig zwischen dem Kompressionshub und dem Expansionshub berührt die Gleitfläche 178 auf dem Nachlaufkolben 166 die Bremsnockenerhebung 68, siehe 15, was bewirkt, dass sich der Nachlaufkolben 166 innerhalb des Bremsgehäuses 162 bewegt und die Größe der Nachlaufkolbenkammer 168 effektiv verringert. Dadurch wird das Hydraulikfluid aus dem Nachlaufkolbenraum 168 durch die Hydraulikleitung 164, durch den Hydraulikdurchgang 176 und in den Bremskolbenraum 172 gedrückt. Die Feder 182 komprimiert sich und die Größe der Bremskolbenkammer 172 vergrößert sich dadurch wirksam, was die Bremsstange 180 nach unten in die aktivierte Position und in Eingriff mit der oberen Fläche des zweiten Endes 118 des zweiten Mitnehmerabschnitts 114 treibt. Der erste und der zweite Mitnehmerabschnitt 108, 114 schwenken relativ zueinander um die Drehachse 123, die durch den Stift 120 definiert ist, der in 6 im Gegenuhrzeigersinn dargestellt ist. Der zweite Mitnehmerabschnitt 114 schwenkt nach unten, was bewirkt, dass die Kraft der Feder 88 des Zylinderventils 34d überwunden wird und das Zylinderventil 34d von seinem Sitz 44 abhebt, wodurch ein Dekompressions- oder Kompressionsfreigabeereignis durch Ausstoßen von Gasen aus der Brennkammer 50 bewirkt wird, bevor Leistung in dem Expansionshub entnommen werden kann. Wenn sich die Bremsnockenerhebung 68 dreht, um die Gleitfläche 178 nicht wegzudrücken, nimmt die Feder 88 des Zylinderventils 34d ihren natürlichen expandierten Zustand wieder auf und veranlasst den zweiten Mitnehmerabschnitt 114, nach oben in Eingriff mit der Stopplasche 124 zu schwenken. Die Feder 182 dehnt sich innerhalb der Bremskolbenkammer 172 aus und bewegt die Bremsstange 180 und den Bremskolben 170 nach oben, wodurch die Bremsstange 180 in die nicht aktivierte Position bewegt wird. Hydraulikfluid strömt aus der Bremskolbenkammer 172 durch den Hydraulikdruchgang 176, durch den Hydraulikdurchgang 164 und zurück in die Nachlaufkolbenkammer 168. Die Nachlaufkolbenkammer 168 vergrößert sich wirksam und der Nachlaufkolben 166 und die Gleitfläche 178 bewegen sich von dem Bremsgehäuse 162 weg. Dieser Vorgang wiederholt sich, wenn sich die Nockenwellen 56, 60 drehen.
16 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Typ-II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung 210, wobei der FFF 78 in der vorhergehenden beispielhaften Implementierung durch einen RFF 72 ersetzt wird, sodass nur RFFs 72 verwendet werden. Auch hier ist das erste Ende 92 des Auslass-RFF 72 konfiguriert, um mit dem Drehzapfen 74 zusammenzuwirken, und das zweite Ende 94 ist konfiguriert, um mit dem Ventilschaft 82 des Auslasszylinderventils 34d und mit der Bremsstange 180 zusammenzuwirken. Das Zusammenwirken zwischen der Kontaktfläche 96 und dem Drehzapfen 74 bewirkt, dass der Mitnehmerabschnitt 90 relativ zum Ventilblock 26 um die Schwenkachse 100 schwenkt. Die Außenfläche der Rolle 104 berührt den Abschnitt der Nockenwelle 60, der die Ventilnockenerhebung 62 aufweist, und überträgt eine Kraft, um den Mitnehmerabschnitt 90 zu schwenken. Am oder in der Nähe des Endes des Kompressionshubs berührt die Gleitfläche 178 auf dem Nachlaufkolben 166 die Bremsnockenerhebung 68 ausreichend, um zu bewirken, dass sich der Nachlaufkolben 166 innerhalb des Bremsgehäuses 162 bewegt und die Größe der Nachlaufkolbenkammer 168 wirksam verringert. Dadurch wird das Hydraulikfluid aus der Nachlaufkolbenkammer 168 durch den Hydraulikdurchgang 164 durch den Hydraulikdurchgang 176 in die Bremskolbenkammer 172 gedrückt, wodurch die Bremsstange 180 nach unten in die aktivierte Position und in Eingriff mit der oberen Fläche des zweiten Endes 94 des Auslass-RFF 72 getrieben wird. Das zweite Ende 94 des Auslass-RFF 72 schwenkt nach unten, was bewirkt, dass die Kraft der Feder 88 des Zylinderventils 34d überwunden wird und das Zylinderventil 34d von seinem Sitz 44 abhebt, wodurch ein Dekompressionsereignis durch das Auslassen von Gasen aus der Brennkammer 50 bewirkt wird. Wenn sich die Bremsnockenerhebung 68 ausreichend von der Gleitfläche 178 weg dreht, nimmt die Feder 88 des Zylinderventils 34d ihren natürlichen expandierten Zustand wieder auf und bewirkt, dass der Auslass-RFF 72 um seinen Drehzapfen 74 nach oben schwenkt und die Bremsstange 180 und den Bremskolben 170 nach oben bewegt. Dies bewegt die Bremsstange 180 in die nicht aktivierte Position, wodurch bewirkt wird, dass das Hydraulikfluid aus der Bremskolbenkammer 172 durch den Hydraulikdurchgang 176 durch den Hydraulikdurchgang 164 zurück in die Nachlaufkolbenkammer 168 strömt und sich der Nachlaufkolben 166 und die Gleitfläche 178 von dem Bremsgehäuse 162 weg bewegen. Um das Schwenken des Auslass-RFF 72 während des Motorbremsens aufzunehmen, schwenkt der Auslass-RFF 72 unter der Wirkung der Bremsstange 180 in eine Position des vollständigen Ausrückens aus der Nockenwelle 60 und der Ventilnockenerhebung 62. Die Bremsnockenerhebung 62 wird den Auslass-RFF 72 wieder mit der primären Nockenerhebung in Eingriff bringen, nachdem die Bremsventilbewegungen ausgeführt wurden. Die Mittellinie des Ventilschaftes 82 des Ventils 32d liegt zwischen der Mittellinie der Bremsstange 180, die auf den Auslass-RFF 72 einwirkt, und dem Kontaktbereich, an dem die Ventilnockenerhebung 62 in den ersten Mitnehmerabschnitt 108 eingreift.
