DE19528792C1 - Motorbremse für eine Dieselbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Motorbremse für eine Dieselbrennkraftmaschine gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Motorbremssysteme für Nutzfahrzeugbrennkraftmaschinen mit einer in der Abgasleitung gesteuerten Motorbremsklappe sind hinreichend bekannt. Darüber hinaus sind zur weiteren Steigerung der Motorbremsleistung Konstantdrosseln als Dekompressionsventile bekannt, die während der Motorbremsphase ständig geöffnet sind.

Aus der DE 39 04 497 C1 ist eine Dekompressionsbremse bekannt, bei der die Betätigung einer hydraulischen Vorrichtung und damit des Auslaßventiles durch die motoreigene Einspritzpumpe erfolgt, indem die Strömungsverbindung zur Einspritzdüse durch eine Wegesteuerung unterbrochen, jedoch zur hydraulischen Vorrichtung beim Verdichtungstakt des Zünd-OT freigegeben wird.

Des weiteren ist eine Dekompressionsbremse bekannt, zu deren Betätigung ein für alle magnetventilgesteuerten Einspritzventile vorgesehener gemeinsamer Kraftstoffhoch­ druckspeicher (Common-Rail) vorgesehen ist, der zugleich auch Teil des Einspritzsystems der Brennkraftmaschine ist. Dadurch wird eine frei wählbare Bremsleistung durch Steuerung des Öffnungs- bzw. des Schließzeitpunktes des Dekompressionsventils oder durch Regelung des Raildrucks ermöglicht, wobei vorausgesetzt wird, daß in der Motorbremsphase keine Einspritzungen erfolgen. Zur Betätigung des Dekompressions­ ventils liegt sowohl während des Bremsbetriebes als auch des Gaswechselbetriebes immer ein konstant hoher Raildruck an dem Dekompressionsventil an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Motorbrems­ system der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß über den gesamten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine ein den Erfordernissen optimal angepaßte und frei wählbare Bremsleistung erreicht wird und eine Optimierung des Betriebsdruckes sowohl im Motorbremsbetrieb als auch im Gaswechselbetrieb des Gaswechselventils ermöglicht wird.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Die Betätigung des Gaswechselventils im Motorbremsbetrieb mit einem in einem Kraftstoffhochdruck­ speicher (Common-Rail) vorherrschenden Druck, der zugleich auch im Einspritzsystem der Brennkraftmaschine herrscht, und die Betätigung des Gaswechselventils im normalen Gaswechsel­ betrieb auf einem von dem Raildruck abweichenden geringeren Druckniveau ermöglicht eine Optimierung bezüglich der erforderlichen Antriebsenergie. Dadurch kann die Verlustleistung der Brennkraftmaschine zur Erzeugung des hohen Druckniveaus im Common Rail reduziert werden, da im normalen Gaswechselbetrieb das Gaswechselventil mit einem niedrigeren Druckniveau betreibbar ist, so daß die Abnahme des Raildrucks um ein erhebliches Maß verringert werden kann.

In den Unteransprüchen und der Beschreibung sind noch vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung angegeben.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im folgenden näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Motorbremssystem mit einem Einspritzventil und einem Gaswechselventil.

In der Figur ist ein Motorbremssystem für eine Dieselbrenn­ kraftmaschine gezeigt, bei der eine regelbare Hochdruckpumpe 11 Kraftstoff unter hohem Druck ständig in einen Kraftstoff­ hochdruckspeicher 12 fördert, der als gemeinsame Versorgungsleitung (Common-Rail) für magnetventilgesteuerte Einspritzventile 13 ausgebildet ist. Für jeden Zylinder ist neben dem Einspritzventil 13 ein Gaswechselventil 14, das als den Gaswechsel steuerndes Einlaß- und Auslaßventil ausgebildet ist, vorgesehen. Zu dessen Ansteuerung ist ein Steuerventil 15 vorgesehen, mit dem das Gaswechselventil 14 in einer Öffnungs- und Schließstellung positionierbar ist. Stromab des Common-Rail 12 ist in einer das Gaswechselventil 14 mit dem Common-Rail 12 verbindenden Versorgungsleitung 16 eine Umschaltvorrichtung 17 vorgesehen, die als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist. Das 3/2-Wegeventil 17 steuert sowohl die Strömungsverbindung zwischen Common-Rail 12 und Steuerventil 15 als auch eine Strömungsverbindung zwischen einem Kraftstoffbehälter 18 und dem Gaswechselventil 14.

In einem normalen Gaswechselbetrieb befindet sich das 3/2-Wegeventil 17 in einer Arbeitsposition 21, bei der eine direkte Verbindung zwischen dem Kraftstoffbehälter 18 und dem Gaswechselventil 14 hergestellt ist. Eine in einer Verbindungsleitung 22 angeordnete regelbare Druckpumpe 23 fördert den Kraftstoff beispielsweise mit einem Druck von 200 bis 300 bar und stellt somit die Funktionsfähigkeit in allen Betriebsbereichen des Gaswechselbetriebes für die Brennkraftmaschine sicher.

