ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И АВТОМОБИЛЬ С ТАКИМ ДВИГАТЕЛЕМ
INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND VEHICLE WITH SUCH ENGINE

Изобретение касается двигателя внутреннего сгорания с, по меньшей мере, одним приводимым в действие через кулачковый вал и передаточное устройство выпускным клапаном на цилиндр, причем между кулачковым валом и выпускным клапаном расположен регулирующий клапанный зазор элемент в передаточном устройстве, а также с устройством торможения двигателем, имеющим моторный тормоз с заслонкой в выпускном трубопроводе для создания противодавления отходящим газам и декомпрессионный тормоз, с помощью которого в, по меньшей мере, одной фазе моторного торможения может удерживаться открытым, по меньшей мере, один выпускной клапан, в частности, также в фазе основной окружности кулачка.
Из выложенных заявок ЕР 2 143 894 А1 и ЕР 2 143 896 А1 известны двигатели внутреннего сгорания с устройствами торможения двигателем и регулирующими клапанный зазор механизмами. При этом каждый гидравлический регулирующий клапанный зазор механизм расположен в клапанной перемычке. Кроме того, регулирующий клапанный зазор механизм имеет граничащий с нагнетательной камерой поршень, причем нагнетательная камера через обратный клапан соединена по потоку с имеющим постоянное давление нагнетательным трубопроводом. Из нагнетательной камеры выходит разгрузочный трубопровод, который через управляемый разгрузочный клапан оканчивается в отверстие для выхода масла. Кроме того, в клапанной перемычке расположен гидравлический блок дополнительного управления клапаном устройства управлением двигателем, камера управляющего давления которого соединена по потоку с нагнетательной камерой управляемого разгрузочного клапана. Камеры управляющего давления через масляный канал находится в соединении по потоку с трубопроводом управляющего давления в контропоре, причем контропора через упорный поршень контактирует с клапанной перемычкой на обращенной от выпускных клапанов стороне. Посредством многочисленных расположенных в клапанной перемычке гидравлических поршней и нагнетательных трубопроводов необходимы высокие затраты на обработку и изготовление клапанной перемычки, причем клапанная перемычка структурно ослабляется и, таким образом, соответственно должна массивно рассчитываться.
В случае описанных в названных публикациях устройств торможения двигателем речь идет соответственно о смешанной форме из моторного тормоза с заслонкой в выпускном трубопроводе и декомпрессионного тормоза, который, в частности, также называется как EVB (сокращение от англ. «exhaust valve brakeʺ=«тормоз с выпускным клапаном»). При этом, гидравлический блок дополнительного управления клапаном встроен с одной стороны в одновременно приводящую два выпускных клапана клапанную перемычку соединительного механизма. Питание гидравлического блока дополнительного управления клапаном маслом осуществляется посредством и без того предусмотренным масляным контуром соответствующего двигателя внутреннего сгорания. В случае этого типа устройств торможения двигателем применение гидравлических регулирующих клапанный зазор устройств требует дополнительных мероприятий, чтобы предотвратить неконтролируемую накачку регулирующего клапанный зазор устройства во время режима торможения двигателем, что могло бы привести к тяжелым повреждениям двигателя. В случае ЕР 2 143 894 А1 и ЕР 2 143 896 А1 это осуществляется за счет того, что нагнетательная камера гидравлического регулирующего клапанный зазор устройства разгружается от давления через управляемый разгрузочный клапан во время режима торможения двигателем. Известная из уровня техники система с многочисленными масляными проточками и гидравлическими поршнями в клапанной перемычке имеет тот недостаток, что клапанная перемычка структурно ослабляется и тем самым она должна рассчитываться с большими размерами.
В выложенной заявке DE 10 2012 100 962 А1 описана возможность комбинирования гидравлического регулирования клапанного зазора с разгрузочным клапаном и, таким образом, одновременного выполнения устройства торможения двигателем и не требующего технического обслуживания клапанного механизма только с одним гидравлическим регулированием клапанного зазора. Таким образом, декомпрессионный тормоз образуется посредством гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента. Чтобы предотвратить нежелательное открытое удерживание выпускного клапана посредством гидравлического регулирования клапанного зазора после окончания режима торможения двигателем, наряду с обычными компонентами гидравлического регулирования клапанного зазора, однако, требуются еще следующие компоненты для режима торможения: разгрузочный трубопровод с управляемым разгрузочным клапаном, включая управляющий трубопровод, а также прижимное устройство с установочным винтом.
