EP1074710B1 - Motorstaubremsvorrichtung - Google Patents

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EP1074710B1
EP1074710B1 EP00115607A EP00115607A EP1074710B1 EP 1074710 B1 EP1074710 B1 EP 1074710B1 EP 00115607 A EP00115607 A EP 00115607A EP 00115607 A EP00115607 A EP 00115607A EP 1074710 B1 EP1074710 B1 EP 1074710B1
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EP
European Patent Office
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engine
exhaust
gas pipe
flap
control unit
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EP00115607A
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EP1074710A3 (de
EP1074710A2 (de
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Gottfried Dipl.-Ing. Raab
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MAN Truck and Bus Osterreich AG
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MAN Steyr AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/04—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits concerning exhaust conduits
    • F02D9/06—Exhaust brakes

Definitions

  • the invention relates to an engine dust brake device with features as in the preamble of claim 1 specified.
  • Such an engine dust brake device is known from JP-A-09228854. in this connection is in addition to the engine brake flap arranged in the exhaust pipe immediate bypass line with built-in control valve provided to a To achieve optimization of the engine braking force.
  • the control valve is just like that Engine brake flap adjustable by commands from the control unit.
  • the bypass line and the additional control valve obviously increase the space requirement and the costs, but also the regulation and control effort for the external part the engine dust brake device.
  • a pressure sensor that measures the exhaust gas pressure in the exhaust line in front of the Engine brake flap is connected to a solenoid valve that when reached switches over a certain pressure threshold and thus a compressed air controlled opening the engine brake flap.
  • an engine dust brake device Generic type to improve that a sensitive regulation the passage cross sections of the engine brake flap depending on the actual engine brake power requirement possible and also the engine dust brake device is inexpensive to manufacture and assemble.
  • control device is in contrast to that generic JP-A-09228854 not initially discussed, but is subordinate to an electronic controller unit.
  • controller unit maps and operating data are stored.
  • the measurement signals of the pressure sensor and / or temperature sensor possibly also speed signals the internal combustion engine, via the control unit of the electronic regulator unit supplied, it is possible to use the stored maps and operating data the adjustment or adjustment of the engine brake flap with a very high To achieve regulation quality.
  • an exhaust pipe is designated 1, which is connected to an internal combustion engine, in particular a truck or bus.
  • This internal combustion engine has its own engine brake device, e.g. B. that according to EP patent 0736672.
  • 2 denotes an exhaust flap, which is installed in the exhaust pipe 1 and is rotatably or pivotally mounted there with its axis 3.
  • 4 with a servomotor for the adjustment or adjustment of the engine brake flap 2 is designated.
  • This can be implemented by an electric motor or a hydraulically or pneumatically actuated actuating cylinder.
  • the servomotor 4 is realized by a pneumatically actuated actuating cylinder, which can be supplied with compressed air via a compressed air line 6 connected to a compressed air supply device 5.
  • the servomotor 4 is assigned a power unit 7, which in the example shown consists of an electromagnetic shut-off / passage valve 7 'and an electrical switching element 7 "for actuating the latter.
  • This power unit 7 receives its commands from a control unit 8.
  • 9 is a pressure sensor which detects the exhaust gas pressure in terms of flow in front of the engine brake flap 2.
  • a temperature sensor 10 can be provided which detects the temperature of the exhaust gases in terms of flow in front of the engine brake flap 2.
  • This consists, for example, of an input and output periphery, a microprocessor, data and program memory determine which modules are linked with each other via a data bus system.
  • Characteristic maps and operating data for the operational control of the internal combustion engine are stored in the data memory both in the traction mode and in the braking mode.
  • the controller unit 13 thus controls both the operation of the internal combustion engine and the operation of the control unit 8 by means of the characteristic diagrams and operating data, in the program stored in the program memory ,
  • the controller unit 13 gives its commands via line 14 to the control unit 8.
  • the latter in turn gives its commands via line 8 'to the switching element 7 ". This in turn is connected to the shut-off / passage valve 7' via switching lines 7a, 7b.
  • FIGS. 2 and 3 show an exemplary embodiment of the braking device module according to the invention seen.
  • This in its entirety designated 15 brake device module has an exhaust pipe section 16 as the base element, the end flanges 17, 18 in a corresponding free space of the exhaust pipe 1 is installed.
