SE520346C2

SE520346C2 - Internal combustion engine which includes an engine braking function

Info

Publication number: SE520346C2
Application number: SE0004355A
Authority: SE
Inventors: Petter Johnson; Haakan Fransson
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2003-07-01
Also published as: SE0004355D0; WO2002042612A1; DE10196964T1; AU2002218594A1; SE0004355L

Abstract

The present invention relates to a combustion engine which incorporates an engine braking function. The combustion engine incorporates a camshaft (1) with a peripheral guide surface (2) which includes a first cam (3) which, when a non-compresssion state prevails in the combustion chamber (20), is designed to initiate a control movement for opening the exhaust valve (18), and a second cam (4) which, when a compression state prevails in the combustion chamber (20), is designed to initiate a control movement for opening the exhaust valves (18, 19) against a compression pressure in the combustion chamber (20) so that engine braking is provided, and a motion-transmitting mechanism (5-17) designed to transmit said control movements. The motion-transmitting mechanism (5-17) incorporates a first clearance (11) for eliminating the action of the second cam (4), and a variable-length clearance-adjusting device (13) which, in an engine-braking state, is designed to bridge a second clearance (14) in the motion-transmitting mechanism (5-17.

Description

25 30 35 520 346 ning önskas aktiveras en längdföränderlig speljusteringsanord- ning så att spelet kan överbryggas. Med ett överbryggat spel överför den rörelseöverförande mekanismen även styrrörelser som initieras av den extra nocken och en öppning av avgasven- tilen mot ett kompressionstryck i förbränningsutrymmet åstad- koms. En nackdel är här att avgasventilen erhåller ett längre or- dinarie ventilslag under motorbromsning eftersom inget spel här förekommer än vid drift utan motorbromsning då ett spel före- kommer. Avgasventilens ingående komponenter måste därmed dimensioneras för det längsta ventilslaget. 25 30 35 520 346 desired, a length-changing game adjusting device is activated so that the game can be bridged. With a bridged play, the motion transmitting mechanism also transmits control motions initiated by the extra cam and an opening of the exhaust valve against a compression pressure in the combustion chamber is achieved. A disadvantage here is that the exhaust valve receives a longer ordinary valve stroke during engine braking, as no play occurs here than in operation without engine braking when a play occurs. The exhaust components of the exhaust valve must thus be dimensioned for the longest valve stroke.

Genom US 4 473 047 visas ett annat system för motorbromsning av en förbränningsmotor. Förbränningsmotorn innefattar för- bränningsutrymmen med två stycken avgasventiler, vilka öppnas under motorns drift, medelst en rörelseöverförande mekanism.US 4,473,047 discloses another system for engine braking of an internal combustion engine. The internal combustion engine comprises combustion chambers with two exhaust valves, which are opened during engine operation, by means of a motion-transmitting mechanism.

Ett separat anordnat hydrauliskt manöverdon öppnar här en av avgasventilerna då en motorbromsning önskas. Anordnandet av ett separat manöverdon erfordrar ett relativt stort utrymme och en extra rörelseöverförande mekanism måste här arrangeras för att styra manöverdonets rörelser.A separately arranged hydraulic actuator here opens one of the exhaust valves when an engine braking is desired. The arrangement of a separate actuator requires a relatively large space and an extra motion transmitting mechanism must be arranged here to control the movements of the actuator.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett för- bränningsmotor som har en konstruktion som inte är utrymmes- krävande och ger avgasventilen en konstant slaglängd vid en ordinarie öppning både med och utan motorbromsning. Ett annat syfte är att tillhandahålla en konstruktion som medger en öpp- ning av avgasventilen mot ett högt kompressionstryck i förbrän- ningsutrymmet utan att kamaxelns styryta belastas alltför hårt.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide an internal combustion engine which has a construction which is not space-consuming and gives the exhaust valve a constant stroke at a regular opening both with and without engine braking. Another object is to provide a construction which allows the exhaust valve to be opened against a high compression pressure in the combustion chamber without the control surface of the camshaft being loaded too heavily.

Det först angivna syftet uppnås med den inledningsvis nämnda förbränningsmotorn som kännetecknas av vad som anges i pa- tentkravets 1 kännetecknande del. Då, speljusteringsorganet inte är aktiverat och motorbromsning inte pågår, måste styrrö- relser från kamaxelns styryta således alltid passera via det för- 520 346 .- .in 10 15 20 25 30 35 sta spelet som innefattar ett glapp. Glappet har en sådan storlek att det helt eliminerar den andra nockens verkan. Då motor- bromsning önskas aktiveras speljusteringsorganet så att det överbryggar det andra spelet och giappet i den rörelseöverfö- rande mekanismen elimineras. Styrrörelser som initieras från den andra nocken kan nu överföras via den rörelseöverförande mekanismen för att öppna avgasventilen. Genom en lämpligt utformad rörelseöverförande mekanism så kan styrrörelser upp till en tredje öppningsnivå av avgasventilen fås att passera via det andra spelet medan styrrörelser, som initierar en större öpp- ningsgrad av avgasventilen, fås att passera via det första spelet.The first stated object is achieved with the initially mentioned internal combustion engine which is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1. Thus, when the play adjusting means is not activated and engine braking is not in progress, steering movements from the camshaft guide surface must always pass through the first play which includes a play. The gap is of such a size that it completely eliminates the effect of the other cam. When engine braking is desired, the game adjusting means is activated so that it bridges the second game and the gap in the motion transmitting mechanism is eliminated. Control motions initiated from the second cam can now be transmitted via the motion transmitting mechanism to open the exhaust valve. Through a suitably designed motion transmitting mechanism, control movements up to a third opening level of the exhaust valve can be made to pass via the second game, while control movements, which initiate a greater degree of opening of the exhaust valve, are made to pass via the first game.