Функция этого выполнения аналогична описанному в выложенных заявках ЕР 2 143 894 А1 и ЕР 2 143 896 А1 EVB-устройству торможения двигателем и может быть описана следующим образом: когда закрывается дроссельная заслонка в перепускном канале отработавших газов, то давление отработавших газов в выпускном канале перед сжатием (нижняя мертвая точка) повышается настолько сильно, что выпускной клапан подвергается кратковременному надавливанию посредством гидравлического удара смежного цилиндра. Постоянно нагружаемый давлением моторного масла поршень гидравлического регулирования клапанного зазора предотвращает клапан от нового закрытия. Остается менее значительный ход, вследствие чего в такте сжатия в двигателе уже часть сжатого воздуха может вытекать из цилиндра. После достижения верхней мертвой точки это раскрытие сохраняется. Давление на перемещающийся в таком случае вниз поршень существенно уменьшается, тормозная мощность улучшается. Посредством дросселирования отработавших газов как движение вверх, так и движение вниз поршня двигателя может использоваться для торможения. Одновременно в режиме торможения двигателем включается разгрузочный клапан, который освобождает разгрузочную проточку к камере высокого давления гидравлического регулирования клапанного зазора. Однако, эта разгрузочная проточка вначале еще закрыта посредством прижимного устройства. В начале такта выпуска посредством движения коромысла освобождается разгрузочная проточка, масло выходит и разгружает поршень. Таким образом, «выдвинутый» поршень гидравлического регулирования клапанного зазора не может вновь возвращаться, а выпускной клапан не может вновь полностью закрываться.
Таким образом, даже в случае этого решения предварительно названные компоненты в форме разгрузочного трубопровода с управляемым разгрузочным клапаном включая управляющий трубопровод и прижимного устройства с установочным винтом все еще дополнительно необходимы к классическому гидравлическому регулированию клапанного зазора для режима торможения.
Таким образом, задачей изобретения является улучшенным образом предоставить как моторный тормоз, так и автоматическое регулирование клапанного зазора. В частности, в основу изобретения положена задача более простого, более экономичного по затратам и экономящего конструктивное пространство предоставления моторного тормоза, а также автоматического регулирования клапанного зазора.
Эти задачи решаются посредством устройства с признаками независимого пункта формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления и применения изобретения являются предметом зависимых пунктов и более подробно поясняются в последующем описании с частичной ссылкой на фигуры.
Согласно общим аспектам изобретения предоставляется устройство, в частности, двигатель внутреннего сгорания, с по меньшей мере одним выполненным с возможностью приведения в действие через кулачковый вал и механическое передаточное устройство выпускным клапаном на цилиндр. При этом между кулачковым валом и выпускным клапаном расположен гидравлический регулирующий клапанный зазор элемент в передаточном устройстве. Гидравлический регулирующий клапанный зазор элемент может включать в себя граничащий с нагнетательной камерой поршень и оканчивающийся в нагнетательной камере через нагруженный пружиной обратный клапан нагнетательный маслопровод.
Гидравлические регулирующие клапанный зазор элементы (HVA)в двигателях внутреннего сгорания известны сами по себе и служат для того, чтобы компенсировать, в частности, изменяющиеся в течение срока эксплуатации размеры по длине газораспределительных клапанов так, что в фазе основной окружности приводящего в действие клапан кулачка гарантировано надежное закрывание клапана. При этом, с другой стороны, подъем кулачка должен без потерь передаваться на клапан и, таким образом, преобразовываться в подъемное движение клапана. Принцип действия подобного рода гидравлических регулирующих клапанный зазор элементов, которые расположены в силовом потоке механизма клапанного распределения, в частности, двигателя внутреннего сгорания, в дальнейшем предполагается как известный.
