EP0822321A1 - Method for slowing down a 4 stroke internal combustion engine, in particular, when used for vehicle propulsion - Google Patents
Method for slowing down a 4 stroke internal combustion engine, in particular, when used for vehicle propulsion Download PDFInfo
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- F01L13/06—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for braking
Definitions
- the invention relates to a method for braking a Four-stroke internal combustion engine according to the preamble of Claim 1, and a motor vehicle by an internal combustion engine is driven by this method can be braked.
- From DE-PS 34 28 626 is an actuator for an engine brake on a four-stroke internal combustion engine known, which is a throttle valve arranged in the exhaust pipe and an additional exhaust valve for each cylinder Blowing compressed air into the exhaust pipe.
- a throttle valve arranged in the exhaust pipe and an additional exhaust valve for each cylinder Blowing compressed air into the exhaust pipe.
- the object of the invention is to provide a method with which an internal combustion engine of the generic type faster and can be slowed down more effectively than with the Known engine brake is the case, so that this Internal combustion engine driven vehicle in particular Emergency can quickly be brought to a standstill. A however, rapid braking can also occur with a stationary one Internal combustion engine matter if any of these driven device must be shut down quickly.
- the pistons a high, driving back during the compression cycle Combustion pressure exerted extremely fast Braking the engine causes.
- the exhaust valves can have additional, e.g. from the above DE-PS 34 28 626 known, electrically or by a pressure medium be actuatable valves or normal gas exchange exhaust valves, if their tax times are changed like this able that the desired opening start is reached.
- the triggering of premature combustion can be in Otto internal combustion engines by bringing the Ignition point take place, that far beyond the usual early ignition goes out, and with diesel internal combustion engines corresponding early injection, which in turn is well before the early injection due to ignition delay takes place.
- diesel engines can also be used an ignition aid e.g. in the form of an ignition or Glow plug can be provided.
- a Device proposed that a device for early adjustment the ignition timing and / or the injection timing and if necessary to open at least one Exhaust valve per cylinder and an emergency switch for Activate this device, by its operation a the normal regulation for the ignition timing or control overriding the injection timing and if necessary, the exhaust valves at the right time be opened.
- the emergency switch possibly triggered an optical or acoustic signal will.
- the emergency switch In a motor vehicle using an internal combustion engine the above device is driven, the emergency switch arranged in the driver's compartment.
- the emergency switch should of course be attached in such a way that it not accidentally and on the other hand not only from Driver, but also operated by a passenger can.
- a four-stroke Otto engine 1 has a cylinder block 2 with cylinders 3 and pistons 4 and a cylinder head 5 in which, in addition to the usual gas exchange inlet and exhaust valves, an additional, for example pneumatically or hydraulically controlled Exhaust valve 7 (Fig. 2) is arranged.
- the cylinder head 5 also contains the camshaft for actuating the gas exchange valves and the schematically illustrated injection and Ignition system 6, which is operated by electronics 8 in normal operation is regulated.
- a separate electronic Regulator 9 is provided, which is operated by an emergency switch 10 activated for example in the dashboard 11 of the vehicle can be and on the one hand the ignition timing regardless of the setting by the electronics 8 in the "early" direction adjusted that the combustion in each cylinder already during the compression cycle, i.e. well before reaching the top dead center of the piston 4, is triggered, and on the other hand the additional at the end of the compression cycle Exhaust valve 7 opens. Due to premature combustion on the piston 4 a restoring combustion pressure, the causes the internal combustion engine to brake quickly. By the opening of the additional exhaust valve 7 towards the end of Compression cycle is avoided that after going through the top dead center a driving pressure force on the piston 4 acts.
- the additional exhaust valve 7 shown in Fig. 2 blocks in the closed state, a channel 12 which is not connected to the cylinder space shown is connected and from which a Channel 13 goes out to the outlet channel, not shown the internal combustion engine 1 or to the turbine of an exhaust gas turbocharger is guided, the one adapted to the braking operation can have a narrow flow cross-section.
- the valve 7 is acted upon by a spring 14 in the closing direction and carries a control piston 15 which is slidable in one Cylinder 16 sits and a pressure chamber 18 with a cover 17 limited by a port 19 a pressure medium can be supplied to open the valve 7.
