DE19733322A1 - Ventilsteuerung einer als Antrieb oder Bremse schaltbaren Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilsteuerung einer als An­ trieb oder Bremse schaltbaren Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine entsprechende Ventilsteuerung ist in Fig. 4 der EP 458857 dargestellt. Auf diese wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen und sie wird als Bestandteil der vorliegen­ den Offenbarung betrachtet. In einem Zylinderkopf sind drei Ventile angeordnet, ein Einlaßventil, ein Auslaßventil und ein ausschließlich bei Zuschaltung der Motorbremse ge­ öffnetes Dekompressionsventil, das eine Verbindung zum Ab­ gastrakt herstellt. Jedes Ventil wird über eine eigene Noc­ kenwelle betätigt. Zwischen dem Dekompressionsventil und der zugeordneten Nockenwelle sitzt ein schaltbarer Stößel, der ausschließlich im Motorbremsbetrieb die Nockenbewegung auf das Dekompressionsventil überträgt.

Nachteil der beschriebenen Motorbremse ist es, daß dreh­ zahlabhängig eine im wesentlichen vom Hubvolumen, Schleppleistung und von der Auslegung der Ventile, des Ven­ tiltriebs und der Bremsklappe bestimmte, nicht regelbare Bremsleistung bereitgestellt wird.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, bei der Ventilsteuerung einer als Antrieb oder Bremse schaltbaren Brennkraftmaschine die von einer Motor­ bremse bereitgestellte Bremsleistung an unterschiedliche Erfordernisse anzupassen. Dieses Problem wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Unter Auslaßventilen sind dabei auch Dekompressionsventile zu verstehen. Unter Bremsnockenwelle ist hierbei sowohl ei­ ne zusätzliche Nockenwelle als auch ein bzw. mehrere auf der Hauptnockenwelle koaxial, in ihrer Phasenlage verstell­ bar angeordnete Bremsnocken zu verstehen. Vorteilhafte Wei­ terbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Prinzipiell ist es auch vorstellbar, den Druckabbau mit Hilfe eines Einlaßventils anstatt eines Auslaßventils zu erzielen.

Das Zuschalten der Bremsnockenwelle kann auf bekannte Art und Weise über eine Verkleinerung des Ventilspiels oder mittels schaltbarer Ventilhebel bzw. Stößel wie in der EP 458857 erfolgen.

Getriebe zur Änderung der relativen Phasenlage von Nocken­ wellen sind zur Variation des Ladungswechsels bekannt, so z. B. aus der EP 396280 und der EP 202682.

Eine Steuerung der Motorbremsleistung durch Verstellung der im Abgastrakt installierten Motorbremsklappe ist ebenfalls bekannt. Dabei kann jedoch nur ein Teil der durch die Mo­ torbremse gelieferten Bremsleistung gesteuert werden.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein weiterer Teil der Bremsleistung variabel einstellbar. Die Einstellung der ge­ wünschten Bremsleistung erfolgt dabei durch Einstellung der entsprechenden Phasenverschiebung. Wenn nur eine geringe Bremsleistung erforderlich ist, öffnet das die Dekompressi­ on bewirkende Ventil entweder schon deutlich vor OT oder erst nach OT, so daß ein Teil der Kompressionsarbeit im er­ sten Fall nicht aufgebracht wird und im zweiten Fall durch Expansion zurückgewonnen wird, bevor die Dekompression ein­ setzt.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung wird durch Patentanspruch 2 angegeben. Dabei wirken einander zu­ geordnete Nocken beider Wellen auf nur einen, beiden ge­ meinsamen Hebel. Es ist dann keine Schaltvorrichtung zum Zuschalten des Bremsventils nötig, die Bremsnockenwelle wird allein durch die Phasenverschiebung zwischen beiden Nockenwellen wirksam bzw. bleibt in einem bestimmten Be­ reich der Phasenverschiebung unwirksam.

Im Motorbetrieb laufen beide Wellen etwa gleichphasig, bei­ de Nocken versuchen gleichzeitig, den Ventilhebel zu kon­ taktieren. Der Nocken der Bremsnockenwelle kontaktiert je­ doch nicht den Ventilhebel, da dieser durch den Nocken der Hauptnockenwelle aus dem Wirkungsbereich des Nockens der Bremsnockenwelle gedreht wird.

Im Bremsbetrieb erfolgt eine Phasenverschiebung zwischen Bremsnockenwelle und Hauptnockenwelle, die Bremsnocke tritt aus dem "Schatten" der Hauptnocke hervor und bewirkt ein Öffnen des Auslaßventils, wobei der Zeitpunkt vom Maß der Phasenverschiebung abhängt.

