DE4301835C1 - Motorbremse fuer eine dieselbrennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Motorbremse für eine Dieselbrenn­ kraftmaschine nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Die üblichen Motorbremssysteme für Nutzfahrzeugbrennkraft­ maschinen bestehen aus einer in der Abgasleitung angeordneten Motorbremsklappe und darüber hinaus zur weiteren Steigerung der Motorbremsleistung aus einer Konstantdrossel als Dekompres­ sionsventil, das pneumatisch bestätigt während der Motorbremsphase ständig geöffnet ist.

Eine weitere Verbesserung der Motorbremsleistung ergibt sich aus der DE 39 04 497 C1, in der eine Dekompressionsbremse eine hydraulische Vorrichtung mit einem Hydraulikkolben und Hydraulik­ zylinder zur Steuerung eines auslaßseitigen Gaswechselventils der Brennkraftmaschine umfaßt. Die Betätigung der hydraulischen Vorrichtung und damit des Auslaßventils erfolgt durch die motoreigene Einspritzpumpe, in dem die zur Einspritzdüse führende Einspritzleitung durch eine Wegesteuerung gesperrt und der Weg zur hydraulischen Vorrichtung über eine Steuerleitung beim Verdichtungstakt des Zünd-OT freigegeben und das Auslaßventil um einen Spalt geöffnet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einem Motorbremssystem der gattungsgemäßen Art Maßnahmen vorzusehen, die neben einem geringeren Platzbedarf auch einen störungsfreien Motorbremsbetrieb auf Dauer sicherer machen ohne Funktionsbeeinträchtigung hinsichtlich der Motorbremsleistung und Taktung des Dekompressionsventils.

Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Patent­ anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch Integration der Wegesteuerung in das Gehäuseinnere der Brennkraftmaschine und der damit verbundenen kurzen Ausführung der Steuerleitung zwischen Einspritzdüse und Dekompressionsventil, nämlich innerhalb des von Zylinderkopf und Zylinderkopfhaube umschlossenen Raumes oder im Zylinderkopf selbst, läßt sich der Platzbedarf erheblich minimieren und der Bauaufwand verringern.

In den Unteransprüchen sind noch förderliche Weiterbildungen der Erfindung angegeben, wobei sich eine besonders vorteilhafte Ausbildung der Erfindung gemäß Unteranspruch 3 ergibt, da eine weiter vereinfachte und zugleich lecklagesichere Bauausführung erreichbar ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­ gestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 das Motorbremssystem mit Wegesteuerung und Steuer­ leitung in einem in einer Aufnahme im Zylinderkopf lagefixierten Einsatzkörper in Schnittdarstellung,

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung die Wegesteuerung bei Einspritzbetrieb,

Fig. 3 die Wegesteuerung bei Motorbremsberieb,

Fig. 4 eine andere Ausgestaltung des Motorbremssystems mit einer in einer Spannpratze verlaufenden Steuerleitung im Schnitt,

Fig. 5 das Motorbremssystem mit einer Steuerleitung in der Ausbildung als freiliegende Rohrleitung,

Fig. 6 die Steuerleitung im Zylinderkopfgehäuse.

In Fig. 1 ist der obere Teil einer luftverdichtenden Ein­ spritzbrennkraftmaschine mit einem Zylinderkopf 1 und Zylinder­ kopfhaube 2 gezeigt. Neben den den Gaswechsel steuernden Einlaß- und Auslaßventilen (nicht näher dargestellt) ist für jeden Zylinder ein zusätzliches Auslaßventil als Dekompres­ sionsventil 3 im Zylinderkopf 1 vorgesehen, welches über einen sich auf dem Ventilschaft 4 dieses Dekompressionsventils 3 abstützenden Hydraulikkolben 5 von dem Förderdruck einer Ein­ spritzpumpe (nicht dargestellt) betätigbar ist. Ventilschaft 4 und Hydraulikkolben 5 können aber auch eine einteilige Baueinheit bilden. Parallel zum Dekompressionsventil 3 befindet sich eine Einspritzdüse 6 mit Düsenhalter 7.

