Verfahren zur Motorbremsung mit einem 4-Takt-Verbrennungsmotor

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Motorbremsung mit einem 4-Takt-Hubkolbenverbrennungsmotor, der je Zylinder wenigstens ein an ein Auslaßsystem angeschlossenes Auslaßventil aufweist, in welches Auslaßsystem eine Drosselvorrichtung eingebaut ist, die zur Motorbremsung so betätigt wird, daß die Abgasströmung gedrosselt und so stromauf der Drosselvorrichtung ein Druckanstieg im Abgas erzeugt wird, das nach einem Zwischenöffnen des Auslaßventiles in den Verbrennungsraum rückströmt und während des anschließenden Kompressionstaktes bei weiterhin teiloffengehaltenem Auslaßventil für eine erhöhte Motorbremsleistung sorgt.
Zur Steuerung der Auslaßventile für Zwischenöffnen beim Motorbremsen waren bisher relativ komplizierte, teure und platzaufwendige Mechanismen notwendig. Mit solchen Mechanismen wurde zwangsgesteuert das Zwischenöffnen des Auslaßventiles nach Ende des nockengesteuerten Auslaßventilhubes, spätestens aber während des Kompressionstaktes bewirkt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kommt demgegenüber mit vergleichsweise einfachen, auch leicht in vorhandenen Motoren einzubauenden Mechanismen aus und kennzeichnet sich dadurch, daß beim Motorbremsen in ein Zwischenöffnen des Auslaßventiles, das bei in Drosselstellung befindlicher Drosselvorrichtung durch den im Abgas hervorgerufenen Druckanstieg bewirkt wird, steuerungstechnisch eingegriffen wird, in dem das nach Zwischenöffnung zum Schließen neigende Auslaßventil zwangsweise durch eine nockenwellenfern in den Auslaßventilbetätigungsmechanismus eingebaute Steuereinrichtung abgefangen am Schließen gehindert und dann längstens bis zur nockengesteuerten Auslaßventilöffnung teilweise offen gehalten wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Motorbremsung mit einem 4-Takt-Hubkolbenverbrennungsmotor, der je Zylinder wenigstens ein an ein Auslaßsystem angeschlossenes Auslaßventil aufweist, in welches Auslaßsystem eine Drosselvorrichtung eingebaut ist, die zur Motorbremsung so betätigt wird, daß die Abgasströmung gedrosselt und so stromauf der Drosselvorrichtung ein Druckanstieg im Abgas erzeugt wird, das nach einem Zwischenöffnen des Auslaßventiles in den Verbrennungsraum rückströmt und während des anschließenden Kompressionstaktes bei weiterhin teiloffengehaltenem Auslaßventil für eine erhöhte Motorbremsleistung sorgt.

[0002] Ein solches Verfahren ist aus der DE 39 22 884 C2 bekannt. Dabei ist ein nockenwellengesteuertes Auslaßventil über einen in den Ventilbetätigungsmechanismus eingebauten Kolben betätigbar, der beim Motorbremsen von einer eigens hierfür vorgesehenen Hydraulikpumpeneinheit aus beaufschlagbar ist. Diese Hydraulikpumpeneinheit weist eine der Anzahl der Auslaßventile des Verbrennungsmotors entsprechende Anzahl von Pumpenkolben sowie einen synchron mit dem Nockenantrieb umlaufenden Steuernocken zur Betätigung der Pumpenkolben auf. Darüber hinaus ist im Auslaßsystem eine Drosselvorrichtung eingebaut, die zur Motorbremsung so betätigt wird, das wenigstens ein Teil der Abgasströmung im Abgassystem gedrosselt und so stromauf der Drosselvorrichtung ein Druckanstieg im Abgas erzeugt wird. Ein wesentliches Kriterium dieser bekannten Motorbremse ist es, daß der die Pumpenkolben der Hydraulikpumpeneinheit betätigende Nocken derart geformt ist, daß jedes Auslaßventil über seinen in den Ventiltrieb eingebauten Kolben in einem Bereich 180° ± 40° Kurbelwinkel vor oberem Zündtotpunkt geöffnet und in einem Bereich 40° ± 40° Kurbelwinkel nach Zündtotpunkt wieder geschlossen wird, siehe hierzu das zugehörige Diagramm gemäß Fig. 2. Hierdurch wird zwar eine sehr hohe Motorbremsleistung erreicht, jedoch unter Inkaufnahme einer sehr teuren Zusatzeinrichtung (Hydraulikpumpeneinheit, zugehörige Steuerleitungen, Steuerkolben im Auslaßventiltrieb), deren Kosten sich zudem mit steigender Motorzylinderanzahl entsprechend erhöht.

[0003] Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Motorbremsung mit einem 4-Takt-Hubkolbenverbrennungsmotor zu schaffen, das mit wesentlich geringerem Baute- und Kostenaufwand eine vergleichbar gute Motorbremsleistung erbringt.

