EP2305967B1 - Brennkraftmaschine mit einer Motorbremseinrichtung - Google Patents

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EP2305967B1
EP2305967B1 EP10007258.6A EP10007258A EP2305967B1 EP 2305967 B1 EP2305967 B1 EP 2305967B1 EP 10007258 A EP10007258 A EP 10007258A EP 2305967 B1 EP2305967 B1 EP 2305967B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
channel
piston
control
oil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP10007258.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2305967A1 (de
Inventor
Norbert Schatz
Florian Kraft
Thomas Leitel
Hans Werner Dilly
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MAN Truck and Bus SE
Original Assignee
MAN Truck and Bus SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MAN Truck and Bus SE filed Critical MAN Truck and Bus SE
Publication of EP2305967A1 publication Critical patent/EP2305967A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2305967B1 publication Critical patent/EP2305967B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/20—Adjusting or compensating clearance
    • F01L1/22—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically
    • F01L1/24—Adjusting or compensating clearance automatically, e.g. mechanically by fluid means, e.g. hydraulically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/26—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • 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 an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Such an internal combustion engine is for example in the EP 1 526 257 A2 described.
  • EVB exhaust valve brake
  • the hydraulic valve control unit is installed on one side in a two outlet valves simultaneously actuated valve bridge. The supply of the valve control unit with oil by means of the already existing oil circuit of the internal combustion engine. To compensate for the valve clearance of the exhaust valves separate adjustment screws are provided, by means of which the valve clearance adjustment is made during engine mounting or thereafter at regular service intervals. This is expensive.
  • valve clearance is accidentally set too high by the installation or service personnel, rattling noises occur between the rocker arm and the valve bridge and there is a risk of damage to the valve train. In addition, the exhaust valves do not open sufficiently, so that a complete gas exchange is not guaranteed. If the valve clearance is set too low, there is a risk that the valves will not close completely when hot and thus burn out.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide an internal combustion engine of the type described, which allows safe and reliable operation with the least possible installation and service costs.
  • the internal combustion engine according to the invention comprises a hydraulic valve clearance compensation mechanism for the exhaust valve, which is arranged between the rocker arm and the valve bridge and connected to the oil supply to the already existing oil circuit.
  • the hydraulic valve control unit is supplied with oil via the lash adjuster mechanism and the control channel. To compensate for the valve clearance of the exhaust valve of the control channel by means of the closure element is closed, so that when balancing the valve clearance, the hydraulic valve control unit is not supplied with oil and the valve bridge and the exhaust valve are in a defined position.
  • the hydraulic valve control unit is thus of the hydraulic valve clearance compensation mechanism in compensating the valve clearance decoupled.
  • a variable stop is provided for the valve bridge, which automatically adapts to the position of the valve clearance compensation mechanism. It is not necessary to manually adjust the stop or clearance from the anvil to the valve bridge during assembly or at regular service intervals.
  • the internal combustion engine according to the invention has both the required for the achievement of an engine braking force valve control unit and a compensation mechanism that automatically performs the valve clearance adjustment.
  • a time-consuming and costly and error-prone regular adjustment by hand is unnecessary.
  • the internal combustion engine according to the invention therefore offers the additional functionality of the automatic valve lash adjustment, which makes assembly and operation safer and more efficient compared to previous internal combustion engines equipped with an engine braking device. Due to the automatic valve clearance adjustment, in particular the rattle noise of the exhaust valve is minimized and damage to the valve train is avoided by a valve clearance that is set too small. Furthermore, no valve clearance must be bridged by the automatic valve clearance compensation during operation of the internal combustion engine, so that the timing of the exhaust valve can be maintained exactly, whereby the exhaust behavior of the internal combustion engine is optimized.
  • valve control unit and the valve clearance compensation mechanism are connected to the already existing oil circuit, internal combustion engines can be retrofitted without a hydraulic valve clearance compensation mechanism with little effort.
  • a development according to claim 2 is space-saving and allows retrofitting of internal combustion engines without a hydraulic valve clearance compensation mechanism by simply replacing the valve bridge and the counter-holder and by integrating the valve clearance compensation mechanism in the valve bridge.
  • a valve clearance compensation mechanism according to claim 3 has proven itself in practice.
  • a valve control unit according to claim 4 has proven itself in practice.
  • a development according to claim 5 ensures a safe closing of the control channel between the valve play compensation mechanism and the valve control unit. Since the control piston is in its retracted home position when the engine brake device is not actuated, the control piston can close the control channel and thus form the closure element. As a result, a decoupling of the valve control unit and the valve play compensation mechanism for compensating the valve clearance is achieved without additional design effort, so that the valve bridge and the exhaust valve are in balancing the valve clearance in a defined position.
  • a check valve to stop 6 prevents retraction of the extended control piston when the force generated by the oil pressure on the control piston is not sufficient for this purpose.
  • the exhaust valve is thus securely locked in the intermediate open position.
  • a counter-holder according to claim 7 has proven itself in practice.
  • An anvil piston according to claim 8 ensures an absolutely firm stop for the valve bridge in engine braking operation.
  • a vent channel according to claim 9 prevents the inclusion of compressible air in the anvil space.
  • the air contained in the Martinezhalterraum can escape when filling with oil through the vent channel. The escape of oil is prevented by the check valve. A yielding of the counter-holder piston due to trapped air is thus prevented.
  • a bypass channel according to claim 10 allows extremely fast filling of the anvil space and the control room.
  • the bypass channel opens directly from the oil supply channel to the connecting channel and thus bridges the compensation chamber and the control channel, whereby in particular the counter-holding space can be filled faster.
  • a development according to claim 11 is space-saving.
  • the bypass channel can be easily retrofitted by replacing the valve bridge and the balance piston.
  • a check valve according to claim 12 ensures a safe blocking of the control piston and the counter-holder piston in engine braking operation.
  • the exhaust valve is thus securely held in the intermediate open position.
  • An internal combustion engine 1 with an engine brake device 2 has several in the Fig. 1 not shown cylinder, each defining a combustion chamber. Each of these combustion chambers can be supplied with air or an air-fuel mixture by means of at least one inlet valve. In addition, each combustion chamber two exhaust valves 3 and 4 are assigned, by means of which exhaust gas can be discharged into an exhaust duct. The exhaust valves 3 and 4 are mechanically controlled and actuated by means of a common valve bridge 5.
  • the valve bridge 5 is part of a link mechanism, the exhaust valves 3 and 4 with a in the Fig. 1 not shown camshaft of the internal combustion engine 1 connects.
  • the connecting mechanism comprises a pivotably mounted rocker arm 6, which acts on the valve bridge 5 via a contact pin 7.
  • the contact pin 7 is provided at its free end with a ball joint articulated Stitzkalotte 8.
  • an oil feed channel 9 extends for lubrication, but also for hydraulic control provided oil circuit 10 of the internal combustion engine 1.
  • the guided in this oil feed channel 9 oil has approximately the same oil pressure p constant during operation.