Der Zylinderkopf 1 ist mit einer zylinderkopfhaubenseitigen zylindrischen Ausnehmung 8 für die Aufnahme eines die Wege­ steuerung 9 und Steuerleitung 10 umfassenden Einsatzkörpers 11 versehen. Vom Boden 8a dieser Ausnehmung 8 führen eine Ausnehmung 12 für die baueinheitlich zusammengefaßte Einspritzdüse und Düsenhalter 7 sowie eine Ausnehmung 13 für das Dekompressionsventil 3 weg.

Die den Förderstrom steuernde Wegesteuerung 9 besteht aus einem ansteuerbaren Schieberventil, dessen in einer zylindrischen Führung 14 im Einsatzkörper 11 längsverschiebbar geführter Steuerschieber 15 (Fig. 2, 3) die Strömungsverbindung von der Einspritzpumpe über eine Einspritzleitung 16 sowie über einen Steuerkanal 17 und Zuführkanal 18 in dem Einsatzkörper 11 zur Einspritzdüse 6 oder im Motorbremsbetrieb von der Einspritzpumpe über die Einspritzleitung 16, Steuerkanal 17 und Steuer­ leitung 10 zum Hydraulikkolben 5 des Dekompressionsventils 3 steuert.

Die Steuerleitung 10 hat gemäß Fig. 1 einen von der Wegesteue­ rung 9 ausgehenden horizontal verlaufenden Leitungsabschnitt 10a, der in einen vertikal verlaufenden erweiterten Leitungs­ abschnitt 10b übergeht. Letzterer dient zugleich als Führung für den längsverschiebbaren Hydraulikkolben 5. Leitungsabschnitt 10b und Hydraulikkolben 5 bilden einen definierten Ringspalt 19.

Die für das Dekompressionsventil 3 vorgesehene Ausnehmung 13 ist als stufige Durchgangsbohrung ausgebildet, deren obenliegender erweiterter Teil 13a einen Federraum 20 bildet, dessen Rückstellfeder 21 über einen mit dem Ventilschaft 4 fest ver­ bundenen Federteller 22 das Dekompressionsventil 3 in Schließlage hält und deren durchmessermäßig kleinster Teil als Führung für den Ventilschaft 4 dient. Der Einsatzkörper 11 ist in der Ausnehmung 8 mit dem Zylinderkopf 1 mittels einer Befesti­ gungsschraube 23 fest verspannt. Jeweils ein den Düsenhalter 7 und das Dekompressionsventil 3 umgebender Dichtring 24, 25 zwischen Einsatzkörper 11 und Zylinderkopf 1 sowie ein den Steuerkanal 17 umgebender Dichtring 26 dienen als Leckagesicherung.

In Fig. 4 ist der Hydraulikkolben 5 in einem Hydraulikzylinder 27 längsverschiebbar geführt, zwischen dem und dem Hydraulikkolben ebenfalls ein definierter Ringspalt 19 gebildet ist. Der Hydraulikzylinder 27 ist als Steckkörper ausgeführt, der in einer zylindrischen Ausnehmung 28 im Zylinderkopf 1 steckt und mit seinem Flansch 29 auf dem Zylinderkopf 1 aufliegt. Der Hydraulikzylinder 27 weist eine stufige Durchlaßbohrung 30 auf, die im oberen Teil eine Druckleitung 31, im nachfolgenden mittleren Teil einen von dem Hydraulikkolben 5 begrenzten Druckraum 32 und im unteren Teil einen Federraum 20 bildet, dessen Rückstellfeder 21 über einen mit dem Ventilschaft 4 fest verbundenen Federteller 22 das Dekompressionsventil 3 in Schließlage hält.