[0004] Diese Aufgabe ist durch ein Motorbrems-Verfahren gelöst, das sich erfindungsgemäß entsprechend dem Anspruch 1 dadurch kennzeichnet, daß beim Motorbremsen in ein Zwischenöffnen des Auslaßventiles, das bei in Drosselstellung befindlicher Drosselvorrichtung durch den im Abgas hervorgerufenen Druckanstieg bewirkt wird, steuerungstechnisch eingegriffen wird, in dem das nach Zwischenöffnung zum Schließen neigende Auslaßventil zwangsweise durch eine nockenwellenfern in den Auslaßventilbetätigungsmechanismus eingebaute Steuereinrichtung abgefangen am Schließen gehindert und dann längstens bis zur nockengesteuerten Auslaßventilöffnung teilweise offen gehalten wird.

[0005] Einzelheiten dieses erfindungsgemäßen Verfahrens in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen der zugehörigen Steuereinrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0006] Die Erfindung geht dabei von folgenden Überlegungen aus. Die gewünschte Motorbremsleistung wird mit einer Einrichtung gemäß der eingangs diskutierten DE 39 22 884 C2 zu teuer erkauft. Läßt man die dort notwendigen zusätzlichen Steuermittel für den Bremsbetrieb weg und sieht im Auslaßsystem lediglich eine herkömmliche Drosselvorrichtung vor, mit der beim Motorbremsen wenigstens ein Teil der Abgasströmung im Abgassystem gedrosselt und so stromauf der Drosselvorrichtung einen Druckanstieg erzeugt, dann ist die hierdurch erreichbare Motorbremsleistung in vielen Anwendungsfällen, insbesondere wenn der Verbrennungsmotor in einem Kraftfahrzeug, wie Lkw oder Omnibus, eingebaut ist, ungenügend. Es wurde nun erkannt, daß bei solchen, nur mit einer herkömmlichen Drosselvorrichtung im Abgassystem ausgestatteten Verbrennungsmotoren, dann, wenn die Auslaßventilschließfedern zur Reduzierung der Federkräfte und damit zur Entlastung des Ventiltriebes nicht zu hart ausgelegt sind, beim Motorbremsen durch den von der auf Drosselung eingestellten Drosselvorrichtung erzeugten Druckanstieg im Abgasstrom ein kurzzeitiges Zwischenöffnen des Auslaßventiles in der Regel in dem Moment bewirktwird, wenn der Kolben während des Ansaugtaktes nahe seines unteren Totpunktes steht. Der Öffnungszeitpunkt ist abhängig von der Zylinderanzahl und Motorbauart (V- oder Reihenmotor) und läuft automatisch unabhängig von der nockenwellenseitigen Steuerung ab, bewirkt zwar ein kurzzeitiges Rückströmen von Abgas in den Verbrennungsraum mit der Folge einer marginalen Motorbremsleistungserhöhung, aber auch unter Inkaufnahme nachteiliger Auswirkungen im Ventiltrieb, denn das Auslaßventil hebt beim Zwischenöffnen von seinem Ventilsitz ab und schlägt bei Rückkehr in Schließposition mit hoher Wucht auf letzterem an, was sich verschleißerhöhend bemerkbar macht und eine Gefahr des Abreißens des Ventiltellers mit sich bringt. Die Erfindung greift nun, unter anderem auch zur Beseitigung des vorgenannten Problems, in den Vorgang dieses abgasgegendruckbewirkten Zwischenöffnens des Auslaßventiles ein, und zwar mit einer verhältnismäßig einfach und billig realisierbaren Steuereinrichtung, die eingebunden in das und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dann eine Motorbremsleistung erbringt, die jener der
DE 39 22 884 C2 entspricht. Dabei sind die Vorteile eines teilweisen Offenhaltens des Auslaßventiles über den gesamten Kompressionstaktes und etwa ca. 40 bis 60° nach Zünd-OT aus der zuletzt genannten Druckschrift bekannt. Zum weiteren teilweisen Offenhalten des Auslaßventiles in erfindungsgemäßer Abfangposition im Expansionstakt ist zu bemerken, daß dieses bis zu dem Zeitpunkt, bei dem der Brennraumdruck den Abgasgegendruck unterschreitet, die Motorbremsleistung erhöht. Ab diesem im Expansionstakt ca. 40 bis 60° nach Zünd-OT gegebenen Zeitpunkt strömt beim Motorbremsen Abgas aus dem Abgassystem in den Zylinder zurück und hebt dort den Zylinderdruck an, was zunächst zwar die Bremsleistung etwas reduziert. Diese höhere Zylinderladung wird jedoch im anschließenden Ausschubtakt wieder motorbremsleistungserhöhend wirksam. Insofern läßt sich mit der erfindungsgemäßen, vergleichsweise billigen und einfach zu realisierenden sowie auch nachträglich zu installierenden Steuervorrichtung das erfindungsgemäße Verfahren mit dem Ergebnis einer vergleichsweise hohen Motorbremsleistung realisieren.

