DE69219436T2 - Brennkraftmaschine mit einer kontinuierlichen Bremsvorrichtung, insbesondere für Nutzfahrzeuge - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine eine kontinuierliche Bremsvorrichtung umfassende Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Nutzfahrzeug.
• Wie bekannt ist, müssen Nutzfahrzeuge neben Betriebs- und Feststellbremse mit einer kontinuierlichen Bremsvorrichtung ausgestattet werden. Eine solche Vorrichtung zielt darauf ab, durch das Ausnutzen der Bremskapazität der sich in Betrieb befindlichen Brennkraftmaschine eine kontinuierliche Verzögerung des Fahrzeuges an langen Neigungen sicherzustellen, ohne auf die Betriebsbremse zurückzugreifen.
• Der sich zunehmend steigernde Fortschritt in der Aufladung ermöglicht es, daß Brennkraftmaschinen bei gleichem Hubraum immer höhere Arbeitsleistung aufweisen und demzufolge immer schwerere Fahrzeuge gezogen werden. Demzufolge sollte die Bremskapazität der Brennkraftmaschine ebenfalls proportional ansteigen, so daß das Verhältnis Bremsleistung/aktive Leistung so konstant wie möglich ist.
• Somit sind in den vergangenen Jahren Brennkraftmaschinen mit kontinuierlichen Bremsvorrichtungen ausgestattet worden, die auf dem Prinzip beruhen, die Verdichtungsenergie der Brennkraftmaschine zu dissipieren, um Bremsleistung zu erzeugen.
• In diesen bekannten Brennkraftmaschinen wird diese Dissipation durch das Öffnen der Auslaßventile am Ende des Verdichtungstaktes erreicht; wobei die Effektivität einer solchen Lösung durch die durch die Turbine vorgesehene Aufladung gesteigert wird, damit dazu führend, daß die Verdichtungsleistung und demzufolge die Bremsleistung gesteigert wird.
• Bei einer Turbine zentrifugalen Typs sinkt ihr Beitrag mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine; demzufolge ist die Effektivität der bekannten Vorrichtungen bei geringer Drehzahl der Brennkraftmaschine verringert, wohingegen bei geringer Drehzahl ein hohes Bremsmoment wünschenswert sein sollte.
• Andere Brennkraftmaschinen sind ebenfalls bekannt, von denen jeder Zylinder ein zusätzliches Auslaßventil darbietet, offen während jedes Taktes des Arbeitsspiels. Die Effektivität einer solchen weiteren Lösung wird durch die Benutzung eines Drosselventils in dem Abgassammler gesteigert, das einen Abgasrückdruck in selbigem Sammler erzeugt.
• Eine ziemlich hohe Bremsleistung kann auf diesem Weg erzielt werden; die maximal erzielbare Bremsleistung ist jedoch durch das Verringern der Luftstrom-Rate durch die Brennkraftmaschine und demzufolge durch das Erhöhen der Temperatur in der Brennkammer begrenzt.
• GB-A-1 279 977 offenbart eine mit einer mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 übereinstimmenden kontinuierlichen Bremsvorrichtung ausgestattete endotherme Brennkraftmaschine. Im einzelnen weist eine solche Brennkraftmaschine eine Vielzahl von Nocken auf, die Auslaßventile durch jeweilige Kipphebel steuern, und wobei die Nocken ein Profil darbieten, das aus einem ersten Abschnitt mit Nullhub, einem zweiten Abschnitt mit konstantem, reduziertem Hub und einem dritten nockenförmigen Abschnitt, der mit dem Auslaßtakt des jeweiligen Zylinders übereinstimmt, besteht; die kontinuierliche Bremsvorrichtung schließt eine Betätigungseinrichtung ein, mit der die Kipphebel von einer ersten normalen Betriebsposition, in der der Wert des Spiels zwischen den Kipphebeln und den Auslaßventilen groß genug ist, um den zweiten Abschnitt der Nockenprofile unwirksam zu machen, in eine zweite Brensposition versetzbar ist, in der der Wert dieses Spiels so verringert ist, daß der zweite Abschnitt des Nockenprofils aktiviert wird und er ein zusätzliches Öffnen der Auslaßventile produziert,. Der zweite Abschnitt der Nockenprofile stimmt mit dem letzten Teil des Verdichtungstaktes überein und mit dem Arbeitstakt des Arbeitsspiels des jeweiligen Zylinders.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Brennkraftmaschine des eingangs genannten Typs zu verbessern, um insbesondere bei geringer Drehzahl der Brennkraftmaschine eine hohe Bremsleistung zu erzielen.
• Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 gelöst.
• Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen anhand eines nicht beschränkenden Beispiels besser beschrieben werden; es zeigen:
• Fig. 1 eine ausschnittsweise Seitenansicht und ausschnittsweise Schnittansicht eines Nutzfahrzeuges, das eine erfindungsgemäße kontinuierliche Bremsvorrichtung umfaßt;
• Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht eines Teils der Fig. 1;
• Fig. 3 eine schematische Ansicht eines verbesserten Nockentypen der Brennkraftmaschine aus Fig. 1;
• Fig. 4 eine schematische Seitenansicht eines Betätigungshebels der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen;
• Fig. 5 eine schematische Seitenansicht eines Kipphebels der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen;
• Fig. 6 ein Diagramm, das den Ventilhub über den Kurbelwinkel einer Brennkraftmaschine zeigt, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit konventionellen Nocken umfaßt;
• Fig. 7 ein Diagramm, das den Ventilhub über den Kurbelwinkel einer Brennkraftmaschine zeigt, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit modifiziertem Nocken umfaßt;
• Fig. 8 ein Schema eines elektrisch-fluidischen Arbeitsschaltkreises der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung; und
• Fig. 9 ein Steuerungs-Flußdiagramm der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung.
• Mit Bezug auf Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine endotherme Brennkraftmaschine eines Nutzfahrzeuges, vorzugsweise der Bauart aufgeladener Dieselmotoren, ausgerüstet mit einer kontinuierlichen Bremsvorrichtung 2.
• Die Brennkraftmaschine 1, von der Details nicht gezeigt sind, und deren Struktur bereits gut bekannt ist, umfaßt eine Mehrzahl von Zylindern, von denen jeder mit Einlaßventilen (in Fig. 1 nicht gezeigt) in Verbindung mit mehreren Auslaßventilen 3 ausgerüstet ist.
• Fig. 1 zeigt Ventile 3 eines einzelnen Zylinders sowie die für genannte Ventilsteuerung zuständigen Teile der Vorrichtung 2; sowohl die Ventile als auch die relevanten Teile der Vorrichtung 2 der anderen Zylinder sind offensichtlich vollkommen gleich zu den gezeigten und im folgenden im Detail beschriebenen.
• Wie bekannt ist,umfaßt das Ventil 3 einen entlang der Achse innerhalb einer festen, schlauchartigen Führung 5 gleitenden Schaft 4 und einen Teller 6, der mit einem Sitz 7 zusammenwirkt, um eine Kommunikationsöffnung zwischen einem Brennraum 8 des Zylinders und einem Auslaßkanal 9 zu schließen. Auslaßkanäle 9 der Ventile 3 jedes Zylinders, schematisch gezeigt mit einer strichpunktierten Linie, verbinden sich in dem Abgassammler 10. Eine Turbine 12, in Serie mit dem Abgassammler 10 verbunden, treibt in bekannter Art und Weise einen Lader der Brennkraftmaschine (nicht gezeigt) an.
• Jedes Ventil 3 wird in bekannter Weise durch eine Feder 13, koaxial zu Schaft 4 des gleichen Ventils, in einer geschlossenen Position gehalten. Diese Feder (Fig. 2), komprimiert zwischen Federteller 14, aufgrund von einigen Keilstücken 16 einstückig mit Ende 15 von Schaft 4 und dem Zylinderkopf, wobei dieses Ende dem Ventilteller 6 gegenüberliegt.
• Beide Ventile 3 werden durch einen gemeinsamen Kipphebel 18, der im folgenden im Detail beschrieben wird, durch ein Querelement 19, das mit dem Ende 15 der relevanten Schäfte 4 zusammenwirkt, gesteuert. Querelement 19 umfaßt eine Schraubeneinstellvorrichtung 21 konventionellen Typs, wobei letztere in der Lage ist, Koplanarität beider Kontaktflächen der Ventilschäfte und demzufolge Gleichzeitigkeit der Eingriffs in diese Ventile sicherzustellen.
• Kipphebel 18 oszilliert um seine Achse 24, die rechtwinklig zu der die Achsen der Ventile 3 enthaltenden Ebene liegt. Dieser Kipphebel hat einen ersten Gabelarn 25, der Stift 26 unterstützt, dessen Achse parallel zur Achse 24 des gleichen Kipphebels ist und der mit einer kraftfrei liegenden Laufrolle 27 ausgestattet ist und einen zweiten Arm 28, der an einem seiner Enden mit verstellbarem Element 29 ausgestattet ist, fähig, mit dem Querelement 19 zusammenzuwirken.