Далее, двигатель внутреннего сгорания включает в себя устройство торможения двигателем, имеющее известный сам по себе моторный тормоз с заслонкой в выпускном трубопроводе для создания противодавления отработавших газов. Упомянутый «моторный тормоз с заслонкой в выпускном трубопроводе» может включать в себя, например, расположенную в выпускном тракте управляемую и регулируемую подпорную заслонку. При закрытии заслонки повышается давление подпора на лежащей против направления потока стороне и таким образом в воздействии на приводной двигатель транспортного средства создает тормозное действие.
Далее, устройство торможения двигателем включает в себя декомпрессионный тормоз, с помощью которого по меньшей мере в одной фазе торможения двигателем может удерживаться открытым по меньшей мере один выпускной клапан. Декомпрессионный тормоз инициируется газорегулируемо через увеличенное противодавление отработавшего газа при по меньшей мере частично закрытой тормозной заслонке, при котором целенаправленно запускается «клапанный прыжок» выпускного клапана.
Особенностью в настоящем случае является то, что декомпрессионный тормоз при этом образован гидравлическим регулирующим клапанный зазор элементом. Другими словами, моторный тормоз с заслонкой в выпускном трубопроводе и гидравлический регулирующий клапанный зазор элемент рассчитаны так, что сумма действующих на выпускной клапан усилий в режиме торможения двигателем приводит к открытому положению выпускного клапана. Действующие на выпускной клапан силы включают в себя, с одной стороны, силу клапанной пружины выпускного клапана, создаваемую со стороны камеры сгорания силу давления газа, которые действуют каждая в направлении закрытия выпускного клапана, действующую в передаточном устройстве силу трения и, с другой стороны, создаваемую моторным тормозом с заслонкой в выпускном трубопроводе силу давления отработавших газов, создаваемую регулирующим клапанный зазор элементом силу давления масла и силу упругости возвратной пружины гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента, которые действуют каждая в направлении, противоположном направлению закрытия. Таким образом, в режиме торможения двигателем сила, создаваемая гидравлическим регулирующим клапанный зазор элементом, вместе с создаваемой моторным тормозом с заслонкой в выпускном трубопроводе силой давления отработавших газов действует на выпускной клапан и приводит к тому, что выпускной клапан прижимается в открытое положение и/или удерживается в открытом положении. Таким образом, гидравлическое регулирование клапанного зазора принимает на себя двойную функцию. С одной стороны, с его помощью традиционным образом реализуется не требующий технического обслуживания клапанный привод, с другой стороны, в режиме торможения двигателем оно применяется для повышения мощности торможения, при которой посредством гидравлического клапанного привода в фазе торможения двигателем по меньшей мере один выпускной клапан может удерживаться открытым, так что гидравлический клапанный привод также принимает на себя функцию декомпрессионного тормоза. Это экономит количество деталей и расходы.
Особое преимущество изобретения заключается в том, что гидравлическое регулирование клапанного зазора может быть выполнено в виде классического, соответственно, традиционного гидравлического регулирования клапанного зазора, то есть может реализовываться в виде гидравлического регулирования клапанного зазора, который не имеет дополнительных средств для обеспечения возможности ускоренной разгрузки от давления нагнетательной камеры гидравлического регулирования клапанного зазора, чтобы обеспечивать более быстрое закрытие выпускного клапана по окончании режима торможения двигателем.
Чтобы гарантировать, чтобы выпускные клапаны по окончании режима торможения двигателем перед режимом со сжиганием топлива были снова полностью закрыты, и чтобы таким образом гарантировать надежный переход из режима торможения двигателем в режим со сжиганием топлива, двигатель внутреннего сгорания включает в себя управляющее устройство для управления впрыском топлива, которое выполнено так, чтобы впрыск топлива после завершения режима торможения двигателем вновь включался только после истечения предварительно определенного времени задержки. При этом это предварительно определенное время задержки установлено так, что оно больше, чем время закрывания выпускного клапана после окончания режима торможения двигателем. Таким образом, режим со сжиганием топлива вновь осуществляется не непосредственно после завершения режима торможения двигателем, а лишь после пережидания времени задержки.