[0007] Nachfolgend ist die erfindungsgemäße Lösung anhand der Zeichnung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1

ein Diagramm, aus dem der Hubverlauf eines Auslaßventiles während des Bremsbetriebes bei Anwendung des erfindungsgemäßen Bremsverfahrens hervorgeht,

Fig. 2

ein Diagramm, aus dem der Hubverlauf eines Auslaßventiles bei einem aus der DE 39 22 884 C2 bekannten Bremsverfahren hervorgeht,

Fig. 3A - 3D

jeweils einen Ausschnitt aus einem Auslaßventilbetätigungsmechanismus mit einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung in einer Betriebsstellung während des erfindungsgemäßen Bremsbetriebes, und

Fig. 4A - 4D

jeweils einen Ausschnitt aus einem anderen Auslaßventilbetätigungsmechanismus mit einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung in einer Betriebsstellung während des erfindungsgemäßen Bremsbetriebes.

[0008] In den Fig. 3A - 3D und 4A - 4D sind gleiche bzw. einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen angezogen.

[0009] Von dem 4-Takt-Hubkolbenverbrennungsmotor ist in diesen Figuren nur der Schaft eines Auslaßventiles 1 und des zugehörigen Ventilbetätigungsmechanismus zu sehen, soweit er für das Verständnis der Erfindung erforderlich ist.

[0010] Grundsätzlich weist dieser 4-Takt-Hubkolbenverbrennungsmotor je Zylinder wenigstens ein an ein Auslaßsystem angeschlossenes Auslaßventil auf. Die Auslaßventile sind von einer herkömmlichen Nockenwelle aus für Gaswechselvorgänge über entsprechende Ventilbetätigungsmechanismen steuerbar. In Verbindung mit dem Auslaßventil gehört hierzu ein im Zylinderkopf 2 gelagerter Kipphebel 3, der, je nach Art der Anordnung der Nockenwelle am Motor, entweder direkt von dieser oder indirekt über eine Stößelstange 4 betätigbar ist. Das im Zylinderkopf 2 mit seinem Schaft geführte Auslaßventil 1 ist durch eine nicht dargestellte Schließfeder permanent in Schließrichtung beaufschlagt. In das Auslaßsystem ist eine Drosselvorrichtung, z.B. eine Drosselklappe eingebaut, die über eine zugehörige Steuerung zur Motorbremsung so betätigt wird, daß die Abgasströmung gedrosselt und so stromauf der Drosselvorrichtung ein Druckanstieg im Abgas erzeugt wird. Die beim Ausschieben benachbarter Zylinder entstehenden Druckwellen überlagern sich mit dem stationären Gegendruck und bewirken infolge der positiven Druckdifferenz ein Zwischenöffnen des Auslaßventiles 1 - siehe Phase A1 im Diagramm gemäß Fig. 1. In dieses unabhängig von der Nockenwellensteuerung erfolgende Auslaßventil-Zwischenöffnen wird während des Bremsbetriebes erfindungsgemäß steuerungstechnisch eingegriffen, in dem das nach Zwischenöffnung unter der Einwirkung seiner Schließfeder wieder zum Schließen neigende Auslaßventil 1 zwangsweise durch eine nockenwellenfern in den Auslaßventilbetätigungsmechanismus eingebaute Steuereinrichtung 5 abgefangen und dann mittels dieser über den gesamten Kompressionstakt sowie Expansionstakt in teilgeöffneter Abfangposition gehalten wird - siehe Phase A2 im Diagramm gemäß Fig. 1.

[0011] Die Steuereinrichtung 5 kann auf unterschiedliche Art und Weise realisiert und an verschiedenen Stellen des Auslaßventilbetätigungsmechanismus eingebaut sein. Beispiele hierfür geben die Fig. 3A - 3D und 4A -4D an.

[0012] Im Beispiel gemäß Fig. 3A - 3D ist die Steuereinrichtung 5 im Kipphebel 3 eingebaut wirksam und besteht aus zwei Hauptorganen, nämlich einem Steuerkolben 6 und einer Steuerbuchse 7. Der Steuerkolben 6 ist leckagearm in einer Bohrung 8 des Kipphebels 3 axial zwischen zwei durch Anschläge 9, 10 begrenzten Endstellungen beweglich, wirkt vorn über eine gekrümmte Stirnfläche 11 auf die hintere Stirnfläche 12 des Auslaßventilschaftes und ist rückseitig sowohl durch eine Druckfeder 13 beaufschlagt als auch hydraulisch druckbeaufschlagbar.

[0013] Die Steuerbuchse 7 ist in einem Gewindeabschnitt derselben Bohrung 8 im Kipphebel 3 über dem Steuerkolben 6 eingeschraubt und bildet mit ihrer vorderen Stirnfläche den hinteren Anschlag 9, der die eingefahrene Grundstellung des Steuerkolbens 6 definiert. Die ausgefahrene Endposition des Steuerkolbens 6 wird durch den vorderen Anschlag 10 begrenzt, der durch den hinteren Rand einer umlaufenden Nut am Steuerkolben 6 gebildet ist, in die ein am Kipphebel 3 befestigtes Hubbegrenzungsorgan 14 eingreift.