Neben dem Hydraulikzylinder 27 befindet sich die Einspritzdüse 6 mit bis in die Zylinderkopfhaube 2 reichendem Düsenhalter 7. Einspritzdüse 6 und Düsenhalter 7 sind gemeinsam in einer zy­ lindrischen Ausnehmung 12 als Steckeinheit eingesetzt, wobei diese Steckeinheit und der Hydraulikzylinder 27 durch eine mit dem Zylinderkopf 1 verschraubte Spannpratze 33 verspannt sind. In der Spannpratze 33 verläuft die Steuerleitung 10 als Strö­ mungsverbinder zwischen Wegesteuerung 9 und Dekompressionsventil 3.

Der Düsenhalter 7 enthält die den Förderstrom steuernde Wege­ steuerung 9 mit dem längsverschiebbar geführten Steuerschieber 15 (Fig. 2 und 3), der den Förderstrom von der Einspritzpumpe durch die Einspritzleitung 16, die Steuerkanäle 17 und Zuführ­ kanal 18 zur Einspritzdüse 6 oder im Motorbremsbetrieb nicht mehr durch den Zuführkanal 18, sondern durch den Steuerkanal 34, die Steuerleitung 10, die Druckleitung 31 zum Hydraulik­ kolben 5 leitet.

Die in der Spannpratze 33 integrierte Steuerleitung 10 kann aber auch ersetzt werden durch eine freiliegende Rohrleitung gemäß Fig. 5. In diesem Fall ist der Hydraulikzylinder 27 mit dem Zylinderkopf 1 verschraubt, ebenso der Düsenhalter 7.

In Fig. 6 ist eine Ausführung gezeigt, bei der die Steuerleitung 10 teilweise im Düsenhalter 7, im Hydraulikzylinder 27 und im Gehäuse des Zylinderkopfes 1 verläuft.

Wirkungsweise der Ausführung gemäß Fig. 1:

Der von der Einspritzpumpe geförderte Kraftstoff bzw. Dieselöl wird im Einspritzbetrieb zur Einspritzdüse 6 geleitet. Der Steuerschieber 15 befindet sich in der in Fig. 2 gezeigten Spritzstellung, in der der einspritzpumpenseitige Steuerkanal 17 über eine Radialbohrung 35 im Steuerschieber 15 mit dem düsenseitigen Zuführkanal 18 verbunden ist.

Bei Motorbremsbetrieb rückt der angesteuerte Steuerschieber 15 in die in Fig. 3 gezeigte Motorbremsstellung ein, in der der Steuerkanal 17 über eine Diagonalbohrung 36 im Steuerschieber 15 und über die Steuerleitung 10 mit dem hydraulischen Dekompressionsventil 3 verbunden ist. In dieser Schaltstellung wird der Hydraulikkolben 5 beaufschlagt, das Dekompressionsventil geöffnet und die durch den Motor während des Verdichtungshubes absorbierte Energie nicht an den Motor im Verlauf des Expansionshubes zurückgegeben.

Der Druckabbau im erweiterten Leitungsabschnitt 10b bzw. Hy­ draulikzylinder 27 erfolgt durch Leckage, also Verlust des Dieselöls über den Ringspalt 19 zum Federraum 20. Das Leckageöl wird über eine nicht dargestellte Leckölleitung abgeführt. Das Dekompressionsventil 3 wird durch die Rückstellfeder 21 wieder in Schließlage gebracht. Der Druckabbau im Hydraulikzylinder 27 kann aber auch bei Taktung des Dekompressionsventils 3 und ab­ gedichteter Führung des Hydraulikkolbens 5 in der Druckleitung 31 (Fig. 4, 5), d. h. bei ringspaltfreier Ausführung, durch die Anordnung eines Abzweigkanals 37 und Rücklaufkanals 38 erfolgen (Fig. 2, 3). Der Steuerschieber 15 wird dabei synchron zur Ein­ spritzpumpe getaktet.

Der während des Motorbremsbetriebes ständig aus dem Kraft­ stoffbehälter entnommene Kraftstoff bzw. Dieselöl fließt über den Abzweigkanal 37 und die Leckölleitung in den Behälter zurück. Aufwendige Kühlmaßnahmen sind bei dieser Ausführung nicht erforderlich.

