WO2017012614A1 - Hydraulikelement mit motorbremsfunktion für eine viertakthubkolbenbrennkraftmaschine und viertakthubkolbenbrennkraftmaschine - Google Patents

Hydraulikelement mit motorbremsfunktion für eine viertakthubkolbenbrennkraftmaschine und viertakthubkolbenbrennkraftmaschine Download PDF

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WO2017012614A1
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piston
stroke
valve
exhaust
cam
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PCT/DE2016/200158
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Marco JUNKER
Norbert Geyer
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic element with engine braking function for a four-stroke reciprocating internal combustion engine according to the preamble of patent claim 1 and a four-stroke reciprocating internal combustion engine according to the preamble of patent claim 7.
  • Hydraulic valve clearance compensation elements which are used in the valve train of reciprocating internal combustion engines operating according to the 4-stroke method are widely known.
  • the transmission elements or power transmission lever such as rocker arm, drag lever or plunger act on a camshaft, the gas exchange valves of the engine to open it.
  • the gas exchange valves are closed by means of their valve springs.
  • a defined movement of the valves according to a lift curve serves the exact maintenance of gas exchange intervals in the cylinders or combustion chambers and thus ensures proper operation of the engine.
  • the function of the automatic hydraulic lash adjusters in the power transmission between the camshaft and gas exchange valve is to ensure a valve play free and service-friendly operation.
  • wear-resistant permanent braking systems which are mainly used in heavy-load traffic, in addition to a wear-prone service brake and a parking brake, and are also partially required by law.
  • engine brakes which act directly on the engine and ultimately convert drive energy into heat in order to achieve a permanent braking effect
  • braking effect which is produced by a fuel cut when the gas pedal is released
  • One of these systems is based on exhaust gas compression with deactivated or reduced combustion by means of an exhaust damper, which is closed or partially closed in order to increase the braking torque of the engine.
  • Another engine braking system is based on a targeted decompression in the following on the compression or compression stroke work or expansion stroke, whereby the work stored in the compression stroke is at least partially lost to the drive.
  • the desired compression loss (CR) in the expansion stroke can be achieved by a targeted opening or partial opening of the exhaust valve of the cylinder immediately before or during expansion, so that the work is not delivered to the crankshaft but escapes into the exhaust tract, which is a throttle loss corresponds. This results in a higher braking torque of the engine.
  • the increased pressure in the exhaust tract can also be used for an internal exhaust gas recirculation (BGR), wherein in the intake stroke of the cylinder following in the engine cycle with open inlet valve and deactivated fuel injection, the exhaust valve is opened again to inflate the gas filling of the follower cylinder the brake torque increase can be increased again.
  • BGR exhaust gas recirculation
  • engine braking systems are also known, the valve brake combinations and decompression brakes, if necessary, including the use of the supercharger of a turbocharger, use. When decompression brakes are used, a possible interaction between the control of the exhaust valves and the counter-pressure arising over the exhaust tract on the one hand and the actual function of the valve lash adjusters of the valve drive on the other hand must be taken into account.
  • the cost of additional components, space and cost of known engine braking systems is often very high.
  • a reciprocating piston internal combustion engine operating according to the 4-stroke method in which an engine brake can be switched by temporarily opening one or more exhaust valves.
  • the reciprocating internal combustion engine has a camshaft, in which at least one additional cam is formed in the base circle of an exhaust cam.
  • an automatically pressure-building Aufpumpelement is arranged, which has the components of a hydraulic valve clearance compensation element.
  • a working piston which is in operative connection with an exhaust valve or a bridge with a plurality of exhaust valves
  • a housing which is installed in the rocker arm, the working piston leads and forms with this a pressure chamber
  • a check valve which is arranged on a valve piston and controls the pressure chamber and a built-in between the valve piston and the working piston return spring which loads the working piston in the direction of the exhaust valve.
  • a control piston is arranged, which adjoins the valve piston and the check valve and is loaded by a piston which is supported on the housing in the direction of the valve piston.
  • the control piston is loaded on the one hand in the valve opening direction with the control piston spring and on the other hand counteracted by an opening of the valve produced by the spring with pressurized oil acted upon.
  • This inflating element is controllable in its length via the oil pressure.
  • the valve closes against the spring force of the control piston spring, so that can extend by a pressure build-up in the pressure chamber of the working piston and the additional cam is effective and thereby an engine braking operation with decompression and / or internal exhaust gas recirculation is turned on.
  • the valve opens by the control piston spring, so that by a pressure reduction in the pressure chamber of the working piston can retract and the additional cam in normal operation, ie in pure engine operation is ineffective, with an uncontrolled play in the cam base circle is prevented by the return spring.
  • a spacer is interposed between the working piston of the inflating and the exhaust valve, which is selected in each case from a plurality of graded in height spacers and fitting installed or replaced.
  • DE 10 2008 031 765 A1 proposes, instead of a mechanical locking of a hydraulic valve clearance compensation element, to generate a hydraulic holding force in the valve clearance compensation element when the engine brake is activated, which is the undesired adjusting force of the valve clearance compensation element
  • the object of the invention is to provide a further developed hydraulic element with a switchable engine braking function for a reciprocating internal combustion engine based on a temporary opening of one or more exhaust valves, which is inexpensive, space-saving and easily adaptable to an existing valve drive ,
  • it should at the same time have the unrestricted function of a hydraulic valve lash adjuster within and outside of the engine brake operation while avoiding unwanted readjustment.
  • a further object is to present a reciprocating internal combustion engine for motor vehicles, in particular for commercial vehicles, with an improved hydraulically switchable engine brake device.
  • the invention is based on the finding that a decompression brake and / or a brake gas recirculation brake for a reciprocating internal combustion engine operating according to the 4-stroke method can be controlled by means of a valve train, in which the exhaust cams which actuate the exhaust valves during the charge cycle of the cylinder, in the cam base circle additional Surveys.
  • the control can take place by means of the exhaust valves respectively associated, switchable hydraulic elements, in the hydraulic control of the decompression brake and / or a brake gas recirculation brake is activated or deactivated becomes.
  • Such a hydraulic element can be constructed by a modification and expansion of a hydraulic valve lash adjuster, as it is usually installed in the valve train, with a hydraulically switchable, valveless similar second assembly to a hydraulic element, the functions of a lash adjuster and a hydraulically controllable switching element for activating the engine brake in united.
  • the invention is therefore based on a hydraulic element with engine braking function for a four-stroke reciprocating internal combustion engine, which is arranged on at least one transmission element, such as a towing or rocker arm, a valve train of the four-stroke stroke piston internal combustion engine, wherein the transmission element of a camshaft for actuating at least one exhaust valve of a cylinder Four-stroke piston engine can be driven by means of at least one outlet cam associated with the exhaust valve, and wherein the hydraulic element has a valve clearance compensation element for compensating a valve clearance of the at least one exhaust valve.
  • a hydraulic element with engine braking function for a four-stroke reciprocating internal combustion engine which is arranged on at least one transmission element, such as a towing or rocker arm, a valve train of the four-stroke stroke piston internal combustion engine, wherein the transmission element of a camshaft for actuating at least one exhaust valve of a cylinder Four-stroke piston engine can be driven by means of at least one outlet cam associated with the exhaust valve, and wherein the hydraulic element has
  • the invention also provides that a valve-controlled Leerhubelement is arranged, which cooperates with the Ventilspielaus somnsele- ment, the Leerhubelement between a no-load for normal operation and a full stroke for an engine braking operation is switchable, wherein in the engine braking operation by the exhaust cam a Bremshubkurve is transferable to the exhaust valve to an additional opening of the exhaust valve, wherein for generating the Bremshubkurve at least one brake cam lobe in the base circle of the exhaust cam, separate from an exhaust cam lobe is arranged, and wherein a brake stroke of the exhaust valve is smaller than a maximum exhaust stroke of the exhaust valve ,
  • An engine braking function of a hydraulic element is understood to mean a shiftable function of a hydraulic element which, in an internal combustion engine, is actuated by one camshaft in one or more of the four engine cycles for the additional temporary opening of one or more of the exhaust valves of one or more cylinders leads, and which by the desire of an operator, in particular a driver in a passenger compartment, can be activated and deactivated.
  • Normal operation is understood to mean engine operation in which this engine braking function is deactivated. In particular, this is understood to mean a normal driving operation of a motor vehicle when the internal combustion engine is fired.
  • the invention therefore proposes a modified hydraulic valve clearance compensation element with a controllable braking function by means of a Leerhubelements, which is activated or deactivated by switching between a no-lift in a normal operation or driving and a full stroke in an engine braking operation.
  • a hydraulic element in which both the valve clearance compensation and the transmission of a Bremshubkurve valve-controlled.
  • the arrangement is particularly compact compared to known engine brake systems and requires relatively few components. In particular, no spacers or the like are needed to set a valve clearance; Likewise, no elaborate locking devices for a switchable locking of the valve clearance compensation element are required.
  • the engine braking function is achieved in that in the base circle of the exhaust cam of the camshaft, in addition to the usual ejection stroke for the exhaust stroke for expelling the exhaust gas from the cylinder at least one further cam lobe for a brake stroke of the exhaust valve is formed.
  • This additional stroke allows the movement of the exhaust valve required for the brake function.
  • the maximum elevation of the brake stroke is significantly less than the cam lift for the maximum exhaust stroke of the exhaust valve.
  • the exhaust valve is thus not fully opened by the brake stroke.
  • the positioning of the cam lobes on the exhaust cam is coordinated with the four strokes of the engine intake, compression, expansion, ejection. Accordingly, when the fuel injection is deactivated, at least one additional cycle in In each case, the exhaust valves are partially opened in order to achieve an internal braking effect in the engine.