[0014] Die Steuerbuchse 7 weist einen nach vorn zum Steuerkolben 6 hin offenen Druckraum 15 auf, in den die den Steuerkolben 6 beaufschlagende Druckfeder 13 sowie ein nur die Einleitung von Druckmittel aus einem Druckmittelzufuhrkanal 16 zulassendes Rückschlagventil mit seinem druckfederbelasteten Schließorgan 17 eingebaut sind. Der steuerbuchsenintern aus einer Querbohrung und einer davon abgehend zentral in den Druckraum 15 ausmündenden Bohrung bestehende Druckmittelzufuhrkanal 16 wird über einen kipphebelinternen Speisekanal 18 vom Kipphebel-Lagerbereich 19 her mit Druckmittel, hier Schmieröl, bestimmten Druckes versorgt. Außerdem führt vom Druckraum 15 aus durch die Steuerbuchse 7 und ein in dieser fest eingebautes Einsatzstück 19 ein Entlastungskanal 20, dessen einsatzstückseitige Austrittsöffnung während eines Bremsvorganges in der Abfang- und Haltephase (A2) der Steuervorrichtung 5 zwecks Aufbau und Halten des Druckmitteldruckes im Druckraum 15 und eines damit einhergehenden Ausfahrens und Halten des Steuerkolbens 6 in ausgefahrener Auslaßventil-Abfangposition durch einen fest am Zylinderdeckel 21 angeordneten Anschlag 22 verschlossen gehalten wird.

[0015] Nachfolgend ist anhand der Figurenfolge Fig. 3A - 3B - 3C - 3D auf einen vollständigen Zyklus während des Motorbremsens eingegangen.

[0016] Fig. 3A zeigt dabei das Auslaßventil 1 anfangs des Ansaugtaktes in Schließstellung A. Die Steuereinrichtung 5 wirkt in dieser Phase innerhalb des Kipphebels 3 als mechanischer Puffer, wobei der Steuerkolben 6 von unten her durch das Auslaßventil 1 in eingefahrene Position gedrückt ist und die Steuerbuchse 7 über ihr Einsatzstück 19 am Anschlag 22 abgestützt ist. Ein eventuelles Ventilspiel wird durch teilweises Ausfahren des Steuerkolbens 6 überbrückt.

[0017] Fig. 3B zeigt die Verhältnisse in dem Moment, wenn das Auslaßventil 1 während des Motorbremsens beim abgasgegendruckbedingten Zwischenöffnen seinen Maximalhub B in Phase A1 (siehe Diagramm Fig. 1) erreicht hat. Bei diesem Zwischenöffnen des Auslaßventiles 1 hebt dieses vom Steuerkolben 6 ab und dieser wird nun durch die Druckfeder 13 nachgeführt in seine Abfangposition ausgefahren. Dieses geht, weil der Steuerkolben 6 sich von der Steuerbuchse 7 wegbewegt, einher mit einer Vergrößerung des Druckraumes 15 und dessen Auffüllung mit Druckmittel über den Druckmittelzufuhrkanal 16, wobei nach vollständiger Auffüllung des Druckraumes 15, zum einen wegen des sperrenden Rückschlagventiles 17 und zum anderen wegen der abgesperrten Austrittsöffnung des Entlastungskanals 20, der Steuerkolben 16 in seiner ausgefahrenen Abfangstellung (vorgegeben durch Anschlag 10) hydraulisch verblockt ist. Dieser Zustand ist aus Fig. 3B ersichtlich. Aus Fig. 3B ist außerdem ersichtlich, daß das Auslaßventil 1 beim Zwischenöffnen diesem Steuerkolbenhub mit größerem Hub A - B voreilt.

[0018] Beim Übergang von Phase A1 nach Phase A2 bewegt sich das Auslaßventil 1 wieder in Schließrichtung, wird dann aber schon nach kurzem Weg B - C durch die hydraulisch verblockte Steuereinrichtung 5 abgefangen. Fig. 3C zeigt diese Abfangposition C bei ansonsten gleichen Verhältnissen wie in Fig. 3B, welche Abfangposition C über den gesamten restlichen Kompressionstakt und folgenden Expansionstakt erhalten bleibt.

[0019] Erst dann, wenn am Ende des Expansionstaktes die nockenwellenseitige Steuerung des Auslaßventiles 1 über den zugehörigen Auslaßnocken wieder wirksam wird, erfolgt eine Aufhebung dieser vorherigen hydraulischen Verblockung der Steuereinrichtung 5, denn, sobald der Kipphebel 3 in Richtung



Auslaßventil öffnen" bewegt wird, hebt die Steuerbuchse 7 mit ihrem Einsatzstück 19 vom Anschlag 22 ab. Dadurch wird der Entlastungskanal 20 freigegeben und Druckmittel kann aus dem Druckraum 15 der nun nicht mehr verblockten Steuereinrichtung 5 abströmen und zwar unter der Einwirkung des vom Auslaßventil 1 in Richtung seiner eingefahrenen Grundposition gedrückten Steuerkolbens 6.

