SE469727B

SE469727B - MULTI-CYLINDER EQUIPMENT WITH CHARGING CHANGE CHANNELS AND EXTRA EXHAUST GAS VALVE FOR EVERY CYLINDER

Info

Publication number: SE469727B
Application number: SE8903803A
Authority: SE
Inventors: E Weiss; T Schmitz; H Bergmann; T Harr
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1988-11-23
Filing date: 1989-11-13
Publication date: 1993-08-30
Also published as: FR2639403A1; IT1237049B; DE3839451A1; FR2639403B1; SE8903803L; IT8948572A1; IT8948572A0; SE8903803D0; DE3839451C2

Description

469 727 formen av förbränningsmotorn enligt patentkravet 3 har angivits den vid konstant ökning av lufthastigheten i strypledningen för strypeffekten huvudsakligen dimensionerande tvärsektionen hos utloppstvärsnittet i strypledningen vid avgaskanalen, vilket utloppstvärsnitt vid den praktiska tillämpningen mäste dimen- sioneras noga. 469,727 the shape of the internal combustion engine according to claim 3 has stated that with constant increase of the air velocity in the throttle line for the throttle effect mainly dimensioning cross section of the outlet cross section of the throttle line at the exhaust duct, which outlet cross-section in practical application must be carefully dimensioned.

I patentkravet 4 har angivits en utföringsform av för- bränningsmotorn vid vilken de enligt uppfinningen angivna åt- gärderna har en särskilt gynnsam inverkan på strypeffekten och därmed på bromseffekten från den i cylindrarna inpumpade luften, då genom ett förhindrande av kringpumpningen av luft från den ena cylindern till den andra hela den pumpade luftmängden vid bromsdrift måste passera strypspalten mellan bromsspjället och avgaskanalen eller avgasgrenröret under ut- förande av stryparbete.Claim 4 discloses an embodiment of the internal combustion engine in which the measures stated according to the invention have a particularly favorable effect on the throttling effect and thus on the braking effect from the air pumped into the cylinders, then by preventing the by-pumping of air from one cylinder. to the other, the entire amount of air pumped during brake operation must pass the throttle gap between the brake damper and the exhaust duct or exhaust manifold during throttle work.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 schematiskt visar en känd flercylindrig förbränningsmotor med av extra avgasventiler reglerade strypledningar och ett avgasspjäll i avgasgrenröret, fig 2 visar en partiell sektion genom en förbränníngsmotor en- ligt uppfinningen med en strypledning, styrd av en extra avgas- ventíl och en backventil, fig 3 visar en partiell sektion genom en förbränningsmotor i likhet med fig 2 och med en som back- ventil utformad extra avgasventíl och fig 4 schematiskt visar tvärsektionsförloppet hos en strypledning.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 schematically shows a known multi-cylinder internal combustion engine with throttle lines regulated by additional exhaust valves and an exhaust damper in the exhaust manifold, Fig. 2 shows a partial section through an internal combustion engine according to the invention. of an auxiliary exhaust valve and a non-return valve, Fig. 3 shows a partial section through an internal combustion engine similar to Fig. 2 and with an auxiliary exhaust valve designed as a non-return valve, and Fig. 4 schematically shows the cross-sectional process of a throttle line.

