PL179720B1

PL179720B1 - Sposób i urzadzenie do hamowania silnikiem w czterosuwowym tlokowym silniku spalinowym PL PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL179720B1
Application number: PL96313582A
Authority: PL
Inventors: Franz Dipl Ing Rammer; Helmut Dipl Ing Priesner; Ludwig Stegmuller; Franz Leitenmayr
Original assignee: Steyr Nutzfahrzeuge; Steyr Nutzfahrzeuge Ag
Priority date: 1995-04-04
Filing date: 1996-04-02
Publication date: 2000-10-31
Also published as: ATE164918T1; US5692469A; DE59600140D1; KR100290055B1; KR960038084A; JPH08284696A; EP0736672A3; PL313582A1; ES2116123T3; CZ94996A3; EP0736672B1; JP2760967B2; TR199600283A1; CZ291232B6; EP0736672A2; RU2145384C1

Abstract

1 . Sposób hamowania silnikiem w czterosuwowym tlo-- kowym silniku spalinowym, podczas którego urzadzeniem dlawiacym umieszczonym w ukladzie w ylotow ym dlawi sie przeplyw spalin, wychodzacych z kazdego zaworu wydechowego 1 wytwarza sie wzrost cisnienia spalin, które z chwila otwarcia posredniego zaworu wydechowego kieruje sie z powrotem do komory spalania i podczas suwu sprezania przy dalej utrzymuja- cym sie czesciowym otwarciu zaworu w ydechowego, powoduje sie podwyzszenie mocy hamowania silnikiem, znam ienny tym, ze podczas otwarcia posredniego na zawór wydechowy (i) oddzialywuje sie sila, która wytwarza sie za pomoca urzadzenia sterujacego (5) i przechwytuje sie zawór wydechow y (i), dazacy do zamykania 1 az do jeg o otwarcia przez walek rozrzadu unie- m ozliwia sie jego zamkniecie oraz utrzymuje sie go czesciowo otwarty 3 Urzadzenie do hamowania silnikiem w silniku cztero- suwowym, którego kazdy cylinder ma co najmniej jeden zawór wydechowy, przylaczony do ukladu w ylotow ego, w którym jest zabudowane urzadzenie dlawiace do dlawienia przeplywu spalin i wytwarzania otwarcia posredniego zaworu w ydechow ego po- przez wzrost cisnienia w spalinach, przeciwnego do kierunku przeplywu w urzadzeniu dlawiacym, znam ienne tym, ze jest wyposazone w urzadzenie sterujace (5), umieszczone w oddale- niu od walka rozrzadu, za pomoca którego jest wytwarzana sila do przytrzymywania zaw oru wydechowego (i), dazacego po otwarciu posrednim do zamykania 1 utrzymywania go czesciowo otwartego az do chwili jego otwarcia przez walek rozrzadu, i które posiada organ wykonawczy (23).......................................... F I G . 1 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do hamowania silnikiem w czterosuwowym tłokowym silniku spalinowym, którego każdy cylinder posiada co najmniej jeden zawór wydechowy, przyłączony do układu wylotowego, w którym jest zabudowane urządzenie dławiące.

Z opisu DE nr 39 22 884C2, jest znany sposób hamowania, w którym sterowany wałkiem rozrządu zawór wydechowy uruchamia się przez zabudowany w mechanizmie uruchamiającym zawór wydechowy, tłok, który przy hamowaniu silnikiem zasila się z hydraulicznego zespołu pompowego. Zespół pompowy posiada ilość tłoków odpowiadającą ilości zaworów wydechowych silnika spalinowego oraz krzywki sterujące do uruchamiania tłoków pompy, obracające się synchronicznie z napędem krzywkowym. W układzie wylotowym jest zabudowane urządzenie dławiące, które tak uruchamia hamowanie silnikiem, że co najmniej część przepływu spalin dławi się w układzie wylotowym i przeciwnie do kierunku przepływu urządzenia dławiącego wytwarza się wzrost ciśnienia w spalinach. Zasadniczą istotą tego hamowania silnikiem jest to, że krzywka uruchamiająca tłoki hydraulicznego zespołu pompowego jest w ten sposób ukształtowana, że każdy zawór wydechowy, jest otwierany tłokiem, zabudowany w mechanizmie zaworowym, w zakresie 180° ± 40° kąta obrotu wału korbowego przed górnym punktem zwrotnym zapłonu i w zakresie 40° ± 40° kąta obrotu wału korbowego po tym punkcie jest zamykany, co jest pokazane na wykresie na fig. 2. Osiąga się wprawdzie bardzo wysoką moc hamowania silnikiem, jednakże biorąc pod uwagę bardzo drogie urządzenia dodatkowe, jak hydrauliczny zespół pompowy, przynależne przewody sterujące, tłoki sterujące w mechanizmie zaworów wydechowych,

179 720 których koszty odpowiednio wzrastają wraz ze wzrostem ilości cylindrów silnika, uzyskane korzyści są niewspółmierne do poniesionych nakładów.

