(57)【要約】【課題】シリンダ毎に１つの吸気弁と２つの排気弁２，３とを備えた４ストローク往復動機関のエンジン制御ブレーキ装置を改良して、エンジンブレーキ中に、排気弁２の所定の開放及び閉鎖が自動的に行われ、高いエンジンブレーキパワー得る。【解決手段】スロットル装置の上流でせき止められた排ガス中にエンジン内のブレーキ装置１１と協働する排ガス対抗圧力が形成されるように、エンジンブレーキを操作するスロットル装置１０が排ガス管路９内に組み込まれ、ブレーキ装置１１が２つの排気弁２，３のうちの一方２だけに配属され、他方３は従来通りに制御され、ブレーキ装置１０は、オイル圧で負荷された制御圧室３３から排気弁２に向かって押し付けられる弁ブリッジ２０内に組み込まれた制御ピストン３０を有し、制御圧室３３は、永久的な圧力オイル供給部に接続されていて、弁ブリッジ２０の運動若しくは位置に関連して放圧通路３７を介して遮断され放圧される。【選択図】図２
2005127329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４ストローク往復動機関のエンジン制御ブレーキ装置であって、各シリンダ（１）が少なくとも１つの吸気弁と、排ガス管路（９）に接続され、それぞれ１つの閉鎖ばね（２３，２４）によって閉鎖方向に負荷されている２つの排気弁（２，３）とを有しており、これらの排気弁（２，３）が、弁ブリッジ（２０）を介して及び、この弁ブリッジ（２０）に作用する、直接又は間接的にプッシュロッド（１２）を介して、カムシャフトによって制御されるロッカアーム（１３）によって操作可能であって、排ガス管路（９）内に、エンジンブレーキを操作するためのスロットル装置（１０）が組み込まれており、該スロットル装置（１０）によって、このスロットル装置（１０）の上流で堰き止められた排ガス内に、エンジン内部で特殊なブレーキ装置（１１）と協働してエンジンブレーキを生ぜしめる排ガス対抗圧力が形成されるようになっている形式のものにおいて、
エンジン内部のブレーキ装置（１１）は、各シリンダ（１）毎に２つの排気弁（２，３）のうちの一方の排気弁（２）にだけ配属されていて、これに対して他方の排気弁（３）は従来通りに働くようになっており、エンジン内部のブレーキ装置（１１）は制御ピストン（３０）を有していて、この制御ピストン（３０）に排気弁（２）のシャフト（２１）が支えられており、該制御ピストン（３０）は弁ブリッジ（２０）の盲孔（３１）内で軸方向可動にガイドされて受容されていて、かつ高圧オイルが供給される制御圧室（３３）から、場合によっては付加的な制御ばね（３２）によって排気弁のシャフト（２１）に向かって押し付けられており、この場合、制御圧室（３３）への高圧オイル供給が、ロッカアーム内部に形成された通路（３４）と連通する弁ブリッジ内部の通路（３５）を介して行われるようになっており、該弁ブリッジ内部の通路（３５）内に、制御圧室（３３）に向かう方向での貫流だけを許容する逆止弁（３６）が組み込まれており、制御圧室（３３）から放圧通路（３７）が分岐しており、この放圧通路（３７）は、弁ブリッジ（２０）の上側（３８）に開口していて、この放圧通路（３７）の出口開口（３９）が、弁ブリッジ（２０）のためのストッパを同時に形成する対抗ホルダ（４０）によって閉鎖可能であるか、若しくは弁ブリッジ（２０）が持ち上がった後で制御圧室（３３）を放圧するために開放可能となっており、前記排気弁（２）に配属された閉鎖ばね（２３）のプレロード力（Ｆ１）は、エンジンブレーキ作動中に、絞り位置にあるスロットル装置（１０）において、排ガスが堰き止められた状態でスロットル装置（１０）内に作用する圧力脈動と協働して発生する排ガス対抗圧力（Ｐ２）に基づいて、排気弁（２）の中間開放が得られるように設計されており、この中間開放状態において各４ストロークのエンジンサイクル中に、エンジン内部のブレーキ装置（１１）によって制御技術的かつ自動的に次のように作動せしめられるようになっている、つまり、中間開放後で第２ストロークの開始時に、閉鎖しようとする排気弁（２）がオイル圧で負荷された追従運動する制御ピストン（３０）によって止められて、第２及び第３ストローク中に閉鎖が阻止され、かつ第４ストロークの開始時に行われるカムシャフト制御された開放まで部分的に開放維持されるように、作動せしめられるようになっており、この際に、排ガス対抗圧力Ｐ２がスロットル装置（１０）の閉鎖位置において最大となり、場合によっては制御されかつ／又は調整されたスロットル装置（１０）の開放によって低下せしめられ、それによってエンジンブレーキパワーを低下させ、かつ／又はエンジン内部の構成部材の温度を低下させるようになっており、オイル供給通路（３４，３５）の横断面と、制御圧力室（３３）に供給されたオイルの圧力とは、排気弁（２）の中間開放中に追従運動する制御ピストン（３０）に基づいて容積が増大する制御圧室（３３）が少なくともほぼ完全に高圧オイルで満たされ、次いで中間開放ストロークの終わりに向かって、止められた部分開放位置で排気弁（２）が保持されるように、互いに合わせられていることを特徴とする、４ストローク往復動機関のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項２】
エンジン内部のブレーキ装置（１１）の制御ピストンが、弁ブリッジ内部の盲穴（３１）内で、２つのストッパ（４２，４３）間で漏れが発生しないようにストローク制限されて可動である、請求項１記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項３】
