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Die Erfindung betrifft eine Motorbremse einer Brennkraftmaschine mit zumindest einem Auslassventil pro Zylinder, mit zumindest einer in einer mit dem Auslassventil strömungsverbundenen Auspuffleitung angeordneten Drosseleinrichtung. Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erhöhung der Motorbremsleistung bei dieser Brennkraftmaschine.
Motorbremsen mit einer Drosseleinrichtung im Auspuffsystem sind bekannt und stellen eine Dauerbremse dar, wobei die Drosseleinrichtung üblicherweise durch eine Auspuffstauklappe gebildet wird. Allerdings haben Motorbremsen, die ausschliesslich auf der Drosselwirkung von Auspuffstauklappen beruhen, den Nachteil einer relativ geringen Motorbremsleistung.
Weiters sind Motorbremsen bekannt, die eine Einrichtung aufweisen, die das Auslassventil beim Verdichtungstakt einen kleinen Spalt offenhalten. Dadurch wird erreicht, dass die Luft nicht verdichtet wird, sondern durch den Spalt des Auslassventiles, der als Drossel wirkt, in den Auspuff gelangt. Die Energie wird dabei am Drosselspalt in Wärme umgewandelt und gelangt zum Teil in den Auspuff, und zum anderen Teil in das Kühlwasser der Brennkraftmaschine. Die Brennkraftmaschine kann dadurch auch bei längerer Talfahrt nicht unterkühlt werden. Die Bremsleistung solcher Systeme ist etwa doppelt so gross wie die von konventionellen Auspuffstaubremsen. Motorbremsen dieser Art wurden von den Firmen MACK TRUCKS INC. und JACOBS MANUFACTURING COMPANY verwirklicht.
MACK hat dies in der Zeitschrift,, Automotive Industrie" vom 15.2. 1971 auf den Seiten 49 bis 52 veröffentlicht, sowie im SAE PAPER 710557 beschrieben. Hier handelt es sich um ein Ventil auf der Kipphebelachse, welches den Öldruck in zwei Ölbohrungen der Kipphebelachse derart steuert, dass ein hydraulisches Element im Kipphebel bei normalem Betrieb ständig einen kleinen Hub ausführt, und über eine Rücknahme im Nockengrundkreis gleitet, wobei dieses Element beim Bremsen hydraulisch steif wird und auch während der Berührung zwischen dem Element und dem Grundkreis der Nocke das Auslassventil offen gehalten wird.
Die Motorbremse von JACOBS wurde im SAE PAPER 387A beschrieben. Bei dieser Ausführung drückt ein hydraulisches Element direkt auf das Auslassventil. Die Regelung und die Elemente werden in einem recht aufwendigen Gehäuse auf den Zylinderkopf aufgesetzt.
Der Nachteil von bekannten, auf das Auslassventil einwirkenden Motorbremssystemen ist, dass die Kraftaufbringelemente relativ gross dimensioniert werden müssen, um das Auslassventil entgegen der Ventilfederkraft zu öffnen. Um solche hohen Kräfte aufbringen zu können, sind meist umfangreiche konstruktive Massnahmen erforderlich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und die Motorbremsleistung bei einer Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art mit genngem Aufwand zu verbessern.
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Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass ein auf das Auslassventil während des Motorbremsbetriebes in Öffnungsrichtung wirkendes Kraftaufbringelement vorgesehen ist, dessen aufbringbare Kraft kleiner oder gleich ist der Schliesskraft der Ventilfeder des Auslassventiles, und welches das Auslassventil in Schliessrichtung sperrt.
Bei Brennkraftmaschinen mit einer zuschaltbaren Drosseleinrichtung im Auspuff kommt es zu hochfrequenten Druckpulsationen in der Auspuffleitung stromaufwärts der Drosseleinrichtung im Motorbremsbetrieb. Bei aktivierter Drosseleinrichtung steigt der Abgasdruck im Bereich des unteren Totpunktes nach dem Ansaugtakt so stark an, dass das Auslassventil durch die Druckwelle eines benachbarten Zylinders aufgedrückt wird. Diese Druckpulsationen bewirken ein schnelles Öffnen und Schliessen des Auslassventiles und verursachen ein charakteristisches Geräusch bei Auspuffbremsen. Das Flattern des Auslassventiles wirkt sich allerdings nachteilig auf die Lebensdauer des Auslassventilsitzes aus. Die vorliegende Erfindung macht sich die durch die Druckpulsationen verursachte Flatterbewegung des Auslassventiles für die Aufbringung der Öffnungskraft auf das Auslassventil zu Nutze.