Die 17-25 veranschaulichen eine beispielhafte Implementierung der Typ-II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung 310 mit Brems- und Zylinderabschaltung (CDA), bei der die RFFs 72 der Typ-II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung 10 durch schaltbare Rollenschlepphebel (SRFF) 312 ersetzt werden und die FFFs 78 durch schaltbare Drehpunktrollenschlepphebel (SRFFF) 314 ersetzt werden. Jeder SRFF 312 weist einen im Wesentlichen länglichen Mitnehmerabschnitt 316 auf mit einem ersten Ende 318, das konfiguriert ist, um mit dem Drehzapfen 74 zusammenzuwirken, und einem gegenüberliegenden zweiten Ende 320, das konfiguriert ist, um mit dem Ventilschaft 82 des Auslasszylinderventils 34d zusammenzuwirken. Eine untere Fläche des ersten Endes 318 des Mitnehmerabschnitts 316 definiert eine Kontaktfläche 322, die so bemessen ist, dass sie zumindest teilweise einen Abschnitt des Drehzapfens 74 darin aufnimmt. Eine untere Fläche des zweiten Endes 320 des Mitnehmerabschnitts 316 weist eine Kontaktfläche 324 auf, die direkt an dem oberen Ende des Ventilschafts 82 des Zylinderventils 34d anliegt. Die Wechselwirkung zwischen der Kontaktfläche 322 und dem Drehzapfen 74 bewirkt, dass der Mitnehmerabschnitt 316 relativ zum Ventilblock 26 um die Schwenkachse 100 schwenkt, die durch den Drehzapfen 74 verläuft. Der Mitnehmerabschnitt 316 definiert eine Öffnung 326, in der ein schwenkbarer Mitnehmerabschnitt 328 montiert ist. Die Öffnung 326 weist ein erstes Ende in der Nähe des ersten Endes 318 des Mitnehmerabschnitts 316 und ein zweites Ende in der Nähe des zweiten Endes 320 des Mitnehmerabschnitts 316 auf. Der Mitnehmerabschnitt 328 ist im Wesentlichen länglich und weist ein erstes Ende 330 auf, das dazu konfiguriert ist, sich in der Nähe des ersten Endes der Öffnung 326 zu befinden, und ein gegenüberliegendes zweites Ende 332, das schwenkbar mit dem zweiten Ende 320 des Mitnehmerabschnitts 316 um eine Scharnierachse 333 gekoppelt ist, die durch einen Stift 334 definiert ist. Die durch den Stift 334 definierte Scharnierachse 333 steht senkrecht zu einer Längsachse 336 des Mitnehmerabschnitts 316, der zwischen den Enden 318, 320 definiert ist. Der Mitnehmerabschnitt 328 definiert eine Öffnung 338, in der eine Rolle 340 durch einen Stift 342, der senkrecht zur Längsachse 336 steht, drehbar angebracht ist. Die Außenfläche der Rolle 340 liegt an dem Abschnitt der Nockenwelle 56 bzw. 60 an, der die Ventilnockenerhebung 58 bzw. 62 aufweist.
Der Mitnehmerabschnitt 328 kann durch eine Verriegelung 344, siehe 22 und 23, in einer festen Winkelposition verriegelt werden, sodass der Mitnehmerabschnitt 328 (oder ein Abschnitt davon) parallel zur Längsachse 336 ist, oder die Verriegelung 344 kann entriegelt werden, sodass der Mitnehmerabschnitt 328 relativ zur Längsachse 336 schwenken kann, siehe 24 und 25. In der verriegelten Position berührt die Außenfläche der Rolle 340 den Abschnitt der Nockenwelle 60, der die Ventilnockenerhebung 62 aufweist, und überträgt eine Kraft auf den Mitnehmerabschnitt 328, wodurch bewirkt wird, dass der Mitnehmerabschnitt 316 schwenkt. In der entriegelten Position, 24, berührt die Außenfläche der Rolle 340 den Abschnitt der Nockenwelle 60, der die Ventilnockenerhebung 62 aufweist, und der Mitnehmerabschnitt 328 schwenkt relativ zum Mitnehmerabschnitt 316, sodass jede Bewegung durch die Nockenwelle 60 absorbiert wird und der Mitnehmerabschnitt 316 nicht relativ zum Drehzapfen 74 schwenkt. Die Verriegelung 344 beinhaltet ein Riegelteil 346, das sich parallel zur Längsachse 336 des Mitnehmerabschnitts 316 erstreckt, und einen Verriegelungskolben 348, der sich senkrecht zur Längsachse 336 erstreckt. Das Riegelteil 346 ist in einem Durchgang 350 in dem Mitnehmerabschnitt 316 positioniert, der sich entlang der Längsachse 336 erstreckt, und der Verriegelungskolben 348 ist in einer Sackbohrung 352 in dem Mitnehmerabschnitt 316 positioniert, der sich senkrecht zu der Längsachse 336 erstreckt. Das Riegelteil 346 ist bei einer Bewegung des Verriegelungskolbens 348 in einer Richtung senkrecht zur Längsachse 336 in einer Richtung entlang der Längsachse 336 verschiebbar. Das Riegelteil 346 weist eine abgewinkelte Endfläche 354 auf, die mit einer abgewinkelten Endfläche 356 am ersten Ende 330 des Mitnehmerabschnitts 328 in Kontakt ist, um die Bewegung des Mitnehmerabschnitts 328 relativ zum Mitnehmerabschnitt 316 zu verriegeln. Die Endflächen 354, 356 sind gegenüber der Längsachse 336 abgewinkelt. Das Riegelteil 346 weist einen Durchgang 358 auf, der sich senkrecht in Bezug auf eine Längsachse des Riegelteils 346 und die Längsachse 336 erstreckt. Der Durchgang 358 ist entlang seiner Längsachse länglich, und der Verriegelungskolben 348 verläuft durch den Durchgang 358. Die Innenflächen 360a, 360b, die einen Abschnitt der Wand definieren, die den Durchgang 358 bildet, sind abgewinkelt und miteinander durch eine ebene Fläche 360c an den Enden davon verbunden und definieren einen eingeschränkten Abschnitt des Durchgangs 358. Der Verriegelungskolben 348 ist länglich mit einem ersten und einem zweiten gegenüberliegenden Ende 362, 364 und einer Sackbohrung 366, die sich vom ersten Ende 362 zum zweiten Ende 364 erstreckt. Eine Außenfläche 368 des Verriegelungskolbens 348 ist zylindrisch mit Ausnahme eines Abschnitts 370 mit verringertem Durchmesser, der zwischen den Enden 362, 364 bereitgestellt ist. Der Verriegelungskolben 348 weist einen Durchmesser auf, der kleiner als eine Längserstreckung des Durchgangs 358 ist. Der Abschnitt 370 mit verringertem Durchmesser weist abgewinkelte Flächen 372a, 372b auf, die an ihren Enden durch eine ebene Fläche 372c miteinander verbunden sind. Eine Feder 374 ist innerhalb der Sackbohrung 366 positioniert und in der Sackbohrung 352 durch ein Halteelement 376 innerhalb der Sackbohrung 352 festgehalten. Ein Hydraulikfluid (über einen Durchgang oder eine Leitung (nicht gezeigt)) wird zu dem Mitnehmerabschnitt 316 und durch diesen über einen internen Durchgang 378 zu der Sackbohrung 366 geleitet.