制御ピストン（３０）のための侵入した上側の基本位置を規定する上側のストッパ（４２）が、盲穴（３１）の直径の異なる２つの区分間の移行部におけるショルダ面によって形成されており、直径の大きい方の区分が制御ピストン（３０）を受容していて、直径の小さい方の区分が制御圧室（３３）を形成し、かつ制御圧ばね（３２）を受容している、請求項２記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項４】
制御ピストン（３０）の侵入した上側の基本位置を規定する上側のストッパ（４２）が、弁ブリッジ（２０）に形成された盲穴（３１）の底部（４６）によって形成されており、この盲穴（３１）が制御圧室（３３）を形成し、かつ制御圧ばね（３２）を受容しており、この場合、制御ピストン（３０）の後ろ面に中央ピン（４７）が配置されていて、この中央ピン（４７）の後ろ側の端面（４８）で、制御ピストン（３０）は盲穴（３１）の底部（４６）に当接しており、この盲穴（３１）の底部（４６）から放圧孔（３７）が延びていて、それによってピン（４７）は次のような付加的な機能を満たすようになっている、つまり、それぞれ第４のエンジンストロークにおいて、カムシャフト制御された、弁ブリッジ（２０）の開放ストローク運動の開始直後、及びこれに伴って弁ブリッジ（２０）が対抗ホルダ（４０）から持ち上がった直後に、基本位置に直ちに戻り移動せしめられた制御ピストン（３０）のピン（４７）によって放圧通路（３７）が再び閉鎖され、それによって制御圧室（３３）内のオイル損失が制限され、かつ制御圧室（３３）内に残存する高圧のオイル圧が維持されることによって、制御圧室（３３）の圧力軽減を生ぜしめる高圧オイルの噴射が放圧通路（３７）を介して量的に制限される、という付加的な機能を満たすようになっていることを特徴とする、エンジン制御ブレーキ装置。
【請求項５】
制御ピストン（３０）の、最も大きく引き出された退出位置を規定する下側のストッパ（４３）が横方向ピン（５０）によって実現されており、該横方向ピン（５０）が、弁ブリッジ（２０）に形成された横方向孔（５１）内に押し込まれ、さらに盲穴（３１）の内法横断面を越えて盲穴（３１）内に突き出していて、それによって制御ピストン（３０）に設けられた外側の凹部（５２）内に係合し、この外側の凹部（５２）の上側の制限壁部が、制御ピストン（３０）の引き出しストロークを制限するストッパ（４３）として用いられている、請求項２記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項６】
制御ピストン（３０）が前側に盲穴（４１）を有しており、該盲穴（４１）によって、制御ピストン（３０）は所属の排気弁（２）のシャフト（２１）の上端部を遊びを保ってキャップ状に覆っている、請求項１記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項７】
制御圧ばね（３２）の一端部が、制御ピストン（３０）の後ろ側に形成された盲穴（４１）の底部（４５）で支えられていて、制御圧ばね（３２）の他端部が、制御ピストン（３０）を受容する盲穴（３１）の底部（４６）に支えられている、請求項１記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項８】
制御圧ばね（３２）が、一方では制御ピストン（３０）に設けられた中央ピン（４７）によってセンタリングされ、かつ制御ピストン（３０）の環状のショルダ面（４９）で支えられていて、他方では、制御ピストン（３０）を受容する盲穴（３１）の底部（４６）で支えられている、請求項４記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項９】
弁ブリッジ（２０）の対抗ホルダ（４０）が、シリンダカバー（７）内で、例えばカウンタナット（５３）によって固定され、かつストッパ位置が調節可能なセットスクリュー（５４）によって形成されている、請求項１記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項１０】
ロッカアーム（１３）のオイル供給通路（３４）の横断面が、このオイル供給通路（３４）に接続された、弁ブリッジ（２０）のオイル供給通路（３５）と同じか又はこれよりも大きい、請求項１記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項１１】
逆止弁（３６）が制御機構として球（５５）を有していて、所属の弁座が、直径の異なるオイル供給通路区分（５７，５８）間の球状の移行面（５６）によって形成されており、この場合、球（５５）が直径の大きいオイル供給区分（５８）内に配置されていて、このオイル供給区分（５８）において開放ストロークがストッパ（５９）によって制限されている、請求項１記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項１２】
逆止弁の球（５５）の開放ストロークを制限するストッパ（５９）が、オイル供給通路区分（５８）を横方向で貫通して、弁ブリッジ（２０）内の横方向孔（６０）内に押し込まれているストッパピンによって形成されている、請求項１１記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項１３】
逆止弁（３６）の領域内における、弁ブリッジ（２０）内部のオイル供給通路（３５）の最小横断面が、オイル供給通路区分（５８）内の球（５５）の周囲の環状ギャップの領域内に形成されている、請求項１１記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項１４】
放圧通路（３７）が、盲穴（３１）の底部（４６）から軸方向で弁ブリッジ（２０）の上側（３８）に通じる絞り孔によって形成されており、該絞り孔の直径が、弁ブリッジ（２０）内のオイル供給通路（３５）の最小横断面よりも著しく小さい、請求項１記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項１５】