  • the engine brake flap is in this exhaust pipe section 16 2 installed and pivoted with their axis 3.
  • the associated power section 7 in the example shown the electromagnetic passage / shut-off valve 7 'and switching element 7 ", the associated control unit 8 and the Pressure sensor 9 and / or temperature sensor 10 attached.
  • the one in the present example servomotor 4 formed by a pneumatically actuated actuating cylinder articulated at one end supported on a bearing block 4a, acts on the other its adjusting piston 4 'on a fixedly connected to the axis 3 of the engine brake flap 2 Control lever 3 'and is connected via a connection 4 "to the compressed air line 6.
  • a heat insulation layer 19 is corresponding Placed thickness, which serves the outer parts 7 ', 7 ", 8 of the brake device module protect against overheating.
  • the brake device module 15 is completely preassembled with all of its parts then installed in the free space of the exhaust pipe 1. There are each other facing ends provided flanges, their mechanical connection with those flanges 17, 18 of the brake device module 15 via corresponding ones Fittings are made. For this screw through holes are 20 in the flanges 18, 19 available.

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Motorstaubremsvorrichtung mit Merkmalen wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben.
Eine solche Motorstaubremsvorrichtung ist aus der JP-A-09228854 bekannt. Hierbei ist zusätzlich zu der in der Abgasleitung angeordneten Motorbremsklappe eine diese umgehende Bypassleitung mit eingebautem Absteuerventil vorgesehen, um eine Optimierung der Motorbremskraft zu erzielen. Das Absteuerventil ist ebenso wie die Motorbremsklappe durch Befehle der Steuereinheit einstellbar. Die Bypassleitung und das zusätzliche Absteuerventil erhöhen ersichtlicherweise den Platzbedarf und die Kosten, aber auch den Regelungs- und Steuerungsaufwand für den externen Teil der Motorstaubremseinrichtung.
Des weiteren ist aus der DE 3339053 C2 eine demgegenüber ältere und regelungstechnisch noch nicht so weit ausgebaute Motorstaubremseinrichtung bekannt. Dort ist eine in eine Abgasleitung eingebaute Motorbremsklappe mittels eines druckluftbetriebenen Stellmotors verstellbar.
Ein Drucksensor, der den Abgasdruck in der Abgasleitung strömungsmäßig vor der Motorbremsklappe erfasst, ist mit einem Magnetventil verbunden, das bei Erreichen einer bestimmten Druckschwelle umschaltet und so ein druckluftgesteuertes Öffnen der Motorbremsklappe bewirkt. Eine Regelung im Sinne variabler Durchlassquerschnitte, angepasst an den jeweiligen Motorbremsleistungsbedarf, erlaubt diese bekannte Lösung jedoch nicht.
Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, eine Motorstaubremseinrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, dass eine feinfühlige Regelung der Durchlassquerschnitte der Motorbremsklappe abhängig vom tatsächlichen Motorbremsleistungsbedarf möglich und außerdem die Motorstaubremsvorrichtung kostengünstig herstellbar und montierbar ist.
Diese Aufgabe ist bei einer Motorstaubremseinrichtung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch Merkmale gelöst, wie im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist die Steuereinrichtung im Gegensatz zu der eingangs diskutierten gattungsbildenden JP-A-09228854 nicht alleiniges Steuerorgan, sondern ist einer elektronischen Reglereinheit untergeordnet. In dieser Reglereinheit sind Kennfelder und Betriebsdaten abgelegt. Dadurch, dass die Messsignale des Drucksensors und/oder Temperatursensors, gegebenenfalls auch Drehzahlsignale der Brennkraftmaschine, über die Steuereinheit der elektronischen Reglereinheit zugeführt werden, ist es möglich, anhand der eingespeicherten Kennfelder und Betriebsdaten die Ein- bzw. Verstellung der Motorbremsklappe mit einer sehr hohen Regelungsgüte zu bewerkstelligen. Zum anderen ergibt sich aufgrund der Zusammenfassung der Motorbremsklappe, deren Stellmotor und Leistungsteil sowie des Drucksensors und/oder Temperatursensors zu einem Bremsvorrichtungsmodul mit als Trägerbasis fungierendem Abgasleitungsrohrabschnitt eine bisher für solche Teile noch nie erreichte Kompaktheit mit der Möglichkeit einer günstigen, brennkraftmaschinennahen Anordnung.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1
ein Blockschaltbild zum erfindungsgemäßen Teil der Motorstaubremsvorrichtung,
Fig. 2
ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bremsvorrichtungsmoduls im Querschnitt, und
Fig. 3
den Bremsvorrichtungsmodul gemäß Fig. 2 in Seitenansicht.