Jeder SRFFF 314, siehe 20 und 21, ist auf die gleiche Weise wie jeder SRFF 312 ausgebildet, mit der Ausnahme, dass ein weiterer länglicher Mitnehmerabschnitt 380 mit einem ersten und einem zweiten Ende 382, 384 schwenkbar an das zweite Ende 320 des Mitnehmerabschnitts 316 um eine Schwenkachse 385 gekoppelt ist, die durch einen Stift 386 definiert ist, und das zweite Ende 320 des Mitnehmerabschnitts 316 modifiziert ist, um eine Stopplasche 388 zu beinhalten, die sich in Längsrichtung davon erstreckt. Das erste Ende 318 des Mitnehmerabschnitts 316 definiert ein erstes Ende, das zweite Ende 320 des Mitnehmerabschnitts 316 definiert ein erstes Zwischenende, das erste Ende 382 des Mitnehmerabschnitts 380 definiert ein zweites Zwischenende und das zweite Ende 384 des Mitnehmerabschnitts 380 definiert ein zweites Ende. Die Schwenkachse 385, die durch den Stift 386 definiert ist, ist senkrecht zu einer Längsachse des Mitnehmerabschnitts 380, der zwischen den Enden 382, 384 definiert ist. Die Stopplasche 388 überlappt einen Abschnitt 390 der oberen Fläche des Mitnehmerabschnitts 380 und ist so konfiguriert, dass sie in den Abschnitt 390 eingreift, um die Drehung des Mitnehmerabschnitts 380 in einer Uhrzeigerrichtung (im Uhrzeigersinn in den Figuren) um die durch den Stift 386 definierte Drehachse 385 zu begrenzen, wenn der Mitnehmerabschnitt 380 in Kontakt mit der Stopplasche 388 steht. Die Ventilnockenerhebung 62 auf der Auslassnockenwelle 60 ist konfiguriert, um die Rolle 340 während der Drehung der Auslassnockenwelle 60 zu berühren. Wenn sich der Bremskolben 170 in der nicht aktivierten Position befindet, überträgt der erste Mitnehmerabschnitt 316 eine Spieleinstellerkraft von dem Drehzapfen 74 auf den zweiten Mitnehmerabschnitt 380, der die Spieleinstellerkraft auf das Zylinderventil 34d überträgt.
Im normalen Betrieb des ICE 12 befindet sich die Verriegelung 344 in einer verriegelten Position, wie in 23 gezeigt. Die Endfläche 354 des Riegelteils 346 steht in Kontakt mit der Endfläche 356 des Mitnehmerabschnitts 328, und die ebene Fläche 360c des Riegelteils 346 steht in Kontakt mit der Außenfläche 368 des Verriegelungskolbens 348. Wenn sich der Riegel 344 in der verriegelten Position befindet, kann der Mitnehmerabschnitt 328 nicht relativ zu dem Mitnehmerabschnitt 316 schwenken. Wenn daher die Ventilnockenerhebungen 58, 62 mit der zugehörigen Rolle 340 in Eingriff treten, schwenken die Mitnehmerabschnitte 316 um den Drehzapfen 74 und öffnen die Zylinderventile 34a, 34b, 34c. Zum Entriegeln der Verriegelung 344 wird Hydraulikfluid in die Sackbohrung 366 und gegen das zweite Ende 364 des Verriegelungskolbens 348 zugeführt. Der Verriegelungskolben 348 bewegt sich in Richtung des Halteelements 376, wodurch bewirkt wird, dass sich die Feder 374 zusammendrückt und der Abschnitt 370 mit reduziertem Durchmesser mit dem Durchgang 350 ausgerichtet wird. Wenn die Ventilnockenerhebung 58, 62 ausreichend mit der Rolle 340 in Eingriff steht, schwenkt der Mitnehmerabschnitt 328 relativ zu dem Mitnehmerabschnitt 316, was bewirkt, dass sich das Riegelteil 346 in Längsrichtung und in den Abschnitt mit reduziertem Durchmesser 370 bewegt, sodass die Innenflächen 360a, 360b, 360c an den Flächen 372a, 372b, 372c anliegen. Die Endfläche 354 verbleibt unterhalb der Endfläche 356, um eine Drehung des Mitnehmerabschnitts 328 (in den Figuren im Uhrzeigersinn) um die durch den Stift 334 definierte Scharnierachse 385 bereitzustellen. Wird der Druck nicht mehr durch Hydraulikfluid auf das zweite Ende 364 des Verriegelungskolbens 348 ausgeübt, dehnt sich die Feder 374 aus und der Verriegelungskolben 348 bewegt sich von dem Halteelement 376 weg in die verriegelte Position. Die abgewinkelte Fläche 372b des Verriegelungskolbens 348 liegt an der abgewinkelten Fläche 360b des Riegelteils 346 an, wodurch sich das Riegelteil 346 in Längsrichtung von der Sackbohrung 352 wegbewegt und die Endfläche 354 des Riegelteils 346 an der Endfläche 356 des Mitnehmerabschnitts 328 anliegt und bewirkt, dass der Mitnehmerabschnitt 328 in Ausrichtung mit der Längsachse 336 zurückschwenkt.
Um die CDA zu aktivieren, werden die SRFFs 312 und die SRFFFs 314 in die entriegelte Position bewegt, sodass der Mitnehmerabschnitt 328 konfiguriert ist, um relativ zum Mitnehmerabschnitt 316 zu schwenken, wenn die Ventilnockenerhebung 58, 62 die Rolle 340 berührt, wie hierin beschrieben. Dies kann unter Magnetventilsteuerung erfolgen. Da die Bewegung der Ventilnockenerhebungen 58, 62 von den SRFFs 312 und dem SRFFF 314 absorbiert wird, wurde der Motorzylinder 28 deaktiviert.