Das Dekompressionsventil 3 kann mit Hilfe der üblichen Reihen­ einspritzpumpe oder Steckpumpe oder Pumpe-Düse getaktet werden. Bei Anordnung von elektronisch geregelten Pumpen ist gegebenenfalls eine stufenlose Regelung der Motorbremsleistung einsetzbar. Da das Dekompressionsventil 3 aufgrund der vorhandenen hohen Betriebsdrücke durchmessermäßig klein ausgebildet sein kann, ist es auch für Motoren in Vierventiltechnik pro Zylinder geeignet.

Die Anordnung der Steuerleitung zwischen der Wegesteuerung und der hydraulischen Betätigungsvorrichtung kann auch im Gehäuse des Zylinderkopfes 1 selbst getroffen werden (Fig. 6).

Gegebenenfalls kann bei Anordnung einer Spannpratze 33 gemäß Fig. 4 die Wegesteuerung 9 in der Spannpratze 33 untergebracht sein. In diesem Fall muß die Einspritzleitung 16 entsprechend verlegt werden.

Claims (8)

1. Motorbremse für eine Dieselbrennkraftmaschine mit mindestens einem pro Zylinder angeordneten und den Gaswechsel steuernden Ein- und Auslaßventil im Zylinderkopf und mit einer einen Hydraulikkolben und einen Hydraulikzylinder umfassenden hydraulischen Betätigungsvorrichtung zur Dekompression beim Verdichtungstakt im Bereich des Zünd-OT sowie mit einer eine Hochdruckpumpe und Einspritzdüse mit Düsenhalter verbindenden Einspritzleitung mit zwischengeschalteter Wegesteuerung, durch die über eine Steuerleitung der Hydaulikkolben betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Auslaßventil ein räumlich von diesem getrenntes Dekompressionsventil (3) angeordnet und daß die mit diesem in Wirkverbindung stehende Wegesteuerung (9) in das Gehäuseinnere der Brennkraftmaschine integriert ist, wobei die Steuerleitung (10) im wesentlichen innerhalb des von Zylinderkopf (1) und Zylinderkopfhaube (2) umschlossenen Raumes oder im Zylinderkopf (1) selbst liegt.

2. Motorbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegesteuerung (9) durch ein Schieberventil gebildet ist, dessen längsverschiebbar geführter Steuerschieber (15) von einer die Einspritzpumpe mit der Einspritzdüse (6) verbindenden Einspritzstellung in eine die Einspritzpumpe mit dem Dekompressionsventil (3) verbindenden Motorbremsstellung über­ führbar ist.

3. Motorbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Wegesteuerung (9) und die Steuerleitung (10) ent­ haltender einteilig ausgeführter Einsatzkörper (11) in einer Ausnehmung (8) im Zylinderkopf (1) eigepaßt und mit dem Zy­ linderkopf abdichtend verspannt ist.

4. Motorbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Einsatzkörper (11) verlaufende Steuerleitung (10) einen erweiterten Leitungsabschnitt (10b) aufweist, in dem der mit dem Dekompressionsventil (3) verbundene Hydraulikkolben (5) unter Bildung eines definierten Ringspaltes (19) geführt ist.

5. Motorbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Dekompressionsventil (3) verbundene Hydraulik­ kolben (5) in einem im Zylinderkopf ortsfesten Hydraulikzylinder (27) unter Bildung eines definierten Ringspaltes (19) geführt ist.

6. Motorbremse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikkolben (5) und der Ventilschaft (4) des Dekompressionsventils (3) eine einteilige Baueinheit bilden.

7. Motorbremse nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (10) als freiliegende Rohrleitung ausgebildet ist.

8. Motorbremse nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Zylinderkopf (1) verschraubte Spannpratze (33) als Befestigung für die Einspritzdüse (6) und den Hydraulikzylinder (27) vorgesehen ist, in der (33) die die Wegesteuerung (9) und den Hydraulikkolben (5) verbindende Steuerleitung (10) verläuft.