DE415819C - Verfahren zum Bremsen von Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zum Bremsen mittels Verbrennungskraftmaschinen und eine Einrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.

Zum Bremsen mittels Teilkompression der Luft in den Arbeitsizylindern ist bereits vorgeschlagen worden, an jedem Arbeitszylinder eine Bremsvorrichtung anzubringen, die die komprimierte Luft bei Erreichung des beabsichtigten Kompressionsgrades wieder unter Drosselung entweichen läßt. Die hierbei ohne Veränderung der Steuerung erreichbare Bremsleistung ist gering, da die Teilkompression an sich schon nur eine geringere Arbeitsleistung erfordert, beim Entweichen der Luft durch die Drosselung nur eine teilweise Vernichtung der in dieser enthaltenen Kompressionsenergie erfolgt und zudem das Abblasen der komprimierten Luft schon im Augenblick der Erreichung des Kompressionsgrades, auf den die Bremsvorrichtung eingestellt ist, erfolgt, so daß stets ein Luftvolumen unter gewissem Kompressionsgrade im Arbeitszylinder zurückbleibt und sich beim nächstfolgenden Expansionshub als Antriebskraft auswirkt. Auch die Erhöhung, die diese Brems-

leistung durch die Veränderung der Steuerung erfahren könnte, war derart gering, daß die damit in Kauf zu nehmende Verwickeltheit der Steuerungseinrichtung und die dadurch erhöhte Betriebsunsicherheit kaum zu begründen war. Man konnte nun bei anderen vorgeschlagenen Bremsverfahren die Bremsleistung dadurch beträchtlich erhöhen, daß man die Luftkompression in den Arbeitszylindern nicht nur teilweise erfolgen ließ, sondern völlig bis zum Kompressionsenddruck trieb. Indessen war hierfür der Nachteil der unerläßlichen Veränderung der - Steuerung ebenfalls mit in Kauf zu nehmen. Diese Mangel sollen nun beseitigt werden durch den Gegenstand vorliegender Erfindung.

Nach dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung wird unter Anwendung der obenerwähnten Steuerung an jedem Arbeitszylinder der Verbrennungskraftmaschine und mit völli- ^: ger Kompression der Luft in den Kompres- I sionshüben der Arbeitszylinder ohne Ab- ! änderung des Steuerzyklus der Zylinderein- ^! und -auslaßorgane, die durch das Kompri- ; mieren der Luft in den Kompressionshüben der Arbeitszylinder aufgespeicherte Energie | durch die Bremsvorrichtung völlig als Brems- ι energie zur Auswirkung gebracht.

Die Einrichtung zur Ausübung dieses Ver- ! ^o fahrens besteht gemäß der Erfindung darin, ■ daß die an jedem Arbeitszylinder angeordnete ■ Bremsvorrichtung aus einem Absperrorgan j und einem Bremsventil mit verschiebbarem j Kolben, Ausströmeschlitzen und Luftpuffer be · steht, wobei der Kolben nach Öffnen des Ab- j sperrorgans in Wirkungsverbindung mit dem j Luftpuffer durch die Druck- und Saugwir- j kungen der Verbrennungskraftmaschine ge· j steuert wird. I

Hierbei kann die Einrichtung auch zweck- j mäßig derart sein, daß die Auslaßöffnungen ι des Bremsventils eines jeden Motorzylinders ! durch eine luftdicht abgeschlossene Rohrleitung mit der Auspuffleitung des Motors verbunden werden sowie daß in der Auspuffleitung ein zusätzliches Absperrorgan vorgesehen ist, welches es erlaubt, die Auspuffleitung in der Bremsstellung des Motors gegen außen abzuschließen, zum Zwecke, eine zusätzliche ; Bremswirkung zu erzielen. j

Die Abb. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Ausführung des vorliegenden Verfahrens. Abb. 1 stellt den Kopf eines Zylinders von einem Viertaktmotor im Schnitt dar.

ι ist der Motorzylinder mit dem Kolben 2, j dem Einlaßventil 3 und dem Auspuffventil 4. j 5 ist eine Zündkerze. Kurbel, Kurbelwelle, | Steuermechanismus und Zündappara': sind in bekannter, in der Zeichnung nicht angeführ- | ter Weise ausgeführt. 6 ist die die Bremswirkung hervorrufende Bremsvorrichtung, welche in Abb. 2 in größerem Maßstabe dargestellt ist.

