Ventilgesteuerte Viertaktbrennkraftmaschine mit Auspuffbremse Die
Erfindung betrifft eine ventilgesteuerte Viertaktbrennkraftmaschine mit einer Auspuffbremse
zur Erhöhung der Bremswirkung der Maschine, insbesondere im Fahrzeugbetrieb, sowie
mit einer Einrichtung zur Begrenzung des nach dem Einschalten der Auspuffbremse
zwischen dieser und der Maschine in der Auspuffleitung sich einstellenden Staudruckes
dergestalt, daß die Kraft, mit der die gestauten Auspuffgase beim Bremsen das Auslaßventil
zu öffnen versuchen, um einen kleinen Betrag geringer ist als die Schließkraft der
Auslaßventilfeder.Valve-controlled four-stroke internal combustion engine with exhaust brake Die
The invention relates to a valve-controlled four-stroke internal combustion engine with an exhaust brake
to increase the braking effect of the machine, especially in vehicle operation, as well as
with a device for limiting the after switching on the exhaust brake
dynamic pressure that is established between this and the machine in the exhaust line
such that the force with which the accumulated exhaust gases when braking the exhaust valve
try to open to a small amount less than the closing force of the
Exhaust valve spring.
Bei mit Auspuffbremsen ausgerüsteten ventilgesteuerten Viertaktbrennkraftmaschinen
ist eine Begrenzung des Staudruckes vor dem Drosselorgan in der Abgasleitung notwendig,
um zu verhindern, daß die Auslaßventile durch die gestauten Abgase vom Sitz gehoben
werden. Es ist bekannt, zur Begrenzung des Staudrukkes der Abgase Überdruckventile
zu verwenden. Diese Methode hat allerdings einige Nachteile. So müssen diese Überdruckventile,
wenn die Strömungsverluste in der Abgasleitung bei Normalbetrieb, d. h. bei abgeschalteter
Auspuffbremse, aus naheliegenden Gründen möglichst klein gehalten werden sollen,
recht groß sein. Sie bieten dann allerdings den Gasen beim Bremsen eine große Druckfläche
dar und erfahren entsprechend große Gaskräfte. Diese großen Gaskräfte wiederum erfordern
große Federkräfte und damit große Federn. Dieser Zwang zu großen Abmessungen bei
den Überdruckventilen mit Rücksicht auf einen möglichst wirtschaftlichen Normalbetrieb
ist einer der Nachteile der Ventile. Weiter von Nachteil sind in den Anwendungsfällen,
in denen das Überdruckventil beim Übergang vom Bremsbetrieb auf Normalbetrieb aufgedrückt
wird, die dann erforderlichen großen Betätigungskräfte zur Vorspannung der Belastungsfeder.
Man kann zwar, was auch bereits vorgeschlagen wurde, parallel zu der vom Überdruckventil
gesteuerten Durchtrittsöffnung eine zweite, durch ein von außen betätigtes, verhältnismäßig
geringe Verstellkräfte erforderndes Absperrorgan beherrschte Durchtrittsöffnung
anordnen, doch bedeutet dies einmal einen großen Aufwand und außerdem zwangläufig
eine Verschlechterung der Strömungsgeschwindigkeit im Abgasrohr bei Normalbetrieb.In valve-controlled four-stroke internal combustion engines equipped with exhaust brakes
it is necessary to limit the back pressure upstream of the throttle device in the exhaust pipe,
to prevent the exhaust valves from being lifted off the seat by the accumulated exhaust gases
will. It is known to limit the back pressure of the exhaust gas pressure relief valves
to use. However, this method has some disadvantages. So these pressure relief valves,
if the flow losses in the exhaust pipe during normal operation, d. H. with switched off
Exhaust brake should be kept as small as possible for obvious reasons,
be quite big. However, they then offer the gases a large pressure surface when braking
and experience correspondingly large gas forces. These in turn require large gas forces
large spring forces and thus large springs. This compulsion to large dimensions
the pressure relief valves with a view to normal operation that is as economical as possible
is one of the disadvantages of the valves. Another disadvantage in the use cases
in which the pressure relief valve is pushed open during the transition from braking to normal operation
the large actuating forces then required to preload the loading spring.
It is true that what has already been suggested can be done in parallel with that of the pressure relief valve
controlled passage opening a second, operated by an externally, relatively
Low adjusting force requiring shut-off device controlled passage opening
arrange, but this means a lot of effort and also inevitably
a deterioration in the flow velocity in the exhaust pipe during normal operation.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile bei Ausrüstung einer
ventilgesteuertenViertaktbrennkraftinaschine mit einer für eine Betätigung durch
ein gasförmiges oder Flüssigkeitsdruckmittel vorgesehenen Auspuffbremse zu vermeiden.
Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß eine beim Bremsen den Abgasstrom in
der Auspuffleitung drosselnde symmetrische Klappe, wie an sich bekannt, durch einen
druckmittelbeaufschlagten Kolben entgegen der Kraft einer Feder betätigt wird, daß
ferner dieser Kolben gleichsinnig mit der ihn belastenden Feder noch von den sich
beim Bremsen in der Auspuffleitung vor der Drosselklappe stauenden Abgasen beaufschlagt
ist und daß die Abmessungen des Kolbens und dessen Belastungsfeder so gewählt sind,
daß die Verstellkraft und die durch die Federspannung und den Druck der gestauten
Abgase insgesamt erzeugte Gegenkraft bei einem Abgasstaudruck gleich sind, der etwas
niedriger als der Druck ist, der das Auslaßventil öffnen würde. Die symmetrische
Drosselklappe ist weitgehend unempfindlich gegen Druckänderungen in der Abgasleitung.