• In weiterem Detail umfaßt dieses Element 29 im wesentlichen eine Ventilspiel-Einstellschraube 30, deren Achse rechtwinklig zur Achse 24 und auf derselben Ebene mit den Ventilachsen liegt, wobei diese Schraube in das Gewindeloch 31 des zweiten Arms 28 von Kipphebel 18 geschraubt wird und mit halbkugeligem Endkopf 32 ausgestattet ist, der Querelement 19 zugewendet und zum Zusammenwirken mit einem zusammenpassenden halbkugeligen Sitz 33 des gleichen Querelementes fähig ist. Ein dem Kopf 32 gegenüberliegendes Ende der Schraube 30 ist mit einer Nut 34 für ein Einstellwerkzeug ausgestattet und wird in der gewählten Position durch eine auf dem Kipphebel 18 befestigte Mutter 35 festgehalten.
• Laufrolle 27 des Kipphebels 18 wirkt mit dem ihr entsprechenden Nocken 36 einer Nockenwelle 37 der Brennkraftmaschine 1 zusammen; eine solche Nockenwelle umfaßt selbstverständlich eine Mehrzahl von (nicht gezeigten) Nocken, die zueinander um einen geeigneten Winkel versetzt sind und geeignet sind, die Auslaßventile der anderen Zylinder zu steuern, sowie eine Mehrzahl von (ebenfalls nicht gezeigten) Nocken, die geeignet sind, die Einlaßventile zu steuern.
• Es muß herausgestellt werden, daß der hier verwendete Ausdruck "Ventilspiel" sich auf den begrenzten Leerhub bezieht, den das Kipphebelanlageelement, im vorliegenden Fall Kopf 32, zurücklegen muß, um mit seinem entsprechenden Antriebselement der Ventile 3, im vorliegenden Fall Sitz 33 von Querelement 19, in Anlage zu kommen, ausgehend von einer Nullhubposition seines entsprechenden Nockens (oder von irgendeiner anderen Position, falls spezifiziert).
• Entsprechend der vorliegenden Erfindung umfaßt die kontinuierliche Bremsvorrichtung 2 im wesentlichen für jeden Kipphebel eine exzentrische Buchse 38, die auf eine feste Kipphebel-Lagerachse 39 aufgebracht wird, deren geometrische Achse durch den Buchstaben O bezeichnet wird; diese Buchse 38 unterstützt in rotatorisch freier Art den ihr entsprechenden Kipphebel 18 auf der Kipphebel-Lagerachse 39 radial. Noch genauer weist die Buqhse 38 (Fig. 4) eine äußere, zylindrische Oberfläche 40 auf, auf der Kipphebel 18 befestigt ist, deren Achse demzufolge mit der Drehachse 24 von Kipphebel 18 übereinstimmt, und eine die Kipphebel- Lagerachse 39 aufnehmende axiale und exzentrische Öffnung 41 (clearance hole), deren Achse demzufolge mit Achse O übereinstimmt.
• Ein radialer Betätigungshebel 45, durch den die exzentrische Buchse 38 um die Kipphebel-Lagerachse 39 drehbar ist, entspringt aus einem Ende dieser Buchse, einteilig mit ihr und in Nachbarschaft zu einem Bereich minimaler Dicke dieser Buchse.
• Wenn Brennkraftmaschine 1 in normalem Betrieb ist, das heißt ohne Vorliegen von kontinuierlicher Bremsung, liegt Achse 24 von Kipphebel 18 im wesentlichen in der horizontalen, durch Achse 0 verlaufenden Ebene und mit Bezug auf letztere auf derselben Seite wie Nockenwelle 37; Achse 24 wird in der beschriebenen Position durch A in Fig. 4 bezeichnet.
• Vorrichtung 2 umfaßt weiter eine hydraulische Betätigungseinrichtung 46, die aus einem eine vertikale Achse umfassenden und am Kopf der Brennkraftmaschine und in Nachbarschaft der Ventile 3 angebrachten Zylinder 47 und einem Kolben 48 besteht, der in dem Zylinder gleitet und in ihm zwei Kammern 52, 53, entsprechend obere und untere Kammer definiert. Eine einstückig mit Kolben 48 ausgebildete Antriebsstange 49 steht von dem Zylinder 47 nach oben hervor. Stange 49 ist an einem ihrer Enden mit dem bereits erwähnten Betätigungshebel 45 durch einen Stift 50 verbunden, dessen Achse parallel zur Achse O ist. Der Stift 50 wird durch die gleiche Stange 49 getragen, die in eine in einem Ende des Hebels 45 geformte längliche Nut 51 eingreift. Diese Nut 51 neigt sich vorzugsweise mit Bezug auf eine horizontale, durch die Achse von Stift 50 verlaufende Ebene abwärts und auf das Ende von Hebel 45 zu, um einen im wesentlichen zu der winkligen Auslenkung dieses Hebels 45 gleichen Winkel.