Die Motorbremsanordnung 310 ermöglicht auch eine verbesserte Motorbremsung, die manchmal als 1,5-Takt-Bremsung bezeichnet wird, indem ein zweites Kompressionsfreigabeereignis nach dem anfänglichen Kompressionsfreigabeereignis erreicht werden kann, das sich am oberen Totpunkt (OT) des Kompressionshubs vor dem normalen Arbeitshub des Zyklus befinden kann. Das zweite Kompressionsfreigabeereignis kann erreicht werden, indem das Auslassventil 32d während des Auslassaufwärtshubs geschlossen gehalten wird, indem die SRFFs 312 und der SRFFF 314 entriegelt werden, um eine sekundäre Kompression zu erzeugen, und dann das Auslassventil 32d geöffnet wird, indem die Motorbremsbaugruppe 80 unter Steuerung des Magnetventils 184 aktiviert wird, um die sekundäre Kompression am OT des Auslasshubs freizugeben. Dieses zusätzliche Kompressionsfreigabeereignis ermöglicht somit, dass zusätzliche Energie durch den Motor und mit niedrigeren Ventilhubwerten im Vergleich zu herkömmlichen Motorbremsen abgeführt wird.
26 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Implementierung einer Typ-II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung 410 mit Bremsen und CDA, bei der jeder SRFFF 314 durch einen SRFF 312 ersetzt wird, sodass nur SRFFs 312 verwendet werden. Das erste Ende 318 des SRFF 312 ist konfiguriert, um mit dem Drehzapfen 74 zusammenzuwirken, und das zweite Ende 320 ist konfiguriert, um mit dem Ventilschaft 82 des Auslasszylinderventils 34d und mit der Bremsstange 180 zusammenzuwirken (das zweite Ende 320 kann länglich sein, um den Eingriff mit dem Ventilschaft 82 aufzunehmen). Während des Motorbremsbetriebs befindet sich die SRFF 312 in der verriegelten Position und die Wechselwirkung zwischen der Kontaktfläche 322 und dem Drehzapfen 74 bewirkt, dass der SRFF 312 relativ zum Ventilblock 26 um die Schwenkachse 100 schwenkt. Die Außenfläche der Rolle 340 berührt den Abschnitt der Nockenwelle 60, der die Ventilnockenerhebung 62 aufweist, und überträgt Kraft, um den SRFF 312 zu schwenken. Am oder in der Nähe des Endes des Kompressionshubs oder anderweitig zwischen dem Kompressionshub und der Expansion berührt die Gleitfläche 178 auf dem Nachlaufkolben 166 die Bremsnockenerhebung 68 ausreichend, um zu bewirken, dass sich der Nachlaufkolben 166 innerhalb des Bremsgehäuses 162 bewegt und die Größe der Nachlaufkolbenkammer 168 effektiv verringert. Dadurch wird das Hydraulikfluid aus der Nachlaufkolbenkammer 168, durch den Hydraulikdurchgang 164, durch den Hydraulikdurchgang 176 und in die Bremskolbenkammer 172 gedrückt, wodurch die Bremsstange 180 nach unten in die aktivierte Position und in Eingriff mit der oberen Fläche des zweiten Endes 94 getrieben wird. Das zweite Ende 320 des SRFF 312 schwenkt nach unten, was dazu führt, dass die Kraft der Feder 88 des Zylinderventils 34d überwunden wird und das Zylinderventil 34d von seinem Sitz 44 abhebt, wodurch ein Dekompressionsereignis durch Ausstoßen von Gasen aus der Brennkammer 50 bewirkt wird. Wenn sich die Bremsnockenerhebung 68 ausreichend von der Gleitfläche 178 weg dreht, nimmt die Feder 88 des Zylinderventils 34d ihren natürlichen ausgefahrenen Zustand wieder auf und bewirkt, dass der SRFF 312 um seinen Drehzapfen 74 nach oben schwenkt und die Bremsstange 180 und den Bremskolben 170 nach oben bewegt. Dies bewegt die Bremsstange 180 in die nicht aktivierte Position, wodurch bewirkt wird, dass das Hydraulikfluid aus der Bremskolbenkammer 172 durch den Hydraulikdurchgang 176 durch den Hydraulikdurchgang 164 zurück in die Nachlaufkolbenkammer 168 strömt und sich der Nachlaufkolben 166 und die Gleitfläche 178 von dem Bremsgehäuse 162 weg bewegen. Um das Schwenken des SRFF 312 während des Motorbremsens aufzunehmen, wird der SRFF 312 unter der Wirkung der Bremsstange 180 in eine Position des vollständigen Ausrückens aus der Nockenwelle 60 und der Ventilnockenerhebung 62 schwenken. Die Bremsnockenerhebung 62 wird den RFF 72 wieder mit der primären Nockenerhebung in Eingriff bringen, nachdem die Bremsventilbewegungen ausgeführt wurden. Auch hier liegt die Mittellinie des Ventilschaftes 82 des Ventils 32d zwischen der Mittellinie der auf den SRFF 312 wirkenden Bremsstange 180 und dem Kontaktbereich der Ventilnockenerhebung 62. Um zu ermöglichen, dass sich der Drehzapfen 74 bewegt, siehe 11, wird das Rückschlagventil 140 geöffnet, um zu ermöglichen, dass sich das Gehäuse 134 relativ zum Kolben 138 hin- und herbewegt.
Das Vorstehende beschreibt eine oder mehrere beispielhafte Motor- und Ventiltrieb- und Motorbremsenanordnungen im Detail. Verschiedene andere Konfigurationen sind innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung möglich.
Außerdem werden die folgenden Beispiele bereitgestellt, die zur Vereinfachung der Bezugnahme nummeriert sind.

1. Eine Typ-II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung, die Folgendes beinhaltet: ein Bremsgehäuse, das in einem Ventilblock des Motors angebracht werden kann und zumindest teilweise einen Hydraulikkreis definiert, wobei das Bremsgehäuse eine Nachlaufkolbenkammer und eine Bremskolbenkammer in Verbindung mit dem Hydraulikkreis definiert; einen Nachlaufkolben, der in der Nachlaufkolbenkammer angeordnet ist, und einen Bremskolben, der in der Bremskolbenkammer angeordnet ist, wobei der Nachlaufkolben konfiguriert ist, um einer rotierenden Bremsnockenerhebung zu folgen, wobei der Bremskolben in druckempfindlicher Beziehung mit dem Nachlaufkolben steht, um sich in eine aktivierte Position zu bewegen; eine Bremsstange, die mit dem Bremskolben gekoppelt ist; und einen Schlepphebel mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei der Schlepphebel relativ zu dem Bremsgehäuse so angeordnet ist, dass die Bremsstange mit dem Schlepphebel zumindest in Eingriff kommt, wenn sich der Bremskolben in der aktivierten Position befindet; wobei, wenn sich der Bremskolben in einer nicht aktivierten Position befindet, der Schlepphebel konfiguriert ist, um von dem ersten Ende um einen Drehzapfen zu schwenken, wenn der Schlepphebel einer Ventilnockenerhebung folgt, um das Anheben und Aufsetzen eines Zylinderventils eines Motorzylinders zu bewirken; und wobei, wenn sich der Bremskolben in der aktivierten Position befindet, schwenkt der Schlepphebel zumindest teilweise von dem ersten Ende um den Drehzapfen und die Bremsstange fixiert das zweite Ende des Schlepphebels, um das Zylinderventil anzuheben und die Kompression von dem Motorzylinder freizugeben.