Während der durch die Druckpulsationen verursachten Öffnungsbewegung wirkt das Kraftaufbringelement auf den Auslassventilschaft und sperrt das Auslassventil in Schliessrichtung, sodass nach Abbau der Druckspitze im Auspuffsystem die Schliessbewegung des Auslassventiles verhindert wird. Die Öffnung des Auslassventiles wird somit durch die Druckspitzen in der Auslassleitung bewirkt. Das Kraftaufbringelement braucht nur mehr die Rückbewegung des Auslassventiles in die Schliessstellung unterbinden, was mit viel kleineren Kräften möglich ist, als bei einer aktiven Öffnung entgegen der Auslassventilfeder.
In einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kraftaufbringelement einen hydraulisch betätigbaren Betätigungskolben aufweist und vorzugsweise mit dem Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine verbunden ist. Das hydraulische Element kann dabei sehr klein dimensioniert werden, wobei zur Betätigung der normale Schmieröldruck ausreicht. Zur erfindungsgemässen Ausnützung der hochfrequenten Flatterbewegungen sollte das Kraftaufbringelement möglichst direkt auf das Auslassventil wirken und Ansprechzeiten unterhalb der Flatterfrequenz aufweisen. Gegebenenfalls kann das Kraftaufbringelement auch über ein Zwischenelement, beispielsweise eine Ventilspieleinstellschraube oder einen Ventilhebel, auf das Auslassventil wirken.
In einer sehr kompakten Ausführung ist weiters vorgesehen, dass der Betätigungskolben, vorzugsweise an seiner Kraftangriffsfläche, eine Druckentlastungsöffnung mit definiertem Querschnitt aufweist. Dadurch wird das Kraftaufbringelement automatisch deaktiviert, sobald das Anschlussventil während des Ausstosstaktes geöffnet wird. Durch das Öffnen des Auslassventiles durch die Nockenwelle entsteht ein Spalt zwischen der Kraftangriffsfläche und dem Auslassventilschaft bzw. dem Zwischenelement und ermöglicht ein Abfliessen des Öles durch die Druckentlastungsöffnung aus dem Arbeitsraum des Betätigungskolbens. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn auf den Betätigungskolben eine Feder in Richtung Ruhelage einwirkt.
Bei entsprechender Dimensionierung der Feder und der Druckentlastungsöffnung wird
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nach Absinken des Systemdruckes somit der Betätigungskolben in seine Ruhelage gedrückt und bleibt dort, bis das Auslassventil wieder schliesst und das nächste Arbeitsspiel beginnt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Kraftaufbringeinrichtung durch einen am Zylinderkopf oder Ventilhebelgehäuse lösbar befestigten Haltebügel abgestützt ist. Dadurch ist eine zusätzliche Aufrüstung konventioneller Brennkraftmaschinen ohne aufwendige konstruktive Änderungen möglich.
In Weiterbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass das Kraftaufbringelement einen mechanisch betätigbaren Betätigungskolben aufweist, dessen Betätigung vorzugsweise über eine Zahnstange oder einen Hebelmechanismus erfolgt.
Die Drosseleinrichtung im Auspuffsystem kann in einfacher Weise als Stauklappe ausgebildet sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert : Es zeigen Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung, Fig. 2 eine Schrägansicht auf eine Ventilbetätigungseinrichtung mit der erfindungsgemässen Motorbremse in einer ersten Ausführungsvariante, Fig. 3 einen Querschnitt auf diese Motorbremse, Fig. 4 die Kraftaufbringeinrichtung aus Fig. 3 im Detail, Fig. 5 einen Querschnitt einer Ventilbetätigungseinrichtung in einer zweiten erfindungsgemässen Ausführungsvariante, Fig. 6 und 7 analoge Querschnitte von weiteren Ausführungsvarianten der Erfindung.