• Kolben 48 umfaßt eine Öffnung 48' (clearance hole), die eine geneigte Achse aufweist, um vorzusehen, daß Flüssigkeit zwischen den Kammern 52, 53 des Zylinders vorbeiströmen kann. Untere Kammer 52 von Zylinder 47 ist mit einem an derselben Wand dieses Zylinders vorgesehenen und nicht in Fig. 1 gezeigten Kanal 51 mit einer elektrisch gesteuerten, ersten Ventilvorrichtung 54 (Fig. 8) verbunden, die wiederum mit einer Quelle 55 für verdichtete Flüssigkeit, vorzugsweise Motoröl, verbunden ist.
• Entsprechend einem weiteren Kennzeichen der vorliegenden Erfindung haben Steuernocken 36 der Auslaßventile 3 ein wie im Detail in Fig. 3 gezeigtes, modifiziertes Profil.
• Ein solches Profil besteht im wesentlichen aus einem ersten Abschnitt 56 mit Nullhub (d.h. durch einen Teil des Nockengrundkreises definiert), der im wesentlichen dem überwiegenden Ansaugtakt der relevanten Brennkraftmaschine entspricht, aus einem zweiten Abschnitt 57 mit konstantem, reduziertem Hub, der eine zu dem letzten Stadium des Ansaugtaktes und zu Verdichtungs- und Arbeitstakt äquivalente Winkelbreite aufweist und aus einem dritten Arbeitsabschnitt 58 mit einem konvexen Nocken, im wesentlichen dem Auslaßtakt entsprechend und einen Ventilhubverlauf konventionellen Typs definierend.
• Abschnitt 56, 57 und 58 des Profils sind offensichtlich einer mit dem anderen so verbunden, daß hohe Beschleunigung des Kipphebels 18 vermieden wird.
• Ventilspielseinstellung durch Schraube 30 wird nicht mit Bezug auf den Grundkreis durchgeführt, wie im Falle konventioneller Nockenprofile, sondern mit Bezug auf den zweiten Abschnitt 57 von Nocken 36. Mit der Brennkraftmaschine in normalem Betrieb ist demzufolge das Ventilspiel ziemlich klein, äquivalent zu dem optimalen Einstellwert, der erreicht wird, wenn Laufrolle 27 von Kipphebel 28 mit dem zweiten Abschnitt 57 von Nocke 36 zusammenwirkt, ein Spiel g (das heißt, eine Entfernung zwischen Kopf 32 und seinem entsprechenden Sitz 33 auf Querelement 19) im Gegensatz dazu merklich größer, wenn Laufrolle 27 auf Kipphebel 18 mit erstem Abschnitt 56, d.h. mit dem Grundkreis von Nocken 36 zusammenwirkt. Entsprechend einem weiteren Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist Turbine 12 vom Typ variabler Geometrie, damit sich die höchstmögliche Effektivität ergibt, wenn sich der Abgasstrom verändert. Diese Variation in der Turbinengeometrie wird auf konventionellem Weg erreicht und im einzelnen, hier nicht gezeigt, durch eine pneumatische Betätigungseinrichtung 59 (Fig. 8), gesteuert durch eine zweite Gruppe von elektrisch gesteuerten Proportionalventilvorrichtungen 60, die mit einer Druckluftquelle 64 verbunden sind.
• Beide, erste und zweite Ventilvorrichtung 54 und 60, werden durch eine elektronische Steuereinheit 64, die eine Mikroprozessor-Verarbeitungsvorrichtung 68 umfaßt, durch relevante Signale 73, 74 geführt.
• Die Steuereinheit 64 ist mit einer elektrischen Speiseleitung 66 mit einem durch den Zündschlüssel betätigten Schalter 66' verbunden, an den Leitung 68 ein Eingangssignal 67 liefert, wobei Leitung 68 mit einem bistabilen Schalter 69 ausgestattet ist, der manuell betätigt werden kann, um die kontinuierliche Bremsvorrichtung einzubringen, vorzugsweise durch einen auf dem Armaturenbrett im Führerhaus angebrachten Druckknopf.