Jak już wspomniano, żądana moc hamowania silnikiem za pomocą urządzenia omówionego w opisie DE nr 39 22 884 C2 jest okupiona wysokimi nakładami. Zrezygnowano z tam potrzebnych dodatkowych środków sterujących dla pracy hamowania i proponuje się w układzie wydechowym jedynie tradycyjne urządzenie dławiące, za pomocą którego przy hamowaniu silnikiem co najmniej cześć przepływu spalin jest dławiona w układzie wydechowym i przeciwnie do przepływu urządzenia dławiącego wytwarza wzrost ciśnienia, dlatego też osiągalne moce hamowania silnikiem w wielu przypadkach zastosowania, zwłaszcza gdy silnik spalinowy jest zabudowany w samochodach ciężarowych lub autobusach, są niewy starczaj ące.

Było już stwierdzone, że w silnikach spalinowych wyposażonych tylko w tradycyjne urządzenie dławiące umieszczone, w układzie wydechowym i mające sprężyny zamykające zawory wydechowe, które nie są za twarde dla zmniejszenia sił sprężystych i dzięki temu do odciążenia mechanizmu zaworowego, przy hamowaniu silnikiem, wywołanym przez wzrost ciśnienia w przepływie spalin, za pomocą urządzenia dławiącego nastawionego na dławienie, z reguły w chwili gdy tłok podczas suwu ssania znajduje się w pobliżu swojego dolnego punktu zwrotnego, powstają krótkotrwałe otwarcia pośrednie zaworu wydechowego. Chwila otwarcia jest zależna od ilości cylindrów i rodzaju konstrukcji silnika (silnik V lub szeregowy) i przebiega automatycznie niezależnie od sterowania ze strony wałka rozrządu, wywołując krótkotrwałe przepływy powrotne spalin do komory spalania z powodu nieznaczącego podwyższenia mocy hamowania silnikiem, ale także biorąc pod uwagę niekorzystne oddziaływanie w mechanizmie zaworowym, gdy zawór wydechowy przy otwarciach pośrednich podnosi się ze swojego gniazda zaworowego i przy cofaniu do położenia zamknięcia uderza z wysoką siłą w gniazdo zaworowe, co zauważalnie podwyższa zużycie i przynosi niebezpieczeństwo zniszczenia gniazda zaworowego.

EP 0 193 142 Al jest znany sposób hamowania silnikiem, którego każdy cylinder ma co najmniej jeden zawór wydechowy, przyłączony do układu wylotowego, w którym jest zabudowane urządzenie dławiące, które dławi przepływ spalin i wytwarza, przeciwny do kierunku przepływu w urządzeniu dławiącym wzrost ciśnienia w spalinach. Ten wzrost ciśnienia w spalinach powoduje przez specjalny mechanizm nastawczy albo otwieranie dodatkowego zaworu uwalniającego dodatkowy kanał w kierunku do układu wylotowego lub częściowe otwieranie zaworu wydechowego. Chodzi przy tym o dławienie stałe ponieważ ciśnienie spalin, oddziaływujące w zablokowanej części wkładu wylotowego zawsze powstaje podczas pracy hamowania i działa na mechanizm nastawczy. Taka konstrukcja jest skomplikowana, co wymaga znacznego nakładu na wytwarzanie i montaż.

Z EP 0 320 536 Al jest znane hamowanie silnikiem, przy którym klapa dławiąca, zabudowana w układzie wylotowym, otwiera zawór wydechowy albo przez mechaniczne urządzenie nastawcze lub przez przeciwciśnienie spalin i utrzymuje mechanicznie w odpowiednim stanie otwarcia.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu i urządzenia do hamowania silnikiem w czterosuwowym tłokowym silniku spalinowym, który pozwalałby przy nieznacznym nakładzie konstrukcyjnym na uzyskanie porównywalnie dobrej mocy hamowania silnikiem.

Zadanie wynalazku w odniesieniu do sposobu zostało rozwiązane dzięki temu, że podczas otwarcia pośredniego na zawór wydechowy oddziaływuje się siłą którą wytwarza się za pomocą urządzenia sterującego i przechwytuje się zawór wydechowy dążący do zamykania i aż do jego otwarcia przez wałek rozrządu uniemożliwia się jego zamknięcie oraz utrzymuje się go częściowo otwarty.

Korzystnie na końcu suwu rozprężania, gdy działa sterowanie od wałka rozrządu zaworu wydechowego, znosi się funkcję wytwarzania siły urządzenia sterującego, działającego wcześniej jako hydraulicznie blokowany zderzak, a następnie steruje się otwieraniem zaworu wydechowego, aż do jego całkowitego skoku, jego podtrzymywaniem i ponownym zamykaniem podczas suwu wydechu przez przynależny wałek rozrządu, przy czym stero

179 720 wanie to przeprowadza się poprzez mechanizm uruchamiający zawór wydechowy za pomocą urządzenia sterującego, działającego jako mechaniczny zderzak.