[0020] Sobald der Steuerkolben 6 voll eingerückt ist, wirkt die Steuereinrichtung 5 wieder nur als rein mechanischer Puffer am Kipphebel 3, über den dann in Phase A3 (siehe Diagramm gemäß Fig. 1) während des Ausschubtaktes beim Motorbremsen das Öffnen des Auslaßventiles 1 bis zum vollen Auslaßventilhub D - diese Position zeigt Fig. 3D -, dessen Halten und Wiederschließen gesteuert durch den zugehörigen Auslaßsteuernocken der Nockenwelle erfolgt.

[0021] Am Ende des Ausschubtaktes beim Motorbremsen nimmt der Kipphebel 3 mit der Steuereinrichtung 5 wieder die in Fig. 3A gezeigte Position ein, aus der der nächste Bremszyklus erfolgt.

[0022] Die Ausführungsform der Steuereinrichtung gemäß Fig. 4A - 4D kommt bei einem 4-Takt-Verbrennungsmotor zur Anwendung, von dessen untenliegender Nockenwelle aus die Betätigung eines Auslaßventiles 1 über eine Stößelstange 4 und einen nachfolgenden Kipphebel 3 erfolgt. Dabei ist die erfindungsgemäße Steuereinrichtung 5 im Raum zwischen Stößelstange 4 und Krafteinleitorgan 23 des Kipphebels 3 eingebaut wirksam. Diese Steuereinrichtung 5 ist in einer Aufnahmehülse 24 eingebaut, die in einer Gewindebohrung 25 des Zylinderkopfes 2 oder eines außen an diesen angebauten Bockes eingeschraubt ist. In der Durchgangsbohrung 26 der Aufnahmehülse 24 ist eine Steuerhülse 27 leckagearm koaxial verschiebbar eingebaut, die unten am oberen Ende der Stößelstange 4 abgestützt ist. Die Steuerhülse 27 weist eine Sacklochbohrung 28 auf, in der ein Steuerkolben 29 leckagearm koaxial verschiebbar eingebaut ist. Dieser ist oben an einem gelenkig mit dem Krafteinleitorgan 23 des Kipphebels 3 verbundenen Schubübertragungsteil 30 abgestützt und unten von einer in Richtung des letzteren wirkenden Druckfeder 31 beaufschlagt. Diese ist in dem unterhalb des Steuerkolbens 29 gegebenen Teil der Sacklochbohrung 28 und solchermaßen begrenzten Druckraum 32 eingebaut. Letzterer ist über einen zylinderkopf- bzw. bockinternen Speisekanal sowie einen aufnahmehülseninternen Speisekanal 34 und einen mit diesem kommunizierenden steuerhülseninternen Zufuhrkanal 33 mit Druckmittel, insbesondere Motoröl, bestimmten Druckes versorgt. Dabei verhindert ein in den Druckraum 32 eingebautes Rückschlagventil mit seinem federbelasteten Schließorgan 36 ein Rückströmen von Druckmittel aus dem Druckraum 32 in den Zufuhrkanal 35.

[0023] Nachfolgend ist anhand der Figurenfolge 4A - 4B - 4C - 4D auf einen vollständigen Zyklus des Motorbremsens mit dieser Steuereinrichtung 5 eingegangen.

[0024] Fig. 4A zeigt dabei das Auslaßventil 1 anfangs des Ansaugtaktes in Schließstellung A. Die Steuereinrichtung 5 wirkt dabei mit ihren Teilen 27, 29 innerhalb der Aufnahmehülse 24 als mechanischer Puffer, wobei der Steuerkolben 29 durch das am Kipphebel 3 angeschlossene Schubübertragungsteil 30 in eingefahrene Position gedrückt und die Steuerhülse 27 mit ihrem Bund 37 an eine aufnahmehülsenseitige Anschlagfläche 38 angedrückt ist. Ein eventuelles Ventilspiel wird durch teilweises Ausfahren des Steuerkolbens 29 überbrückt.

[0025] Fig. 4B zeigt die Verhältnisse in dem Moment, wenn das Auslaßventil 1 während des Motorbremsens beim abgasgegendruckbedingten Zwischenöffnen seinen Maximalhub B in Phase A1 (siehe Diagramm gemäß Fig. 1) erreicht hat. Bei diesem Zwischenöffnen des Auslaßventiles 1 hebt dieses von der Betätigungsfläche 39 am Kipphebel 3 ab und dieser wird über den aufgrund der auf ihn im Druckraum 32 wirkenden Kräfte ausrückenden Steuerkolben 29 nachgeführt. Bei diesem Ausfahren des Steuerkolbens 29 wird nach einem auf den Aufspringhub A - B des Auslaßventiles 1 abgestimmten Hubweg die Austrittsöffnung eines steuerkolbeninternen Entlastungskanales 40 durch Austauchen aus der steuerhülsenseitigen Sacklochbohrung 28 freigegeben und das druckrauminterne Druckmittel druckentlastet. Dieses Ausfahren des Steuerkolbens 29 bewirkt eine Vergrößerung des Druckraumvolumens, das durch Einleitung von Druckmittel aus dem Zufuhrkanal 35 aufgefüllt wird.

