DE2143724A1 - CONTROL OF INLET AND EXHAUST VALVES IN COMBUSTION MACHINERY - Google Patents
CONTROL OF INLET AND EXHAUST VALVES IN COMBUSTION MACHINERYInfo
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- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
- F01L9/10—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by fluid means, e.g. hydraulic
Description
R. 487
•24.8.1971 Su/KbR. 487
• August 24, 1971 Su / Kb
Anlage zur Zusatz-Annex to the additional
Patent- undPatent and
GebrauchsmusterhilfsanmeldungUtility model registration
Die Erfindung "betrifft eine Steuerung von Auslaßventilen "bei Brennkraftmaschinen durch Flüssigkeit, die unter Druck und intermittierend gesteuert für jedes Ventil die Stirnfläche eines mindestens mittelbar auf den Ventilschaft v/irkenden ArbeitskoIben in Öffnungsrichtung des Ventils entgegen der Kraft einer Schließfeder beaufschlagt, die Flüssigkeit weitgehend kontinuierlich zugeführt wird, die intermittierende Steuerung durch ein Magnetventil erfolgt, das Magnetventil für eine geregelte sowie willkürliche motorkennfeidgerechte Folge von Öffrmngs- bzw. SchließZeitpunkt mittels eines elektronischen Steuergeräts steuerbar ist und die Öffnungszeit des Auslaßventils in Abhängigkeit von der Stellung desThe invention "relates to control of exhaust valves" at Internal combustion engines by fluid, which is under pressure and intermittently controlled for each valve the end face a working piston acting at least indirectly on the valve stem in the opening direction of the valve opposite to Force of a closing spring applied, the liquid largely is continuously supplied, the intermittent control is carried out by a solenoid valve, the solenoid valve for a regulated and arbitrary sequence of opening and closing times in accordance with the motor control panel by means of a electronic control unit is controllable and the opening time of the exhaust valve depending on the position of the
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Bremshebels änderbar ist, indem der Öffnungszeitquerschnitt des Auslaßventils mit einer Bremshebelverstellung in Richtung zunehmender Bremsung abnimmt, wobei die Kraftstoffzufuhr absperrbar ist, nach Patentanmeldung P 20 06 304.1.Brake lever is changeable by the opening time cross-section of the exhaust valve decreases with a brake lever adjustment in the direction of increasing braking, the fuel supply can be shut off, according to patent application P 20 06 304.1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in der Hauptanmeldung beschriebene Steuerung, die mit Hilfe eines elektronischen Steuergeräts arbeitet, für die Kraftfahrzeugbremsung weiterzuentwiekeln.The invention is based on the object in the main application control described, which works with the help of an electronic control unit, for vehicle braking to develop further.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch das elektronische Steuergerät folgende Steuerung bewirkt wird:According to the invention, this object is achieved in that the electronic control unit effects the following control will:
a) die Kraftstoffzufuhr wird ab einer bestimmbaren Stellung des Bremshebels in Richtung zunehmender Bremsung abgesperrt,a) the fuel supply is from a determinable position the brake lever locked in the direction of increasing braking,
b) nach P jedoch frühestens mit; Sperrung der Kraftstoff zufuhr wird die Abgasleitung durch ein Verschlußglied gesperrt, b) after P but at the earliest with; Blocking the fuel supply the exhaust pipe is blocked by a closure member,
c) die Abgase gelangen über eine in Strömungsrichtung vor dem Verschlußglied beginnende Abzweigleitung, die ein Rückschlagventil enthält, in einen Sammeldruckbehälter.c) the exhaust gases arrive via a branch line beginning in the direction of flow upstream of the closure member, which is a Contains check valve, in a collecting pressure vessel.
per Samme!druckbehälter gehört zu der Druckluftbremsanlage des Kraftfahrzeuges.The collective pressure tank is part of the compressed air braking system of the motor vehicle.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Steuerung liegt in der Kombination verschiedener Bremsarben sowie der Einsparung eines LuftVerdichters.The advantage of the control according to the invention lies in the Combination of different brake scars as well as the saving an air compressor.
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im iclgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing and described in more detail below. Show it:
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Fig. 1 einen Längsschnitt mit Schaltschema der Motorventilsteuerung,
und
Fig. 2 ein Schaltschema der gesamten Bremsanlage.1 shows a longitudinal section with a circuit diagram of the engine valve control, and
Fig. 2 is a circuit diagram of the entire brake system.
