DE19735822C1 - Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit ei­ ner Steuereinrichtung nach der im Oberbegriff des An­ spruches 1 näher definierten Art.

Aus der MTZ, Motortechnische Zeitschrift 56 (1995) 7/8, ist eine gattungsgemäße Steuereinrichtung für ei­ ne Brennkraftmaschine bekannt, mittels der die Brems­ leistung der Brennkraftmaschine im Motorbremsbetrieb erhöht werden soll. Bei dieser Steuereinrichtung han­ delt es sich um eine sogenannte Dekompressionsventil- Motorbremse (DVB) bzw. DVB-System. Das DVB-System steuert die im Zylinderkopf der Brennkraftmaschine an­ geordneten DVB-Ventile derart an, daß diese nicht mehr während des gesamten Arbeitsspieles der Kolben kon­ stant offengehalten werden, sondern nur noch in einem Bereich von kurz vor dem oberen Totpunkt der Kompres­ sion bzw. Kompressions-OT bis ca. 90 bis 120°-Kur­ belwinkel (KW) danach. Dadurch wird eine höhere Mo­ torbremsleistung erreicht und verdichtete Luft aus dem Brennraum abgelassen.

Das DVB-System weist als druckerzeugendes Element eine Radialkolbenpumpe und mehrere druckbegrenzende Elemen­ te wie beispielsweise ein variables Druckregelventil, ein Druckbegrenzungsventil, ein Überdruckventil und eine Rückströmdrossel auf. Weiterhin ist in dem DVB-Sys­ tem mit der Radialkolbenpumpe über eine Steuerlei­ tung eine Steuerscheibe bzw. Verteilereinheit verbun­ den, mittels der die DVB-Ventile der einzelnen Zylin­ der im Betrieb der Brennkraftmaschine genau angesteu­ ert werden können.

Mit der dort beschriebenen Steuereinrichtung ist je­ doch lediglich ein Motorbremsbetrieb einer Brennkraft­ maschine möglich.

Aus der DE 43 09 860 C1 ist eine Vorrichtung zur Steuerung von in einem Zylinder einer Brennkraftma­ schine durch einen Kolben komprimierter Luft mittels eines Steuerventiles bekannt. Das Steuerventil ist da­ bei von einem elektronischen Steuergerät in einem Ver­ dichtungshub des Kolbens während unterschiedlicher Vor-UT-Stellungen in eine Öffnungs- oder Schließstel­ lung verstellbar. Die über das Steuerventil dem Zylin­ der entnommene Luft wird in eine Abgasleitung abge­ führt, wobei stromab des Steuerventiles ein Schaltven­ til vorgesehen ist, von dem aus die komprimierte Luft wahlweise in eine mit einem Druckluftspeicher verbun­ dene Druckluftleitung oder in die Abgasleitung einge­ leitet wird. Die Öffnung des Steuerventiles erfolgt dann, wenn der Druck der im Zylinder komprimierten Luft einen vorgegebenen Betriebsdruck im Druckluftbe­ hälter erreicht hat.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist jedoch, daß die Brennkraftmaschine nur während des Motorbremsbetriebes als Luftpresser bzw. im Luftpresserbetrieb zu betrei­ ben ist, in welchem Druckluft für beliebige druckluft­ benötigende Systeme des Kraftfahrzeugs erzeugt werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, eine Brennkraftmaschine mit einer Steuerein­ richtung zu schaffen, bei der die notwendigen Steuer­ zeiten für alle Betriebszustände der Brennkraftmaschi­ ne mit geringem Aufwand für den Betrieb der Brenn­ kraftmaschine als Drucklufterzeuger realisierbar sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer Bypasslei­ tung mit einem Schaltventil besteht die Möglichkeit, mit an sich bekannten Systemen, welche zur Erhöhung der Motorbremsleistung verwendet werden, durch geziel­ te Ansteuerung des Ventils eine Verbindung von einem Brennraum zu einem Druckluftsystem eines Kraftfahrzeu­ ges herzustellen und einen Druckluftbehälter mit kom­ primiertem Gas aus dem Brennraum der Zylinder zu be­ füllen. Durch das Schaltventil ist ein Steuerdruck für das Ventil modulierbar bzw. veränderbar.

Erfindungsgemäß können auf diese Weise ein oder mehre­ re Zylinder als Luftpresser zur Belieferung eines Druckluftsystems in einem Kfz verwendet werden, wobei in diesem Ealle die sonst verwendete Ableitung der verdichteten Luft abgesperrt wird.