[0026] Zu Beginn der anschließenden Schließbewegung des Auslaßventiles 1 bei Übergang von Phase A1 nach Phase A2 wird über den entsprechend nachgeführten Kipphebel 3 und das Schubübertragungsteil 30 der Steuerkolben 29 wieder in Richtung seiner unausgefahrenen Grundstellung verschoben, solange, bis die Austrittsöffnung des Entlastungskanales 40 gerade wieder durch die Wand der steuerhülseninternen Sacklochbohrung 28 verschlossen ist. Dadurch ist der Druckraum 32 wieder abgesperrt, die Steuereinrichtung 5 ist hydraulisch blockiert und das Auslaßventil 1 bleibt in dieser der Teilöffnungsstellung C entsprechenden Lage abgefangen gehalten. Diese Verhältnisse sind aus Fig. 4C ersichtlich. Die dabei eingenommene Abfangposition C des Auslaßventiles 1 bleibt dann über den gesamten restlichen Kompressionstakt und folgendem Expansionstakt erhalten.

[0027] Am Ende des Expansionstaktes und im anschließenden Ausschubtakt wird die nockenwellenseitige Steuerung des Auslaßventiles 1 über den zugehörigen Auslaßventilnocken wieder wirksam, wobei das Auslaßventil 1 vom Auslaßnocken aus über die Stößelstange 4, die Steuerhülse 27 mit den darin nach wie vor hydraulisch blockierten Steuerkolben 29, das Schubübertragungsorgan 30 und den Kipphebel 3 in Richtung seiner Maximalöffnungsstellung D bewegt wird. Nach einem bestimmten, auf den Maximalöffnungshub A - D des Auslaßventiles 1 abgestimmten Hub der Steuerhülse 27 wird durch deren Austauchen aus der Aufnahmebohrung 36 der Aufnahmehülse 24 der Austrittsquerschnitt einer vom Druckraum 32 quer abgehenden Entlastungsbohrung 41 freigegeben - dies zeigt Fig. 4D -, was eine Aufhebung der hydraulischen Verblockung des Steuerkolbens 29 zur Folge hat, denn das im Druckraum 32 befindliche Druckmittel wird über die Entlastungsbohrung 41 ins Freie druckentlastet und vom nun nachrückfähigen Steuerkolben 29 auch volumenmäßig reduziert, solange, bisdieserseine vollständig eingefahrene Grundstellung eingenommen hat, welche bei Aufsitzen des Schubübertragungsteiles 30 an der Stirnseite 42 der Steuerhülse 27 gegeben ist.

[0028] Sobald der Steuerkolben 29 voll eingefahren ist, wirkt die Steuereinrichtung 5 wieder nur als rein mechanischer Puffer zwischen Stößelstange 4 und Schubübertragungsteil 30 am Kipphebel 3, über den dann in Phase A3 (siehe Diagramm gemäß Fig. 1) während des Ausschubtaktes beim Motorbremsen das Halten in Öffnungsstellung D und Wiederschließen des Auslaßventiles 1 von nockenwellenseitigen Auslaßnocken her gesteuert wird. Beim Schließen des Auslaßventiles 1 wird die Steuerhülse 27 wieder in die Aufnahmehülse 24 bis auf Anschlag zurückgedrückt, dabei auch die Entlastungsbohrung 41 wieder geschlossen und somit der Druckraum 32 wieder abgesperrt.

[0029] Am Ende des Ausschubtaktes beim Motorbremsen nehmen das Auslaßventil 1, der Kipphebel 3 und die Steuerhülse 27 der Steuereinrichtung 5 wieder die in Fig. 4A gezeigte Position ein, aus der der nächste Bremszyklus erfolgt.

[0030] Die Steuereinrichtung 5 ist so ausgelegt, daß das Auslaßventil 1 nach abgasgegendruckbedingtem Zwischenöffnen in einer Abfangposition C gehalten wird, deren Abstand zur Schließposition etwa 1/5 bis 1/20 des vollen nockenwellengesteuerten Auslaßventil-Öffnungshubes A - D beträgt.

[0031] Die Steuereinrichtung 5 hat jedoch auch generell den Vorteil, daß sie über ihre vorbeschriebene Funktion hinaus gleichzeitig auch als hydraulisches Ventilspielausgleichsorgan heranzuziehen ist. Dabei erfolgt der Ventilspielausgleich bei Auftreten eines Spiels im Ventilbetätigungsmechanismus durch entsprechende Druckmittelnachfüllung in den Druckraum 15 bzw. 32 der Steuervorrichtung 5 mit entsprechender Nachführung des Steuerkolbens 6 bzw. 29 in Richtung des zu beaufschlagenden Organes 1 bzw. 30.

