DE3529768A1 - Brennkraftmaschine mit einer abgasbremse - Google Patents
Brennkraftmaschine mit einer abgasbremseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer
Abgasbremse gemäß Oberbegriff des ersten Anspruchs.
Es ist bekannt, zur Bremsung von Brennkraftmaschinen die
Verschiebearbeit des Kolbens auszunutzen. Dazu wird in der
Abgassammelleitung eine Drosselklappe geschlossen, was zur
Folge hat, daß im Auslaßtakt der Brennkraftmaschine der
Kolben gegen den sich dadurch aufbauenden Staudruck Ver
schiebearbeit leisten muß und gebremst wird.
Damit der erhöhte Staudruck besonders im Ansaugtakt nicht
die Auslaßventile gegen den Unterdruck im Motorzylinder
aufdrückt, ist es bekannt, einen mit dem Auslaßventil ver
bundenen Kolben in einem Druckzylinder im Schließsinn mit
dem erhöhten Staudruck in der Abgassammelleitung oder mit
einem anderen Druckmitel aus einer Druckquelle zu beauf
schlagen.
In der DE-OS 30 05 468 wird vorgeschlagen, an den Druckzy
lindern Steuerorgane vorzusehen, die zum einen mit einem
Drucksystem und zum anderen mit einem Entlüftungssystem
verbunden sind und die bei geschlossenem Auslaßventil zum
Drucksystem geöffnet und zum Entlüftungssystem geschlossen
sind und bei ganz oder teilweise geöffnetem Auslaßventil
zum Entlüftungssystem geöffnet und zum Drucksystem ge
schlossen sind. Dadurch soll ein unkontrolliertes Öffnen
der Auslaßventile verhindert werden, ohne zugleich erhöh
ten Verschleiß am Ventiltrieb zuzulassen.
Nachteilig hieran ist, daß diese pneumatische Steuerung
soviel pneumatisches Druckmittel verbraucht, daß bei Ver
wendung von Druckluft ein eigener Kompressor benötigt
wird, und bei Verwendung des in der Abgassammelleitung in
Strömungsrichtung vor der Drosselklappe befindlichen Abga
ses als Druckmittel Temperatur-, Verkokungs- und Korrosi
onsgefährdung besteht. Außerdem ist der sehr große kon
struktive Aufwand in der Herstellung teuer und im Betrieb
der Brennkraftmaschine störanfällig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Brenn
kraftmaschine mit Abgasbremse mit baulich einfachen Mit
teln die Schließkraft des Auslaßventils im geschlossenen
Zustand zu erhöhen und ohne Druckmittelverlust beim Öffnen
des Auslaßventils im Bremsbetrieb die Öffnungskraft zu
senken.
Die Aufgabe wird bei gattungsgemäßen Brennkraftmaschinen
durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs
gelöst.
Unter Normalbetrieb einer Brennkraftmaschine ist der Be
trieb ohne Zuschaltung einer Drosselklappe verstanden im
Gegensatz zum Bremsbetrieb.
Dadurch, daß am Druckkolben ein Abstandshalter zur Abstüt
zung angebracht ist und in Ruhestellung des Druckkolbens
zwischen der Abstützung und dem Abstandshalter ein etwa
dem Hub des Auslaßventils entsprechender Abstand einge
stellt ist, ist im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine
keine Beeinflussung des Ventils gegeben, während im Brems
betrieb der Druckkolben vom Druckmittel entgegen der Fe
derkraft bewegt wird und der Abstandshalter an der Abstüt
zung anliegt. Dies bedeutet, daß im Bremsbetrieb die
Schließkraft des Auslaßventils im geschlossenen Zustand
gegenüber dem Normalbetrieb wesentlich erhöht ist und die
Feder dadurch, daß der Abstandshalter an der Abstützung
anliegt, beim Öffnen des Auslaßventils vorgespannt, kraft
mäßig ausgeschaltet ist. Damit ist die Öffnungskraft des
Auslaßventils im Bremsbetrieb nur noch eine Funktion des
auf den Druckkolben wirkenden Druckes.
Vorteilhafterweise ist die Auflageseite des Druckkolbens
als Sitzventil ausgebildet. Dies hat besondere Vorteile,
wenn zweckmäßigerweise der Druckkolben in Schließstellung
des Auslaßventils mit dem Abgas in der Abgassammelleitung
in Strömungsrichtung vor der Drosseklappe beaufschlagt
ist, denn dann können im Normalbetrieb der Brennkraftma
schine keine heißen Abgase an die sich bewegenden Teile in
Richtung Kipphebel oberhalb des Druckkolbens gelangen. Im
Bremsbetrieb, wenn keine Verbrennung stattfindet, kann nur
Druckluft als Leckage an dem Druckkolben vorbei zum Kipp
hebelraum gelangen und keinen Schaden verursachen.