排気弁（２）の弁ばね（２３）の有効プレロード力Ｆ１が、制御ピストン（３０）を介して排気弁（２）に作用する制御圧ばね（３２）の有効プレロード力よりも大きい、請求項１記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項１６】
エンジン内部のブレーキ装置（１１）の構成部材と、制御圧室（３３）に供給された高圧オイルのオイル圧とは、排気弁（２）がエンジンブレーキ中に、その排ガス対抗圧力として働く中間開放後に位置Ｃで止められ、この位置Ｃの、排気弁（２）の閉鎖位置に対する間隔が、完全な排気弁開放ストローク（Ａ→Ｄ）の約１／５〜１／２０となるように、設計されている、請求項１記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項１７】
スロットル装置（１０）が内燃機関の排ガス管路（９）内で、空間的に排ガスターボチャージャーのタービンの前に配置されている、請求項１記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項１８】
スロットル装置（１０）によって遮断可能な、排ガス管路（９）の区分（６１）の容積は、スロットル装置（１０）が、単数又は複数のまとめられた排気マニホールドの、できるだけエンジンに近い出口に、かつ空間的に排ガスターボチャージャーのタービンの前に配置されるように、できるだけ小さく選定されている、請求項１又は１７記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【請求項１９】
エンジンブレーキ運転中に最大に対してできるだけわずかなブレーキパワーを生ぜしめるために、かつ／又はエンジン内部の構成部材の加熱に対抗するために、スロットル装置（１０）の制御が、所定時間間隔に関連して又は測定された構成部材温度に関連して、及び／又はエンジンを有する車両の運転から得られる規定に基づいて行われ、車両エンジンの場合、車両のすべてのブレーキの作動を最適に調整する電子制御式のブレーキングプログラムに関連付ける、請求項１記載のエンジン制御ブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載した形式の４ストローク往復動燃機関のエンジン制御ブレーキ装置（Motorstaubremsevorrichtung）に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、ヨーロッパ特許第０７３６６７２号明細書から出発する。この明細書は、排気弁に配属されたエンジン内部のブレーキ装置を有する４ストローク往復動機関でエンジンブレーキを実施する方法に関する。これに関連した排気弁は、直接的に又はプッシュロッドを介して操作可能なロッカアームを介して制御可能である。ブレーキ装置の部分は、ロッカアームに組み込まれたものとして又はプッシュロッドの領域内に組み込まれたものとして開示されている。しかしながら２つ以上の弁を有するエンジンのための解決策は提供されていない。
【特許文献１】ヨーロッパ特許第０７３６６７２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで本発明の課題は、各シリンダ毎に少なくとも１つの吸気弁と２つの排気弁とを備えた４ストローク往復動機関のためのエンジン制御ブレーキ装置で、前記ヨーロッパ特許第０７３６６７２号明細書に記載された方法と同様のエンジンブレーキ法を可能にするものを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、請求項１に記載した特徴を有する本発明のエンジン制御ブレーキ装置によって解決された。
【０００５】
本発明の重要な基準は、エンジン内部のブレーキ装置が各シリンダの２つの排気弁に配属されている（スペース的な理由による実現が困難である）のではなく、最初から、エンジン内部のブレーキ装置は２つの排気弁のうちの一方にだけ接続されて各シリンダが有効となり、これに対して他方の排気弁は通常形式若しくは従来形式で操作可能に設計されているという点である。
【０００６】
この重要な特徴に対して、本発明のその他の特徴は従属するものである。何故ならば、その他の特徴は、１つの排気弁だけにおいてエンジン内部のブレーキ装置が有効となることを目的としているからである。
【０００７】
本発明の請求項１に記載した排気装置によれば、エンジン内部のブレーキ装置が制御ピストンを有していて、この制御ピストンに排気弁のシャフトが支えられている。この制御ピストンは弁ブリッジの盲孔内で軸方向可動にガイドされて受容されていて、かつ高圧オイルが供給される制御圧室から、場合によっては付加的な制御ばねによって排気弁のシャフトに向かって押し付けられている。制御圧室への高圧オイル供給は、ロッカアーム内部に形成された通路と連通する弁ブリッジ内部の通路を介して行われるようになっており、該弁ブリッジ内部の通路内に、制御圧室に向かう方向での貫流だけを許容する逆止弁が組み込まれている。制御圧室から放圧通路が分岐しており、この放圧通路は、弁ブリッジの上側に開口していて、この放圧通路の出口開口が弁ブリッジのためのストッパを同時に形成する対抗ホルダによって閉鎖可能であるか、若しくは弁ブリッジが持ち上がった後で制御圧室を放圧するために開放可能となっている。前記排気弁に配属された閉鎖ばねのプレロード力は、エンジンブレーキ作動中に、絞り位置にあるスロットル装置において、排ガスが堰き止められた状態でスロットル装置内に作用する圧力脈動と協働して発生する排ガス対抗圧力に基づいて、排気弁の中間開放が得られるように設計されている。