  • the idle-stroke element is switched so that the idle-stroke function is inactive, ie no idle stroke but a full-stroke is performed.
  • the full stroke causes the transmission element, such as a drag lever, when passing the exhaust cam transmits both the exhaust cam lobe and the brake cam lobe on the exhaust valve.
  • the circuit of this braking operation via a hydraulic actuation of the Leerhubelements by means of an application of a separate switching oil connection with pressure oil via a control line which supplies the switching oil.
  • the control line is in communication or in operative connection with an actuating unit which can be operated, for example, in a passenger compartment of a commercial vehicle and which transmits the driver's request to a corresponding switching operation.
  • the Leerhubelement When driving, so when the engine is fired, the additional brake stroke is not needed and must be necessarily disabled, otherwise malfunctions and damage to the engine could occur.
  • This is done according to the invention in that the Leerhubelement is turned on, so that the idle stroke is active.
  • the idle stroke is limited and causes the transmission element to transfer the exhaust cam lobe when passing the exhaust cam, but not the much smaller brake cam lobe to the exhaust valve.
  • the circuit of the driving operation via a hydraulic actuation of the Leerhubelements by means of a removal of the hydraulic pressure at the switching oil connection. Regardless of the operation of the Leerhubelements the valve clearance compensation function in both modes of operation remains in full, so with a continuous clearance compensation, but avoiding unwanted readjustment or inflation obtained.
  • the Leerhubelement and the valve play compensation element are axially movably guided in a pot-shaped cylinder housing and arranged one behind the other, wherein the Leerhubelement has a Leerhubkolben and a switching piston, wherein the Leerhubkolben is operatively connected as a working piston with the exhaust valve and having an axial bore,
  • Leerhubckentschaisonventil hydraulically separates the switching oil chamber and the switching oil connection in the closed position and hydraulically connects in the open position
  • valve lash adjuster comprises a differential piston and a balance piston
  • balance piston is guided axially movable radially inside the differential piston and has an oil reservoir
  • the compensating check valve is in the closing direction of a spring, wherein the compensating piston with the differential piston and the cylinder housing forms a high-pressure chamber,
  • the compensating check valve hydraulically separates the oil reservoir and the high-pressure chamber in the closed position from each other and connects hydraulically in the open position
  • the arrangement essentially comprises a pot-shaped housing, four mutually or axially relative to each other axially movable pistons, two central helical compression springs and two spring-biased in the closing direction check valves, these components interact at least partially with each other.
  • the switching pressure is activated, whereupon the Leerhub Wegtschventil opens by overcoming its spring preload and the switching piston of the Leerhubelements moves in the direction of the balance piston of the valve lash adjuster until it rests on the stop of the differential piston of the valve lash adjuster.
  • the compensating piston is pretensioned via the central idle stroke spring and thus fixed in its position.
  • the pressure in the switching oil chamber increases and closes the idle-stroke check valve, since the oil pressure and the spring force together exceed the pressure at the switching oil connection.
  • the high pressure space of the lash adjuster is also under pressure.
  • the balance check valve is closed.
  • the differential piston does not sink.
  • the idle stroke now acts as a rigid plunger with the result that the contour of the brake cam elevation of the exhaust cam of the camshaft via the transmission element is transmitted directly as a movement to the associated exhaust valve.
  • the default total cam profile of the exhaust cam, including the brake stroke, is fully reproduced.
  • This limited idle stroke is designed for the brake cam lobe and is used to hide the brake cam lobe and not to transfer to the exhaust valve.
  • the exhaust cam lobe beyond the idle stroke is transferred to the exhaust valve due to the limitation of the idle stroke.
  • the return spring pushes apart the differential piston and the cylinder housing so that the hydraulic element extends axially until the valve clearance is balanced, via the compensating check valve hydraulic pressure between the oil reservoir and the differential pressure High-pressure space of the lash adjuster flows.
  • annular surface-shaped increase is formed, in which the switch piston end of the Leerhubfeder is added and which is also effective as a stop for the balance piston.
  • the leerhub workede axial end of the differential piston and the compensation-side axial end of Leerhubkolbens abut each other flat, the axial end of the differential piston is also effective as a stop (36) for the control piston.
  • a homogeneous force transmission is ensured between the differential piston and the idle stroke piston, so that the two pistons can always be moved smoothly in the cylinder housing.
  • the CR (Compression Release) stroke serves to destroy the expansion work of the engine and thus to escape the drive.
  • the BGR (brake gas recirculation) stroke is used to use the increased pressure in the exhaust tract of the engine during braking operation to an inflated filling of the next cylinder following in the engine cycle during intake to increase the braking performance of the engine.
  • a leakage gap is formed, which causes a sinking of the Leerhubkolbens and the differential piston in the cylinder housing under load such that a maximum exhaust stroke of the exhaust valve during engine braking operation is less than a maximum exhaust stroke of the exhaust valve in normal operation.
  • the invention also relates to a four-stroke stroke piston internal combustion engine in which the exhaust valves of the cylinders are operable via transmission elements such as drag or rocker arms driven by one or more camshafts in normal operation and in engine braking operation.
  • a hydraulic element with switchable engine braking function is assigned to each of the transmission elements, wherein in the hydraulic element, a valve-controlled Leerhubelement is combined with a lash adjuster, wherein the Leerhubelement between a no-lift for normal operation and a full stroke for engine braking operation is switchable wherein in the engine braking operation by an exhaust cam, a Bremshubkurve is transferable to an exhaust valve to an additional opening of the exhaust valve, wherein for generating the Bremshubkurve at least one brake cam lobe in the base circle of the exhaust cam, separate from an exhaust cam lobe is arranged, wherein the brake stroke of the exhaust valve is smaller than is a maximum exhaust stroke of the exhaust valve.
  • FIG. 1 is an overview of a hydraulic element according to the invention together with a drag lever and an exhaust cam of a camshaft, Fig. 2, the hydraulic element of FIG. 1 in an enlarged detail in a longitudinal section,
  • FIG. 3 shows the hydraulic element according to FIG. 2 in normal operation in a first operating position (a) and in a second operating position (b)
  • FIG FIG. 4 shows the hydraulic element according to FIG. 2 in engine braking operation in the first operating position (a) and in three further operating positions (c), (d), (e).
  • FIG. 1 shows a transmission element 5, designed as a drag lever, of a valve drive of a reciprocating internal combustion engine operating according to the 4-cycle method in the embodiment of a roller cam follower.
  • the transmission element 5 has, in a manner known per se, a roller bearing cam roller 2 mounted on rollers for engaging an exhaust cam 3 of a camshaft (not shown).
  • an inwardly directed dome 4 for movably receiving a ball head 21 of a hydraulic element 1 according to the invention is formed, wherein the transmission element 5 is visibly supported on the ball head 21 of the hydraulic element 1.
  • At its other axial end of the transmission element 5 has a contact surface 6 for a plunger of an exhaust valve, not shown, of a cylinder of the reciprocating internal combustion engine.
  • the plunger of the exhaust valve is operated by the drainage movement of the exhaust cam 3 on the cam follower roller 2, thereby completing a movement in accordance with a lift curve corresponding to the cam profile of the exhaust cam 3.
  • the exhaust cam lobe 7 serves for the complete opening of the exhaust valve in the exhaust stroke.
  • the two further cam lobes 8, 9 can additionally open the outlet valve partially. They are designed to transmit a brake stroke curve for the movement of the valve lifter as a CR brake cam lobe 8 for a decompression outlet in the expansion stroke and as a GR brake cam lobe 9 for an internal exhaust gas recirculation for pre-loading in the intake stroke.
  • the valve train has a plurality of such units of cam 3, cam followers 1 and hydraulic elements 1 as shown in FIG.
  • a hydraulic element 1 Via the hydraulic element 1, the brake stroke curve for a movement of the valve lifter to activate the Motorbremsbethebs be switched on. Otherwise, the two flat additional cam lobes 8 and 9 are not effective over a Leerhub hydraulic element 1 for the movement of the valve stem.
  • Fig. 2 shows the structure of the hydraulic element 1 in detail.
  • the hydraulic element 1 a Leerhubelement 1 1 and a valve clearance compensation element 22, which are axially movably guided in a pot-shaped cylinder housing 23 and arranged axially one behind the other.
  • the idle stroke element 1 1 comprises a Leerhubkolben 12 and a control piston 13.
  • the Leerhubkolben 12 has at its schlepphebelseiti- gene upper end of a ball head 21 (Fig. 1), with which it received in the cap 4 of the finger lever 5 approximately positively and mutually movable is, and he is effective as a working piston of the hydraulic element 1.
  • the Leerhubkolben 12 also has a central axial bore 14 which is hydraulically connected via an obliquely extending radial bore 15 with a Heidelbergolan gleich 16 on the cylinder housing 23. At its lower end of the Leerhubkolben 12 is cup-shaped and bounded with the radially inwardly and axially received switching piston 13 a switching oil chamber 17.
  • Leerhubckenschlagventil 18 is arranged, designed as a ball valve body 19 of a valve cap 20 on the Leerhubkolben 12th is held and biased in the direction of a valve seat on the axial bore 14 by means of a spring 18 a, so that the Leerhubschreibtschventil 18, the axial bore 14 normally closes.
  • the switching piston 13 is guided in the Leerhubkolben 12 axially movable, so that the volume of the switching oil chamber 17 is variable.
  • the valve clearance compensation element 22 has a differential piston 24 and a compensating piston 25, which are designed as hollow cylinders, wherein the compensating piston 25 is arranged radially movable axially in the differential piston 24.