• Ein weiteres Eingangssignal 70 wird zur Steuereinheit 64 geliefert, die Motordrehzahl indizierend, und z.B. aus irgendeinem bekannten Typ von Geschwindigkeitsfühlern entspringend, ebenso wie ein Eingangssignal 71, die Stellung des Gaspedals indizierend.
• Fig. 9 zeigt ein logisches Blockdiagramm von den durch Steuereinheit 64 ausgeführten Steuerzyklen für sowohl die hydraulische Betätigungseinrichtung 46 als auch Turbine 12.
• Von einem Startblock 75 aus gehen wir weiter zu einem ersten Abfrageblock 76 für den Zustand des Signal 67; wenn letzteres aktiv ist, d.h., wenn Schalter 69 durch den Führer betätigt wurde, wird ein nachfolgender Auswerteblock 77 für Signal 71 erreicht, wenn nicht, ein Kreislaufende-Block 78.
• Sollte Signal 71 dem losgelassenen Zustand des Gaspedals entsprechen, wird ein nachfolgender Block 79 erreicht, der den Wert des Signals 70 mit den in der Steuereinheit 64 gespeicherten Referenzwerten vergleicht.
• Genauer wird dieser Vergleich mit mehreren Referenzwerten durchgeführt, die z.B. äquivalent zu entsprechend 60% und 120% der Drehzahl der maximalen Leistung der Brennkraftmaschine sind. Wenn Signal 70 in einen solchen Bereich vonreferenzwerten fällt, werden nachfolgende Betätigungsblöcke 80 und 81 erreicht, entsprechend für Steuersignal 73 der ersten Ventilvorrichtung 54 und für Steuersignal 74 der zweiten Ventilvorrichtung 60 und, von diesen weiter zum Kreislaufende; wenn nicht, wird Kreislaufende direkt von Block 78 erreicht.
• Im einzelnen hängt der durch Steuereinheit 64 erzeugte Wert des Signals 74 von dem Wert des Signals 70 und/oder von dem Wert anderer, durch die Steuereinheit 64 entsprechend eines in dieser Steuereinheit gespeicherten Kennfeldes empfangener Parameter ab.
• Vorrichtung 2 und die relevanten Teile der Brennkraftmaschine 1 arbeiten wie folgt.
• In normaler Benutzung ist die hydraulische Betätigungseinrichtung 46 der Vorrichtung 2 nicht aktiv; Kolben 48 liegt demzufolge in seiner unteren Totpunktposition, während Betätigungshebel 45 und Buchse 38 in einer Position liegen,wie zuvor beschrieben und in Fig. 1 und in Fig. 2 durch die gestrichelten Teile gezeigt. Fig. 5 zeigt - gestrichelter Teil - die übereinstimmende Minimalhubposition des Kipphebels 18, der auf Achse A dreht.
• Die Betätigung der hydraulischen Betätigungseinrichtung 46, entsprechend der vorangehenden Beschreibung, ist von der folgenden Kombination von Bedingungen abhängig: Betätigter Schalter 69, losgelassenes Gaspedal und Drehzahl der Brennkraftmaschine zwischen 60% und 100% von der der maximalen Leistung.
• Diese Betätigung veranlaßt Kolben-Antriebsstange 49 vorzuspringen und demzufolge Betätigungshebel 45 und exzentrische Buchse 38 um Achse O zu drehen. Buchse 38 bewegt sich zu einer solchen Position wie in Fig. 4 dargestellt - gestrichelter Teil - und Achse 24 des Kipphebels wird demzufolge durch Bewegen parallel zu sich selbst entlang eines Umfangs mit Radius O in eine Position A' versetzt.
• Das Absenken von Gelenkachse 24 des Kipphebels 18 (Fig. 5, gestrichelter Teil) veranlaßt, daß Ventilspiel g reduziert wird. Im einzelnen sind die Abmessungen der verschiedenen Teile des Systems 2 dergestalt, daß das Spiel g fast vollständig wiedergewonnen wird, das heißt, daß ein sehr begrenztes Spiel g' erhalten bleibt, äquivalent zu dem optimalen Einstellwert, wenn Laufrolle 27 mit Abschnitt 56 (Grundkreis) von Nocken 36 zusammenwirkt.
• Am Ende des Betätigungshubes von Betätigungseinrichtung 46, das heißt, wenn die der Kolben-Antriebsstange 49 entgegenstehende Last am höchsten ist, ist Nut 51 horizontal; unter einer solche Bedingung ist demzufolge die radiale Komponente dieser Last auf der Kolbenantriebsstange Null.