この中間開放状態において各４ストロークのエンジンサイクル中に、エンジン内部のブレーキ装置によって制御技術的かつ自動的に次のように作用する。つまり、中間開放後で第２ストロークの開始時に、閉鎖しようとする排気弁が、オイル圧で負荷されかつ場合によっては制御圧でも負荷される、追従運動を行う制御ピストンによって止められて、第２及び第３ストローク中に閉鎖が阻止され、かつ第４ストロークの開始時に行われるカムシャフト制御された開放まで部分的に開放維持されるように、作用する。排ガス対抗圧力は、スロットル装置の閉鎖位置において最大であるが、場合によっては、制御されかつ／又は調整されたスロットル装置の開放によって低下せしめられ、それによってエンジンブレーキパワーを低下させ、かつ／又はエンジン内部の構成部材の温度を低下させるようになっている。オイル供給通路の横断面と、制御圧力室に供給されたオイルの圧力とは、排気弁の中間開放中に追従運動する制御ピストンに基づいて容積が増大する制御圧室が少なくともほぼ完全に圧力オイルで満たされ、次いで中間開放ストロークの終わりに向かって、止められた部分開放位置で排気弁が保持されるように、互いに合わせられている。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、本発明によるエンジン制御ブレーキ装置は、安価に製作可能な少数の構成部材によって実現することができる。エンジンブレーキは、外部から作用を及ぼすことなしに、遮断された排ガス管路内における排ガス対抗圧力に基づいてのみ、自動的にかつ自己制御式に行うことができ、非常に高いエンジンブレーキパワーをもたらすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明の解決策を図示の実施例を用いて詳しく説明する。
【００１０】
図１には、各シリンダ１毎に少なくとも１つの吸気弁（図示せず）と２つの排気弁２，３とを有する４ストローク往復動機関の部分的な断面図が示されている。符号４でシリンダ１の構造空間が示され、符号５でシリンダ１内で作業するピストンが示され、符号６でシリンダヘッド、また符号７でシリンダカバーが示されている。シリンダ１の排気ポート８は、単数又は複数の排気マニホールド内に開口していて、この排気マニホールドと共に排ガス導管９の一部を形成している。排ガス導管９内で、できるだけエンジンの近くにスロットル装置１０が組み込まれている。このスロットル装置１０は、例えばスロットルバルブ又はディスクバルブ又はシフトバルブによって形成されていてよい。スロットル装置１０は、その制御及び／又は調整機構（後で詳しく説明されている）を含んで、本発明によるエンジン制御ブレーキ装置（Motorstaubremsevorrichtung）の一部を形成していて、エンジンブレーキ過程中に排ガス管路を少なくとも部分的に遮断するために、及びひいては上流側で排ガスの堰き止めを発生させるために用いられる。エンジン制御ブレーキ装置のその他の部分は、同様に以下に詳しく説明されている本発明の構造形式によるエンジン内部に設けられたブレーキ装置１１の一部である。吸気弁及び排気弁は（図示していない）カムシャフトによって制御可能である。カムシャフトが上に位置すると、カムシャフトはロッカアームに直接作用する。図２には、シリンダの２つの排気弁の制御範囲内でカムシャフトが下に位置しているバージョンが示されている。カムシャフトで支持されている図示のプッシュロッド１２は、ロッカアーム１３に作用する。ロッカアーム１３は、シリンダヘッド６において軸受ブロック１４内で、滑り軸受１６を備えた軸受ピン１５に回転可能に支承されている。ロッカアーム１３は、例えばナット１７によって固定され、かつ自由端部が球継ぎ手状に枢着された支持セグメント１９を備えた調節可能なねじ山付きピン１８を介して、弁ブリッジ２０に作用する。この弁ブリッジ２０は、互いに軸平行に配置されたシリンダ１の２つの排気弁２，３を制御するために用いられる。各排気弁２，３は、そのシャフト２１若しくは２２で以てシリンダヘッド６内に軸方向可動に支承されていて、閉鎖ばね２３若しくは２４（一方ではシリンダヘッド面２５若しくは２６に、他方では排気弁シャフト２１若しくは２２に固定されたばね受け２７若しくは２８に支えられている）によって、所定のばね力Ｆ１で閉鎖方向に負荷されている。２つの閉鎖ばね２３若しくは２４はそれぞれ、１つのコイルばね又は互いに同軸的に配置された２つのコイルばねによって得られる。
【００１１】
本発明による基準に従って、エンジン内のブレーキ装置１１は、各シリンダ１毎に２つの排気弁２，３のうちの一方（２）だけに配属されていて、他方の排気弁３は、通常のように若しくは従来のように作用し、かつ操作されるようになっており、従って従来形式で、そのシャフトの上端部が弁ブリッジ２０の下側２９で支えられていてもよい。
【００１２】
排気弁２に配属されたエンジン内のブレーキ装置１１は、本発明によれば制御ピストン３０より成っており、この制御ピストン３０に、排気弁２のシャフト２１の上端部が支えられている。制御ピストン３０は、弁ブリッジ２０に形成された盲穴（袋穴）３１内で漏れがないように軸方向に可動にガイドされ受容されていて、高圧オイルが供給される制御圧室３３によって、並びに場合によっては付加的な制御圧ばね３２によって排気弁シャフト２１に向かって押圧されている。制御圧室３３への高圧オイル供給は、ロッカアーム１３内に、及びその支持セグメント１９を備えたねじ山付きピン１８内に形成されたオイル供給通路３４を介して、並びにこのオイル供給通路３４に連通する、弁ブリッジ２０内のオイル供給通路３５を介して行われる。弁ブリッジ内部のオイル供給通路３５内に、制御圧室３３に向かう方向でのみオイルの貫流を許容する逆止弁３６が組み込まれている。ロッカアーム１３への高圧オイル供給は、外部から、ロッカアーム軸受ピン１５内に形成された通路に通じる流入管路、及び滑り軸受１６内の通路を介して行われるか、又はプッシュロッド１２に通じる流入管路、並びにロッカアーム内部のオイル供給通路３４と連通するプッシュロッド内部の通路を介して行われる。