In einem nur teilweise dargestellten Zylinderkopf 1 einer Brennkraftmaschine arbeitet ein Auslaßventil 2, das mit seinem Ventilschaft 3 in einer Dichtung 4 axial verschiebbar geführt ist. Am einen Ende des Ventilschaftes ist ein Federteller 5 angeordnet. Zwischen Federteller 5 imcL Kopf ist eine Schließfeder 6 eingespannt. An dem Kopf 1 ist eine Konsole 7 "befestigt, die ein Magnetventil 8 und einen hydraulisch betätigten Arbeitskolben 9 aufnimmt. Der Arbeitskolben 9 ist in einer in die Konsole 7 geschraubte Buchse 10 möglichst dicht und axial verschiebbar geführt. Die eine Stirnseite des Arbeitskolbens 9 ist während der Ventilbewegung mit dem Ventilschaft 3 in kraftschlüssiger Verbindung. Das andere Ende des Arbeitskolbens 9 taucht in einen Raum ein, der auch als Kanal zum Magnetventil 8 hin dient.In an only partially shown cylinder head 1 of an internal combustion engine, an exhaust valve 2 works with the its valve stem 3 is guided axially displaceably in a seal 4. At one end of the valve stem is a Spring plate 5 arranged. Between the spring plate 5 imcL head a closing spring 6 is clamped. A console 7 ″, which has a solenoid valve 8 and a hydraulic one, is attached to the head 1 actuated working piston 9 receives. The working piston 9 is in a socket 10 screwed into the bracket 7 guided as tightly as possible and axially displaceable. One end face of the working piston 9 is during the valve movement with the valve stem 3 in a non-positive connection. The other end of the working piston 9 dips into a space one, which also serves as a channel to the solenoid valve 8.
Aus einem Flüssigkeitsbehälter 13 wird dem Magnetventil 8 mittels einer Druckförderpumpe 14 durch eine Leitung 15 Flüssigkeit, die Kraftstoff sein kann, unter Druck z.B. 100 atü zugeführt. Von der Leitung 15 zweigt stromabwärts der Pumpe 14 eine Leitung 16 ab, in die ein Drucksteuerventil 17 (Druckbegrenzungsventil) geschaltet ist 'und die zurück zum Behälter 13 führt.The solenoid valve 8 is converted from a liquid container 13 by means of a pressure feed pump 14 through a line 15 Liquid, which can be fuel, is supplied under pressure, e.g. 100 atm. The line 15 branches downstream the pump 14 from a line 16 into which a pressure control valve 17 (pressure relief valve) is connected 'and the leads back to the container 13.
Außerdem zweigen von der Leitung 15 Leitungen 18 ab, die zu den nicht dargestellten zusätzlichen, der dargestellten Ventilsteuerung entsprechenden Ventilsteuereinheiten führen,, und die durch die gleiche Druckförderpuinpe 14 versorgt werden.In addition, lines 18 branch off from the line 15, which lead to the additional valve control units (not shown) corresponding to the valve control shown, and which are supplied by the same Druckförderpuinpe 14.
Der Kraftstoff gelangt in der das Magnetventil 8 aufnehmenden konsole 7 zuerst in eine Bohrung 20, die mit einem Steuerraum 21 des Magnetventils 8 verbunden ist. Die Hündung derThe fuel arrives in the console 7 receiving the solenoid valve 8 first in a bore 20, which is connected to a control room 21 of the solenoid valve 8 is connected. The dog of the
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Bohrung 20 wird durch eine Kugel 22 gesteuert, die im Steuerraum 21 beweglich angeordnet ist. Vom Steuerraum 21 führt eine Bohrung 25 zu dem Raum 11, der den Arbeitskolben 9 aufnimmt. Weiterhin zweigt vom Steuerraum 21 eine Bohrung 24 ab, von der ein Entlastungskanal 25 und daran anschließend eine Rücklaufleitung 26 zum Behälter 13 führt. Die Öffnung des Steuerraums 21 zur Bohrung 24 ist ebenfalls als Ventilsitz für die Kugel 22 ausgebildet. Die Kugel 22 wird durch eine Feder 27 in einer Lage gehalten, in der sie die Bohfc rung 20 schließt, wobei zwischen Feder 27 und Kugel 22 ein Anker 28 (mit Dorn 28') eines Elektromagneten angeordnet ist.Bore 20 is controlled by a ball 22 which is movably arranged in control chamber 21. From the control room 21 leads a bore 25 to the space 11, which the working piston 9 records. Furthermore, a bore 24 branches off from the control chamber 21, from which a relief channel 25 and adjoining it a return line 26 leads to the container 13. The opening of the control chamber 21 to the bore 24 is also designed as a valve seat for the ball 22. The ball 22 is through a spring 27 held in a position in which they the Bohfc tion 20 closes, between spring 27 and ball 22 a Armature 28 (with mandrel 28 ') of an electromagnet is arranged.