Eftersom styrrörelsen för det slutliga ordinarie avgasventillyftet överförs via det första spelet både med och utan motorbroms- ning erhålls samma slaglängd hos avgasventilen i de båda fal- len. Den rörelseöverförande mekanismen erfordras endast ett fåtal extra komponenter utöver en konventionell förbrännings- motor för att tillhandahålla en motorbromsning. De extra kompo- nenterna erfordrar även ett relativt litet utrymme. Styrrörelsen kan alltså överföras antingen via det första eller andra spelet, vilket ger två alternativa överföringsvägar i ett delområde av den rörelseöverförande mekanismen. Därmed uppstår möjligheten att med en lämplig utformning av den rörelseöverförande meka- nismen reducera kraftöverföringen från kompressionstrycket i förbränningsutrymmet till kamaxelns styryta under en öppnings- fas av avgasventilen.Since the control movement for the final ordinary exhaust valve lift is transmitted via the first play both with and without engine braking, the same stroke of the exhaust valve is obtained in both cases. The motion transmission mechanism requires only a few additional components in addition to a conventional internal combustion engine to provide engine braking. The extra components also require a relatively small space. The control movement can thus be transmitted either via the first or the second game, which provides two alternative transmission paths in a sub-area of the motion transmitting mechanism. This gives rise to the possibility of reducing the power transmission from the compression pressure in the combustion chamber to the control surface of the camshaft during an opening phase of the exhaust valve with a suitable design of the motion-transmitting mechanism.

Enligt en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinningen innefattar nämnda rörelseöverförande mekanism en vipparm som är svängbart lagrad runt en axel och att speljusteringsorga- net är fast anordnat på vipparmen. En sådan vipparmar utgör ett naturligt och funktionellt ställe för att fästa speljusteringsorga- net. Med fördel innefattar den rörelseöverförande mekanism en första del som är inrättad att överföra en styrrörelse från kam- axelns perifera styryta till vipparmen och en andra del som är inrättad att överföra vipparmens styrrörelser för att reglera av- gasventilens läge och att de första och andra spelen är anord- 10 15 20 25 30 35 520 346 nade mellan vipparmen och den andra delen av den rörelse- överförande mekanismen. l övergången mellan vipparmen och den andra delen av den rörelseöverförande mekanismen är det lämpligt att förlägga de första och andra spelen. De första och andra spelen kan här anordnas väsentligen parallellt och på oli- ka avstånd från vipparmens axel. Det andra spelet är med fördel anordnat på ett kortare avstånd från vipparmens axel än det för- sta spelet. Därmed erhålls en kortare hävarm från vipparmens axel till det andra spelet än till det första spelet. Styrrörelser som överförs från vipparmens motsatta sida via det andra spelet ges därmed en kortare förskjutningsrörelse men än större kraft än de rörelser som överförs via det första spelet. Fördelen med en relativt kort hävarm från axeln till det andra spelet är att jämförelsevis stora krafter kan överföras, via det andra spelet, för att öppna avgasventilen mot kompressionstryckets verkan utan att kamytan på den motsatt sida om vippaxelns axel be- lastas alltför hårt. En ytterligare fördel med ett sådant placering av de första och andra spelen är att vipparmen under sin vrid- ning runt axeln åstadkommer en längre förskjutningsrörelse via det första spelet än via det andra spelet. De ingående rörelse- överförande komponenterna är så dimensionerade att styrrörel- ser som initierar en öppning av avgasventilen, under motor- bromsning, upp till den tredje öppningsnivån passerar via det andra spelet medan styrrörelser som initierar en större öpp- ningsnivå av avgasventilen passerar via det första spelet. Den slutliga styrrörelsen av avgasventilen upp till en maximal första öppningsnivå överförs således alltid via det första spelet. Av- gasventilen erhåller därmed, vid den ordinarie öppningsrörelsen, en lika stor slaglängd oavsett om motorbromsning pågår eller inte.According to a preferred embodiment of the present invention, said motion transmitting mechanism comprises a rocker arm which is pivotally mounted around a shaft and that the game adjusting means is fixedly arranged on the rocker arm. Such a rocker arm constitutes a natural and functional place for attaching the game adjusting member. Advantageously, the motion transmitting mechanism comprises a first part adapted to transmit a control movement from the peripheral guide surface of the camshaft to the rocker arm and a second part arranged to transmit the control motions of the rocker arm to control the position of the exhaust valve and the first and second coils being arranged between the rocker arm and the other part of the motion transmitting mechanism. In the transition between the rocker arm and the second part of the motion transmitting mechanism, it is convenient to place the first and second winches. The first and second games can here be arranged substantially parallel and at different distances from the axis of the rocker arm. The second game is advantageously arranged at a shorter distance from the axis of the rocker arm than the first game. This results in a shorter lever from the shaft of the rocker arm for the second game than for the first game. Control movements transmitted from the opposite side of the rocker arm via the second game are thus given a shorter displacement movement but even greater force than the movements transmitted via the first game. The advantage of a relatively short lever from the shaft to the second game is that comparatively large forces can be transmitted, via the second game, to open the exhaust valve against the action of the compression pressure without the cam surface on the opposite side of the rocker shaft being overloaded. A further advantage of such a placement of the first and second games is that the rocker arm, during its rotation about the axis, produces a longer displacement movement via the first game than via the second game. The input motion transmitting components are dimensioned so that steering motions which initiate an opening of the exhaust valve, during engine braking, up to the third opening level pass through the second clearance while steering motions which initiate a larger opening level of the exhaust valve pass through the first the game. The final control movement of the exhaust valve up to a maximum first opening level is thus always transmitted via the first play. The exhaust valve thus receives, during the ordinary opening movement, an equal stroke regardless of whether engine braking is in progress or not.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning innefattar förbränningsutrymmet två avgasventiler. Det är vanligt att två avgasventiler används per förbränningsutrymme hos förbränningsmotorer för tunga fordon. Med fördel är en av de två avgasventilerna inrättad att öppnas för att medge motor- 10 15 20 25 30 35 520 346 bromsning. Att endast öppna en istället för två avgasventiler erfordrar en mindre kraft och resulterar i en lägre belastningen på kamaxelns styryta. Med fördel överförs en styrrörelse via det första spelet från en anslagsyta hos vipparmen till en motsva- rande anslagsyta hos ett tvärstycke som är inrättat att överföra en väsentligen likformig styrrörelse till de både avgasventilerna.According to another preferred embodiment of the present invention, the combustion chamber comprises two exhaust valves. It is common for two exhaust valves to be used per combustion chamber in internal combustion engines for heavy vehicles. Advantageously, one of the two exhaust valves is arranged to be opened to allow engine braking. Opening only one instead of two exhaust valves requires less force and results in a lower load on the camshaft guide surface. Advantageously, a control movement is transmitted via the first clearance from a stop surface of the rocker arm to a corresponding stop surface of a crosspiece which is arranged to transmit a substantially uniform control movement to the two exhaust valves.