Den kända förbränningsmotorn 1 av fyrtaktstyp enligt fig 1 har tre cylindrar 2, 3, 4, till var och en av vilka hör en insugningskanal 5, 6, 7 med en inloppsventil 8, 9, 10 samt en avgaskanal 11, 12, 13 med en avgasventíl 14, 15, 16, vilka sistnämnda är sammanförda i ett avgasgrenrör 17. I detta är an- ordnat ett bromsspjäll 18, som under bromsdrift intar ett stängt läge, i vilket endast är frilagd den visade strypspalten 19. Cylinderrummet 20, 21, 22 till varje cylinder 2, 3, 4 är dessutom genom en strypledning 23, 24, 25 förbunden med den tillhörande avgaskanalen 11, 12, 13, varvid strypledningen är reglerbar medelst en extra avgasventíl 26, 27, 28. Dessa sist- nämnda intar vid bromsdrift hos förbränningsmotorn 1 varaktigt det visade, helt öppna läget. I den vänstra cylindern 2 sker 469 727 kompressionsslaget, i. den mellersta cylindern 13 utblàsnings- slaget och i den högra cylindern 4 insugningsslaget. Härigenom råder i avgaskanalerna 11 och 12 och därmed i avgasgrenröret 17 och i avgaskanalen 13 ett högre tryck än i cylinderrummet 22, så att via den öppna extra avgasventilen 28 inströmmar från cylinderrummen 20 och 21 utdriven luft in i cylinderrummet 22.The known four-stroke combustion engine 1 according to Fig. 1 has three cylinders 2, 3, 4, each of which has an intake duct 5, 6, 7 with an inlet valve 8, 9, 10 and an exhaust duct 11, 12, 13 with a exhaust valve 14, 15, 16, the latter being combined in an exhaust manifold 17. In this is arranged a brake damper 18, which during braking operation assumes a closed position, in which only the shown throttle gap 19 is exposed. The cylinder space 20, 21, 22 to each cylinder 2, 3, 4 is further connected by a throttling line 23, 24, 25 to the associated exhaust duct 11, 12, 13, the throttling line being adjustable by means of an additional exhaust valve 26, 27, 28. The latter act during braking operation of the internal combustion engine 1 permanently the shown, fully open position. In the left cylinder 2 the compression stroke takes place 469 727, in the middle cylinder 13 the blow-out stroke and in the right cylinder 4 the suction stroke. As a result, a higher pressure prevails in the exhaust ducts 11 and 12 and thus in the exhaust manifold 17 and in the exhaust duct 13 than in the cylinder space 22, so that forced air flows into the cylinder space 22 from the cylinder spaces 20 and 21 into the cylinder space 22.

Denna kringpumpning av luft från cylinder till cylinder ökar dessas temperatur till otillåtligt höga värden och dessutom strömmar mindre mängd luft ut genom den av bromsspelet 18 bil- dade strypspalten 19, så att dennas stryp- och bromsverkan sjunker.This circulating air from cylinder to cylinder increases their temperature to impermissibly high values and, in addition, less air flows out through the throttle gap 19 formed by the brake caliper 18, so that its throttling and braking action decreases.

Såsom närmare visas i fig 2 stängs strypledníngen 23 (24, 25) genom anliggning av en ventiltallrik 29 på den extra avgasventilen 26 (27, 28) mot ett ventilsäte 30, varvid framför ventilsätet 30 i riktning mot cylinderrummet 20 (21, 22) är be- lägen en förkammare 31, vilken inrymmer ventiltallriken 29 när den extra avgasventilen 26 är öppen. Vid den från ventiltall- riken vända änden av ventilskaftet 32 till den extra avgas- ventilen 26 ligger en i. höljet 33 'till förbränningsmotorn 1 styrd tryckplatta 34, som med sin baksida avgränsar ett tryck- utrymme 35, vilket vid bromsdrift hos förbränningsmotorn via en tryckledning 36 påverkas av ett tryckmedium, såsom tryckluft eller -olja, så att den extra avgasventilen 26 öppnas mot kraf- ten från en fjäder 37 och cylinderrummet 20 förbinds med stryp- ledníngen 23. Vid tryckavlastning i tryckutrymmet 35 vid broms- drift återför fjädern 37 den extra avgasventilen 26 till det stängda läget. A I strypledníngen 23 mellan ventilsätet 30 och avgas- kanalen 11 är dessutom anordnad en backventil 38, som vid an- liggning med sin ventiltallrik 39 mot ett ventilsäte 40 stänger strypledníngen 23.As shown in more detail in Fig. 2, the throttle line 23 (24, 25) is closed by abutting a valve plate 29 on the auxiliary exhaust valve 26 (27, 28) against a valve seat 30, the front valve seat 30 in the direction of the cylinder space 20 (21, 22) being located an antechamber 31, which houses the valve plate 29 when the auxiliary exhaust valve 26 is open. At the end of the valve stem 32 facing the auxiliary exhaust valve 26 to the auxiliary exhaust valve 26 is a pressure plate 34 guided in the housing 33 'to the internal combustion engine 1, which with its rear defines a pressure space 35, which during braking operation of the internal combustion engine pressure line 36 is actuated by a pressure medium, such as compressed air or oil, so that the auxiliary exhaust valve 26 opens against the force of a spring 37 and the cylinder space 20 is connected to the throttle line 23. During pressure relief in the pressure space 35 during brake operation, the spring 37 returns the auxiliary exhaust valve 26 to the closed position. A In the throttle line 23 between the valve seat 30 and the exhaust duct 11, a non-return valve 38 is also arranged, which, when abutting its valve plate 39 against a valve seat 40, closes the throttle line 23.