2. Die Anordnung nach Beispiel 1, wobei der Schlepphebel Folgendes beinhaltet: einen ersten Mitnehmerabschnitt, der das erste Ende des Schlepphebels definiert; und einen zweiten Mitnehmerabschnitt, der das zweite Ende des Schlepphebels definiert und schwenkbar mit dem ersten Mitnehmerabschnitt um eine Scharnierachse gekoppelt ist; wobei der erste Mitnehmerabschnitt um die Scharnierachse relativ zum zweiten Mitnehmerabschnitt schwenkt, wenn sich der Bremskolben in der aktivierten Position befindet; und wobei der erste Mitnehmerabschnitt nicht um die Scharnierachse relativ zum zweiten Mitnehmerabschnitt schwenkt, wenn sich der Bremskolben in der nicht aktivierten Position befindet.
3. Die Anordnung nach Beispiel 2, wobei der erste Mitnehmerabschnitt ein erstes Zwischenende des Schlepphebels und einen Drehpunkt definiert, der die Scharnierachse definiert, wobei der Drehpunkt näher am ersten Ende des Schlepphebels liegt als am ersten Zwischenende.
4. Die Anordnung nach Beispiel 3, wobei der zweite Mitnehmerabschnitt ein zweites Zwischenende des Schlepphebels definiert und schwenkbar an dem Drehpunkt angreift.
5. Die Anordnung nach Beispiel 4, wobei der erste Mitnehmerabschnitt eine Stopplasche beinhaltet, die sich axial in Bezug auf die Scharnierachse und zwischen dem ersten Zwischenende und dem Drehpunkt erstreckt, um mit dem zweiten Mitnehmerabschnitt in Eingriff zu treten und die Drehung des ersten Mitnehmerabschnitts um die Scharnierachse relativ zum zweiten Mitnehmerabschnitt in mindestens einer Uhrzeigerrichtung zu begrenzen.
6. Die Anordnung nach Beispiel 2, wobei der Schlepphebel eine Rolle beinhaltet, die drehbar an den ersten Mitnehmerabschnitt gekoppelt ist und sich in Rolleingriff mit der Ventilnockenerhebung befindet, zumindest wenn sich der Bremskolben in der nicht aktivierten Position befindet.
7. Die Anordnung nach Beispiel 2, wobei der Drehzapfen durch einen Spieleinsteller definiert ist, der an dem Ventilblock angebracht ist; und wobei, wenn sich der Bremskolben in der nicht aktivierten Position befindet, der erste Mitnehmerabschnitt eine Spieleinstellkraft von dem Spieleinsteller auf den zweiten Mitnehmerabschnitt überträgt, der die Spieleinstellkraft auf das Zylinderventil überträgt.
8. Die Anordnung nach Beispiel 7, wobei der Spieleinsteller ein Gehäuse, das relativ zum Ventilblock fixiert ist, und einen Kolben beinhaltet, der relativ zum Gehäuse entlang einer Spieleinstellerachse beweglich ist; und wobei der Kolben den Drehzapfen definiert, der in einer eingestellten Position fixiert gehalten wird.
9. Die Anordnung nach Beispiel 2, wobei der Schlepphebel Folgendes beinhaltet: eine Verriegelung; und einen schwenkbaren dritten Mitnehmerabschnitt, der so angeordnet ist, dass er mit der Verriegelung in Eingriff gebracht und von ihr gelöst werden kann; wobei die Verriegelung beweglich ist, um den dritten Mitnehmerabschnitt zu entriegeln, sodass der Schlepphebel konfiguriert ist, um eine feste Position des Zylinderventils beizubehalten, während sich die Ventilnockenerhebung dreht; und wobei die Verriegelung beweglich ist, um den dritten Nachläuferabschnitt zu verriegeln, sodass der Schlepphebel konfiguriert ist, um ein gegenseitiges Anheben und Aufsetzen des Zylinderventils zu bewirken, während sich die Ventilnockenerhebung dreht.
10. Anordnung nach Beispiel 9, wobei der erste Mitnehmerabschnitt einen zweiten Drehpunkt an dem ersten Zwischenende beinhaltet, der eine zweite Scharnierachse definiert; wobei der dritte Mitnehmerabschnitt schwenkbar an den ersten Mitnehmerabschnitt entlang der zweiten Scharnierachse gekoppelt ist.
11. Die Anordnung nach Beispiel 10, wobei die Verriegelung einen Verriegelungskolben beinhaltet; und wobei der Schlepphebel an den Hydraulikkreislauf des Motors gekoppelt ist und der Verriegelungskolben durch Hydraulikdruck angetrieben wird, um die Verriegelung zu bewegen.
12. Anordnung nach Beispiel 1, ferner beinhaltend ein Magnetventil, das betreibbar ist, um die Druckbeaufschlagung des Hydraulikkreises innerhalb des Bremsgehäuses zu steuern.
