DE19729198A1 - Bremsvorrichtung für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine - Google Patents
Bremsvorrichtung für eine ventilgesteuerte BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse,
in dem eine Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der zumin
dest ein einen Kolben tragendes Pleuel angelenkt ist, wo bei der Kol
ben in einem von einem Zylinderkopf abgedeckten Zylinder unter
Bildung eines Arbeitsraums bewegbar ist und wo bei der Gaswechsel
in dem Arbeitsraum von einer Ventilsteuereinrichtung gesteuert ist,
die zumindest eine von der Kurbelwelle angetriebene Nockenwelle
mit jedem Zylinder zugeordneten Gaswechselnocken und einen Zu
satznocken zur Steuerung eines Bremsbetriebes der Brennkraftma
schine sowie eine Ventiltriebübertragungseinrichtung aufweist, wobei
der Zusatznocken ein axial neben dem Gaswechselnocken zur Steue
rung zumindest eines Auslaßventils angeordneter Bremsnocken ist,
der während des Bremsbetriebs mit der Ventilübertragungseinrichtung
zusammenwirkt.
Ein derartige Brennkraftmaschine ist aus der DE-PS 40 25 569 be
kannt. Diese weist eine Ventilübertragungseinrichtung auf, bei der
eine Nockenwelle direkt einen Kipphebel betätigt, der wiederum mit
dem Ventilschaft eines Auslaßventils zusammenwirkt. Für die Ein
stellung eines Bremsbetriebs ist auf der Kippehebellagerwelle neben
dem bekannten Kipphebel ein Bremskipphebel gelagert, der mit
einem im Bereich neben dem Gaswechselnocken auf der Nockenwel
le angeordneten Bremsnocken zusammenwirkt. Zur Einleitung des
Bremsbetriebs wird nun der Bremskipphebel mechanisch so mit dem
Kipphebel verriegelt, daß die von dem Bremsnocken hervorgerufene
Bewegung des Bremskipphebels der "Normalbewegung" des Kipphe
bels überlagert wird. Diese Einrichtung ist bauaufwendig, da im Grun
de der gesamte Ventilraum des Zylinderkopfs umgestaltet werden
muß. So ist neben dem Kipphebel Platz für den Bremskipphebel zu
schaffen, und die Kipphebellagerwelle, die Kipphebellagerstellen und
die einzelnen Kipphebel sind zur Hydrauliksteuerung der Verriege
lungseinrichtung zwischen dem Kipphebel und dem Bremskipphebel
umzugestalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsvorrichtung für
eine Brennkraftmaschine bereitzustellen, die gegenüber dem Stand
der Technik verbessert ist und ohne große konstruktive Änderungen
in eine vorhandene Brennkraftmaschine integrierbar ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ventilübertragungsein
richtung ein Stößelelement aufweist, das ein beim Bremsbetrieb in
die Ventilübertragungseinrichtung eingreifendes Bauteil aufweist und
daß das Bauteil mit dem Bremsnocken zusammenwirkt. Durch diese
Lösung kann beispielsweise auf einen zusätzlichen Kipphebel, der als
weiteres Teil in eine vorhandene Einrichtung eingesetzt wird, verzich
tet werden. Im Grunde übernehmen bei der erfindungsgemäßen Lö
sung die vorhandenen Bauteile mit geringen Abänderungen die zu
sätzliche Funktion. Dabei ist dafür nur ein geringer zusätzlicher Platz
bedarf erforderlich, so daß die konstruktive Gestaltung der Brenn
kraftmaschine nahezu unverändert bleiben kann.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das
Bauteil ein einen Kolben des Stößelelements umgebender, verstellba
rer Stößelzylinder ist, wobei der Kolben mit dem Gaswechselventil
nocken und dementsprechend der Stößelzylinder mit dem Bremsnoc
ken zusammenwirkt. Dabei durchdringt der Kolben den Stößelzylinder
vollständig und wirkt mit einem weiteren Teil der Ventilübertragungs
einrichtung, beispielsweise einer Stoßstange oder einem Kipphebel
zusammen. Selbstverständlich kann der Kolben bei einer obenliegen
den Nockenwelle auch direkt mit dem Auslaßventil zusammenwirken.