De båda avgasventilerna erhåller därmed en samtidig och lik- formig ordinarie öppningsrörelse då motorbromsning inte pågår.The two exhaust valves thus receive a simultaneous and uniform ordinary opening movement when engine braking is not in progress.

Med fördel överförs en styrrörelse via det andra spelet från en anslagsyta hos speljusteringsorganet till en motsvarande an- slagsyta hos ett långsträckt element som sträcker sig förskjut- bart genom tvärstycket så att det vid förskjutning medger öpp- ning av avgasventilen. Med ett sådant förskjutbart element er- hålls en enkel konstruktion som tillhandahåller en öppning av avgasventilen mot ett kompressionstryck in förbränningsutrym- met så att motorbromsning kan erhållas.Advantageously, a guide movement is transmitted via the second spindle from an abutment surface of the clearance adjusting means to a corresponding abutment surface of an elongate element which extends displaceably through the crosspiece so that in case of displacement it allows opening of the exhaust valve. With such a displaceable element a simple construction is obtained which provides an opening of the exhaust valve against a compression pressure into the combustion space so that engine braking can be obtained.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande upp- finning innefattar speljusteringsorganet en hydraulisk cylinder.According to another preferred embodiment of the present invention, the game adjusting means comprises a hydraulic cylinder.