Funktionsgleiche Teile sind in den Ausführungsvarianten mit gleichen Bezugszeichen versehen. Für die Erfindung unwesentliche Elemente sind nicht dargestellt.
In einem auf einen Zylinderblock 1 aufgesetzten Zylinderkopf 2 sind Einlassventile 3 und Auslassventile 4 vorgesehen. In der vom Auslassventil 4 ausgehenden Auspuffleitung 5 ist eine Drosseleinrichtung 6 angeordnet. Das Auslassventil 4 wird in den Ausführungsbeispielen von einer oben liegenden Nockenwelle 7 über einen als Kipphebel ausgeführten Ventilhebel 8 entgegen der Kraft der Ventilfeder 4a betätigt. Auf das Auslassventil 4 wirkt ein sich über einen Bügel 9 am Zylinderkopf 2 abstützendes Kraftaufbringelement 10 in Öffnungsrichtung des Auslassventiles 4 ein. Mit 11 ist ein im Zylinder 12 hin-und hergehender Kolben bezeichnet. Mit Bezugszeichen 13 ist ein auf das Einlassventil 3 wirkender Ventilhebel angedeutet.
Der Betätigungskolben 14 des Kraftaufbringelementes 10 ist im in den Fig. 2 bis 4 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel hydraulisch betätigbar und mit dem Schmierölkreislauf verbunden. In Ruhelage, also im drucklosen Zustand, wird der Betätigungskolben 14 durch eine Feder 20 in seine obere Endstellung gedrückt.
Bei Aufbringen von Öldruck in der Hydraulikleitung 18 drückt der Betätigungskolben 14 über ein Zwischenelement 21 auf das Auslassventil 4, welches im ersten Ausführungsbeispiel durch eine Einstellschraube 22 für das Ventilspiel gebildet ist. Die Aktivierung des Kraftaufbring- elementes 10 wird ausgelöst, indem während des Ansaugtaktes das geschlossene Auslassven-
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til 4 die Einstellschraube 22 entsprechend nahe an den Betätigungskolben 14 hebt. Dadurch kann nicht mehr so viel Öl ausströmen, wie durch das Rückschlagventil 15 nachgefördert wird. Der Öldruck steigt, der Betätigungskolben 14 bewegt sich zur Einstellschraube 22 und berührt diese.
Im Bereich des unteren Totpunktes des Kolbens 11 nach dem Ansaugtakt 4 wird das Auslassventil durch die Druckwelle eines benachbarten Zylinders angehoben, der Betätigungskolben 14 folgt dieser Bewegung bis zu einem einstellbaren Anschlag 26, über welchen die gewünschte Ventilöffnung festgelegt werden kann. Voraussetzung dafür, dass der Betätigungskolben 14 der Bewegung des Auslassventiles 4 folgt, ist die bereits genannte Bedingung, dass die Feder 20 nur bei voll geöffneter Druckentlastungsöffnung 17 den Betätigungskolben 14 in Ruhelage hält.
Während des Verdichtungs- und des Arbeitstaktes wird das Auslassventil 4 wieder von der Ventilfeder 4a zugedrückt. Das Rückschlagventil 15 oder eine analoge Sperreinrichtung verhindert aber den Ölrücklauf in die Hydraulikleitung 18. Gleichzeitig kann in Folge der Dichtwirkung zwischen dem Betätigungskolben 14 und der Einstellschraube 22 auch kein Öl durch die Druckentlastungsöffnung 17 entweichen. Das Auslassventil 4 bleibt also vom Betätigungskolben 14 aufgedrückt.
Während des darauffolgenden Ausstosstaktes hebt die Nockenwelle 7 das Auslassventil 4 an. Dadurch wird der Spalt 23 so gross, dass er keine Rückhaltewirkung mehr auf das Öl hat. Der Öldruck im Druckraum 16 sinkt damit ab, wodurch das Rückschlagventil 15 öffnet und Öl aus der Hydraulikleitung 18 zufliesst, welches durch die voll geöffnete Druckentlastungsöffnung 17 wieder ungehindert abfliesst. Der Betätigungskolben 14 wird von seiner Feder 20 in die Ruhelage gedrückt und bleibt dort, bis das Auslassventil 4 wieder schliesst und das nächste Arbeitsspiel beginnt.