Под временем закрывания выпускного клапана понимается промежуток времени между открытием моторного тормоза с заслонкой в выпускном трубопроводе, что соответствует концу режима торможения двигателем, и закрытым положением выпускного клапана, удерживаемого в открытом состоянии с помощью гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента в режиме торможения двигателем. Время закрывания может, например, измеряться экспериментально на испытательном стенде.
Гидравлический регулирующий клапанный зазор элемент предпочтительно выполнен так, что продолжительность времени закрывания по существу соответствует продолжительности обусловленного утечками процесса возврата отведенного поршня гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента, вызываемого в конце режима торможения двигателем снижением действующей на выпускной клапан силы давления отработавших газов. Это, например, происходит тогда, когда гидравлический регулирующий клапанный зазор элемент не имеет дополнительных средств, чтобы обеспечить возможность ускоренной разгрузки от давления нагнетательной камеры гидравлического регулирования клапанного зазора. У такого регулирующего клапанный зазор элемента - после снятия силы давления отработавших газов - клапанная пружина и давление газа камеры сгорания служат для того, чтобы гидравлический регулирующий клапанный зазор элемент снова отжимался назад в исходное положение. При «отжатии назад» масло выжимается из камеры высокого давления через зазор утечки, что соответствует уменьшению объема масла в камере высокого давления гидравлического регулирования клапанного зазора.
Согласно этому варианту осуществления по существу падение созданной моторным тормозом с заслонкой в выпускном трубопроводе силы давления газов, а не изменение созданной регулирующим клапанный зазор элементом силы давления масла является решающим для возврата выпускного клапана в закрытое положение по завершении режима торможения двигателем и тем самым также для значения времени закрывания. Таким образом, продолжительность времени закрывания может зависеть по существу от вызываемого при открытии моторного тормоза с заслонкой в выпускном трубопроводе после завершения режима торможения двигателем уменьшения действующей на закрывающий клапан силы давления отработавших газов.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления не предусмотрено никакого исходящего от нагнетательной камеры регулирующего клапанный зазор элемента и соединяемого через управляемый разгрузочный клапан с приемником давления разгрузочного трубопровода. Особенно предпочтительная реализация этого варианта осуществления дополнительно предусматривает, что не предусмотрено никакой контропоры (прижим), которая была бы выполнена, чтобы освобождать выходное отверстие разгрузочного трубопровода лишь к началу такта выпуска. В частности, не предусмотрено никакой контропоры, к которой прилегало бы передаточное устройство в конечном положении у предпочтительно переставляемой контропоры. Благодаря этому могут экономиться расходы на эти дополнительные части и необходимое для этого конструктивное пространство.
Одна возможность соответствующей изобретению реализации, например, предусматривает, что время задержки находится в диапазоне от 0,5 до 3 секунд, далее предпочтительно в диапазоне от 1 до 2 секунд. Далее, время задержки может сохраняться в управляющем устройстве или в используемом управляющим устройством запоминающем устройстве.
В одном предпочтительном примере осуществления изобретения механическое передаточное устройство включает в себя клапанную перемычку и выполненный в виде коромысла или поводка клапанный рычаг, который приводится в движение с помощью кулачкового вала и через клапанную перемычку воздействует на выпускные клапаны.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретения поршень, обратный клапан и пружина гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента могут быть расположены между клапанным рычагом и клапанной перемычкой. Однако, в зависимости от конструкции клапанного привода, возможны и другие места встраивания, соответственно, конструктивные формы гидравлического регулирования клапанного зазора. Например, гидравлическое регулирование клапанного зазора может быть расположено между штангой толкателя и коромыслом, будучи интегрированным в тарельчатый толкатель или клапанный толкатель.
Согласно одному другому аспекту изобретение касается также автомобиля, в частности, автомобиля промышленного назначения, имеющего двигатель внутреннего сгорания, как описано в этом документе.
Описанные выше предпочтительные варианты осуществления и признаки изобретения могут комбинироваться друг с другом любым образом. Другие подробности и преимущества изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. Показано:
Фиг.1 клапанный привод с гидравлическим регулированием клапанного зазора согласно одному варианту осуществления изобретения;
Фиг.2 иллюстрация действующих в режиме торможения двигателем сил на выпускные клапаны клапанного привода с фиг.1; и
Фиг.3 иллюстрация перехода от режима торможения двигателем к режиму со сжиганием топлива согласно одному варианту осуществления изобретения.
