Ventilgesteuerte Viertaktbrennkraftmaschine mit Auspuffbremse Die
Erfindung betrifft eine ventilgesteuerte Viertaktbrennkraftmaschine mit einer Auspuffbremse
zur Erhöhung der Bremswirkung der Maschine, insbesondere im Fahrzeugbetrieb, sowie
mit einer Einrichtung zur Begrenzung des nach dem Einschalten der Auspuffbremse
zwischen dieser und der Maschine in der Auspuffleitung sich einstellenden Staudruckes,
dergestalt, daß die Kraft, mit der die gestauten Auspuffgase beim Bremsen das Auslaßventil
zu öffnen versuchen, um einen kleinen Betrag geringer ist als die Schließkraft der
Auslaßventilfeder.Valve-controlled four-stroke internal combustion engine with exhaust brake Die
The invention relates to a valve-controlled four-stroke internal combustion engine with an exhaust brake
to increase the braking effect of the machine, especially in vehicle operation, as well as
with a device for limiting the after switching on the exhaust brake
dynamic pressure between this and the machine in the exhaust line,
such that the force with which the accumulated exhaust gases when braking the exhaust valve
try to open to a small amount less than the closing force of the
Exhaust valve spring.
Bei mit Auspuffbremsen ausgerüsteten ventilgesteuerten Viertaktbrennkraftmaschinen
ist eine Begrenzung des Staudruckes vor dem Drosselorgan in der Abgasleitung notwendig,
um zu verhindern, daß die Auslaßventile durch die gestauten Abgase vom Sitz gehoben
werden. Es ist bekannt, zur Begrenzung des Staudruckes der Abgase L7berdruckventile
zu verwenden. Diese Methode hat allerdings einige Nachteile. So müssen diese LUberdruckventile,
wenn die Strömungsverluste in der Abgasleitung bei Normalbetrieb, d. h. bei abgeschalteter
Auspuffbremse, aus naheliegenden Gründen möglichst klein gehalten werden sollen,
recht groß sein. Sie bieten dann allerdings den Gasen beim Bremsen eine große Druckfläche
dar und erfahren entsprechend große Gaskräfte. Diese großen Gaskräfte wiederum erfordern
große Federkräfte und damit große Federn. Dieser Zwang zu großen Abmessungen bei
den überdruckventilen mit Rücksicht auf einen möglichst wirtschaftlichen Normalbetrieb
ist einer der Nachteile der Ventile. Weiter von Nachteil sind in den Anwendungsfällen,
in denen das Überdruckventil beim Übergang vom Bremsbetrieb auf Normalbetrieb aufgedrückt
wird, die dann erforderlichen großen Betätigungskräfte zur Vorspannung der Belastungsfeder.
Man kann zwar, was auch bereits vorgeschlagen wurde, parallel zu der vom überdruckventil
gesteuerten Durchtrittsöffnung eine zweite, durch ein von außen betätigtes, verhältnismäßig
geringe Verstellkräfte erforderndes Absperrorgan beherrschte Durchtrittsöffnung
anordnen, doch bedeutet dies einmal einen großen Aufwand und außerdem zwangläufig
eine Verschlechterung der Strömungsverhältnisse im Abgasrohr bei Normalbetrieb.In valve-controlled four-stroke internal combustion engines equipped with exhaust brakes
it is necessary to limit the back pressure upstream of the throttle device in the exhaust pipe,
to prevent the exhaust valves from being lifted off the seat by the accumulated exhaust gases
will. It is known to use pressure relief valves to limit the back pressure of the exhaust gases
to use. However, this method has some disadvantages. So these pressure relief valves,
if the flow losses in the exhaust pipe during normal operation, d. H. with switched off
Exhaust brake should be kept as small as possible for obvious reasons,
be quite big. However, they then offer the gases a large pressure surface when braking
and experience correspondingly large gas forces. These in turn require large gas forces
large spring forces and thus large springs. This compulsion to large dimensions
the pressure relief valves with a view to normal operation that is as economical as possible
is one of the disadvantages of the valves. Another disadvantage in the use cases
in which the pressure relief valve is pushed open during the transition from braking to normal operation
the large actuating forces then required to preload the loading spring.
It is true that what has already been suggested can be done in parallel with that of the pressure relief valve
controlled passage opening a second, operated by an externally, relatively
Low adjusting force requiring shut-off device controlled passage opening
arrange, but this means a lot of effort and also inevitably
a deterioration in the flow conditions in the exhaust pipe during normal operation.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile bei Ausrüstung einer
ventilgesteuerten Viertaktbrennkraftmaschine mit einer für eine Betätigung durch
ein gasförmiges oder Flüssigkeitsdruckmittel vorgesehenen Auspuffbremse zu vermeiden.
Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß eine beim Bremsenden Abgasstrom in der
Auspuffleitung drosselnde symmetrische Klappe, wie an sich bekannt, durch einen
druckmittelbeaufschlagten Kolben entgegen der Kraft einer Feder betätigt wird, daß
ferner nach Freigabe des Druckmittels, also der Bremsluft oder der Bremsflüssigkeit,
dessen Druck vor dem Kolben mittels eines durch den Druck der vor der Drosselklappe
beim Bremsen sich stauenden Abgase gesteuerten Ventils geändert wird und daß die
Beaufschlagungsfläche des Kolbens und die auf diesen in öffnungsrichtung des Drosselorgans
in der Auspuffleitung einwirkende Feder so bemessen sind, daß die beiderseits auf
den Kolben einwirkenden Kräfte bei einem Abgasstaudruck gleich sind, der etwas niedriger
als der Druck ist, der das Auslaßventil öffnen würde. Die symmetrische Drosselklappe
ist weitgehend unempfindlich gegen Druckänderungen in der Abgasleitung. Sie bietet
bei Normalbetrieb nur einen geringen Strömungswiderstand und erfordert zur Verstellung
geringe Kräfte. Dieser letztere Umstand wiederum führt zu verhältnismäßig kleinen
Abmessungen der in Kombination der Betätigung der Bremse und der Begrenzung des
Staudruckes dienenden Einrichtung. Die Erfindung ist insbesondere für solche Kraftanlagen
bestimmt, bei denen der Druck der Bremsluft oder der Bremsflüssigkeit Schwankungen
unterworfen ist. Die Anordnung einer Drosselklappe und deren Betätigung durch eine
Druckflüssigkeit ist an sich bekannt, doch handelt es sich in dem bekannten Fall
um eine Einrichtung, bei der keine Maßnahmen zur Begrenzung des Staudruckes getroffen
sind.The object of the invention is to address these disadvantages when equipping a
valve-controlled four-stroke internal combustion engine with one for actuation by
to avoid a gaseous or liquid pressure medium provided exhaust brake.
According to the invention this is done in that an exhaust gas flow in the braking end
Exhaust line throttling symmetrical flap, as known per se, by a
pressurized piston is actuated against the force of a spring that
also after releasing the pressure medium, i.e. the brake air or the brake fluid,
its pressure in front of the piston by means of the pressure in front of the throttle valve
when braking accumulating exhaust gases controlled valve is changed and that the
Acting surface of the piston and on this in the opening direction of the throttle member
in the exhaust pipe acting spring are dimensioned so that both sides on
The forces acting on the piston are equal at an exhaust back pressure that is slightly lower
than is the pressure that would open the exhaust valve. The symmetrical throttle valve
is largely insensitive to pressure changes in the exhaust pipe. she offers
in normal operation only a low flow resistance and requires adjustment
low forces. This latter circumstance in turn leads to relatively minor ones
Dimensions of the combination of the brake actuation and the limitation of the
Back pressure serving device. The invention is particularly useful for such power plants
at which the pressure of the brake air or the brake fluid fluctuates
is subject. The arrangement of a throttle valve and its actuation by a
Pressure fluid is known per se, but it is in the known case
a facility in which no measures have been taken to limit the dynamic pressure
are.
Bei Anwendung der Erfindung auf solche Viertaktbrennkraftmaschinen,
bei denen in die Ventilsteuerung in an sich bekannter Weise hydraulisch arbeitende
Vorrichtungen zum Ausgleich des Ventilspiels eingebaut sind, ist dafür zu sorgen,
daß der
Auspuffgegendruck so begrenzt ist, daß die Kraft, mit der
die gestauten Abgase das Auslaßventil während des Bremsens zu öffnen versuchen,
geringer ist als die Schließkraft der Auslaßventilfeder, vermindert um die Spreizkraft
der hydraulisch arbeitenden Ventilspielausgleichvorrichtungen.When applying the invention to such four-stroke internal combustion engines,
in which the valve control operates hydraulically in a manner known per se
Devices to compensate for the valve clearance are installed, it must be ensured that
that the
Exhaust back pressure is limited so that the force with which
the accumulated exhaust gases try to open the exhaust valve while braking,
is less than the closing force of the outlet valve spring, reduced by the expansion force
of the hydraulically operating valve lash adjustment devices.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing
shown.
In der Abbildung sind die Auspuffleitung der nicht gezeichneten Brennkraftmaschine
mit 1 und die zum Drosseln der Abgase in diese Leitung eingebaute symmetrische Klappe
mit 2 bezeichnet. Betätigt wird die Klappe 2 über einen Hebel 3 und eine Stange
4 durch einen Kolben 5, der in Öffnungsrichtung der Klappe durch eine Feder 6 belastet
ist und beim Bremsen in Schließrichtung der Klappe von der Druckluft beaufschlagt
wird. Beim Bremsen wird der Druck in dem mit Bremsluft beschickten Arbeitsraum 7
des Kolbens 5 durch ein vom Staudruck vor der Drosselklappe 2 gesteuertes Ventil
9, wie es an sich bei Druckluftbremsanlagen häufig verwendet wird, so geändert,
daß bei entsprechend gewählten Abmessungen für den Kolben 5 und die Feder 6 die
Klappe 2 über den ganzen Drehzahlbereich der Maschine eine Stellung einnimmt, bei
der der Staudruck der Abgase vor der Drosselklappe 2 unterhalb des Druckes bleibt,
bei dem sich die Auslaßventile entgegen der Schließkraft ihrer Federn öffnen würden.In the figure are the exhaust line of the internal combustion engine (not shown)
with 1 and the symmetrical flap built into this line to throttle the exhaust gases
denoted by 2. The flap 2 is operated via a lever 3 and a rod
4 by a piston 5 which is loaded by a spring 6 in the opening direction of the flap
is and acted upon by the compressed air when braking in the closing direction of the flap
will. When braking, the pressure in the working space 7, which is charged with brake air
of the piston 5 by a valve controlled by the dynamic pressure in front of the throttle valve 2
9, as it is often used in compressed air brake systems, so changed,
that with appropriately chosen dimensions for the piston 5 and the spring 6 the
Flap 2 occupies one position over the entire speed range of the machine
that the back pressure of the exhaust gases in front of the throttle valve 2 remains below the pressure,
in which the exhaust valves would open against the closing force of their springs.