DE920695C

DE920695C - Viertakt-Fahrzeugmotor mit erhoehter Bremswirkung

Info

Publication number: DE920695C
Application number: DEK17153A
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl-Ing Elwert
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1953-02-22
Filing date: 1953-02-22
Publication date: 1954-11-29

Description

Viertakt-Fahrzeugmotor mit erhöhter Bremswirkung Bei Viertakt-Fahrzeugmotoren, die zum Bremsen des Fahrzeuges herangezogen werden, sind verstellbare Drosselklappen in der Auspuffleitung zur Erzeugung eines Gegendruckes für erhöhte Bremswirkung bekannt. Der Gegendruck kann jedoch 2 bis 3 atü nicht übersteigen, weil sonst die Auslaßventile durch die Belastung der gespannten Bremsluft auf die Rückseite des Ventilkegels gegen die Kraft der Ventilfeder nach dem Zylinderinnern zu geöffnet werden, was vermieden werden soll, da die Auslaßventile wie automatische Ventile nach Verdichtungsbeginn hart in dem Sitz aufschlagen.
Insbesondere bei Fahrzeugdieselmotoren mit großen Gewichten von Fahrzeugen und Ladegut sollte die Bremswirkung des Motors wesentlich gesteigert werden. Fahrzeugdieselmotoren sind für einen Verbrennungsdruck von 8o bis ioo atü bemessen, so daß im Vergleich dazu der übliche Bremsgegendruck von nur 2 bis 3 atü äußerst niedrig ist und mit Rücksicht auf die Festigkeit des Motors und auch der Kupplung, des Getriebes und der Kraftübertragung wesentlich gesteigert werden könnte.
Zweck der Erfindung ist, wesentlich gesteigerte Gegendrücke durch Maßnahmen zu ermöglichen, die verhindern, daß die Auslaßventile durch den Gegendruck der Bremsluft geöffnet werden können.
Die Erfindung besteht darin, daß der Federteller des Auslaßventils als Kolben ausgebildet ist und in einem unten geschlossenen Zylinder sich bewegt, in den Bremsluft mit dem Gegendruck geführt wird. Der Durchmesser dieses Federtellers ist so groß wie der Durchmesser des Auslaßventilkegels. Die Kraft der Bremsluft auf die Rückseite des Auslaßventilkegels im öffnenden Sinne ist ausgeglichen durch die Kraft der Bremsluft auf den Federteller im schließenden Sinne.
Durch die Erfindung ist es möglich, den Gegendruck und damit die Bremswirkung des Motors fast beliebig zu steigern. Wird der Gegendruck beispielsweise auf io atü gesteigert, so ergibt die Bremswirkung des Motors zusammen mit den sonstigen Reibungs- und Pumpverlusten einen Bremsmitteldruck von etwa 12 kg/cm2. Dies entspricht dem Nutzmitteldruck eines aufgeladenen Viertakt-Fahrzeugdieselmotors, dessen erhöhte Motorleistung auch eine erhöhte Bremswirkung verlangt. Diese Bremswirkung ist unabhängig von der Drehzahl im Gegensatz zu Wirbelbremsen. Die Radbremsen sind dabei erwünschterweise stark entlastet und nur für den Notfall und zum Stillsetzen des Fahrzeuges benötigt.
Damit in den Zylinderraum unterhalb des Auslaßventilfedertellers keine heißen Abgase eindringen können, erfolgt die Zuführung der Bremsluft erfindungsgemäß über eine längere, eventuell mit Kühlrippen versehene Rohrleitung beispielsweise von der Auspuffdrosselklappe aus. Bei Mehrzylindermotoren führt eine einzige Zuführungsleitung die Bremsluft allen Zylindern des Motors zu, da die Räume unter den Ventilfedertellern miteinander durch Leitungen in Verbindung stehen. Ein kleines Überdruckventil am Ende einer solchen Verbindungsleitung sorgt für die Entlüftung dieser Zylinderräume jeweils beim Bremsen, wobei alle Kondensate aus den Abgasen ins Freie ausgeblasen werden. Dieses Überdruckventil ist auf einen höheren als den Abgasdruck bei Motorbetrieb eingestellt.