Vorteilhafterweise ist mit den Systemen eine Versor­ gung des Druckluftsystemes des Kraftfahrzeuges über den gesamten Betriebsbereich der Brennkraftmaschine möglich.

Im Motorbremsbetrieb kann die Ansteuerung der zur Drucklufterzeugung herangezogenen Zylinder unverändert erfolgen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig be­ schriebenen Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig.1 eine Steuereinrichtung einer Brennkraftmaschi­ ne mit einer Bypassleitung, in welcher ein Schaltventil angeordnet ist;

Fig. 2 eine Steuereinrichtung gemäß Fig. 1, bei wel­ cher die Bypassleitung parallel zu einem druckbegrenzenden Element angeordnet ist;

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Steuerein­ richtung mit einer Bypassleitung, wobei ein Ventil einer druckerzeugenden Einrichtung über die Bypassleitung direkt mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist;

Fig. 4 eine Steuereinrichtung für ein Konstantdros­ selsystem;

Fig. 5 eine Verbindung von einem Brennraum des druck­ lufterzeugenden Zylinders zu einem Druckluft­ behälter;

Fig. 6 ein Ubersetzungselement bzw. Stufenkolben, welcher an einem Steuerkolben eines Ventils angeordnet ist; und

Fig. 7 ein Ausschnitt eines zweiflutigen Turbinenge­ häuses eines Abgasturboladers mit einer Brems­ klappe.

Fig. 1 zeigt eine Steuereinrichtung 1 einer nicht nä­ her dargestellten Brennkraftmaschine. Die Steuerein­ richtung 1 weist in dieser Ausführungsform ein Dekom­ pressionventil-Bremssystem bzw. DVB-System auf, wobei als druckerzeugendes Element eine Radialkolbenpumpe 2 und mehrere druckbegrenzende Elemente, wie in diesem Fall ein Überdruckventil 3, eine Rückströmdrossel 4 und ein Druckbegrenzungsventil 5 vorgesehen sind. Dar­ über hinaus sind in der Steuereinrichtung 1 eine mit Nockenwellendrehzahl umlaufende Steuerscheibe 6 als Steuerelement und ein variables Druckregelventil 7 als Regelelement vorgesehen.

In einem Zylinderkopf 8 der Brennkraftmaschine ist ein Ventil 9 vorgesehen, welches mit der Steuereinrichtung 1 über eine Steuerleitung 10 verbunden ist. Das Ventil ist als DVB-Ventil 9 ausgebildet. In dem Zylinderkopf kann nur ein DVB-Ventil 9 oder auch mehrere DVB- Ventile 9 angeordnet sein.

In geöffnetem Zustand des DVB-Ventils 9 wird über eine Verbindungsleitung 11 eine Verbindung von einem Brenn­ raum 12 der Brennkraftmaschine zu einem Druckluftsy­ stem 13 hergestellt, wobei einem Druckluftbehälter 14 des Druckluftsystemes 13 komprimiertes Gas aus dem Brennraum 12 zuführbar ist. Dabei besteht die Möglich­ keit, mehrere DVB-Ventile 9 in verschiedenen Brennräu­ men 12 des Zylinderkopfes 8 vorzusehen, wobei in die­ sem Fall jedoch nur ein DVB-Ventil 9 vorgesehen ist.

Die Steuereinrichtung 1 weist eine Bypassleitung 15 mit einem darin angeordneten Schaltventil 16 auf, wel­ ches hierbei als 2/2-Wegeventil ausgebildet ist. Die Bypassleitung 15 ist zwischen einer Steuerleitung 17, die eine Verbindung zwischen der Radialkolbenpumpe 2 und der Steuerscheibe 6 ausbildet, und der Steuerlei­ tung 10 angeordnet, welche die Steuerscheibe 6 mit dem DVB-Ventil 9 verbindet. Bei geöffnetem Schaltventil 16 ist das DVB-Ventil 9 über die Bypassleitung 15 mit dem Steuerdruck der Radialkolbenpumpe 2 direkt beauf­ schlagbar.

Zur Betätigung des DVB-Ventils 9 mittels des sich in Öffnungsstellung befindlichen Schaltventils 16 ist der Steuerdruck für das DVB-Ventil 9 modulierbar.

