ITRM960514A1

ITRM960514A1 - Freno motore pe r motori a combustione interna diesel

Info

Publication number: ITRM960514A1
Application number: IT96RM000514A
Authority: IT
Inventors: Ulrich Letsche
Original assignee: Daimler Benz Ag
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 1998-01-19
Also published as: FR2737536B1; GB2304152B; GB2304152A; FR2737536A1; IT1284222B1; GB9616010D0; DE19528792C1; US5645030A; GB2304152A8; ITRM960514A0

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: "FRENO MOTORE PER MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA DIESEL"

L'invenzione concerne un freno motore per un motore a combustione interna Diesel secondo i particolari indicati nel preambolo della rivendicazione brevettuale 1.

Sistemi di freno motore per motori a combustione interna di veicoli industriali con una valvola a farfalla pilotata nel tubo di scarico sono sufficientemente noti. Inoltre, per aumentare ulteriormente la potenza del freno motore sono note farfalle a portata fissa come valvole di decompressione che, durante la fase del freno motore, sono sempre aperte.

Dalla DE 39 04 497 Cl è noto un freno a decompressione, in cui l'azionamento di un dispositivo idraulico e quindi della valvola di scarico avviene attraverso la pompa di iniezione propria del motore, dove il collegamento fluidodinamico con il polverizzatore viene interrotto da una distribuzione, mentre il collegamento fluidodinamico con il dispositivo idraulico viene liberato durante la fase di compressione del p.m.s.di accensione.

Inoltre è noto un freno a decompressione in cui per il suo azionamento è previsto un accumulatore ad alta pressione comune (common-Rail) per carburante per tutte le valvole di iniezione pilotate da valvole elettromagnetiche, il quale, allo stesso tempo, è anche parte del sistema di iniezione del motore a combustione interna. In questo modo si rende possibile una potenza frenante a libera scelta mediante controllo del momento di apertura e rispettivamente di chiusura della valvola di decompressione o mediante regolazione della pressione nel common-rail, dove si presume che nella fase di decelerazione del motore non avvengano iniezioni. Per l’azionamento della valvola di decompressione, a quest'ultima, sia durante l'esercizio del freno sia durante il servizio di scambio di gas, è applicata sempre una pressione costantemente alta presente nel common-rail.

L'invenzione si prefigge il compito di migliorare un sistema di freno motore del tipo citato avanti nel senso che, attraverso tutto il campo di numeri di giri del motore a combustione interna si ottiene una potenza frenante a libera scelta e adattata in modo ottimale alle esigenze e si rende possibile un'ottimizzzione della pressione di esercizio sia quando il freno motore è in funzione sia quando la valvola a scambio di gas è in servizio di gas di scambio.

Per la soluzione del compito servono i particolari indicati nella parte caratterizzante della rivendicazione brevettuale 1.

Con l'azionamento della valvola di gas di scambio durante il funzionamento del freno motore con una pressione esistente in un accumulatore di carburante ad alta pressione (common-rail), che allo stesso tempo è anche parte del sistema di iniezione del motore a combustione interna, e per l'azionamento della valvola a scambio di gas durante il normale scambio di gas ad un livello di pressione diverso dalla pressione nel common-rail si rende possibile una ottimizzazione dell'energia motrice. In questo modo, la potenza dissipata del motore a combustione interna per la produzione dell'alto livello di pressione nel common rail può essere ridotta dato che la valvola a scambio del gas, durante il normale servizio di scambio di gas, è azionabile con un livello di pressione più basso in modo che la riduzione di pressione nel common-rail possa essere ridotta per una notevole misura.

Nelle rivendicazioni dipendenti e nella descrizione sono indicati ulteriori sviluppi vantaggiosi e forme di realizzazione dell'invenzione.

L’invenzione è rappresentata nel disegno ed è illustrata più dettagliatamente in seguito con riferimento ad un esempio di esecuzione preferito. In esso:

La figura 1 mostra un sistema di freno motore secondo l'invenzione con una valvola di iniezione e una valvola a scambio di gas.

Nella figura 1 è mostrato un sistema di freno motore per un motore a combustione interna Diesel in cui una pompa ad alta pressione 11 regolabile alimenta continuamente carburante ad alta pressione in un accumulatore ad alta pressione relativo 12, il quale è realizzato come tubo di alimentazione comune (common-rail) per le valvole di iniezione 13 pilotate da valvole elettromagnetiche. Per ogni cilindro, oltre alla valvola di iniezione 13, è prevista una valvola a scambio di gas 14, la quale è realizzata come valvola di entrata e di uscita che controlla lo scambio di gas. Per la sua attivazione è prevista una valvola di comando 15 con cui la valvola a scambio di gas 14 è posizionabile in una posizione aperta e in una posizione chiusa. A valle del common-rail 12 è previsto, in un tubo di alimentazione 16 che collega la valvola a scambio di gas 14 con il common-rail 12, un dispositivo di commutazione 17 realizzato a guisa di valvola a 3/2 vie. La valvola a 3/2 vie 17 comanda il collegamento fluidodinamico tra il common-rail 12 e la valvola di comando 15 nonché un collegamento fluidodinamico tra un serbatoio di carburante 18 e la valvola a scambio di gas 14.

In normale servizio di scambio di gas, la valvola a 3/2 vie 17 si trova in una posizione di lavoro 21 in cui vi è un collegamento diretto tra il serbatoio 18 del carburante e la valvola a scambio di gas 14. Una pompa premente 23 regolabile, disposta in un tubo di raccordo 22 alimenta il carburante, ad esempio, ad una pressione di 200 -300 bar, assicurando, in questo modo, la funzionalità in tutti i campi del servizio di scambio di gas per il motore a combustione interna.

