DE19821130B4 - Internal combustion engine with an engine dust brake - Google Patents
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Abstract
Brennkraftmaschine,
die mit einer Motorstaubremse ausgestattet ist, bei der im Auspufftrakt (3)
eine Stauklappe (4) angeordnet ist, welche die Strömung von
Abgas aus der Brennkraftmaschine unterbindet,
wobei eine Umgehungsleitung
(5) vorgesehen ist, die den stromaufwärts der Stauklappe (4) angeordneten
Abschnitt des Auspufftraktes (3) mit dem stromabwärts der
Stauklappe (4) angeordneten Abschnitt des Auspufftraktes (3) verbindet,
und
wobei die Umgehungsleitung (5) einen vorbestimmten Drosselquerschnitt
aufweist,
wobei in der Umgehungsleitung ein Ventil (6) vorgesehen ist,
das den Drosselquerschnitt steuert,
und wobei eine Steuerungseinrichtung
(7) vorgesehen ist, welche die Öffnung
des Ventils (6) in Abhängigkeit
des Drucks im Auspufftrakt (3) stromaufwärts der Stauklappe (4) steuert,
wobei
zur Steuerung des Ventils (6) im Auspufftrakt (3) stromaufwärts der
Stauklappe (4) bzw. stromaufwärts
des Ventils (6) ein Druckaufnehmer (10) angeordnet ist,
und
wobei eine Sperrluftleitung (11) im Bereich des Druckaufnehmers
(10) in den Auspufftrakt (3) oder in eine Druckzuleitung zum...Internal combustion engine which is equipped with an engine dust brake, in which in the exhaust tract (3) a congestion flap (4) is arranged, which prevents the flow of exhaust gas from the internal combustion engine,
wherein a bypass line (5) is provided, which connects the section of the exhaust tract (3) arranged upstream of the stowage flap (4) with the section of the exhaust tract (3) arranged downstream of the stowage flap (4),
and wherein the bypass line (5) has a predetermined throttle cross-section,
wherein in the bypass line a valve (6) is provided which controls the throttle cross-section,
and wherein a control device (7) is provided which controls the opening of the valve (6) as a function of the pressure in the exhaust tract (3) upstream of the storage flap (4),
wherein a pressure sensor (10) is arranged upstream of the stowage flap (4) or upstream of the valve (6) for controlling the valve (6) in the exhaust tract (3),
and wherein a blocking air line (11) in the region of the pressure transducer (10) in the exhaust tract (3) or in a pressure supply line to the ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine, die mit einer Motorstaubremse ausgestattet ist.The The invention relates to an internal combustion engine with an engine dust brake Is provided.
Bei herkömmlichen Motorstaubremsen ist im Auspufftrakt des Motors eine Klappe angeordnet, die für den Bremsbetrieb umgeschaltet wird, so dass sie den Auspufftrakt möglichst dicht abschließt. Gleichzeitig wird die Einspritzpumpe auf Nullförderung umgestellt. Der Motor wird dabei vom schiebenden Fahrzeug angetrieben, und der Druck steigt im Auspuff stromaufwärts der Stauklappe durch die Pumpwirkung des Motors so lange an, bis Auslassventile aufgedrückt werden und Abgas in einen anderen Zylinder zurückgeschickt wird. Ab diesem Zeitpunkt wird einlassseitig keine Luft mehr angesaugt, sondern es wird nur mehr Gas zwischen der Auspuffleitung und den einzelnen Zylindern hin und her gepumpt. Durch die starke Drosselwirkung an den aufgedrückten Ventilen wird eine erhebliche Energiemenge von mechanischer Arbeit in Wärme umgesetzt. Die entstehende Wärme wird fast vollständig über das Kühlwasser abgeführt. Das Bremsmoment, das mit einer solchen Staubremse erzielbar ist, hängt unter sonst gleichen Umständen sehr stark von der Vorspannung der Ventilfedern der Auslassventile ab. Je stärker diese Vorspannung ist, um so größer wird der Druck, der im Bremsbetrieb erzielt wird, und um so mehr Arbeit kann in Wärme umgesetzt werden. Andererseits steigt auf diese Weise auch die Temperatur in der Brennkraftmaschine an. Begrenzend für die Auslegung der Motorbremse ist zur Zeit die höchstzulässige Temperatur an den Düsenkuppen der Einspritzdüsen. Die Einspritzdüsen werden naturgemäß im Bremsbetrieb nicht durch den durchfließenden Kraftstoff gekühlt, so dass die Düsenkuppen im wesentlichen die Brennraumwandtemperatur annehmen.at usual Engine dust brakes, a flap is located in the exhaust tract of the engine, the for the brake mode is switched so that it the exhaust tract preferably closes tightly. At the same time, the injection pump is switched to zero delivery. The motor is driven by the pushing vehicle, and the pressure rises in the exhaust upstream the damper by the pumping action of the engine so long, until Exhaust valves pressed and exhaust is sent back to another cylinder. From this Time is sucked on the inlet side no more air, but it only gets more gas between the exhaust pipe and the individual Cylinders pumped back and forth. Due to the strong throttle effect the imprinted Valves become a significant amount of energy from mechanical work in heat implemented. The resulting heat is almost completely over that cooling water dissipated. The braking torque that can be achieved with such a dust brake, hangs down otherwise same circumstances very much from the bias of the valve springs of the exhaust valves from. The stronger this bias is, the greater is the Pressure that is achieved in braking mode, and the more work can be done in heat be implemented. On the other hand, the temperature rises in this way in the internal combustion engine. Limited for the design of the engine brake is currently the highest permissible temperature at the nozzle tips of the Injectors. The injectors are naturally in braking mode not by the flowing through Fuel cooled, so that the nozzle dome in essentially assume the combustion chamber wall temperature.