  • an oil reservoir 26 is formed, which is connected to a Druckölan- connection 32, and having an axial bore 27 which is dominated by a compensating check valve 28.
  • the balancing check valve 28 is in the Its designed as a ball valve body 29 is held by a valve cap 30 on the balance piston 25 and is biased in the direction of a valve seat on the axial bore 27 of the oil reservoir 26 by a spring 28a, whereby the reservoir 26 normally from a high-pressure chamber 31st hydraulically isolated.
  • This high pressure chamber 31 is formed by the balance piston 25, the differential piston 24 and the cylinder housing 23.
  • the reservoir 26 and the high-pressure chamber 31 are hydraulically connected to each other.
  • the differential piston 24 and the Leerhubkolben 12 lie with their mutually facing axial ends flat against each other, wherein 12 due to a smaller wall thickness of the Leerhubkolbens a free end surface 36 remains.
  • This free end surface 36 is effective as a limitation of the travel s (FIG. 4) of the switching piston 13 in the direction of the valve clearance compensation element 22.
  • Leerhubfeder 34 In the oil reservoir 26 is formed between the balance piston 25 and the control piston 13 designed as a helical compression spring Leerhubfeder 34, which is axially supported on the balance piston 25 and the control piston 13.
  • the Leerhubfeder 34 is added with its switch-piston end in an annular surface-shaped increase 35 of the control piston 13. This increase 35 is simultaneously effective as a stop for limiting a travel of the balance piston 25 in the direction of the Leerhubelement 1 1.
  • Fig. 3 shows two operating states (a) and (b) of the hydraulic element 1 in normal operation, ie without engine braking function.
  • left representation (a) the hydraulic element 1 is not under load, so without Nockenbeetzstoff.
  • the Leerhubfeder 34 pushes the balance piston 25 and the control piston 13 axially apart.
  • the Leerhubschreibschreibventil 18 is closed.
  • the idle stroke of Leerhubelements 1 1 is available.
  • the valve clearance compensation element 22 ensures play-free operation in the mechanical transmission chain to the outlet valve.
  • the hydraulic element 1 is under load by cam engagement of a CR brake cam elevation 8 or a BGR brake cam elevation 9 (FIG. 1).
  • the hydraulic element 1 thereby sinks into the cylinder housing 23 and completes an idle stroke.
  • the Nockenbeaufschlagung by the brake cam elevation 8, 9 is hidden, so the exhaust valve is therefore not actuated.
  • the compensating piston 25 performs a counter-movement in order to increase the volume of the pressurized high-pressure chamber 31.
  • the compensating piston 25 and the switching piston 13 touch each other in their opposite movement on the stop 35, another Leerhubterrorism is locked.
  • a further pressure increase by the increase of the cam profile of the exhaust cam 3 in the area of the ejector cam elevation 7 is thus not compensated.
  • the Leerhubbegrenzung is therefore designed so that the
  • Valve tappet is, and that the moreover part of the ejection cam elevation 7 causes a movement of the plunger of the exhaust valve.
  • the idle stroke spring 34 presses the compensation piston 25 and the shift piston 13 again axially apart and the return spring 33 retracts the hydraulic element 1 again axially.
  • FIG. 4 shows three further operating states (c), (d), (e) of the hydraulic element 1 to illustrate the switchable engine braking function.
  • the first illustration on the left in the direction of view shows the already explained operating state (a) during normal operation when the idle stroke function is active.
  • the brake function is switched on.
  • the switching oil connection 16 is subjected to a switching oil pressure P_Schalt, wherein the switching oil pressure P_Schalt is substantially greater than the pressure P_HLA (Hydraulic Lash Adjuster) at the pressure port 32 of the oil reservoir 26 of the valve clearance compensation element 22.
  • P_HLA Hydrophilic Lash Adjuster

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

Ein Hydraulikelement (1) mit Motorbremsfunktion für eine Viertakthubkolbenbrennkraftmaschine ist an zumindest einem Übertragungselement (5), wie einem Schlepp- oder Kipphebel, angeordnet ist, wobei das Übertragungselement (5) von einer Nockenwelle zur Betätigung zumindest eines Auslassventils mittels zumindest eines dem Auslassventil zugeordneten Auslassnockens (3) antreibbar ist, und wobei das Hydraulikelement (1) ein Ventilspielausgleichselement (22) aufweist. Bei diesem Hydraulikelement (1) ist ein ventilgesteuertes Leerhubelement (11) vorhanden, welches mit dem Ventilspielausgleichselement (22) zusammenwirkt, wobei das Leerhubelement (11) zwischen einem Leerhub für einen Normalbetrieb und einem Vollhub für einen Motorbremsbetrieb umschaltbar ist, wobei im Motorbremsbetrieb durch den Auslassnocken (3) eine Bremshubkurve auf das Auslassventil zu einem zusätzlichen Öffnen des Auslassventils übertragbar ist, wobei zur Erzeugung der Bremshubkurve zumindest eine Bremsnockenerhebung (8, 9) im Grundkreis (10) des Auslassnockens (3), getrennt von einer Ausstoßnockenerhebung (7), angeordnet ist, und bei dem ein Bremshub des Auslassventils kleiner ist als ein maximaler Ausstoßhub des Auslassventils.

Description

Hydraul ikelement mit Motorbremsfunktion für eine Viertakthubkolbenbrennkraftmaschi- ne und Viertakthubkolbenbrennkraftmaschine
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Hydraulikelement mit Motorbremsfunktion für eine Viertakt- hubkolbenbrennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Viertakthubkolbenbrennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
Hydraulische Ventilspielausgleichselemente, die im Ventiltrieb von nach dem 4-Takt- Verfahren arbeitenden Hubkolbenbrennkraftmaschinen zum Einsatz kommen, sind vielfältig bekannt. Die Übertragungselemente beziehungsweise Kraftübertragungshebel wie Kipphebel, Schlepphebel oder Stößel beaufschlagen über eine Nockenwelle die Gaswechselventile des Motors, um diese zu öffnen. Das Schließen der Gaswechselventile erfolgt mittels deren Ventilfedern. Eine definierte Bewegung der Ventile nach einer Hubkurve dient der exakten Einhaltung der Gaswechsel Intervalle in den Zylindern beziehungsweise Verbrennungsräumen und sorgt damit für einen einwandfreien Betrieb des Motors. Die Funktion der selbsttätigen hydraulischen Ventilspielausgleichselemente in der Kraftübertragung zwischen Nockenwelle und Gaswechselventil ist es, einen ventilspielfreien und servicefreundlichen Betrieb zu gewährleisten.
Weiterhin bekannt sind verschleißfreie Dauerbremssysteme, die hauptsächlich im Schwerlastverkehr, zusätzlich zu einer verschleißbehafteten Betriebsbremse und einer Feststellbremse, eingesetzt werden und auch teilweise gesetzlich vorgeschrieben sind. Neben verschiedenen hydrodynamischen oder elektrodynamischen Retardern, die auf einer Drehmomentwandlung an einer Antriebswelle beruhen, sind sogenannte Motorbremsen, welche direkt am Motor wirken und Antriebsenergie letztlich in Wärme umwandeln, um eine permanente Bremswirkung zu erzielen, in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Über die Bremswirkung hinaus, die durch eine Schubabschaltung beim Zurücknehmen des Gaspedals erzeugt wird, sind insbesondere in Lastkraft- wagen zwei verschiedene aktiv betätigbare Motorbremssysteme verbreitet. Eines dieser Systeme beruht auf einer Abgasverdichtung bei deaktivierter oder reduzierter Verbrennung mittels einer Auspuffstau klappe, die geschlossen oder teilgeschlossen wird, um das Bremsmoment des Motors zu erhöhen.
Ein anderes Motorbremssystem beruht auf einer gezielten Dekompression im auf den Verdichtungs- oder Kompressionstakt folgenden Arbeits- oder Expansionstakt, wodurch die im Verdichtungstakt gespeicherte Arbeit zumindest teilweise für den Antrieb verloren geht. Der gewünschte Kompressionsverlust (CR: Compression Release) im Expansionstakt kann durch ein gezieltes Öffnen oder Teilöffnen des Auslassventils des Zylinders unmittelbar vor oder während der Expansion erreicht werden, so dass die Arbeit nicht an die Kurbelwelle abgegeben wird sondern in den Abgastrakt entweicht, was einem Drossel verlust entspricht. Dies resultiert in einem höheren Bremsmoment des Motors. Der erhöhte Druck im Abgastrakt kann darüber hinaus für eine innere Abgasrückführung oder sogenannte Bremsgasrückführung (BGR) genutzt werden, wobei im Ansaugtakt des im Motorzyklus folgenden Zylinders bei geöffnetem Einlassventil und deaktivierter Kraftstoffeinspritzung das Auslassventil nochmals geöffnet wird, um die Gasfüllung des Folgezylinders zu überhöhen, wodurch die Bremsmomenterhöhung nochmals gesteigert werden kann. Weiterhin sind auch Motorbremssysteme bekannt, die Kombinationen von Stau klappenbremsen und Dekompressionsbremsen, gegebenenfalls auch unter Einbeziehung des Laderucks eines Turboladers, nutzen. Beim Einsatz von Dekompressionsbremsen ist eine mögliche Wechselwirkung zwischen der Steuerung der Auslassventile und dem dabei über den Abgastrakt entstehenden Gegendruck einerseits und der eigentlichen Funktion der Ventilspielausgleichselemente des Ventiltriebs andererseits zu beachten. Der Aufwand an zusätzlichen Bauteilen, Bauraum und Kosten für bekannte Motorbremssysteme ist häufig sehr hoch.