  • a hydraulic valve clearance compensation mechanism 11 is arranged, which is designed as a piston-cylinder unit and automatically compensates the valve clearance of the exhaust valves 3 and 4.
  • the valve lash adjuster mechanism 11 has a longitudinally U-shaped balance piston 12, which is axially movably guided in a formed in the valve bridge 5 and acting as a cylinder first cylinder bore 13. In the in Fig. 1 shown position of the balance piston 12 is formed between this and a boundary surface 14 a compensation chamber 15. In this, a first adjusting spring 16 between the boundary surface 14 and the balance piston 12 is arranged.
  • the lash adjuster mechanism 11 is connected to the oil circuit 10.
  • the compensating piston 12, which is in permanent contact with the supporting dome 8 due to the spring force action of the adjusting spring 16, has a central oil supply channel 17, which corresponds to the oil feed channel 9.
  • the check valve spring 20 is for this purpose supported against a support plate 22 which is held between the balance piston 12 and the adjusting spring 16.
  • the movement of the balance piston 12 is through a first limiting pin 23 limited, which extends into a piston recess 24 of the balance piston 12.
  • the engine brake device 2 of the internal combustion engine 1 is of the EVB type and includes one in the Fig. 1 Not shown throttle element in the exhaust passage and a central control unit also not shown for each cylinder, a hydraulic valve control unit 25 which is formed as a piston-cylinder unit and is hydraulically connected via a control channel 26 with the valve play compensation mechanism 11.
  • the control channel 26 is used for oil supply of the valve control unit 25, which in the in Fig. 1 shown position of the control piston 27 via the control channel 26 and the valve play compensation mechanism 11 is connected to the oil circuit 10.
  • the valve control unit 25 has a control piston 27, which is guided axially movably in a second cylinder bore 28 formed in the valve bridge 5 and acting as a cylinder.
  • the control piston 27 is H-shaped in longitudinal section and is supported at the upper end of a shaft 29 of the exhaust valve 3 from.
  • the exhaust valve 3 is mounted with its shaft 29 in a cylinder head axially movable and acted upon by a closing spring 30 with a certain biasing force in the closing direction.
  • the closing spring 30 is stretched between the cylinder head and a spring plate 31.
  • the closing force of the closing spring 30 is designated F Fed .
  • control piston 27 In the in Fig. 1 shown position of the control piston 27 is formed between a boundary surface 32 and the control piston 27, a control chamber 33.
  • the control channel 26 is formed within the valve bridge 5 and connects the expansion chamber 15 with the control chamber 33.
  • a control piston-adjusting spring 34 In the control chamber 33, a control piston-adjusting spring 34 is arranged, which against the Boundary surface 32 and the control piston 27 abuts and presses against the shaft 29.
  • the spring force of the control piston-adjusting spring 34 thus acts against the closing force F Fed of the closing spring 30 and is hereinafter referred to as F NFed .
  • the valve control unit 25 is disposed between the exhaust valve 3 and the valve bridge 5 and accordingly cooperates with the exhaust valve 3 in the engine braking operation, but not with the exhaust valve 4.
  • the exhaust valve 4 is mounted with its shaft 35 corresponding to the exhaust valve 3 in the cylinder head axially movable and acted upon by a closing spring 36 with a corresponding biasing force in the closing direction.
  • the closing spring 36 is stretched between the cylinder head and a spring plate 37.
  • a limiting pin 38 extends into a lateral piston recess 39 of the control piston 27.
  • the control channel 26 opens into the control chamber 33, that the control piston 27 forms a closure element 40 in its top dead center for the control channel 26.
  • a control channel check valve 41 is arranged with a ball 43 which can be accommodated in a ball seat 42.
  • the control channel check valve 41 is aligned so that it closes the control channel 26 at an oil flow in the direction of the expansion chamber 15.
  • the control channel 26 opens substantially flush with the boundary surface 14 in the expansion chamber 15th
  • a counter-holder 45 is provided.
  • the counter-holder 45 is designed as a hydraulic piston-cylinder unit and has a counter-holder main body 46 with a counter-holding cylinder bore 47, in which a counter-holding piston 48 is guided axially.
  • the counter-holder piston 48 is formed in a longitudinal section U-shaped. In the in Fig. 1 shown position of the counter-holding piston 48 is formed between this and a boundary surface 49, a counter-holding space 50. In the anvil space 50, an adjusting spring 51 is arranged, which bears against the counter-holding piston 48 and the boundary surface 49.
  • the movement of the counter-holding piston 48 is limited by a limiting pin 52, which is arranged in a lateral piston recess 53 of the counter-holding piston 48.
  • the anvil space 50 is connected via a supply channel 54 with the control chamber 33 and connected to the oil circuit 10.
  • the counter-holding piston 48 has an axial through-bore 55, which is aligned with a corresponding bore 56 in the valve bridge 5.
  • the supply channel 54 is interrupted.
  • the bore 56 forms a first discharge opening 57 and the through-bore 55 forms a second discharge opening 58.
  • a vent channel 59 is formed, which breaks the counter-holder main body 46, starting from the counter-holding space 50 and connects this with the region of the cylinder cover.
  • a vent channel check valve 60 is arranged with a ball 62 accommodated in a ball seat 62. The vent channel check valve 60 is oriented such that the vent passage 59 is closable in the direction of the cylinder cover.
  • the spring force F NFed the control piston adjusting spring 34 moves the control piston 27 the exhaust valve 3 and supports the intermediate opening of the exhaust valve 3.
  • By the advancement of the control piston 27 increases the volume of the control chamber 33.
  • control piston 27 free, so that the control piston 26 via the control channel 26, the required for the movement of oil is provided. Due to the resulting in the control chamber 33 negative pressure oil flows through the oil feed channel 9 and the oil supply passage 17, the compensation chamber 15 and the control channel 26 in the control chamber 33, whereby a hydraulic force F Hyd acts on the control piston 27 and the control piston -adjusting spring 34 supported.
  • the rocker arm 6 reloads the valve bridge 5 due to camshaft control to bring the exhaust valves 3 and 4 into the fully open position provided during the fourth stroke.
  • the valve bridge 5 moves due to the load by the rocker arm 6 away from the counter-retaining piston 48, so that the contact between this and the valve bridge 5 breaks off and the Ab Kunststoffö réelleen 57, 58 open.
  • the oil in the control chamber 33 can flow out via the discharge opening 57 into the region of the cylinder cover.
  • the oil drain from the control chamber 33 is also assisted by the fact that the control piston 27 is pushed back into its top dead center by the closing force F Fed of the closing spring 30.
  • control channel check valve 41 closes the control channel 26 during the return movement of the control piston 27.
  • the oil in the counter-holder space 50 can flow out via the discharge opening 58 into the region of the cylinder cover.
  • the control channel 26 is not completely closed, oil flows from the expansion chamber 15 via the control chamber 33 and the Abêtö réelle 57 in the area the cylinder cover, whereby the balance piston 12 is pressed in the direction of its bottom dead center.