13. Ein Motor, der Folgendes beinhaltet: ein Motorkurbelgehäuse, das einen oder mehrere Motorzylinder aufnimmt, die jeweils einen Motorkolben beinhalten; einen Ventilblock, der an dem Motorkurbelgehäuse montiert ist und eine Vielzahl von Ventilöffnungen definiert, die mit jedem des einen oder der mehreren Motorzylinder in Verbindung stehen, wobei der Ventilblock einen Typ II-Ventiltrieb aufnimmt, der Folgendes beinhaltet: eine Vielzahl von Nockenwellen mit einer Vielzahl von Nockenerhebungen, die über dem einen oder den mehreren Motorzylindern angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Nockenerhebungen mindestens eine Bremsnockenerhebung und mehrere Ventilnockenerhebungen beinhaltet; eine Vielzahl von Ventilen, die betreibbar sind, um eine Vielzahl von Ventilöffnungen des einen oder der mehreren Motorzylinder zu öffnen und zu schließen; einer Vielzahl von Drehzapfen; und einer Vielzahl von Schlepphebeln, die konfiguriert sind, um die Vielzahl von Drehzapfen zu schwenken und den Ventilnockenerhebungen zu folgen, um ein Anheben und Aufsetzen der Vielzahl von Ventilen in Bezug auf die Vielzahl von Ventilöffnungen zu bewirken; und eine Motorbremse, die Folgendes beinhaltet: ein Bremsgehäuse, das innerhalb des Ventilblocks montiert ist und zumindest teilweise einen Hydraulikkreis und eine Nachlaufkolbenkammer und eine Bremskolbenkammer in Verbindung mit dem Hydraulikkreis definiert; einen Nachlaufkolben, der in der Nachlaufkolbenkammer angeordnet ist, und einen Bremskolben in der Bremskolbenkammer angeordnet ist, wobei der Nachlaufkolben konfiguriert ist, um der mindestens einen Bremsnockenerhebung zu folgen, wobei der Bremskolben in druckempfindlicher Beziehung mit dem Nachlaufkolben steht, um sich in eine aktivierte Position zu bewegen; und eine Bremsstange, die mit dem Bremskolben gekoppelt ist und konfiguriert ist, um mit einem zugehörigen der Vielzahl von Schlepphebeln in Eingriff zu treten, zumindest wenn sich der Bremskolben in der aktivierten Position befindet; wobei, wenn sich der Bremskolben in einer nicht aktivierten Position befindet, der zugehörige Schlepphebel konfiguriert ist, um um einen zugehörigen der Vielzahl von Drehzapfen zu schwenken, wenn der zugehörige Schlepphebel einer zugehörigen der Ventilnockenerhebungen folgt, um das Anheben und Aufsetzen eines zugehörigen der Vielzahl von Ventilen zu bewirken; und wobei, wenn sich der Bremskolben in der aktivierten Position befindet, die Bremsstange das Zylinderventil anhebt und Kompression von dem Motorzylinderventil freigibt, wenn der zugehörige Schlepphebel der zugehörigen Ventilnockenerhebung folgt, um Kompression von einem zugehörigen des einen oder der mehreren Motorzylinder freizugeben.
14. Der Motor nach Beispiel 13, wobei der zugehörige Schlepphebel Folgendes beinhaltet: einen ersten Mitnehmerabschnitt, der ein erstes Ende des zugehörigen Schlepphebels definiert; einen zweiten Mitnehmerabschnitt, der ein zweites Ende des zugehörigen Schlepphebels definiert und schwenkbar mit dem ersten Mitnehmerabschnitt um eine Scharnierachse gekoppelt ist; und eine Rolle, die drehbar mit dem ersten Mitnehmerabschnitt gekoppelt ist und sich in Rolleingriff mit der zugehörigen Ventilnockenerhebung befindet, zumindest wenn sich der Bremskolben in der nicht aktivierten Position befindet; wobei der erste Mitnehmerabschnitt um die Scharnierachse relativ zu dem zweiten Mitnehmerabschnitt schwenkt, wenn sich der Bremskolben in der aktivierten Position befindet; und wobei der erste Mitnehmerabschnitt nicht um die Scharnierachse relativ zu dem zweiten Mitnehmerabschnitt schwenkt, wenn sich der Bremskolben in der eingefahrenen Position befindet.
15. Der Motor nach Beispiel 13, wobei der erste Mitnehmerabschnitt ein erstes Zwischenende des zugehörigen Schlepphebels und einen Drehpunkt definiert, der die Scharnierachse definiert, wobei der Drehpunkt näher an dem ersten Ende des zugehörigen Schlepphebels als das erste Zwischenende ist; und wobei der zweite Mitnehmerabschnitt ein zweites Zwischenende des zugehörigen Schlepphebels definiert und schwenkbar mit dem Drehpunkt in Eingriff steht.

Das eine oder die mehreren oben erörterten Beispiele führen zu einem Motor mit einer Enddrehzapfen-Typ-II-Ventiltriebarchitektur mit Kompressionsfreigabe-Motorbremsfähigkeiten. Die offenbarte hydraulische Bremsanordnung kann als ein Bremsverteiler mit Kolbenpaaren implementiert sein, die in einer auf Druck ansprechenden Weise (z. B. Master/Slave) arbeiten, sodass ein Nachlaufkolben mit einem Bremskolben über Hydraulikdruck zusammenwirken kann, um die Motorbremse zu betätigen. Der selektive Betrieb kann durch elektronische (z. B. Magnetventil-) Steuerung des Hydraulikdrucks innerhalb des Bremsverteilers erreicht werden. Der Bremskolben kann physisch mit einem Schlepphebel verschiedener Arten in Eingriff treten, um die Motorbremse zu betätigen. Abhängig von der Schlepphebelkonfiguration kann das gebremste Ventil auch betrieben werden, um eine hydraulische Spieleinstellung und/oder Zylinderaktivierung bereitzustellen, wodurch eine Motorbremsung sowie ein verbesserter Ventilsitz (reduzierter Ventiltrieb/Geräuschschlag) und eine verbesserte Motorleistung in einer Enddrehzapfen-Typ-II-Ventiltrieb-Motorarchitektur ermöglicht werden.
Die hier verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und ist nicht als Einschränkung der Offenbarung zu verstehen. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen beinhalten, sofern der Kontext dies nicht klar ausschließt. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“ bei einer Verwendung in dieser Patentschrift das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten angeben, jedoch nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines bzw. einer oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung wurde zur Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt, soll aber nicht vollständig oder auf die Offenbarung in der offenbarten Form beschränkt sein. Viele Modifikationen und Variationen sind für Fachleute offensichtlich, ohne vom Umfang und Sinn der Offenbarung abzuweichen. Die hierin ausdrücklich genannten Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Offenbarung und ihre praktische Anwendung am besten zu erklären und es anderen Durchschnittsfachleuten auf diesem Gebiet ermöglichen, die Offenbarung zu verstehen und viele Alternativen, Änderungen und Abweichungen von den beschriebenen Beispielen zu erkennen. Dementsprechend liegen verschiedene Ausführungsformen und Implementierungen als die explizit beschriebenen im Geltungsbereich der folgenden Ansprüche.