Da die Nutzfahrzeugmotoren durch technische Weiterentwicklung immer leistungsfähiger werden, ist es möglich, den Hubraum für solche Fahrzeuge im Vergleich zu früheren Motoren zu verringern. Um jedoch die gleiche Bremsleistung abführen zu können, ist es erforderlich, bei der Motorbremse zusätzliche Maßnahmen zu setzen.There the commercial vehicle engines through technical advancement always powerful be, it is possible the displacement for to reduce such vehicles compared to previous engines. Around However, to be able to dissipate the same braking power, it is necessary with the engine brake additional activities to put.
Aus
der
Die
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Bremsleistung einer Motorstaubremse der eingangs beschriebenen Art zu erhöhen, ohne die Lebensdauer des Motors und insbesondere der Einspritzdüse zu beeinträchtigen, wobei eine Anpassung an den jeweiligen Motorbetriebspunkt möglich sein soll.task The object of the present invention is to provide the braking performance of an engine dust brake to increase the type described above, without the life of the Affect engines and in particular the injector, wherein an adaptation to the respective engine operating point be possible should.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention this Task through the measures of claim 1.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass aus den oben beschriebenen Gründen die Wärmemenge, die durch das Kühlwasser während des Bremsbetriebs abgeführt werden kann, durch die maximale Temperatur der Einspritzdüsenkuppen begrenzt ist. Da bei vollständig geschlos sener Stauklappe keinerlei Gasaustausch mit der Umgebung stattfindet, entspricht diese abgeführte Wärmemenge auch der Bremsleistung. Wenn man nun einen begrenzten Enthalpiestrom durch die Brennkraftmaschine zulässt, indem ein Gasaustausch ermöglicht wird, kann zusätzlich zu der durch das Kühlwasser abgeführten Wärmemenge eine Wärmemenge abgeführt werden, die der Differenz des Enthalpiestroms des aus dem Auspuff austretenden Gases und des Enthalpiestroms der einlassseitig einströmenden Gase entspricht. Durch die Kühlwirkung des angesaugten Frischgases können bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine die Ventilfedern der Auslassventile eine größere Vorspannung aufweisen, ohne die Düsenkuppen thermisch überzubeanspruchen.Of the The basic idea of the present invention is based on the knowledge that for the reasons described above, the amount of heat by the cooling water while the brake operation dissipated may be due to the maximum temperature of the injector dome is limited. As at complete closed sause damper no gas exchange with the environment takes place, this dissipated amount of heat also corresponds to the braking power. If now a limited Enthalpiestrom by the internal combustion engine allows, by allowing a gas exchange can, in addition to the through the cooling water dissipated heat a quantity of heat dissipated which are the difference of the enthalpy flow of the exiting from the exhaust Gas and Enthalpiestroms the inlet side flowing gases equivalent. By the cooling effect the sucked fresh gas can in the internal combustion engine according to the invention the Valve springs of the exhaust valves have a greater bias, without the nozzle tips thermally overstretched.
Dadurch dass in der Umgehungsleitung ein Ventil angeordnet ist, das den Drosselquerschnitt steuert, kann der Druck vor der Stauklappe auf einen vorbestimmten Wert eingestellt werden. Auf diese Weise ist es möglich, schon bei niedrigen Drehzahlen eine hohe Motorbremsleistung zu erzielen, ohne bei höheren Drehzahlen in einen unzulässigen Bereich zu kommen. Darüber hinaus kann ein Verschleiß, der die Wirksamkeit der Motorbremse während der Motorlebensdauer beeinträchtigt, vermieden werden.The fact that in the bypass line, a valve is arranged, which controls the throttle cross-section, the pressure in front of the storage flap on a be set predetermined value. In this way, it is possible to achieve a high engine braking performance even at low speeds, without coming at higher speeds in an inadmissible range. In addition, wear that affects the effectiveness of the engine brake during engine life can be avoided.