För att styra den hydrauliska cylinderns rörelser kan hydraulolja erhållas från ledningar i vipparmen och dess axel. En sådan hydraulcylinder kan vara enkelverkande. Med fördel innefattar förbränningsmotorn ett överbelastningsorgan som är inrättad att begränsa den kraft som speljusteringsorganet medges att över- föra i det andra spelet. Ett sådant överbelastningsorgan kan in- nefatta en övertrycksventil som öppnar vid ett för högt hydraul- tryck. Därmed kan hydraulcylindern endast överföra en kraft upp till ett bestämt värde via det andra spelet. Därmed säkerställs så att kamaxelns styryta inte utsätts för ett alltför högt tryck. Ett alltför högt tryck kan annars åstadkommas i de fall motorbrom- sen aktiveras då ett väsentligen maximalt kompressionstryck rå- der i förbränningsutrymmet. Med en sådan övertrycksventil sker här ingen öppning av avgasventilen mot det alltför höga trycket utan avgasventilen öppnar istället under kamaxelns nästa varv då ett för öppning lämpligare kompressionstryck råder i förbrän- ningsutrymmet. Dock eftersträvas en öppning av avgasventilen 10 15 20 25 30 35 520 346 då ett så högt kompressionstryck som möjligt råder i förbrän- ningsutrymmet för att tillhandahålla en god bromsverkan. Me- delst de ovan nämnda åtgärderna som reducerar det överförda trycket som verkar på kamaxelns styryta kan avgasventilen öpp- nas mot ett högre kompressionstryck än vid konventionella mo- torbromsar.To control the movements of the hydraulic cylinder, hydraulic oil can be obtained from lines in the rocker arm and its shaft. Such a hydraulic cylinder can be single-acting. Advantageously, the internal combustion engine comprises an overload means which is arranged to limit the force which the game adjusting means is allowed to transmit in the second game. Such an overload means may comprise an overpressure valve which opens at too high a hydraulic pressure. Thus, the hydraulic cylinder can only transmit a force up to a certain value via the second game. This ensures that the guide surface of the camshaft is not subjected to excessive pressure. An excessively high pressure can otherwise be achieved in cases where the engine brake is activated when a substantially maximum compression pressure prevails in the combustion chamber. With such an overpressure valve, no exhaust valve is opened here against the excessive pressure, but the exhaust valve opens instead during the next revolution of the camshaft when a compression pressure more suitable for opening prevails in the combustion chamber. However, an opening of the exhaust valve 10 20 20 25 30 35 520 346 is sought when as high a compression pressure as possible prevails in the combustion chamber to provide a good braking effect. By means of the above-mentioned measures which reduce the transmitted pressure acting on the camshaft control surface, the exhaust valve can be opened to a higher compression pressure than with conventional engine brakes.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs såsom ett exempel en föredragen utfö- ringsform av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig 1 visar en del av en förbränningsmotor som innefattar komponenter för att tillhandahålla en motorbromsning och Fig 2 visar schematiskt i kurvform de i Fig 1 visade avgas- ventilernas öppningsrörelser i förhållande till kamax- elns vridläge.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following, as an example, a preferred embodiment of the invention is described with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a part of an internal combustion engine comprising components for providing an engine braking and Fig. 2 shows schematically in curve form the opening movements of the exhaust valves shown in Fig. 1 in relation to the rotational position of the camshaft.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖ- RINGSFORM AV UPPFINNINGEN Fig 1 visar en förbränningsmotor som innefattar en kamaxel 1 som roterar med ett varvtal som är relaterat till varvtalet hos motorns vevaxel under drift av förbränningsmotorn. Kamaxeln 1 innefattar en perifer styryta 2 med en första ordinarie kamnock 3 och en andra extra kamnock 4. En rulle 5 är inrättad att rulla längs den perifera styrytan 2. Rullen 5 är roterbart anordnad i en hållare 6 som är förbunden med en ände hos en arm 7. Armens 7 andra ände är förbunden med en ände hos en vipparm 8. Rul- len 5, hållaren 6 och armen 7 innefattas i en första del av en rö- relseöverförande mekanism som är inrättad att överföra en styr- rörelse från kamaxelns perifera styryta 2 till vipparmen 8. Vipp- armen 8 är svängbart lagrad runt en tvärgående axel 9. Vippar- men 8 innefattar vid en andra ände, på den motsatta sidan om 10 15 20 25 30 35 520 346 , = < > l s i « ~ - tr axeln 9, ett anslagshuvud 10 med en anslagsyta 10a. Ett första spel 11 i den rörelseöverförande mekanismen är bildat mellan anslagshuvudets 10 anslagsyta 10a och en motsvarande an- slagsyta hos ett tvärstycke 12. Ett längdföränderligt speljuster- ingsorgan i form av en hydraulisk cylinder 13 är fast anordnat på vipparmen 8. Den hydrauliska cylindern 13 innefattar en främre anslagsyta 13a. Ett andra spel 14 i den rörelseöverförande me- kanismen är bildat mellan den hydrauliska cylinders 13 anslags- yta 13a och en motsvarande övre anslagsyta hos ett långsträckt element 15. Det långsträckta element 15 är förskjutbart anord- nad genom en öppning i tvärstycket 12. Den hydrauliska cylin- dern 13 är inrättad att, i ett aktiverat tillstånd, längdförändras så att den överbrygger det andra spelet 14 då en motorbromsning önskas. Då en motorbromsning inte önskas görs den hydrauliska cylindern 13 trycklös och den kan då inte överföra någon tryck- kraft till det långsträckta elementet 15. Den hydrauliska cylin- dern 13 trycks ihop om den utsätts för en belastning under ett trycklöst tillstånd. Vipparmens 8 styrrörelser överförs då istället via det första spelet 11. Den hydrauliska cylindern 13 innefattar även en övertrycksventil som är inrättad att leda ut hydrauloljan från cylindern 13 om ett maximalt godtagbart tryck överskrids i cylindern 13. Övertrycksventilen som inte visas i Fig 1, kan ex- empelvis innefattas i den hydrauliska cylindern 13 och innefatta ett ventilsäte med en fjäderbelastad kula som öppnar vid ett be- stämt övertryck. Den hydrauliska cylindern 13 aktiveras genom tillförsel av hydraulolja genom kanaler 16 som sträcker sig ge- nom axeln 9 och vipparmen 8. Dessa kanaler 16 innefattar även med fördel en styr och backventilanordning 17. Tvärstycket 12 innefattar en första lösgörbar förbindning med ett övre parti av en första avgasventil 18 och en andra förbindning med ett övre parti av en andra avgasventil 19. Tvärstycket 12 och det långsträckta elementet 15 innefattas i en andra del av den rörel- seöverförande mekanismen som är inrättad att överföra vippar- mens 8 styrrörelse för att reglera avgasventilernas 18, 19 läge.DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION Fig. 1 shows an internal combustion engine comprising a camshaft 1 rotating at a speed related to the speed of the engine crankshaft during operation of the internal combustion engine. The camshaft 1 comprises a peripheral guide surface 2 with a first ordinary cam cam 3 and a second additional cam cam 4. A roller 5 is arranged to roll along the peripheral guide surface 2. The roller 5 is rotatably arranged in a holder 6 which is connected to one end of a camshaft. arm 7. The other end of the arm 7 is connected to one end of a rocker arm 8. The roller 5, the holder 6 and the arm 7 are included in a first part of a motion transmitting mechanism which is arranged to transmit a guide movement from the periphery of the camshaft. guide surface 2 for the rocker arm 8. The rocker arm 8 is pivotally mounted around a transverse axis 9. The rocker arm 8 comprises at a second end, on the opposite side of 10 15 20 25 30 35 520 346, = <> lsi «~ - tr shaft 9, a stop head 10 with a stop surface 10a. A first clearance 11 in the motion transmitting mechanism is formed between the abutment surface 10a of the abutment head 10 and a corresponding abutment surface of a crosspiece 12. A length-changing abutment adjusting means in the form of a hydraulic cylinder 13 is fixedly mounted on the rocker arm 8. The hydraulic cylinder 13 comprises a front abutment surface 13a. A second clearance 14 in the motion transmitting mechanism is formed between the abutment surface 13a of the hydraulic cylinder 13 and a corresponding upper abutment surface of an elongate member 15. The elongate member 15 is slidably arranged through an opening in the crosspiece 12. The hydraulic the cylinder 13 is arranged to, in an activated state, change in length so that it bridges the second clearance 14 when an engine braking is desired. When an engine braking is not desired, the hydraulic cylinder 13 is depressurized and it can then not transmit any compressive force to the elongate element 15. The hydraulic cylinder 13 is compressed if it is subjected to a load under a depressurized state. The control movements of the rocker arm 8 are then instead transmitted via the first spindle 11. The hydraulic cylinder 13 also comprises a pressure relief valve which is arranged to discharge the hydraulic oil from the cylinder 13 if a maximum acceptable pressure is exceeded in the cylinder 13. The pressure relief valve not shown in Fig. for example, are included in the hydraulic cylinder 13 and comprise a valve seat with a spring-loaded ball which opens at a certain overpressure. The hydraulic cylinder 13 is activated by the supply of hydraulic oil through channels 16 extending through the shaft 9 and the rocker arm 8. These channels 16 also advantageously comprise a guide and non-return valve device 17. The crosspiece 12 comprises a first releasable connection with an upper part of a first exhaust valve 18 and a second connection to an upper portion of a second exhaust valve 19. The crosspiece 12 and the elongate member 15 are included in a second portion of the motion transmitting mechanism adapted to transmit the control movement of the rocker valve 8 to control the exhaust valves 18. , 19 mode.