Ansprüche

1. Verfahren zur Motorbremsung mit einem 4-Takt-Hubkolbenverbrennungsmotor, der je Zylinder wenigstens ein an ein Auslaßsystem angeschlossenes Auslaßventil aufweist, in welches Auslaßsystem eine Drosselvorrichtung eingebaut ist, die zur Motorbremsung so betätigt wird, daß die Abgasströmung gedrosselt und so stromauf der Drosselvorrichtung ein Druckanstieg im Abgas erzeugt wird, das nach einem Zwischenöffnen des Auslaßventiles in den Verbrennungsraum rückströmt und während des anschließenden Kompressionstaktes bei weiterhin teiloffengehaltenem Auslaßventil für eine erhöhte Motorbremsleistung sorgt, dadurch gekennzeichnet, daß beim Motorbremsen in ein Zwischenöffnen des Auslaßventiles (1), das bei in Drosselstellung befindlicher Drosselvorrichtung durch den im Abgas hervorgerufenen Druckanstieg bewirkt wird, steuerungstechnisch eingegriffen wird, in dem das nach Zwischenöffnung zum Schließen neigende Auslaßventil (1) zwangsweise durch eine nockenwellenfern in den Auslaßventilbetätigungsmechanismus eingebaute Steuereinrichtung (5) abgefangen am Schließen gehindert und dann längstens bis zur nockengesteuerten Auslaßventilöffnung teilweise offen gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Expansionstaktes, wenn die nockenwellenseitige Steuerung des Auslaßventiles (1) wieder wirksam wird, die Haltefunktion der vorher als hydraulisch gesperrter Puffer wirkenden Steuereinrichtung (5) aufgehoben und dann die Öffnung des Auslaßventiles (1) bis zu dessen vollem Hub, dessen Halten und Wiederschließen während des Ausschubtaktes durch den zugehörigen normalen Auslaßventilsteuernocken über den Auslaßventilbetätigungsmechanismus mit der dann darin nur noch als mechanischer Puffer wirkenden Steuereinrichtung (5) gesteuert wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (5) in einem zylinderkopfseitig gelagerten Kipphebel (3) eingebaut wirksam ist und aus einem in einer Bohrung (8) des Kipphebels (3) leckagearm axial zwischen zwei mechanisch durch Anschläge (9, 10) begrenzten Endstellungen beweglichen, vorn auf die hintere Stirnfläche (12) des Auslaßventilschaftes wirkenden und rückseitig durch eine Druckfeder (13) sowie hydraulisch beaufschlagten Steuerkolben (6) und einer in einen Gewindeabschnitt der selben Kipphebelbohrung (8) eingeschraubten Steuerbuchse (7) besteht, in deren nach vorn zum Steuerkolben (6) hin offenem Druckraum (15) die den Steuerkolben (6) beaufschlagende Druckfeder (13) sowie ein nur die Einleitung von Druckmittel aus einem Druckmittelzufuhrkanal (16) zulassendes Rückschlagventil mit einem druckfederbelasteten Schließorgan (17) eingebaut sind, welcher Druckmittelzufuhrkanal (16) über einen kipphebelinternen Speisekanal (18) mit Druckmittel versorgt wird, wobei vom Druckraum (15) aus durch die Steuerbuchse (7) zu deren oberem Ende ein Entlastungskanal (20) führt, dessen Austrittsöffnung während eines Bremsvorganges in der Abfang- und Haltephase der Steuervorrichtung (5) zwecks Aufbau und Halten des Druckmitteldruckes im Druckraum (15) und eines damit einhergehenden Ausfahrens und Halten des Steuerkolbens (6) in ausgefahrener Auslaßventil-Abfangposition (C) durch einen zylinderdeckelfest angeordneten Anschlag (22) verschlossen gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß während eines Bremsvorganges beim abgasgegendruckbedingten Zwischenöffnen des Auslaßventiles (1) der Steuerkolben (6) aufgrund der im Druckraum (15) wirkenden Kräfte - dem Auslaßventilschaft folgend - in seine ausgefahrene Endposition ausgeschoben und damit einhergehend der sich volumenmäßig vergrößernde Druckraum (15) mit Druckmittel aufgefüllt wird, somit der Steuerkolben (6) anschließend hydraulisch in Auslaßventil-Abfangposition (C) verblockt ist und in dieser das sich in Schließrichtung bewegende Auslaßventil (1) mit seiner Stirnfläche (11) abfängt und entsprechend offen hält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung des Steuerkolbens (6) aus seiner Auslaßventil-Abfangposition (C) in seine eingefahrene Grundstellung am Ende der Haltephase in der Weise erfolgt, daß bei nockenwellenseitig mit dem normalen Auslaßnocken direkt oder indirekt über eine Stößelstange (4) erfolgender Betätigung des Kipphebels (3) durch dessen Wegschwenken vom zylinderdeckelseitigen Anschlag (22) die Austrittsöffnung des steuerbuchseninternen Entlastungskanals (20) am oberen Ende der Steuerbuchse (7) freigegeben wird, somit das im Druckraum (15) befindliche Druckmittel druckentlastet und vom nun nachrückfähigen, nicht mehr mit dem Kipphebel (3) verblockten Steuerkolben (6) volumenentlastet wird, solange, bis dieser seine vollständig eingefahrene Grundstellung eingenommen hat.