Die Bremsvorrichtung 6 besteht aus zwei Hauptteilen, dem Absperrorgan und dem Bremsventil. Gemäß dem durch die Zeich-, nung dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Absperrorgan als Absperrhahn ausgebildet ' und besteht aus dem Hahngehäuse 7 und dem

Küken 8. Es wird in den Motorzylinder wie ; eine Zündkerze oder ein Zischhahn eingeschraubt.

J In der Abb. 2 ist das Bremsventil im ,Schnitt dargestellt. 9 ist das Ventilgehäuse, dessen unteres Ende in den Bremshahn eingeschraubt ist. 10 und 11 sind Ausströmschlitze im Ventilgehäuse, dessen oberes Ende durch den Schraubendeckel 12 abgeschlossen wird und nur durch eine sehr feine Bohrung 13 mit der Außenluft in -Verbindung steht. Ein lose eingepaßter Kolben 14 ist verschiebbar in der Bohrung des Ventilgehäuses 9 angeordnet.

Läßt man eine Verbrennungskraftmaschine als Arbeitsmaschine laufen, beispielsweise dadurch, daß man sie durch eine fremde Kraftmaschine oder bei Motorfahrzeugen durch den talwärts fahrenden Wagen antreibt, so nimmt die Verbrennungskraftmaschine eine Arbeit auf, die sich aus den mechanischen Reibungs- go und Bewegungsverlusten in Zylindern, Steuerung und Triebwerk sowie aus der Kompressionsarbeit zusammensetzt. Bei der für die Krafterzeugung verwendeten Steuerung, wenn also der Motorzylinder während der Kompressionsperiode und Expansionsperiode ganz abgeschlossen ist, ist die Kompressionsarbeit wohl vorhanden, tritt aber nur zu einem ganz geringen Bruchteil in Erscheinung, da die im Kompressionshub durch Verdichtung aufgenommene Bremsarbeit im darauffolgenden Expansionshub zum größten Teil wieder als Nutzarbeit abgegeben wird. Bei Verwendung der Bremsvorrichtung wird die Verdichtungsarbeit im Kompressionshub auf folgende Weise ausgenutzt.

Wird der Bremshahn 7, 8 geöffnet und die Benzinzufuhr abgestellt, so lastet während der Kompressionsperiode des Motorzylinders der mit dem Aufwärtsgang des Motorkolbens anwachsende Kompressionsdruck auf der unteren Fläche des Ventilkolbens 14 und sucht denselben in die Höhe zu treiben. Dadurch steigt auch der Druck der über dem Kolben 14 befindlichen Luft an. Der über dem KoI-ben befindliche Teil des Bremsventils wirkt somit als Luf'.puffer. Wäre der Deckel 12 luftdicht abgeschlossen, so würde der Druck über dem Kolben 14 etwa die Höhe des Kompresjionsdruckes im Motorzylinder schon dann erreichen, wenn der Boden des Ventilkolbens 14 etwa die Höhe der punktiert eingezeichne-

Claims (3)