  • valve bridge 5 again strikes against the counter-retaining piston 48 and forces it back against the spring force of the adjusting spring 51.
  • the spring force of the counter-retaining piston 48 is pressed against the valve bridge 5, that the supply channel 54 is not interrupted.
  • the control piston 27 remains in its top dead center and thus continues to close the control channel 26.
  • the valve bridge 5 and the exhaust valves 3 and 4 are thus in a defined position, so that the valve lash adjuster mechanism 11 can compensate for the valve clearance.
  • the spring force of the adjusting spring 16 positions the balancing piston 12 such that the valve clearance is set to zero. Due to the resulting in the expansion chamber 15 negative pressure oil flows through the check valve 18 in the expansion chamber 15 after.
  • the rocker arm 6 loads the valve bridge 5 due to the camshaft control to bring the exhaust valves 3 and 4 into the fully open position provided during the fourth stroke.
  • the balance piston 12 compresses the in the expansion chamber 15th located oil, wherein the compensation chamber 15 is sealed by the check valve 18 in the direction of the oil supply channel 17. Due to the exact mating surfaces of the compensating piston 12 and the control piston 27, no oil can escape between them and the valve bridge 5, so that an incompressible oil cushion is formed between the compensating piston 12 and the valve bridge 5 in the compensation chamber 15.
  • the force exerted by the rocker arm 6 on the balance piston 12 force is thus transmitted to the valve bridge 5 via the oil cushion.
  • the valve bridge 5 moves due to the load by the rocker arm 6 away from the anvil 45, whereby the exhaust valves 3 and 4 are opened.
  • the counter-holding piston 48 is pressed by the closing spring 30 against the spring force of the adjusting spring 51 to the valve clearance zero. Air contained in the anvil space 50 can escape through the vent passage 59. Since the control piston 27 is in its top dead center and closes the control channel 26, the valve bridge 5 is in a defined position, so that the valve lash adjuster mechanism 11 can compensate for valve clearance.
  • the adjusting spring 16 positions the balancing piston 12 such that the valve clearance is set to zero. Due to the resulting in the expansion chamber 15 negative pressure oil flows through the check valve 18 from the oil supply passage 17 after.
  • the internal combustion engine 1 eliminates any adjustment of the valve clearance during engine mounting and during later operation.
  • the compensation of the valve clearance is carried out automatically by the lash adjuster mechanism 11. Characterized in that the control channel 26 is closed by the control piston 27, the valve control unit 25 of the lash adjuster mechanism 11 is decoupled, whereby the exhaust valve 3 and the valve bridge 5 for the compensation of the valve clearance have a defined position.
  • an automatic compensation of the thermal expansion of the exhaust valves 3 and 4 takes place. Since no games have to be bridged, the theoretically predetermined control times can be maintained more accurately. This has a favorable effect on the exhaust emissions.
  • the compensation of the valve clearance reduces the noise of the internal combustion engine. 1
  • the counter-holder 45 and the valve clearance compensation mechanism 11 is dimensioned such that a certain maximum seat wear V can be readjusted.
  • the lash adjuster mechanism 11 can be easily retrofitted.
  • the valve bridge 5 must be replaced and provided with the valve clearance compensation mechanism 11.
  • the balance piston 12 and the control piston 27 are extended to the associated limiting pins 23 and 38.
  • the valve bridge 5 is placed on the shaft ends, wherein the control piston 27 is pressed by hand into its top dead center and the adjusting screw of the rocker arm 6 is screwed hand-firmly on counterposition to the balance piston 12.
  • the valve clearance is set to zero.
  • the counter-holder 45 is screwed, wherein the counter-retaining piston 48 presses on the valve bridge 5 due to the adjusting spring 51.
  • a bypass channel 63 is additionally formed in the valve bridge 5a, which connects the oil supply channel 17 directly to the supply channel 54.
  • the compensating piston 12a has a radial bore 64, which opens into the oil feed channel 17 and is part of the bridging channel 63.
  • a lock-up channel check valve 65 having a ball 67 receivable in a ball seat 66 is disposed.
  • the bypass passage check valve 65 is oriented such that the lock-up passage 63 is closable in the direction of the oil supply passage 17.
  • control chamber 33 and the mating chamber 50 are additionally filled via the bypass channel 63 with oil during the intermediate opening of the exhaust valve 3.
  • the bypass passage check valve 65 By the bypass passage check valve 65, a backflow of the oil in the direction of the oil supply passage 17 is prevented.
  • the exhaust valve 3 is thus blocked in the intermediate open position.
  • the counter-holding space 50 is filled with oil even in normally-fired engine operation.

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine derartige Brennkraftmaschine ist beispielsweise in der EP 1 526 257 A2 beschrieben. Bei der Motorbremseinrichtung dieser Brennkraftmaschine handelt es sich um eine Mischform aus einer Motorstaubremse und einer Dekompressionsbremse, die auch als EVB (= Exhaust-Valve-Brake) bezeichnet wird. Die hydraulische Ventilsteuereinheit ist einseitig in eine zwei Auslassventile zugleich betätigende Ventilbrücke eingebaut. Die Speisung der Ventilsteuereinheit mit Öl erfolgt mittels des ohnehin vorhandenen Ölkreises der Brennkraftmaschine. Zum Ausgleich des Ventilspiels der Auslassventile sind gesonderte Einstellschrauben vorgesehen, anhand derer bei der Motormontage oder danach in regelmäßigen Serviceabständen die Ventilspieleinstellung vorgenommen wird. Dies ist aufwändig. Falls das Ventilspiel vom Montage- oder Servicepersonal versehentlich zu groß eingestellt wird, kommt es zu Klappergeräuschen zwischen dem Kipphebel und der Ventilbrücke und es besteht die Gefahr einer Beschädigung am Ventiltrieb. Zudem öffnen die Auslassventile nicht ausreichend, so dass ein vollständiger Gasaustausch nicht gewährleistet ist. Falls das Ventilspiel zu klein eingestellt wird, besteht die Gefahr, dass die Ventile im heißen Zustand nicht vollständig schließen und damit durchbrennen.