Aus der DE 10 2010 01 1 455 A1 ist eine nach dem 4-Takt-Verfahren arbeitende Hub- kolbenbrennkraftmaschine bekannt, bei der eine Motorbremse durch zeitweiliges Öffnen eines oder mehrerer Auslassventile schaltbar ist. Dazu weist die Hubkolbenbrenn- kraftmaschine eine Nockenwelle auf, bei der im Grundkreis eines Auslassnockens zumindest ein Zusatznocken ausgebildet ist. Zwischen einem Kipphebel und einem oder mehreren Auslassventilen ist ein selbsttätig druckaufbauendes Aufpumpelement angeordnet, das die Bauteile eines hydraulischen Ventilspielausgleichselements aufweist. Diese sind ein Arbeits kolben, der mit einem Auslassventil oder über eine Brücke mit mehreren Auslassventilen in Wirkverbindung steht, ein Gehäuse, das in dem Kipphebel eingebaut ist, den Arbeitskolben führt und mit diesem einen Druckraum bildet, ein Rückschlagventil, das an einem Ventilkolben angeordnet ist sowie den Druckraum beherrscht und eine zwischen dem Ventilkolben und dem Arbeitskolben eingebaute Rückstellfeder, die den Arbeitskolben in Richtung des Auslassventils belastet. Zusätzlich zu diesen Bauteilen ist ein Steuerkolben angeordnet, der sich an den Ventilkolben und das Rückschlagventil anschließt und von einer sich an dem Gehäuse abstützenden Steuerkolbenfeder in Richtung des Ventilkolbens belastet ist. Der Steuerkolben ist einerseits in Ventilöffnungsrichtung mit der Steuerkolbenfeder belastet und andererseits entgegen einer durch die Feder erzeugte Öffnung des Ventils mit Drucköl beaufschlagbar. Dieses Aufpumpelement ist in seiner Länge über den Öldruck steuerbar. Bei einem erhöhten Öldruck schließt sich das Ventil entgegen der Federkraft der Steuerkolbenfeder, so dass durch einen Druckaufbau im Druckraum der Arbeitskolben ausfahren kann und der Zusatznocken wirksam wird und dadurch ein Motorbremsbetrieb mit Dekompression und/oder innerer Abgasrückführung eingeschaltet wird. Bei einem verringerten Öldruck öffnet sich hingegen das Ventil durch die Steuerkolbenfeder, so dass durch einen Druckabbau im Druckraum der Arbeitskolben einfahren kann und der Zusatznocken im Normalbetrieb, also im reinen Motorbetrieb unwirksam wird, wobei ein unkontrolliertes Spiel im Nockengrundkreis durch die Rückstellfeder verhindert wird. Zur Einstellung des Ventilspiels ist zwischen dem Arbeitskolben des Aufpumpelements und dem Auslassventil ein Distanzstück zwischengeschaltet, welches jeweils aus mehreren in ihrer Höhe gestuften Distanzstücken ausgewählt und passend eingebaut oder gewechselt wird.
Aus den Druckschriften DE 10 2008 039 504 A1 , DE 10 2007 051 302 A1 und
DE 10 2007 014 248 A1 sind gattungsgemäße Hubkolbenbrennkraftmaschinen mit einer Motorbremse bekannt, die hydraulische Ventilspielausgleichselemente mit einer betätigbaren Sperr- oder Anschlagvorrichtung aufweisen. Durch die Sperr- oder Anschlagvorrichtung, die in den zitierten Druckschriften verschieden ausgeführt ist, wird verhindert, dass das hydraulische Ventilspielausgleichselement in einem Motorbremsbetrieb, bei dem in einem Nockengrundkreis ein oder mehrere Auslassventile teilweise geöffnet sind, in unerwünschter Weise expandiert, also sich nachstellt oder aufpumpt. Dadurch soll insbesondere ein ungewolltes Offenstehen der Auslassventile nach Beendigung des Motorbremsbetriebs sowie eine erhöhte mechanische Belastung der Ventiltriebkomponenten durch ein mögliches negatives Ventilspiel verhindert werden.
Die DE 10 2008 031 765 A1 schlägt zu diesem Zweck anstelle einer mechanischen Arretierung eines hydraulischen Ventilspielausgleichselements vor, bei aktivierter Motorbremse in dem Ventilspielausgleichselement eine hydraulische Haltekraft zu erzeugen, die der unerwünschten Nachstellkraft des Ventilspielausgleichselements
entgegengerichtet ist.
Der Erfindung liegt vor diesem Hintergrund die Aufgabe zugrunde, ein weiterentwickeltes Hydraulikelement mit einer, auf einem zeitweiligen Öffnen eines oder mehrerer Auslassventile beruhenden, schaltbaren Motorbremsfunktion für eine Hubkolbenbrenn- kraftmaschine zu schaffen, das wenig aufwendig, Bauraum sparend und an einen bestehenden Ventiltrieb einfach anpassbar ist. Außerdem soll es gleichzeitig die uneingeschränkte Funktion eines hydraulischen Ventilspielausgleichselements innerhalb und außerhalb des Motorbremsbetriebs unter Vermeidung eines unerwünschten Nachstellens aufweisen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Hubkolbenbrennkraftmaschi- ne für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einer verbesserten hydraulisch schaltbaren Motorbremseinrichtung vorzustellen.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Dekompressionsbremse und/oder eine Bremsgasrückführungsbremse für eine nach dem 4-Takt- Verfahren arbeitende Hubkolbenbrennkraftmaschine mittels eines Ventiltriebs gesteuert werden kann, bei dem die Auslassnocken, welche die Auslassventile beim Ladungswechsel der Zylinder betätigen, im Nockengrundkreis zusätzliche Erhebungen aufweisen. Die Steuerung kann mittels der Auslassventile jeweils zugeordneten, schaltbaren Hydraulikelementen erfolgen, bei deren hydraulischer Ansteuerung die Dekompressionsbremse und/oder eine Bremsgasrückführungsbremse aktiviert beziehungsweise deaktiviert wird. Ein solches Hydraulikelement kann durch eine Modifizierung und Erweiterung eines hydraulischen Ventilspielausgleichselements, wie es üblicherweise im Ventiltrieb verbaut wird, mit einer hydraulisch schaltbaren, ventilspielausgleichsähnlichen zweiten Baueinheit zu einem Hydraulikelement aufgebaut werden, das die Funktionen eines Ventilspielausgleichselements sowie eines hydraulisch ansteuerbaren Schaltelements zur Aktivierung der Motorbremseinrichtung in sich vereint.
Die Erfindung geht daher aus von einem Hydraulikelement mit Motorbremsfunktion für eine Viertakthubkolbenbrennkraftmaschine, welches an zumindest einem Übertragungselement, wie einem Schlepp- oder Kipphebel, eines Ventiltriebs der Viertakthub- kolbenbrennkraftmaschine angeordnet ist, wobei das Übertragungselement von einer Nockenwelle zur Betätigung zumindest eines Auslassventils eines Zylinders der Viert- akthubkolbenbrennkraftmaschine mittels zumindest eines dem Auslassventil zugeordneten Auslassnockens antreibbar ist, und wobei das Hydraulikelement ein Ventilspiel- ausgleichselement zum Ausgleich eines Ventilspiels des zumindest einen Auslassventils aufweist.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung zudem vor, dass ein ventilgesteuertes Leerhubelement angeordnet ist, welches mit dem Ventilspielausgleichsele- ment zusammenwirkt, wobei das Leerhubelement zwischen einem Leerhub für einen Normalbetrieb und einem Vollhub für einen Motorbremsbetrieb umschaltbar ist, wobei im Motorbremsbetrieb durch den Auslassnocken eine Bremshubkurve auf das Auslassventil zu einem zusätzlichen Öffnen des Auslassventils übertragbar ist, wobei zur Erzeugung der Bremshubkurve zumindest eine Bremsnockenerhebung im Grundkreis des Auslassnockens, getrennt von einer Ausstoßnockenerhebung, angeordnet ist, und bei dem ein Bremshub des Auslassventils kleiner ist als ein maximaler Ausstoßhub des Auslassventils.
Unter einer Motorbremsfunktion eines Hydraulikelements wird eine schaltbare Funktion eines Hydraulikelements verstanden, die bei einer Brennkraftmaschine in einem oder mehreren der vier Motortakte zum zusätzlichen zeitweiligen Öffnen eines oder mehrerer der Auslassventile eines oder mehrerer Zylinder betätigt durch eine Nockenwelle führt, und die durch den Wunsch eines Bedieners, insbesondere eines Fahrers in einer Fahrgastzelle, aktivierbar und deaktivierbar ist.
Unter einem Normalbetrieb wird ein Motorbetrieb verstanden, bei dem diese Motorbremsfunktion deaktiviert ist. Insbesondere wird darunter ein normaler Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs bei befeuerter Brennkraftmaschine verstanden.
Die Erfindung schlägt demnach ein modifiziertes hydraulisches Ventilspielausgleichs- element mit einer ansteuerbaren Bremsfunktion mittels eines Leerhubelements vor, die durch Umschalten zwischen einem Leerhub in einem Normalbetrieb oder Fahrbetrieb und einem Vollhub in einem Motorbremsbetrieb aktiviert beziehungsweise deaktiviert wird. Dies wird durch ein Hydraulikelement erreicht, bei dem sowohl der Ventilspielausgleich als auch die Übertragung einer Bremshubkurve ventilgesteuert erfolgen. Die Anordnung ist gegenüber bekannten Motorbremssystemen besonders kompakt bauend und benötigt relativ wenige Bauteile. Insbesondere werden keine Distanzscheiben oder ähnliches benötigt, um ein Ventilspiel einzustellen; ebenso sind keine aufwendigen Verriegelungsvorrichtungen für eine schaltbare Arretierung des Ventilspielausgleichelements erforderlich. Als ein weiterer Vorteil hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass mittels des Leerhubelements sehr kurze Schaltzeiten für den Wechsel zwischen Fahrbetrieb und Motorbremsbetrieb erreichbar sind.