Одинаковые или функционально эквивалентные элементы на всех фигурах обозначены одними и теми же ссылочными позициями.
Фиг.1 показывает клапанный привод 11 с гидравлическим регулированием 6 клапанного зазора двигателя внутреннего сгорания согласно одному варианту осуществления изобретения. Двигатель внутреннего сгорания включает в себя не показанный 4-тактный поршневой двигатель внутреннего сгорания, который имеет на каждый цилиндра, по меньшей мере, один впускной клапан (не показан) и два выпускных клапана 1.
Впускной и выпускной клапаны 1 управляются одним (не представленным) кулачковым валом. Кулачковый вал может быть расположен сверху или снизу относительно коромысла 3. Фиг.1 соответствует варианту с расположенным сверху кулачковым валом (не представлен) в области управления обоих выпускных клапанов 1 одного цилиндра. Коромысло 3 установлено на головке 7 блоков цилиндров на опорном кронштейне 9 с возможностью поворота на опорной оси с помощью подшипника скольжения. Коромысло 3, в свою очередь, воздействует на клапанную перемычку 4. Эта клапанная перемычка 4 служит для управления обоими расположенными осепараллельно друг относительно друга выпускными клапанами 1 цилиндра (не представлен) двигателя внутреннего сгорания (не представлен). Каждый из выпускных клапанов 1 своим штоком 1а установлен аксиально подвижно в головке 7 блоков цилиндров (очень схематично представлено) и посредством закрывающей пружины (возвратной пружины) 5, которая опирается, с одной стороны, на поверхность 7а головки блоков цилиндров и, с другой стороны, на закрепленную на штоке 1а выпускного клапана тарелку 1b пружины, нагружается в направлении С закрывания определенной силой F3 предварительного напряжения (см. также фиг.2). При этом, каждая из обеих закрывающих пружин 5 может быть реализована посредством либо только одной спиральной пружины, либо двумя коаксиальными друг другу спиральными пружинами.
[ЕС(1)]
Между коромыслом 3 и клапанной перемычкой 4 расположен гидравлический регулирующий клапанный зазор элемент 6 таким образом, что коромысло через регулирующий клапанный зазор элемент 6 и установленную со сферическим сочленением сферическую опору 8 воздействует на клапанную перемычку 4 и тем самым на выпускные клапаны 1.
Выполненный известным самим по себе образом гидравлический регулирующий клапанный зазор элемент 6 имеет граничащий с нагнетательной камерой поршень и оканчивающийся в нагнетательной камере через нагружаемый пружиной обратный клапан нагнетательный маслотрубопровод (соответственно не представлен). Поршень, обратный клапан и пружина гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента 6 расположены между клапанным рычагом 3 и клапанной перемычкой 4.
Гидравлический регулирующий клапанный зазор элемент 6 служит для того, чтобы компенсировать, в частности, износ (клапан врабатывается в седло клапана) в течение срока службы двигателя, так что в фазе основной окружности приводящего в действие выпускной клапан 1 кулачка гарантировано надежное закрывание клапана.
Выпускные каналы 2 цилиндра оканчиваются в выпускном тракте двигателя внутреннего сгорания, в который максимально близко с двигателем известным самим по себе образом установлен моторный тормоз с заслонкой в выпускном трубопроводе для создания противодавления отработавших газов. Он может быть образован посредством дроссельной заслонки или тарельчатой заслонки или задвижкой. В большинстве случаев используется дроссельная заслонка. Моторный тормоз с заслонкой в выпускном трубопроводе, включая его органы управления и/или регулирования, образует часть устройства торможения двигателем и во время процессов торможения двигателем служит для, по меньшей мере, параллельного перекрытия выпускного тракта и для вызванного вследствие этого выше по потоку подпора отработавших газов. Другая часть устройства торможения двигателем является декомпрессионным тормозом для повышения мощности торможения двигателем, которая в данном случае образуется посредством гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента 6.