【００１３】
制御圧室３３から放圧通路３７が分岐しており、この放圧通路３７は弁ブリッジ２０の上側３８に開口していて、ここに設けられた出口開口３９は、同時に弁ブリッジ２０のためのストッパを形成する対抗ホルダ４０によって閉鎖可能であるか、若しくは制御圧室３３の放圧のために弁ブリッジ２０を持ち上げた後で開放可能である。
【００１４】
内燃機関の通常の運転条件下において、つまりエンジンブレーキが始動されない場合、シリンダ１の２つの排気弁２，３は弁ブリッジ２０を介して同期的に操作される。つまり各４ストローク・サイクル内で第３ストローク（膨張ストローク）の最期に開放し、第４ストローク（掃気ストローク）中に開放維持され、次のストローク（吸気ストローク）の開始に向かって再び閉鎖される。
【００１５】
本発明による排気ブレーキにおいては、各排気弁２の、エンジン内のブレーキ装置１１が配属されている閉鎖ばね２３のプレロード力（ばね力、付勢力）Ｆ１は、エンジンブレーキ中に、絞り位置にあるスロットル装置１０において、堰き止められた排ガス内で発生する脈動圧力と協働して発生する排ガス対抗圧力Ｐ２に基づいて、当該の排気弁２の中間開放が各４ストローク・サイクルの第１ストローク（吸気ストローク）の終わりに調節される（図９参照）ように、設計されている。この排気弁２の中間開放において、エンジン内のエンジンブレーキ装置１１によって本発明に従って制御技術的かつ自動的に次のように、つまり中間開放後に第２ストローク（圧縮ストローク）の開始時に閉鎖しようとする排気弁２が止められ、閉鎖時における第２ストローク及び第３ストローク中に妨げられ、第４ストロークの開始時に行われるカムシャフト制御による開放まで部分的に開放状態に維持されるように、作動される。エンジン内のエンジンブレーキ装置１１内での正確なプロセス（作業経過）については後述されている。
【００１６】
排ガス対抗圧力Ｐ２は、閉鎖位置にあるスロットル装置１０においてエンジンブレーキ中に最大となる。しかしながら、エンジンブレーキ中に有効な排ガス圧力Ｐ２を、スロットル装置１０をその閉鎖位置から制御しかつ／又は調整して開放することによって小さくし、それによって、エンジンブレーキパワー及び／又はエンジン内部に設けられた構成部材の温度を所望に低下させて、過熱及び／又はコークス化を避けるようにすれば有利である。
【００１７】
さらにまた、エンジン内部のブレーキ装置１１内で本発明に従って、オイル供給通路３４，３５の横断面と、このオイル供給通路内並びに制御圧室３３内に作用するオイル圧とは、次のように互いに合わされている。つまり、エンジンブレーキ作動時における排気弁２の前記中間開放中に、追従運動する制御ピストン３０に基づいて容積が増大する制御圧室３３が少なくともほぼ完全に高圧オイルで満たされ、次いで中間開放ストロークの最期に向かって、制御圧室３３によってオイル側でブロックされた制御ピストン３０を介して、排気弁２が止められた部分開放位置で確実に保持されるように、互いに合わされている。
【００１８】
以下に、本発明による解決策の詳細及び変化実施例について説明する。
【００１９】
エンジン内のブレーキ装置１１の制御ピストン３０は、排気弁２に向かって前方に、盲穴４１を有しており、この盲穴４１によって、制御ピストン３０は、排気弁シャフト２１の上端部をキャップ状に遊びを保って覆い、このようにして排気弁２に連結されている。制御ピストン３０は、２つのストッパ間で弁ブリッジ内に設けられた盲穴３１内でストロークを制限されて移動可能である。この場合、図３〜図５に示した実施例の場合には、基本位置を規定する上側のストッパ４２は、盲穴３１の直径の異なる２つの区分間の移行部における環状のショルダ面によって与えられ、この場合、直径の大きい方の区分は、制御ピストン３０を受容し、直径の小さい方の区分は制御圧室３３を形成し、しかも制御圧ばね３２を側方でガイドしながら受容している。この実施例では制御圧ばね３２は、制御ピストン３０内の後ろの盲穴４４内でセンタリングされて受容されていて、その底部４５で支えられている。制御圧ばね３２の他端部は弁ブリッジ内に設けられた盲穴３１の底部４６で支えられている。これに対して、図６〜図８に示した実施例では、制御ピストンの侵入した基本位置を規定する、上側のストッパ４２は、弁ブリッジ内に設けられた盲穴の底部４６によって形成されている。この場合、制御ピストン３０の後ろ側に同軸的なピン４７が配置されており、このピン４７の後ろの端面４８で以て、ピン４７は盲穴３１の底部４６に当接する。この底部４６の有利には中央から放圧通路３７が延びており、それによってピン４７は補助機能も満たすことができる。つまり、各４エンジンストロークにおいて、弁ブリッジ２０のカムシャフト制御式の開放ストローク運動の開始直後に、及びこれによってピン４７が対抗ホルダ４０から持ち上がった直後に、制御圧室３３の放圧を生ぜしめる、放圧通路３７を介しての高圧オイルの噴射が量的に制限される。何故ならば、放圧通路３７は、その基本位置に直ちに戻る制御ピストン３０のピン４７によって、内側から再び閉鎖されるからである。これは、制御圧室３３内のオイル損失を制限し、制御圧室３３内に残存する高いオイル圧力を確保する。制御圧ばね３２は、この場合制御ピストン３０の環状のショルダ面４９で支えられ、その同軸的なピン４７によってセンタリングされている。
【００２０】