Da der Betätigungskolben 14 bei Arbeitsspielbeginn immer in der Ausgangsstellung ist, treten keine harten Schläge auf das Auslassventil 4 auf. Die Verwendung der Einstellschraube 22 als Zwischenelement 21 hat den Vorteil, dass konventionelle Kipphebel verwendet werden können und die im allgemeinen besseren Materialeigenschaften der Einstellschraube 22 im Vergleich zum Ventilhebel 8 ausgenützt werden können. Weiters ist die Einrichtung in einem Stück montierbar und ermöglicht auch bei Nachrüstung ein leichtes Einstellen des Maximalhubes.
Die beschriebene Ausführungsvariante hat den Vorteil, dass sich die Vorrichtung selbst regelt und dass keine weiteren Steuerelemente erforderlich sind.
Fig. 5 zeigt ein analoges Ausführungsbeispiel mit einem hydraulisch betätigbaren Betätigungskolben 14, welcher allerdings nicht direkt auf die Einstellschraube 22 für den Ventilhub einwirkt, sondern von unten auf den als Kipphebel ausgebildeten Ventilhebel 8 wirkt. Zur Feineinstellung des Spaltes 23 weist der Ventilhebel 8 dabei eine Justierschraube 27 auf, auf welche die Kraftangriffsfläche 24 des Betätigungskolbens 14 einwirkt. Die Funktionsweise ist
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analog zu der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsvariante. Das von unten auf den Ventilhebel 8 wirkende Kraftaufbringelement 10 hat den Vorteil, dass nur sehr geringe Bauhöhe beansprucht wird, und die Einstellschraube 22 für das Ventilspiel gut zugänglich ist.
Die Fig. 6 und 7 zeigen Ausführungsvarianten, bei denen das Kraftaufbringelement 10 mechanisch betätigbar ist. Das Kraftaufbringelement 10 weist dabei einen Betätigungskolben 28 auf, welcher durch eine mechanische Verdreheinrichtung 29 um die Kolbenachse 28a verdrehbar ist. Der Betätigungskolben 28 oder ein mit dem Befestigungskolben 28 fest verbundenes Übertragungselement 30, beispielsweise eine Hülse, weist ein Aussengewinde 31 auf, welches mit einem zylinderkopffesten Innengewinde 32 zusammenwirkt. Durch Verdrehen des Betätigungskolbens 28 bzw. des Übertragungselementes 30 erfolgt ein Hub des Betätigungskolbens 28 entsprechend der Gewindesteigung.
Die Verdreheinrichtung 29 kann aus einem Hebelmechanismus mit einem Betätigungshebel 29a und einer Betätigungsstange 29b bestehen, wie in Fig. 6 angedeutet ist. Der Hebel 29a ist dabei fest mit dem Betätigungskolben 28 bzw. mit dem Übertragungselement 30 verbunden.
Anstelle des Hebelmechanismuses kann auch eine Zahnstange 29c vorgesehen sein, welche auf ein Ritzel 29d des Betätigungskolbens 28 bzw. des Übertragungselementes 30 einwirkt.
Diese Ausführung ist in Fig. 7 gezeigt.
Die Verschiebung der Betätigungsstange 29b bzw. der Zahnstange 29c kann pneumatisch, hydraulisch oder über einen nicht weiter dargestellten Elektromotor erfolgen. Die Betätigung der Verdreheinrichtung 29 erfolgt dabei vorzugsweise gesteuert im Bereich des unteren Totpunktes des Kolbens 11 nach dem Ansaugtakt, während die Druckwelle eines benachbarten Zylinders das Auslassventil 4 aufdrückt, sowie während des darauffolgenden Verdichtungsund Arbeitstaktes. Durch Bewegen der Betätigungsstange 29b bzw. der Zahnstange 29c in die Ruhelage wird der Bremsvorgang beendet.
Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, kann das Kraftaufbringelement 10 über einen Bügel 9, in welchen auch die Hydraulikleitung 18 bzw. die Betätigungsstange 29b oder die Zahnstange 29c inte- griert sein kann, am Zylinderkopf l über Schrauben 19 befestigt sein. Die erfindungsgemässe
Motorbremse eignet sich für die Nachrüstung von konventionellen Brennkraftmaschinen ohne dass grössere konstruktive Änderungen notwendig werden.
Mit den erfindungsgemässen Ausbildungen wird erreicht, dass das Gas im Zylinder 12 nicht komprimiert wird, sondern durch den Spalt des Auslassventiles 4 in die Auspuffleitung 5 ge- langt. Es erfolgt somit sowohl eine Drosselung am Auslassventilspalt als auch in der Auspuff- leitung 5 durch die Drosseleinrichtung 6, wodurch die Motorbremsleistung gegenüber kon- ventionellen Staubklappen-Motorbremsen deutlich verbessert werden kann.
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The invention relates to an engine brake of an internal combustion engine with at least one exhaust valve per cylinder, with at least one throttle device arranged in an exhaust line connected to the exhaust valve. The invention further relates to a method for increasing the engine braking power in this internal combustion engine.
Engine brakes with a throttle device in the exhaust system are known and represent a continuous brake, the throttle device usually being formed by an exhaust damper. However, engine brakes, which are based exclusively on the throttling effect of exhaust dampers, have the disadvantage of a relatively low engine braking power.
Furthermore, engine brakes are known which have a device which keeps the exhaust valve a small gap open during the compression stroke. This ensures that the air is not compressed, but gets into the exhaust through the gap of the exhaust valve, which acts as a throttle. The energy is converted into heat at the throttle gap and partly reaches the exhaust and partly the cooling water of the internal combustion engine. As a result, the internal combustion engine cannot be supercooled even when driving downhill for a long time. The braking power of such systems is approximately twice that of conventional exhaust dust brakes. Motor brakes of this type were manufactured by MACK TRUCKS INC. and JACOBS MANUFACTURING COMPANY.
MACK published this in the magazine "Automotive Industrie" on February 15, 1971 on pages 49 to 52, as well as in SAE PAPER 710557. This is a valve on the rocker arm axle which detects the oil pressure in two oil holes of the rocker arm axle in such a way controls that a hydraulic element in the rocker arm constantly performs a small stroke during normal operation and slides over a return in the cam base circle, this element becoming hydraulically stiff when braking and also keeping the exhaust valve open during contact between the element and the base circle of the cam becomes.
The engine brake from JACOBS was described in SAE PAPER 387A. In this version, a hydraulic element presses directly on the outlet valve. The control and the elements are placed on the cylinder head in a rather complex housing.
The disadvantage of known engine brake systems acting on the exhaust valve is that the force application elements have to be dimensioned relatively large in order to open the exhaust valve against the valve spring force. In order to be able to apply such high forces, extensive constructive measures are usually necessary.
The object of the present invention is to avoid these disadvantages and to improve the engine braking power in an internal combustion engine of the type mentioned at the outset.
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According to the invention, this is achieved in that a force application element acting on the exhaust valve in the opening direction during engine braking operation is provided, the force which can be applied is less than or equal to the closing force of the valve spring of the exhaust valve, and which blocks the exhaust valve in the closing direction.
In internal combustion engines with a switchable throttle device in the exhaust, high-frequency pressure pulsations occur in the exhaust line upstream of the throttle device in engine braking mode. When the throttle device is activated, the exhaust gas pressure rises so much in the area of bottom dead center after the intake stroke that the exhaust valve is pressed open by the pressure wave of an adjacent cylinder. These pressure pulsations cause the exhaust valve to open and close quickly and create a characteristic noise when the exhaust brakes are activated. The flutter of the exhaust valve, however, has a negative effect on the life of the exhaust valve seat. The present invention takes advantage of the flutter movement of the exhaust valve caused by the pressure pulsations for the application of the opening force to the exhaust valve.
During the opening movement caused by the pressure pulsations, the force application element acts on the exhaust valve stem and blocks the exhaust valve in the closing direction so that the exhaust valve's closing movement is prevented after the pressure peak in the exhaust system has been reduced. The opening of the outlet valve is thus caused by the pressure peaks in the outlet line. The force application element only needs to prevent the return movement of the exhaust valve into the closed position, which is possible with much smaller forces than with an active opening against the exhaust valve spring.