Функция гидравлического регулирующего клапанный клапана элемента 6 для повышения мощности торможения двигателем может описываться следующим образом:
Когда дроссельная заслонка отработавших газов для режима торможения двигателем закрывается, то образуется действующая на выпускной клапан 1 газовая сила F5 давления отработавших газов. При этом, давление отработавших газов в выпускном канале возрастает перед сжатием, в частности, в такте всасывания перед нижней мертвой точкой и в нижней мертвой точке, настолько сильно, что выпускной клапан 1 в результате ударной волны соседнего цилиндра кратковременно нажимается, вследствие чего в фазе основной окружности кулачка образуется зазор между выпускным клапаном 1 и кольцевым седлом клапана, соответственно, возникает отверстие для выпускного канала 2 (так называемое прыгание клапана или вибрирование клапана). Это нажатие клапана поддерживается еще посредством первой силовой компоненты F1, которая исходит от гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента 6 вследствие масляного давления, и посредством второй силовой компоненты F2, которая исходит от гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента 6 вследствие возвратной пружины.
Нажатие выпускного клапана 1 посредством двух описанных эффектов приводит к разгрузке гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента 6 и вследствие постоянного прикладываемого масляного давления и пружинной силы возвратной пружины гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента, следовательно, к подстройке гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента 6. Тем самым выдвигается поршень гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента 6. Вследствие этого предотвращается повторное закрытие клапана.
Остается небольшой зазор величиной V1 между выпускным клапаном 1 и кольцевым седлом клапана, ниже кратко называемый зазором, вследствие чего при такте сжатия в двигателе часть сжатого воздуха уже может вытекать из цилиндра. Давление на поршень, снова движущийся после этого вниз (рабочий такт), существенно уменьшается. Благодаря этому улучшается мощность торможения двигателем. При дросселировании отработавших газов для торможения может использоваться как движение поршня двигателя вверх, так и движение вниз.
Зазор, который в режиме торможения двигателем устанавливается между выпускным клапаном 1 и его кольцевым седлом, зависит от следующих влияющих величин:
a) давление отработавших газов, которое создает газовую силу F5, действующую на выпускной клапан 1;
b) давление газа со стороны камеры сгорания, которое создает газовую силу F6, действующую в направлении C закрытия,
c) давление масла, которое прикладывается к гидравлическому регулированию клапанного зазора и которое создает силу F1 масляного давления;
d) пружинная сила F2 возвратной пружины гидравлического регулирования клапанного зазора;
e) пружинная сила F3 клапанных закрывающих пружин 5;
f) трение в клапанном приводе, которое создает силу F4 трения.
Действующие на выпускной клапан 1 силы F1-F6 изображены на фиг.2 и 3. Создаваемая моторным тормозом с заслонкой в выпускном трубопроводе сила F5 и создаваемые регулирующим клапанный зазор элементом силы F1 и F2 действуют обе в одинаковом направлении O, то есть в направлении открытого положения выпускного клапана 1. Пружинная сила F3 закрывающей пружины 5 (возвратной пружины) выпускного клапана и сила F6 давления газа, которая создается давлением в камере сгорания в цилиндре, действуют, в отличие от этого, в направлении C закрытия выпускного клапана.
Путем адаптации этих влияющих величин, соответственно, сил можно оказывать влияние на максимальные величины зазора и частоту вращения двигателя, начиная с которой происходит возникновение зазора между выпускными клапанами 1 и принадлежащими им кольцевыми седлами клапанов. Оба выпускных клапана 1 прыгают, таким образом, вдвоем и удерживаются в открытом состоянии гидравлическим регулирующим клапанный зазор элементом 6, который находится в соединении с обоими выпускными клапанами 1 посредством клапанной перемычки 4.
Увеличение зазора между выпускным клапаном 1 и кольцевым седлом клапана, соответственно, смещение возникновения зазора в направлении более низких значений частоты вращения двигателя может достигаться с помощью по меньшей мере одного из следующих мероприятий: повышение давления отработавших газов; уменьшение давления газа со стороны камеры сгорания; повышение масляного давления, которое воздействует на гидравлическое регулирование клапанного зазора; повышение пружинной силы возвратной пружины гидравлического регулирования клапанного зазора; уменьшение пружинной силы клапанных пружин; или уменьшение трения в клапанном приводе.