制御ピストンの最も大きく引き出された退出位置に存在する下側のストッパ４３は、図３〜図５に示した実施例及び図６〜図８に示した実施例で同じであって、例えば横方向ピン５０によって実現されており、この横方向ピン５０は、弁ブリッジ２０の横方向孔５１内に押し込まれており、盲穴３１の内法横断面を側方で越えて突き出していて、ここで制御ピストン３０の外側の凹部５２内に侵入しており、この凹部５２の上側の制限壁はストッパ４３として、横方向ピン５０と協働して、制御ピストン３０の退出ストロークを制限する。
【００２１】
弁ブリッジ２０のための対抗ホルダ４０は、シリンダカバー７内の例えばカウンタナットによって固定され、かつそのストッパ位置に関連して調節可能なセットスクリュー５４によって形成されている。これによって出口側で遮断可能又は開放可能な放圧通路３７は、有利な形式で盲穴３１によって弁ブリッジ２０の表面３８に対して同軸的にガイドされた絞り孔によって形成されていて、この絞り穴の直径は、弁ブリッジ内のオイル供給通路３５の最小横断面よりも著しく小さい。
【００２２】
逆止弁３６は制御機構として球５５を有していて、所属の弁座は、直径の異なる２つのオイル供給通路区分５７，５８間の円錐形の移行面５６によって形成されており、この場合、球５５は著尾経緯の大きいオイル供給通路区分５８内に配置されていて、その開放ストロークはストッパ５９によって制限されている。逆止弁の球５５のストロークを制限するために、例えばオイル供給通路区分５８を横方向に貫通して、弁ブリッジの横方向孔５０内に押し込まれたストッパピンが設けられている。
【００２３】
ロッカアーム１３内のオイル供給通路３４の横断面は、このオイル供給通路３４に接続された、弁ブリッジ２０内のオイル供給通路３５の横断面と同じか又はこれよりも大きい。オイル供給通路３５の最小横断面は、弁ブリッジ２０の内部の逆止弁３６の領域内において、オイル供給通路区分５８内の球５５の周の環状ギャップによって形成されている。一般的に、逆止弁３６は、制御圧室３３のできるだけ近くに位置決めされるべきである。
【００２４】
排気弁２の閉鎖ばね２３の有効なプレロード力Ｆ１は、弁ブリッジ内部の制御圧ばね３２の有効なプレロード力よりも大きい。本発明によるエンジン制御ブレーキ装置の理論的なバックグラウンドは、実施例の説明の最期に記載されている。
【００２５】
一般的に、エンジン内のブレーキ装置１１の構成部材及び、制御圧室３３に供給されたオイルの圧力は、排気弁２がエンジンブレーキ作動中にその排ガス対抗圧を作用させる中間開放後に、位置Ｃ（図９参照）における開放位置Ｂ（図９参照）まで、止め可能及び保持可能であって、排気弁の閉鎖位置に対するその間隔は、全排気弁ストロークｈｍａｘ＝Ａ→Ｄ（図９参照）の約１／５〜１／２０である。
【００２６】
内燃機関はターボチャージャー（排気タービン過給器）を有しており、スロットル装置１０は、排ガス管路９内で流れ方向で見て、ターボチャージャーのタービンのできるだけ前に配置する必要がある。一般的に、スロットル装置１０によって遮断可能な排ガス管路９の区分６１の容積はできるだけ小さく選定されるべきである。つまりスロットル装置１０はできるだけエンジンの近くで、例えば単数又は複数のまとめられた排気マニホールドの出口に、かつ空間的にターボチャージャーのタービンの前に配置されるように選定されるべきである。
【００２７】
スロットル装置１０の制御は、同様に図１に概略的に示されているように実現することができる。スロットル装置１０は、スロットルバルブによって形成されており、このスロットルバルブは、排ガス管路９内に組み込まれていて、その軸６２で回転可能若しくは旋回可能に支承されている。スロットルバルブ１０を調節若しくは調整するためにサーボモータ６３が用いられる。このサーボモータ６３は、電動モータ或いは、液圧式又は空圧式に操作可能な作動シリンダによって実現される。図示の実施例では、サーボモータ６３は空圧式に操作可能な作動シリンダによって実現され、この作動シリンダに、圧縮空気供給装置６４に接続された圧縮空気導管６５を介して圧縮空気が供給される。サーボモータ６３に導管部分６６が配属されており、この導管部分６６は、図示の実施例では電磁式の遮断／貫流弁６７と、この遮断／貫流弁６７を操作するための電気式の切換機構６８とから成っている。この導管部分６６は、制御ライン６９を介して電子式の制御及び／又は調整ユニットから命令を受けるようになっている。符号７１で圧力センサが示されており、この圧力センサは、排ガス圧力を流れ方向で見てスロットルバルブ１０の前で検出する。圧力センサ７１の代わりに、又はこの圧力センサ７１に加えて、温度センサ７２を設けてもよい。この温度センサ７２は、排ガス温度を流れ方向で見てスロットルバルブ１０の前で検出する。この圧力及び／又は温度測定信号、場合によっては内燃機関の回転数信号ｎＭ及び、温度を監視しようとするエンジン内部の構成部分例えば噴射ノズルの温度測定信号ｔＢも、信号ライン７３，７４，７５を介して制御及び／又は調整ユニット７０に供給され、この制御及び／又は調整ユニット７０からスロットルバルブ１０を操作するためのベースとして導き出される。制御及び／又は調整ユニット７０は、例えば入力及び出力周辺機器、マイクロプロセッサ並びにデータ及びプログラムメモリーより成っている。これらの構造群はデータバスシステムを介して互いに接続されている。データメモリーに、内燃機関の運転制御（トラクション運転においてもまた制動運転においても）のための特性マップ及び運転データがファイルされている。それによって制御及び／又は調整ユニット７０は、プログラムメモリー内に記憶されたプログラム毎に、特性マップ及び運転データを用いて内燃機関の運転を調整する。これは、スロットルバルブ１０の開放／閉鎖調節によって、又はスロットルバルブ１０の微妙な調節若しくは調整によって、エンジンブレーキ作動中に行われる。制御及び／又は調整ユニット７０はその命令を、ライン６９を介して切換機構６８に伝達する。切換機構６８は切換ライン７６，７７を介して遮断／貫流弁６７に接続されている。エンジンブレーキ作動中に、最大ブレーキパワーに対してできるだけ小さいブレーキパワーを発生させるために、又はエンジン内部の構成部分の過熱ができるだけ生じないように若しくは過熱を防止するために、例えばデータによって予め与えられた時間間隔に基づいて、又は測定された構成部材温度及び／又はその他の規定（例えばエンジンを有する車両運転による）に基づいて、スロットル装置１０は相応に調節若しくは調整される。このブレーキパワーの調整は、自動車特に商用車両例えばトラック又はバスに組み込まれた内燃機関の場合には、電子制御式のブレーキプログラミングに関連付けられている。このブレーキプログラミングは、車両に設けられたすべてのブレーキ（運転ブレーキ、リターダ、エンジンブレーキ）の作動を最適に調整する。