Avgasventilerna 18, 19 är öppningsbara genom en förskjutnings- rörelse nedåt mot verkan av var sina fjädrar som dock inte är 10 15 20 25 30 35 520 346 -p _... visade i Fig 1. I avgasventilernas 18, 19 öppna tillstånd medges det inneslutna mediet i ett förbränningsutrymmet 20 hos för- bränningsmotorn att strömma ut till ett avgasarrangemang. För- bränningsutrymmet 20 innefattas på konventionellt sätt i en cy- linder 21 och begränsas nedåt av en rörligt anordnad kolv 22.The exhaust valves 18, 19 can be opened by a downward displacement movement against the action of their respective springs, which, however, are not shown in Fig. 1. In the open condition of the exhaust valves 18, 19, it is permitted to enclosed medium in an combustion chamber 20 of the internal combustion engine to flow out to an exhaust arrangement. The combustion space 20 is enclosed in a conventional manner in a cylinder 21 and is limited downwards by a movably arranged piston 22.

Då förbränningsmotorn drivs, utan motorbromsning, är hydraul- cylindern 13 inte aktiverad. Därmed kan styrrörelser endast överföras via det första spelet 11. Då rullen 5 rör sig över den andra nocken 4 som har en relativt liten höjdnivå initieras en motsvarande relativt liten styrrörelse i den rörelseöverförande mekanismen. Armen 7 förskjuts uppåt och svänger vipparmen 8 så att en motsvarande förskjutning nedåt erhålls på vipparmens 8 motsatta sida. Det första spelet 11 är dock så dimensionerat så att anslagshuvudets 10 i detta fall inte kan överföra en för- skjutningsrörelse till tvärstycket 12.When the internal combustion engine is operated, without engine braking, the hydraulic cylinder 13 is not activated. Thus, control movements can only be transmitted via the first spindle 11. When the roller 5 moves over the second cam 4 which has a relatively small height level, a corresponding relatively small control movement is initiated in the motion transmitting mechanism. The arm 7 is displaced upwards and pivots the rocker arm 8 so that a corresponding downward displacement is obtained on the opposite side of the rocker arm 8. However, the first play 11 is dimensioned so that in this case the abutment head 10 cannot transmit a displacement movement to the crosspiece 12.

Då rullen 5 därefter rullar över den första nocken 3 som har en avsevärt högre höjdnivå än den andra nocken 4, initieras en av- sevärt större styrrörelse i den rörelseöverförande mekanismen.When the roller 5 then rolls over the first cam 3 which has a considerably higher height level than the second cam 4, a considerably larger guide movement is initiated in the motion transmitting mechanism.