In a first embodiment variant of the invention it is provided that the force application element has a hydraulically actuable actuating piston and is preferably connected to the lubricating oil circuit of the internal combustion engine. The hydraulic element can be dimensioned very small, the normal lubricating oil pressure being sufficient for actuation. To utilize the high-frequency flutter movements according to the invention, the force application element should act as directly as possible on the outlet valve and have response times below the flutter frequency. If necessary, the force application element can also act on the outlet valve via an intermediate element, for example a valve lash adjusting screw or a valve lever.
In a very compact design it is further provided that the actuating piston, preferably on its force application surface, has a pressure relief opening with a defined cross section. As a result, the force application element is automatically deactivated as soon as the connection valve is opened during the discharge cycle. The opening of the exhaust valve by the camshaft creates a gap between the force application surface and the exhaust valve stem or the intermediate element and enables the oil to flow out of the working space of the actuating piston through the pressure relief opening. It is particularly advantageous if a spring acts on the actuating piston in the direction of the rest position.
With appropriate dimensioning of the spring and the pressure relief opening
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After the system pressure has dropped, the actuating piston is pressed into its rest position and remains there until the outlet valve closes again and the next work cycle begins.
In a particularly preferred embodiment variant, it is provided that the force application device is supported by a retaining bracket that is detachably fastened to the cylinder head or valve lever housing. This means that conventional internal combustion engines can be upgraded without complex design changes.
In a further development of the invention, it can also be provided that the force application element has a mechanically actuable actuating piston, the actuation of which is preferably carried out via a toothed rack or a lever mechanism.
The throttle device in the exhaust system can be designed in a simple manner as a damper.
The invention is explained in more detail below with reference to the figures: FIG. 1 shows a schematic sectional illustration of the device according to the invention, FIG. 2 shows an oblique view of a valve actuation device with the engine brake according to the invention in a first embodiment variant, FIG. 3 shows a cross section of this engine brake, 4 the force application device from FIG. 3 in detail, FIG. 5 a cross section of a valve actuation device in a second embodiment variant according to the invention, FIGS. 6 and 7 analogous cross sections of further embodiment variants of the invention.
Functionally identical parts are provided with the same reference symbols in the design variants. Elements not essential to the invention are not shown.
Intake valves 3 and exhaust valves 4 are provided in a cylinder head 2 placed on a cylinder block 1. A throttle device 6 is arranged in the exhaust line 5 starting from the exhaust valve 4. In the exemplary embodiments, the exhaust valve 4 is actuated by an overhead camshaft 7 via a valve lever 8 designed as a rocker arm against the force of the valve spring 4a. A force application element 10, which is supported on the cylinder head 2 via a bracket 9, acts on the exhaust valve 4 in the opening direction of the exhaust valve 4. With 11 a piston reciprocating in the cylinder 12 is designated. A valve lever acting on the inlet valve 3 is indicated by reference number 13.
The actuating piston 14 of the force application element 10 can be actuated hydraulically in the first exemplary embodiment shown in FIGS. 2 to 4 and is connected to the lubricating oil circuit. In the rest position, that is to say in the depressurized state, the actuating piston 14 is pressed into its upper end position by a spring 20.
When oil pressure is applied in the hydraulic line 18, the actuating piston 14 presses via an intermediate element 21 on the outlet valve 4, which in the first exemplary embodiment is formed by an adjusting screw 22 for the valve clearance. The activation of the force application element 10 is triggered by the closed outlet valve during the intake stroke.
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til 4 lifts the adjusting screw 22 accordingly close to the actuating piston 14. As a result, as much oil can no longer flow out as is delivered through the check valve 15. The oil pressure rises, the actuating piston 14 moves to the adjusting screw 22 and touches it.
In the area of the bottom dead center of the piston 11 after the intake stroke 4, the outlet valve is raised by the pressure wave of an adjacent cylinder, the actuating piston 14 follows this movement up to an adjustable stop 26, via which the desired valve opening can be determined. A prerequisite for the actuating piston 14 to follow the movement of the outlet valve 4 is the aforementioned condition that the spring 20 only holds the actuating piston 14 in the rest position when the pressure relief opening 17 is fully open.