Der Stößelzylinder ist aus einer normalen Position, in der er nicht mit
dem Bremsnocken in Berührung kommt und die er beim befeuerten
Brennkraftmaschinenbetrieb einnimmt, in eine Stellung verschiebbar,
in der er mit dem Bremsnocken zusammenwirkt und dessen Bewe
gungen folgt. In dieser Position wird der Stößelzylinder hydraulisch,
mechanisch oder in einer Kombination davon mit dem Kolben verbun
den, so daß die Bewegung des Stößelzylinders der normalen Bewe
gung des Kolbens überlagert wird. In die Kinematik der eigentlichen
Gaswechselventilübertragungseinrichtung wird also im Grunde nicht
eingegriffen, so daß sich hier keine Beeinträchtigung der Zuverlässig
keit ergibt. An dieser Stelle ist zu bemerken, daß es Bremsvorrich
tungen gibt, bei der Gaswechselnocken und Bremsnocken auf dem
Umfang der Nockenwelle hintereinander angeordnet sind. Bei einer
derartigen Nockenwelle muß dann während des normalen befeuerten
Betriebs der Brennkraftmaschine ein entsprechendes Ventilübertra
gungselement gerade über den Bremsnocken hinweggleiten können
und nur beim Bremsbetrieb mit diesem zusammenwirken. Hierbei ist
es dann so, daß schon bei geringen Änderungen des Ventilspiels
(Verschleiß) diese Bremsvorrichtung so verstellt ist, daß auch wäh
rend des Normalbetriebs der Bremsnocken mit dem entsprechenden
Ventilübertragungselement zusammenwirkt und das Auslaßventil
geöffnet wird. Dieses wird durch erfindungsgemäße Ausgestaltung
sicher vermieden.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Kolben und in weiterer Aus
gestaltung auch der Stößelzylinder auf der dem Gaswechselnocken
zugewandten Seite einen Radius mit einer Mittelachse auf, die paral
lel zur Nockenwellenachse verläuft. Diese Ausgestaltung des Stößels
mit einem Radius, der im übrigen in weiterer Ausgestaltung der Erfin
dung 50 bis 100 mm, vorzugsweise 60 bis 70 mm, beträgt, wird die
Flächenpressung in dem Stößel bzw. in dem Nocken herabgesetzt.
Dadurch ist es möglich, die Breite des Nockens gegenüber der bei
einem herkömmlichen Flachstößel erforderlichen Breite soweit zu re
duzieren, daß zumindest angenähert auf der eingesparten Breite des
Gaswechselnockens der Bremsnocken angeordnet werden kann.
Somit ist die erfindungsgemäße Bremseinrichtung quasi ohne zusätz
lichen Raum bedarf gegenüber einer konventionell ausgerüsteten
Brennkraftmaschine einsetzbar.
In Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Längenverstellung hydrau
lisch und/oder mechanisch. Hierbei wird insbesondere eine hydrauli
sche Verstellung beispielsweise durch das Schmieröl der Brennkraft
maschine anzuwenden sein. Dabei ist der Kolben mit dem Stößel
zylinder in der ausgefahrenen Stellung und/oder der eingefahrenen
Stellung hydraulisch und/oder mechanisch verriegelbar. Dies wird ins
besondere durch einen hydraulisch verfahrbaren Verriegelungsstift
erfolgen.
Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind der Zeichnungsbe
schreibung zu entnehmen, in der ein in den Figuren dargestelltes
Ausführungsbeispiel näher beschrieben ist.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung mit
den wichtigsten Bauteilen der Brennkraftmaschine und
Fig. 2 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Bremseinrich
tung.
Die in Fig. 1 im Bereich der Ventilübertragungseinrichtung und einer
Zylindereinheit dargestellte Brennkraftmaschine ist eine selbstzün
dende Brennkraftmaschine in Reihen- oder V-Bauart. Dabei ist die
Brennkraftmaschine grundsätzlich geeignet, in Nutzfahrzeugen und in
allen Bereichen außer Nutzfahrzeuganwendungen, beispielsweise in
Baumaschinen, eingesetzt zu werden. Für Nutzfahrzeuganwendungen
ist eine Motorbremse erforderlich, die bei sonstigen Anwendungen
gegebenenfalls entbehrlich ist. Daher muß die Brennkraftmaschine
wahlweise mit oder ohne Motorbremse lieferbar sein, wobei der Än
derungsaufwand möglichst gering sein soll.