Уменьшение зазора, соответственно, смещение возникновения зазора в направлении более высоких значений частоты вращения двигателя может достигаться аналогичным образом с помощью по меньшей мере одного из следующих мероприятий: понижение давления отработавших газов; повышение давления газа со стороны камеры сгорания; понижение масляного давления, которое воздействует на гидравлическое регулирование клапанного зазора; понижение пружинной силы возвратной пружины гидравлического регулирования клапанного зазора; повышение пружинной силы клапанных пружин или увеличение трения в клапанном приводе.
Таким образом может также регулироваться величина зазора, установленная в режиме торможения двигателем посредством регулирующего клапанный зазор элемента 6, и вместе с тем желаемое повышение мощности торможения двигателем. Зазор при определенной частоте вращения двигателя всегда приближается к максимальному значению. Максимальное значение зазора устанавливается при равновесии сил приведенных выше влияющих величин. С возрастающей частотой вращения двигателя это максимальное значение повышается.
На основе фиг.3 поясняется принцип действия устройства торможения двигателем и, в частности, переход из режима торможения двигателем в последующий режим со сжиганием топлива.
Обозначенные на фиг.3 символами „I.ʺ, „II.ʺ, „III.ʺ состояния клапанного привода 11показывают соответственно состояние клапанного привода, в частности, положение выпускного клапана в фазе основной окружности кулачка, то есть клапанный рычаг 3 не отклонен. При этом вод термином «фаза основной окружности кулачка» должна пониматься, в частности, угловая область кулачкового узла, в которой кулачковые контуры всех отдельных кулачков кулачкового узла занимают один общий уровень основной окружности.
При этом состояние I. соответствует состоянию клапанного привода 11 во время фазы торможения двигателем (временной промежуток перед t1). При этом состояние II. соответствует состоянию клапанного привода во время переходной фазы t1 - t2, во время которого осуществляется «буксировочный» режим после окончания режима торможения двигателем, то есть не осуществляется никакого впрыскивания. При этом состояние III. соответствует состоянию клапанного привода 11 во время режима со сжиганием топлива, который начинается после фазы задержки с продолжительностью Δt во временной момент t2.
Особенным требованием является переход из режима торможения двигателем в режим двигателя со сжиганием топлива. Это должно обеспечивать то, что выпускные клапана 1 перед режимом двигателя со сжиганием топлива вновь полностью закрываются, чтобы предотвратить повышенный износ клапана/кольцевого седла, соответственно, перегрузки клапанного привода в результате открытия выпускных клапанов 1 в режиме со сжиганием топлива.
В режиме торможения спустя некоторое время устанавливается максимальное значение V1 для зазора между выпускным клапаном 1 и кольцевым седлом клапана, причем максимальное значение зависит от частоты вращения двигателя. В этом состоянии поршень гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента 6 находится в выдвинутом состоянии Р1, отмеченном сплошной линией Р1. Исходное положение изображено пунктирной линией Р3.
В этом состоянии, силы: сила F1 масляного давления, сила F2 возвратной пружины гидравлического регулирования клапанного зазора, газовая сила F5 давления отработавших газов, пружинная сила F3 клапанной закрывающей пружины, сила F4 трения и вызванная давлением полости цилиндра газовая сила F6 - находятся в равновесии.
Это соответствует состоянию I. фиг.3 (временной промежуток перед t1). Непосредственно после завершения режима торможения двигателем во временной момент t1, в котором заслонка отработавших газов моторного тормоза с заслонкой в выпускном трубопроводе открывается, выпускной клапан 1 из-за отклоненного поршня гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента 6 находится сначала еще открытым.
Однако, в результате открытия заслонки отработавших газов во временной момент t1 газовая сила F5 давления отработавших газов мгновенно сильно снижается и тем самым нарушается описанное равновесие сил. Газовая сила F6 из полости цилиндра и в значительной степени пружинная сила F3 теперь ведут к тому, что поршень гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента 6 опять возвращается обратно в направлении исходного положения, а выпускные клапаны 1 опять могут полностью закрываться.