Wird, wie gerade beschrieben, zweckmäßigerweise das Abgas
als Druckmittel verwendet muß sinnvollerweise die effekti
ve Druckfläche des Druckkolbens größer sein als die wirk
same Auslaßventilkegelfläche.
In vorteilhafter Ausführung besteht der Abstandshalter aus
einem innerhalb der Feder angeordneten Zylinder und der
Druckzylinder und der Abstandshalter sind ein Bauteil.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Be
schreibung und den Zeichnungen, die Ausführungsformen der
Erfindung zeigen und im folgenden näher beschrieben sind.
Es zeigt:
Fig. 1 den Ventiltrieb einer erfindungsgemäßen Abgasbremse
im Normalbetrieb und
Fig. 2 den Ventiltrieb einer erfindungsgemäßen Abgasbremse
im Bremsbetrieb bei Benutzung des Abgases als Druck
mittel.
Fig. 1 zeigt ein Auslaßventil 3 mit einem Ventilstößel 4,
welcher in einer Laufbuchse 5 in einem Zylinderkopf 6 ge
führt ist und im geschlossenen Zustand 3 a mit seinem Ven
tilkegel 7 im Ventilsitz 9 des Zylinderkopfes 6 sitzend
einen nicht gezeigten Brennraum von einer Abgasleitung 2
trennt. Das Auslaßventil 3 ist sowohl im geschlossenen Zu
stand 3 a als auch im geöffneten Zustand 3 b dargestellt und
durchragt die Abgasleitung 2. An der dem Ventilkegel 7
entgegengesetzten Seite ist um die Laufbuchse 5 eine ring
förmige Ausbuchtung 10 im Zylinderkopf 6 angeordnet, in
der ein Druckkolben 12 einerseits an der Laufbuchse 5 und
andererseits an der Außenseite 13 der Ausbuchtung 10 an
liegend axial geführt ist. Der Druckkolben 12 hat eine
U-förmige Gestalt und schließt einen Hohlraum 14 ein, der
zum Ventilkegel hin offen ist. An der der Laufbuchse 5 ab
gewandten Seite ist im Druckkolben 12 ein Dichtring 11 an
der Außenseite 13 der Ausbuchtung 10 anliegend angeordnet.
Die Auflageseite 15 des Druckkolbens 12 ist als Sitzventil
ausgeführt und dichtet den Hohlraum 14 gegen einen dar
überliegenden Raum ab. An dem Druckkolben 12 ist an der
der Auflageseite 15 gegenüberliegenden Seite ein zylinder
förmiger Abstandshalter 16, ebenfalls wie der Druckkolben
12 an der Laufbuchse 5 anliegend, befestigt. Der Abstands
halter 16 ist mit dem Druckkolben 12 als ein Bauteil ge
fertigt. Der Druckkolben 12 ist an seiner der Auflageseite
15 gegenüberliegenden Seite mit einer Federauflage 8 vese
hen, in der eine Feder 17 abgestützt ist und die den Ab
standshalter mitsamt der Laufbuchse 5 und dem Ventilstößel
4 umschließt. Die Feder 17 ist ebenso an einer mit dem
Ventilstößel 4 fest verbundenen Abstützung 18 abgestützt,
wobei sich zwischen dem Abstandshalter 16 und der Abstüt
zung 18 ein etwa dem Hub des Auslaßventils 3 entsprechen
der Abstand 19 befindet. In den Hohlraum 14 des Druckkol
bens 12 mündet ein Kanal 20, durch den Druckmittel aus ei
ner Druckquelle in den Hohlraum gelangt. Um den Zylinder
kopf zu kühlen, sind Kühlräume 1 im Zylinderkopf 6 ange
ordnet.
Die Fig. 1 zeigt den Ventiltrieb im Normalbetrieb der
Brennkraftmaschine, d. h. im Hohlraum 14 des Druckkolbens
12 ist kein Druckmittel, und der Druckkolben ist in seiner
gezeigten Ruhestellung und dichtet mit seiner als Sitzven
til ausgebildeten Auflageseite 15 den Raum oberhalb des
Druckkolbens gegen z. B. die heißen Abgase ab, wenn der
Kanal 20 vorteilhafterweise mit der Abgasleitung 2 verbun
den ist. 3 a zeigt das Auslaßventil im geschlossenen Zu
stand. Der Abstand 19 zwischen der Abstützung 18 und dem
Abstandshalter 16 entspricht etwa dem Hub des Auslaßven
tils. 3 b zeigt das Auslaßventil in geöffnetem Zustand. Die
Abstützung 18 berührt fast den Abstandshalter 16.
Im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine ist die Bewegung
des Auslaßventils demnach nicht behindert, da der Druck
kolben in seiner Ruhestellung verharrt und der Abstand 19
etwa gleich dem Hub des Auslaßventils ist.
Das Kräftediagramm A zeigt mit F 1 die Schließkraft des
Auslaßventils im geschlossenen Zustand und mit F 2 im offe
nen Zustand im Normalbetrieb der Brennkraftmaschine. F 2
ist um die zusätzlich wirkende Federkraft gegenüber F 1 er
höht.
