DE4026499C1 - Four-stroke piston IC engine brake system - has tilting or swivelling transmission lever with bearing pin, carrying axially slidable roll - Google Patents

Four-stroke piston IC engine brake system - has tilting or swivelling transmission lever with bearing pin, carrying axially slidable roll

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Abstract

The i.c. engine brake system is controlled off a cam, fitted to the valve control camshaft using a transmission lever to trip the valves, and an additional engine brake cam. The tilting or swivelling transmission lever (4) is fitted with a bearing pin, which carries an axially adjusting roll (16). When the brake is actuated, the roll is transferred from the exhaust (7) to the brake cam (8). Pref. two brake cams (8,9) are used, one acting in the ignition dead centre region, and the other one during the exhaust stroke just short of the TDC for the gas flow change. ADVANTAGE - Simple design for transition from control to brake mode.

Description

Die Erfindung betrifft eine Motorbremsvorrichtung für eine Vier­ takthubkolbenbrennkraftmaschine, nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to an engine brake device for a four stroke reciprocating internal combustion engine, according to the in the preamble of Features specified claim 1.

Es ist allgemein üblich, für die Übertragung der Nockenbewegung auf den Ventilschaft von Auslaßventilen neben einem für den Normal- bzw. Regelbetrieb der Brennkraftmaschine bestimmten Auslaßnocken auf der Nockenwelle auch einen Bremsnocken für den Motorbremsbetrieb vorzusehen. Aus der DE-OS 27 28 259 ist eine derartige Motorbremsvorrichtung bekannt, bei der eine längsver­ schiebbare Nockenwelle entsprechend ihren möglichen Arbeits­ stellungen für jedes Auslaßventil einen Auslaßnocken und einen Bremsnocken hat, die über einen Rollenstößel das Auslaßventil betätigen. Für den Motorbremsbetrieb wird die Nockenwelle in eine den Bremsnocken wirksam werdende Arbeitsstellung verscho­ ben, bei der das Auslaßventil im Zweiertakt öffnet und schließt.It is common for the transmission of cam motion on the valve stem of exhaust valves next to one for the Determine normal or regular operation of the internal combustion engine Exhaust cam on the camshaft also a brake cam for the To provide engine brake operation. From DE-OS 27 28 259 is one Such engine braking device is known in which a longitudinal ver sliding camshaft according to their possible work positions for each exhaust valve and an exhaust cam Has brake cam, the exhaust valve via a roller tappet actuate. The camshaft is used for engine braking misses a working position that becomes effective for the brake cam ben, at which the exhaust valve opens in two-stroke and closes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Maß­ nahmen eine Motorbremsvorrichtung zu schaffen, durch die bei der Überführung vom Regelbetrieb auf den Bremsbetrieb geringere Massen zu bewegen und somit geringere Stellkräfte aufzubringen sind. The invention has for its object with a simple measure took to create an engine brake device by which the transition from regular operation to braking operation less Moving masses and thus applying less actuating forces are.  

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Merkmale. Bei Einschaltung des Motorbrems­ betriebes wird lediglich die in dem Übertragungshebel angeord­ nete Rolle auf dem Lagerbolzen durch Druckbeaufschlagung ver­ schoben, wobei für die Verschiebung nur kleine Stellkräfte er­ forderlich sind.To solve the problem are the characteristics of the patent pronounced 1 specified characteristics. When engaging the engine brake operation is only arranged in the transmission lever Nete role on the bearing pin by applying pressure pushed, he only small actuating forces for the displacement are required.

In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen angegeben.In the subclaims there are still further training opportunities specified.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anhand des darin gezeigten Ausführungsbeispieles im folgen­ den näher erläutert. Es zeigen:The object of the invention is shown in the drawing and based on the embodiment shown in the follow the explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine in Drauf­ sicht, bei der im Bereich des mittleren Zylinders der Kolben, die Rolle und der Elektromagnet der Motorbremsvorrichtung dargestellt sind und Fig. 1 is a multi-cylinder internal combustion engine in plan view, in which the piston, the roller and the electromagnet of the engine brake device are shown in the region of the central cylinder and

Fig. 2 einen Schnitt durch die Brennkraftmaschine nach der Linie II-II in Fig. 1 in vergrößerter Dar­ stellung. Fig. 2 shows a section through the internal combustion engine along the line II-II in Fig. 1 in an enlarged Dar position.