Die Brennkraftmaschine weist ein nicht dargestelltes Kurbelgehäuse
auf, in dem eine ebenfalls nicht dargestellte Kurbelwelle drehbar ge
lagert ist. An dieser Kurbelwelle ist entsprechend der Anzahl der Zy
lindereinheiten (beispielsweise 6 oder 8) eine Anzahl von Pleuel 4
angelenkt, an denen je ein Kolben 2 über einen Kolbenbolzen 3 be
festigt ist. Der Kolben 2 ist in einem von einem Zylinderkopf 5 unter
Bildung eines Arbeitsraums abgedeckten Zylinder 1 bewegbar.
Dem Arbeitsraum wird Verbrennungsluft über Einlaßventile zugeführt
und das verbrannte Gemisch von Kraftstoff und Verbrennungsluft wird
über Auslaßventile 6 in Auslaßkanale 7 abgeführt. Dabei sind einem
Zylinder 1 vorzugsweise zwei Einlaßventile und zwei Auslaßventile 6
mit einem mittig angeordneten Einspritzventil zugeordnet.
Das Auslaßventil 6 wird von einer Nockenwelle 14, die von der Kur
belwelle beispielsweise über einen einzigen Zahneingriff angetrieben
sein kann, betätigt. Zwischen der Nockenwelle 14 und dem Auslaß
ventil 6 ist eine Ventilübertragungseinrichtung vorhanden, die im vor
liegenden Ausführungsbeispiel aus den wesentlichen Bauteilen Kipp
hebel 10, Stößelstange 12 und Stößelelement 13 besteht.
Das Stößelelement 13, das nachfolgend näher beschrieben wird,
gleitet mit seiner der Nockenwelle 14 zugewandten Seite 31 auf der
Nockenwellenkontur ab und wird von einem Gaswechselnocken 15
axial bewegt. Diese axiale Bewegung wird über die Stößelstange 12,
die über eine Ventilspieleinstellvorrichtung 11 mit dem auf einer
Kipphebellagerwelle 9 gelagerten Kipphebel 10 auf das Auslaßventil
6 übertragen. Dabei ist das Auslaßventil 6 über eine Ventilfeder 8 an
dem Zylinderkopf 5 abgestützt. Zu bemerken ist, das anstelle der
Ventilspieleinstellvorrichtung 11 auch ein hydraulisches Ventilspiel
ausgleichselement in das Stößelelement 13 integriert sein kann.
Neben dem Gaswechselnocken 15 weist die Nockenwelle 14 einen
Bremsnocken 16 auf, der im befeuerten Zustand der Brennkraftma
schine nicht mit dem Stößelelement 13 in Verbindung steht. Dieser
Zustand ist in Fig. 2 dargestellt, während in Fig. 1 der Bremsbetrieb
dargestellt ist. Das Stößelelement 13 weist einen Stößelzylinder 17
auf, der einen Kolben 18 umgibt. Der Kolben 18 ist über eine Kol
benstange 19 mit einem Stößelstangentragelement 20 verbunden,
wobei Kolben 18, Kolbenstange 19 und Stößelstangentragelement 20
eine feste Baueinheit bilden. Dagegen ist der Stößelzylinder 17 rela
tiv zu dieser Baueinheit bzw. insbesondere zu dem Kolben 18 ver
stellbar. In Fig. 1 ist er in seiner unteren Anschlagstellung dargestellt,
während er in Fig. 2 in seiner oberen Anschlagstellung dargestellt ist,
in der in Fig. 1 dargestellten Stellung bildet die der Nockenwelle 14
zugewandte Seite 31 des Kolbens 18 und des Stößelzylinders 17 eine
Kreisbogenfläche mit einem Radius von vorzugsweise 60 bis 70 mm.