Durante il funzionamento del freno motore, la valvola a 3/2 vie 17 presenta una posizione di lavoro 19 in cui vi è un collegamento fluidodinamico diretto tra il common-rail 12 e la valvola a scambio di gas 14. In questo modo, il livello di pressione esistente nel common-rail 12, che ad esempio può essere superiore a 100 bar, è applicato alla valvola a scambio di gas 14 del freno. In questo modo, le alte forze di regolazione necessarie durante il funzionamento del freno possono essere messe a disposizione per l'apertura della valvola di scarico 14 contro la pressione di compressione nella camera di combustione del motore nel campo del p.m.s. di accensione .

Con il comando della valvola a scambio di gas durante il funzionamento del freno motore con la pressione nel common-rail è possibile aprire parzialmente o totalmente la valvola di scarico 14 contro la pressione di compressione, dove la pompa ad alta pressione 11 del carburante del common-rail 12 deve alimentare soltanto la quantità di carburante necessaria all'azionamento della valvola di scarico, dato che durante l'esercizio del freno motore, non viene iniettano carburante.

Per effetto del dispositivo di commutazione 17 previsto tra il common-rail 12 e la valvola a scambio di gas 14 si può rendere possibile un funzionamento ottimale rispetto all'energia motrice necessaria, dato che l'energia necessaria per l'azionamento della pompa ad alta pressione 11 è data soltanto durante l'esercizio del freno e non durante il normale funzionamento. Durante l’esercizio del freno lavora soltanto la pompa premente 23 che consuma meno energia per la produzione della minore pressione.

La disposizione sopraccitata ha, quindi, il vantaggio che il comando della valvola a scambio di gas e la sua alimentazione di pressione possono essere progettati sulle condizioni per il normale funzionamento in motori a combustione interna. Inoltre, la commutazione tra i due sistemi di alimentazione della pressione, cioè tra l'alimentazione della pressione nel common-rail e l'alimentazione tramite la pompa premente 23, può avvenire tramite una valvola a 3/2 vie 17 comune, la quale può alimentare congiuntamente per tutto il motore tutte le valvole di scarico 14.

E' evidente che un tale dispositivo di commutazione 17 tra il common-rail 12 e la valvola a scambio di gas 14 può essere previsto anche tra altri componenti di un motore a combustione interna azionabili con pressione di carburante. Ciò può essere, ad esempio, una valvola di decompressione disposta in aggiunta alle valvole di entrata e di uscita 14 che comandano lo scambio di gas.

Tra il dispositivo di commutazione 17 e la valvola a scambio di gas 14 è prevista, ad esempio, un'altra valvola a 3/2 vie 24 che produce un collegamento con un tubo di bassa pressione 26. Questo tubo di bassa pressione 26 porta nel serbatoio 18 del carburante. In questo modo si ottiene un riflusso del carburante nel serbatoio relaivo 18.

La regolazione della potenza frenante può avvenire attraverso la regolazione della pressione nell'accumulatore a pressione del carburante e rispettivamente della pressione nel common-rail attraverso il comtrollo del monento di apertura e di chiusura oppure mediante attivazione selettiva di singoli cilindri del motore a c ombustione interna.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Freno motore per un motore a combustione interna con almeno un valvola a scambio di gas (14) per cilindro che controlla lo scambio di gas nonché con una pompa ad alta pressione (11) che alimenta il carburante e con una valvola di iniezione (13) con tubo d'iniezione (27) allacciato ad essa e con una valvola di comando (15) commutabile da un apparecchio di comando per l'attivazione della valvola a gas di scambio (14) durante la £ase di compressione nell'ambito del p.m.s. di accensione e con un accumulatore di carburante ad alta pressione comune e rispettivamente common-rail (12) concepito per tutte le valvole di iniezione (13) pilotate da valvole elettromagnetiche, con cui la valvola a scambio di gas (14) è collegata per la sua attivazione (15), caratterizzato dal fatto che la valvola a gas di scambio (14) è azionabile, in presenza di freno motore in servizio (19), con una pressione (tubo di alimentazione 16) presente nel common-rail (12) superiore alla pressione (22) nenessaria, in presenza di servizio di scambio di gas (21), all'azionamento (15) della valvola a scambio di gas (14) 2. Freno motore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che in un collegamento fluidodinamico (tubo di alimentzione 16) tra il common-rail (12) e la valvola a scambio di gas (14) è previsto un dispositivo di commutazione (17) commutabile su un collegamento fluidodinamico (22) tra un serbatoio di carburante (18) e la valvola a scambio di gas (14). 3. Freno motore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di commutazione (17) è realizzato come una valvola a 3/2 vie. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 2 oppure 3, caratterizzato dal fatto che, in presenza di servizio di scambio di gas, la valvola a scambio di gas (14) è attivabile tramite un tubo di alimentazione (22) collegato con il serbatoio (18) del carburante, il quale tubo di alimentazione (22) è collegato con una pompa premente regolabile (23). 5. Freno motore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la pompa premente (23) presenta una portata operativa di 150 - 350 bar. 6. Freno motore secondo una delle rivendiczzioni da 1 4, caratterizzato dal fatto che a valle del dispositivo di commutazione (17) è collegata una valvola regolatrice (24) da cui si dirama almeno un tubo di riflusso (26) che porta al serbatoio (18) del carburante.