Im Motorbremsbetrieb weist das 3/2-Wegeventil 17 eine Arbeitsposition 19 auf, bei der eine direkte Strömungs­ verbindung zwischen dem Common-Rail 12 und dem Gaswechsel­ ventil 14 hergestellt ist. Dadurch liegt das in dem Common-Rail 12 vorherrschende Druckniveau, das beispielsweise über 1000 bar betragen kann, an dem Gaswechselbremsventil 14 an. Somit können die im Bremsbetrieb erforderlichen hohen Stellkräfte zum Öffnen des Auslaßventiles 14 gegen den Kompressionsdruck im Brennraum des Motors im Bereich des Zünd-OT zur Verfügung gestellt werden.

Durch die Gaswechselventilsteuerung im Motorbremsbetrieb mit dem Raildruck ist es möglich, das Auslaßventi1 14 gegen den Kompressionsdruck ganz oder teilweise zu öffnen, wobei die Kraftstoffhochdruckpumpe 11 des Common-Rail 12 nur die Menge an Kraftstoff fördern muß, die zur Auslaßventilbetätigung nötig ist, da im Motorbremsbetrieb kein Kraftstoff eingespritzt wird.

Aufgrund der zwischen Common-Rail 12 und Gaswechselventil 14 vorgesehenen Umschaltvorrichtung 17 kann ein bezüglich der erforderlichen Antriebsenergie optimaler Betrieb ermöglicht werden, da die von der Hochdruckpumpe 11 benötigte Energie zum Antrieb des Gaswechselventils 14 nur im Bremsbetrieb und nicht im Normalbetrieb erforderlich ist. Im Normalbetrieb arbeitet nur die Druckpumpe 23, die zur Erzeugung des geringeren Druckes weniger Energie verbraucht.

Die oben genannte Anordnung hat somit den Vorteil, daß die Gaswechselventilsteuerung und ihre Druckversorgung auf die Verhältnisse für Normalbetrieb bei Brennkraftmaschinen ausgelegt werden kann. Zudem kann die Umschaltung zwischen den beiden Druckversorgungssystemen, also sowohl die Versorgung durch den Raildruck als auch die Versorgung über die Druckpumpe 23, über ein gemeinsames 3/2-Wegeventil 17 erfolgen, welches für den gesamten Motor alle Auslaßventile 14 gemeinsam versorgen kann.

Es ist selbstverständlich, daß eine derartige Umschalt­ vorrichtung 17 zwischen dem Common-Rail 12 und dem Gaswechselventil 14 auch zwischen weiteren Komponenten einer Brennkraftmaschine vorgesehen sein kann, die mit Kraftstoffdruck betreibbar sind. Dies kann beispielsweise ein zusätzlich zu den den Gaswechsel steuernden Ein- und Auslaßventilen 14 angeordnetes Dekompressionsventil sein.

Zwischen der Umschaltvorrichtung 17 und dem Gaswechselventil 14 ist beispielsweise ein weiteres 3/2-Wegeventil 24 vorgesehen, welches eine Verbindung zu einer Niederdruckleitung 26 herstellt. Diese Niederdruckleitung 26 führt in den Kraftstoffbehälter 18. Dadurch ist ein Rücklauf des Kraftstoffes in den Kraftstoffbehälter 18 gegeben.

Die Regelung der Bremsleistung kann durch Regelung des Druckes im Kraftstoffdruckspeicher bzw. des Raildruckes durch Steuerung des Öffnungs- und Schließzeitpunktes oder durch selektive Aktivierung einzelner Zylinder der Brennkraft­ maschine erfolgen.

Claims (6)

1. Motorbremse für eine Dieselbrennkraftmaschine mit mindestens einem pro Zylinder angeordneten und den Gaswechsel steuernden Gaswechselventil (14) sowie mit einer den Kraftstoff fördernden Hochdruckpumpe (11) und einem Einspritzventil (13) mit daran angeschlossener Einspritzleitung (27) und einem von einem Steuergerät schaltbaren Steuerventil (15) zur Aktivierung des Gaswechselventiles (14) beim Verdichtungstakt im Bereich des Zünd-OT und mit einem für alle magnetventil­ gesteuerten Einspritzventile (13) bestimmten gemeinsamen Kraftstoffhochdruckspeicher bzw. Common-Rail (12), mit dem das Gaswechselventil (14) zu dessen Aktivierung (15) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gaswechselventil (14) im Motorbremsbetrieb (19) mit einem im Common-Rail (12) vorherrschenden Raildruck (Versorgungsleitung 16) betreibbar ist, der über im Gaswechselbetrieb (21) zur Betätigung (15) des Gaswechselventils (14) notwendigen Druck (22) liegt.

2. Motorbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Strömungsverbindung (Versorgungsleitung 16) zwischen Common-Rail (12) und Gaswechselventil (14) eine Umschaltvorrichtung (17) vorgesehen ist, die auf eine Strömungsverbindung (22) zwischen einem Kraftstofftank (18) und dem Gaswechselventil (14) umschaltbar ist.

3. Motorbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung (17) als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Gaswechselbetrieb das Gaswechselventil (14) über eine mit dem Kraftstofftank (18) in Verbindung stehende Versorgungsleitung (22), die mit einer regelbaren Druckpumpe (23) in Verbindung steht, ansteuerbar ist.

5. Motorbremse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckpumpe (23) einen Arbeitsbereich von 150 bis 350 bar aufweist.

6. Motorbremse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalteinrichtung (17) ein Regelventil (24) nachgeschaltet ist, von dem zumindest eine zum Kraftstofftank (18) führende Rücklaufleitung (26) abzweigt.