Die Motorbremsfunktion wird dadurch erreicht, dass im Grundkreis des Auslassnockens der Nockenwelle zusätzlich zu der üblichen Ausstoßerhebung für den Ausstoßtakt zum Ausschieben des Abgases aus dem Zylinder mindestens eine weitere Nockenerhebung für einen Bremshub des Auslassventils ausgebildet ist. Dieser zusätzliche Hub ermöglicht die zur Bremsfunktion benötigte Bewegung des Auslassventils. Die maximale Erhebung des Bremshubes ist allerdings deutlich geringer als die Nockenerhebung für den maximalen Ausstoßhub des Auslassventils. Das Auslassventil wird somit durch den Bremshub nicht vollständig geöffnet. Die Positionierung der Nockenerhebungen auf dem Auslassnocken ist mit den vier Takten des Motors Ansaugen, Verdichten, Expandieren, Ausstoßen abgestimmt. Im Bremsbetrieb werden demnach bei deaktivierter Kraftstoffeinspritzung in zumindest einem weiteren Takt neben dem Aus- stoßtakt die Auslassventile jeweils teilgeöffnet, um eine innere Bremswirkung im Motor zu erzielen.
Um die Bremsfunktion zu aktivieren wird das Leerhubelement geschaltet, so dass die Leerhubfunktion inaktiv ist, also kein Leerhub sondern ein Vollhub vollzogen wird. Der Vollhub führt dazu, dass das Übertragungselement, beispielsweise ein Schlepphebel, beim Überfahren des Auslassnockens sowohl die Ausstoßnockenerhebung als auch die Bremsnockenerhebung auf das Auslassventil überträgt. Die Schaltung dieses Bremsbetriebs erfolgt über eine hydraulische Betätigung des Leerhubelements mittels einer Beaufschlagung eines separaten Schaltölanschlusses mit Drucköl über eine Steuerleitung, die das Schaltöl zuführt. Die Steuerleitung steht in Verbindung oder Wirkverbindung mit einer Betätigungseinheit, die beispielsweise in einer Fahrgastzelle eines Nutzfahrzeugs bedienbar ist und die den Wunsch des Fahrers in einen entsprechenden Schaltvorgang überträgt.
Im Fahrbetrieb, also bei befeuertem Motor, wird der zusätzliche Bremshub nicht benötigt und muss unbedingt deaktiviert sein, da sonst Fehlfunktionen und Schäden am Motor entstehen könnten. Dies erfolgt bei gemäß der Erfindung dadurch, dass das Leerhubelement eingeschaltet wird, so dass der Leerhub aktiv ist. Der Leerhub ist begrenzt und führt dazu, dass das Übertragungselement beim Überfahren des Auslassnockens zwar die Ausstoßnockenerhebung, nicht aber die wesentlich kleinere Bremsnockenerhebung auf das Auslassventil überträgt. Die Schaltung des Fahrbetriebs erfolgt über eine hydraulische Betätigung des Leerhubelements mittels einer Wegnahme des hydraulischen Drucks am Schaltölanschluss. Ungeachtet der Wirkungsweise des Leerhubelements bleibt die Ventilspielausgleichsfunktion in beiden Betriebsmodi in vollem Umfang, also mit einem kontinuierlichen Spielausgleich, jedoch unter Vermeidung eines unerwünschten Nachstellens oder Aufpumpens erhalten.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 vorgesehen sein, dass das Leerhubelement und das Ventilspiel- ausgleichselement in einem topfförmigen Zylindergehäuse axial beweglich geführt und hintereinander angeordnet sind, wobei das Leerhubelement einen Leerhubkolben und einen Schaltkolben aufweist, wobei der Leerhubkolben als Arbeitskolben mit dem Auslassventil in Wirkverbindung steht und eine Axialbohrung aufweist,
wobei die Axialbohrung von einem Leerhubrückschlagventil beherrscht ist, wobei das Leerhubrückschlagventil über einen Schaltölanschluss hydraulisch betätigbar und in Schließrichtung von einer Feder vorgespannt ist,
wobei der Schaltkolbenradial innerhalb des Leerhubkolbens axial beweglich geführt ist und mit dem Leerhubkolbeneinen Schaltölraum bildet,
wobei das Leerhubrückschlagventil den Schaltölraum und den Schaltölanschluss in Schließstellung hydraulisch voneinander trennt sowie in Öffnungsstellung hydraulisch miteinander verbindet,
wobei das Ventilspielausgleichselement einen Differenzkolben und einen Ausgleichskolben aufweist,
wobei der Differenzkolben sich an den Leerhubkolben axial anschließt,
wobei der Ausgleichskolben radial innerhalb des Differenzkolbens axial beweglich geführt ist sowie einen Ölvorratsraum aufweist,
der mit einem Druckolanschluss verbunden und von einem Ausgleichsrückschlagventil beherrscht ist,
wobei das Ausgleichsrückschlagventil in Schließrichtung von einer Feder ist, wobei der Ausgleichskolben mit dem Differenzkolben und dem Zylindergehäuse einen Hochdruckraum bildet,
wobei das Ausgleichsrückschlagventil den Ölvorratsraum und den Hochdruckraum in Schließstellung hydraulisch voneinander trennt sowie in Öffnungsstellung hydraulisch miteinander verbindet,
wobei in dem Hochdruckraum zwischen dem Differenzkolben und dem Zylindergehäuse eine Rückstellfeder eingebaut ist,
die den Differenzkolben in Richtung zum Auslassventil belastet,
und wobei in dem Ölvorratsraum zwischen dem Ausgleichskolben und dem sich an diesen axial anschließenden Schaltkolben eine Leerhubfeder eingebaut ist, die sich an dem Ausgleichskolben und dem Schaltkolben abstützt,
wobei ein Stellweg des Schaltkolbens in Richtung des Ventilspielausgleichselements durch einen axialen Anschlag am Differenzkolben begrenzt ist, und bei dem ein Stellweg des Ausgleichskolbens in Richtung des Leerhubelements durch einen axialen Anschlag am Schaltkolben begrenzt ist.
Demnach umfasst die Anordnung im Wesentlichen ein topfförmiges Gehäuse, vier miteinander oder relativ zueinander axial bewegliche und zum Teil ineinander verbaute Kolben, zwei zentrale Schraubendruckfedern sowie zwei in Schließrichtung federvorgespannte Rückschlagventile, wobei diese Komponenten zumindest teilweise miteinander wechselwirken.
Zum Einschalten der Bremsfunktion wird der Schaltdruck aktiviert, worauf sich das Leerhubrückschlagventil durch Überwinden seiner Federvorspannung öffnet und der Schaltkolben des Leerhubelements in Richtung des Ausgleichskolbens des Ventilspiel- ausgleichselements verfährt, bis er auf dem Anschlag des Differenzkolbens des Ventil- spielausgleichselements aufsitzt. Gleichzeitig ist der Ausgleichskolben über die zentrale Leerhubfeder vorgespannt und damit in seiner Position fixiert. Unter Last steigt der Druck im Schaltölraum und schließt das Leerhubrückschlagventil, da der Öldruck und die Federkraft zusammen den Druck am Schaltölanschluss übersteigen. Der Hochdruckraum des Ventilspielausgleichselements steht ebenfalls unter Druck. Das Ausgleichsrückschlagventil ist geschlossen. Der Differenzkolben sinkt nicht ein. Das Leerhubelement wirkt nun als starrer Stößel mit der Folge, dass die Kontur der Bremsnockenerhebung des Auslassnockens der Nockenwelle über das Übertragungselement direkt als Bewegung auf das zugehörige Auslassventil übertragen wird. Das vorgegebene gesamte Nockenprofil des Auslassnockens, einschließlich des Bremshubs wird vollständig wiedergegeben.
Zum Ausschalten der Bremsfunktion beziehungsweise zum Einschalten der Fahrfunktion wird der Schaltdruck deaktiviert, worauf die Leerhubfeder den Ausgleichskolben und den Schaltkolben auseinander drückt. Dadurch entsteht im Ölvorratsraum des Ventilspielausgleichselements ein zusätzliches freies Volumen. Wenn das Hydraulikelement nun durch einen Nockenhub unter Last steht, gerät der Hochdruckraum des Ventilspielausgleichselements unter hydraulische Spannung. Der Ausgleichskolben wird dadurch zwangläufig verschoben, bis er seinen Anschlag am Schaltkolben erreicht. Durch die Verschiebung des Ausgleichskolbens wird ein zusätzliches Volumen im Hochdruckraum des Ventilspielausgleichselements freigegeben. Die hydraulische Spannung im Hochdruckraum wird somit durch die Ausweichbewegung des Ausgleichskolbens kompensiert. Das Hydraulikelement vollzieht somit einen begrenzten Leerhub und gibt der Last nach. Dieser begrenzte Leerhub ist auf die Bremsnockenerhebung ausgelegt und wird genutzt, um die Bremsnockenerhebung auszublenden und nicht auf das Auslassventil zu übertragen. Die über den Leerhub hinausgehende Ausstoßnockenerhebung wird hingegen wegen der Begrenzung des Leerhubs auf das Auslassventil übertragen.