【００２８】
以下に、エンジンブレーキ運転中の本発明によるエンジン制御ブレーキ装置の部分の協働作業について詳しく説明する。
【００２９】
エンジンブレーキ動作が開始されると、スロットル装置１０が制御及び／又は調整ユニット７０の命令によって閉鎖位置にもたらされ、それによってスロットル装置１０の上流に相応の排ガス圧力を有する圧力上昇が得られる。この場合、隣接するシリンダ１の排ガスが押し出される際に発生する圧力波が、定常の排ガス圧力に重ね合わされ、正の圧力差に従って、エンジン内部のブレーキ装置１１に配属された各排気弁２の、第１ストロークの最期（吸気ストローク）において調節される中間開放を生ぜしめる（図９の線図の段階Ａ１参照）。カムシャフトの制御とは無関係に行われるこの排気弁中間開放において、ブレーキ運転中に本発明による制御技術的な自動運転が作動せしめられる。この場合、中間開放後にその閉鎖ばね２３の作用下で、閉鎖しようとする排気弁２が再び強制的に、所属のエンジン内部のブレーキ装置１１によって止められ、次いでこのブレーキ装置１１によって、全圧縮ストローク並びに膨張ストロークに亘って部分的に開放された止め位置で保持される（図９の線図の段階Ａ２参照）。この場合、エンジン内部のブレーキ装置は次のようなプロセスを実施する。
【００３０】
第１ストローク（吸気ストローク）の開始時に、排気弁２は閉鎖位置Ａにある。エンジン内部のブレーキ装置１１の制御ピストン３０は、盲穴３１内でストッパに当て付けられ、機械式の緩衝手段として作用し、この場合、制御ピストン３０は、閉じられた排気弁２によって、この侵入した位置に押し付けられている。
【００３１】
第１ストロークの最期に、排ガス対抗圧として作用する、排ガス弁２の中間開放が得られる。この中間開放は、段階Ａ１の最期に弁ストロークＡ→Ｂ（図９の線図参照）を有している。中間開放された排気弁２の開放運動に追従して、制御ピストン３０が、制御圧室３３内の油圧及び場合によっては存在する制御圧ばね３２のばね力によって運動させられ、ストッパによって制限された最も外側の止め位置に移動せしめられる。制御ピストン３０のこのような退出運動に伴って、制御圧室３３の容積が増大され、この容積増大された制御圧室３３にオイル供給通路３４，３５を介して高圧オイルが直ちに充填される。この場合、制御圧室３３が完全に充填されてから（逆止弁３６が遮断されているために、また対抗ホルダ４０によって放圧通路３７が遮断されているために）、制御ピストン３０はその最初の止め位置において液圧式に弁ブリッジ２０内でロックされる。中間開放時に、排気弁２は、より大きいストロークを有する制御ピストン３０のストロークより先に作動する。
【００３２】
段階Ａ１から段階Ａ２への移行時に、排気弁２は再び閉鎖方向に移動し、次いで短い戻り行程Ｂ→Ｃ後で第２ストローク（圧縮ストローク）の開始時に、弁ブリッジ内で液圧式にロックされた制御ピストン３０によって止められる。この止め位置は、全段階Ａ２中に、つまり残りの第２ストローク（圧縮ストローク）全部に亘って、及びその次の第３ストローク（膨張ストローク）に亘って維持される。
【００３３】
次いで、第３ストローク（膨張ストローク）の最期に、排気弁２の、カムシャフト側の制御が、カムシャフトにおける所属の制御カムを介して、場合によってはプッシュロッド１２、ロッカアーム１３及び弁ブリッジ２０を介して再び効果的に行われると、制御ピストン３０の前もって行われる液圧式のロックが解消される。何故ならば弁ブリッジ２０が「排気弁開放」方向に移動すると直ちに、弁ブリッジ２０は対抗ホルダ４０から持ち上がるからである。これによって、放圧通路３７は開放され、高圧オイルがこの放圧通路３７を通って、液圧式にもはやロックされていない制御圧室３３からシリンダカバー７の領域内に流出する。これは、その閉鎖ばね２３によって閉鎖方向に移動する排気弁２の作用したでその侵入走行した基本位置方向に押圧された制御ピストン３０によっても補助される。
【００３４】
制御ピストン３０が再び、弁ブリッジ内部の盲穴３１内に完全にぶつかるまで押し込まれると直ちに、制御ピストン３０は、弁ブリッジ２０における純粋に幾何的な緩衝手段として作用し、この弁ブリッジ２０を介して、エンジンブレーキ時の第４ストローク（掃気ストローク）中に段階Ａ３（図９の線図参照）において、排気弁２の開放が（第２の排気弁３と同期的に）、完全な排気弁ストロークＤ（その保持及び際閉鎖がカムシャフトにおける相応のカムによって、及びロッカアーム１３を介して制御される）まで、行われる。第４ストローク（掃気ストローク）の最期に、弁ブリッジ２０はエンジンブレーキ中に再びその図１及び図２に示した位置を占め、この位置から、次のブレーキサイクル（前記経過と同様の形式で）が開始される。
【００３５】
次に、本発明によるエンジン制御ブレーキ装置の理論的なバックグラウンドについて幾つか説明する。
【００３６】