In Schließstellung des Schaltventiles 16 wird das DVB-Ven­ til 9 über die Steuerscheibe 6 auf die gleiche be­ kannte Art und Weise wie weitere, in Fig. 1 nicht nä­ her dargestellte, Ventile der Brennkraftmaschine durch die Steuereinrichtung 1 über die Steuerscheibe 6 betä­ tigt.

Der Druck in der Steuereinrichtung 1 wird mittels dem Druckregelventil 7 gering gehalten, so daß die nicht dargestellten DVB-Ventile der befeuerten Zylinder im Bereich des oberen Totpunktes (OT) der Kolben aufgrund des hohen Gegendrucks im Brennraum 12 nicht öffnen. Im Gegensatz dazu, wird das DVB-Ventil 9 über das Ventil 16 ständig mit dem erforderlichen Steuerdruck beauf­ schlagt, so daß es im Bereich des unteren ;Totpunktes (UT) des Kolbens öffnet.

Während des Schiebebetriebs und des befeuerten Be­ triebs der Brennkraftmaschine wird das variable Druck­ regelventil 7 auf ein hohes Druckniveau eingestellt. Wenn der drucklufterzeugende Zylinder komprimiertes Gas zu dem Druckluftbehälter 14 fördert, ist die Bypassleitung 15 durch Schließen des Schaltventils 16 geschlossen und das DVB-Ventil 9 öffnet. Wenn die restlichen Zylinder bzw. Kolben sich im Bereich des OT befinden, ist das Schaltventil 16 geöffnet und es ist kein Steuerdruck für die DVB-Ventile der übrigen Zy­ linder vorhanden.

Trotz des erhöhten Drucks in der Radialkolbenpumpe 2 öffnen die DVB-Ventile 9 des Zylinderkopfes 8 nicht, da durch die Steuerzeitenlage nahe dem Verdichtungs-OT der Verdichtungsenddruck in den restlichen Zylindern der Brennkraftmaschine im Bereich von 40 bis 160 bar liegt und damit so hoch ist, daß mit dem anliegenden Steuerdruck von ca. 10 bar an dem DVB-Ventil 9 kein Öffnen der übrigen DVB-Ventile erfolgt.

Es besteht die Möglichkeit, bei einer eventuellen Ab­ schaltung der Verbrennung des drucklufterzeugenden Zy­ linders, das Druckregelventil 7 durch ein anderes, schnell schaltbares Ventil zu ersetzen.

Fig. 2 zeigt die Steuereinrichtung 1 gemäß Fig. 1. Im Gegensatz zu Fig. 1 ist für eine Verwendung der Brenn­ kraftmaschine für eine Drucklufterzeugung die Bypass­ leitung 15 mit dem Schaltventil 16 parallel zu dem va­ riablen Druckregelventil 7 angeordnet. Hierbei sind wie auch gemäß Fig. 1 keine wesentlichen Veränderungen an der Radialkolbenpumpe 2 notwendig, außer daß ein zusätzlicher äußerer Anschluß vorgesehen wird.

In Fig. 3 ist die Steuereinrichtung 1 gemäß Fig. 1 schematisch dargestellt, wobei zwar im wesentlichen dieselben Bauteile darin enthalten sind, diese jedoch nicht dargestellt sind. Von einer Zuleitung 18 zu der Steuereinrichtung 1 verläuft die Bypassleitung 15 zu einem Schaltventil 19, welches je nach Schaltstellung eine Betätigung des DVB-Ventils 9 durch die Steuerein­ richtung 1 oder durch eine zusätzliche druckerzeugende Einrichtung 20 mittels Druckbeaufschlagung ermöglicht.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist die druckerzeugende Einrichtung als Motorölpumpe 20 ausgeführt, wobei es in einer nicht dargestellten Aus­ führungsform durchaus möglich ist, die druckerzeugende Einrichtung durch eine separate Pumpeneinrichtung zu­ sätzlich zu der bereits vorhandenen Motorölpumpe 20 zu realisieren.

Zwischen der Motorälpumpe 20 und dem Schaltventil 19 sind des weiteren das bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebene Schaltventil 16, in diesem Fall als 3/2-Wegeventil ausgebildet, sowie ein Druckbegren­ zungsventil 21 angeordnet. Die Aufgabe des Druckbe­ grenzungsventiles 21 besteht darin, den Steuerdruck für das DVB-Ventil 9 last- und drehzahlabhängig derart zu modulieren, daß das DVB-Ventil 9 im richtigen Zeit­ punkt, d. h. im OT-Bereich des Kolbens, selbsttätig schließt. Von dem Schaltventil 16 führt eine Rücklauf­ leitung 22 zu einem Ölbehälter 23, von welchem auch die Zuleitung 18 ausgeht.