• Die Brennkraftmaschine wird automatisch durch Abtrennen des Systems 1 durch Schalter 69 in ihre normale Betriebsbedingung zurückgeführt. Bei Abwesenheit von hydraulischer Speisung an hydraulischer Betätigungseinrichtung 46 sind die auf den Kipphebel 18 wirkenden Kräfte (im wesentlichen die elastischen Kräfte der Federn 13 der Ventile 3 und Masseträgheitsmomente) genug, um Buchse 38 zu veranlassen, in ihre normale Betriebsposition zurückzukehren.
• Die Absicht der Öffnung 48' in Kolben 48 der hydraulischen Betätigungseinrichtung 46 ist die, den Ölstand in der oberen Kammer 53 von Zylinder 47 hoch zu halten, um einen stabilisierenden Effekt dieses Kolbens zu schaffen, wenn die hydraulische Betätigungseinrichtung 46 in einer nicht aktiven Position ist.
• Das Diagramm aus Fig. 6 zeigt den Effekt des Eingriffes von Vorrichtung 2 auf den Hub der Ventile 3. Dieses Diagramm zeigt auf der Abszisse die Werte des Drehwinkels der Antriebswelle vom Beginn des Ansaugtaktes und auf der Ordinate die Ventilhubwerte der Auslaßventile und, lediglich zu Vergleichszwecken, die der Einlaßventile (strichpunktierte Kurve).
• Buchstaben a, b, c und d bezeichnen jeweils die Ansaug-, Verdichtungs-, Arbeits- und Auslaßstadien.
• Im einzelnen illustriert die durchgezogene Kurve den normalen Betrieb der Brennkraftmaschine, bei dem die Vorrichtung 2 nicht aktiv ist. Unter solchen Bedingungen ist es einfach zu bemerken, daß der zweite Abschnitt 57 der Nocke 36, mit konstantem, reduziertem Hub, die Ventile 3 überhaupt nicht beeinflußt, da auf Grundlage des mit Bezug auf die Ventilspieleinstellung oben genannten, der durch diesen Abschnitt ausgeübte Hub nur veranlaßt, daß das Spiel g wiedergewonnen wird.
• Während des Auslaßtaktes veranlaßt der dritte Abschnitt 58 von Nocken 36 das Ventil 3 sich zu öffnen, und darauffolgend wieder zu schließen, in ziemlich konventioneller Art.
• Die gestrichelte Kurve bezeichnet dahingehend das Muster der Hübe, sollte Vorrichtung 2 betrieben werden.
• In einem solchen Fall, da Spiel g im wesentlichen durch Veränderung der Position der Achse 24 von Kipphebel 18 wiedergewonnen wird, ist der Ventilhub nur während des Ansaugtaktes immer noch Null, wobei Laufrolle 27 des Kipphebels 18 mit Abschnitt 56 (Grundkreis) von Nocken 36 zusammenwirkt; vor dem Beginn des Verdichtungstaktes, d.h. wenn der aktive Teil von Nocken 36 sich von Abschnitt 65 zu Abschnitt 57 weiterbewegt, entspricht die Öffnung der Auslaßventile 3 dem Hub des Abschnitts 57.
• Ventile 3 werden während Verdichtungs- und Arbeitstakt in der Position über reduziertem und konstantem Hub gehalten; die durch Abschnitt 58 von Nocken 36 bestimmten Hubmuster während des Auslaßtaktes sind konventionell, wobei das leichte und konstante, aufgrund von Vorrichtung 2 erfolgende Anwachsen besagten Hubes dazu führt, daß Spiel reduziert wird.
• Die Auswirkungen des von kinematischen Gesichtspunkten beschriebenen Betriebes der Vorrichtung 2 auf das Arbeitsspiel der Brennkraftmaschine können nun einem Studium unterworfen werden.
• Während des Ansaugtaktes sind die Auslaßventile 3 geschlossen. Dies verhindert, daß warme, durch den Auslaß komprimierte Gase zurückfließen, was aktive Arbeit auf den Kolben verursachen würde; demzufolge wird ermöglicht, daß die aus der durch den Kolben geleisteten (negativen) Ansaugarbeit entstehende Bremskraft voll ausgenutzt wird.
• Das in Fig. 6 enthaltene Diagramm zeigt zu Vergleichszwecken den Verlauf der Ventilhübe über den Kurbelwinkel in einer mit einer solchen kontinuierlichen Bremsvorrichtung ausgestatteten Brennkraftmaschine entsprechend der vorliegenden Erfindung, aber konventionelle Nockenprofile darstellend, das heißt, ein kreisförmiges Profil mit bis auf Abschnitt 58 konstantem Radius. Die durchgezogene Linie repräsentiert, wie in Fig. 7, das Hubmuster in normalem Betrieb, die gestrichelte Linie repräsentiert dieses Muster nach Betätigung des Systems 2.