  • Weiterhin ist aus der WO 2007/078309 A2 eine schaltbare Abgasventilbremse bekannt, die sich zweier in einer Ventilbrücke angeordneter Kolben-Zylinder-Einheiten bedient, die, angesteuert durch ein Steuerventil mit Drucköl beaufschlagt werden, um ein Auslassventil für Bremszwecke teilweise zu öffnen. Ein hydraulischer Ventilspielausgleich ist bei dieser Anordnung nicht vorgesehen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die mit möglichst geringem Montage- und Serviceaufwand einen sicheren und zuverlässigen Betrieb ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine umfasst einen hydraulischen Ventilspielausgleichmechanismus für das Auslassventil, der zwischen dem Kipphebel und der Ventilbrücke angeordnet und zur Ölspeisung an den ohnehin vorhandenen Ölkreis angeschlossen ist. Die hydraulische Ventilsteuereinheit wird über den Ventilspielausgleichsmechanismus und den Steuerkanal mit Öl gespeist. Zum Ausgleichen des Ventilspiels des Auslassventils ist der Steuerkanal mittels des Verschlusselements verschließbar, so dass beim Ausgleichen des Ventilspiels die hydraulische Ventilsteuereinheit nicht mit Öl versorgt wird und sich die Ventilbrücke sowie das Auslassventil in einer definierten Stellung befinden. Die hydraulische Ventilsteuereinheit ist also von dem hydraulischen Ventilspielausgleichsmechanismus beim Ausgleichen des Ventilspiels entkoppelt. Dadurch, dass der Gegenhalter als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist, wird für die Ventilbrücke ein variabler Anschlag bereitgestellt, der sich automatisch an die Stellung des Ventilspielausgleichsmechanismus anpasst. Ein Einstellen des Anschlages bzw. des Spiels von dem Gegenhalter zu der Ventilbrücke von Hand bei der Montage oder in regelmäßigen Serviceabständen ist nicht erforderlich.
  • Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine hat also sowohl die für die Erzielung einer Motorbremskraftwirkung erforderliche Ventilsteuereinheit als auch einen Ausgleichsmechanismus, der die Ventilspieleinstellung automatisch durchführt. Eine zeit- und kostenaufwändige sowie fehleranfällige regelmäßige Einstellung von Hand erübrigt sich. Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine bietet also verglichen mit bisherigen mit einer Motorbremseinrichtung ausgestatteten Brennkraftmaschinen die Zusatzfunktionalität der automatischen Ventilspieleinstellung, die die Montage und den Betrieb sicherer und effizienter gestaltet. Durch die automatische Ventilspieleinstellung werden insbesondere die Klappergeräusche des Auslassventils minimiert und Beschädigungen am Ventiltrieb durch ein zu klein eingestelltes Ventilspiel vermieden. Weiterhin müssen durch den automatischen Ventilspielausgleich im Betrieb der Brennkraftmaschine keine Ventilspiele überbrückt werden, so dass die Steuerzeiten des Auslassventils exakt eingehalten werden können, wodurch das Abgasverhalten der Brennkraftmaschine optimiert wird.
  • Dadurch, dass sowohl die Ventilsteuereinheit als auch der Ventilspielausgleichsmechanismus an den ohnehin vorhandenen Ölkreis angeschlossen sind, können Brennkraftmaschinen ohne einen hydraulischen Ventilspielausgleichsmechanismus mit geringem Aufwand nachgerüstet werden. Eine Weiterbildung nach Anspruch 2 ist platzsparend und ermöglicht ein Nachrüsten von Brennkraftmaschinen ohne einen hydraulischen Ventilspielausgleichsmechanismus durch einfaches Ersetzen der Ventilbrücke sowie des Gegenhalters und durch Integrieren des Ventilspielausgleichsmechanismus in die Ventilbrücke.
  • Ein Ventilspielausgleichsmechanismus nach Anspruch 3 hat sich in der Praxis bewährt.
  • Eine Ventilsteuereinheit nach Anspruch 4 hat sich in der Praxis bewährt.
  • Eine Weiterbildung nach Anspruch 5 gewährleistet ein sicheres Verschließen des Steuerkanals zwischen dem Ventilspielausgleichsmechanismus und der Ventilsteuereinheit. Da sich der Steuerkolben bei nicht betätigter Motorbremseinrichtung in seiner eingefahrenen Grundstellung befindet, kann der Steuerkolben den Steuerkanal verschließen und somit das Verschlusselement bilden. Hierdurch wird ohne konstruktiven Zusatzaufwand eine Entkopplung der Ventilsteuereinheit und des Ventilspielausgleichsmechanismus zum Ausgleichen des Ventilspiels erzielt, so dass sich die Ventilbrücke und das Auslassventil beim Ausgleichen des Ventilspiels in einer definierten Stellung befinden.
  • Ein Rückschlagventil nach Anschlag 6 verhindert ein Einfahren des ausgefahrenen Steuerkolbens, wenn die durch den Öldruck erzeugte Kraft auf den Steuerkolben hierfür nicht ausreichend ist. Das Auslassventil wird somit in der zwischengeöffneten Stellung sicher blockiert.
  • Ein Gegenhalter nach Anspruch 7 hat sich in der Praxis bewährt.
  • Ein Gegenhalterkolben nach Anspruch 8 gewährleistet einen absolut festen Anschlag für die Ventilbrücke im Motorbremsbetrieb. In der zwischengeöffneten Stellung des Auslassventils strömt Öl über den Versorgungskanal in den Gegenhalterraum, wodurch die Position des Gegenhalterkolbens und somit der Ventilbrücke fixiert wird.
  • Ein Entlüftungskanal nach Anspruch 9 verhindert den Einschluss von kompressibler Luft im Gegenhalterraum. Die in dem Gegenhalterraum befindliche Luft kann beim Befüllen mit Öl durch den Entlüftungskanal entweichen. Das Entweichen von Öl wird durch das Rückschlagventil verhindert. Ein Nachgeben des Gegenhalterkolbens aufgrund von eingeschlossener Luft wird somit verhindert.
  • Ein Überbrückungskanal nach Anspruch 10 ermöglicht ein äußerst schnelles Befüllen des Gegenhalterraums sowie des Steuerraums. Der Überbrückungskanal mündet direkt von dem Ölzufuhrkanal zu dem Verbindungskanal und überbrückt somit den Ausgleichsraum und den Steuerkanal, wodurch insbesondere der Gegenhalterraum schneller befüllt werden kann.
  • Eine Weiterbildung nach Anspruch 11 ist platzsparend. Darüber hinaus kann der Überbrückungskanal durch Ersetzen der Ventilbrücke sowie des Ausgleichskolbens einfach nachgerüstet werden.
  • Ein Rückschlagventil nach Anspruch 12 gewährleistet ein sicheres Blockieren des Steuerkolbens sowie des Gegenhalterkolbens im Motorbremsbetrieb. Das Auslassventil wird somit in der zwischengeöffneten Stellung sicher gehalten.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Querschnittsdarstellung einer Ventilsteuereinheit und eines Ventilspielausgleichsmechanismus gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
    Fig. 2
    eine Querschnittsdarstellung einer Ventilsteuereinheit und eines Ventilspielausgleichsmechanismus gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Nachfolgend wird anhand von Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Eine Brennkraftmaschine 1 mit einer Motorbremseinrichtung 2 weist mehrere in der Fig. 1 nicht gezeigte Zylinder auf, die jeweils einen Brennraum begrenzen. Jedem dieser Brennräume ist mittels mindestens eines Einlassventils Luft oder ein Luft-Kraftstoff-Gemisch zuführbar. Darüber hinaus sind jedem Brennraum zwei Auslassventile 3 und 4 zugeordnet, mittels derer Abgas in einen Abgaskanal abführbar ist. Die Auslassventile 3 und 4 sind mittels einer gemeinsamen Ventilbrücke 5 mechanisch ansteuer- und betätigbar. Die Ventilbrücke 5 ist Teil eines Verbindungsmechanismus, der die Auslassventile 3 und 4 mit einer in der Fig. 1 nicht gezeigten Nockenwelle der Brennkraftmaschine 1 verbindet. Der Verbindungsmechanismus umfasst einen schwenkbar gelagerten Kipphebel 6, der über einen Kontaktbolzen 7 auf die Ventilbrücke 5 wirkt. Hierzu ist der Kontaktbolzen 7 an seinem freien Ende mit einer kugelgelenkig angelenkten Stützkalotte 8 versehen.