Sie bietet bei Normalbetrieb nur einen geringen Strömungswiderstand und erfordert
zur Verstellung geringe Kräfte. Dieser letztere Umstand wiederum führt zu verhältnismäßig
kleinen Abmessungen der in Kombination der Betätigung der Bremse und der Begrenzung
des Staudruckes dienenden Einrichtung. Die Erfindung ist insbesondere für solche
Kraftanlagen bestimmt, bei denen der Druck der Bremsluft oder der Bremsflüssigkeit
über längere Zeit etwa konstant bleibt. Die Anordnung einer Drosselklappe und deren
Betätigung durch eine Druckflüssigkeit ist an sich bekannt, doch handelt es sich
in dem bekannten Fall um eine Einrichtung, bei der keine Maßnahmen zur Begrenzung
des Staudruckes getroffen sind.The object of the invention is to address these disadvantages when equipping a
valve-controlled four-stroke internal combustion engine with one for actuation by
to avoid a gaseous or liquid pressure medium provided exhaust brake.
According to the invention, this is done in that an exhaust gas flow in the braking
the exhaust line throttling symmetrical flap, as known per se, by a
pressurized piston is actuated against the force of a spring that
furthermore, this piston is in the same direction as the spring loading it, nor from the itself
when braking in the exhaust line in front of the throttle valve is applied to accumulating exhaust gases
and that the dimensions of the piston and its loading spring are chosen so
that the adjustment force and the jammed by the spring tension and the pressure
Exhaust gas total counterforce generated at an exhaust back pressure are equal to something
is lower than the pressure that would open the exhaust valve. The symmetrical
The throttle valve is largely insensitive to changes in pressure in the exhaust line.
During normal operation, it offers only a low flow resistance and requires
low forces for adjustment. This latter circumstance in turn leads to proportionate
small dimensions of the combination of the actuation of the brake and the limitation
the back pressure serving device. The invention is particularly for such
Power systems determined at which the pressure of the brake air or the brake fluid
remains roughly constant over a longer period of time. The arrangement of a throttle valve and their
Actuation by a pressure fluid is known per se, but it is
in the known case of a facility that does not have any limitation measures
of the back pressure are met.
Bei Anwendung der Erfindung auf solche Viertaktbrennkraftmaschinen,
bei denen in die Ventilsteuerung in an sich bekannter Weise hydraulisch arbeitende
Vorrichtungen zum Ausgleich des Ventilspiels eingebaut sind, ist dafür zu sorgen,
daß der Auspuffgegendruck so begrenzt ist, daß die Kraft, mit der die gestauten
Abgase das Auslaßventil während des Bremsens zu öffnen versuchen, geringer ist als
die Schließkraft der Auslaßventilfeder, vermindert um die Spreizkraft der hydraulisch
arbeitenden Ventilspielausgleichvorrichtungen.
In der Zeichnung
ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.When applying the invention to such four-stroke internal combustion engines,
in which the valve control operates hydraulically in a manner known per se
Devices to compensate for the valve clearance are installed, it must be ensured that
that the exhaust back pressure is so limited that the force with which the jammed
Exhaust gases trying to open the exhaust valve during braking is less than
the closing force of the outlet valve spring, reduced by the expansion force of the hydraulic
working valve lash adjusters.
In the drawing
an embodiment of the invention is shown schematically.
In der Abbildung sind die Auspuffleitung mit 1 und die zum Drosseln
der Abgase in diese Leitung eingebaute symmetrische Klappe mit 2 bezeichnet. Betätigt
wird die Klappet über einen Hebel 3 und eine Stange 4 durch einen Doppelkolben 5,
der in Öffnungsrichtung der Klappe 2 durch eine Feder 6 belastet ist und beim Bremsen
in Schließrichtung der Klappe 2 von Druckluft beaufschlagt wird. Der federseitige
Arbeitsraum des Gehäuses 7, in dem der Kolben 5 geführt ist, steht mit dem zwischen
der Drosselklappe 2 und der nicht gezeichneten Maschine liegenden Abschnitt der
Auspuffleitung 1 durch ein Rohr 8 in ungedrosselter Verbindung. Beim Bremsen wirken
auf den Kolben 5 sonach in Schließrichtung die Bremsluft und in Öffnungsrichtung
die Feder 6 sowie der sich vor der Drosselklappe 2 aufbauende Staudruck der Abgase
ein. Für einen bestimmten Bremsdruck sind die Beaufschlagungsflächen des Kolbens
5 und die Feder 6 so bemessen, daß über den ganzen Drehzahlbereich der Maschine
während des Bremsens die Drosselklappe 2 eine solche Stellung einnimmt, daß der
Staudruck der Abgase unterhalb desjenigen Druckes bleibt, bei dem sich die Auslaßventile
entgegen der Schließkraft ihrer Federn öffnen würden.In the illustration are the exhaust line with 1 and the one for throttling
The symmetrical flap built into this line of the exhaust gases is designated by 2. Actuated
the folding is via a lever 3 and a rod 4 by a double piston 5,
which is loaded in the opening direction of the flap 2 by a spring 6 and when braking
compressed air is applied in the closing direction of the flap 2. The spring-side
Working space of the housing 7, in which the piston 5 is guided, is with the between
the throttle valve 2 and the not shown machine lying section of the
Exhaust line 1 through a pipe 8 in an unthrottled connection. Act when braking
on the piston 5, therefore, the brake air in the closing direction and in the opening direction
the spring 6 and the back pressure of the exhaust gases building up in front of the throttle valve 2
a. The application areas of the piston are for a specific brake pressure
5 and the spring 6 dimensioned so that over the entire speed range of the machine
during braking, the throttle valve 2 assumes such a position that the
The back pressure of the exhaust gases remains below the pressure at which the exhaust valves are located
would open against the closing force of their springs.