Die Radialkolbenpumpe 2 der Steuereinrichtung 1 er­ zeugt Drücke bis zu 150 bar und öffnet so über die Steuerscheibe 6 die Ventile der verschiedenen Zylinder in einem Bereich nahe dem Verdichtungs-OT. Unter Aus­ nutzung der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Steuereinrichtung 1 läßt sich die Entnahme komprimier­ ter Luft aus dem Brennraum 12 für die verschiedenen Betriebsweisen der Brennkraftmaschine entsprechend mo­ difizieren.

Die Steuerzeit des DVB-Ventils 9 ist derart ausgelegt, daß im verdichtungsnahen Bereich komprimierte Luft in ein nicht näher dargestelltes Abgassystem abströmt, um die energieerzeugende Rückexpansion zu verringern bzw. zu vermeiden. Dadurch, daß die von dem DVB-Ventil 9 in ein Abgassystem mündende Verbindungsleitung 11 zum Druckluftsystem 13 des Kraftfahrzeuges geführt wird, ist im Motorbremsbetrieb die Druckluftförderung von dem Brennraum 12 zu dem Druckluftsystem 13 möglich. Ein dabei auftretender Gegendruck kann je nach Zustand des Druckluftsystemes 13 zwischen 6 und 12 bar schwan­ ken. Das bedeutet, daß ein Zylinder der Brennkraftma­ schine bei direkter Verbindung über die Verbindungs­ leitung 11 mit dem Druckluftsystem 13 über das DVB- Ventil 9 zur Druckluftversorgung des Druckluftsystems 13 verwendet werden kann.

Bei Schiebebetrieb und befeuertem Betrieb der Brenn­ kraftmaschine ist es normalerweise nicht möglich, die Steuereinrichtung 1 zu aktivieren, da nicht gleichzei­ tig Kraftstoff in den Brennraum 12 eingespritzt und in dem Brennraum 12 befindliche komprimierte Luft über das DVB-Ventil 9 ausgeblasen bzw. dekomprimiert werden soll.

Damit ein Zylinder der Brennkraftmaschine zur Versor­ gung des Druckluftsystems 13 während des Schiebebe­ triebs oder des befeuerten Betriebs der Brennkraftma­ schine verwendet werden kann, ist die Bypassleitung 15 für die zum drucklufterzeugenden Zylinder führende Steuerleitung 10 angeordnet und die Motorölpumpe 20 steht ständig mit der Steuereinrichtung 1 in Verbin­ dung.

Wird nun das Schaltventil 16 erregt, können Drücke derart eingestellt werden, daß das DVB-Ventil 9 des drucklufterzeugenden Zylinders mit ausreichend hohem Steuerdruck versorgt wird, womit es im Bereich des un­ teren Totpunktes des Kolbens geöffnet werden kann und die Druckluftversorgung des Druckluftsystemes 13 mög­ lich ist.

Die Erregung des Schaltventils 16 kann z. B. durch Ma­ gnetkraft erfolgen, wenn das Schaltventil 16 als Ma­ gnetventil ausgebildet ist. Dasselbe gilt auch für die übrigen, bei der Steuereinrichtung 1 verwendeten Schaltventile.

Da der Druck im Brennraum bei der Verdichtung sehr schnell ansteigt, der Druck auf der dem Brennraum 12 abgewandten Seite des DVB-Ventils 9 aber nahezu kon­ stant bleibt, schließt das DVB-Ventil 9 aufgrund der Druckdifferenz vor Einspritzbeginn selbsttätig.

Gleichzeitig verringert sich die Einspritzmenge ent­ sprechend der entnommenen Luftmasse, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, die Steuereinrichtung 1 auch im befeuerten Betrieb der Brennkraftmaschine für eine Steuerung des DVB-Ventiles 9 und somit für eine Druck­ luftentnahme aus dem Brennraum 12 zu nutzen.

Um für alle Last- und Drehzahlbereiche die erforderli­ chen Steuerdrücke erzeugen zu können, kann der notwen­ dige Steuerdruck abhängig vom Ladedruck der Brenn­ kraftmaschine und/oder abhängig von Last und Drehzahl der Brennkraftmaschine auf die erforderliche Höhe an­ gehoben werden. Damit ist gewährleistet, daß das DVB- Ventil 9 öffnet und vor Beginn der Einspritzung in den Brennraum 12 selbsttätig oder gesteuert wieder in Schließposition übergeht.