- the Supply of the pressure medium is controlled by the controller 9.
- the additional outlet valve 7 can be omitted if the Internal combustion engine with a valve train with variable Control times is equipped and the gas exchange exhaust valves can be controlled by the controller 9 so that they are opened at the end of the compression cycle.
- the controller 9 can activate a signal device 20 which when actuating the emergency switch 10, an optical or acoustic signal triggers
- the controller 9 does not need the injection and Ignition system 6 to act, but it can instead have a Line 28 are connected to the electronics 8 and this influence accordingly ..
- combustion occurs triggered during the compression stroke that the Fuel injection accordingly long before reaching the top dead center of the piston.
- an ignition aid e.g. in the form of a spark or glow plug be provided.
- the braking of the internal combustion engine can still do so be accelerated that the dynamic pressure in the exhaust pipe is increased, e.g. through a throttle valve in the exhaust line or with an internal combustion engine an exhaust gas turbocharger, the turbine with a variable Guide vane is provided by adjusting it (see e.g. DE-C 42 32 400).
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbremsen einer Viertakt-Brennkraftmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Kraftfahrzeug, das von einer Brennkraftmaschine angetrieben ist, die nach diesem Verfahren abbremsbar ist.The invention relates to a method for braking a Four-stroke internal combustion engine according to the preamble of Claim 1, and a motor vehicle by an internal combustion engine is driven by this method can be braked.
Aus der DE-PS 34 28 626 ist eine Betätigungseinrichtung für eine Motorbremse an einer Viertakt-Brennkraftmaschine bekannt, die eine in der Abgasleitung angeordnete Drosselklappe und für jeden Zylinder ein Zusatz-Auslaßventil zum Abblasen von verdichteter Luft in die Abgasleitung aufweist. Dabei werden bei Betätigung des Bremspedals die oder einige der Zusatz-Auslaßventile geöffnet und damit die Arbeitsdrücke in dem oder einigen der Zylinder verringert und dann die Drosselklappe geschlossen.From DE-PS 34 28 626 is an actuator for an engine brake on a four-stroke internal combustion engine known, which is a throttle valve arranged in the exhaust pipe and an additional exhaust valve for each cylinder Blowing compressed air into the exhaust pipe. When you press the brake pedal, the or some the additional exhaust valves opened and thus the working pressures decreased in the or some of the cylinders and then the Throttle valve closed.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine Brennkraftmaschine der gattungsgemäßen Art schneller und wirkungsvoller abgebremst werden kann, als dies mit der bekannten Motorbremse der Fall ist, so daß das von dieser Brennkraftmaschine angetriebene Fahrzeug insbesondere im Notfall schnell zum Stillstand gebracht werden kann. Ein schnelles Abbremsen kann jedoch auch bei einer stationären Brennkraftmaschine von Bedeutung sein, wenn eine von dieser angetriebene Vorrichtung schnell stillgesetzt werden muß.The object of the invention is to provide a method with which an internal combustion engine of the generic type faster and can be slowed down more effectively than with the Known engine brake is the case, so that this Internal combustion engine driven vehicle in particular Emergency can quickly be brought to a standstill. A however, rapid braking can also occur with a stationary one Internal combustion engine matter if any of these driven device must be shut down quickly.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the im Characteristic of claim 1 specified features solved.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf die Kolben während des Verdichtungstaktes ein hoher, rücktreibender Verbrennungsdruck ausgeübt, der ein äußerst schnelles Abbremsen der Brennkraftmaschine bewirkt.In the method according to the invention, the pistons a high, driving back during the compression cycle Combustion pressure exerted extremely fast Braking the engine causes.
Um dabei die Ausübung eines antreibenden Verbrennungsdruckes auf die Kolben mit Sicherheit auszuschließen, kann vorgesehen werden, daß gegen Ende dem Verdichtungstaktes mindestens ein Auslaßventil pro Zylinder geöffnet wird.To exercise a driving combustion pressure to exclude the pistons with certainty can be provided be that towards the end of the compression stroke at least one Exhaust valve per cylinder is opened.