Wenn das Auslaßventil auch bei UT öffnen soll, um die Kom­ pressionsarbeit im Motorbremsbetrieb durch Aufladung durch den an der Bremsklappe anstehenden Druck wie in der EP 458857 beschrieben zu erhöhen, so sind auf der Bremsnocken­ welle zwei Nocken vorzusehen, deren Abstand so zu wählen
ist, daß im Motorbetrieb beide gleichzeitig - infolge des am Ventilhebel angreifenden Hauptnockens - wirkungslos sind, d. h. daß die Nocken der Bremsnockenwelle zusammen eine kleinere Öffnungsdauer als der Hauptnocken aufweisen müssen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Ventilsteuerung,

Fig. 2 die Phasenlage von Hauptnocken und Bremsnocken im Motorbetrieb,

Fig. 3 die Phasenlage von Hauptnocken und Bremsnocken im Bremsbetrieb,

Fig. 4 die Anordnung eines koaxial in seiner Phasen­ lage verstellbaren Bremsnockens auf der Hauptnockenwelle im Querschnitt.

Die bei Motorbremssystemen regelmäßig vorhandene Bremsklap­ pe im Abgastrakt ist nicht zeichnerisch dargestellt.

In den Fig. 2 und 3 ist jeweils im oberen Bereich die Öffnungskurve des Auslaßventils als Funktion des Kurbelwel­ lenwinkels, im unteren Bereich die relative Lage der Noc­ kenwellen zueinander dargestellt. Die punktierte Kurve zeigt die von der Bremsnockenwelle erzeugte Öffnungskurve des Auslaßventils.

Bei einem Hubkolbenmotor 1 mit einem Einlaßventil 2 und ei­ nem Auslaßventil 3 wird das Auslaßventil 3 über einen Ven­ tilhebel 4 betätigt, der von einer Hauptnockenwelle 5 und einer Bremsnockenwelle 6 betätigt werden kann. Beide Noc­ kenwellen können durch ein Phasenverstellgetriebe P in ih­ rer Phasenlage gegeneinander verdreht werden (angedeutet durch von P ausgehende Pfeile zu den Nockenwellen). Im Mo­ torbetrieb ist die Bremsnockenwelle 6 wirkungslos, da beide Wellen 5 und 6 gleichphasig drehen und der Nocken 7 der Hauptnockenwelle 5 den Ventilhebel 4 so weit anhebt, daß zwischen dem Nocken 8 der Bremsnockenwelle 6 und dem Ven­ tilhebel 4 das Spiel S vorliegt.

Bei einer Phasenverschiebung Ph der Bremsnockenwelle 6 wird auch der Nocken 8 wirksam. Im Motorbremsbetrieb wird - zur Erzielung der maximalen Bremsleistung - die Phasenverschie­ bung Ph zwischen Hauptnockenwelle 5 und Bremsnockenwelle 6 so eingestellt, daß die Bremsnockenwelle 6 das Auslaßventil 3 etwa am Ende des Kompressionshubs betätigt. Durch Varia­ tion der Phasenverschiebung Ph kann die Bremsleistung der Motorbremse an die jeweiligen Erfordernisse angepaßt wer­ den.

Der Ventilhebel kann auch gabelförmig ausgebildet sein, wo­ bei beide Nockenwellen an unterschiedlichen Gabeln angrei­ fen. Ebenso kann eine Nockenwelle den Ventilhebel von unten und die andere von oben kontaktieren.

In Fig. 2 ist die Phasenlage der Nocken im Motorbetrieb, in Fig. 3 die Phasenlage der Nocken im Motorbremsbetrieb dar­ gestellt. Eine Phasenverschiebung Ph von 90° zwischen bei­ den Nockenwellen entsprechend einem Kurbelwellenwinkel von 180° ist erkennbar.

In Fig. 4 ist die Anordnung eines in seiner Phasenlage durch ein Phasenverstellgetriebe P verschiebbaren Bremsnoc­ kens 6, 8 auf einer Hauptnockenwelle 5 dargestellt. Der Noc­ ken der Hauptnockenwelle hat das Bezugszeichen 7.

Claims (2)

1. Ventilsteuerung einer als Antrieb oder Bremse schaltba­ ren Brennkraftmaschine mit mindestens einer, aus­ schließlich im Motorbremsbetrieb wirksamen Bremsnocken­ welle (6) und mindestens einer Hauptnockenwelle (5), wobei beide Nockenwellen (5, 6) zumindest auf Auslaßven­ tile (3) wirken, gekennzeichnet durch die Merkmale

• - beide Nockenwellen (5, 6) sind durch ein Phasenver­ stellgetriebe P gegeneinander phasenverschiebbar angeordnet,
• - die Phasenverschiebung ist stufenlos oder in mehre­ ren Stufen einstellbar,
• - der Verstellbereich des Phasenverstellgetriebes P beträgt mindestens 50° Nockenwinkel.

2. Ventilsteuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale

• - einander zugeordnete Nocken (7, 8) beider Nockenwel­ len (5, 6) wirken über einen gemeinsamen Hebel (4) auf mindestens ein Auslaßventil (3),
• - im Motorbetrieb laufen beide Nockenwellen (5, 6) gleichphasig, so daß nur der Nocken (7) der Haupt­ nockenwelle (5) auf den Hebel (4) wirkt,
• - im Motorbremsbetrieb laufen beide Nockenwellen (5, 6) mit Phasenverschiebung, wobei auch der Nocken (8) gegenüber dem Ventilhebel (4) wirksam wird,
• - der Verstellbereich des Phasenverstellgetriebes be­ trägt mindestens 90° Nockenwinkel.