Bei diesem Vorgang wirkt der Druck des komprimierten Gases bzw. der Luft von dem Brennraum 12 aus auf das DVB-Ventil 9, wobei dem Druck zwei Kräfte, eine Feder­ kraft des DVB-Ventiles 9 und der an dem DVB-Ventil 9 anliegende modulierbare Steuerdruck, entgegenwirken. Wenn sich der Kolben im UT-Bereich befindet, ist zu­ nächst kein Druck im Brennraum 12 vorhanden. Während des Verdichtungshubes wird das Gas in dem Brennraum 12 komprimiert und der Gasdruck gegen das DVB-Ventil 9 steigt an. Je nach Größe des Gegendrucks der Feder­ kraft und des Steuerdruckes ist vor Erreichen des OT des Kolbens ein Kräftegleichgewicht erreicht bzw. der Gasdruck wird größer als die Federkraft und der modu­ lierte Steuerdruck und das DVB-Ventil 9 schließt.

Der Zylindergasdruck, welcher im Brennraum vor­ herrscht, variiert, je nach dem mit welcher Drehzahl die Brennkraftmaschine betrieben wird und welche Last­ zustände vorhanden sind. Somit ist der Schließzeit­ punkt des DVB-Ventils 9 abhängig von dem Lastzustand und von der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Entspre­ chend kann der Schließzeitpuiikt des DVB-Ventiles 9 in Abhängigkeit von der Drehzahl und den Lastzuständen durch die Modulation des Steuerdruckes variabel einge­ stellt werden. Diese Steuerfunktion wird mittels dem Druckbegrenzungsventil 21 durchgeführt.

Fig. 4 zeigt ein an sich bekanntes Konstantdrosselsy­ stem für eine Brennkraftmaschine. Damit mit der Steuereinrichtung 1 auch bei einem Konstantdrosselsy­ stem eine Drucklufterzeugung durch die Brennkraftma­ schine möglich ist, erfolgt die Betätigung des Ventils 9, welches in dieser Ausführungsform als Konstantdros­ selventil 9 ausgebildet ist, durch Motoröldruck.

Bei Konstantdrosselbetrieb werden die Konstantdrossel­ ventile 9 der Brennkraftmaschine ständig offen gehal­ ten, wobei sie bei Beginn des Bremsbetriebes jeweils in UT-Stellung der Kolben kurz vor Verdichtungsbeginn geöffnet werden.

Die Höhe des Motoröldrucks ist entsprechend dem Lade­ druck und/oder der Motordrehzahl und der Last so zu modulieren, daß die Konstantdrosselventile 9 der für die Drucklufterzeugung herangezogenen Zylinder im Mo­ torbremsbetrieb und im Schiebebetrieb ständig geöffnet sind.

Im befeuerten Betrieb der Brennkraftmaschine erfolgt eine Druckmodulation derart, daß das Konstantdrossel­ ventil 9 kurz nach dem UT öffnet und selbsttätig ent­ sprechend der eingestellten Höhe des Steuerdruckes wie oben beschrieben spätestens bei Einspritzbeginn ge­ schlossen wird.

Von der Motorölpumpe 20 führt die Zuleitung 18 zu ei­ nem Schaltventil 19, welches als 3/2-Wegeventil ausge­ bildet ist und mittels welchem die restlichen Ventile der Brennkraftmaschine mit Steuerdruck von der Motor­ ölpumpe 20 beaufschlagbar sind.

Von der Zuleitung 18 führt die Bypassleitung 15 zu dem Konstantdrosselventil 9, wobei dieses mit Steuerdruck von der Motorölpumpe 20 beaufschlagbar ist. In der Bypassleitung 15 ist ein Druckbegrenzungsventil 21 und das als 3/2-Wegeventil ausgebildete Schaltventil 16 vorgesehen, wobei das Schaltventil 16 für das Ein- und Ausschalten des Bremssystemes vorgesehen ist. Wie in der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 bis 3 wird das Druckbegrenzungsventil 21 zur Druckmodulation für das Konstantdrosselventil 9 verwendet.

Mit dieser Anordnung ist es möglich, das Konstantdros­ selventil 9 unabhängig von den restlichen Ventilen zu schalten und das Druckluftsystem 13 mit Druckluft zu versorgen.