Claims

Typ II-Ventiltrieb- und Motorbremsanordnung (10, 210, 310, 410), umfassend: ein Bremsgehäuse (162), das innerhalb eines Ventilblocks (26) des Motors (12) montierbar ist und zumindest teilweise einen Hydraulikkreis (164, 174, 176) definiert, wobei das Bremsgehäuse (162) eine Nachlaufkolbenkammer (168) und eine Bremskolbenkammer (172) definiert, die mit dem Hydraulikkreis (164, 174, 176) in Verbindung stehen; einen Nachlaufkolben (166), der in der Nachlaufkolbenkammer (168) angeordnet ist, und einen Bremskolben (170), der in der Bremskolbenkammer (172) angeordnet ist, wobei der Nachlaufkolben (166) konfiguriert ist, um einer rotierenden Bremsnockenerhebung (68) zu folgen, wobei der Bremskolben (170) in druckempfindlicher Beziehung zu dem Nachlaufkolben (166) steht, um sich in eine aktivierte Position zu bewegen; eine Bremsstange (180), die mit dem Bremskolben (170) gekoppelt ist; und einen Schlepphebel (72, 78, 312, 314) mit einem ersten Ende (92, 110, 318) und einem zweiten Ende (94, 118, 320, 384), wobei der Schlepphebel relativ zu dem Bremsgehäuse (162) angeordnet ist, sodass die Bremsstange (180) mit dem Schlepphebel (72, 78, 312, 314) zumindest dann in Eingriff kommt, wenn sich der Bremskolben (170) in der aktivierten Position befindet; wobei, wenn sich der Bremskolben (170) in einer nicht aktivierten Position befindet, der Schlepphebel (72, 78, 312, 314) konfiguriert ist, um von dem ersten Ende (92, 110, 318) um einen Drehpunkt (74) zu schwenken, wenn der Schlepphebel (92, 110, 318) einer Ventilnockenerhebung (58, 62) folgt, um ein Anheben und Aufsetzen eines Zylinderventils (34a, 34b, 34c, 34d) eines Motorzylinders (28) zu bewirken; und wobei, wenn sich der Bremskolben (170) in der aktivierten Position befindet, der Schlepphebel (72, 78, 312, 314) zumindest teilweise von dem ersten Ende (92, 110, 318) um den Drehpunkt (74) schwenkt und die Bremsstange (180) das zweite Ende (72, 78, 312, 314) des Schlepphebels (72, 78, 312, 314) fixiert, um das Zylinderventil (34d) anzuheben und die Kompression von dem Motorzylinder (28) zu lösen.
Anordnung nach Beispiel 1, wobei der Schlepphebel (78, 314) Folgendes beinhaltet: einen ersten Mitnehmerabschnitt (108, 316), der das erste Ende (110, 318) des Schlepphebels (78, 314) definiert; und einen zweiten Mitnehmerabschnitt (114, 380), der das zweite Ende (118, 384) des Schlepphebels (78, 314) definiert und schwenkbar mit dem ersten Mitnehmerabschnitt (108, 316) um eine Scharnierachse gekoppelt ist; wobei sich der erste Mitnehmerabschnitt (108, 316) um die Scharnierachse relativ zu dem zweiten Mitnehmerabschnitt (114, 380) dreht, wenn sich der Bremskolben (170) in der aktivierten Position befindet; und wobei der erste Mitnehmerabschnitt (108, 316) nicht um die Scharnierachse relativ zum zweiten Folgeabschnitt (114, 380) schwenkt, wenn sich der Bremskolben (170) in der nicht aktivierten Position befindet.
Anordnung nach Anspruch 2, wobei der erste Mitnehmerabschnitt (108, 316) ein erstes Zwischenende (112, 320) des Schlepphebels (78, 314) und einen Drehpunkt (120, 386) definiert, der die Scharnierachse definiert, wobei der Drehpunkt (120, 386) näher an dem ersten Ende (110, 318) des Schlepphebels (78, 314) ist als das erste Zwischenende (112, 320).
Anordnung nach Anspruch 3, wobei der zweite Mitnehmerabschnitt (114, 380) ein zweites Zwischenende (116, 382) des Schlepphebels (78, 314) definiert und schwenkbar in den Drehpunkt (120, 386) eingreift.
Anordnung nach Anspruch 4, wobei der erste Mitnehmerabschnitt (108, 316) eine Stopplasche (124, 384) beinhaltet, die sich axial in Bezug auf die Scharnierachse und zwischen dem ersten Zwischenende (112, 320) und dem Drehpunkt (120, 386) erstreckt, um mit dem zweiten Mitnehmerabschnitt (114, 380) in Eingriff zu treten und eine Drehung des ersten Mitnehmerabschnitts (108, 316) um die Scharnierachse relativ zu dem zweiten Mitnehmerabschnitt (114, 380) in mindestens einer Taktrichtung zu begrenzen.
Anordnung nach Anspruch 2, wobei der Schlepphebel (78, 314) eine Rolle (130, 340) beinhaltet, die drehbar mit dem ersten Mitnehmerabschnitt (108, 316) gekoppelt ist und in Rolleingriff mit der Ventilnockenerhebung (58, 62) steht, zumindest wenn sich der Bremskolben (170) in der nicht aktivierten Position befindet.
Anordnung nach Anspruch 2, wobei der Drehpunkt (74) durch einen Spieleinsteller definiert ist, der an dem Ventilblock (26) angebracht ist; und wobei, wenn sich der Bremskolben (170) in der nicht aktivierten Position befindet, der erste Mitnehmerabschnitt (108, 316) eine Spielausgleichskraft von dem Spieleinsteller auf den zweiten Mitnehmerabschnitt (114, 380) überträgt, der die Spielausgleichskraft auf das Zylinderventil (34d) überträgt.
Anordnung nach Anspruch 7, wobei der Spieleinsteller ein Gehäuse (138), das relativ zu dem Ventilblock (26) befestigt ist, und einen Kolben (134) beinhaltet, der relativ zu dem Gehäuse (138) entlang einer Spieleinstellerachse (148) bewegbar ist; und wobei der Kolben (134) den Drehpunkt (74) definiert, der an einer eingestellten Position fixiert gehalten wird.
Anordnung nach Anspruch 2, wobei der Schlepphebel (314) Folgendes beinhaltet: eine Verriegelung (344); und einen schwenkbaren dritten Mitnehmerabschnitt (328), der angeordnet ist, um von der Verriegelung (344) in Eingriff genommen und von dieser gelöst zu werden; wobei die Verriegelung (344) beweglich ist, um den dritten Mitnehmerabschnitt (328) zu entriegeln, sodass der Schlepphebel (314) konfiguriert ist, um eine feste Position des Zylinderventils (34d) beizubehalten, wenn sich die Ventilnockenerhebung (62) dreht; und wobei die Verriegelung (344) beweglich ist, um den dritten Mitnehmerabschnitt (328) zu verriegeln, sodass der Schlepphebel (314) konfiguriert ist, um ein gegenseitiges Anheben und Aufsetzen des Zylinderventils (32d) zu bewirken, wenn sich die Ventilnockenerhebung (62) dreht.