  • Im Inneren des Kontaktbolzens 7 und der Stützkalotte 8 verläuft ein Ölspeisekanal 9 eines zur Schmierung, aber auch zur hydraulischen Steuerung vorgesehenen Ölkreises 10 der Brennkraftmaschine 1. Das in diesem Ölspeisekanal 9 geführte Öl hat während des Betriebs näherungsweise den gleichen Öldruck pkonstant.
  • Zwischen dem Kipphebel 6 und der Ventilbrücke 5 ist ein hydraulischer Ventilspielausgleichsmechanismus 11 angeordnet, der als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist und automatisch das Ventilspiel der Auslassventile 3 und 4 ausgleicht. Der Ventilspielausgleichsmechanismus 11 weist einen im Längsschnitt U-förmigen Ausgleichskolben 12 auf, der in einer in der Ventilbrücke 5 ausgebildeten und als Zylinder wirkenden ersten Zylinderbohrung 13 axial beweglich geführt ist. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Ausgleichskolbens 12 ist zwischen diesem und einer Begrenzungsfläche 14 ein Ausgleichsraum 15 ausgebildet. In diesem ist eine erste Nachstellfeder 16 zwischen der Begrenzungsfläche 14 und dem Ausgleichskolben 12 angeordnet.
  • Der Ventilspielausgleichsmechanismus 11 ist an den Ölkreis 10 angeschlossen. Hierzu weist der mit der Stützkalotte 8 aufgrund der Federkraftwirkung der Nachstellfeder 16 in permanentem Kontakt stehende Ausgleichskolben 12 einen zentralen Ölzufuhrkanal 17 auf, der mit dem Ölspeisekanal 9 korrespondiert. An einem dem Ausgleichsraum 15 zugewandten Ende des Ölzufuhrkanals 17 ist ein erstes Rückschlagventil 18 (= Rücklaufsperrventil) vorgesehen, dessen Kugel 19 mittels einer Rückschlagventilfeder 20 in einen Kugelsitz 21 des Ölzufuhrkanals 17 gedrückt wird. Die Rückschlagventilfeder 20 ist hierzu gegen ein Abstützblech 22 abgestützt, das zwischen dem Ausgleichskolben 12 und der Nachstellfeder 16 gehalten wird. Die Bewegung des Ausgleichskolbens 12 wird durch einen ersten Begrenzungsstift 23 begrenzt, der sich in eine Kolbenausnehmung 24 des Ausgleichskolbens 12 erstreckt.
  • Die Motorbremseinrichtung 2 der Brennkraftmaschine 1 ist vom EVB-Typ und umfasst neben einem in der Fig. 1 nicht gezeigten Drosselelement im Abgaskanal sowie einer ebenfalls nicht gezeigten zentralen Steuereinheit für jeden Zylinder eine hydraulische Ventilsteuereinheit 25, die als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet und über einen Steuerkanal 26 mit dem Ventilspielausgleichsmechanismus 11 hydraulisch verbunden ist. Der Steuerkanal 26 dient zur Ölspeisung der Ventilsteuereinheit 25, die in der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Steuerkolbens 27 über den Steuerkanal 26 und den Ventilspielausgleichsmechanismus 11 an den Ölkreis 10 angeschlossen ist.
  • Die Ventilsteuereinheit 25 weist einen Steuerkolben 27 auf, der in einer in der Ventilbrücke 5 ausgebildeten und als Zylinder wirkenden zweiten Zylinderbohrung 28 axial beweglich geführt ist. Der Steuerkolben 27 ist im Längsschnitt H-förmig ausgebildet und stützt sich am oberen Ende eines Schaftes 29 des Auslassventils 3 ab. Das Auslassventil 3 ist mit seinem Schaft 29 in einem Zylinderkopf axial beweglich gelagert und durch eine Schließfeder 30 mit einer bestimmten Vorspannkraft in Schließrichtung beaufschlagt. Die Schließfeder 30 ist zwischen dem Zylinderkopf und einem Federteller 31 gespannt. Die Schließkraft der Schließfeder 30 ist mit FFed bezeichnet.
  • In der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Steuerkolbens 27 ist zwischen einer Begrenzungsfläche 32 und dem Steuerkolben 27 ein Steuerraum 33 ausgebildet. Der Steuerkanal 26 ist innerhalb der Ventilbrücke 5 ausgebildet und verbindet den Ausgleichsraum 15 mit dem Steuerraum 33. In dem Steuerraum 33 ist eine Steuerkolben-Nachstellfeder 34 angeordnet, die gegen die Begrenzungsfläche 32 und den Steuerkolben 27 anliegt und diesen gegen den Schaft 29 drückt. Die Federkraft der Steuerkolben-Nachstellfeder 34 wirkt damit gegen die Schließkraft FFed der Schließfeder 30 und wird nachfolgend mit FNFed bezeichnet.
  • Die Ventilsteuereinheit 25 ist zwischen dem Auslassventil 3 und der Ventilbrücke 5 angeordnet und wirkt dementsprechend im Motorbremsbetrieb lediglich mit dem Auslassventil 3 zusammen, jedoch nicht mit dem Auslassventil 4. Das Auslassventil 4 ist mit seinem Schaft 35 entsprechend dem Auslassventil 3 in dem Zylinderkopf axial beweglich gelagert und durch eine Schließfeder 36 mit einer entsprechenden Vorspannkraft in Schließrichtung beaufschlagt. Die Schließfeder 36 ist zwischen dem Zylinderkopf und einem Federteller 37 gespannt.
  • Zur Begrenzung der Bewegung des Steuerkolbens 27 erstreckt sich ein Begrenzungsstift 38 in eine seitliche Kolbenausnehmung 39 des Steuerkolbens 27. Der Steuerkanal 26 mündet derart in den Steuerraum 33, dass der Steuerkolben 27 in seinem oberen Totpunkt für den Steuerkanal 26 ein Verschlusselement 40 bildet. In dem Steuerkanal 26 ist ein Steuerkanal-Rückschlagventil 41 mit einer in einem Kugelsitz 42 aufnehmbaren Kugel 43 angeordnet. Das Steuerkanal-Rückschlagventil 41 ist derart ausgerichtet, dass dieses den Steuerkanal 26 bei einem Ölfluss in Richtung des Ausgleichsraums 15 verschließt. Der Steuerkanal 26 mündet im Wesentlichen bündig zu der Begrenzungsfläche 14 in den Ausgleichsraum 15.