In Fig. 1 ist eine Abgasleitung mit 1 bezeichnet, die mit einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Lastkraftwagens oder Omnibusses, verbunden ist. Diese Brennkraftmaschine verfügt über eine eigene Motorbremseinrichtung, z. B. jene gemäß EP-Patent 0736672. Mit 2 ist eine Abgasklappe bezeichnet, die in die Abgasleitung 1 eingebaut und dort mit ihrer Achse 3 drehbar bzw. schwenkbar gelagert ist. Mit 4 ist ein Stellmotor für die Ein- bzw. Verstellung der Motorbremsklappe 2 bezeichnet. Dieser kann durch einen Elektromotor oder einen hydraulisch oder pneumatisch betätigbaren Stellzylinder realisiert sein. Im dargestellten Beispiel ist der Stellmotor 4 durch einen pneumatisch betätigbaren Stellzylinder realisiert, der über eine an einer Druckluftversorgungseinrichtung 5 angeschlossene Druckluftleitung 6 mit Druckluft versorgbar ist. Dem Stellmotor 4 ist ein Leistungsteil 7 zugeordnet, das im dargestellten Beispiel aus einem elektromagnetischen Absperr-/Durchlaßventil 7' und einem elektrischen Schaltorgan 7" für Betätigung des letzteren besteht. Dieses Leistungsteil 7 erhält seine Befehle von einer Steuereinheit 8. Mit 9 ist ein Drucksensor bezeichnet, der den Abgasdruck strömungsmäßig vor der Motorbremsklappe 2 erfaßt. Anstelle des Drucksensors 9 oder auch zusätzlich zü diesem kann ein Temperatursensor 10 vorgesehen sein, der die Temperatur der Abgase strömungsmäßig vor der Motorbremsklappe 2 erfaßt. Diese Druckmeßsignale und/oder Temperaturmeßsignale, gegebenenfalls auch Drehzahlsignale nM der Brennkraftmaschine, werden über Signalleitungen 9', 10', 11 der Steuereinheit 8 und von dieser über entsprechende Datenübertragungsleitungen 12 einer elektronischen Reglereinheit 13 zugeführt. Diese besteht beispielsweise aus einer Ein- und Ausgabeperipherie, einem Mikroprozessor, Daten- und Programmspeichern, welche Baugruppen über ein Datenbussystem miteinander verknüpft sind. In die Datenspeicher sind Kennfelder und Betriebsdaten für die Betriebssteuerung der Brennkraftmaschine sowohl im Zugbetrieb als auch Bremsbetrieb abgelegt. Die Reglereinheit 13 regelt somit per im Programmspeicher abgespeichertem Programm anhand der Kennfelder und Betriebsdaten sowohl den Betrieb der Brennkraftmaschine als auch den Betrieb der Steuereinheit 8. Letzteres während des Motorbremsbetriebes im Sinne einer feinfühligen Ein- bzw. Verstellung der Motorbremsklappe 2 zum Zwecke einer Erhöhung der Bremsleistung. Die Reglereinheit 13 gibt ihre Befehle über Leitung 14 an die Steuereinheit 8. Letztere wiederum gibt ihre Befehle über Leitung 8' an das Schaltorgan 7". Dieses wiederum ist über Schaltleitungen 7a, 7b mit dem Absperr-/Durchlaßventil 7' verbunden.