Eftersom hydraulcylindern 13 fortfarande är inaktiv kan inte heller i detta fall någon styrrörelse överföras via det andra spe- let 14. Däremot när rullen 5 når en höjdnivå på den första nock- en 3 som överstiger den andra nockens 4 höjdnivå kommer an- slagshuvudets 10 anslagsyta 10a i kontakt med tvärstyckets 12 anslagsyta och börjar förskjuta tvärstycket 12 nedåt. Samtidigt förskjuter tvärstycket 12 avgasventilerna 18, 19 nedåt så att de successivt öppnar till en första maximal nivå sj så att förbrän- ningsgaserna i förbränningsutrymmet 20 strömmar ut. l Fig 2 vi- sas med heldragen linje avgasventilernas 18, 19 öppningsnivå s som funktion av kamaxelns 1 vridningsvinkel v då styrrörelser överförs via det första spelet 11, vilket alltid är fallet då motor- bromsning inte pågår. Ingen öppning sker här som initieras av den andra nocken 4 utan avgasventilerna 18, 19 öppnas samti- digt av den ordlnarie nocken 3 och följer likformlgt den heldrag- 10 15 20 25 30 35 520 546 :v -ﬂ- . . » - i i na kurvan så att de erhåller en motsvarande maximal första öppningsnivå s1.Since the hydraulic cylinder 13 is still inactive, in this case no steering movement can be transmitted via the second spindle 14. However, when the roller 5 reaches a height level of the first cam 3 which exceeds the height level of the second cam 4, the abutment surface of the stop head 10 10a in contact with the abutment surface of the crosspiece 12 and begins to displace the crosspiece 12 downward. At the same time, the crosspiece 12 displaces the exhaust valves 18, 19 downwards so that they successively open to a first maximum level sj so that the combustion gases in the combustion space 20 flow out. Fig. 2 shows in solid line the opening level s of the exhaust valves 18, 19 as a function of the angle of rotation v of the camshaft 1 when steering movements are transmitted via the first play 11, which is always the case when engine braking is not in progress. No opening takes place here which is initiated by the second cam 4, but the exhaust valves 18, 19 are opened at the same time by the regular cam 3 and uniformly follow the solid 10 15 20 25 30 35 520 546: v -ﬂ-. . »- i i na curve so that they obtain a corresponding maximum first opening level s1.

Då motorbromsning önskas aktiveras den hydrauliska cylindern 13. Hydraulcylindern 13 längdförändras så att dess främre an- slagsyta kommer till anliggning mot anslagsytan hos det långsträckta elementet 15. Det andra spelet 14 överbryggas därmed. Då rullen 5 rör sig över den andra nocken 4 som har en relativt liten höjdnivå initieras en motsvarande styrrörelse i den rörelseöverförande mekanismen. Armen 7 förskjuts uppåt och svänger vipparmen 8 så att en motsvarande förskjutning erhålls nedåt på vipparmens 8 motsatta sida. Eftersom hydraulcylindern 13 nu är aktiv och överbryggar det andra spelet kommer styrrö- relsen att överföras via det andra spelet 14 och förskjuta det långsträckta elementet 15 nedåt. Det långsträckta elementet 15 öppnar den första avgasventilen 18 mot verkan av den tidigare nämnda fjädern men framförallt mot verkan av det kompres- sionstryck som nu råder i förbränningsutrymmet 20. Här erford- ras en relativt stor kraft för att öppna den första avgasventilen 18. Men eftersom det andra spelet 14 är anordnat på ett relativt kort avstånd från vipparmens 8 axel 9 erhålls här en relativt stor kraft utan att kamaxelns 1 styryta 2 belastas alltför hårt av rullen 5. Den första avgasventilen 18 öppnas av den andra nocken 4 till en andra nivå s; som visas av den streckade linjen i Fig 2.When engine braking is desired, the hydraulic cylinder 13. The hydraulic cylinder 13 is changed in length so that its front abutment surface abuts against the abutment surface of the elongate element 15. The second clearance 14 is thus bridged. When the roller 5 moves over the second cam 4 which has a relatively small height level, a corresponding guide movement is initiated in the motion transmitting mechanism. The arm 7 is displaced upwards and pivots the rocker arm 8 so that a corresponding displacement is obtained downwards on the opposite side of the rocker arm 8. Since the hydraulic cylinder 13 is now active and bridges the second winch, the steering movement will be transmitted via the second winch 14 and displace the elongate member 15 downwards. The elongate element 15 opens the first exhaust valve 18 against the action of the previously mentioned spring but above all against the action of the compression pressure which now prevails in the combustion chamber 20. Here a relatively large force is required to open the first exhaust valve 18. But since the second play 14 is arranged at a relatively short distance from the axis 9 of the rocker arm 8, a relatively large force is obtained here without the control surface 2 of the camshaft 1 being loaded too hard by the roller 5. The first exhaust valve 18 is opened by the second cam 4 to a second level s ; shown by the dashed line in Fig. 2.

Den andra nivån S2 står således i en relation till höjdnivån hos den andra nocken 4. Den av kolven 22 komprimerade luften i förbränningsutrymmet 20 kan därmed åtminstone delvis ström- ma ut. Det tillförda arbetet under kolvens 22 kompressionsslag kan därför inte tillgodogöras vid det efterföljande expansionsla- get. Därmed erhålls en motorbromsning. När rullen 5 passerat den andra nocken 4 erhåller den rörelseöverförande mekanis- men en motsatt rörelse och den första avgasventilen 18 stängs nästan helt.The second level S2 is thus in a relation to the height level of the second ridge 4. The air compressed by the piston 22 in the combustion space 20 can thus at least partially flow out. The added work during the compression stroke of the piston 22 can therefore not be utilized in the subsequent expansion stroke. This results in an engine braking. When the roller 5 has passed the second cam 4, the motion transmitting mechanism receives an opposite motion and the first exhaust valve 18 is closed almost completely.

