DE19615739C2 - Motorbremse für eine mehrzylindrige Dieselbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

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

Übliche Motorbremssysteme für Nutzfahrzeugbrennkraftmaschinen bestehen aus einer im Abgastrakt angeordneten Motorbremsklappe und darüber hinaus zur weiteren Steigerung der Motorbremslei­ stung aus einer Konstantdrossel als Dekompressionsventil, das durch Pneumatiksteuerung während der Motorbremsphase ständig offen ist.

Eine weitere Verbesserung der Motorbremsleistung ergibt sich aus der EP 0 608 520 A1, in der eine Dekompressionsbremse eine hydromechanische Betätigungseinrichtung zur Steuerung eines auslaßseitigen Gaswechselventiles der Brennkraftmaschine ent­ hält. Die Ansteuerung der Betätigungseinrichtung und damit des Auslaßventiles erfolgt durch eine eigens hierfür vorgesehene Einspritzpumpe in der Ausführung als Reiheneinspritzpumpe. Je­ des Auslaßventil bzw. Dekompressionsventil ist über eine einzi­ ge Hydraulikleitung von einem entsprechend zugeordneten Pumpen­ kolben betätigbar, das bedeutet, daß bei einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine mit einer der Zylinderzahl entsprechenden Anzahl von Dekompressionsventilen die gleiche Anzahl von Pum­ penkolben der Reiheneinspritzpumpe vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einer mehrzylin­ drigen Dieselbrennkraftmaschine mit einem Motorbremssystem und einem Kraftstoffeinspritzsystem sowie einer bestimmten Anzahl von Hochdruckpumpen Maßnahmen vorzusehen, durch die im Hinblick auf die Anordnung von Kraftstoffeinspritzsystem und Motor­ bremssystem baulicherseits Vereinfachungen sowie ein geringerer Bauraumbedarf möglich sind. Außerdem soll das Motorbremssystem auch für solche Kraftstoffeinspritzsysteme geeignet sein, die einen Kraftstoffhochdruckspeicher als gemeinsame Versorgungs­ leitung (Common Rail) für magnetventilgesteuerte Einspritzdüsen enthalten.

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Die von einem Doppelnocken angetriebene Hochdruckpumpe in der Ausführung als Steckpumpe ist zwei Betätigungseinrichtungen verschiedener Zy­ linder zugeordnet.

Diese einfache Ausführung, bei der im Falle einer vierzylindri­ gen Brennkraftmaschine lediglich zwei Steckpumpen für die Betä­ tigung von vier Dekompressionsventilen verschiedener Zylinder erforderlich sind, hat zudem noch den Vorteil, daß bei Umstel­ lung von der Steckpumpentechnologie, also Einzelsteckpumpen für jeden Zylinder, zur Common-Rail-Technologie, also mindestens eine Steckpumpe für einen Vierzylinder oder zwei Steckpumpen für einen Sechs- oder Mehrzylinder, die freigewordenen Aufnah­ mebohrungen für die für die Hochdruckversorgung seither zustän­ digen Steckpumpen weiterhin als Aufnahme für Steckpumpen ver­ wendet werden können, die jedoch nunmehr in der Funktion als Hydraulikgeber für die Motorbremseinrichtung Verwendung finden. Bauliche Veränderungen des Zylindergehäuses sind somit im Falle der Umstellung nicht erforderlich.

Die von einem Doppelnocken angetriebene Steckpumpe betätigt nacheinander die ihr zugeordneten Betätigungseinrichtungen und damit die in diesem Fall als Motorbremsventile wirkenden Dekom­ pressionsventile derart, daß beide mit der gemeinsamen Steuer­ leitung verbundenen Motorbremsventile abwechselnd im Verdich­ tungs- und im Ausschiebe-OT-Bereich aktiviert werden. Die Betä­ tigung im Ausschiebe-OT-Bereich hat dabei nahezu keine Auswir­ kungen auf die Motorbremsleistung, da das Auslaßventil bereits offen ist.

Durch die scharfe Trennung von Einspritz- und Motorbremssystem kann als Beaufschlagungsmedium für die Betätigungseinrichtungen der bei konventionellen Motorbremssystemen übliche Motoröldruck verwendet werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im fol­ genden anhand von in der Zeichnung veranschaulichten Ausfüh­ rungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung

Fig. 1 das erfindungsgemäße Motorbremssystem an einer vierzylin­ drigen Brennkraftmaschine und

Fig. 2 das Motorbremssystem an einer sechszylindrigen Brenn­ kraftmaschine.