Zadanie w odniesieniu do urządzenia zostało rozwiązane dzięki temu, że jest wyposażone w urządzenie sterujące, umieszczone w oddaleniu od wałka rozrządu, za pomocą którego jest wytwarzana siła do utrzymywania zaworu wydechowego, dążącego po otwarciu pośrednim do zamykania i utrzymywania go częściowo otwartego aż do chwili jego otwarcia przez wałek rozrządu, i które posiada organ wykonawczy, który jest połączony z układem smarowania silnika i współpracuje z jednej strony z zaworem wydechowym, a z drugiej strony ze zderzakiem.

W jednym wykonaniu urządzenia według wynalazku urządzenie sterujące jest umieszczone w dźwigni zaworowej i składa się z tłoka sterującego, który jest prowadzony osiowo bezprzeciekowo w otworze dźwigni zaworowej pomiędzy zderzakami, ograniczającymi położenia końcowe, który z jednej strony styka się z powierzchnią czołową trzonka zaworu wydechowego, a z drugiej strony jest obciążony sprężyną naciskową, z tulei, wkręconej w otwór, w której jest wykonana komora ciśnieniowa, otwarta z przodu, w kierunku do tłoka sterującego, w której jest umieszczony zawór zawrotny z obciążonym sprężynowym organem zamykającym do kierowania środka ciśnieniowego z kanału doprowadzającego, który jest połączony z kanałem zasilającym we wnętrzu dźwigni zaworowej, przy czym komora ciśnieniowa jest połączona przez kanał odciążający, prowadzący przez tuleję do jej górnego końca, którego otwór wylotowy w fazie przytrzymywania i utrzymywania przez urządzenie sterujące jest zamknięty przez umieszczony w głowicy cylindra zderzak.

Według wynalazku w stanie otwartym pośredniego zaworu wydechowego, tłok sterujący jest w położeniu końcowym, w którym zawór zwrotny jest otwarty, a komora ciśnieniowa jest połączona z kanałem doprowadzającym środka ciśnieniowego, a tłok sterujący przylega do powierzchni czołowej zaworu wydechowego.

Korzystnie w stanie uruchomienia dźwigni zaworowej przez wałek rozrządu, tłok sterujący otworu jest w oddaleniu od otworu wylotowego kanału odciążającego, a tłok sterujący jest odciążony, i umieszczony w całkowicie wsuniętym położeniu bazowym.

W innym wykonaniu urządzenia według wynalazku, urządzenie sterujące jest umieszczone w przestrzeni pomiędzy popychaczem a organem dźwigni zaworowej w tulei przyjmującej, umieszczonej w lub na głowicy zaworowej i składa się z tulei podpartej od dołu na górnym końcu popychacza i umieszczonej przesuwnie w tulei przyjmującej oraz z tłoka sterującego, umieszczonego bezprzeciekowo i przesuwnie w ślepym otworze tulei, który od góry podpiera element dociskowy, połączony przegubowo z organem dźwigni zaworowej, a od dołu jest obciążony sprężyną naciskową, działającą w kierunku organu, która jest umieszczona w części ślepego otworu, znajdującej się poniżej tłoka sterującego i ogranicza hydrauliczną komorę ciśnieniową, która jest połączona przez kanał zasilający w głowicy cylindra oraz kanał zasilający w tulei przyjmującej i z nim połączony kanał doprowadzający w tulei, z układem zasilającym środkiem ciśnieniowym, zwłaszcza olejem silnikowym, przy czym umieszczony w komorze ciśnieniowej zawór zwrotny jest zamknięty.

Korzystnie w stanie otwarcia pośredniego zaworu wydechowego tłok sterujący ma skok, określony skokiem podskoczenia zaworu wydechowego, w którym przylega do dźwigni zaworowej, a otwór wylotowy kanału odciążającego jest połączony z przestrzenią silnika, a w stanie nacisku dźwigni zaworowej i elementu na tłok sterujący posiada on wsunięte położenie bazowe, w którym otwór wylotowy kanału odciążającego jest zamknięty przez ścianę ślepego otworu, a komora ciśnieniowa jest zablokowana, przy czym zawór wydechowy ma częściowe położenie otwarte.

Zgodnie z wynalazkiem w stanie wysunięcia odpowiadającemu maksymalnemu skokowi otwarcia zaworu wydechowego, otwór odciążający, odchodzący poprzecznie od komory ciśnieniowej, jest połączony z przestrzenią silnika.

Korzystnie zawór wydechowy w położeniu przechwytującym ma odstęp od położenia zamknięcia wynoszący około 1/5 do 1/20 całego jego skoku otwarcia, sterowanego wałem rozrządu.

179 720

Zgodnie z wynalazkiem, ingeruje się w przebieg wywołanego przeciwciśnieniem spalin otwierania pośredniego zaworu wydechowego, za pomocą stosunkowo prostego i dowolnie realizowanego urządzenia sterującego, które w połączeniu ze sposobem według wynalazku przynosi wzrost mocy hamowania silnikiem, odpowiadający DE nr 39 22 884 C2.