Beim Spielausgleich nach einer Weiterdrehung des Nockens in dessen Grundkreis außerhalb der Nockenerhebungen drückt die Rückstellfeder den Differenzkolben und das Zylindergehäuse auseinander, so dass das Hydraulikelement soweit axial ausfährt, bis das Ventilspiel ausgeglichen ist, wobei über das Ausgleichsrückschlagventil differenz- druckbedingt Hydraulikfluid zwischen dem Olvorratsraum und dem Hochdruckraum des Ventilspielausgleichselements strömt.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass an der dem Ventilspielausgleichselement zugewandten Unterseite des Schaltkolbens eine ringflächenförmige Erhöhung ausgebildet ist, in der das schaltkolbenseitige Ende der Leerhubfeder aufgenommen ist und die zugleich als ein Anschlag für den Ausgleichskolben wirksam ist. Dadurch wird eine sichere Fixierung der Leerhubfeder erreicht und eine einfache Stellwegbegrenzung für den Ausgleichskolben dargestellt. Die ringförmige Erhöhung als Anschlag und Federaufnahme ermöglicht zudem eine große hydraulische Wirkfläche des Schaltkolbens.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das leerhubseitige axiale Ende des Differenzkolbens und das ausgleichsseitige axiale Ende des Leerhubkolbens flächig aneinander anliegen, wobei das axiale Ende des Differenzkolbens zugleich als ein Anschlag (36) für den Schaltkolben wirksam ist. Dadurch wird zwischen dem Differenzkolben und dem Leerhubkolben eine homogene Kraftübertragung gewährleistet, so dass die beiden Kolben in dem Zylindergehäuse stets leichtgängig bewegt werden können. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass im Grundkreis des Auslassnockens zwei Bremsnockenerhebungen ausgebildet sind, wobei eine erste Bremsnockenerhebung zur Erzeugung eines Dekompressionshubs im Expansionstakt und eine zweite Bremsnockenerhebung zur Erzeugung eines Abgasrückführungshubs im Ansaugtakt der Viertakthubkolbenbrennkraftmaschine ausgebildet sind.
Demnach können im Motorbremsbetrieb zwei zusätzliche Hübe des Auslassventils erfolgen. Der CR (Compression Release) -Hub dient dazu, Expansionsarbeit des Motors zu vernichten und damit dem Antrieb zu entziehen. Der BGR (Bremsgasrückführung)- Hub dient dazu, den während des Bremsbetriebs erhöhten Druck im Abgastrakt des Motors zu einer überhöhten Füllung des im Motorzyklus folgenden nächsten Zylinders beim Ansaugen zu nutzen, um die Bremsleistung des Motors zu steigern. Das Hydraulikelement gemäß der Erfindung kann durch Schalten des Leerhubelements eine Hubkurve mit zwei auf die Motortakte abgestimmten Erhebungen im Grundkreis des Auslassnockens für beide Motorbremsbetriebsarten übertragen.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass zwischen der Außenmantelfläche des Differenzkolbens und der Innenwand des Zylindergehäuses sowie zwischen der Außenmantelfläche des Leerhubkolbens und der Innenwand des Zylindergehäuses ein Leckspalt ausgebildet ist, der ein Einsinken des Leerhubkolbens und des Differenzkolbens in das Zylindergehäuse unter Last derart bewirkt, dass ein maximaler Ausstoßhub des Auslassventils im Motorbremsbetrieb kleiner ist als ein maximaler Ausstoßhub des Auslassventils im Normalbetrieb.
Beim Absinken des Abstützelements, also des Leerhubkolbens in das Zylindergehäuse, hervorgerufen durch einen Nockenhub, verkürzt sich der axiale Abstand zwischen dem Differenzkolben und dem Zylindergehäuse, wobei eine geringe Hydraulikfluid- menge aus dem Hochdruckraum des Ventilspielausgleichselements über einen Leckspalt in Richtung des Ölvorratsraum entweicht. Dieser Leckspalt kann gezielt so dimensioniert sein, dass im Bremsbetrieb, also ohne das Abducken des Ausgleichskolbens beim Leerhub, die maximale Ventilerhebung des Auslassventils, also die Spitze der Ausstoßnockenerhebung quasi ausgeblendet ist und nicht auf das Auslassventil übertragen wird. Die Hubkurve wird in diesem Bereich geringfügig abgeflacht. Dadurch kann die thermische Belastung der besonders beanspruchten Ventilbauteile wie Ventilsitzringe und Ventilteller, welche im Motorbremsbetrieb durch das mehrfache Öffnen und Schließen des Auslassventils innerhalb der vier Motortakte erhöht sein kann, verringert werden.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Viertakthubkolbenbrennkraftmaschine, bei der die Auslassventile der Zylinder über Übertragungselemente wie Schlepp- oder Kipphebel, welche durch eine oder mehrere Nockenwellen angetrieben sind, in einem Normalbetrieb und in einem Motorbremsbetrieb betätigbar sind. Bei der Viertakthubkolbenbrenn- kraftmaschine ist vorgesehen, dass jedem der Übertragungselemente ein Hydraulikelement mit schaltbarer Motorbremsfunktion zugeordnet ist, wobei in dem Hydraulikelement ein ventilgesteuertes Leerhubelement mit einem Ventilspielausgleichselement kombiniert ist, wobei das Leerhubelement zwischen einem Leerhub für einen Normalbetrieb und einem Vollhub für einen Motorbremsbetrieb umschaltbar ist, wobei in dem Motorbremsbetrieb durch einen Auslassnocken eine Bremshubkurve auf ein Auslassventil zu einem zusätzlichen Öffnen des Auslassventils übertragbar ist, wobei zur Erzeugung der Bremshubkurve zumindest eine Bremsnockenerhebung im Grundkreis des Auslassnockens, getrennt von einer Ausstoßnockenerhebung, angeordnet ist, wobei der Bremshub des Auslassventils kleiner als ein maximaler Ausstoßhub des Auslassventils ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von einem in der beigefügten Zeichnung dargestelltem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Übersichtsdarstellung eines erfindungsgemäßen Hydraulikelements zusammen mit einem Schlepphebel und einem Auslassnocken einer Nockenwelle, Fig. 2 das Hydraulikelement gemäß Fig. 1 in einem vergrößerten Ausschnitt in einem Längsschnitt,
Fig. 3 das Hydraulikelement gemäß Fig. 2 im Normalbetrieb in einer ersten Betriebsstellung (a) sowie in einer zweiten Betriebsstellung (b), und Fig. 4 das Hydraulikelement gemäß Fig. 2 im Motorbremsbetrieb in der ersten Betriebsstellung (a) sowie in drei weiteren Betriebsstellungen (c), (d), (e).
Fig. 1 zeigt demnach ein als Schlepphebel ausgebildetes Übertragungselement 5 eines Ventiltriebs einer nach dem 4-Takt-Verfahren arbeitenden Hubkolbenbrennkraftma- schine in der Ausführung eines Rollenschlepphebels. Das Übertragungselement 5 weist in an sich bekannter Weise eine wälzgelagerte Nockenanlaufrolle 2 zur Anlage eines Auslassnockens 3 einer nicht dargestellten Nockenwelle auf. An seinem einen Ende des Übertragungselements 5 ist eine nach innen gerichtete Kalotte 4 zur beweglichen Aufnahme eines Kugelkopfes 21 eines Hydraulikelements 1 gemäß der Erfindung ausgebildet, wobei sich das Übertragungselement 5 erkennbar auf dem Kugelkopf 21 des Hydraulikelements 1 abstützt. An seinem anderen axialen Ende weist der das Übertragungselement 5 eine Anlagefläche 6 für einen Stößel eines nicht dargestellten Auslassventils eines Zylinders der Hubkolbenbrennkraftmaschine auf. Der Stößel des Auslassventils wird durch die Ablaufbewegung des Auslassnockens 3 auf der Nockenanlaufrolle 2 betätigt und vollzieht dabei eine Bewegung gemäß einer Hubkurve entsprechend dem Nockenprofil des Auslassnockens 3.
Der Auslassnocken 3 weist neben einer Ausstoßnockenerhebung 7 zwei weitere Nockenerhebungen 8, 9, die sich von einem Nockengrundkreis 10 nach radial außen erheben. Die Ausstoßnockenerhebung 7 dient zur vollständigen Öffnung des Auslassventils im Ausstoßtakt. Die beiden weiteren Nockenerhebungen 8, 9 können das Auslassventil zusätzlich teilweise öffnen. Sie sind zur Übertragung einer Bremshubkurve für die Bewegung des Ventilstößels als eine CR-Bremsnockenerhebung 8 für einen Dekompressionsauslass im Expansionstakt und als eine GR-Bremsnockenerhebung 9 für eine innere Abgasrückführung zum Vorladen im Ansaugtakt ausgebildet. Als Folge des zusätzlichen Öffnens des Auslassventils außerhalb des Ausstoßtakts wird ein inneres Bremsmoment im Motor erzeugt und verstärkt.
Der Ventiltrieb weist mehrere derartige Einheiten von Nocken 3, Nockenfolgern 1 und Hydraulikelementen 1 wie in Fig. 1 dargestellt auf. Im Folgenden wird ein solches Hydraulikelement 1 näher beschrieben. Über das Hydraulikelement 1 kann die Bremshub- kurve für eine Bewegung des Ventilstößels zur Aktivierung des Motorbremsbethebs zugeschaltet werden. Ansonsten werden die beiden flachen Zusatznockenerhebungen 8 und 9 über einen Leerhub Hydraulikelements 1 für die Bewegung des Ventilstößels nicht wirksam.