  • Zum Bereitstellen eines Anschlages 44 für die Ventilbrücke 5 ist ein Gegenhalter 45 vorgesehen. Der Gegenhalter 45 ist als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet und weist einen Gegenhaltergrundkörper 46 mit einer Gegenhalter-Zylinderbohrung 47 auf, in der ein Gegenhalterkolben 48 axial geführt ist. Der Gegenhalterkolben 48 ist im Längsschnitt U-förmig ausgebildet. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung des Gegenhalterkolbens 48 ist zwischen diesem und einer Begrenzungsfläche 49 ein Gegenhalterraum 50 ausgebildet. In dem Gegenhalterraum 50 ist eine Nachstellfeder 51 angeordnet, die gegen den Gegenhalterkolben 48 und die Begrenzungsfläche 49 anliegt. Die Bewegung des Gegenhalterkolbens 48 wird durch einen Begrenzungsstift 52 begrenzt, der in einer seitlichen Kolbenausnehmung 53 des Gegenhalterkolbens 48 angeordnet ist.
  • Der Gegenhalterraum 50 ist über einen Versorgungskanal 54 mit dem Steuerraum 33 verbunden und so an den Ölkreis 10 angeschlossen. Zur Ausbildung des Versorgungskanals 54 weist der Gegenhalterkolben 48 eine axiale Durchgangsbohrung 55 auf, die mit einer entsprechenden Bohrung 56 in der Ventilbrücke 5 fluchtet. Wenn der Gegenhalterkolben 48 von der Ventilbrücke 5 abgehoben ist, ist der Versorgungskanal 54 unterbrochen. In diesem Zustand bildet die Bohrung 56 eine erste Absteueröffnung 57 und die Durchgangsbohrung 55 eine zweite Absteueröffnung 58 aus.
  • In dem Gegenhaltergrundkörper 46 ist ein Entlüftungskanal 59 ausgebildet, der den Gegenhaltergrundkörper 46 ausgehend von dem Gegenhalterraum 50 durchbricht und diesen mit dem Bereich des Zylinderdeckels verbindet. In dem Entlüftungskanal 59 ist ein Entlüftungskanal-Rückschlagventil 60 mit einer in einem Kugelsitz 61 aufnehmbaren Kugel 62 angeordnet. Das Entlüftungskanal-Rückschlagventil 60 ist derart orientiert, dass der Entlüftungskanal 59 in Richtung des Zylinderdeckels verschließbar ist.
  • Im Folgenden wird die Funktionsweise der Motorbremseinrichtung 2 sowie des Ventilspielausgleichsmechanismus 11 näher beschrieben.
  • Zunächst wird der Motorbremsbetrieb erläutert. Bei Betätigung der Motorbremseinrichtung 2 wird das Drosselelement im Abgaskanal in Drosselstellung gebracht, wodurch sich Abgase im Abgaskanal zwischen der Auslassventilöffnung des Zylinders und dem Drosselelement stauen. Dieser Staudruck im Abgaskanal mit der Druckwelle der sich öffnenden Auslassventile der benachbarten Zylinder bewirkt eine Zwischenöffnung des Auslassventils 3, welche während des Kompressionstakts und des Expansionstakts jedes Vier-Takt-Zyklus der Brennkraftmaschine 1 eintritt. Aufgrund der im Brennraum des Zylinders und im Abgaskanal herrschenden Druckverhältnisse resultiert eine pneumatische Kraft Fpn, die der Schließkraft FFed der Schließfeder 30 entgegenwirkt und das angesprochene Zwischenöffnen des Auslassventils 3 verursacht. Die Federkraft FNFed der Steuerkolben-Nachstellfeder 34 rückt den Steuerkolben 27 dem Auslassventil 3 nach und unterstützt das Zwischenöffnen des Auslassventils 3. Durch das Nachrücken des Steuerkolbens 27 vergrößert sich das Volumen des Steuerraums 33. Zugleich gibt der als Verschlusselement 40 wirkende Steuerkolben 27 den Steuerkanal 26 frei, so dass dem Steuerkolben 27 über den Steuerkanal 26 das für die Bewegung erforderliche Öl zur Verfügung gestellt wird. Aufgrund des in dem Steuerraum 33 entstehenden Unterdrucks fließt Öl durch den Ölspeisekanal 9 und den Ölzufuhrkanal 17, den Ausgleichsraum 15 und den Steuerkanal 26 in den Steuerraum 33, wodurch eine hydraulische Kraft FHyd auf den Steuerkolben 27 wirkt und die Steuerkolben-Nachstellfeder 34 unterstützt.
  • Weiterhin strömt Öl von den Steuerraum 33 über den Versorgungskanal 54 in den Gegenhalterraum 50. Im Gegenhalterraum 50 befindliche Luft kann durch den Entlüftungskanal 59 entweichen, da das Entlüftungskanal-Rückschlagventil 60 beim Vorbeiströmen von Luft nicht anspricht. Da das Öl aufgrund der Rückschlagventile 41 und 60 nicht aus dem Steuerraum 33 und dem Gegenhalterraum 50 entweichen kann, wird der Steuerkolben 27 gegen die Schließkraft FFed der Schließfeder 30 in Position gehalten, wobei der Gegenhalterkolben 48 aufgrund des mit komprimiertem Öl gefüllten Gegenhalterraums 50 als fester Anschlag 44 für die Ventilbrücke 5 wirkt. Der Steuerkolben 27 ist also in der Ventilbrücke 5 hydraulisch geblockt, so dass das mechanisch mit dem Steuerkolben 27 gekoppelte Auslassventil 3 in der zwischengeöffneten Stellung gehalten wird. Das Auslassventil 3 bleibt damit während des zweiten Taktes (= Kompressionstakt) und des folgenden dritten Taktes (= Expansionstakt) in der zwischengeöffneten Stellung, wodurch sich die gewünschte Motorbremswirkung einstellt.