. Steuerraum 21, Bohrung 24 und Anker 28 sind in einem Ventileinsatz 29 gelagert, der im Gehäuse'der Konsole 7 angeordnet .ist und durch das Gehäuse 30 des Elektromagneten in seiner Einbaulage gehalten wird. Der die Feder 27 aufnehmende Raum im Elektromagneten sowie die Bohrung 20 am Eingang des Magnetventils sind durch einen Kanal 31 miteinander ver- . bunden, so daß in beiden Räumen der gleiche Druck herrscht. Weiterhin ist der Durchmesser des Ankers 28 im Bereich "seiner Dichtung in der Bohrung 24 gleich dem Durchmesser der beiden Ventilsitze der Kugel 22. Solange.also die Kugel 22 öle " in der Fig. 1 dargestellte Lage einnimmt, ist die an ihr in Öffnungsrichtung aufgrund des in der Bohrung 20 herrschenden Drucks wirkende Kraft gleich der in Schließrichtung der Kugel über den Anker 28 wirkenden Kraft. Zusätzlich wirkt noch die Feder 27 in Schließrichtung, so daß die Kugel 22 auf ihrem Sitz verharrt.. Control chamber 21, bore 24 and armature 28 are in a valve insert 29 stored, which is arranged in the housing of the console 7 .is and through the housing 30 of the electromagnet in his Mounting position is held. The space accommodating the spring 27 in the electromagnet and the bore 20 at the entrance of the Solenoid valves are connected to one another by a channel 31. bound so that the same pressure prevails in both rooms. Furthermore, the diameter of the armature 28 in the area "of its seal in the bore 24 is equal to the diameter of the two Valve seats of the ball 22. Solange.also the ball 22 oils "assumes the position shown in FIG Opening direction due to the prevailing in the bore 20 Pressure acting force equal to the force acting in the closing direction of the ball via the armature 28. In addition, acts nor the spring 27 in the closing direction so that the ball 22 remains in its seat.
Sobald die Spule 32 des Elektromagneten durch ein elektronisches Steuergerät 33 erregt wird, wird die Kraft der Feder überwunden und der Anker 28 verschoben. Durch den über dieOnce the coil 32 of the electromagnet by an electronic Control unit 33 is energized, the force of the spring is overcome and the armature 28 is moved. Through the over the
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"Bohrung 20 ηachströmenden Kraftstoff wird die Kugel auf den gegenüberliegenden Sitz gepreßt, dabei die Bohrung 24 verschließend, so daß der unter Druck zugeführte Kraftstoff über die Bohrung 23 in den Raum 11 gelangen kann. Hierdurch wird der Arbeitskolben 9 verschoben, was ein öffnen des Ventils 2 zur Folge hat. Sobald die Spule 32 abgeschaltet wird, wird durch die Feder "27 Anker 28 und Kugel 22 zurückgeschoben, bis wiederum die Bohrung 20 gesperrt ist. Durch das öffnen der Bohrung 24 kann die Flüssigkeit aus dem Raum 11 über die Bohrung 24, den Kanal 25 und von dort über die Rücklaufleitung 26 in den Behälter 13 gelangen, was ein Schließen des Ventils 2 zur Folge hat. Durch den Strömungswiderstand der Kanäle ist ein spielfreies Arbeiten zwischen Arbeitskolben 9 und Ventilschaft 3 gewährleistet."Bore 20 η flowing fuel will open the ball pressed the opposite seat, thereby closing the bore 24, so that the fuel supplied under pressure can enter the space 11 via the bore 23. Through this the working piston 9 is moved, which opens the Valve 2 results. As soon as the coil 32 is switched off is, is pushed back by the spring "27 anchor 28 and ball 22, until the bore 20 is blocked again. By opening the bore 24, the liquid can from the Space 11 over the bore 24, the channel 25 and from there over the return line 26 get into the container 13, which has a closing of the valve 2 as a result. By the flow resistance the channels, backlash-free operation between working piston 9 and valve stem 3 is guaranteed.