Przy tym uzyskuje się także już znane ze wspomnianego opisu DE nr 39 22 884 C2 zalety częściowego utrzymania przez cały suw sprężania otwarcia zaworu wydechowego około 40° do 60° po zapłonie w górnym martwym punkcie. W celu dalszego częściowego utrzymania otwarcia zaworu wydechowego w położeniu przechwytania w suwie rozprężania, zostało stwierdzone według wynalazku, że aż do chwili, w której ciśnienie w komorze spalania przekracza przeciwciśnienie spalin, moc hamowania silnikiem jest podwyższona. Od tej chwili, istniejącej podczas suwu rozprężania w zakresie około 40° do 60° po zapłonie w górnym martwym punkcie, przy hamowaniu silnikiem spaliny z układu wydechowego cofają się do cylindra i podwyższają ciśnienie w cylindrze, co następnie trochę zmniejsza moc hamowania. Ten wysoki ładunek cylindra, w następującym suwie wydechu ponownie podwyższa hamowanie silnikiem. Dzięki temu, za pomocą porównywalnie dowolnego i prosto realizowanego, a także dodatkowo dającego się montować urządzenia sterującego sposób według wynalazku zapewnia porównywalnie wysoką moc hamowania silnikiem.

Wynalazek jest bliżej wyjaśniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wykres, z którego wynika przebieg skoku zaworu wydechowego podczas pracy hamowania, przy zastosowaniu sposobu hamowania według wynalazku, fig. 2 - wykres, z którego wynika przebieg skoku zaworu wydechowego przy sposobie hamowania według opisu DE nr 39 22 884C2, fig. 3A do 3D - przekrój przez mechanizm uruchamiający zawór wydechowy z pierwszą postacią wykonania urządzenia sterującego według wynalazku, w różnych położeniach roboczych, podczas pracy hamowania według wynalazku, a fig. 4A do 4D - przekrój przez mechanizm uruchamiający zawór wydechowy z drugą postacią wykonania urządzenia sterującego według wynalazku, w różnych położeniach roboczych, podczas pracy hamowania według wynalazku.

Na fig. 3A - 3D i 4A - 4D jednakowe lub odpowiadające sobie części mają jednakowe oznaczniki.

Z czterosuwowego tłokowego silnika spalinowego na fig. 3A - 4D jest widoczny tylko trzonek zaworu wydechowego 1 i przynależny mechanizm do jego uruchamiania, jako istotne części do zrozumienia wynalazku.

Zawór wydechowy 1 jest sterowany od wałka rozrządu przez odpowiednie mechanizmy uruchamiające, jak to jest powszechnie znane. Z zaworem wydechowym 1 współpracuje dźwignia zaworowa 3, ułożyskowana w głowicy 2 (fig. 4A - 4D), która zależnie od umieszczenia wałka rozrządu w silniku jest uruchamiana albo bezpośrednio od niego lub pośrednio przez popychacz 4. Zawór wydechowy 1, prowadzony swoim trzonkiem w głowicy 2 jest przez nie przedstawioną sprężynę zaworową ciągle dociskany w kierunku zamykania. W układzie wylotowym jest zabudowane urządzenie dławiące, np. klapa dławiąca, która poprzez przynależne urządzenie sterujące jest tak uruchamiana w celu hamowania silnikiem, że dławi przepływ spalin i wytwarza przeciwnie do kierunku przepływu w urządzeniu dławiącym wzrost ciśnienia w spalinach. Fale ciśnieniowe, powstające przy wydechu w sąsiednim cylindrze, nakładają się na stacjonarne przeciwciśnienie i z powodu dodatniej różnicy ciśnień wywołują otwarcie pośrednie zaworu wydechowego 1 - patrz faza Ał na wykresie według fig. 1. W te, niezależne od sterowania wałkiem rozrządu, otwarcia pośrednie zaworów wydechowych ingeruje podczas procesu hamowania silnikiem urządzenie sterujące 5 według wynalazku, tak, że zawór wydechowy 1, który po otwarciu pośrednim pod działaniem swojej sprężyny zaworowej zamykającej, dąży ponownie do zamknięcia, jest przymusowo przytrzymywany przez urządzenie sterujące 5, i utrzymywany przez cały suw sprężania oraz suw rozprężania w częściowo otwartym położeniu, patrz faza A2 na wykresie według fig. 1. Urządzenie sterujące 5 jest zabudowane w oddaleniu od wałka rozrządu, w mechanizmie uruchamiającym zawór wydechowy.

Urządzenie sterujące 5 może być zrealizowane w różny sposób i zabudowane w różnych miejscach mechanizmu uruchamiającego zawór wydechowy 1.

179 720

W przykładzie wykonania według fig. 3A - 3D urządzenie sterujące 5 jest zabudowane w dźwigni zaworowej 3 i składa się z tłoka sterującego 6 i tulei 7.

Tłok sterujący 6 jest bezprzeciekowo prowadzony osiowo w otworze 8 dźwigni zaworowej 3, pomiędzy dwoma położeniami końcowymi, ograniczonymi przez dwa zderzaki 9, 10, z których zderzak 10 poprzez swoją powierzchnię czołową 11 oddziaływuje na tylną powierzchnię czołową 12 trzonka zaworu wydechowego 1. Tłok sterujący 6 jest obciążony nie tylko sprężyną naciskową 13 ale także zasilany hydraulicznym środkiem ciśnieniowym, tutaj olejem silnikowym.