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, unter Anwendung bei einem Verbrennungsmotor mit untenliegender Nockenwelle, von der aus die Betätigung eines Auslaßventiles über eine Stößelstange und einen nachfolgenden Kipphebel erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (5) im Raum zwischen Stößelstange (4) und Krafteinleitorgan (23) des Kipphebels (3) in einer im bzw. am Zylinderkopf (2) angeordneten Aufnahmehülse (24) wirksam ist und aus einer in der Aufnahmehülse (24) leckagearm koaxial verschiebbaren, unten am oberen Ende der Stößelstange (4) abgestützten Steuerhülse (27) sowie einem in einer Sacklochbohrung (28) der Steuerhülse (27) leckagearm koaxial verschiebbar eingebauten Steuerkolben (29) besteht, der oben an einem gelenkig mit dem Krafteinleitorgan (23) des Kipphebels (3) verbundenen Schubübertragungsteil (30) abgestützt und unten von einer in Richtung des letzteren wirkenden Druckfeder (31) beaufschlagt ist, die in dem unterhalb des Steuerkolbens (29) gegebenen Teil der Sacklochbohrung (28) und solchermaßen begrenzten hydraulischen Druckraum (32) eingebaut ist, der über einen zylinderkopf- bzw. bockinternen Speisekanal (33) sowie einen aufnahmehülseninternen Speisekanal (34) und einen mit diesem kommunizierenden steuerhülseninternen Zufuhrkanal (35) mit Druckmittel, insbesondere Motoröl, versorgt ist, wobei ein in den Druckraum (32) eingebautes Rückschlagventil mit seinem federbelasteten Schließorgan (36) ein Rückströmen von Druckmittel aus dem Druckraum (32) in den Zufuhrkanal (35) verhindert.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß während eines Bremsvorganges beim abgasgegendruckbedingten Zwischenöffnen des Auslaßventiles (1) der Steuerkolben (29) aufgrund der im Druckraum (32) wirkenden Kräfte ausgefahren und dabei der Kipphebel (3) nachgeführt wird, wobei beim Ausfahren des Steuerkolbens (29) nach einem auf den Aufspringhub (A-B) des Auslaßventiles (1) abgestimmten Hubweg die Austrittsöffnung eines steuerkolbeninternen Entlastungskanals (40) durch Austauchen aus der steuerhülsenseitigen Sacklochbohrung (28) freigegeben und über diesen Entlastungskanal (40) das druckrauminterne Druckmittel druckentlastet wird und daß zu Beginn der anschließenden Schließbewegung des Auslaßventiles (1) über den entsprechend nachgeführten Kipphebel (3) und das Schubübertragungsteil (30) der Steuerkolben (29) wieder in Richtung seiner unausgefahrenen Grundstellung verschoben wird, solange, bis die Austrittsöffnung des Entlastungskanals (40) durch die Wand der Sacklochbohrung (28) wieder verschlossen ist, wodurch der Druckraum (32) wieder abgesperrt, damit die Steuereinrichtung (5) hydraulisch blockiert und das Auslaßventil (1) in der entsprechenden Teilöffnungsstellung (C) abgefangen gehalten bleibt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhebung der hydraulischen Verblockung des Steuerkolbens (29) in der Steuerhülse (27) und dessen Rückführung aus Auslaßventil-Abfangposition (C) in seine unausgefahrene Grundstellung (A) dann erfolgt, wenn bei nockenwellenseitig mit dem normalen Auslaßnocken erfolgender Betätigung der Stößelstange (4) und damit einhergehendem Hub der Steuerhülse (27) nach einem bestimmten, auf den Maximal-Öffnungshub (A - D) des Auslaßventiles (1) abgestimmten Hub der Steuerhülse (27) durch deren Austauchen aus der Aufnahmebohrung (28) der Aufnahmehülse (24) der Austrittsquerschnitt einer vom Druckraum (32) quer abgehenden Entlastungsbohrung (41) freigegeben wird, somit das im Druckraum (32) befindliche Druckmittel druckentlastet und vom nun nachrückfähigen Steuerkolben (29) volumenentlastet wird, solange, bis dieser seine vollständig eingefahrene Grundstellung eingenommen hat, welche bei Aufsitzen des Schubübertragungsteiles (30) an der Stirnseite (42) der Steuerhülse (27) gegeben ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (1) nach abgasgegendruckbewirktem Zwischenöffnen in einer Abfangposition (C) gehalten wird, deren Abstand zur Schließposition etwa 1/5 bis 1/20 des vollen nockenwellengesteuerten Auslaßventil-Öffnungshubes (A-D) beträgt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (5) auch als hydraulisches Ventilspielausgleichsorgan herangezogen wird, wobei ein im Ventilbetätigungsmechanismus auftretendes Spiel durch entsprechende Druckmittelnachfüllung in den Druckraum (15 bzw. 32) mit entsprechender Nachführung des Steuerkolbens (6 bzw. 29) in Richtung des zu beaufschlagenden Organes (1 bzw. 30) ausgeglichen wird.

Zeichnung