Backventilen 38 intar det öppna läget i det fall då vid öppet läge hos den extra avgasventilen 26 den genom tryckskill- naden mellan cylinderrummet 20 och avgaskanalen 11 på ventil- tallriken 39 utövade kraften är större än kraften hos en i stängningsriktningen verkande fjäder 41, medan i alla andra fall, alltså särskilt vid ett högre tryck i avgaskanalen 11 än i cylinderrummet 20, hålls backventilen 38 stängd, så att en '4e9 727 tillbakaströmning av luft in i cylinderrummet 20 och därmed en kringpumpning av luften från den ena cylindern till den andra med säkerhet förhindras.The non-return valve 38 assumes the open position in the case where in the open position of the auxiliary exhaust valve 26 the force exerted by the pressure difference between the cylinder space 20 and the exhaust duct 11 on the valve plate 39 is greater than the force of a spring 41 acting in the closing direction. in all other cases, i.e. especially at a higher pressure in the exhaust duct 11 than in the cylinder space 20, the non-return valve 38 is kept closed, so that a return flow of air into the cylinder space 20 and thus a circulating of the air from one cylinder to the other with security is prevented.

Vid utföringsexemplet enligt fig 3 är den extra avgas- ventilen 26 själv utformad som backventilen 38, vilken i huvud- sak består av en ventildel 42 och en tryckdel 43, mellan vilka är inspänd en tryckfjäder 44. Den i en borrning 45 i höljet 33 styrda ventildelen 42 stänger strypledningen 23 genom anligg- ning mot ett ventilsäte 46 och avskiljer denna ledning från cylinderrummet 20. För att under förbränningsdrift hos motorn tillförsäkra ett varaktigt stängt läge hos ventildelen 42, pressas denna stadigt mot ventilsätet 46 av en reglerkolv 47 till en spärranordning 48. För detta ändamål uppvisar den av en tryckfjäder 49 förspända reglerkolven 47, som är styrd i en mot borrningen 45 vinkelrätt borrning 50, en snett riktad yta 51, som av tryckfjädern 49 pressas mot en rulle 52 på tryckdelen 43, som i sin tur via en bult 53 håller fast ventildelen 42 mot ventilsätet 46. Under bromsdrift hos förbränningsmotorn införs via tryckledningen 36 ett tryckmedium i ett tryckutrymme 54 i borrningen 50, så att via en tryckkolv 55 skjuts reglerkolven 47 tillbaka mot verkan av kraften från tryckfjädern 49. Där- igenom kan tryckdelen 43 föras undan uppåt medan ventildelen 42 medelst tryckfjädern 44 hålls fast mot ventilsätet 46 ända tills den av cylinderrumstrycket utövade kraften på ventildelen 42 blir mindre än kraften från tryckfjädern 44. En insugning av luft via strypledningen 23 in i cylinderrummet 20 är sålunda utesluten också vid detta utföringsexempel.In the exemplary embodiment according to Fig. 3, the auxiliary exhaust valve 26 itself is designed as the non-return valve 38, which mainly consists of a valve part 42 and a pressure part 43, between which a compression spring 44 is clamped. The one guided in a bore 45 in the housing 33 valve part 42 closes the throttle line 23 by abutment against a valve seat 46 and separates this line from the cylinder space 20. In order to ensure a permanently closed position of the valve part 42 during combustion operation of the engine, it is pressed firmly against the valve seat 46 by a control piston 47 to a locking device 48 For this purpose, the control piston 47 biased by a compression spring 49, which is guided in a bore 50 perpendicular to the bore 45, has an obliquely directed surface 51, which is pressed by the compression spring 49 against a roller 52 on the pressure part 43, which in turn via a bolt 53 holds the valve member 42 against the valve seat 46. During braking operation of the internal combustion engine, a pressure medium is introduced via the pressure line 36 into a pressure space 54 in the bore 50, so that via a pressure piston 55 the control piston 47 is pushed back against the action of the force from the compression spring 49. Thereby the pressure part 43 can be moved away upwards while the valve part 42 is held by the pressure spring 44 against the valve seat 46 until the force exerted by the cylinder space pressure 42 becomes less than the force from the compression spring 44. An intake of air via the throttle line 23 into the cylinder space 20 is thus also excluded in this exemplary embodiment.