During the compression and the work cycle, the outlet valve 4 is pressed again by the valve spring 4a. The check valve 15 or an analog locking device prevents oil return into the hydraulic line 18. At the same time, due to the sealing effect between the actuating piston 14 and the adjusting screw 22, no oil can escape through the pressure relief opening 17. The outlet valve 4 thus remains pressed open by the actuating piston 14.
During the subsequent exhaust stroke, the camshaft 7 lifts the exhaust valve 4. As a result, the gap 23 becomes so large that it no longer has a retention effect on the oil. The oil pressure in the pressure chamber 16 thus drops, as a result of which the check valve 15 opens and oil flows from the hydraulic line 18, which flows out again unhindered through the fully open pressure relief opening 17. The actuating piston 14 is pressed into its rest position by its spring 20 and remains there until the outlet valve 4 closes again and the next work cycle begins.
Since the actuating piston 14 is always in the starting position at the start of the work cycle, no hard blows occur on the exhaust valve 4. The use of the adjusting screw 22 as an intermediate element 21 has the advantage that conventional rocker arms can be used and the generally better material properties of the adjusting screw 22 compared to the valve lever 8 can be used. Furthermore, the device can be assembled in one piece and enables easy adjustment of the maximum stroke even when retrofitted.
The embodiment variant described has the advantage that the device regulates itself and that no further control elements are required.
Fig. 5 shows an analog embodiment with a hydraulically actuated actuating piston 14, which, however, does not act directly on the adjusting screw 22 for the valve lift, but acts from below on the valve lever 8 designed as a rocker arm. For fine adjustment of the gap 23, the valve lever 8 has an adjusting screw 27 on which the force application surface 24 of the actuating piston 14 acts. The way it works is
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analogous to the embodiment variant shown in FIG. 4. The force application element 10 acting from below on the valve lever 8 has the advantage that only a very small overall height is required and the adjusting screw 22 is easily accessible for the valve clearance.
6 and 7 show design variants in which the force application element 10 can be actuated mechanically. The force application element 10 has an actuating piston 28 which can be rotated about the piston axis 28a by a mechanical rotating device 29. The actuating piston 28 or a transmission element 30, for example a sleeve, which is fixedly connected to the fastening piston 28, has an external thread 31 which cooperates with an internal thread 32 fixed to the cylinder head. By turning the actuating piston 28 or the transmission element 30, the actuating piston 28 is lifted in accordance with the thread pitch.
The rotating device 29 can consist of a lever mechanism with an operating lever 29a and an operating rod 29b, as indicated in FIG. 6. The lever 29a is firmly connected to the actuating piston 28 or to the transmission element 30.
Instead of the lever mechanism, a toothed rack 29c can also be provided, which acts on a pinion 29d of the actuating piston 28 or the transmission element 30.
This embodiment is shown in Fig. 7.
The actuation rod 29b or the toothed rack 29c can be displaced pneumatically, hydraulically or via an electric motor (not shown further). The actuation of the rotating device 29 is preferably carried out in a controlled manner in the region of the bottom dead center of the piston 11 after the intake stroke, while the pressure wave of an adjacent cylinder presses on the exhaust valve 4, and during the subsequent compression and working stroke. The braking process is ended by moving the actuating rod 29b or the toothed rack 29c into the rest position.
As can be seen in FIG. 2, the force application element 10 can be fastened to the cylinder head 1 by means of screws 19 via a bracket 9, in which the hydraulic line 18 or the actuating rod 29b or the toothed rack 29c can also be integrated. The inventive
Motor brakes are suitable for retrofitting conventional internal combustion engines without major design changes being necessary.
With the designs according to the invention it is achieved that the gas in the cylinder 12 is not compressed, but rather reaches the exhaust line 5 through the gap of the exhaust valve 4. The throttling device 6 thus throttles both the outlet valve gap and in the exhaust line 5, as a result of which the engine braking performance can be significantly improved compared to conventional dust flap engine brakes.