• Durch das Vergleichen des Diagrammes der Fig. 6 mit dem der Fig. 7, ist es möglich zu beobachten, daß das Auslaßventil während des Ansaugtaktes öffnet, entsprechend mit obigen Nachteilen.
• Kurz vor unterem Totpunkt öffnen die Auslaßventile, demzufolge Gasen den Rückfluß aus dem Abgassammler ermöglichend; dies führt zu einem Aufladeeffekt, das heißt einer zusätzlichen Füllung des Zylinders. Ein solcher Effekt, der durch das erste Stadium des Verdichtungstaktes hindurch andauert, bis der innere Druck des Zylinders gleich dem dem Abgassammler ist, ist bei niedrigen Drehzahlen besonders vorteilhaft, da er eine höhere Kompressionsleistung ermöglicht (und demzufolge eine höhere Bremsleistung), demzufolge die niedrige Wirksamkeit der Turbine bei niedriger Drehzahl ausgleichend.
• Während des Verdichtungstaktes sind die Auslaßventile offen, um die Verdichtungsenergie dadurch zu dissipieren, daß sie von dem Zylinder zu dem Abgassammler fließt und demzufolge den Druck in dem Zylinder reduziert.
• Während des Arbeitstaktes erlaubt es das Öffnen der Einlaßventile, die Dissipation der Verdichtungsenergie zu vollenden und, während des letzten Abschnittes des Taktes, das Gas aus dem Auslaß zu ziehen; demzufolge können Saugdrücke in dem Zylinder verringert und demzufolge auch Ölverbrauch reduziert werden, da dieses Öl aufgrund des Saugdruckes in den Zylinder zurückfließen würde.
• Während des Auslaßtaktes sind die Auslaßventile in konventioneller Art offen, um es den in dem Zylinder 9 enthaltenen Gasen zu erlauben, zu dem Abgassammler bewegt zu werden. Während dieses Auslaßtaktes bringt die Brennkraftmaschine mehr Bremsleistung aus, um den Rückdruck zu überwinden, der in dem Abgassammler durch die Turbine 12 erzeugt ist.
• Die Turbine variabler Geometrie 12, deren Struktur bereits bekannt ist, wird so benutzt und geregelt, daß in dem Abgassammler ein erheblicher Druck erzeugt wird: dieser Druck führt dazu, daß die Zylinder durch die Auslaßventile hindurch am Ende von sowohl Ansaug- als auch Arbeitstakt aufgeladen werden, wie vorhergehend erwähnt, demzufolge die während des Auslaßtaktes erzeugte Bremsleistung steigernd.
• Des weiteren treibt die Turbine den Lader in bekannter Weise, demzufolge die mechanische Energie bereitstellend, die benötigt wird, um die Luft in dem Ansaugsammler zu verdichten; je größer die Menge der entzogenen Luft, desto größer ist die dissipierte Verdichtungsleistung und demzufolge desto höher die Bremsleistung.
• Das Vorhergehende belegt in klarer Weise die dank sowohl der Benutzung der Vorrichtung 2 als auch der besonderen Konfiguration der Nocken 36 mit der Brennkraftmaschine 1 verbundenen Vorteile.
• Im einzelnen kann eine hohe Bremsleistung bei niedrigen Motordrehzahlen erzielt werden, auch mit zusätzlicher Aufladung, aber ohne irgendein schädliches Überhitzen der Brennräume.
• Schließlich können Abwandlungen und Veränderungen, wie sie in den Bereich der vorliegenden Erfindung fallen, offensichtlich an der hier im obigen beschriebenen Brennkraftmaschine vorgenommen werden. Im einzelnen können z.B. Steuervorrichtungen analogen Typs vorgesehen werden, um es zu ermöglichen, daß die Bremsleistung durch das Ändern der Geometrie der Turbinen 12 geregelt wird.
• Weiterhin kann diese Turbine durch eine konventionelle Turbine mit fester Geometrie oder mit einem Drosselventil in dem Abgassammler ersetzt werden.
• Schließlich können die Anzahl der Zylinder der Brennkraftmaschine, die Anzahl der Ventile jedes Zylinders und die besonderen Arten der Ausführungsform der Steuerung dieser Ventile geändert werden.