Die auf den Druckaufnehmer gerichtete Sperrluft verhindert nachhaltig ein Verschmutzen des Druckaufnehmers durch den im Auspuffgas enthaltenen Ruß. Dadurch kann die Standzeit und Zuverlässigkeit der Motorbremse wesentlich erhöht werden.The Blocking air directed at the pressure transducer prevents lasting damage a contamination of the pressure transducer by the exhaust gas contained Soot. Thereby can the life and reliability the engine brake significantly increased become.
Bei einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Sperrluftleitung stromabwärts des Verdichters des Abgasturboladers von der Ansaugleitung ausgeht. Nach dem Turbolader und dem Ladeluftkühler steht im gesamten Lastbereich des Motors kühle und reine Luft zur Verfügung, die einen höheren Druck aufweist als in der Zuleitung zum Druckaufnehmer des Ventils in der Umgehungsleitung herrscht. Eine geringe Menge dieser Luft wird somit als Sperrluft im Bereich des Druckaufnehmers bzw. in die Druckzuleitung zum Druckaufnehmer eingeblasen.at an internal combustion engine with an exhaust gas turbocharger is preferably provided that the barrier air duct downstream of the compressor of the exhaust gas turbocharger emanating from the intake. After the turbocharger and the intercooler is in the entire load range of the engine cool and clean air available, the a higher one Pressure than in the supply line to the pressure sensor of the valve in the bypass line prevails. A small amount of this air will Thus, as a barrier air in the pressure transducer or in the pressure supply to Blown pressure transducer.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in der Sperrluftleitung eine Drossel und/oder ein Rückschlagventil angeordnet ist. Die Sperrluftmenge wird durch die Drossel bestimmt. Wenn die Abgasklappe geschlossen wird, so erhöht sich der Druck in der Druckzuleitung zum Druckaufnehmer. Ein Rückströmen von Abgas in die Sperrluftleitung und damit in die Saugleitung des Motors wird durch das Rückschlagventil verhindert.Especially It is advantageous if in the barrier air line, a throttle and / or a check valve is arranged. The amount of blocking air is determined by the throttle. When the exhaust valve is closed, the pressure in the pressure supply line increases to the pressure transducer. A backflow of Exhaust gas in the sealing air line and thus in the suction line of the engine is through the check valve prevented.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß der Druckaufnehmer und die Mündung der Sperrluftleitung in der Umgehungsleitung angeordnet sind. Alternativ dazu kann der Druckaufnehmer aber auch in der Sperrluftleitung selbst angeordnet sein. Die Mündung der Sperrleitung ist vor zugsweise im Auspufftrakt stromabwärts der Turbine des Abgasturboladers angeordnet. Dadurch ist gewährleistet, dass im Bereich der Mündung ein geringerer Druck herrscht als im Bereich der Saugleitung.In a particularly preferred embodiment is provided that the Pressure transducer and the mouth the barrier air line are arranged in the bypass line. alternative In addition, the pressure transducer but also in the sealing air line itself be arranged. The estuary the blocking line is preferably downstream in the exhaust tract Turbine of the exhaust gas turbocharger arranged. This ensures that that in the area of the estuary a lower pressure prevails than in the area of the suction line.
In der Folge wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen schematisch:In The result of the invention with reference to the figures shown in the figures embodiments explained in more detail. It show schematically:
Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen versehen.functionally identical Parts are in the variants provided with the same reference numerals.
In
der
In
der Ausführungsvariante
der
In
der
Die
Ausführungsvariante
der
In
den
Zwischen
der Ansaugleitung
In
der Sperrluftleitung
Stromaufwärts der
Umgehungsleitung
Dadurch,
daß die
Sperrluft durch die Sperrluftleitung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Steigerung der Bremsleistung einer Brennkraftmaschine, ohne die Düsenkuppen der Einspritzdüsen stärker thermisch zu belasten. Dies wird dadurch erreicht, daß ein nennenswerter Enthalpiestrom durch heiße Gase aus dem Auspuffsystem abgeführt werden kann.The present invention enables an increase in the braking power of an internal combustion engine, without the nozzle tips the injectors more thermally to charge. This is achieved by a significant enthalpy flow by hot Gases discharged from the exhaust system can be.
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