Eine mehrzylindrige Viertakthubkolbenbrennkraftmaschine für Lastkraftwagen ist mit einer für jeden Zylinder 1a, 1b, 1c be­ stimmten Motorbremsvorrichtung ausgestattet, die aus einem druckbeaufschlagbaren federbelasteten Kolben 2, einer Schalt­ gabel 3 und einer in dieser geführten Rolle 16, die auf einem Lagerbolzen 17 eines als Kipphebel ausgebildeten Übertragungs­ hebels 4 axial verschiebbar angeordnet ist, und einem Elektro­ magneten 5 für die Positionierung des Kolbens 2 und damit der Rolle 16 besteht, welche entweder mit einem auf der Nockenwelle 6 angeordneten Auslaßnocken 7 für den üblichen Regelbetrieb der Brennkraftmaschine oder einem dem Auslaßnocken 7 unmittelbar benachbarten Bremsnocken 8, 9 für den Motorbremsbetrieb zusam­ menwirkt.A multi-cylinder four-stroke reciprocating internal combustion engine for trucks is equipped with a motor brake device for each cylinder 1 a, 1 b, 1 c, which consists of a pressurizable spring-loaded piston 2 , a shift fork 3 and a roller 16 guided in this, which on a bearing pin 17 one designed as a rocker arm transmission lever 4 is arranged axially displaceable, and an electric magnet 5 for the positioning of the piston 2 and thus the roller 16 , which either with an arranged on the camshaft 6 exhaust cam 7 for the usual control operation of the internal combustion engine or one of the exhaust cam 7 immediately adjacent brake cams 8 , 9 co-operates for engine braking.

Der Kolben 2 ist in einem Gehäuse 10 gegen die Kraft einer Fe­ der 11 längsverschiebbar geführt und weist eine aus dem Gehäuse 10 herausragende Kolbenstange 12 mit als Sackbohrungen ausge­ bildeten Ausnehmungen 13, 14 auf. Der Elektromagnet 5 ist mit einem hubausführenden Arretierstift 15 versehen, der in der dargestellten Lage in die nur den Regelbetrieb der Brennkraft­ maschine zulassende Ausnehmung 13 eingetaucht ist. Die Schaltgabel 3 ist mit der Kolbenstange 12 fest verbunden und über die Rolle 16 auf einem parallel zur Kipphebelwelle 4a angeordneten Lagerbolzen 17 des Kipphebels 4 gelagert (Fig. 2). Der hohl ausgeführte Kolben 2 bildet eine Druckkammer 18, die über eine zylinderkopfseitige Bohrungsanordnung 19 mit einem Druckluftsystem in Verbindung steht, das sich aus einem Druck­ luftspeicher 20, einer Druckluftleitung 21 mit einem als 3/2- Wegeventil ausgebildeten Steuerventil 22 sowie den Zylindern zugeordneten Leitungsabschnitten 23, 24, 25 zusammensetzt, die mit entsprechenden Bohrungsanordnungen verbunden sind.The piston 2 is guided in a housing 10 against the force of a Fe 11 longitudinally displaceable and has a piston rod 12 protruding from the housing 10 with recesses 13 , 14 formed as blind bores. The electromagnet 5 is provided with a stroke-executing locking pin 15 which, in the position shown, is immersed in the recess 13 which only permits the regular operation of the internal combustion engine. The shift fork 3 is fixedly connected to the piston rod 12 and is mounted on the roller 16 on a bearing pin 17 of the rocker arm 4 arranged parallel to the rocker arm shaft 4 a ( FIG. 2). The hollow piston 2 forms a pressure chamber 18 , which is connected via a cylinder head-side bore arrangement 19 to a compressed air system consisting of a compressed air reservoir 20 , a compressed air line 21 with a control valve 22 designed as a 3/2-way valve and line sections assigned to the cylinders 23 , 24 , 25 composed, which are connected to corresponding hole arrangements.

Das Steuerventil 22 und der Elektromagnet 5 werden von einem Drehzahlimpulse verarbeitenden elektronischen Steuergerät 26 angesteuert, dem die Drehzahlimpulse von einem die Drehzahl der Nockenwelle 6 erfassenden Sensor 27 zugeführt werden.The control valve 22 and the electromagnet 5 are controlled by an electronic control device 26 which processes speed pulses and to which the speed pulses are supplied by a sensor 27 which detects the speed of the camshaft 6 .

Elektromagnet 5 sowie Kolben 2 mit Schaltgabel 3 sind auf einem Träger 28 befestigt, der zusammen mit den Bauteilen eine vorge­ fertigte Baueinheit bildet und auf dem Zylinderkopf 29 montiert ist.Electromagnet 5 and piston 2 with shift fork 3 are attached to a carrier 28 which forms a pre-assembled unit together with the components and is mounted on the cylinder head 29 .