Это время закрытия выпускного клапана 1 после завершения режима торможения двигателем может измеряться предварительно экспериментально на испытательном стенде.
Возможностью обеспечения полного закрытия выпускных клапанов 1 перед режимом двигателя со сжиганием топлива, является замедленный, возобновленный впрыск топлива с помощью соответствующих данных блока управлением двигателем.
Для этого блок 10 управления двигателем, который управляет впрыском топлива, выполнен так, чтобы вновь запускать впрыск топлива после конца режима торможения двигателем (временной момент t1) лишь после истечения предопределенного времени Δt задержки, причем предопределенное время Δt задержки установлено таким образом, что оно на величину промежутка больше, чем установленное до этого время закрытия выпускного клапана 1 после окончания режима торможения двигателем. Таким образом, во временном интервале t1 - t2, что на фиг.3 соответствует состоянию II. клапанного привода, зазор между выпускным клапаном 1 и кольцевым седлом клапана имеет становящуюся все менее значительной величину V2 и наконец снижается до величины V3=нуль. Соответственно, поршень гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента 6 снова вдвигается. Выпускной клапан до достижения временного момента t2 вновь закрыт. Таким образом, во время между t1 (конец режимы торможения двигателем) и t2=t1+Δt имеет место буксирный режим и, таким образом, никакого впрыскивания. Этим обеспечивается то, что поршень гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента 6 имеет достаточно времени для вдвигания, соответственно, выпускной клапан 1 имеет достаточно времени для закрытия. В состоянии II на фиг.3 показано промежуточное положение Р2 поршня гидравлического регулирующего клапанного зазор элемента 6, в котором он почти вдвинут снова обратно в исходное положение Р3.
Во временной момент t2 поршень гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента 6 снова находится в исходном положении Р3. Величина V3 зазора равняется нулю, то есть выпускной клапан 6 снова закрыт. Затем, во временной момент t2 блок 10 управления двигателем снова запускает режим со сжиганием топлива.
Таким образом, согласно этому варианту осуществления может предотвращаться комбинирование гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента с разгрузочным трубопроводом с управляемым разгрузочным клапаном, включая управляющий трубопровод, а также прижимное устройство с установочным винтом. Вместо этого, переход от режима торможения двигателем к режиму со сжиганием топлива управляется таким образом, что режим со сжиганием топлива начинается после завершения режима торможения двигателем сначала после времени задержки, которое выбрано так, что выпускному клапану остается достаточно времени, чтобы переместиться в закрытое положение.
Несмотря на то, что изобретение описывалось со ссылкой на определенные примеры осуществления, для специалиста очевидно, что могут осуществляться различные изменения и могут использоваться эквиваленты в качестве замен, без выхода за рамки изобретения. Дополнительно, может осуществляться множество модификаций без выхода за соответствующую область. Вследствие этого, изобретение не должно ограничиваться показанными примерами осуществления, а должно охватывать все примеры осуществления, которые попадают в область прилагаемой формулы изобретения. В частности, изобретение требует также охраны для предмета и признаков зависимых пунктов формулы изобретения независимо от пунктов формулы изобретения, на которые они ссылаются.
Список ссылочных позиций
1 выпускной клапан
1а шток
1b тарелка пружины
2 выпускной канал
3 коромысло
4 клапанная перемычка
5 закрывающая пружина
6 регулирующий клапанный зазор элемент
7 головка блока цилиндров
7а поверхность головки блока цилиндров
8 сферическая опора
9 опорный кронштейн
10 управляющее устройство, например, блок управления двигателем
11 клапанный привод
t1 конец режима торможения двигателем
t2 начало режима со сжиганием топлива
Δt время задержки
F1 сила масляного давления гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента
F2 пружинная сила гидравлического регулирующего клапанный зазор элемента
F3 пружинная сила закрывающей пружины
F4 сила трения
F5 сила давления газа посредством моторного тормоза с заслонкой в выпускном трубопроводе
F6 сила давления газа посредством давления камеры сгорания в цилиндре
V1, V2, V3 величина зазора между выпускным клапаном и кольцевым седлом клапана.