Die Auslaßventile können zusätzliche, z.B. aus der genannten DE-PS 34 28 626 bekannte, elektrisch oder durch ein Druckmedium betätigbare Ventile sein oder auch normale Gaswechsel-Auslaßventile, wenn deren Steuerzeiten so verändert werden können, daß der gewünschte Öffungsbeginn erreicht wird.The exhaust valves can have additional, e.g. from the above DE-PS 34 28 626 known, electrically or by a pressure medium be actuatable valves or normal gas exchange exhaust valves, if their tax times are changed like this able that the desired opening start is reached.
Das Auslösen der vorzeitigen Verbrennung kann bei Otto-Brennkraftmaschinen durch entsprechendes Vorverlegen des Zündzeitpunktes erfolgen, das weit über die übliche Frühzündung hinausgeht, und bei Diesel-Brennkraftmaschinen durch entsprechende Früheinspritzung, die wiederum weit vor der wegen des Zündverzuges erfolgenden Früheinspritzung stattfindet. Im Bedarfsfall kann auch bei Diesel-Brennkraftmaschinen eine Zündhilfe z.B. in Form einer Zünd- oder Glühkerze vorgesehen werden.The triggering of premature combustion can be in Otto internal combustion engines by bringing the Ignition point take place, that far beyond the usual early ignition goes out, and with diesel internal combustion engines corresponding early injection, which in turn is well before the early injection due to ignition delay takes place. If necessary, diesel engines can also be used an ignition aid e.g. in the form of an ignition or Glow plug can be provided.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die eine Einrichtung zur Frühverstellung des Zündzeitpunktes und/oder des Einspritzzeitpunktes und gegebenenfalls zum Öffnen mindestens eines Auslaßventils pro Zylinder sowie einen Notfallschalter zum Aktivieren dieser Einrichtung aufweist, durch dessen Betätigung eine die normale Regelung für den Zündzeitpunkt oder den Einspritz-Zeitpunkt übersteuernde Regelung einsetzt und gegebenenfalls die Auslaßventile zum richtigen Zeitpunkt geöffnet werden. Durch Betätigung des Notfallschalters kann gegebenenfalls ein optisches oder akustisches Signal ausgelöst werden.To carry out the method according to the invention, a Device proposed that a device for early adjustment the ignition timing and / or the injection timing and if necessary to open at least one Exhaust valve per cylinder and an emergency switch for Activate this device, by its operation a the normal regulation for the ignition timing or control overriding the injection timing and if necessary, the exhaust valves at the right time be opened. By pressing the emergency switch possibly triggered an optical or acoustic signal will.
Bei einem Kraftfahrzeug, das von einer Brennkraftmaschine mit der vorgenannten Einrichtung angetrieben ist, wird der Notfallschalter im Fahrerraum angeordnet. Der Notfallschalter sollte selbstverständlich so angebracht werden, daß er einerseits nicht versehentlich und andererseits nicht nur vom Fahrer, sondern auch von einem Beifahrer betätigt werden kann.In a motor vehicle using an internal combustion engine the above device is driven, the emergency switch arranged in the driver's compartment. The emergency switch should of course be attached in such a way that it not accidentally and on the other hand not only from Driver, but also operated by a passenger can.
Es kann zweckmäßig sein, die Einrichtung zum Abbremsen der Brennkraftmaschine mit den Mitteln zur Betätigung des Radbremssystems zu koppeln. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, daß das Radbremssystem betätigt ist, wenn die Brennkraftmaschine abgebremst wird, indem die Radbremseinrichtung durch entsprechende Koppelung mittels einer Steuer- bzw. Regelungslogik gleichzeitig mit dem Abbremsen der Brennkraftmaschine aktiviert wird. Umgekehrt kann vorgesehen werden, daß die Intensität des Abbremsens der Brennkraftmaschine, also der Zeitpunkt des Auslösens der vorzeitigen Verbrennung und gegebenenfalls des Öffnens der Auslaßventile, von der Betätigung des Bremspedals oder, falls vorhanden, vom Ansprechen einer Antiblockiereinrichtung beeinflußt wird, um einen größtmöglichen Bremseffekt zu erzielen.It may be appropriate to slow down the device Internal combustion engine with the means for actuating the wheel brake system to couple. This can ensure, for example be that the wheel brake system is actuated when the internal combustion engine is braked by the wheel brake device by appropriate coupling using a Control or regulation logic at the same time as braking the internal combustion engine is activated. Conversely, can be provided that the intensity of the deceleration of the internal combustion engine, thus the point in time at which the premature trigger Burning and, if necessary, opening the Exhaust valves, from the operation of the brake pedal or, if present, from the response of an anti-lock device is influenced to the greatest possible braking effect achieve.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
- Fig. 1
- zeigt schematisch die Anwendung der Erfindung auf eine Fahrzeug-Brennkraftmaschine, und
- fig. 2
- ist ein Teilschnitt des Zylinderkopfes.