Fig. 2 zeigt den Aufbau des Hydraulikelements 1 im Detail. Demnach weist das Hydraulikelement 1 ein Leerhubelement 1 1 und ein Ventilspielausgleichselement 22 auf, die in einem topfförmigen Zylindergehäuse 23 axial beweglich geführt und axial hintereinander angeordnet sind. Das Leerhubelement 1 1 umfasst einen Leerhubkolben 12 und einen Schaltkolben 13. Der Leerhubkolben 12 weist an seinem schlepphebelseiti- gen oberen Ende einen Kugelkopf 21 (Fig. 1 ) auf, mit dem er in der Kalotte 4 des Schlepphebels 5 annähernd formschlüssig und zueinander beweglich aufgenommen ist, und er ist als Arbeitskolben des Hydraulikelements 1 wirksam.
Der Leerhubkolben 12 weist außerdem eine zentrale Axialbohrung 14 auf, die über eine schräg verlaufende Radialbohrung 15 mit einem Schaltolanschluss 16 am Zylindergehäuse 23 hydraulisch verbunden ist. An seinem unteren Ende ist der Leerhubkolben 12 topfförmig ausgebildet und begrenzt mit dem in ihm radial und axial aufgenommenen Schaltkolben 13 einen Schaltölraum 17. In dem Schaltöltraum 17 ist ein Leerhubrückschlagventil 18 angeordnet, dessen als Kugel ausgebildeter Ventilkörper 19 von einer Ventilkappe 20 an dem Leerhubkolben 12 gehalten wird und in Richtung eines Ventilsitzes an der Axialbohrung 14 mittels einer Feder 18a vorgespannt ist, so dass das Leerhubrückschlagventil 18 die Axialbohrung 14 normalerweise verschließt. Der Schaltkolben 13 ist in dem Leerhubkolben 12 axial beweglich geführt, so dass das Volumen des Schaltölraums 17 variabel ist.
Das Ventilspielausgleichselement 22 weist einen Differenzkolben 24 und einen Ausgleichskolben 25 auf, die als Hohlzylinder ausgebildet sind, wobei der Ausgleichskolben 25 radial in dem Differenzkolben 24 axial beweglich angeordnet ist. In dem Ausgleichskolben 25 ist ein Ölvorratsraum 26 ausgebildet, der mit einem Druckölan- schluss 32 verbunden ist, und der eine Axialbohrung 27 aufweist, die von einem Ausgleichsrückschlagventil 28 beherrscht ist. Das Ausgleichsrückschlagventil 28 ist im We- sentlichen baugleich mit dem Leerhubrückschlagventil 18. Sein als Kugel ausgebildeter Ventilkörper 29 wird von einer Ventilkappe 30 am Ausgleichskolben 25 gehalten und ist in Richtung eines Ventilsitzes an der Axialbohrung 27 des Ölvorratsraums 26 von einer Feder 28a vorgespannt, wodurch der Vorratsraum 26 normalerweise von einem Hochdruckraum 31 hydraulisch getrennt ist. Dieser Hochdruckraum 31 ist von dem Ausgleichskolben 25, dem Differenzkolben 24 und dem Zylindergehäuse 23 gebildet. In der Öffnungsstellung des Ausgleichsrückschlagventils 28, nach einem hydraulischen Überwinden der Federvorspannung, sind der Vorratsraum 26 und der Hochdruckraum 31 miteinander hydraulisch verbunden.
Im Hochdruckraum 31 zwischen dem Differenzkolben 24 und dem Zylindergehäuse 23 ist eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Rückstellfeder 33 eingebaut, die den Differenzkolben 24 und durch diesen gleichzeitig den Leerhubkolben 12 in Richtung des Auslassventils belastet, um ein vorhandenes Ventilspiel auszugleichen.
Der Differenzkolben 24 und der Leerhubkolben 12 liegen mit ihren zueinander zugewandten axialen Enden flächig aneinander an, wobei aufgrund einer geringeren Wandstärke des Leerhubkolbens 12 eine freie Endfläche 36 verbleibt. Diese freie Endfläche 36 ist als eine Begrenzung des Stellwegs s (Fig. 4) des Schaltkolbens 13 in Richtung des Ventilspielausgleichselements 22 wirksam.
In dem Ölvorratsraum 26 ist zwischen dem Ausgleichskolben 25 und dem Schaltkolben 13 eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Leerhubfeder 34 eingebaut, welche sich axial an Ausgleichskolben 25 und dem Schaltkolben 13 abstützt. Die Leerhubfeder 34 ist mit ihrem schaltkolbenseitigen Ende in einer ringflächenförmigen Erhöhung 35 des Schaltkolbens 13 aufgenommen. Diese Erhöhung 35 ist gleichzeitig als ein Anschlag zur Begrenzung eines Stellwegs des Ausgleichskolbens 25 in Richtung zum Leerhubelement 1 1 wirksam.
Fig. 3 zeigt zwei Betriebszustände (a) und (b) des Hydraulikelements 1 im Normalbetrieb, also ohne Motorbremsfunktion. In linken Darstellung (a) befindet sich das Hydraulikelement 1 nicht unter Last, also ohne Nockenbeaufschlagung. Die Leerhubfeder 34 drückt den Ausgleichskolben 25 und den Schaltkolben 13 axial auseinander. Das Leerhubrückschlagventil 18 ist geschlossen. Der Leerhub des Leerhubelements 1 1 steht zur Verfügung. Das Ventilspielausgleichselement 22 gewährleistet einen spielfreien Betrieb in der mechanischen Übertragungskette zum Auslassventil.
In rechten Darstellung (b) der Fig. 3 befindet sich das Hydraulikelement 1 unter Last durch eine Nockenbeaufschlagung einer CR-Bremsnockenerhebung 8 oder einer BGR-Bremsnockenerhebung 9 (Fig. 1 ). Das Hydraulikelement 1 sinkt dadurch in das Zylindergehäuse 23 ein und vollzieht einen Leerhub. Die Nockenbeaufschlagung durch die Bremsnockenerhebung 8, 9 wird ausgeblendet, weshalb das Auslassventil also nicht betätigt wird. Dies wird dadurch möglich, dass der Ausgleichskolben 25 eine Gegenbewegung vollzieht, um das Volumen des unter Druck stehenden Hochdruckraums 31 zu vergrößern. Sobald der Ausgleichskolben 25 und der Schaltkolben 13 bei ihrer gegenläufigen Bewegung am Anschlag 35 einander berühren, ist eine weitere Leerhubbewegung gesperrt. Eine weitere Druckerhöhung durch den Anstieg des Nockenprofils des Auslassnockens 3 im Bereich der Ausstoßnockenerhebung 7 wird somit nicht kompensiert. Die Leerhubbegrenzung ist demnach so ausgelegt, dass die
Bremsnockenerhebung 8, 9 vollständig unwirksam für eine Bewegung des
Ventilsstößels wird, und dass der darüber hinaus gehende Teil der Ausstoßnockenerhebung 7 eine Bewegung des Stößels des Auslassventils bewirkt. Bei einer Reduzierung der Last im Bereich des Nockengrundkreises 10 drückt die Leerhubfeder 34 den Ausgleichskolben 25 und den Schaltkolben 13 wieder axial auseinander und die Rückstellfeder 33 fährt das Hydraulikelement 1 wieder axial auseinander.
Die Fig. 4 zeigt drei weitere Betriebszustände (c), (d), (e) des Hydraulikelements 1 zur Verdeutlichung der schaltbaren Motorbremsfunktion. Die erste Darstellung links in Blickrichtung zeigt zum Vergleich den bereits erläuterten Betriebszustand (a) im Normalbetrieb bei aktiver Leerhubfunktion. Im nächsten Betriebszustand (c) ist die Bremsfunktion eingeschaltet. Der Schaltölanschluss 16 wird mit einem Schaltöldruck P_Schalt beaufschlagt, wobei der Schaltöldruck P_Schalt wesentlich größer als der Druck P_HLA (Hydraulic Lash Adjuster) am Druckanschluss 32 des Ölvorrats- raums 26 des Ventilspielausgleichselements 22 ist. Dadurch öffnet das Leerhubrück- schlagventil 18 und der Schaltkolben 13 verfährt durch die hydraulische Beaufschlagung einen Stellweg s in Richtung zum Differenzkolben 24, bis er auf dem Differenzkolben 24 am Anschlag 36 aufsitzt. Der Ausgleichskolben 25 wird dabei durch die Leerhubfeder 34 vorgespannt und ist damit in seiner Axialposition festgelegt. Die Motorbremsfunktion steht jetzt zur Verfügung.
Wird das Hydraulikelement 1 nun durch eine Brernsnockenerhebung 8, 9 belastet, wie dargestellt im darauffolgenden Betriebszustand (d), steigt der Druck im Schaltölraum 17 und das Leerhubrückschlagventil 18 schließt. Der Druck im Hochdruckraum 31 des Ventilspielausgleichselements 22 steigt ebenfalls, wobei das Ausgleichsrückschlagventil 28 geschlossen ist. Dadurch wird das Einsinken des Differenzkolbens 24 verhindert, mit der Folge, dass das Hydraulikelement 1 nun als ein starrer Stößel arbeitet, wobei ein Vollhub des Leerhubelements 1 1 wirkt, der das Nockenprofil einschließlich der Brernsnockenerhebung 8, 9 auf den Stößel das Auslassventil als Betätigungsbewegung überträgt. Dadurch öffnet dieses Auslassventil entsprechend der Hubkurve in den betreffenden Motortakten zusätzlich und die Motorbremseinrichtung ist damit aktiv. Unter Last kann eine kleine Ölmenge aus dem Hochdruckraum 31 über einen Leckspalt 37 entweichen (Betriebszustand (e)). Dies führt zu einem geringfügigen Absinken des Hydraulikelements 1 . Zum Deaktivieren der Motorbremsfunktion wird der Schaltdruck P_Schalt wieder abgeschaltet, worauf das Hydraulikelement 1 wieder in den Leerhubmodus zurückkehrt.
