DE3900739C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steigerung
der Motorbremsleistung gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Es ist bekannt, siehe hierzu die DE-OS 27 28 259, für die Motorbremsung eine Drosselklappe in
der Abgasleitung vorzusehen. Eine derartige Auspuffbremse
arbeitet als gegen die geschlossene Abgasleitung arbeitende
Luftpumpe. Auch ist es bekannt, bei Bremsbetrieb die Gas
wechselventile im Zweiertakt zu steuern, d. h., daß die im
ersten und dritten Takt angesaugte Luft im zweiten und
vierten Takt durch den Kolben verdichtet wird. Dadurch ergibt
sich eine höhere Bremswirkung als bei der Verdichtung auf
nur einem Kolbenhub.
Desweiteren ist aus dem DE-GM 17 32 252 bekannt, das Auslaßventil beim
Verdichtungstakt einen kleinen Spalt offen zu halten.
Die Öffnung des Auslaßventils kann aber auch erst in oder
kurz vor dem oberen Totpunkt des Kolbens erfolgen. Der
Kompressionsenddruck ist hierbei von besonderer Bedeutung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kompressionsenddruck zu
erhöhen, d. h. die für die Verdichtung aufzubringende
Arbeit größer zu machen.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im Kennzeichen des
Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch das kurzzeitige Öffnen des Auslaßventils nach UT
(am Ende des jeweiligen Ansaugvorgangs) strömt vorverdichtete
Luft aus dem Auslaßkrümmer in den Zylinder. Somit wird beim
jeweiligen Verdichtungstakt bereits eine vorverdichtete
Luftmenge zur Verdichtung gebracht, wozu ein einer größeren
Bremsarbeit entsprechender höherer Arbeitsbedarf des Motors
erforderlich ist.
Durch die Zeichnung, die ein Schaubild der Öffnungszeiten der
Gaswechselventile im Bremsbetrieb (Zweitaktbetrieb) zeigt,
soll die Erfindung näher erläutert werden.
Beim Schaubild sind auf der Abszisse die Kurbelwinkelgrade
(° KW) und auf der Ordinate die jeweiligen Ventilhübe des
Einlaß- bzw. Auslaßventils dargestellt.
Das jeweilige Einlaßventil E öffnet jeweils zwischen oberen
Totpunkt (OT) und unterem Totpunkt (UT) des Kolbens (also
über 180° Kurbelwinkel).
Am Ende des Saughubs (erster Takt) liegt der Druck im
Zylinder geringfügig unter dem Umgebungsdruck. Sofort nach
dem Schließen des Einlaßventils E im UT öffnet das
Auslaßventil A, was zur Folge hat daß sich der Zylinder
rasch mit Luft aus dem Auslaßkrümmer füllt, da in diesem
Moment die Druckdifferenz zwischen Auslaßkrümmer und
Zylinder herrscht. Diese Druckdifferenz ist groß genug, um
auch bei kleinerem Hub und kurzer Öffnungszeit des
Auslaßventils (von UT bis ca. 80° Kurbelwinkel nach UT),
einen intensiven Druckanstieg im Zylinder zu gewährleisten.
Der Druck im Auslaßkrümmer wird durch eine Bremsklappe
aufrechterhalten. Es ist notwendig die Bremsklappe mit
Bohrungen zu versehen, da der Druck im Auslaßkrümmer sonst
übermäßig anstiege. Durch den Druckausgleich mit dem Zylinder
beim Öffnen des Auslaßventils im UT sinkt der Druck im Krümmer
geringfügig. Das "Druckreservoir" Auslaßkrümmer wird am Ende
des nun folgenden Verdichtungstaktes jedoch wieder aufgefüllt,
wenn die verdichtete Luft aus dem Zylinder in den Krümmer
strömt. Der Verdichtungsenddruck ist hier viel höher als bei
bekannten Verfahren (Jacobs-Bremse), weil die Luft schon zu
Beginn des Verdichtungstaktes unter höherem Druck steht als
mit einem auf das Ansaugen der Luft beschränkten Ladungswechsel
erreicht werden könnte. Dementsprechend ist auch die für die
Verdichtung aufzubringende Arbeit beträchtlich größer.
Im folgenden Ansaugtakt (dritter Takt) soll der Arbeitsrückgewinn
aus der im Zylinder verbliebenen Luft, die noch unter
Druck steht, auf ein Mindestmaß reduziert werden. Außerdem
ist der Druck im Auslaßkrümmer nach Möglichkeit aufrechtzuerhalten.
Zu diesem Zweck werden gleichzeitig oder mit einer
gewissen Überschneidung das Auslaßventil A geschlossen (im
Schaubild ist das Auslaßventil A ca. 30° vor OT bis 30°
Kurbelwinkel nach OT geöffnet) und das Einlaßventil E
geöffnet. So wird weitgehend vermieden, daß es zu einem
Rückströmen aus dem Auslaßkrümmer in den Ansaugkanal kommt,
wohingegen der Zylinder ungehindert geleert werden kann. Der
Zylinderdruck fällt rasch auf Umgebungsdruck ab; nach kurzer
Zeit geht der Ausströmvorgang in Ansaugen von Frischluft über,
womit der Kreislauf von neuem beginnt.
Mit dem beschriebenen Verfahren (es wurden Versuche bei
einer Motordrehzahl von 2200 U/min und einem Bremsklappen
bohrungsquerschnitt von 4 cm gefahren) läßt sich bei einem
mittleren Abgasgegendruck von 3,3 bar (absolut) eine
Bremsleistung von etwa 300 kW erzielen.
Es wäre auch denkbar, das hier beschriebene Verfahren unter
Beibehaltung des Viertaktbetriebes anzuwenden.
Claims (2)
1. Verfahren zur Steigerung der Motorbremsleistung bei
Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschinen, wobei im
Bremsbetrieb im ersten und dritten Takt Luft über das
Einlaßventil angesaugt und im zweiten und vierten Takt
die Luft verdichtet wird und durch das
teilweise geöffnete Auslaßventil gegen eine in der
Abgasleitung vorliegende Drosselklappe ausgeschoben
wird, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils am Anfang und
am Ende des Verdichtungstaktes ein kurzzeitiges Öffnen
des Auslaßventils erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Auslaßventil am Anfang des Verdichtungstaktes vom
unteren Totpunkt (UT) bis ca. 80° Kurbelwinkel (KW)
nach UT und am Ende der Verdichtungstaktes ca.
30° vor dem oberen Totpunkt (OT) bis 30° KW nach
OT geöffnet ist.
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