Der Auslaßnocken 7 und die in einer Ebene liegenden Bremsnocken 8, 9, die in axialer Richtung nebeneinander angeordnet sind, haben einen gemeinsamen Grundkreisdurchmesser, der sich auf einem Winkelbereich von etwa 120° erstreckt. Um ein seitliches Anlaufen der Rolle 16 am Nocken zu verhindern, muß die Verschiebung der Rolle im Bereich dieses gemeinsamen Grundkreis­ durchmessers erfolgen.The outlet cam 7 and the brake cams 8 , 9 lying in one plane, which are arranged side by side in the axial direction, have a common base circle diameter which extends over an angular range of approximately 120 °. In order to prevent the roller 16 from starting up on the cam, the roller must be moved in the area of this common base diameter.

Funktion:
Bei Einschaltung des Motorbremsbetriebes wird zunächst das Steu­ erventil 22 geöffnet und der Kolben 2 durch die Druckluftbeauf­ schlagung vorgespannt. Erhält dann der Elektromagnet 5 bei rich­ tiger Nockenstellung einen Impuls von dem Steuergerät 26, wird der Kolben 2 entriegelt und durch den anliegenden Druck in seine neue Position gerückt. Die Rolle 16 wird dabei auf dem Lagerbolzen 17 von dem Auslaßnocken auf den Bremsnocken gescho­ ben. Der Arretierstift 15 schnappt in die Ausnehmung 14 der Kolbenstange ein. Die Motorbremse ist wirksam.Function:
When the engine brake operation is switched on, the control valve 22 is first opened and the piston 2 is biased by the compressed air supply. Then receives the electromagnet 5 at rich term cam position a pulse from the control unit 26 , the piston 2 is unlocked and moved into its new position by the applied pressure. The roller 16 is scho ben on the bearing pin 17 from the outlet cam on the brake cam. The locking pin 15 snaps into the recess 14 of the piston rod. The engine brake is effective.

Zur Erzielung einer möglichst hohen Bremsleistung realisieren die Bremsnocken folgende Steuerzeiten:Realize to achieve the highest possible braking performance the brake cams have the following timing:

  • a) Das Auslaßventil 29 öffnet kurz vor der oberen Totpunktlage des Brennkraftmaschinen-Kolbens (nicht dargestellt), um den Zylinderdruck möglichst rasch abzubauen. Es entsteht keine Rückexpansionsarbeit. Somit steht bis zum Öffnen des Aus­ laßventiles 29 die Verdichtungsarbeit als Bremsarbeit zur Verfügung. Das Auslaßventil schließt im Bereich des unteren Totpunkts.a) The outlet valve 29 opens just before the top dead center position of the internal combustion engine piston (not shown) in order to reduce the cylinder pressure as quickly as possible. There is no back expansion work. Thus, until the valve 29 is opened, the compression work is available as braking work. The exhaust valve closes at the bottom dead center.
  • b) das Auslaßvantil 29 öffnet im Ausschiebetakt vor dem oberen Totpunkt und schließt, bevor das Einlaßventil öffnet.b) the exhaust valve 29 opens in the push-out cycle before top dead center and closes before the intake valve opens.

Das Ausschalten der Motorbremse erfolgt durch einen Befehl an das 3/2-Wegeventil 22, wodurch die Druckkammer 18 entlastet wird. Danach kann durch Ansteuern des Elektromagneten bei ent­ sprechender Nockenstellung entriegelt werden und der Arretier­ stift 15 wieder in die für den Normalbetrieb der Brennkraftmaschine bestimmte Ausnehmung 14 einrasten, nachdem die Feder 11 den Kolben 2 und damit die Rolle 16 vom Bremsnocken 8, 9 auf den Auslaßnocken 7 verschoben hat.The engine brake is switched off by a command to the 3/2-way valve 22 , whereby the pressure chamber 18 is relieved. Then can be unlocked by driving the electromagnet at ent speaking cam position and the locking pin 15 snap back into the recess 14 intended for normal operation of the internal combustion engine after the spring 11 the piston 2 and thus the roller 16 from the brake cam 8 , 9 on the exhaust cam 7 has moved.

Gegebenenfalls können restliche Zylinder der Brennkraftmaschine in Anpassung an den Bremsleistungsbedarf zugeschaltet werden. Sie können nach Bedarf einzeln über die Magnete je nach Brems­ leistungsbedarf entriegelt werden. Dasselbe gilt auch für den Zuschaltbetrieb der Motorbremse.If necessary, the remaining cylinders of the internal combustion engine can be switched on in adaptation to the braking power requirement. You can individually use the magnets depending on the brake as needed power requirements are unlocked. The same applies to the Engaging operation of the motor brake.