Wie in Fig. 5 dargestellt, weist die Verbindungslei­ tung 11 zwischen dem Brennraum 12 und dem Druckluftbe­ hälter 14 ein Rückschlagventil 24 auf. Darüber hinaus ist zwischen dem Druckluftbehälter 14 und dem Rück­ schlagventil 24 in der Verbindungsleitung 11 ein Wär­ metauscher 25 zur Kühlung der Druckluft angeordnet.

Der Wärmetauscher 25 kann nach Bedarf angeordnet wer­ den und als separate Einheit in die Verbindungsleitung 11 integriert werden.

In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform des Wärmetauschers 25 kann es vorgesehen sein, daß dieser durch eine entsprechende Konstruktion einstük­ kig mit dem Zylinderkopf 8 ausgebildet ist bzw. in diesen integriert ist.

Weiterhin ist in der Verbindungsleitung 11 ein Trock­ ner 26 mit Überdruckventil vorgesehen, der einen nicht dargestellten Druckregler und einem Entnahmeanschluß (ebenfalls nicht dargestellt) aufweist. Dadurch wird der zugeführten Druckluft die Feuchtigkeit entzogen, bevor sie in den Druckluftbehälter 14 gelangt.

Ist der obere Vorratsdruck des Druckluftbehälters 14 erreicht, wird über ein in der Verbindungsleitung 11 angeordnetes, nicht dargestelltes, Überdruckventil ab­ geblasen.

Um bei Auftreten eines Unterdruckes in dem Brennraum 12 ein Ölsaugen aus einem nicht dargestellten Kurbel­ gehäuse der Brennkraftmaschine zu vermeiden, ist parallel zu dem Rückschlagventil 24 in der Verbin­ dungsleitung 11 eine Umgehungsleitung 27 vorgesehen, in welcher ein Steuerventil 28 angeordnet ist. Damit besteht die Möglichkeit, Druckluft aus dem Druckluft­ behälter 14 in den Brennraum 12 zurückzuführen und da­ mit den Unterdruck im Brennraum 12 auszugleichen, um letztendlich ein Ölsaugen aus dem Kurbelgehäuse zu vermeiden.

Auch durch entsprechende Druckmodulierung bzw. einer Veränderung der Öffnungsdauer bzw. einer Verschiebung des Schließzeitpunktes des Ventiles 9 ist es möglich, nur so viel Luftmasse wie nötig zu entnehmen und somit in UT-Stellung des Kolbens keinen Unterdruck im Kur­ belgehäuse zu erhalten. Dadurch kann ein Ölsaugen wirksam verhindert werden. Das bedeutet, daß eine Restgasmenge durch eine verkürzte Öffnungsdauer des Ventiles 9, welche durch einen früheren Schließzeit­ punkt erreicht wird, im Brennraum 12 verbleibt, womit bei der sich an die Verdichtungsphase anschließende Expansion der Luft im Zylinder im UT-Bereich des Kol­ bens kein Unterdruck entsteht.

Eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung von durch Un­ terdruck in einem Zylinder bedingtem Ölsaugen kann da­ durch beschaffen werden, daß ein nicht dargestelltes Ventil in der Verbindungsleitung 11 angeordnet wird, durch welches Luft aus der Umgebung, beispielsweise am Saugrohr, in die Verbindungsleitung 11 und damit in den Brennraum 12 zum Druckausgleich einströmen kann.

Fig. 6 zeigt das Ventil 9, welches wie oben beschrie­ ben als DVB-Ventil oder als Konstantdrosselventil aus­ gebildet sein kann. An der dem Brennraum 12 abgewand­ ten Seite des Ventils 9 ist dabei ein Steuerkolben 29 angeordnet. Da die Geometrie bzw. insbesondere die Querschnittsfläche des Steuerkolbens 29 für eine Betä­ tigung des Ventils 9 durch den Motoröldruck, insbeson­ dere für ein Öffnen des Ventils 9 bei Verdichtungsbe­ ginn unter Umständen zu klein ist, ist zur Krafterhö­ hung ein Stufenkolben 30 über dem Steuerkolben 29 an­ geordnet. Dadurch wird der von der Motorölpumpe 20 auf das Ventil 9 übertragene Steuerdruck auf einen zur Be­ tätigung des Ventils 9 notwendiges Niveau erhöht.

Aufgrund der Auslegung des Steuerkolbens 29 bleiben die Ventile 9 unter Beaufschlagung mit Steuerdruck ge­ öffnet.