Für eine Erleichterung des Einbaus und der Kontrolle der Auslaßventilfeder kann der Zylinder für den Auslaßventilfederteller als gesonderte, nach oben ausbaubare Zylinderbüchse ausgebildet sein. Trotz des mehrfach gesteigerten Gegendruckes ist die Steuerung der Auslaßventile beim Bremsen nicht stärker belastet als ohne Bremswirkung. Würden die Federn des Auslaßventils verstärkt, so würde einer Verdoppelung der Federkraft auch nur eine Verdoppelung des Gegendruckes von 2 bis 3 auf q, bis 6 atü entsprechen und die Ventilsteuerung dauernd auch im Motorbetrieb wesentlich stärkeren Kräften ausgesetzt sein.
Bei Motoren mit Aufladung durch Abgasturbolader kann die Auspuffdrosselklappe vor der Abgasturbine angeordnet sein, wenn die Abgasturbine vor dem wesentlich erhöhten Gegendruck der Bremsluft geschützt werden soll, oder nach der Abgasturbine, wenn die Auspuffdrosselklappe nicht der erhöhten Temperatur der gespannten Abgase ausgesetzt werden soll.
Die Erfindung eignet sich gleich gut für Viertakt-Fahrzeugmotoren mit Wasser- oder Luftkühlung.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt Abb. i einen Schnitt durch den oberen Teil eines Zylinders eines Viertakt-Fahrzeugmotors mit Einlaß- und Auslaßventil, Abb. 2 schematisch die Anordnung der Verbindungsleitungen für die Bremsluft zwischen den Auslaßventilen eines Vierzylindermotors mit einem Überdruckventil am einen Ende einer Verbindungsleitung.
Es bezeichnet i den Zylinder, der mit dem Zylinderkopf 2 in einem Stück gegossen ist. Im Zylinderkopf befinden sich das Einlaßventil 3 und das Auslaßventil q.. Die Ventile 3 und q. sind hängend angeordnet und werden in bekannter Weise durch Kipphebel angetrieben, die der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. Die Kipphebel wirken auf die oberen Enden 5 der Ventilschäfte 6 und 7. Der zum Einlaßventil 3 führende Einlaßkanal ist mit 8 bezeichnet. Der vom Auslaßventil q. zur Auspuffleitung 9 führende Kanal ist mit io bezeichnet. Die beiden Ventile 3 und q. sind durch Federn i i und 12 belastet, die sich unten über Federteller 13 gegen den Zylinderkopf 2 und oben gegen Federteller 14. bzw. 15 abstützen, die auf den Ventilschäften 6 bzw. 7 sitzen. Gegenüber dem Ventilteller 14. weist der Ventilteller 15 die Besonderheit auf, daß er gleichzeitig als Kolben ausgebildet ist und in einem unten geschlossenen Zylinder 16 bewegt wird. Zweck guter Abdichtung ist der Kolben 15 mit einem Kolbenring 17 ausgerüstet. Der Durchmesser des Kolbens 15 ist so groß wie der Durchmesser D des Ventilkegels des Auslaßventils q.. Der Zylinder 16 ist als besonderes Stück ausgebildet und kann nach oben ausgebaut werden. Dies ist aus Einbaugründen für das Auslaßventil q. bzw. dessen Feder 12 von Bedeutung. Der Raum 18, der durch den Zylinderkopf 2, den Zylinder 16 und den Kolben 15 eingeschlossen wird und in dem sich die Ventilfeder 12 befindet, ist über eine Leitung i9 an das Auspuffrohr 9 angeschlossen. In diesem Auspuffrohr 9 befindet sich hinter dem Anschluß 2o der Leitung i9 eine Drosselklappe 21, die eine Bremsdrosselklappe ist. Bei geschlossener Drosselklappe 21 kann die verdichtete Bremsluft also durch die Leitung i9 in den Raum 18 eintreten und dort den als Kolben ausgebildeten Ventilteller 15 zusätzlich zu der Belastung durch die Feder 12 belasten. Hierdurch ist es, wie eingangs erwähnt, möglich, den Gegendruck und damit die Bremswirkung des Motors fast beliebig zu steigern.