Tuleja 7 jest wkręcona w otwór 8 w dźwigni zaworowej 3 i swoją przednią powierzchnię czołową tworzy tylny zderzak 9, który określa wsunięte położenie bazowe tłoka sterującego 6. Wysunięte położenie końcowe tłoka sterującego 6 jest ograniczone przez przedni zderzak 10, utworzony przez tylną krawędź obwodowego rowka na tłoku sterującym 6, w który wchodzi ogranicznik 14, zamocowany do dźwigni zaworowej 3.

Tuleja 7 posiada komorę ciśnieniową 15, otwartą w kierunku tłoka sterującego 6, w której jest umieszczona sprężyna naciskowa 13, obciążająca tłok sterujący 6 oraz kulkowy zawór zwrotny 17, obciążony sprężyną i doprowadzający medium ciśnieniowe z kanału doprowadzającego 16. Kanał doprowadzający 16, utworzony z otworu poprzecznego i otworu prowadzącego do komory ciśnieniowej 15, jest zasilany środkiem ciśnieniowym, o określonym ciśnieniu, z kanału zasilającego 18 w dźwigni zaworowej 3, który doprowadza' go do jej obszaru ułoży skowania. Poza tym komora ciśnieniowa 15 jest połączona z kanałem odciążającym 20, którego otwór wylotowy, od strony wkładki 19, podczas procesu hamowania, w fazie przytrzymywania i trzymania (A2) urządzenia sterującego 5, jest utrzymywany zamknięty przez zderzak 22, umieszczony na stałe u głowicy 21 cylindra, w celu rozbudowy i utrzymania ciśnienia środka ciśnieniowego w komorze ciśnieniowej 15 i wynikającego z tego wysunięcia i utrzymania tłoka sterującego 6, w położeniu przechwycenia zaworu wydechowego 1.

Następnie za pomocą fig. 3A - 3B, 3C, 3D będzie wyjaśniony cały cykl pracy podczas hamowania silnikiem.

Figura 3A pokazuje zawór wydechowy 1 na początku suwu ssania w położeniu zamknięcia A. Urządzenie sterujące 5 w tej fazie działa wewnątrz dźwigni zaworowej 3 jako mechaniczny zderzak, przy czym tłok sterujący 6 jest dociskany przez zawór wydechowy 1 w kierunku położenia wsuniętego, a tuleja 7 poprzez swoją wkładkę 19 opiera się na zderzaku 22. Ewentualnie występujący luz zaworowy jest usuwany przez częściowe wysunięcie tłoka sterującego 6.

Figura 3B pokazuje przebieg w chwili, gdy zawór wydechowy 1 podczas hamowania silnikiem, przy zależnym od przeciwciśnienia spalin otwarciu pośrednim, ma osiągnąć swój maksymalny skok B w fazie Al (patrz wykres fig. 1). W tym otwarciu pośrednim zawór wydechowy 1 odsuwa się od tłoka sterującego 6, który pod wpływem sprężyny naciskowej 13 jest wysuwany do swojego położenia przytrzymującego. Wynika to z faktu, że tłok sterujący 6 odsuwając się od tulei 7 powiększył komorę ciśnieniową 15, która wypełnia się środkiem ciśnieniowym z kanału doprowadzającego 16, przy czym po całkowitym napełnieniu komory ciśnieniowej 15 tłok sterujący 6, w swoim wysuniętym położeniu przytrzymującym jest hydraulicznie blokowany po pierwsze przez zawór zwrotny 17 i po drugie przez zablokowany zderzakiem 22 otwór wylotowy kanału odciążającego 20 oraz mechanicznie przez ogranicznik 14. Jest także widoczne, że przy otwarciu pośrednim zaworu wydechowego 1 tłok sterujący 6 ma większy skok A-B.

Przy przejściu od fazy Al do fazy A2 zawór wydechowy 1 porusza się ponownie w kierunku zamykania, i po krótkiej drodze A-C jest przechwycony przez hydraulicznie zablokowane urządzenie sterujące 5. Fig. 3C pokazuje to położenie przytrzymywania C, które zostaje utrzymane przez cały resztkowy suw sprężania i następujący po nim suw rozprężania.

Dopiero wtedy, gdy na końcu suwu rozprężania sterowany przez wałek rozrządu zawór wydechowy 1 ponownie jest otwierany, następuje zniesienie hydraulicznej blokady urządzenia sterującego 5, ponieważ dźwignia zaworowa 3 porusza się w kierunku „zawór wydechowy otwarty”, tak że tuleja 7 ze swoją wkładką 19 odsuwa się od zderzaka 22.

179 720

Dzięki temu kanał odciążający 20 jest uwolniony i środek ciśnieniowy pod działaniem tłoka sterującego 6, naciskanego przez zawór wydechowy 1, odpływa z komory ciśnieniowej 15 w kierunku swojego wsuniętego położenia bazowego.

Jeżeli tłok sterujący 6 jest całkowicie cofnięty, to urządzenie sterujące 5 ponownie oddziaływuje jako czysty mechaniczny zderzak, na dźwignię zaworową 3, która w razie A3, patrz wykres na fig. 1, podczas suwu wydechu otwiera zawór wydechowy 1 aż do uzyskania całkowitego skoku D (to położenie pokazuje fig. 3D), którego zatrzymanie i ponowne zamykanie jest sterowane przez przynależną krzywkę wałka rozrządu.