- Fig. 1
- shows schematically the application of the invention to a vehicle internal combustion engine, and
- fig. 2nd
- is a partial section of the cylinder head.
Eine Viertakt-Otto-Brennkraftmaschine 1 weist einen Zylinderblock
2 mit Zylindern 3 und Kolben 4 sowie einen Zylinderkopf
5 auf, in dem für jeden Zylinder neben den üblichen Gaswechsel-Einlaß- und Auslaßventilen ein zusätzliches,
beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch gesteuertes
Auslaßventil 7 (Fig. 2) angeordnet ist. Der Zylinderkopf 5
enthält ferner die Nockenwelle zur Betätigung der Gaswechselventile
sowie die schematisch dargestellte Einspritz- und
Zündanlage 6, die im Normalbetrieb von einer Elektronik 8
geregelt wird.A four-stroke Otto engine 1 has a cylinder block
2 with cylinders 3 and
Um insbesondere im Notfall ein schnelles Abbremsen der
Brennkraftmaschine 1 und damit des von dieser angetriebenen
Fahrzeuges zu erreichen, ist ein eigener elektronischer
Regler 9 vorgesehen, der durch einen Notfallschalter 10
beispielsweise im Armaturenbrett 11 des Fahrzeuges aktiviert
werden kann und einerseits den Zündzeitpunkt unabhängig von
der Einstellung durch die Elektronik 8 so in Richtung "früh"
verstellt, daß die Verbrennung in jedem Zylinder schon
während des Verdichtungstaktes, also weit vor Erreichen des
oberen Totpunktes des Kolbens 4, ausgelöst wird, und andererseits
gegen Ende des Verdichtungstaktes das zusätzliche
Auslaßventil 7 öffnet. Durch die vorzeitige Verbrennung wirkt
auf den Kolben 4 ein rücktreibender Verbrennungsdruck, der
ein schnelles Abbremsen der Brennkraftmaschine bewirkt. Durch
das Öffnen des zusätzlichen Auslaßventils 7 gegen Ende des
Verdichtungstaktes wird vermieden, daß nach Durchlaufen des
oberen Totpunktes eine antreibende Druckkraft auf den Kolben
4 wirkt.In order to brake the
Internal combustion engine 1 and thus the one driven by it
Reaching the vehicle is a separate
Das in Fig. 2 dargestellte zusätzliche Auslaßventil 7 sperrt
im geschlossenen Zustand einen Kanal 12, der an den nicht
dargestellten Zylinderraum angeschlossen ist und von dem ein
Kanal 13 ausgeht, der zu dem nicht dargestellten Auslaßkanal
der Brennkraftmaschine 1 oder zu der Turbine eines Abgasturboladers
geführt ist, die einen dem Bremsbetrieb angepaßten
engen Strömungsquerschnitt haben kann. Das Ventil 7
wird durch eine Feder 14 im Schließsinn beaufschlagt und
trägt einen Steuerkolben 15, der verschiebbar in einem
Zylinder 16 sitzt und mit einem Deckel 17 einen Druckraum 18
begrenzt, dem durch einen Anschluß 19 ein Druckmedium
zugeführt werden kann, um das Ventil 7 zu öffnen. Die
Zuführung des Druckmediums wird von dem Regler 9 gesteuert. The
Das zusätzliche Auslaßventil 7 kann entfallen, wenn die
Brennkraftmaschine mit einem Ventiltrieb mit variablen
Steuerzeiten ausgestattet ist und die Gaswechsel-Auslaßventile
durch den Regler 9 so gesteuert werden können, daß
sie zum Ende des Verdichtungstaktes geöffnet werden.The
Der Regler 9 kann eine Signaleinrichtung 20 aktivieren, die
bei Betätigung des Notfallschalters 10 ein optisches oder
akustisches Signal auslöstThe
Bei der dargestellten Verwendung der Brennkraftmaschine 1 zum
Antrieb eines Kraftfahrzeuges kann es zweckmäßig sein, den
Abbremsvorgang der Brennkraftmaschine, der durch Betätigen
des Notfallknopfes 10 und Aktivierung des Reglers 9 ausgelöst
wurde, mit der Betriebsbremse, also mit der vom Bremspedal 21
betätigbaren Radbremsanlage 22, zu koppeln, was in Fig. 1