  • Am Ende des dritten Taktes belastet der Kipphebel 6 die Ventilbrücke 5 aufgrund der Nockenwellensteuerung wieder, um die Auslassventile 3 und 4 in die während des vierten Taktes vorgesehene vollständig geöffnete Stellung zu bringen. Die Ventilbrücke 5 bewegt sich aufgrund der Belastung durch den Kipphebel 6 von dem Gegenhalterkolben 48 weg, so dass der Kontakt zwischen diesem und der Ventilbrücke 5 abreißt und sich die Absteueröffnungen 57, 58 öffnen. Das in dem Steuerraum 33 befindliche Öl kann über die Absteueröffnung 57 in den Bereich des Zylinderdeckels ausströmen. Damit wird die hydraulische Blockierung des Steuerkolbens 27 aufgehoben. Der Ölabfluss aus dem Steuerraum 33 wird auch dadurch unterstützt, dass der Steuerkolben 27 durch die Schließkraft FFed der Schließfeder 30 in seinen oberen Totpunkt zurückgedrückt wird. Darüber hinaus verschließt das Steuerkanal-Rückschlagventil 41 bei der Rückbewegung des Steuerkolbens 27 den Steuerkanal 26. Das in dem Gegenhalterraum 50 befindliche Öl kann über die Absteueröffnung 58 in den Bereich des Zylinderdeckels ausströmen. Solange der Steuerkolben 27 den Steuerkanal 26 noch nicht vollständig verschließt, fließt Öl aus dem Ausgleichsraum 15 über den Steuerraum 33 und die Absteueröffnung 57 in den Bereich des Zylinderdeckels, wodurch der Ausgleichskolben 12 in Richtung seines unteren Totpunktes gedrückt wird.
  • Beim Rückhub des Kipphebels 6 schlägt die Ventilbrücke 5 wieder gegen den Gegenhalterkolben 48 an und drängt diesen gegen die Federkraft der Nachstellfeder 51 zurück. Durch die Federkraft wird der Gegenhalterkolben 48 derart gegen die Ventilbrücke 5 gedrückt, dass der Versorgungskanal 54 nicht unterbrochen ist. Während des Rückhubs bleibt der Steuerkolben 27 in seinem oberen Totpunkt und verschließt somit weiterhin den Steuerkanal 26. Die Ventilbrücke 5 und die Auslassventile 3 und 4 befinden sich somit in einer definierten Stellung, so dass der Ventilspielausgleichsmechanismus 11 das Ventilspiel ausgleichen kann. Die Federkraft der Nachstellfeder 16 positioniert den Ausgleichskolben 12 derart, dass das Ventilspiel Null eingestellt wird. Aufgrund des hierbei im Ausgleichsraum 15 entstehenden Unterdrucks strömt Öl über das Rückschlagventil 18 in den Ausgleichsraum 15 nach.
  • Im Folgenden wird der normal befeuerte Motorbetrieb erläutert. Im normal befeuerten Motorbetrieb bleibt das Drosselelement im Abgaskanal in der geöffneten Stellung. Da das Auslassventil 3 aufgrund der Schließkraft FFed der Schließfeder 30 im normal befeuerten Motorbetrieb nicht in eine zwischengeöffnete Stellung springt, verbleibt der Steuerkolben 27 während des ersten bis vierten Taktes in seinem oberen Totpunkt. Dadurch ist der Steuerkanal 26 ständig verschlossen.
  • Am Ende des dritten Taktes belastet der Kipphebel 6 die Ventilbrücke 5 aufgrund der Nockenwellensteuerung, um die Auslassventile 3 und 4 in die während des vierten Taktes vorgesehene vollständig geöffnete Stellung zu bringen. Der Ausgleichskolben 12 komprimiert das im Ausgleichsraum 15 befindliche Öl, wobei der Ausgleichsraum 15 durch das Rückschlagventil 18 in Richtung des Ölzufuhrkanals 17 abgedichtet wird. Aufgrund der exakten Passflächen des Ausgleichskölbens 12 und des Steuerkolbens 27 kann zwischen diesen und der Ventilbrücke 5 kein Öl entweichen, so dass im Ausgleichsraum 15 ein inkompressibles Ölpolster zwischen dem Ausgleichskolben 12 und der Ventilbrücke 5 ausgebildet wird. Die vom Kipphebel 6 auf den Ausgleichskolben 12 ausgeübte Kraft wird somit über das Ölpolster auf die Ventilbrücke 5 übertragen. Die Ventilbrücke 5 bewegt sich aufgrund der Belastung durch den Kipphebel 6 von dem Gegenhalter 45 weg, wodurch die Auslassventile 3 und 4 geöffnet werden.
  • Beim Rückhub des Kipphebels 6 wird der Gegenhalterkolben 48 durch die Schließfeder 30 gegen die Federkraft der Nachstellfeder 51 bis zum Ventilspiel Null eingedrückt. Im Gegenhalterraum 50 befindliche Luft kann durch den Entlüftungskanal 59 entweichen. Da sich der Steuerkolben 27 in seinem oberen Totpunkt befindet und den Steuerkanal 26 verschließt, befindet sich die Ventilbrücke 5 in einer definierten Stellung, so dass der Ventilspielausgleichsmechanismus 11 das Ventilspiel ausgleichen kann. Die Nachstellfeder 16 positioniert den Ausgleichskolben 12 derart, dass das Ventilspiel Null eingestellt wird. Durch den im Ausgleichsraum 15 entstehenden Unterdruck strömt Öl über das Rückschlagventil 18 aus dem Ölzufuhrkanal 17 nach.
  • Bei der Brennkraftmaschine 1 entfällt während der Motormontage und auch während des späteren Betriebs jegliche Einstellung des Ventilspiels. Der Ausgleich des Ventilspiels erfolgt durch den Ventilspielausgleichsmechanismus 11 automatisch. Dadurch, dass der Steuerkanal 26 durch den Steuerkolben 27 verschließbar ist, ist die Ventilsteuereinheit 25 von dem Ventilspielausgleichsmechanismus 11 entkoppelbar, wodurch das Auslassventil 3 und die Ventilbrücke 5 für den Ausgleich des Ventilspiels eine definierte Lage aufweisen. Insbesondere erfolgt auch ein automatischer Ausgleich der thermischen Ausdehnung der Auslassventile 3 und 4. Da keine Spiele überbrückt werden müssen, können die theoretisch vorgegebenen Steuerzeiten exakter eingehalten werden. Dies wirkt sich günstig auf die Abgaswerte aus. Außerdem reduziert der Ausgleich des Ventilspiels die Geräuschentwicklung der Brennkraftmaschine 1.
  • Weiterhin wird auch das Einschlagen der Auslassventile 3 und 4 in die zugehörigen Sitzringe über die Lebensdauer der Brennkraftmaschine 1 automatisch ausgeglichen. Hierzu ist der Gegenhalter 45 und der Ventilspielausgleichsmechanismus 11 derart dimensioniert, dass ein bestimmter maximaler Sitzverschleiß V nachgestellt werden kann.
  • Der Ventilspielausgleichsmechanismus 11 kann einfach nachgerüstet werden. Hierzu muss die Ventilbrücke 5 getauscht und mit dem Ventilspielausgleichsmechanismus 11 versehen werden. Zur Montage der Ventilbrücke 5 sind der Ausgleichskolben 12 und der Steuerkolben 27 bis zu den zugehörigen Begrenzungsstiften 23 und 38 ausgefahren. Die Ventilbrücke 5 wird auf die Schaftenden aufgelegt, wobei der Steuerkolben 27 mit der Hand in seinen oberen Totpunkt gedrückt und die Einstellschraube des Kipphebels 6 handfest auf Gegenlage zu dem Ausgleichskolben 12 geschraubt wird. Hierdurch wird das Ventilspiel Null eingestellt. Anschließend wird der Gegenhalter 45 aufgeschraubt, wobei der Gegenhalterkolben 48 aufgrund der Nachstellfeder 51 auf die Ventilbrücke 5 drückt.