Na końcu suwu wydechu dźwignia zaworowa 3 wraz z urządzeniem sterującym 5 ponownie przyjmuje położenie pokazane na fig. 3A, z którego odbywa się następny cykl hamowania.

Postać wykonania urządzenia sterującego 5 według fig. 4A - 4D również jest stosowana w czterosuwowym tłokowym silniku spalinowym, w którym na urządzenie sterujące 5 oddziaływuje od dołu popychacz 4, a od góry dźwignia zaworowa 3.

Urządzenie sterujące 5. jest.zabudowane w przestrzeni pomiędzy popychaczem 4 a organem 23, przenoszącym siłę na dźwignię zaworową 3. Urządzenie sterujące jest utworzone z tulei przyjmującej 24, która jest np. wkręcona w otwór gwintowy 25 w głowicy 2. W otworze przelotowym 26 tulei przyjmującej 24 jest umieszczona bezprzeciekowo, przesuwna osiowo tuleja 27, która od dołu jest oparta na górnym końcu popychacza 4. Tuleja 27 posiada kołnierz 37 opierający się o powierzchnię zderzakową 38 w tulei przyjmującej 24 oraz ślepy otwór 28, w którym jest umieszczony bezprzeciekowo przesuwny tłok sterujący 29. Jest on podparty od góry elementem dociskowym 30, połączonym przegubowo z wkrętem 23 dźwigni zaworowej 3 a od dołu jest obciążony sprężyną naciskową 31. Jest ona umieszczona w części ślepego otworu 28, znajdującej się poniżej tłoka sterującego 29, w komorze ciśnieniowej 32, która przez kanał zasilający 33 w głowicy 2 oraz kanał zasilający 34 w tulei przyjmującej 24 i połączony z nim kanał doprowadzający 35 w tulei 27, jest zasilana środkiem ciśnieniowym, tutaj olejem silnikowym o ustalonym ciśnieniu. Kulkowy zawór zwrotny 36 obciążony sprężyną, zabudowany w komorze ciśnieniowej 32, uniemożliwia odpływ środka ciśnieniowego z komory ciśnieniowej 32 do kanału doprowadzającego 35.

Następnie za pomocą fig. 4A - 4B - 4C - 4D będzie przedstawiony całkowity cykl hamowania silnikiem za pomocą urządzenia sterującego 5.

Figura 4A pokazuje zawór wydechowy 1 na początku suwu ssania w położeniu zamknięcia A. Urządzenie sterujące 5 swoimi elementami 27, 29 wewnątrz tulei przyjmującej 24 działa jako mechaniczny zderzak, przy czym tłok sterujący 29 przez element dociskowy 30, osadzony na wkręcie 23 dźwigni zaworowej 3, jest wciskany do położenia wsuniętego, a tuleja 27 swoim kołnierzem 37 jest dociskana do powierzchni zderzakowej 38. Ewentualnie istniejący luz zaworowy jest usuwany przez częściowo wysunięty tłok sterujący 29.

Figura 4B pokazuje przebieg w chwili, gdy zawór wydechowy 1 podczas hamowania silnikiem, przy wynikającym z przeciwciśnienia spalin otwarciu pośrednim, ma osiągnąć swój skok maksymalny B w fazie Al (patrz wykres na fig. 1). Przy tym otwarciu pośrednim zawór wydechowy 1 jest odsunięty od powierzchni uruchamiającej 39 na dźwigni zaworowej 3 (por. fig. 4A) i dzięki ciśnieniu panującemu w komorze ciśnieniowej 32 i sile sprężyny naciskowej 31 tłok sterujący 29, cofa się z zachowaniem styku z elementem 30 dociskowym. Przy tym wysunięciu, tłoka sterującego 29 na drodze skoku, zgodnej ze skokiem otwarcia A-B zaworu wydechowego 1, uwalnia on otwór wylotowy kanału odciążającego 40 i ciśnienie spada. To wysunięcie tłoka sterującego 29 powoduje zwiększenie objętości komory ciśnieniowej 32, która jest napełniana środkiem ciśnieniowym z kanału doprowadzającego 35.

Po rozpoczęciu ruchu zamykania zaworu wydechowego 1, przy przejściu z fazy Al do fazy A2, dźwignia zaworowa 3 poprzez element 30 dociskowy naciska na tłok sterujący 29 i jest on ponownie przesuwany w kierunku swojego nie wysuniętego położenia bazowego, dopóki otwór wylotowy kanału odciążającego 40 nie zostanie zamknięty przez ścianę ślepego otworu 28. Przez to komora ciśnieniowa 32 jest ponownie hydraulicznie zablokowana,

179 720 a zawór wydechowy 1 pozostaje utrzymany w tym położeniu odpowiadającym położeniu otwarcia częściowego C. Ta sytuacja jest widoczna z fig. 4C.

Położenie C zaworu wydechowego 1 pozostaje utrzymane przez cały resztkowy suw sprężania i następujący po nim suw rozprężania.