durch die Leitung 23 angedeutet ist. Damit kann beispielsweise
sichergestellt werden, daß die Radbremsanlage 22 bei
Betätigung des Notfallschalters 10 voll aktiviert ist.In the illustrated use of the internal combustion engine 1 for
Driving a motor vehicle, it may be appropriate
Braking of the internal combustion engine by pressing
of the
Es ist auch möglich, den Abbremsvorgang der Brennkraftmaschine
durch das Bremspedal 21 zu beeinflussen, indem
mittels eines weiteren Reglers 24, der durch die Leitung 25
mit dem Regler 9 verbunden oder in ihm enthalten ist, die
Intensität des Abbremsvorganges verändert, also bei voll
durchgedrücktem Bremspedal die Verbrennung im Verdichtungstakt
so ausgelöst wird, daß der größtmögliche Bremseffekt
erreicht wird, während beim Ansprechen eines etwa vorhandenen
Antiblockiersystems 26, das dem Regler 9 über die Leitung 27
ein entsprechendes Signal zuführt, die Verbrennung später
ausgelöst und/oder das zusätzliche Auslaßventil 7 (oder ein
Gaswechsel-Auslaßventil) früher geöffnet und die Bremswirkung
der Brennkraftmaschine verringert wird.It is also possible to slow down the engine
influenced by the brake pedal 21 by
by means of a
Der Regler 9 braucht nicht direkt auf die Einspritz- und
Zündanlage 6 zu wirken, sondern er kann stattdessen über eine
Leitung 28 mit der Elektronik 8 verbunden werden und diese
entsprechend beinflussen..The
Bei einer Diesel-Brennkraftmaschine wird eine Verbrennung während des Verdichtungstaktes dadurch ausgelöst, daß die Kraftstoff-Einspritzung entsprechend lange vor Erreichen des oberen Totpunktes des Kolbens erfolgt. Im Bedarfsfall kann eine Zündhilfe z.B. in Form einer Zünd- oder Glühkerze vorgesehen werden.In a diesel internal combustion engine, combustion occurs triggered during the compression stroke that the Fuel injection accordingly long before reaching the top dead center of the piston. If necessary, can an ignition aid e.g. in the form of a spark or glow plug be provided.
Das Abbremsen der Brennkraftmaschine kann noch dadurch beschleunigt werden, daß in bekannter Weise der Staudruck in der Auspuffleitung erhöht wird, z.B. durch eine Drosselklappe in der Auspuffleitung oder bei einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader, dessen Turbine mit einem variablen Leitgitter versehen ist, durch Verstellen desselben (siehe z.B. DE-C 42 32 400).The braking of the internal combustion engine can still do so be accelerated that the dynamic pressure in the exhaust pipe is increased, e.g. through a throttle valve in the exhaust line or with an internal combustion engine an exhaust gas turbocharger, the turbine with a variable Guide vane is provided by adjusting it (see e.g. DE-C 42 32 400).
Claims (13)
dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung in den Zylindern während des Verdichtungstaktes ausgelöst wird, so daß vor Erreichen des oberen Totpunktes der Kolben in den Zylindern ein das Abbremsen der Brennkraftmaschine bewirkender Druckanstieg erfolgt.Method for braking a four-stroke internal combustion engine, in particular for driving a vehicle, with at least one exhaust valve per cylinder,
characterized in that the combustion in the cylinders is triggered during the compression stroke, so that before the top dead center of the pistons in the cylinders a pressure increase causing braking of the internal combustion engine takes place.
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