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, auf dessen Beschreibung hiermit verwiesen wird. Konstruktiv unterschiedliche Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgestellten a. Im Vergleich zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich ein Überbrückungskanal 63 in der Ventilbrücke 5a ausgebildet, der den Ölzufuhrkanal 17 mit dem Versorgungskanal 54 direkt verbindet. Der Ausgleichskolben 12a weist hierzu eine Radialbohrung 64 auf, die in den Ölzufuhrkanal 17 mündet und Teil des Überbrückungskanals 63 ist. In dem Überbrückungskanal 63 ist ein Überbrückungskanal-Rückschlagventil 65 mit einer in einem Kugelsitz 66 aufnehmbaren Kugel 67 angeordnet. Das Überbrückungskanal-Rückschlagventil 65 ist derart orientiert, dass der Überbrückungskanal 63 in Richtung des Ölzufuhrkanals 17 verschließbar ist.
  • Im Motorbremsbetrieb wird beim Zwischenöffnen des Auslassventils 3 der Steuerraum 33 sowie der Gegenhalterraum 50 zusätzlich über den Überbrückungskanal 63 mit Öl befüllt. Dadurch, dass der Überbrückungskanal 63 den Ausgleichsraum 15 überbrückt, kann das Befüllen des Steuerraums 33 und insbesondere des Gegenhalterraums 50 schneller erfolgen. Durch das Überbrückungskanal-Rückschlagventil 65 wird ein Zurückströmen des Öls in Richtung des Ölzufuhrkanals 17 verhindert. Das Auslassventil 3 wird somit in der zwischengeöffneten Stellung blockiert. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Gegenhalterraum 50 auch im normal befeuerten Motorbetrieb mit Öl befüllt. Hinsichtlich der weiteren Funktionsweise wird auf das vorangegangene Ausführungsbeispiel verwiesen.

Claims (12)

  1. Brennkraftmaschine, umfassend
    - ein Auslassventil (3, 4) zum Abführen von Abgas aus einem Brennraum,
    - eine Ventilbrücke (5; 5a) zum Lagern des Auslassventils (3, 4),
    - einen Kipphebel (6) zum Verlagern der Ventilbrücke (5; 5a),
    - eine Motorbremseinrichtung (2) mit einer hydraulischen Ventilsteuereinheit (25),
    -- die zwischen dem Auslassventil (3) und der Ventilbrücke (5; 5a) angeordnet ist,
    -- die zur Ölspeisung an einen Ölspeisekanal (9) angeschlossen ist und
    -- mittels der das Auslassventil (3) bei betätigter Motorbremseinrichtung (2) in einer zwischengeöffneten Stellung haltbar ist,
    - einen Gegenhalter (45) zum Bereitstellen eines Anschlages (44) für die Ventilbrücke (5; 5a),
    - einen Steuerkanal (26), der zur Ölspeisung der hydraulischen Ventilsteuereinheit (25) an den Ölspeisekanal (9) angeschlossen ist,
    dadurch gekennzeichnet dass,
    - ein hydraulischer Ventilspielausgleichsmechanismus (11; 11a) für das Auslassventil (3, 4) vorgesehen ist,
    -- der zwischen dem Kipphebel (6) und der Ventilbrücke (5; 5a) angeordnet ist, und
    -- der zur Ölspeisung an den Ölspeisekanal (9) angeschlossen ist,
    - der Steuerkanal (26) zum Ausgleichen des Ventilspiels des Auslassventils (3, 4) mittels eines Verschlusselements (40) verschließbar ist, und
    - der Gegenhalter (45) zum Anpassen des Anschlages (44) an die Stellung des Ventilspielausgleichsmechanismus (11; 11a) als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist.
  2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsteuereinheit (25) und der Ventilspielausgleichsmechanismus (11; 11a) in die Ventilbrücke (5; 5a) integriert sind und der Steuerkanal (26) in der Ventilbrücke (5; 5a) ausgebildet ist.
  3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilspielausgleichsmechanismus (11; 11a) umfasst:
    - einen in einer ersten Zylinderbohrung (13) geführten Ausgleichskolben (12; 12a),
    - einen von dem Ausgleichskolben (12; 12a) begrenzten Ausgleichsraum (15),
    - eine in dem Ausgleichsraum (15) angeordnete erste Nachstellfeder (16),
    - einen durch den Ausgleichskolben (12; 12a) verlaufenden und in den Ausgleichsraum (15) mündenden Ölzufuhrkanal (17) und
    - ein erstes Rückschlagventil (18) zum Verschließen des Ölzufuhrkanals (17).
  4. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilsteuereinheit (25) umfasst:
    - einen in einer zweiten Zylinderbohrung (28) geführten Steuerkolben (27),
    - einen von dem Steuerkolben (27) begrenzten Steuerraum (33) und
    - eine in dem Steuerraum (33) angeordnete Steuerkolben-Nachstellfeder (34).
  5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerkanal (26) von dem Ausgleichsraum (15) zu dem Steuerraum (33) verläuft und derart in diesen mündet, dass der Steuerkolben (27) das Verschlusselement (40) bildet.
  6. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Steuerkanal (26) ein Steuerkanal-Rückschlagventil (41) angeordnet ist.
  7. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter (45) umfasst:
    - einen Gegenhaltergrundkörper (46) mit einer Gegenhalter-Zylinderbohrung (47),
    - einen in der Gegenhalter-Zylinderbohrung (47) geführten Gegenhalterkolben (48),
    - einen von dem Gegenhalterkolben (48) begrenzten Gegenhalterraum (50) und
    - eine in dem Gegenhalterraum (50) angeordnete dritte Nachstellfeder (51).
  8. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalterkolben (48) eine axiale Durchgangsbohrung (55) aufweist, die Teil eines den Steuerraum (33) mit dem Gegenhalterraum (50) verbindenden Versorgungskanals (54) ist.
  9. Brennkraftmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gegenhaltergrundkörper (46) ein Entlüftungskanal (59) mit einem Entlüftungskanal-Rückschlagventil (60) ausgebildet ist.
  10. Brennkraftmaschine nach Ansprüchen 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Überbrückungskanal (63) den Ölzufuhrkanal (17) mit dem Versorgungskanal (54) verbindet.
  11. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskolben (12a) eine Radialbohrung (64) aufweist, die in den Ölzufuhrkanal (17) mündet und Teil des in die Ventilbrücke (5a) integrierten Überbrückungskanals (63) ist.
  12. Brennkraftmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Überbrückungskanal (63) ein Überbrückungskanal-Rückschlagventil (65) angeordnet ist.
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