Die Verstellbewegung des Arbeitskolbens 9 wird gegen Ende des jeweiligen Hubes hydraulisch gebremst. Hierfür ist am Mantel des Arbeitskolbens 9 ein Bund 34· angeordnet, der zur Dämpfung der Stellbewegung jeweils in Ausnehmungen 35j35' taucht, die nahezu den gleichen Durchmesser haben, wie der Bund 34. Aus diesen Ausnehmungen 35»35' verdrängt er die vor ihm in der Ausnehmung befindliche Flüssigkeit durch den zwischen ihm und der V/andung der Ausnehmung gebildeten radialen Drosselspalt, was eine Dämpfung der Stellbewegung zur Folge hat. Der Drosselspalt muß in jedem Fall so groß sein, daß auch bei hohen Drehzahlen das Ventil 2 ganz schließt·.The adjustment movement of the working piston 9 is towards the end of the respective stroke hydraulically braked. For this purpose, a collar 34 is arranged on the jacket of the working piston 9, which is used for Damping of the actuating movement in each case in recesses 35j35 ' dives, which have almost the same diameter as the collar 34. From these recesses 35 »35 'it displaces the liquid located in front of him in the recess through the liquid formed between him and the wall of the recess radial throttle gap, which dampens the actuating movement. The throttle gap must be in everyone Case be so large that valve 2 closes completely even at high speeds.
Mittels des elektronischen Steuergerätes 33j das über eine elektrische Leitung 37 mit der Spule 32 dos Elektromagneten verbunden ist, läßt sich öffnungs- und SchlLeßzei-tpxmkt des Motorventils 2 unabhängig voneinander rego Ln. Dier.e vom elektronischen Steuergerät 33 geregelten SolLuert-GrößenBy means of the electronic control unit 33j via a electrical line 37 with the coil 32 dos electromagnet is connected, opening and closing times can be tpxmkt of the engine valve 2 independently of one another rego Ln. Dier.e from electronic control unit 33 regulated SolLuert variables
-6-3 0 H I) I 0 / 0 0 H 9 -6- 3 0 HI) I 0/0 0 H 9
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werden durch Auswertung von Isteingaben bestimmt, die über Leitungen 38 dem elektronischen Steuergerät 33 eingegeben werden. Außerdem führen von dem elektronischen Steuergerät 33 elektrische Leitungen 40 zu den in Fig. 2 angedeuteten zusätzlichen, der dargestellten Ventilsteuerung entsprechenden VentilSteuereinheiten.are determined by evaluating actual inputs that have Lines 38 are input to the electronic control unit 33. In addition, electrical lines 40 lead from the electronic control unit 33 to those indicated in FIG. 2 additional valve control units corresponding to the valve control shown.
Erfindungsgemäß ist eine Isteingabe die Stellung des Bremspedals 41, die durch einen Weggeber 42 gemessen wird. Ab einer bestimmten Stellung des Bremspedals werden Aufsteuerbeginn und Ende bzw. Hub des Auslaßventils so verändert, daß der Öffnungszeitquerschnitt verhältnismäßig klein ist, so daß eine Motorbremsung auftritt. Es kann das Auslaßventil entweder am Ende des Bremsverdichtungshubes oder auch innerhalb dieses Hubes geöffnet werden, aber nur so weit, daß die Durchgangsringfläche des Auslaßventils als Drossel für die austretenden Gase wirkt. Dieser Drosselhub kann während des ganzen Aufwärtshubes des Motorkolbens wirken oder erst nach einem Verdichtungshub einsetzen, wobei die Größe des Ringspaltes und somit das Maß der Drosselung bzw. der Bremswirkung vom elektronischen Steuergerät 33 aus drehzahlabhängig änderbar ist. Das Auslaßventil kann also schon öffnen bevor sich im Zylinderraum ein Druck gebildet hat, der das öffnen des Auslaßventils behindern könnte.According to the invention, an actual input is the position of the brake pedal 41, which is measured by a displacement encoder 42. Starting from a certain position of the brake pedal and the end or stroke of the exhaust valve is changed so that the opening time cross-section is relatively small, so that engine braking occurs. It can be the exhaust valve be opened either at the end of the brake compression stroke or within this stroke, but only so far that the The passage ring area of the exhaust valve acts as a throttle for the exiting gases. This throttle stroke can during of the entire upward stroke of the engine piston or only start after a compression stroke, the size of the Annular gap and thus the extent of the throttling or the braking effect from the electronic control unit 33 as a function of the speed is changeable. The exhaust valve can open before a pressure has built up in the cylinder chamber, which could hinder the opening of the exhaust valve.