I fig 14 har visats hur strömningstvärsnittet för den genom strypledningen 23 (24, 25) utdrivna luften avtar konstant mellan cylindern 2 (3, 4) och avgaskanalen 11 (12, 13) och där- med ökar strömningshastigheten. Tvärsnittsminskningen sker där- vid via cylinderborrningen och tvärsnittet hos förkammaren 31 (F1), den extra avgasventilen 26 (F2), backventilen 38 (F3) och fram till mynningstvärsnittet (F4) i avgaskanalen 11, som är så dimensionerat, att bästa möjliga stryp- och bromsverkan uppnås utan att genom den angivna tvärsnittsformen den utdrivna luft- mängden minskas alltför mycket på ett sätt som sänker stryp- effekten. ff' .ﬁxFig. 14 has shown how the flow cross section of the air expelled through the throttle line 23 (24, 25) decreases constantly between the cylinder 2 (3, 4) and the exhaust duct 11 (12, 13) and thereby the flow rate increases. The cross-sectional reduction takes place via the cylinder bore and the cross-section of the antechamber 31 (F1), the auxiliary exhaust valve 26 (F2), the non-return valve 38 (F3) and up to the orifice cross-section (F4) in the exhaust duct 11, which is so dimensioned that and braking action is achieved without reducing the amount of air expelled through the specified cross-sectional shape in a way that lowers the throttling effect. ff '.ﬁ x

Claims

469 727 P a t e n t k r a v

A multi-cylinder internal combustion engine, in particular for the operation of a motor vehicle and with charge change channels and an additional exhaust valve for each cylinder, which exhaust valve regulates a throttle line between the cylinder chamber and an exhaust duct in the internal combustion engine in such a way that during braking operation of the internal combustion engine cylinder cylinder and into the exhaust duct during braking work, and a non-return valve arranged in the throttle line and opening towards the exhaust duct, which at a relative pressure in the cylinder chamber higher pressure in the exhaust duct keeps the throttle line closed, characterized in that in an internal combustion engine ( 1) with charge changeover valves (8, 9, 10, 14, 15, 16), which regulate charge changeover channels (5, 6, 7, 11, 12, 13), the auxiliary exhaust valve (26, 27, 28) is designed as a non-return valve (38), which during operation with combustion in the engine is kept closed by means of a locking device (48), the locking effect of which is canceled during engine braking operation.

Engine according to Claim 1, characterized in that the locking device (48) consists of a spring-loaded control piston (47) which, during braking operation, can be pushed back against spring force by actuation with a pressure medium and which has an obliquely directed surface (51), which, during combustion operation of the engine by abutment against the non-return valve (38), is arranged to keep it in the closed position and during braking operation to open it when the control piston (47) is pushed back.

Engine according to Claim 1 or 2, characterized in that the throttle line (23, 24, 25) exits the cylinder space (20, 21, 22) via the auxiliary exhaust valve (26, 27, 28) and the non-return valve (38). has a constantly decreasing cross-section up to the mouth in the exhaust duct (11, 12, 13).

Engine according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a brake damper (18) is arranged in the exhaust duct (11, 12, 13) or in the exhaust gas collecting pipe (17) connected thereto, which is arranged as an engine brake. to throttle the cross section of the exhaust manifold (17) during braking operation.