Fig. 2 zeigt das Auslaßventil 3 im Bremsbetrieb, wobei
hier der Hohlraum 14 im Druckkolben durch einen zum Ven
tilstößel parallel verlaufenden Kanal 20 mit der Abgaslei
tung 2 verbunden ist. Durch diese Gestaltung ist die An
ordnung des Kühlraums 1 zweckmäßigerweise verändert. Er
sitzt jetzt parallel neben dem Kanal 20.
In der geschlossenen Stellung des Auslaßventils 3 ist der
Druckkolben mit dem Abstandshalter entgegen der Federkraft
aufgrund des Druckes in der Abgasleitung und damit auch im
Hohlraum 14 in Richtung auf die Abstützung soweit axial
angehoben, daß der Abstandshalter 16 die Abstützung 18 be
rührt. Die Abdichtung des Druckkolbens erfolgt über die
Dichtringe 11.
Die Schließkraft des Auslaßventils ist damit erhöht und
ein unbeabsichtigtes Öffnen des Auslaßventils durch den
auf den Ventilkegel wirkenden Druck der Abgasleitung ver
mieden.
Beim Öffnen des Auslaßventils (siehe 3 b) braucht nur die
Kraft des auf den Druckkolben wirkenden Abgases überwunden
zu werden, da die Feder, durch das Anliegen des Abstands
halters an der Abstützung, ausgeschaltet ist. Damit liegt
die Kuppenbelastung des Nockens, der das Auslaßventil be
tätigt, in den üblichen Größen, und eine Abnutzung des
Nockens ist vermieden.
Sinnvollerweise ist die effektive Druckfläche des Druck
kolbens bei Benutzung des Abgases als Druckmittel größer
als die wirksame Auslaßventilkegelfläche.
Im folgenden eine Betrachtung der Kräfte. Mit F 1′ ist die
Schließkraft des Auslaßventils im geschlossenen Zustand
gemeint und mit F 2′ die bei offenem Ventil jeweils im
Bremsbetrieb.
Im Bremsbetrieb wird der Druckkolben 12 entgegen der Fe
derkraft soweit angehoben, bis der Abstandhalter 16 die
Abstützung 18 berührt. Durch das Vorspannen der Feder ist
dadurch F 1 (siehe Fig. 1) auf F 1′ erhöht. Beim Öffnen des
Auslaßventils bleibt F 2′ nahezu gleich F 1′, da die Feder
ausgeschaltet ist und F 2′ nur von dem Druck im Hohlraum
des Druckkolbens abhängt. Dieser Druck ist besonders bei
kleinen Motordrehzahlen konstant (siehe Kräftediagramm B
in Fig. 2).
Bei höheren Motordrehzahlen wirken die Massenkräfte den
Kuppenbelastungen des Nockens, der das Auslaßventil betä
tigt, entgegen, so daß mit steigenden Drehzahlen auch hö
here Drücke im Hohlraum des Druckkolbens und damit höhere
Drücke in der Abgasleitung zugelassen werden können (siehe
Kräftediagramm C in Fig. 2), ohne die Kuppenbelastung des
Nockens zu vergrößern.
Claims (5)
1. Brennkraftmaschine mit einer Abgasbremse, bestehend
aus einer in der Abgassammelleitung (2) angeordneten Dros
selklappe und mit einem im Bremsbetrieb auf ein Auslaßven
til (3) im Schließsinn wirkenden Druckkolben (12), wobei
das Auslaßventil (3) über eine Feder (17) im Schließsinn
kraftbeaufschlagt ist, und deren eines Ende am Druckkolben
(12) und deren anderes Ende an einer Abstützung (18) abge
stützt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß am Druckkolben (12) ein Ab
standshalter (16) zur Abstützung (18) angebracht ist und
in Ruhestellung des Druckkolbens (12) zwischen der Abstüt
zung (18) und dem Abstandshalter (16) ein etwa dem Hub des
Auslaßventils (3) entsprechender Abstand (19) eingestellt
ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Auflageseite (15) des Druckkolbens (12)
als Sitzventil ausgebildet ist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die effektive Druckfläche des Druck
kolbens größer ist als die wirksame Auslaßventilkegelflä
che.
4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandshalter
(16) aus einem innerhalb der Feder (17) angeordneten Zy
linder besteht.
5. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder
(12) und der Abstandshalter (16) ein Bauteil sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853529768 DE3529768A1 (de) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Brennkraftmaschine mit einer abgasbremse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19853529768 DE3529768A1 (de) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Brennkraftmaschine mit einer abgasbremse |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE3529768A1 true DE3529768A1 (de) | 1987-02-26 |
DE3529768C2 DE3529768C2 (de) | 1993-03-04 |
Family
ID=6278931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853529768 Granted DE3529768A1 (de) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Brennkraftmaschine mit einer abgasbremse |
Country Status (1)
Country | Link |
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