Bezuqszeichen Hydraulikelement
Nockenanlaufrolle
Auslassnocken
Kalotte
Übertragungselement, Schlepphebel Anlagefläche
Ausstoßnockenerhebung
Bremsnockenerhebung
Nockengrundkreis
Bremsnockenerhebung
Leerhubelement
Leerhubkolben
Schaltkolben
Axialbohrung
Radialbohrung
Schaltölanschluss
Schaltölraum
Leerhubrückschlagventil
a Feder des Leerhubrückschlagventils Ventil körper
Ventil kappe
Kugelkopf
Ventilspielausgleichselement
Zylindergehäuse
Differenzkolben
Ausgleichskolben
Ölvorratsraum
Axialbohrung
Ausgleichrückschlagventil
a Feder des Ausgleichrückschlagventils 29 Ventil körper
30 Ventil kappe
31 Hochdruckraum
32 Druckölanschluss
33 Rückstellfeder
34 Leerhubfeder
35 Ausgleichkolbenanschlag, Schaltkolbenerhöhung
36 Schaltkolbenanschlag, Differenzkolbenendfläche
37 Leckspalt
P_HLA Ventilspielausgleichsdruck
P_Schalt Schaltöldruck
s Schaltkolbenstellweg

Claims

Patentansprüche
1 . Hydraulikelement (1 ) mit Motorbremsfunktion für eine Viertakthubkolbenbrennkraft- maschine, welches an zumindest einem Übertragungselement (5), wie einem Schleppoder Kipphebel, eines Ventiltriebs der Viertakthubkolbenbrennkraftmaschine angeordnet ist, wobei das Übertragungselement (5) von einer Nockenwelle zur Betätigung zumindest eines Auslassventils eines Zylinders der Viertakthubkolbenbrennkraftmaschine mittels zumindest eines dem Auslassventil zugeordneten Auslassnockens (3) antreibbar ist, und wobei das Hydraulikelement (1 ) ein Ventilspielausgleichsele- ment (22) zum Ausgleich eines Ventilspiels des zumindest einen Auslassventils aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein ventilgesteuertes Leerhubelement (1 1 ) angeordnet ist, welches mit dem Ventilspielausgleichselement (22) zusammenwirkt, wobei das Leerhubelement (1 1 ) zwischen einem Leerhub für einen Normalbetrieb und einem Vollhub für einen Motorbremsbetrieb umschaltbar ist, wobei im Motorbremsbetrieb durch den Auslassnocken (3) eine Bremshubkurve auf das Auslassventil zu einem zusätzlichen Öffnen des Auslassventils übertragbar ist, wobei zur Erzeugung der Bremshubkurve zumindest eine Bremsnockenerhebung (8, 9) im Grundkreis (10) des Auslassnockens (3), getrennt von einer Ausstoßnockenerhebung (7), angeordnet ist, und bei dem ein Bremshub des Auslassventils kleiner ist als ein maximaler Ausstoßhub des Auslassventils.
2. Hydraulikelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Leerhubelement (1 1 ) und das Ventilspielausgleichselement (22) in einem topfförmigen Zylindergehäuse (23) axial beweglich geführt und hintereinander angeordnet sind, wobei das Leerhubelement (1 1 ) einen Leerhubkolben (12) und einen Schaltkolben (13) aufweist, wobei der Leerhubkolben (12) als Arbeitskolben mit dem Auslassventil in Wirkverbindung steht und eine Axialbohrung (14) aufweist, wobei die Axialbohrung (14) von einem Leerhubrückschlagventil (18) beherrscht ist, wobei das Leerhubrückschlagventil (18) über einen Schaltölanschluss (16) hydraulisch betätigbar und in Schließrichtung von einer Feder (18a) vorgespannt ist, wobei der Schaltkolben (13) radial innerhalb des Leerhubkolbens (12) axial beweglich geführt ist und mit dem Leerhubkolben (12) einen Schaltölraum (17) bildet, wobei das Leerhubrückschlagventil (18) den Schaltölraum (17) und den Schaltölanschluss (16) in Schließstellung hydraulisch voneinander trennt sowie in Öffnungsstellung hydraulisch miteinander verbindet, wobei das Ventilspielausgleichselennent (22) einen Differenzkolben (24) und einen Ausgleichskolben (25) aufweist, wobei der Differenzkolben (24) sich an den Leerhubkolben (12) axial anschließt, wobei der Ausgleichskolben (25) radial innerhalb des Differenzkolbens (24) axial beweglich geführt ist sowie einen Ölvorratsraum (26) aufweist, der mit einem Druckölanschluss (32) verbunden und von einem Ausgleichsrückschlagventil (28) beherrscht ist, wobei das Ausgleichsrückschlagventil (28) in Schließrichtung von einer Feder (28a) ist, wobei der Ausgleichskolben (25) mit dem Differenzkolben (24) und dem Zylindergehäuse (23) einen Hochdruckraum (31 ) bildet, wobei das Ausgleichsrückschlagventil (28) den Ölvorratsraum (26) und den Hochdruckraum (31 ) in Schließstellung hydraulisch voneinander trennt sowie in Öffnungsstellung hydraulisch miteinander verbindet, wobei in dem Hochdruckraum (31 ) zwischen dem Differenzkolben (24) und dem Zylindergehäuse (23) eine Rückstellfeder (33) eingebaut ist, die den Differenzkolben (24) in Richtung zum Auslassventil belastet, und wobei in dem Ölvorratsraum (26) zwischen dem Ausgleichskolben (25) und dem sich an diesen axial anschließenden Schaltkolben (13) eine Leerhubfeder (34) eingebaut ist, die sich an dem Ausgleichskolben (25) und dem Schaltkolben (13) abstützt, wobei ein Stellweg (s) des Schaltkolbens (13) in Richtung des Ventilspielausgleichselements (22) durch einen axialen Anschlag (36) am Differenzkolben (24) begrenzt ist, und bei dem ein Stellweg des Ausgleichskolbens (25) in Richtung des Leerhubelements (1 1 ) durch einen axialen Anschlag (35) am Schaltkolben (13) begrenzt ist.
3. Hydraulikelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Ventilspielausgleichselennent (22) zugewandten Unterseite des Schaltkolbens (13) eine ringflächenförmige Erhöhung ausgebildet ist, in der das schaltkolbenseitige Ende der Leerhubfeder (34) aufgenommen ist und die zugleich als Anschlag (35) für den Ausgleichskolben (25) wirksam ist.
4. Hydraulikelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das leerhubseitige axiale Ende des Differenzkolbens (24) und das ausgleichsseitige axiale Ende des Leerhubkolbens (12) flächig aneinander anliegen, wobei das axiale Ende des Differenzkolbens (24) zugleich als ein Anschlag (36) für den Schaltkolben (13) wirksam ist.
5. Hydraulikelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Grundkreis (10) des Auslassnockens (3), getrennt von der Ausstoßnockenerhebung (7), zwei Bremsnockenerhebungen (8, 9) ausgebildet sind, wobei eine erste Bremsnockenerhebung (8) zur Erzeugung eines Dekompressionshubs im Expansionstakt und eine zweite Bremsnockenerhebung (9) zur Erzeugung eines Abgasrückführungshubs im Ansaugtakt der Viertakthubkolbenbrennkraftmaschine ausgebildet ist.
6. Hydraulikelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenmantelfläche des Differenzkolbens (24) und der Innenwand des Zylindergehäuses (23) sowie zwischen der Außenmantelfläche des Leerhubkolbens (12) und der Innenwand des Zylindergehäuses (23) ein Leckspalt (37) ausgebildet ist, der ein Einsinken des Leerhubkolbens (12) und des Differenzkolbens (24) in das Zylindergehäuse (23) unter Last derart bewirkt, dass ein maximaler Ausstoßhub des Auslassventils im Motorbremsbetrieb kleiner ist als ein maximaler Ausstoßhub des Auslassventils im Normalbetrieb.
7. Viertakthubkolbenbrennkraftmaschine, bei der die Auslassventile der Zylinder mittels Übertragungselemente (5) wie Schlepp- oder Kipphebel, welche durch eine oder mehrere Nockenwellen antreibbar sind, in einem Normalbetrieb und in einem Motorbremsbetrieb betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Übertragungselemente (5) ein Hydraulikelement (1 ) mit schaltbarer Motorbremsfunktion zugeordnet ist, wobei in dem Hydraulikelement (1 ) ein ventilgesteuertes Leerhubelement (1 1 ) mit einem Ventilspielausgleichselement (22) kombiniert ist, wobei das Leerhubelement (1 1 ) zwischen einem Leerhub für einen Normalbetrieb und einem Vollhub für einen Motorbremsbetrieb umschaltbar ist, wobei in dem Motorbremsbetrieb durch einen Auslassnocken (3) eine Bremshubkurve auf ein Auslassventil zu einem zusätzlichen Öffnen des Auslassventils übertragbar ist, wobei zur Erzeugung der Bremshubkurve zumindest eine Bremsnockenerhebung (8, 9) im Grundkreis des Auslassnockens, getrennt von einer Ausstoßnockenerhebung (7), angeordnet ist, und wobei der Bremshub des Auslassventils kleiner ist als ein maximaler Ausstoßhub des Auslassventils.
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