既に述べたように、エンジンブレーキ段階中の排気弁２の中間開放は、排ガス管路９内に開口する、隣接するシリンダ１が排ガスを押し出す際の圧力波によって生ぜしめられる。中間開放中の排気弁２の運動経過を計算するために次の運動式が用いられる。
【００３７】
【数１】
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【００３８】
排気弁２の閉鎖ばね２３のプレロード力Ｆ１は、弁駆動ダイナミック計算から得られる許容設計範囲内で、エンジン制御ブレーキ装置の機能のために、排気弁２が閉じたスロットル装置１０において堰き止められた排ガス内で発生する排ガス対抗圧力に基づいて確実に中間開放するように、設計されている。Ｆ１は、低すぎてはならない。何故ならばそうでないと、空気装入量及び排ガス対抗圧が低下し、それによってブレーキ運転中の内燃機関の内部冷却が低下し、ブレーキパワーも低下するからである。
【００３９】
【数２】
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【００４０】
排ガス対抗圧によって制限された、排気弁２の中間開放は、吸気ストロークの最期に行われるので、チャージ圧力（ブレーキ運転中は一般的に大気圧と同じである）は、ｐｚのために供給される。
【００４１】
従って、下側の回転数範囲内の所望の排ガス対抗圧力としての、及びダイナミックな圧力上昇（排気弁２が隣接するシリンダによって生ぜしめられる圧力波によってのみ開放される）のためのファクターＫとしてのｐａによって、排気弁２の閉鎖ばね２３のプレロード力Ｆ１は、次のように設定される。
【００４２】
Ｆ１＝Ａｖｍ・（Ｋ・ｐａ・０．９６−ｐｌ）＋Ｆｋ
この場合、Ｋ＝１．２±０．２である。
【００４３】
これによって、本発明のエンジン制御ブレーキ装置によって、比較的安価で簡単に実現される手段が、各シリンダ毎に２つの排気弁を有する内燃機関においても、エンジンブレーキ運転中に非常に高いエンジンブレーキパワーが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】４ストローク往復動機関及びスロットル装置を備えた排ガス管路の一部判断した概略図、並びにスロットル装置の制御のための可能な制御原理図である。
【図２】本発明によるエンジン内部のブレーキ装置の第１実施例の、排気弁の領域内の、４つの弁を備えた４ストローク往復動機関、並びに排気弁の制御を示す部分断面図である。
【図３】図２に示した、エンジン内部のブレーキ装置の別の部分及び弁ブリッジの詳細を示す部分的な断面図である。
【図４】図２及び図３に示した弁ブリッジの平面図である。
【図５】図３の一部の拡大図である。
【図６】エンジン内部のブレーキ装置の弁ブリッジ及びその他の部分の別の実施例を示す部分断面図である。
【図７】図５に示した弁ブリッジの平面図である。
【図８】図６の一部の拡大図である。
【図９】本発明によるエンジン内部のブレーキ装置が配属されている排気弁の、ブレーキ運転中におけるストローク経過を示す線図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  シリンダ、  ２  排気弁、  ３  排気弁、  ４  燃焼室、  ５  ピストン、  ６  シリンダヘッド、  ７  シリンダカバー、  ８  排気ポート、  ９  排ガス管路、  １０  スロットル装置、  １１  エンジン内部のブレーキ装置、  １２  プッシュロッド、  １３  ロッカアーム、  １４  軸受ブロック、  １５  軸受ピン、  １６  軸受ピンの滑り軸受、  １７  ナット、  １８  ねじ山付きピン、  １９  支持セグメント、  ２０  弁ブリッジ、  ２１  シャフト、  ２２  シャフト、  ２３  閉鎖ばね、  ２４  閉鎖ばね、  ２５  シリンダヘッド面、  ２６  シリンダヘッド面、  ２７，２８  ばね受け、  ２９  弁ブリッジの下側、  ３０  制御ピストン、  ３１  盲穴、  ３２  制御圧ばね、  ３３  制御圧室、  ３４  オイル供給通路、  ３５  オイル供給通路、  ３６  逆止弁、  ３７  放圧通路、  ３８  弁ブリッジの上側、  ３９  出口開口、  ４０  対抗ホルダ、  ４１  盲穴、  ４２  侵入した制御ピストンの上側のストッパ、  ４３  退出した制御ピストンの下側のストッパ、  ４４  盲穴、  ４５  盲穴４４の底部、  ４６  盲穴３１の底部、  ４７  ピン、  ４８  ピン４７の後ろの端面、  ４９  制御ピストン３０のショルダ面、  ５０  横方向ピン、  ５１  横方向孔、  ５２  制御ピストン３０の凹部、  ５３  カウンタナット、  ５４  セットスクリュー、  ５５  球、  ５６  円錐形の移行部、  ５７，５８  オイル供給通路の区分、  ５９  区分５８内のストッパ、  ６０  横方向孔、  ６１  遮断可能な区分、  ６２  スロットル装置１０の軸、  ６３  サーボモータ、  ６４  圧縮空気供給装置、  ６５  圧縮空気導管、  ６６  導管部分、  ６７  遮断／貫流弁、  ６８  切換機構、  ６９  制御ライン、  ７０  制御及び／又は調整ユニット、  ７１  圧力センサ、  ７２  温度センサ、  ７３，７４，７５  信号ライン、  ７６，７７  切換ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005127329.tif 000010
【図７】
2005127329.tif 000011
【図８】
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【図９】
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