Eine für Nutzfahrzeuge vorgesehene vierzylindrige Dieselbrenn­ kraftmaschine 1 gemäß Fig. 1 weist ein Kraftstoffeinspritzsystem 2 in der Ausführung als Common Rail-System mit einer als Hoch­ druckspeicher wirkenden gemeinsamen Versorgungsleitung 3 für alle magnetventilgesteuerten Einspritzdüsen 4 sowie ein von dem Common Rail-System völlig abgetrenntes Motorbremssystem 5 auf.

Das Zylindergehäuse 6 der vierzylindrigen Dieselbrennkraftma­ schine 1 ist mit nicht näher dargestellten vier Aufnahmebohrun­ gen für Hochdruckpumpen versehen, die als Einsteckpumpen ausge­ bildet sind, von denen die mit 7 und 8 bezeichneten Steckpumpen lediglich Funktionsteile im Motorbremssystem sind, während die mit 9 bezeichnete Steckpumpe lediglich für die Hochdruckversor­ gung der Versorgungsleitung 3 zuständig ist.

Die Steckpumpe 9 wird von einem Vierfachnocken 10 einer Nocken­ welle 11 angetrieben; es können aber auch zwei Steckpumpen zum Einsatz kommen, deren jeweiliger Antrieb ein Zweifachnocken oder bei sechszylindrigen Brennkraftmaschinen ein Dreifachnocken ist (nicht dargestellt).

Das Motorbremssystem für eine vierzylindrige Brennkraftmaschine umfaßt neben den zwei Steckpumpen 7 und 8 für alle Dekompressi­ onsventile 12 vier Betätigungseinrichtungen 13, 14, 15, 16 sowie paarweise angeordnete Steuerleitungen 17, 18, von denen die ge­ meinsame Steuerleitung 17 mit ihren Leitungsabschnitten 17a und 17b die erste doppelnockenangetriebene Steckpumpe 7 mit den zwei Betätigungseinrichtungen 13, 14 und die gemeinsame Steuerleitung 18 mit ihren Leitungsabschnitten 18a und 18b die zweite doppel­ nockenangetriebene Steckpumpe 8 mit den Betätigungseinrichtungen 15,16 verbindet.

Die Druckerzeugung, die phasengerechte Ansteuerung sowie die Bremsleistungsregelung für jeweils zwei um 360° Kurbelwinkel (KW) zündversetzte Zylinder wird somit durch eine einzige Steck­ pumpe erreicht, die von dem Doppelnocken 19 mit 180° Nockenwin­ kelabstand betätigt wird, das bedeutet, daß beide mit einer ge­ meinsamen Steuerleitung verbundenen Dekompressionsventile wech­ selweise im Verdichtungs-OT-Bereich und im Ausschiebe-OT-Bereich betätigt werden.

Die vierzylindrige Brennkraftmaschine mit den bezeichneten Zy­ lindern I, II, III, IV und der Zündfolge I, III, IV, II weist im Mo­ torbremssystem folgende Leitungsverbindung auf:

Die eine Steckpumpe 7 ist durch die gemeinsame Steuerleitung 17 mit den Betätigungseinrichtungen 13, 14 der Zylinder I und IV und die andere Steckpumpe 8 durch die gemeinsame Steuerleitung 18 mit den Betätigungseinrichtungen 15, 16 der Zylinder II und III verbunden. Die dargestellten Dekompressionsventile 12 können zu­ gleich gaswechselsteuernde Auslaßventile oder von den Auslaßven­ tilen räumlich getrennte Ventile sein.

Zur Druckbeaufschlagung der aus dem Hydraulikkolben und Hydrau­ likzylinder bestehenden Betätigungseinrichtung wird nicht der hohe Raildruck von z. B. über 1000 bar herangezogen, sondern der relativ niedrige Motoröldruck als Steuerdruck verwendet. Damit wird die Problematik der inneren Leckage bei der Ansteuerung der Betätigungseinrichtungen vermieden.

Bei einer in Fig. 2 dargestellten sechszylindrigen Dieselbrenn­ kraftmaschine mit den mit I, II, III, IV, V, VT bezeichneten Zylin­ dern und der Zündfolge I, V, III, VI, II, IV ist der Verlauf der Lei­ tungsverbindungen im Motorbremssystem folgender:

Die erste Steckpumpe 21 ist durch die gemeinsame Steuerleitung 22 mit ihren Leitungsabschnitten 22a und 22b mit den Betäti­ gungseinrichtungen 23, 24 der Zylinder I und VI, die zweite Steckpumpe 25 durch die gemeinsame Steuerleitung 26 mit ihren Leitungsabschnitten 26a und 26b mit den Betätigungseinrichtungen 27, 28 der Zylinder II und V und die dritte Steckpumpe 29 durch die gemeinsame Steuerleitung 30 mit ihren Leitungsabschnitten 30a und 30b mit den Betätigungseinrichtungen 31, 32 der Zylinder III und IV verbunden. Jede dieser Steckpumpen wird von einem Doppelnocken 33 angetrieben. Für die Hochdruckversorgung der Versorgungsleitung 34 (Rail) sind zwei Steckpumpen 35, 36 im Einsatz, die jeweils von einem Dreifachnocken angetrieben werden.