Claims (12)

1. Endotherme Brennkraftmaschine für ein Nutzfahrzeug, mit:

- einer Vielzahl von Zylindern, die jeweils zumindest ein Auslaßventil (3) aufweisen, das zum Zusammenwirken mit einer mit einem Abgassammler (10) kommunizierenden Öffnung ausgebildet ist;

- zumindest einer Nockenwelle (37), die mit einer Vielzahl von Nocken (36) ausgestattet ist, die die Auslaßventile (3) durch ihnen entsprechende, um ihre Achse (24) oszillierende Kipphebel (18) steuern; und

- eine kontinuierliche Bremsvorrichtung (2), mit der eine zusätzliche Öffnung der Auslaßventile (3) kontrollierbar ist, um die in diesen Zylindern erzeugte Kompressionsenergie zu dissipieren, wobei die Nocken (36) ein Profil aufweisen, das besteht aus einem ersten Abschnitt (56) mit Nullhub, einem zweiten Abschnitt (57) mit konstantem, reduziertem Hub und einem dritten nockenförmigen Abschnitt (58), der dem Auslaßtakt des jeweiligen Zylinders entspricht und die kontinuierliche Bremsvorrichtung eine erste Betätigungseinrichtung (46) umfaßt, mit der der Kipphebel (18) von einer ersten normalen Betriebsposition (A), entsprechend der der Wert des Spiels (g) zwischen den Kipphebeln (18) und den Ventilen (3) groß genug ist, um den zweiten Abschnitt (57) der Nockenprofile ohne Wirkung sein zu lassen, in eine zweite Bremsposition versetzbar ist, entsprechend der der Wert (g') des Spiels derart vermindert wird, daß der zweite Abschnitt (57) des Profils aktiviert wird, wobei die erste Betägigungseinrichtung (46) den Kipphebel (18) kontinuierlich in der zweiten Bremsposition hält, wenn die kontinuierliche Bremsvorrichtung (2) aktiviert ist, dadurch gekennzeichnet, daß

der erste Abschnitt (56) des Nockenprofils mit einem ersten Stadium des Ansaugtaktes des jeweiligen Zylinders und der zweite Abschnitt (57) des Nockenprofils mit dem letzten Stadium des Ansaugtaktes und mit sowohl Verdichtungs- als auch Arbeitstakt des jeweiligen Zylinders übereinstimmt, wobei der zweite Abschnitt (57) des Nockenprofils dazu führt, daß zusätzliches Öffnen der Auslaßventile (3) während des letzten Stadiums des Ansaugtaktes und sowohl Verdichtungs- als auch Arbeitstaktes des jeweiligen Zylinders konstant gehalten wird, wenn die kontinuierliche Bremsvorrichtung (2) aktiviert ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipphebel (18) auf einer festen Achse (39) durch zumindest eine exzentrische Buchse (38) gelenkig gelagert sind.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierliche Bremsvorrichtung (2) zumindest einen einstückig mit der exzentrischen Buchse (38) ausgebildeten Betätigungshebel (45) umfaßt.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung zumindest ein mit dem Betätigungshebel (45) verbundenes fluidisches Stellglied (46) umfaßt, um eine Drehung der exzentrischen Buchse (38) um die feste Achse (39) zu erwirken.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das fluidische Stellglied einen mit zumindest einer Öffnung (48') ausgestatteten Kolben (48) umfaßt, um ein Arbeitsfluid zum Vorbeiströmen zu veranlassen.

6. Brennkraftmaschine nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Betätigungseinrichtung (46) Motoröl als Arbeitsfluid verwendet.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (49) mit Betätigungshebel (45) durch einen in einer länglichen, an einem Ende des Betätigungshebels (45) liegenden Nut (51) gleitenden Stift (50) verbunden ist; wobei die Nut (51) derart geneigt ist, daß sie horizontal liegt, wenn der Betätigungshebel (45) durch die Betätigungseinrichtung (46) gedreht wird.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Druckerzeugungseinrichtung (12) des Abgassammlers (10).

9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerzeugungseinrichtung eine Turbine (12) zum Aufladen der Brennkraftmaschine umfaßt.

10. Brennkraftmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (12) eine vom Typ mit variabler Geometrie ist.

11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine zweite fluidische Betätigungseinrichtung (59), um die Geometrie der Turbine (12) zu regeln.

12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine erste, elektrisch gesteuerte Ventileinrichtung (54), um die erste Betätigungseinrichtung (46) zu betätigen, eine zweite, elektrisch gesteuerte Ventileinrichtung (60), um die zweite Betätigungseinrichtung (59) zu betätigen und eine elektronische Steuereinrichtung (64) der ersten und zweiten Ventileinrichtungen (54, 60).