In Fig. 7 ist ein Ausschnitt eines zweiflutigen Turbi­ nengehäuses 31 eines nicht dargestellten Abgasturbola­ ders mit einer Bremsklappe 32 dargestellt.

Zum Ausgleich der bei Konstantdrosselbetrieb kleineren Motorbremsleistung wird hierbei der Gasstrom der Brennkraftmaschine nicht wie üblich zweiflutig sondern einflutig über eine nicht dargestellte Expansionstur­ bine des Turboladers geleitet. Durch den höheren Gas­ durchsatz erhöht sich die Motorbremsleistung und im oberen Drehzahlbereich kann die Bremsklappe 32 geöff­ net werden, wodurch der Ladedruck des Turboladers an­ steigt. Durch die Erhöhung des Ladedruckes erhöht sich auch die geförderte Druckluftmasse.

In einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß das Ventil 9 von einem hy­ draulischen Steuersystem betätigt wird, und die rest­ lichen Ventile der Brennkraftmaschine von einem pneu­ matischen Steuersystem angesteuert werden.

Die Verbindung zwischen dem Brennraum 12 des druck­ lufterzeugenden Zylinders und dem Abgassystem ist mit­ tels eines nicht dargestellten Absperrglieds während der Versorgung des Druckluftbehälters 12 mit Druckluft für das komprimierte Gas unterbrochen bzw. nicht pas­ sierbar.

Wenn das DVB-Ventil 9 bei Verdichtungsbeginn und im Schleppbetrieb zusätzlich bis zum Verdichtungs-OT an­ gesteuert wird, kann in einer nicht dargestellten Aus­ führungsform für die Ansteuerung des drucklufterzeu­ genden Zylinders auch ein bekanntes Steckpumpen-DVB- System einer Common-Rail-Brennkraftmaschine verwendet werden.

Das Steckpumpen-DVB-System steuert dabei mit je einer Steckpumpe und Doppelnocken zwei um 360° versetzte Zy­ linder durch Volumenzumessung im richtigen Zeitfenster an. Dieses System kann auch durch je einen Stufennocken für eine Zusatzaufladung und somit für eine höhere Motorbremsleistung erweitert werden.

In einer von den vorliegenden Ausführungsbeispielen abweichenden nicht näher dargestellten Ausführungsform der Brennkraftmaschine kann es vorgesehen sein, diese zusätzlich mit einem Abgasrückführsystem zu betreiben.

Bei einer Kombination von Abgasrückführung in die Zy­ linder und der Verwendung eines Zylinders zum Erzeugen von komprimierter Luft für das Druckluft-System, ist es vorteilhaft ein Absperrventil bzw. eine Klappe im Saugrohr derart anzuordnen, daß während des Luftpres­ serbetriebes kein Abgas in diesen Zylinder gelangt. Damit ist gewährleistet, daß in dem Abgas vorhandene Verunreinigungen nicht in das Druckluft-System gelan­ gen können.

Bei einer weiteren (nicht näher dargestellten) von den bisher genannten Ausführungsformen abweichende Ausge­ staltung der Brennkraftmaschine, kann es vorgesehen sein, daß die luftfördernden Zylinder während des be­ feuerten Betriebes der Brennkraftmaschine nicht mehr zur Befeuerung herangezogen werden. In diesem Fall wird die Last der restlichen Zylinder der Brennkraft­ maschine im Fahrbetrieb entsprechend erhöht, um keine nennenswerten Leistungsverluste zu erhalten. Diese Vorgehensweise ist aber nur bis zur maximalen Vollast der befeuerten Zylinder möglich. Ist während eines Fahrzustandes mehr Leistung erforderlich als die rest­ lichen Zylinder erzeugen können, kann der für die Luftförderung verwendete Zylinder je nach Bedarf wei­ ter zur Drucklufterzeugung verwendet oder wieder in den befeuerten Betrieb übergeführt werden, sofern die Vollastleistung gewünscht wird. Anderenfalls steht diese nicht zur Verfügung.