Auch hier wird die Bremsleistungsregelung für jeweils zwei um 360° Kurbelwinkel (KW) zündversetzte Zylinder durch eine Steck­ pumpe erzielt, die von einem Zweifachnocken mit 180° Nockenwin­ kelabstand betätigt wird.

Paarweise angeordnete bzw. gemeinsame Steuerleitungen als Lei­ tungsverbindung zwischen einer Steckpumpe und zwei Betätigungs­ einrichtungen sind ebenso bei einer Brennkraftmaschine mit acht oder mehr Zylindern realisierbar.

Bei der achtzylindrigen Brennkraftmaschine reichen noch zwei Steckpumpen für die Hochdruckversorgung der Versorgungsleitung aus. Als Antrieb für diese beiden Steckpumpen würde jeweils ein Vierfachnocken zum Einsatz kommen (nicht dargestellt).

In Fig. 1 ist mit 37 noch ein Kraftstoffbehälter und mit 38 eine Förderpumpe bezeichnet, welche Kraftstoff zu der Steckpumpe 9 der vierzylindrigen Brennkraftmaschine fördert, während eine Druckölpumpe 39 Öl aus einem Ölbehälter 40 entnimmt und den für das Motorbremssystem bestimmten Steckpumpen 7 und 8 zuführt.

In Fig. 2 ist das Motorbremssystem an einer sechszylindrigen Brennkraftmaschine gezeigt, bei der ein Kraftstoffbehälter mit 41 und eine Förderpumpe mit 42 bezeichnet sind, die beide Steck­ pumpen 35, 36 mit Kraftstoff versorgt. Mit 43 ist eine Drucköl­ pumpe bezeichnet, die aus einem Ölbehälter 44 Öl ansaugt und zu den Steckpumpen 21, 25 und 29 fördert.

Gegebenenfalls kann für die Versorgung der Hochdruckpumpen zur Betätigung der Dekompressionsventile anstelle von Öl auch Kraftstoff aus dem gemeinsamen Niederdruckkraftstoffsystem des Kraftstoffeinspritzsystemes verwendet werden.

Claims (4)

1. Motorbremse für eine mehrzylindrige Dieselbrennkraftmaschine mit mindestens jeweils einem pro Zylinder vorgesehenen und den Gaswechsel steuernden Ein- und Auslaßventil im Zylinderkopf so­ wie mit Hochdruckpumpen (9; 7, 8), von denen mindestens eine (9) zur Kraftstofförderung und mindestens eine (7, 8) als Hydraulik­ geber für hydromechanische Betätigungseinrichtungen (13, 14, 15, 16) vorgesehen ist, wobei die durch diese Betäti­ gungseinrichtungen (13, 14, 15, 16) im Motorbremsbetrieb betätig­ baren Dekompressionsventile (12) während der Verdichtungstakte im Bereich des Zünd-OT offen gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruckpumpen (9; 7, 8) als Steckpumpen ausgebildet sind, daß jede dieser als Hydraulikgeber für die hydromechani­ schen Betätigungseinrichtungen (13, 14, 15, 16) wirkenden Steckpumpen (7, 8) zwei Betätigungseinrichtungen (13, 14; 15, 16) verschiedener Zylinder zugeordnet ist und daß diese Steckpumpen (7, 8) jeweils durch einen Doppelnocken (19) antreibbar sind.

2. Motorbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Betätigungseinrichtungen (13, 14, 15, 16) ver­ schiedener Zylinder durch eine gemeinsame Steuerleitung (17; 18) mit einer entsprechend zugeordneten Steckpumpe (7; 8) verbunden sind.

3. Motorbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vierzylindrigen Brennkraftmaschine (Zylinder I bis IV) mit einer Zündfolge I, III, IV, II und mit jeweils zwei um 360° Kurbelwellen-Winkel zündversetzten Zylindern die gemeinsame Steuerleitung (17) der einen Steckpumpe (7) den Zy­ lindern I und IV und die gemeinsame Steuerleitung (18) der an­ deren Steckpumpe (8) den Zylindern II und III zugeordnet sind.

4. Motorbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer sechszylindrigen Brennkraftmaschine (Zylinder I bis VI) mit einer Zündfolge I, V, III, VI, II, IV und mit je­ weils um 360° Kurbelwellen-Winkel zündversetzten Zylindern die jeweiligen gemeinsamen Steuerleitungen (22, 26, 30) der ent­ sprechenden Steckpumpen (21, 25, 29) den Zylindern I und VI, II und V, III und IV zugeordnet sind.