Na końcu suwu rozprężania i w następnym suwie wydechu, sterowanie zaworem wydechowym 1 ponownie odbywa się przez wałek rozrządu, przy czym zawór wydechowy 1 od swojej krzywki poprzez popychacz 4, tuleję 27 z zablokowanym w niej hydraulicznie tłokiem sterującym 29, element 30 dociskowy i dźwignię zaworową 3 jest poruszany w kierunku położenia maksymalnego otwarcia D. Po określonym skoku tulei sterującej 27 w otworze przelotowym 26 tulei przyjmującej 24, odpowiadającym skokowi maksymalnego otwarcia A-D zaworu wydechowego 1, zostaje uwolniony otwór odciążający 42, odchodzący poprzecznie od komory ciśnieniowej 32, jak to pokazuje fig. 4D, co powoduje zniesienie hydraulicznej blokady tłoka sterującego 29, i środek ciśnieniowy, znajdujący się w komorze ciśnieniowej 32, jest uwalniany, przez co tłok sterujący 29 zostaje odciążony od ciśnienia, aż do chwili, gdy element dociskowy 30 zetknie się z powierzchnią czołową 42 tulei sterującej 27. _ _

Jeżeli tłok sterujący 29 został całkowicie wsunięty, to urządzenie sterujące 5 ponownie działa jako czysty mechaniczny zderzak, pomiędzy popychaczem 4 a elementem dociskowym 30 dźwigni zaworowej 3, przez który w fazie A3 (patrz wykres według fig. 1), zawór wydechowy 1 jest utrzymywany w położeniu otwarcia D i zamykany ponownie od wałka rozrządu. Przy zamykaniu zaworu wydechowego 1 tuleja 27 ponownie jest wciskana w tuleję przyjmującą 24 aż do powierzchni zderzakowej 38, co powoduje ponowne zamknięcie otworu odciążającego 42, a tym samym komora ciśnieniowa 32 jest ponownie hydraulicznie zablokowana.

Na końcu suwu wydechu przy hamowaniu silnikiem zawór wydechowy 1, dźwignia zaworowa 3 i tuleja sterująca 27 znajduje się ponownie w położeniu, pokazanym na fig. 4A, z którego odbywa się następny cykl hamowania.

Urządzenie sterujące 5 jest tak wyregulowane, że zawór wydechowy 1 po otwarciu pośrednim jest utrzymywany w położeniu przytrzymania C, którego odstęp od położenia zamknięcia wynosi około 1/5 do 1/20 całego skoku otwarcia A-D zaworu wydechowego 1, sterowanego wałkiem rozrządu.

Urządzenie sterujące 5 ma istotną zaletę, że przez swoje opisane działania jednocześnie służy ono jako hydrauliczny organ, wyrównujący luz zaworowy. Wyrównanie luzu zaworowego, przy wystąpieniu luzu w mechanizmie do uruchamiania zaworów, następuje przez odpowiednie napełnienie środkiem ciśnieniowym komory ciśnieniowej 15 lub 32, które wynika z odpowiedniego przesunięcia tłoka sterującego 6 lub 29 w kierunku zaworu wydechowego 1.