Claims (19)

1. Brennkraftmaschine mit einer Steuereinrichtung, die wenigstens ein druckerzeugendes und wenigstens ein druckbegrenzendes Element sowie Steuer- und Regelelemente aufweist, und mit in einem Zylinder­ kopf angeordneten Ventilen, von denen wenigstens eines mit der Steuereinrichtung über eine Steuer­ leitung verbunden und durch einen Steuerdruck be­ tätigbar ist, wobei in einem geöffneten Zustand der Ventile jeweils eine Verbindung von einem Brennraum eines Zylinders zu einem Abgassystem herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch das mit der Steuereinrichtung (1) verbundene Ventil (9) in geöffnetem Zustand über eine Verbin­ dungsleitung (11) eine Verbindung von dem Brenn­ raum (12) zu einem Druckluftsystem (13) herstell­ bar ist, und daß einem Druckluftbehälter (14) des Druckluftsystems (13) komprimiertes Gas aus dem Brennraum (12) zuführbar ist, wobei die Steuerein­ richtung (1) eine Bypassleitung (15) aufweist, mittels welcher das Ventil (9) ansteuerbar ist, und wobei in der Bypassleitung (15) ein Schaltven­ til (16) angeordnet ist.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassleitung (15) zwischen einer Steuerlei­ tung (17), welche das druckerzeugende Element (2) mit dem Steuerelement (6) verbindet, und einer Steuerleitung (10), welche das Steuerelement (6) mit dem Ventil (9) verbindet, angeordnet ist, wo­ bei bei geöffnetem Schaltventil (16) das Ventil (9) über die Bypassleitung (15) mit dem Steuer­ druck des druckerzeugenden Elementes (2) direkt beaufschlagbar ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassleitung (15) parallel zu einem der Re­ gelelemente, nämlich einem Druckregelventil (7), angeordnet ist, wobei bei geschlossenem Schaltven­ til (16) mittels des Druckregelventils (7) der Steuerdruck in der Steuereinrichtung (1) einstell­ bar ist und bei geöffnetem Schaltventil (16) ein geringer Steuerdruck in der Steuereinrichtung (1) vorhanden ist.

4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassleitung (15) parallel zu einer Zuleitung (18) und einem Schaltventil (19) angeordnet ist.

5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Steuereinrichtung (1) verbundene Ven­ til als DVB-Ventil (9) ausgebildet ist.

6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Steuereinrichtung (1) verbundene Ven­ til als Konstantdrossel-Ventil (9) ausgebildet ist.

7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassleitung (15) zwischen einer Zuleitung (18) und dem Konstantdrossel-Ventil (9) angeordnet ist.

8. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Steuerkolben (29) des Ventils (9) ein Stufenkolben (30) angeordnet ist, durch welchen der von dem druckerzeugenden Element (2) auf das Ventil (9) übertragbare Steuerdruck auf einen zur Betätigung des Ventils (9) notwendiges Niveau er­ höhbar ist.

9. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (11) zwischen dem Brenn­ raum (12) und dem Druckluftbehälter (14) ein Rück­ schlagventil (24) angeordnet sind.

10. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (11) ein Wärmetauscher (25) und ein Trockner (26) mit Überdruckventil, der einen Druckregler und einem Entnahmeanschluß aufweist, angeordnet sind.

11. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindungsleitung (11) eine zu dem Rück­ schlagventil (24) parallele Umgehungsleitung (27) mit einem Steuerventil (28) angeordnet ist.

12. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bypassleitung (15) ein Druckbegrenzungsven­ til (21) vorgesehen ist.

13. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das druckerzeugende Element als Motorölpumpe (20) ausgebildet ist.

14. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Steuereinrichtung (1) zur Betätigung des mit der Steuereinrichtung (1) verbundenen Ven­ tils (9) als hydraulisches Steuersystem und der Teil zur Betätigung der weiteren Ventile als pneu­ matisches Steuersystem ausgebildet ist.

15. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Brennraum (12) des drucklufterzeugenden Zylinders und dem Abgassystem mittels einem Absperrglied während der Versorgung des Druckluftbehälters (14) mit Druckluft für das komprimierte Gas gesperrt ist.

16. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (1) ein Dekompressionsven­ til-Bremssystem bzw. DVB-System aufweist.

17. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Brennkraftmaschine mit einer Abgasrück­ führung in den Brennraum (12) im Bereich eines Saugrohres eines luftfördernden Zylinders ein Ab­ sperrventil oder eine Klappe angeordnet ist, die im Luftpresserbetrieb eines Zylinders. die Verbin­ dung zur Abgasrückführung absperrt.

18. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß auch im befeuerten Betrieb der Brennkraftmaschine wenigstens ein nicht mehr befeuerter Zylinder für den Luftpresserbetrieb vorgesehen ist.

19. Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß im Vollastbetrieb der im Luftpresserbetrieb arbei­ tende Zylinder wieder in den befeuerten Betrieb zurückführbar ist.