Claims (6)

1. Motorbremsvorrichtung für eine Viertakthubkolbenbrennkraft­ maschine mit einem Übertragungshebel für die Übertragung der Nockenbewegung auf den Ventilschaft von Einlaß- und Auslaßven­ tilen, wobei auf der Nockenwelle zur Steuerung jedes Auslaßven­ tiles ein Auslaßnocken für den Regelbetrieb der Brennkraftma­ schine sowie ein Bremsnocken für den Motorbremsbetrieb vorgese­ hen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der als Kipphebel oder Schwinghebel ausgebildete Übertra­ gungshebel (4) mit einem Lagerbolzen (17) versehen ist, auf dem eine axial verschiebbare Rolle (16) gelagert ist, derart, daß bei Einschaltung des Motorbremsbetriebes die Rolle (16) vom Auslaß­ nocken (7) auf den Bremsnocken (8) durch ein druckbeaufschlag­ tes Stellmittel überführbar ist.1. Engine brake device for a four-stroke reciprocating internal combustion engine with a transmission lever for the transmission of the cam movement to the valve stem of inlet and outlet valves, with an outlet cam for the control of each outlet valve tiles for the regular operation of the internal combustion engine and a brake cam for the engine brake operation hen hen is characterized in that the transmission lever ( 4 ) designed as a rocker arm or rocker arm is provided with a bearing pin ( 17 ) on which an axially displaceable roller ( 16 ) is mounted, such that the roller ( 16 ) from the outlet cam ( 7 ) on the brake cams ( 8 ) by a pressurized actuating means can be transferred. 2. Motorbremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Übertragungshebel (4) zwei Bremsnocken (8, 9) zuge­ ordnet sind, von denen der eine Bremsnocken im Zünd-Totpunkt- Bereich und der andere Bremsnocken im Ausschiebetakt kurz vor dem oberen Gaswechsel-Totpunkt wirksam ist.2. Engine brake device according to claim 1, characterized in that each transmission lever ( 4 ) two brake cams ( 8 , 9 ) are assigned, of which one brake cam in the ignition dead center area and the other brake cam in the push-out cycle shortly before the upper gas exchange. Dead center is effective. 3. Motorbremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellmittel ein in einem Gehäuse (10) gegen die Kraft einer Feder (11) längsverschiebbar geführter Kolben (2) mit Kolbenstange (12) ist, auf der eine die Rolle (16) umgreifende Schaltgabel (3) feststehend angeordnet ist.3. Motor brake device according to claim 1, characterized in that the actuating means in a housing ( 10 ) against the force of a spring ( 11 ) is longitudinally displaceably guided piston ( 2 ) with piston rod ( 12 ) on which one engages the roller ( 16 ) Shift fork ( 3 ) is fixed. 4. Motorbremsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) als Hohlkolben ausgebildet ist, dessen Hohl­ raum zugleich Druckkammer (18) ist und über ein Steuerventil (22) mit einem Druckluftspeicher (20) verbindbar ist.4. Engine braking device according to claim 3, characterized in that the piston ( 2 ) is designed as a hollow piston, the hollow space of which is at the same time pressure chamber ( 18 ) and can be connected to a compressed air reservoir ( 20 ) via a control valve ( 22 ). 5. Motorbremsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (12) des Kolbens (2) zwei Ausnehmungen (13, 14) aufweist, die mit einem Arretierstift (15) eines von einem elektronischen Steuergerät (26) ansteuerbaren Elektromag­ neten (5) so zusammenwirken, daß der Arretierstift (15) ent­ weder in die erste Ausnehmung (13) für die Fixierung des Kol­ bens bei Regelbetrieb oder in die zweite Ausnehmung (14) für die Fixierung des Kolbens (2) bei Motorbremsbetrieb eingerastet ist.5. Engine brake device according to claim 3 or 4, characterized in that the piston rod ( 12 ) of the piston ( 2 ) has two recesses ( 13 , 14 ) which with a locking pin ( 15 ) of an electronic control unit ( 26 ) controllable Elektromag neten ( 5 ) cooperate so that the locking pin ( 15 ) ent either in the first recess ( 13 ) for fixing the Kol bens in normal operation or in the second recess ( 14 ) for fixing the piston ( 2 ) in engine braking operation. 6. Motorbremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (5) und der Kolben (2) mit der Schaltga­ bel (3) auf einem Träger (28) befestigt sind, der zusammen mit den Bauteilen als vorgefertigte Baueinheit auf dem Zylinderkopf montiert ist.6. Engine braking device according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the electromagnet ( 5 ) and the piston ( 2 ) with the Schaltga bel ( 3 ) on a carrier ( 28 ) are attached, which together with the components as a prefabricated unit the cylinder head is mounted.
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