In FLg. 2 ist die gesamte kombinierte Bremsanlage vereinfacht dargestellt. Die Brennkraftmaschine 43 mit Saugleitimg 44 und Abgasleitung 45 wird durch eine Einspritzpumpe 46 mit Kraftstoff versorgt. Von der Auslaßleitung 45, die zum Auspuff führt, zweigt eine Leitung 47 ab, in der ein Rückschlagventil 48, v.in Druckregler 4C) und ein Überströmventil· c30 angeordnet sind und die au Luftbehältern 5'l und .52In FLg. 2, the entire combined brake system is shown in simplified form. The internal combustion engine 43 with suction pipe 44 and exhaust pipe 45 is supplied with fuel by an injection pump 46. A line 47 branches off from the outlet line 45, which leads to the exhaust, in which a check valve 48, v.in pressure regulator 4 C ) and an overflow valve c 30 are arranged and the air tanks 5'1 and 52
Ί Ii ! : ! ij / ι) (, Ί II! :! ij / ι) (,
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führt. In der Abgasleitung 45 ist in Strömungsrichtung nach der Abzweigung 47 eine Klappe 53 angeordnet, mit der die Abgasleitung zum Auspuff hin verschließbar ist. Die Betätigung erfolgt durch einen Stellmagneten 54, der über den Weggeber 42 gesteuert wird. Der-Weggeber 42 steuert außerdem einen Stellmagneten 55> mit dem die Einspritzpumpe 46 auf Null-Förderung verstellbar ist. Durch das Bremspedal wird außerdem in bekannter Weise mechanisch ein Bremsventil 57 gesteuert, das je nach Stellung des Bremspedals unterschiedliche Mengen vom Luftbehälter 52 zu Bremszylinder 58 strömen läßt, wodurch eine mehr oder weniger starke mechanische Bremsung des Fahrzeugs erreicht wird.leads. In the exhaust line 45, a flap 53 is arranged in the flow direction after the branch 47, with which the Exhaust pipe to the exhaust is closable. The actuation is carried out by an actuating magnet 54, which via the displacement encoder 42 is controlled. The-Weggeber 42 controls also an actuating magnet 55> with which the injection pump 46 is adjustable to zero funding. The brake pedal is also mechanical in a known manner a brake valve 57 controlled depending on the position of the Brake pedal different amounts from the air reservoir 52 to brake cylinder 58 can flow, whereby a more or less strong mechanical braking of the vehicle is achieved.
Wie dargestellt, können durch den Weggeber 42 bei drei Schaltungsstellungen Schaltimpulse abgegeben werden. Der erste Schaltimpulse nach Durchlaufen des Weges α,nachdem durch den Stellmagneten 55 die Einspritzung gestoppt wird. Eine erste Bremswirkung tritt auf. Nach Durchlaufen des Weges β wird durch den Stellmagneten 54 die Klappe 53 verstellt und die Abluftmenge aus der Abgasleitung 45 in die Abzweigleitung 47 gelenkt, um von dort in den Behälter bzw. 52 zu gelangen, was aufgrund des hohen Luftgegendrucks eine weitere Bremsung zur Folge hat, mit dem Vorteil, daß der bei Druckluftbremsanlagen erforderliche Kompressor eingespart wird. Ab dem WinkelIf wird die Hauptbremsanlage, also die mechanische Druckluftbremsanlage, in Betrieb $renommen. Bei Leerlaufdrehzahlen wird dann vortei lhafterweise die Regel stange wieder freigegeben.As shown, switching pulses can be emitted by the displacement transmitter 42 in three switching positions. The first switching pulse after traversing the path α, after the injection is stopped by the actuating magnet 55. A first braking effect occurs. After the path β has been traversed, the flap 53 is adjusted by the actuating magnet 54 and the amount of exhaust air is diverted from the exhaust line 45 into the branch line 47, from there to the container or 52, which, due to the high air counter pressure, results in further braking , with the advantage that the compressor required for compressed air brake systems is saved. From the angle If the main brake system, i.e. the mechanical compressed air brake system, is put into operation. At idle speeds, the control rod is then advantageously released again.
Es sind auch Variationen der beschriebenen Bremsanlage denkbar, beispielsweise daß nur ein Motorventil zur Druckluftvor .sorgung eingesetzt wird.There are also variations of the braking system described conceivable, for example, that only one engine valve for Compressed air supply is used.
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3 0 9 8 1 0 / ü (J 8 93 0 9 8 1 0 / ü (J 8 9
Claims (2)
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE2143724A DE2143724A1 (en) | 1971-09-01 | 1971-09-01 | CONTROL OF INLET AND EXHAUST VALVES IN COMBUSTION MACHINERY |
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| DE2143724A1 true DE2143724A1 (en) | 1973-03-08 |
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Family Applications (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE2143724A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1971
- 1971-09-01 DE DE2143724A patent/DE2143724A1/en active Pending
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