ten Linie erreicht hat, in welcher die Ausströmschlitze ι ο und 11 noch nicht freigelegt worden sind. Die Bohrung 13 sowie das Verdichtungsverhältnis für das Bremsventil sind jedoch so bemessen, daß der untere Teil des Kolbens 14 die Ausströmschlitze 10 und 11 erst kurz vor Erreichung des Motorkompressionsenddruckes freigibt. Nun kann die im Motorzylinder komprimierte Luft ausströmen. Da die Luft über dem Kolben 14 durch die Bohrung 13 hinausgedrängt und somit kein Gegendruck mehr vorhanden ist, so bleiben die Schlitze 10 und 11 freigelegt, bis der Druck der ausströmenden Luft so weit gesunken ist, daß die Schwerkraft des Kolbens 14 ihn überwinden kann. Der Kolben 14 ist dann bestrebt, infolge seines Eigengewichtes nach unten zu sinken. Er muß aber hierbei wieder Luft durch die Bohrung 13 ansaugen, wodurch die Abwärtsbewegung zunächst verzögert wird. Die Ausströmschlitze bleiben auf diese Weise so lange freigelegt, daß die am Ende des Motorkompressionshubes im Verbrennungsraum verbleibende Luft nahezu auf Atmosphärenspannung heruntergeht. Mit Einsetzen der Saugwirkung bei Beginn des Expansionshubes des Motorzylinders hat der Kolben 14 die Schlitze wieder abgedeckt und wird nun wieder in seine Anfangsstellung gesaugt. Der in der Zeichnung dargestellte Kolben 14 ist nur lose eingepaßt und besitzt weiter keine Dichtung. Es könnte aber auch ein Kolben mit Kolbenringen verwendet werden, der sich mit einer gewissen Reibung im Ventilgehäuse bewegt. Zur Kompensation dieser Reibung könnte eine geeignet angeordnete Gegenfeder vorgesehen werden. Eine weitere, nicht dargestellte Ausführungsform der Einrichtung besteht nun darin, daß die Auslaßöffnungen des Bremsventils eines jeden Motorzylinders durch eine luftdicht abgeschlossene Rohrleitung mit der Auspuffleitung des Motors verbunden werden sowie daß in der Auspuffleitung ein zusätzliches Absperrorgan vorgesehen ist, welches es erlaubt, die Auspuffleitung gegen außen abzuschließen. Dieses Absperrorgan bleibt geöffnet, solange der Motor als Kraftmaschine läuft, sowie auch in der Bremsstellung, solange die Verdichtungsarbeit im Kompressionshub für den gewünschten . Bremseffekt ausreichend ist. Soll nun die Bremsarbeit erhöht werden, wie dies bei Fahrten in starkem Gefälle mit schweren Lastwagen wünschenswert sein wird, so wird das zusätzliche Absperrorgan in der , Auspuffleitung geschlossen. Die bei jedem Kompressionshub aus den Bremsventilen durch die genannte Verbindungsleitung in die Ausj puffleitung ausgestoßene Preßluft erhöht nunmehr den Druck in der Auspuffleitung, so daß der Motorkolben im Auspuffhub gegen einen gewissen Überdruck arbeiten muß, wodurch eine wesentliche Verstärkung des Bremseffektes erzielt wird. Fate ν t-An Sprüche:

1. Verfahren zum Bremsen von Verbrennungskraftmaschinen mit einem oder mehreren Arbeitszylindern durch völlige Kompression der in den Kompressionshüben der Arbeitszylinder verdichteten Luft, wobei die für die Krafterzeugung benötigte Steuerung der Zylinderein- und -auslasse beim Bremsen unverändert beibehalten wird und mit einer an jedem einzelnen Arbeitszylinder der Verbrennungskraftmaschine angeordneten und von der Steuerwelle unabhängigen Bremsvorrichtung zusammenwirktj welcher zum Bremsen eingeschaltet und bei der Rückkehr zur Krafterzeugung wieder ausgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Komprimieren der Luft in den Kompressionshüben der Arbeitszylinder aufgespeicherte Energie durch die Bremsvorrichtung völlig als Bremsenergie zur Auswirkung gebracht wird.

2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die an jedem Arbeitszylinder angeordnete Bremsvorrichtung aus einem Absperrorgan (8) und einem Bremsventil mit verschiebbarem Kolben {14), Ausströmschlitzen (10, 11) und Luftpuffer besteht, wobei der Kolben nach Öffnen des Absperrorgans in Wirkungsverbindung mit dem Lufipuffer durch die Druck- und Saugwirkung der Verbrennungskraftmaschine gesteuert wird.

3. Einrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnungen des Bremsventils eines jeden Motorzylinders durch eine luftdicht abgeschlossene Rohrleitung mit der Auspuffleitung des Motors verbunden werden sowie daß in der Auspuffleitung ein zusätzliches Absperrorgan vorgesehen ist, welches es erlaubt, die Auspuffleitung in der Bremsstellung des Motors gegen außen abzuschließen, zum Zwecke, eine zusätzliche Bremswirkung zu erzielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,