Då rullen 5 därefter rullar upp på den första nocken 3 som har en avsevärt högre höjdnivå än den andra nocken 4, initieras en . » . , m 10 15 20 25 30 35 520 346 U ~-.== 10 avsevärt större styrrörelse av den rörelseöverförande mekanis- men. Armen 7 svänger vipparmen 8 i relation till den tilltagande höjdnivån hos den andra nocken 4. Eftersom motorbromsning pågår är således hydraulcylindern 13 aktiv och överbryggar det andra spelet 14. Därmed kommer styrrörelsen från den första nocken 3 att inledningsvis överföras via det andra spelet 14 och förskjuta det långsträckta elementet 15 nedåt samtidigt som den första avgasventilen 18 öppnas. Den första avgasventilens 18 öppningsrörelse visas av den streckade linjen i Fig 2. Här er- fordras en relativt liten kraft för att öppna avgasventilen 18 då väsentligen inget kompressionstryck råder i förbränningsutrym- met 20. Så snart som den första nocken 3 överfört en styrrörelse som överskrider den andra nockens höjdnivå sz erhåller an- slagshuvudet 10 kontakt med tvärstycket 12 vid det första spelet 11. Under den fortsatta rörelsen nedåt av anslagshuvudet 10 förskjuter det tvärstycket 12 nedåt så att den andra avgasventi- len 19 öppnar. Den andra avgasventilens 19 öppningsrörelse överförs således alltid via det första spelet 11. Avgasventilen 19 erhåller därmed ett identiskt öppningsförlopp både med och utan motorbromsning vilket öppningsförlopp visas av den heldragna kurvan i Fig 2. Eftersom det första spelet 11 är anordnat på ett större avstånd från axeln 9 hos vipparmen 8 än det andra spelet 14 erhålls under vipparmens 8 vridrörelse en större förskjutning nedåt av tvärstycket 12 än av det långsträckta elementet 15. Då rullen 5 nått ett visst höjdläge på den första nocken 3 har den andra avgasventilen 19 erhållit en öppningsnivå s3 som är lika stor som den första avgasventilen 18 öppningsnivå. Tvärstycket 12 erhåller här kontakt med det övre partiet hos den första av- gasventilen 18. Tvärstycket 12 övertar från och med öppningsni- vån s3 den fortsatta öppningsrörelsen av båda avgasventilerna 18, 19 tills de erhåller en maximal öppningsnivå s1. I När den första nockens 3 högsta nivå har passerats rör sig vipparmen 8 i en motsatt riktning och avgasventilerna 18, 19 stänger succes- sivt på ett motsvarande sätt som under öppningsfasen. Tvär- stycket 12 styr stängningsrörelsen av de både avgasventilerna 18, 19 tills öppningsnivån sf, nås. Därefter styrs endast den . . . . . u 10 15 20 25 520 346 V. n» 11 andra avgasventilens 19 stängningsrörelse av tvärstycket 12.When the roller 5 then rolls up on the first cam 3 which has a considerably higher height level than the second cam 4, one is initiated. ». , m 10 15 20 25 30 35 520 346 U ~ -. == 10 considerably greater control movement of the motion-transmitting mechanism. The arm 7 pivots the rocker arm 8 in relation to the increasing height level of the second cam 4. Since engine braking is in progress, the hydraulic cylinder 13 is thus active and bridges the second winch 14. Thus, the steering movement from the first cam 3 will initially be transmitted via the second winch 14 and shift the elongate member 15 downwardly while the first exhaust valve 18 is opened. The opening movement of the first exhaust valve 18 is shown by the broken line in Fig. 2. Here a relatively small force is required to open the exhaust valve 18 as substantially no compression pressure prevails in the combustion chamber 20. As soon as the first cam 3 transmits a steering movement exceeding the height level sz of the second cam receives the stop head 10 in contact with the crosspiece 12 at the first play 11. During the continued downward movement of the stop head 10, it shifts the crosspiece 12 downwards so that the second exhaust valve 19 opens. The opening movement of the second exhaust valve 19 is thus always transmitted via the first clearance 11. The exhaust valve 19 thus obtains an identical opening course both with and without engine braking, which opening course is shown by the solid curve in Fig. 2. Since the first clearance 11 is arranged at a greater distance from the shaft 9 of the rocker arm 8 than the second spindle 14, during the rotational movement of the rocker arm 8 a greater downward displacement of the crosspiece 12 is obtained than of the elongate element 15. When the roller 5 has reached a certain height position on the first cam 3, the second exhaust valve 19 has an opening level s3 is equal to the opening level of the first exhaust valve 18. Here, the crosspiece 12 obtains contact with the upper portion of the first exhaust valve 18. From the opening level s3, the crosspiece 12 takes over the continued opening movement of both exhaust valves 18, 19 until they obtain a maximum opening level s1. When the highest level of the first cam 3 has been passed, the rocker arm 8 moves in an opposite direction and the exhaust valves 18, 19 close successively in a corresponding manner as during the opening phase. The crosspiece 12 controls the closing movement of the two exhaust valves 18, 19 until the opening level sf, is reached. After that, only it is controlled. . . . . u 10 15 20 25 520 346 V. n »11 the closing movement of the crosspiece 12 of the second exhaust valve 19.

Den andra avgasventilen 19 erhåller därför en snabbare stäng- ningsrörelse än den första avgasventilen 18 som styrs av det långsträckta elementets 15 rörelse uppåt, vilket framgår av den avslutande streckade kurvan.The second exhaust valve 19 therefore obtains a faster closing movement than the first exhaust valve 18 which is controlled by the upward movement of the elongate element 15, which is apparent from the final dashed curve.