Damit die verdichtete Luft nicht in erwärmtem Zustand in den Raum 18 eintritt, ist es zweckmäßig, der Leitung i9 eine gewisse Länge zu geben und gegebenenfalls Kühlrippen 22 auf ihr anzuordnen. Wie die Abb. 2 zeigt, kann bei Mehrzylindermotoren für alle Motorzylinder eine einzige Zuführungsleitung 23 für die Bremsluft vorgesehen werden, wobei die geschlossenen Räume 18 der einzelnen Zylinder miteinander durch Leitungen 24. verbunden sind. An einem Ende der Leitung 24 befindet sich ein kleines Überdruckventil 25, welches auf einen höheren Druck als den Abgasdruck bei Motorbetrieb eingestellt ist und zur Entlüftung der Räume 18 dient. Die Erfindung ist mit allen ihren Vorteilen auch für Fahrzeugmotoren anwendbar, die mit Abgasturbolader arbeiten. Bei solchen Motoren wird die Auspuffdrosselklappe 21 zweckmäßig hinter dem Abgasturbolader angeordnet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Viertakt-Fahrzeugmotor mit verstellbarer Drosselklappe in der Auspuffleitung zur Erzeugung eines Gegendruckes für erhöhte Bremswirkung, insbesondere Fahrzeugdieselmotor, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung wesentlich gesteigerten Gegendruckes der Federteller des Auslaßventils als Kolben ausgebildet ist und sich in einem unten geschlossenen Zylinder bewegt, in den die Bremsluft mit dem Gegendruck geführt wird.
2. Viertakt-Fahrzeugmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des als Kolben ausgebildeten Federtellers des Auslaßventils so groß ist wie der Durchmesser des Auslaßventilkegels.
3. Viertakt-Fahrzeugmotor nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Kolben ausgebildete Federteller des Auslaßventils einen Kolbenring aufweist.
4. Viertakt-Fahrzeugmotor nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder, in dem sich der Federteller des Auslaßventils bewegt, als gesonderte, nach oben ausbaubare Zylinderbüchse ausgebildet ist.
5. Viertakt-Fahrzeugmotor nach einem der Ansprüche i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Bremsluft in den geschlossenen Zylinder unter dem Federteller des Auslaßv entils über eine längere, gegebenenfalls mit Kühlrippen versehene Rohrleitung, beispielsweise von der Auspuffdrosselklappe aus, erfolgt.
6. Viertakt-Fahrzeugmotor nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Mehrzylindermotoren eine einzige Zuführungsleitung die Bremsluft allen Motorzylindern zuführt und daß die geschlossenen Zylinder unter den Federtellern der Auslaßventile miteinander durch Leitungen verbunden sind.
7. Viertakt-Fahrzeugmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am einen Ende einer solchen, die geschlossenen Zylinder unter den Federtellern verbindenden Leitung ein kleines Überdruckventil angeordnet ist, das auf einen höheren Druck als den Abgasdruck bei Motorbetrieb eingestellt ist und zur Entlüftung dieser Räume durch die Bremsluft dient. B. Viertakt-Fahrzeugmotor nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Maßnahmen nach Anspruch i bis 7 für erhöhte Bremswirkung bei Viertakt-Fahrzeugmotoren mit Abgasturbolader für erhöhte Motorleistung angeordnet sind. g. Viertakt-Fahrzeugmotor nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fahrzeugmotoren mit Abgasturbolader die Auspuffdrosselklappe hinter dem Abgasturbolader angeordnet ist.