Anordnung nach Anspruch 9, wobei der erste Mitnehmerabschnitt (316) einen zweiten Drehpunkt (386) an dem ersten Zwischenende (320) beinhaltet, der eine zweite Scharnierachse definiert; wobei der dritte Mitnehmerabschnitt (328) schwenkbar mit dem ersten Mitnehmerabschnitt (316) entlang der zweiten Scharnierachse gekoppelt ist.
Anordnung nach Anspruch 10, wobei die Verriegelung (344) einen Verriegelungskolben (348) beinhaltet; und wobei der Schlepphebel (314) mit dem Hydraulikkreis (164, 174, 176) des Motors (12) gekoppelt ist und der Verriegelungskolben (348) durch Hydraulikdruck angetrieben wird, um die Verriegelung (344) zu bewegen.
Anordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Magnetventil (184), das betreibbar ist, um die Druckbeaufschlagung des Hydraulikkreises (164, 174, 176) innerhalb des Bremsgehäuses (162) zu steuern.
Motor (12), umfassend: ein Motorkurbelgehäuse (24), das einen oder mehrere Motorzylinder (28) aufnimmt, die jeweils einen Motorkolben (46) enthalten; einen Ventilblock (26), der an dem Motorkurbelgehäuse (24) montiert ist und eine Vielzahl von Ventilöffnungen (38, 40) definiert, die mit jedem des einen oder der mehreren Motorzylinder (28) in Verbindung stehen, wobei der Ventilblock (26) einen Typ II-Ventiltrieb aufnimmt, der Folgendes beinhaltet: eine Vielzahl von Nockenwellen (56, 60) mit einer Vielzahl von Nockenerhebungen (58, 62, 68), die über dem einen oder den mehreren Motorzylindern (28) angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Nockenerhebungen (58, 62, 68) mindestens eine Bremsnockenerhebung (68) und mehrere Ventilnockenerhebungen (58, 62) beinhaltet; eine Vielzahl von Ventilen (34a, 34b, 34c, 34d), die betreibbar sind, um die Vielzahl von Ventilöffnungen (38, 40) des einen oder der mehreren Motorzylinder (28) zu öffnen und zu schließen; eine Vielzahl von Drehpunkten (74); und eine Vielzahl von Schlepphebeln (72, 78, 312, 314), die dazu konfiguriert sind, um die Vielzahl von Drehpunkten (74) zu schwenken und den Ventilnockenerhebungen (58, 62) zu folgen, um ein Anheben und Aufsetzen der Vielzahl von Ventilen (34a, 34b, 34c, 34d) in Bezug auf die Vielzahl von Ventilöffnungen (38, 40) zu bewirken; und eine Motorbremse (80), die Folgendes beinhaltet: ein Bremsgehäuse (162), das innerhalb des Ventilblocks (26) montiert ist und zumindest teilweise einen Hydraulikkreis (164, 174, 176) und eine Nachlaufkolbenkammer (168) und eine Bremskolbenkammer (172) in Verbindung mit dem Hydraulikkreis (164, 174, 176) definiert; einen Nachlaufkolben (166), der in der Nachlaufkolbenkammer (168) angeordnet ist, und einen Bremskolben (170), der in der Bremskolbenkammer (172) angeordnet ist, wobei der Nachlaufkolben (166) konfiguriert ist, um der mindestens einen Bremsnockenerhebung (68) zu folgen, wobei der Bremskolben (170) in druckempfindlicher Beziehung mit dem Schlepphebel (166) steht, um sich in eine aktivierte Position zu bewegen; und eine Bremsstange (180), die mit dem Bremskolben (170) gekoppelt und konfiguriert ist, um mit einem zugehörigen der Vielzahl von Schlepphebeln in Eingriff zu treten, zumindest wenn sich der Bremskolben (170) in der aktivierten Position befindet; wobei, wenn sich der Bremskolben (170) in der nicht aktivierten Position befindet, der zugehörige Schlepphebel konfiguriert ist, um rund um einen zugehörigen der Vielzahl von Drehpunkten zu schwenken, wenn der zugehörige Schlepphebel (72, 78, 312, 314) einem zugehörigen der Ventilnockenerhebungen (62) folgt, um das Anheben und Aufsetzen eines zugehörigen der Vielzahl von Ventilen (32d) zu bewirken; und wobei, wenn sich der Bremskolben (170) in der aktivierten Position befindet, die Bremsstange (180) das Zylinderventil (32d) anhebt und die Kompression von dem Motorzylinderventil (32d) löst, wenn der zugehörige Schlepphebel (72, 78, 312, 314) der zugehörigen Ventilnockenerhebung (62) folgt, um die Kompression von einem zugehörigen des einen oder der mehreren Motorzylinder (28) zu lösen.
Motor nach Anspruch 13, wobei der zugehörige Schlepphebel (78, 314) Folgendes beinhaltet: einen ersten Mitnehmerabschnitt (108, 316), der ein erstes Ende (112, 318) des zugehörigen Schlepphebels (78, 314) definiert; einen zweiten Mitnehmerabschnitt (114, 380), der ein zweites Ende (118, 384) des zugehörigen Schlepphebels (78, 314) definiert und schwenkbar mit dem ersten Mitnehmerabschnitt (108, 316) um eine Scharnierachse gekoppelt ist; und eine Rolle (30, 340), die drehbar mit dem ersten Mitnehmerabschnitt (108, 316) gekoppelt ist und sich in rollendem Eingriff mit der zugehörigen Ventilnockenerhebung (62) befindet, zumindest wenn sich der Bremskolben (170) in der nicht aktivierten Position befindet; wobei sich der erste Mitnehmerabschnitt (108, 316) um die Scharnierachse relativ zu dem zweiten Mitnehmerabschnitt (114, 380) dreht, wenn sich der Bremskolben (170) in der aktivierten Position befindet; und wobei der erste Mitnehmerabschnitt (108, 316) nicht um die Scharnierachse relativ zum zweiten Mitnehmerabschnitt (114, 380) schwenkt, wenn sich der Bremskolben (170) in der nicht aktivierten Position befindet.
Motor nach Anspruch 14, wobei der erste Mitnehmerabschnitt (108, 316) ein erstes Zwischenende (112, 320) des zugeordneten Schlepphebels (78, 314) und einen Drehpunkt (120, 386) definiert, der die Scharnierachse definiert, wobei der Drehpunkt (120, 386) näher an dem ersten Ende (112, 318) des zugeordneten Schlepphebels (78, 314) ist als das erste Zwischenende (112, 320); und wobei der zweite Mitnehmerabschnitt (114, 380) ein zweites Zwischenende (116, 382) des zugehörigen Schlepphebels (78, 314) definiert und schwenkbar in den Drehpunkt (120, 386) eingreift.