Eftersom de styrrörelser som ger den maximal öppningsnivå s1 således alltid överförs via det första spelet 11 erhålls en lika stor slaglängd hos båda ventilerna 18, 19 både med och utan motor- bromsning. Det är en fördel då avgasventilernas 18, 19 ingåen- de komponenter annars måste dimensioneras för att bemästra de krav som ställs vid det största ventilslaget.Since the control movements which give the maximum opening level s1 are thus always transmitted via the first game 11, an equal stroke is obtained with both valves 18, 19 both with and without engine braking. This is an advantage as the components of the exhaust valves 18, 19 must otherwise be dimensioned to master the requirements set for the largest valve stroke.

Föreliggande uppfinning är på intet sätt begränsad till den i Fi- gurerna framställda utföringsformen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. Exempelvis så kan uppfinningen även till- lämpas på förbränningsmotorer som har en avgasventil per för- bränningsutrymme. I den ovan beskrivna utföringsformen visas en styrning för att erhålla en motorbromsningsfunktion genom öppning av avgasventilerna hos en cylinder hos förbrännings- motorn men uppfinningen är naturligtvis avsedd att i första hand tillämpas så att en sådan öppning av avgasventilerna hos samt- liga cylindrar hos förbränningsmotorn erhålls. Förbränningsmo- torn är med fördel en dieselmotor som är inrättad att driva ett tyngre fordon såsom, exempelvis, ett lastdragande fordon eller en buss.The present invention is in no way limited to the embodiment presented in the Figures but can be varied freely within the scope of the claims. For example, the invention can also be applied to internal combustion engines which have one exhaust valve per combustion chamber. In the embodiment described above a control is shown for obtaining an engine braking function by opening the exhaust valves of a cylinder of the internal combustion engine, but the invention is of course intended to be applied primarily so that such an opening of the exhaust valves of all cylinders of the internal combustion engine is obtained. The internal combustion engine is advantageously a diesel engine which is arranged to drive a heavier vehicle such as, for example, a load-bearing vehicle or a bus.

Claims

520 346. «« ». . ~. . . . - 10 15 20 25 30 35 12 Patent claims

Internal combustion engine comprising an engine braking function, the internal combustion engine comprising at least one combustion chamber (20) with at least one exhaust valve (18), a camshaft (1) with a peripheral guide surface (2) comprising a first cam cam (3) which , when a non-compression state prevails in the combustion chamber (20), is arranged to initiate a guide tube travel to open the exhaust valve (18) to a first level (s1) and a second cam cam (4) which, when a compression state prevails in the combustion chamber, is arranged to initiate a guide tube travel to open the exhaust valve (18) to a second level (S2) against a compression pressure in the combustion chamber (20) so that an engine braking is obtained, and a motion transmitting mechanism (5-17) which is arranged to transmit said steering movements and comprises a first clearance (11) via which steering movements, in a non-engine braking condition, are arranged to be transmitted so that the action of the second cam cam (4) is eliminated, characterized in that the motion transmitting mechanism (5-17) comprises a length-changing game adjusting means (13) arranged to, in an engine braking condition, bridge a second game (14) in the motion transmitting mechanism (5-17) so that steering movements, in the engine braking condition, are transmitted via the second clearance (14) up to an opening of the exhaust valve (18) to a third level (s3) which at least corresponds to the second level (s2) but is lower than the first level (s1 ) and that control movements initiating an opening of the exhaust valve (18) over the third level (S3) are transmitted via the first clearance (11).

Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that said motion transmitting mechanism (5-17) comprises a rocker arm (8) which is pivotally mounted around a shaft (9) and that the game adjusting means (13) is fixedly mounted on the rocker arm (8) .

Internal combustion engine according to claim 2, characterized in that said motion transmitting mechanism (5-17) comprises a first part (5-10 15 20 25 30 35 520 346 13 n, f-, ~ 7) which is arranged to transmit a control motion from the peripheral guide surface (2) of the camshaft (1) to the rocker arm (8) and a second part (12, 15) arranged to transmit the control movement of the rocker arm (8) to regulate the position of the exhaust valve (18) and that the first (11) and second (14) the winches are arranged between the rocker arm (8) and the second part (12, 15).

Internal combustion engine according to Claim 2 or 3, characterized in that the second clearance (14) is arranged at a shorter distance from the axis (9) of the rocker arm than the first clearance (11).

Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion chamber (20) comprises two exhaust valve (18, 19).

Internal combustion engine according to claim 5, characterized in that one (18) of the two exhaust valves (18, 19) is arranged to be opened to allow engine braking.

Internal combustion engine according to claims 2 and 6, characterized in that a steering movement is transmitted in the first play (11) from an abutment surface (10a) of the rocker arm (8) to an abutment surface of a crosspiece (12) which is arranged to transmit a substantially uniform control movement to both exhaust valves (18, 19).

Internal combustion engine according to claim 7, characterized in that a steering movement is transmitted in the second game (14) from a stop surface (13a) of the game adjusting means (13) to a stop surface of an elongate element (15) which slidably extends through the crosspiece ( 12) so that an opening is allowed by the exhaust valve (18).

Internal combustion engine according to any one of the preceding claims, characterized in that the game adjusting means comprises a hydraulic cylinder (13) -. =. v: 520 346 14

Internal combustion engine according to one of the preceding claims, characterized in that the internal combustion engine comprises an overloading means which is arranged to limit the force which the game adjusting means (13) is allowed to transmit in the second game (14).