In dieser Stellung wirkt bei einer Drehbewegung der Nockenwelle 14
der Gaswechselnocken 15 mit dem Kolben 18 und der Bremsnoc
ken 16 mit dem Stößelzylinder 17 (siehe Fig. 2) zusammen. Verstellt
wird der Stößelzylinder 17 durch Hydraulikflüssigkeit, beispielsweise
Schmieröl, das in entsprechende Arbeitsräume zwischen dem Kolben
18 und dem Stößelzylinder 17 gefördert wird. In Fig. 2 ist Hydraulik
flüssigkeit in einem unteren Arbeitsraum 25 über Zuleitungen 26a und
26b gefördert worden. Die Zuleitungen 26a und 26b sind in den
Stößelzylinder 17 und einen diesen tragenden Gehäuseteil 27, der
das Kurbelgehäuse sein kann, eingelassen. Durch die Befüllung des
unteren Arbeitsraums 25 wird der Stößelzylinder 17 in seine obere
Position verfahren, wobei das System so ausgelegt ist, daß in dieser
Position der Gaswechselventilnocken 16 gerade nicht mit dem Stößelzylinder
17 in Berührung kommt. Umgekehrt wird der Stößelzy
linder 17 in seine in Fig. 1 dargestellte untere Position gefahren,
wenn der obere Arbeitsraum 22 über Zuleitungen 23a und 23b mit
Hydraulikflüssigkeit befüllt wird. In dieser Bremsstellung ist der
Stößelzylinder 17 zusätzlich über einen Verriegelungsstift 27 mit dem
Kolben 18 fest verbindbar. Hierzu wird über eine Zuleitung 29 Hy
draulikflüssigkeit zugeführt, die den Verriegelungsstift 27 gegen die
Kraft einer Feder 28 in eine Verriegelungsöffnung 30 einfährt.
Im übrigen ist in Fig. 2 die der Nockenwelle zugewandte Seite 31 von
Stößelzylinder 17 und Kolben 18 an unterschiedlichen Stellen ge
schnitten dargestellt, so daß sich der dargestellte Versatz ergibt. Mit
den Bezugszeichen 31a und 31b sind strichliniert die tatsächlichen
Oberflächen an einer durchgehenden Oberflächenlinie von Stößel
zylinder 17 und Kolben 18 dargestellt, die in der dargestellten befeu
erten Betriebsstellung nicht ineinander übergehen.
Claims (7)
1. Brennkraftmaschine mit einem Kurbelgehäuse, in dem eine
Kurbelwelle drehbar gelagert ist, an der zumindest ein einen Kolben
tragendes Pleuel angelenkt ist, wobei der Kolben in einem von einem
Zylinderkopf abgedeckten Zylinder unter Bildung eines Arbeitsraums
bewegbar ist und wobei der Gaswechsel in dem Arbeitsraum von
einer Ventilsteuereinrichtung gesteuert ist, die zumindest eine von der
Kurbelwelle angetriebene Nockenwelle mit jedem Zylinder zugeord
neten Gaswechselnocken und einen Zusatznocken zur Steuerung
eines Bremsbetriebes der Brennkraftmaschine sowie eine Ventiltrieb
übertragungseinrichtung aufweist, wobei der Zusatznocken ein axial
neben dem Gaswechselnocken zur Steuerung zumindest eines Auslaßventils
angeordneter Bremsnocken ist, der während des Bremsbe
triebs mit der Ventilübertragungseinrichtung zusammenwirkt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilübertragungseinrichtung ein
Stößelelement (13) aufweist, das ein beim Bremsbetrieb in die Ven
tilübertragungseinrichtung eingreifendes Bauteil aufweist und daß das
Bauteil mit dem Bremsnocken (16) zusammenwirkt.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil ein einen Kolben (18) des
Stößelelements (13) umgebender, verstellbarer Stößelzylinder (17)
ist, wobei der Kolben (18) mit dem Gaswechselventilnocken (15) zu
sammenwirkt.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (18) auf der dem Gaswech
selnocken (15) zugewandten Seite einen Radius mit einer Mittelachse
aufweist, die parallel zu der Nockenwellenachse verläuft.
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Radius 50 bis 100 mm, vorzugswei
se 60 bis 70 mm beträgt.
5. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Radius des Kolbens (18) auf dem
Stößelzylinder (17) fortgesetzt ist.
6. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung hydraulisch und/oder
mechanisch erfolgt.
7. Brennkraftmaschine nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stößelzylinder (17) in der ausgefah
renen Stellung und/oder der eingefahrenen Stellung hydraulisch
und/oder mechanisch verriegelbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997129198 DE19729198A1 (de) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Bremsvorrichtung für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997129198 DE19729198A1 (de) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Bremsvorrichtung für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=7835044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997129198 Withdrawn DE19729198A1 (de) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | Bremsvorrichtung für eine ventilgesteuerte Brennkraftmaschine |
Country Status (1)
Country | Link |
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- 1997-07-09 DE DE1997129198 patent/DE19729198A1/de not_active Withdrawn
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