Aus Figur 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bremsvorrichtungsmodules ersichtlich. Dieser in seiner Gesamtheit mit 15 bezeichnete Bremsvorrichtungsmodul weist als Basiselement einen Abgasleitungsrohrabschnitt 16 auf, der mit endseitigen Flanschen 17, 18 in einen entsprechenden Freiraum der Abgasleitung 1 eingebaut ist. In diesem Abgasleitungsrohrabschnitt 16 ist die Motorbremsklappe 2 eingebaut und mit ihrer Achse 3 schwenkbar gelagert. Außen sind an diesem Abgasleitungsrohrabschnitt 16 der Stellmotor 4 für die Motorbremsklappe 2, das zugehörige Leistungsteil 7, im dargestellten Beispiel das elektromagnetische Durchlaß-/Absperrventil 7' und Schaltorgan 7", die zugehörige Steuereinheit 8 sowie der Drucksensor 9 und/oder Temperatursensor 10 angebaut. Der im vorliegenden Beispiel durch einen pneumatisch betätigbaren Stellzylinder gebildete Stellmotor 4 ist einenendes an einem Lagerbock 4a abgestützt angelenkt, wirkt andernendes über seinen Stellkolben 4' auf einen fest mit der Achse 3 der Motorbremsklappe 2 verbundenen Stellhebel 3' und ist über einen Anschluß 4" mit der Druckluftleitung 6 verbunden.
Außen am Abgasleitungsrohrabschnitt 16 ist eine Wärmedämmschicht 19 entsprechender Dicke plaziert, die dazu dient, die äußeren Teile 7', 7", 8 des Bremsvorrichtungsmoduls gegen Überhitzung zu schützen.
Der Bremsvorrichtungsmodul 15 wird mit all seinen Teilen komplett vormontiert und anschließend in den Freiraum der Abgasleitung 1 eingebaut. Dort sind an deren einander zugewandten Enden Flansche vorgesehen, deren mechanische Verbindung mit jenen Flanschen 17, 18 des Bremsvorrichtungsmoduls 15 über entsprechende Verschraubungen hergestellt wird. Hierfür sind Schraubendurchführungslöcher 20 in den Flanschen 18, 19 vorhanden.

Claims (3)

  1. Motorstaubremseinrichtung, bestehend aus einer intern einer Brennkraftmaschine vorhandenen Motorbremsvorrichtung, einer extern der Brennkraftmaschine in einer Abgasleitung (1) angeordneten Motorbremsklappe (2), einem Stellmotor (4) für die Motorbremsklappe (2) mit zugeordnetem Leistungsteil (7), das seine Befehle von einer Steuereinheit (8) erhält, die wiederum Abgas- und Motorbetriebswerte zugeführt bekommt, wie den Abgasdruck von einem diesen in der Abgasleitung (1) strömungsmäßig vor der Motorbremsklappe (2) erfassenden Drucksensor (9), die Abgastemperatur von einem diese in der Abgasleitung (1) strömungsmäßig vor der Motorbremsklappe (2) erfassenden Temperatursensor (10), die Drehzahl (nM) der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass die Messsignale des Drucksensors (9) und/oder des Temperatursensors (10), gegebenenfalls auch die Drehzahlsignale (nM) der Brennkraftmaschine, über die Steuereinheit (8) einer elektronischen Reglereinheit (13) zugeführt werden, die den Betrieb der Steuereinheit (8) und der Brennkraftmaschine anhand eingespeicherter Kennfelder und Betriebsdaten regelt, und dass ein Bremsvorrichtungsmodul (15) vorgesehen ist, der als Basiselement einen Abgasleitungsrohrabschnitt (16) aufweist, der mit endseitigen Flanschen (17, 18) in einen entsprechenden Freiraum der Abgasleitung (1) eingebaut ist, in welchem Abgasleitungsrohrabschnitt (16) die Motorbremsklappe (2) eingebaut und mit ihrer Achse (3) schwenkbar gelagert ist, und an welchem Abgasleitungsrohrabschnitt (16) außen der Stellmotor (4) für die Motorbremsklappe (2), das zugehörige Leistungsteil (7; 7', 7"), die zugehörige Steuereinheit (8) sowie der Drucksensor (9) und/oder Temperatursensor (10) angebaut sind.
  2. Motorstaubremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Teile (7', 7", 8) des Bremsvorrichtungsmoduls (15) gegenüber dem heiße Abgase führenden Abgasleitungsrohrabschnitt (16) durch eine außen an diesem plazierte Wärmedämmschicht (19) gegen Überhitzung geschützt sind.
  3. Motorstaubremsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsvorrichtungsmodul (15) mit all seinen Teilen komplett vormontiert und anschließend in den Freiraum der Abgasleitung (1) eingebaut wird, wobei die mechanische Verbindung mit dort endseitig vorhandenen Flanschen und den moduleigenen Flanschen (17, 18) durch entsprechende Verschraubungen hergestellt wird.
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