179 720

FIG.4C

FIG.4D

179 720

F1G.4A

Η6ΛΒ

179 720

FIG.3C

FIG. 30

179 720

FIG.3A

FIG.3B

179 720

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób hamowania silnikiem w czterosuwowym tłokowym silniku spalinowym, podczas którego urządzeniem dławiącym umieszczonym w układzie wylotowym dławi się przepływ spalin, wychodzących z każdego zaworu wydechowego i wytwarza się wzrost ciśnienia spalin, które z chwilą otwarcia pośredniego zaworu wydechowego kieruje się z powrotem do komory spalania i podczas suwu sprężania przy dalej utrzymującym się częściowym otwarciu zaworu wydechowego, powoduje się podwyższenie mocy hamowania silnikiem, znamienny tym, że podczas otwarcia pośredniego na zawór wydechowy (1) oddziały wuj e się siłą, którą wytwarza się za pomocą urządzenia sterującego (5) i przechwytuje się zawór wydechowy (1), dążący do zamykania i aż do jego otwarcia przez wałek rozrządu uniemożliwia się jego zamknięcie oraz utrzymuje się go częściowo otwarty.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na końcu suwu rozprężania, gdy działa sterowanie od wałka rozrządu zaworu wydechowego (1), znosi się funkcję wytwarzania siły urządzenia sterującego (5), działającego wcześniej jako hydraulicznie blokowany zderzak, a następnie steruje się otwieraniem zaworu wydechowego (1) aż do jego całkowitego skoku, jego podtrzymywaniem i ponownym zamykaniem podczas suwu wydechu przez przynależny wałek rozrządu, przy czym sterowanie to przeprowadza się poprzez mechanizm uruchamiający zawór wydechowy za pomocą urządzenia sterującego, działającego jako mechaniczny zderzak.
3. Urządzenie do hamowania silnikiem w silniku czterosuwowym, którego każdy cylinder ma co najmniej jeden zawór wydechowy, przyłączony do układu wylotowego, w którym jest zabudowane urządzenie dławiące do dławienia przepływu spalin i wytwarzania otwarcia pośredniego zaworu wydechowego poprzez wzrost ciśnienia w spalinach, przeciwnego do kierunku przepływu w urządzeniu dławiącym, znamienne tym, że jest wyposażone w urządzenie sterujące (5), umieszczone w oddaleniu od wałka rozrządu, za pomocą którego jest wytwarzana siła do przytrzymywania zaworu wydechowego (1), dążącego po otwarciu pośrednim do zamykania i utrzymywania go częściowo otwartego aż do chwili jego otwarcia przez wałek rozrządu, i które posiada organ wykonawczy (23) oraz tłok sterujący (6), który jest połączony z układem smarowania silnika i współpracuje z jednej strony z zaworem wydechowym (1), a z drugiej strony ze zderzakiem (22, 30).
4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że urządzenie sterujące (5) jest umieszczone w dźwigni zaworowej (3) i składa się z tłoka sterującego (6), który jest prowadzony osiowo i bezprzeciekowo w otworze (8) dźwigni zaworowej (3) pomiędzy zderzakami (9,10), ograniczającymi położenia końcowe, który z jednej strony styka się z powierzchnią czołową (12) trzonka zaworu wydechowego (1), a z drugiej strony jest obciążony sprężyną naciskową (13) i z tulei (7), wkręconej w otwór (8), w której jest wykonana komora ciśnieniowa (15), otwarta z przodu w kierunku do tłoka sterującego (6), w której jest umieszczony zawór zwrotny (17) z obciążonym organem zamykającym do kierowania środka ciśnieniowego z kanału doprowadzającego (16), który jest połączony z kanałem zasilającym (18) we wnętrzu dźwigni zaworowej (3), przy czym komora ciśnieniowa (15) jest połączona przez kanał odciążający (20), prowadzący przez tuleję (7) do jej górnego końca, którego otwór wylotowy w fazie przytrzymywania i utrzymywania przez urządzenie sterujące (5) jest zamknięty przez umieszczony w głowicy cylindra zderzak (22).
5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że w stanie otwarcia pośredniego zaworu wydechowego (1) tłok sterujący (6) jest w położeniu końcowym, w którym zawór zwrotny jest otwarty, a komora ciśnieniowa (15) jest połączona z kanałem doprowadzającym (16) środka ciśnieniowego, a tłok sterujący (6) przylega do powierzchni stykowej zaworu wydechowego (1).

179 720
6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że w stanie uruchomienia dźwigni zaworowej (3) przez wałek rozrządu tłok sterujący (6) jest w oddaleniu od otworu wylotowego kanału odciążającego (20), a tłok sterujący (6) jest odciążony i umieszczony w całkowitym wsuniętym położeniu bazowym.
7. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że urządzenie sterujące (5) jest umieszczone w przestrzeni pomiędzy popychaczem (4) a organem (23) dźwigni zaworowej (3) w tulei przyjmującej (24), umieszczonej w lub na głowicy zaworowej i składa się z tulei (27), podpartej od dołu na górnym końcu popychacza (4) i umieszczonej przesuwnie w tulei przyjmującej (24) oraz z tłoka sterującego (29), umieszczonego bezprzeciekowo i przesuwnie w ślepym otworze (28) tulei (27), który od góry podpiera element dociskowy (30), połączony przegubowo z organem (23) dźwigni zaworowej (3), a od dołu jest obciążony sprężyną naciskową (31), działającą w kierunku organu (30), która jest umieszczona w części ślepego otworu (28), znajdującej się poniżej tłoka sterującego (29) i ogranicza hydrauliczną komorę ciśnieniową (32), która jest połączona przez kanał zasilający (33) w głowicy cylindra oraz kanał zasilający (34) w tulei przyjmującej (24) i z nim połączony kanał doprowadzający (35) w tulei (27), z układem zasilającym środkiem ciśnieniowym, zwłaszcza olejem silnikowym, przy czym umieszczony w komorze ciśnieniowej (32) zawór zwrotny (36) jest zamknięty.
8. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że w stanie otwarcia pośredniego zaworu wydechowego (1) tłok sterujący (29) ma skok określony skokiem podskoczenia (A-A) zaworu wydechowego (1), w którym przylega do dźwigni zaworowej (3), a otwór wylotowy kanału odciążającego (40) jest połączony z przestrzenią silnika, a w stanie nacisku dźwigni zaworowej (3) i elementu (30) na tłok sterujący (29) posiada on wsunięte położenie bazowe, w którym otwór wylotowy kanału odciążającego (40) jest zamknięty przez ścianę ślepego otworu (28), a komora ciśnieniowa (32) jest zablokowana, przy czym zawór wydechowy (1) ma częściowe położenie otwarte.
9. Urządzenie według zastrz. 3 albo 8, znamienne tym, że zawór wydechowy (1) w położeniu przechwytującym (C) ma odstęp od położenia zamknięcia, wynoszący około 1/5 do 1/20 całego jego skoku otwarcia (A-D), sterowanego wałem rozrządu.

* * *